JPH04285079A - Base material for electronic parts-mounting substrate made of ceramic composite body - Google Patents
Base material for electronic parts-mounting substrate made of ceramic composite bodyInfo
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は電子部品搭載用基板を構
成するための基材に関し、特にセラミックからなる基材
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a base material for constructing a substrate for mounting electronic components, and more particularly to a base material made of ceramic.
【０００２】0002
【従来の技術】電子部品を搭載するための基板を構成す
るための基材としては、ガラス・エポキシ複合体等を材
料として種々なものが開発され実用化されてきているが
、近年においては、優れた耐熱性と搭載されるべき電子
部品との熱膨張率の差を小さくできるという特性を有し
ていることから、所謂セラミックを材料とするものも増
加してきている。このようなセラミックを材料とする電
子部品搭載基板用の基材として、出願人においても、例
えば特開昭６２−１０６６３６号公報等において種々な
提案を行ってきている。[Prior Art] Various materials have been developed and put into practical use as base materials for configuring substrates on which electronic components are mounted, using materials such as glass-epoxy composites. The number of materials made of so-called ceramics is increasing because they have excellent heat resistance and the ability to reduce the difference in thermal expansion coefficient with the electronic components to be mounted. As a base material for an electronic component mounting board made of ceramic, the applicant has made various proposals, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 106636/1983.
【０００３】中でも、出願人は、基板の熱膨張率を、搭
載されるべき電子部品のそれと略同じにして、基板の耐
久性及び電気的信頼性を高めることができるようにする
ために、セラミック材料を多孔質のものとするとともに
、その開放気孔中に樹脂を充填するタイプの基材を種々
提案してきている。このような出願人が既に提案してき
た基材は、これはこれでその十分な効果を発揮している
ものではあるが、過酷な条件下、すなわち、熱衝激に頻
繁にさらされるような場合には基板にクラックが入り得
ることが予想されるようになってきたのである。In particular, the applicant has developed a ceramic material in order to make the coefficient of thermal expansion of the board approximately the same as that of the electronic components to be mounted, thereby increasing the durability and electrical reliability of the board. Various types of base materials have been proposed in which the material is porous and the open pores are filled with resin. Although the substrates already proposed by the applicant have demonstrated sufficient effectiveness, they cannot be used under harsh conditions, that is, when frequently exposed to thermal shock. It has come to be expected that cracks may appear in the substrate.
【０００４】つまり、特に最近のセラミック基板は非常
に薄型化（０．２〜０．５ｍｍ）してきており、この薄
型化に応じて基板に電気的信頼性を損う原因となるクラ
ックを生じるかも知れないという懸念が生じてきたので
ある。このセラミック基板にクラックが入るだろうと予
想される原因には次のものが考えられる。[0004] In other words, recent ceramic substrates in particular have become extremely thin (0.2 to 0.5 mm), and as a result of this thinning, cracks may occur in the substrate, causing loss of electrical reliability. Concerns have arisen about the unknown. The following are possible causes for the occurrence of cracks in this ceramic substrate.
【０００５】（１）通常、この種のセラミック基板用の
基材は、粒径が略一定で微細なセラミック粒子を所定の
グリーンシート成形体にしてから焼成するのであるが、
この焼成には無限の時間をかける訳には行かないので、
どうしても部分焼結が生ずることになる。この部分焼結
した箇所には応力が集中し易いものであり、外部からの
力やあるいは熱的条件によって、この部分焼結した箇所
を中心にクラックが入り易くなるものと考えられる。(1) Normally, the base material for this type of ceramic substrate is made by forming fine ceramic particles with a substantially constant particle size into a predetermined green sheet molding and then firing it.
Since this firing cannot take an infinite amount of time,
Partial sintering inevitably occurs. Stress tends to concentrate in these partially sintered areas, and it is thought that cracks tend to form around these partially sintered areas due to external forces or thermal conditions.
【０００６】（２）特に、基材としての熱膨張率を調整
するための樹脂を充填するタイプのものは、その充填の
ための開放気孔が三次元網目構造を有しているから、応
力の集中は生じ易いものと考えられる。(2) In particular, in the type of base material filled with resin to adjust the thermal expansion coefficient, the open pores for filling have a three-dimensional network structure, so that stress can be reduced. It is thought that concentration is likely to occur.
