JPH03245557A - 低誘電率回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高速半導体素子等を実装するための回路基板に
関する。

〔従来の技術〕

従来、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子やコンデンサ、コイ
ル、抵抗等の受動部品の実装用基板としては、紙フエノ
ールやガラスエポキシ等のプリント回路基板又はアルミ
ナセラミック基板が用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ 近年、大型高速コンピュータの高性能化に伴って半導体
素子を、その性能を損なうことなく基板に実装すること
が重要となってきている。素子の性能として重要なこと
は信号パルスの遅延時間を可能な限り小さくすることで
ある。遅延時間は基板の誘電率の平方根に比例するため
、誘電率を下げることが重要となる。通常、プリント回
路基板の誘電率は４．０以上であり、また、アルミナ系
セラミック基板は８．０以上と大きい。

最近、ポリイミド樹脂などを使ったフレキシブルプリン
ト板やセラミック基板、メタル基板上にポリイミドコー
ティングした低誘電率基板が開発されている。しかし、
誘電率の低い樹脂基板は耐湿性、耐熱性等の信頼性に問
題、う−あり、さらに熱膨張係数が大きく半導体素子と
整合性がとれず、また寸法安定性９強度的にも劣ってい
るため問題があった。

したがって、セラミック材料を用いた回路基板が信頼性
において期待されるが、従来では誘電率を下げることは
極めて困難であった。

本発明の目的は新規な複合材により高速半導体素子等を
実装するための極めて低誘電率化された回路基板を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明に係る低誘電率回路基
板においては、Ｓｉｎ、を含む中空形状のガラス繊維と
セラミック材料とにより複合化した構造を有するもので
ある。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について説明する。

（実施例１） 本発明の第１の実施例は、ガラス材料にホウケイ酸系ガ
ラスを用いており、その組成が、Ｓｉｎ、が７０〜８５
重量％、　Ｂ、０．が１０〜２５重量％の範囲にあり、
残部がアルカリ、アルカリ土類金属酸化物及びアルミナ
を含んでおり、全体で１００重量％となるように構成さ
れている。このガラスを空隙率２０容積％の中空形状を
有するガラス繊維に加工し、前記ガラス繊維を用いた織
布を形成した。

一方、セラミック材料としては、アルミナ、ホウケイ酸
鉛系ガラス複合材料を用い、有機バインダー、有機溶剤
とともに混合しスラリー状にしたものを、前記織布に含
浸し乾燥したのち、８５０℃で焼結し回路基板を形成し
た。このときの織布の容積は３０ｖｏ１％、セラミック
材料を７０ｖｏ１％となるようにした。

次に、前記回路基板の厚みを１．０Ｍにし、両面に導体
を形成した後、電気特性をＬＣＲメータにより測定した
。ｌ　Ｍｌ−１ｚの周波数で誘電率５．９．誘電損失０
．００６及び絶縁抵抗１．０ＸＩＯ°“Ωの値を得た。

また、３点曲げ試験による曲げ強度は２７００ｋ　ｇ　
／ｃｎであった。

第１表に組成が同一で空隙率１％以下のガラス繊維を用
いた従来例を比較として示し、ガラス繊維の空隙率を２
０％、３０％、４０％の場合の複合材試料に対する誘電
率及び曲げ強度の値を示す。

第１表 （実施例２） 本発明の第２の実施例はＳｉｎ、を９５％以上含むケイ
酸ガラスを用いた場合であり、この組成の中空ガラス繊
維を用いて形成したガラス織布に、石英ガラス、コーデ
ィエライト、ホウケイ酸ガラス複合材料のセラミック材
料を第１の実施例同様にスラリー状にし含浸させ、９０
０℃の温度に焼成した。

このサンプルにおいては織布３０ｖｏ１％、セラミック
材料７０ｖｏ１％となるように構成した。

この場合の空隙率２０％のときの誘電損失は０．００８
、絶縁抵抗は１．ｌＸ１０”Ωであり、第１の実施例と
同様にして従来例と比較した誘電率及び曲げ強度を第２
表に示す。

第２表 （実施例３） 本発明の第３の実施例は第２の実施例で示したＳｉｎ、
を９５％以上含んだケイ酸ガラスを用い、これを使って
作られた中空ガラス繊維織布を４０容積％。

セラミック材料６０容積％の組成になるように構成され
たサンプルである。

この場合の空隙率２０％のときの誘電損失は０．００９
絶縁抵抗は１．３Ｘ１０”Ωであり、前記の実施例と同
様に従来例と比較した誘電率及び曲げ強度を第３表に示
す。

第３表 このように本発明の回路基板は中空形状を有するガラス
繊維を複合化したセラミック基板であるため、極めて低
い誘電率を実現することが可能となる。ここで用いるガ
ラス繊維は織布に加工して利用するが、低誘電率化のた
め酸化珪素Ｓ１０．を含有したものが望ましい。

また基板の曲げ強度は１５００ｋ　ｇ　／ｃｒｄ以上で
あることが要求されるが、セラミック構造体であること
及びガラス繊維で補強されていることから、中空体であ
るにもかかわらず必要な曲げ強度を得ることが可能とな
った。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、５１０２を含む中空形状
を有するガラス繊維をセラミックス材料との複合化によ
り、誘電率の極めて低い高速半導体素子実装に有利な回
路基板が得られるという効果を有する。また、他の電気
特性においても、絶縁性及び誘電損失の良好な結果が得
られた。また、回路基板として必要な機械的強度も、曲
げ強度で１５００ｋｇ／ｃｒ＋を以上を得ることができ
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳｉＯ＿２を含む中空形状のガラス繊維とセラミ
   ック材料とにより複合化した構造を有することを特徴と
   する低誘電率回路基板。