【０００７】そこで、本発明者等は、セラミック基材の
特性を十分生かしながら、より一層耐久性にも優れた基
材を提供するためにはどうしたらよいかについて種々研
究を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。[0007] Therefore, the present inventors have conducted various studies on how to provide a base material that is even more durable while making full use of the characteristics of the ceramic base material. The present invention was completed.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
経緯に基づいてなされたもので、その解決しようとする
課題は、電子部品搭載用基板を構成するためのセラミッ
ク製基材のクラック発生のおそれを未然に防止すること
である。[Problem to be Solved by the Invention] The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and the problem to be solved is the occurrence of cracks in a ceramic base material for configuring a board for mounting electronic components. The aim is to prevent the risk of
【０００９】そして、本発明の目的とするところは、セ
ラミック製基材をセラミック粒子原料の他にセラミック
ファイバー、ウイスカ、平板結晶をも使用して構成する
ことにより、曲げ強度が高く靱性にも優れたものとし、
これによりクラックが生じにくく耐久性に優れた電子部
品搭載基板用のセラミック基材を提供することにある。The object of the present invention is to construct a ceramic base material using ceramic fibers, whiskers, and flat crystals in addition to ceramic particle raw materials, thereby achieving high bending strength and excellent toughness. and
As a result, it is an object of the present invention to provide a ceramic base material for an electronic component mounting board that is resistant to cracks and has excellent durability.
【００１０】0010
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の採った手段は、「主として、Ａｌ２Ｏ３
、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｌｉ２Ｏ、ＺｒＯ２あるいはＴｉ
Ｏ２からなる多孔質セラミック材に対して、その三次元
網目構造を有する開放気孔中に樹脂を充填することによ
り形成されて、電子部品搭載用基板を構成するための基
材であって、前記多孔質セラミック材が、１〜５μｍの
平均粒径のセラミック粒子に対して、短軸方向の大きさ
が平均で３０μｍ以下であって、５〜５０のアスペクト
比を有するセラミックファイバー、ウイスカ、平板結晶
を５〜５０重量％の割合で混練したものを、前記セラミ
ック粒子の融点付近で焼成したものであることを特徴と
する電子部品搭載基板用の基材」である。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the means taken by the present invention are mainly based on Al2O3
, SiO2, MgO, Li2O, ZrO2 or Ti
A base material for configuring an electronic component mounting board, which is formed by filling open pores having a three-dimensional network structure with a resin in a porous ceramic material made of O2, the porous The quality ceramic material includes ceramic fibers, whiskers, and flat crystals having an average short axis size of 30 μm or less and an aspect ratio of 5 to 50 relative to ceramic particles having an average particle size of 1 to 5 μm. A base material for an electronic component mounting board, characterized in that the mixture is kneaded in a proportion of 5 to 50% by weight and fired at a temperature near the melting point of the ceramic particles.
【００１１】すなわち、本発明のセラミック製複合基材
は、主として、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｌｉ２
Ｏ、ＺｒＯ２あるいはＴｉＯ２、つまりコージェライト
、ムライト、ユークリプタイト、スポジュメン、チタン
酸アルミ、ジルコン等のセラミック粒子と、上記特性を
有するセラミックファイバーとを混練して焼成すること
により形成したものである。このセラミックファイバー
としては、一般に採用されているＡｌ２Ｏ３、ＰｂＯ、
Ｂ２Ｏ３あるいはこれとＳｉＯ２とを主としてなる混合
材料によって形成したものである。そして、このように
形成した多孔質セラミックの開放気孔中に所定の樹脂を
充填することによって、本発明の基材は構成したのであ
る。また、ウイスカとしては、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、Ｚ
ｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等、平板結晶としてはＳｉ
Ｃ等がある。That is, the ceramic composite base material of the present invention mainly contains Al2O3, SiO2, MgO, Li2
It is formed by kneading ceramic particles such as O, ZrO2 or TiO2, that is, cordierite, mullite, eucryptite, spodumene, aluminum titanate, zircon, etc., and ceramic fibers having the above characteristics and firing. As this ceramic fiber, commonly used Al2O3, PbO,
It is formed from a mixed material mainly consisting of B2O3 or B2O3 and SiO2. The base material of the present invention was constructed by filling the open pores of the porous ceramic thus formed with a predetermined resin. In addition, as whiskers, Si3N4, SiC, Z
rO2, Al2O3, AlN, etc., Si as a flat crystal
There are C etc.
【００１２】本発明においては、平均粒子径が２〜３μ
ｍのセラミック粒子を使用する必要がある。その理由は
、本発明のセラミック製基材が多孔質のセラミックを基
に構成されるものであるからであることが当然として、
このようなセラミック粒子を使用することによって三次
元網目構造の多孔質体とする必要があり、これによって
所定の熱伝導性及び硬度を確保するためである。また、
このセラミック粒子の平均粒子径が前述したような範囲
のものであることの必要な理由は、このセラミック粒子
が後述のセラミックファイバー間に均等に分散され、し
かも各セラミックファイバー、ウイスカ、平板結晶（以
下単にセラミックファイバー等と称す）間において焼成
による結合を十分なものとするためである。[0012] In the present invention, the average particle diameter is 2 to 3μ.
It is necessary to use m ceramic particles. The reason for this is naturally that the ceramic base material of the present invention is composed of porous ceramic.
By using such ceramic particles, it is necessary to form a porous body with a three-dimensional network structure, thereby ensuring predetermined thermal conductivity and hardness. Also,
The reason why it is necessary for the average particle size of the ceramic particles to be within the range described above is that the ceramic particles are evenly dispersed between the ceramic fibers described below, and each ceramic fiber, whisker, and plate crystal (hereinafter referred to as This is to ensure sufficient bonding between the fibers (simply referred to as ceramic fibers, etc.) by firing.
【００１３】そして、本発明のセラミック製基材は、前
述したセラミック粒子に対して、短軸方向の大きさが平
均で３０μｍ以下でありかつアスペクト比が５〜５０の
セラミックファイバー等を５〜５０容積％混合してこれ
を混練後に焼成したものである必要がある。セラミック
ファイバー等を混合する必要がある理由は、各セラミッ
クファイバー等によって、セラミック粒子によって部分
焼結した箇所に集中しがちな応力を他の箇所に分散させ
るためである。特に、セラミックファイバー等の形態が
前述した範囲のものであることの必要な理由は、もしそ
の範囲より下方であると実質的にファイバーとしての役
割を果たさなくなるからであり、また上記範囲より大き
なものであると、セラミック製基材として焼成が困難と
なるだけでなく、十分な応力分散機能を果たさず強度に
劣るものとなるからである。[0013] The ceramic base material of the present invention has 5 to 50 ceramic fibers, etc. having an average short axis size of 30 μm or less and an aspect ratio of 5 to 50, relative to the above-mentioned ceramic particles. It is necessary that the mixture is mixed by volume, kneaded, and then fired. The reason why it is necessary to mix ceramic fibers and the like is to disperse stress, which tends to be concentrated in a part partially sintered by ceramic particles, to other parts by each ceramic fiber. In particular, the reason why it is necessary for the shape of ceramic fibers, etc. to be within the above-mentioned range is because if the shape is below that range, it will not substantially function as a fiber; This is because not only is it difficult to fire as a ceramic base material, but it also does not have a sufficient stress dispersion function and has poor strength.
【００１４】なお、以上のような多孔質セラミックは、
その開放気孔率が１０〜７０容積％の範囲内であること
が好ましい。その理由は、開放気孔率が１０容積％より
も少ないと機械加工性が著しく劣化して、電子部品搭載
用基板の基材として好ましくなくなるからであり、一方
７０容積％より大きいと実質的な強度が殆どなくなって
取扱い中等においてこわれ易くなるばかりでなく、セラ
ミックの特性を十分発揮させることが困難となるからで
ある。[0014] The porous ceramic as described above is
It is preferable that the open porosity is within the range of 10 to 70% by volume. The reason for this is that if the open porosity is less than 10% by volume, the machinability will deteriorate significantly, making it undesirable as a base material for electronic component mounting boards, whereas if it is more than 70% by volume, the actual strength will deteriorate. This is because not only does it become easily broken when handled, but it also becomes difficult to fully utilize the characteristics of the ceramic.
【００１５】さらに、本発明に係るセラミック製基材は
、上記の多孔質セラミックの開放気孔内に樹脂を充填し
て、この多孔質セラミック複合体とする必要がある。
その理由は、上記多孔質セラミックの開放気孔中に樹脂
を充填することによって、電子部品搭載用基板として不
可欠な気体不透過性を付与するためである。この開放気
孔内に充填する樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリイミ
ド樹脂、トリアジン樹脂、ポリパラバン酸樹脂、ポリア
ミドイミド樹脂、シリコン樹脂、エポキシシリコン樹脂
、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、アニリン酸樹脂
、フェノール樹脂、ウレタン系樹脂、フラン系樹脂、フ
ッ素樹脂から選択される樹脂を単独あるいは混合して使
用することができる。Furthermore, in the ceramic substrate according to the present invention, it is necessary to fill the open pores of the porous ceramic with a resin to form a porous ceramic composite. The reason for this is that by filling the open pores of the porous ceramic with resin, gas impermeability, which is essential as a substrate for mounting electronic components, is imparted. The resins to be filled in the open pores include epoxy resin, polyimide resin, triazine resin, polyparabanic acid resin, polyamideimide resin, silicone resin, epoxy silicone resin, acrylic acid resin, methacrylic acid resin, anilic acid resin, phenolic resin, Resins selected from urethane resins, furan resins, and fluororesins can be used alone or in combination.
【００１６】次に、本発明のセラミック複合体からなる
電子部品搭載基板用の基材の製造法について説明すると
、この基材は、前述したようなセラミック粒子とセラミ
ックファイバーとを主体とする出発原料を使用して、こ
れを適宜混練する。この混練した材料から、加圧成形法
あるいはドクターブレード法等の成形方法によって所定
形状の生成形体を成形する。その後、この生成形体を焼
成することによって、その中に存在する気孔を閉塞させ
ることなくセラミック粒子及びファイバー等を相互に結
合させて多孔質セラミックとし、この多孔質セラミック
の開放気孔中へ樹脂を充填することにより、本発明の基
材が完成されるのである。Next, a method for manufacturing a base material for an electronic component mounting board made of a ceramic composite according to the present invention will be explained. Knead this as appropriate. From this kneaded material, a formed body of a predetermined shape is molded by a molding method such as a pressure molding method or a doctor blade method. Then, by firing this formed body, ceramic particles and fibers are bonded to each other without clogging the pores existing therein to form a porous ceramic, and the open pores of this porous ceramic are filled with resin. By doing so, the base material of the present invention is completed.
【００１７】この場合、生成形体中の気孔を閉塞させる
ことなくセラミック原料を結合させる方法としては、生
成形体中のセラミック原料を常圧焼結あるいは加圧焼結
して自己結合させる方法、セラミック原料にガラスセメ
ント等の結合材を配合して常圧焼結あるいは加圧焼結し
て結合させる方法等の一般的な方法が適用できるもので
ある。In this case, methods for bonding the ceramic raw materials without clogging the pores in the formed body include a method in which the ceramic raw materials in the formed body are self-bonded by pressureless sintering or pressure sintering; A general method can be applied, such as a method in which a bonding material such as glass cement is mixed with the material and bonded by normal pressure sintering or pressure sintering.
【００１８】また、前記樹脂を基材の開放気孔中へ充填
する方法としては、樹脂を加熱して溶融させて含浸する
方法、樹脂を溶剤に溶解させて含浸する方法、樹脂をモ
ノマー状態で含浸した後ポリマーに転化する方法、ある
いは微粒化した樹脂を分散媒液に分散し、この分散液を
含浸して乾燥した後樹脂の溶融温度で樹脂を焼き付ける
方法が適用できる。[0018] Methods for filling the open pores of the base material with the resin include heating the resin to melt it and impregnating it, dissolving the resin in a solvent and impregnating it, and impregnating the resin in a monomer state. A method of dispersing the micronized resin in a dispersion medium, impregnating it with the dispersion, drying it, and then baking the resin at its melting temperature can be applied.
【００１９】なお、以上のように形成した基材に対して
は導体回路が形成されるのであり、これが形成されれば
電子部品搭載用基板として完成されるのである。この導
体回路の形成方法としては、従来用いられている種々の
導体回路の形成方法、例えば、メッキによる方法、気相
析出による方法、金属箔を接着する方法、あるいは導体
ペースト印刷する方法等を適用することができる。Note that a conductive circuit is formed on the base material formed as described above, and once this is formed, a substrate for mounting electronic components is completed. This conductor circuit can be formed using various conventional methods for forming conductor circuits, such as plating, vapor deposition, bonding metal foil, or printing conductor paste. can do.
【００２０】[0020]
【発明の作用】以上のように構成した多孔質セラミック
複合体からなる電子部品搭載基板用の基材においては、
次のような作用を有している。[Operation of the invention] In the base material for an electronic component mounting board made of the porous ceramic composite constructed as described above,
It has the following effects.
【００２１】すなわち、この基材を構成している各セラ
ミック原料の状態をみてみると、図１に示すようになっ
ている。まず、この電子部品搭載基板用の基材を構成し
ている多孔質セラミックにおいては、これを構成してい
るセラミック粒子とセラミックファイバー等とが互いに
混在しながら、図１に示したように互いに結合していて
、部分的にセラミック粒子が集まって結合している。
このようなセラミック粒子が部分的に集合して結合して
いる箇所においては応力が集中し易いのであるが、この
セラミック粒子の部分結合箇所にはセラミックファイバ
ー等が隣接しているため、このセラミックファイバー等
を介して応力は他に分散されるのである。このため、セ
ラミック粒子の部分結合箇所に応力が集中することはな
く、結果的に、この多孔質セラミックは各セラミックフ
ァイバー等により補強されることになって、セラミック
ファイバー等が全く存在しない多孔質セラミックに比較
すれば、このセラミックファイバー等が混在している多
孔質セラミックは約２倍の曲げ強度を有していることに
なるのである。本発明者等の実測によれば、厚さ１ｍｍ
の電子部品搭載基板用の基材の曲げ強度は約２８ｋｇ／
ｍｍ２であった。That is, when looking at the state of each ceramic raw material constituting this base material, it is as shown in FIG. First, in the porous ceramic that makes up the base material for this electronic component mounting board, the ceramic particles and ceramic fibers that make up the porous ceramic coexist with each other and bond to each other as shown in Figure 1. The ceramic particles are partially gathered and bonded together. Stress tends to concentrate in places where such ceramic particles are partially aggregated and bonded, but since ceramic fibers, etc. are adjacent to the places where these ceramic particles are partially bonded, the ceramic fibers The stress is dispersed to other parts through such means. Therefore, stress does not concentrate at the partial bonding points of ceramic particles, and as a result, this porous ceramic is reinforced by each ceramic fiber, etc., and a porous ceramic with no ceramic fibers, etc. is created. Compared to this, the porous ceramic in which ceramic fibers and the like are mixed has approximately twice the bending strength. According to actual measurements by the inventors, the thickness is 1 mm.
The bending strength of the base material for electronic component mounting boards is approximately 28 kg/
It was mm2.
【００２２】また、この電子部品搭載基板用の基材にあ
っては、セラミック粒子とセラミックファイバーとを主
材とする生成形体を、セラミック粒子の融点程度の温度
（セラミック粒子としてコージェライトを採用した場合
には１２００℃〜１３００℃）によって焼成してあるか
ら、各セラミック粒子は溶解して互いに及び各セラミッ
クファイバーと強力に結合している。これに対して、一
般にセラミックファイバーはセラミック粒子の融点より
も高い融点（例えばＡｌ２Ｏ３からなるセラミックファ
イバーであれば、１７００℃程度）を有しているもので
あるから、生成形体の焼成によってはこれら各セラミッ
クファイバーが完全には軟化せず、焼成後においても各
セラミックファイバーはその形態及び物理的特性により
補強効果を保てるのである。したがって、セラミック粒
子及びセラミックファイバーを配合して焼成することに
より構成した多孔質セラミックにおいては、各セラミッ
ク粒子が互いにまたは各セラミックファイバーに強力に
結合していて、その結合状態を各セラミックファイバー
が維持しながら補強しているのである。[0022] In addition, in the base material for this electronic component mounting board, the formed body mainly composed of ceramic particles and ceramic fibers is heated at a temperature around the melting point of the ceramic particles (cordierite is used as the ceramic particles). Since the ceramic particles are fired at a temperature of 1200 DEG C. to 1300 DEG C., the ceramic particles are melted and strongly bonded to each other and to the ceramic fibers. On the other hand, ceramic fibers generally have a melting point higher than that of ceramic particles (for example, about 1700°C for ceramic fibers made of Al2O3), so depending on the firing of the formed product, these The ceramic fibers do not completely soften, and even after firing, each ceramic fiber retains its reinforcing effect due to its morphology and physical properties. Therefore, in porous ceramics made by blending and firing ceramic particles and ceramic fibers, each ceramic particle is strongly bonded to each other or to each ceramic fiber, and each ceramic fiber maintains this bonded state. However, it is reinforced.
【００２３】そして、以上のようなセラミック粒子及び
セラミックファイバーからなる多孔質セラミックにおい
ては、セラミック粒子等のセラミック原料が存在しない
部分、すなわち気孔が存在しているのであり、これらの
気孔は三次元の網目状に連なっていることにより、開放
気孔となっているものである。本発明の電子部品搭載基
板用の基材においては、この開放気孔中に樹脂が充填し
てあって、多孔質セラミック複合体としてあるから、こ
の電子部品搭載基板用の基材全体の熱膨張率は、この樹
脂と多孔質セラミック自身を構成しているセラミック原
料との熱膨張率の平均値となっているのであり、この基
材を使用して構成される電子部品搭載用基板に実装され
る電子部品の熱膨張率と略同じに調整されているのであ
る。[0023] In the porous ceramic made of ceramic particles and ceramic fibers as described above, there are parts where ceramic raw materials such as ceramic particles do not exist, that is, pores, and these pores are three-dimensional. The pores are open due to the mesh-like structure. In the base material for the electronic component mounting board of the present invention, the open pores are filled with resin to form a porous ceramic composite, so the thermal expansion coefficient of the entire base material for the electronic component mounting board is is the average value of the coefficient of thermal expansion between this resin and the ceramic raw material that makes up the porous ceramic itself, and is the average value of the coefficient of thermal expansion between this resin and the ceramic raw material that makes up the porous ceramic itself. The coefficient of thermal expansion is adjusted to be approximately the same as that of electronic components.
【００２４】以上のことから、この電子部品搭載基板用
の基材は、取扱いをし易くするための十分な曲げ強度と
靱性とを有していて、しかも搭載されるべき電子部品の
熱膨張率における差がないのであるから、十分な耐久性
を有しているのである。From the above, the base material for the electronic component mounting board has sufficient bending strength and toughness for easy handling, and has a thermal expansion coefficient of the electronic component to be mounted. Since there is no difference in , it has sufficient durability.
【００２５】[0025]
【実施例】次に、本発明の電子部品搭載基板用の基材の
実施例を、その製造方法とも併せて詳細に説明する。[Example] Next, an example of the base material for an electronic component mounting board of the present invention will be described in detail together with a method for manufacturing the same.
【００２６】（実施例）まず、平均粒径が１．５μｍの
コージェライト微粒子をセラミック粒子として、このセ
ラミック粒子１００重量部に対して、平均直径が６μｍ
で平均繊維長が１５０μｍの（Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）
を主成分とするセラミックファイバーを２５重量部を配
合し、これに、ポリビニールアルコール１０重量部及び
水１００重量部をさらに配合して、その全体をボールミ
ル中で５時間混合した後噴霧乾燥した。この乾燥物を適
量採取して厚さ１．０ｍｍの生成形体に成形し、この生
成形体を１２００℃の温度の酸化雰囲気中で約６０分間
保持することにより焼成して、多孔質セラミックを得た
。(Example) First, cordierite fine particles with an average particle diameter of 1.5 μm were used as ceramic particles, and the average diameter was 6 μm with respect to 100 parts by weight of the ceramic particles.
(Al2O3+SiO2) with an average fiber length of 150 μm
25 parts by weight of ceramic fibers mainly composed of were blended, 10 parts by weight of polyvinyl alcohol and 100 parts by weight of water were further blended, and the whole was mixed in a ball mill for 5 hours and then spray-dried. An appropriate amount of this dried material was collected and molded into a green body with a thickness of 1.0 mm, and this green body was fired by holding it in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1200°C for about 60 minutes to obtain a porous ceramic. .
【００２７】得られた多孔質セラミックは、密度が１．
９ｇ／ｃｍ３で、曲げ強度が１６ｋｇ／ｍｍ２の物性を
有していて、また三次元的に均一に分散した微細な開放
気孔を有しており、その開放気孔率は約３０容積％であ
った。The obtained porous ceramic has a density of 1.
It had physical properties of 9g/cm3 and bending strength of 16kg/mm2, and had fine open pores uniformly distributed three-dimensionally, and the open porosity was about 30% by volume. .
【００２８】次いで、以上の焼結体を二液性タイプのエ
ポキシ樹脂に真空下で浸漬してこれを含浸させた後、樹
脂を約１５０℃の温度で硬化させることにより、複合体
を得た。この複合体中に充填されたエポキシ樹脂の含有
量は３０重量％であり、焼結体の空隙に占めるエポキシ
樹脂の割合はほぼ１００容積％であった。この時の曲げ
強度は、２９ｋｇ／ｍｍ２であった。一方、シャルピー
試験によりねばり強さを測定したところ、２９ｋｇ・ｃ
ｍで極めて高いものであった。[0028] Next, the above sintered body was immersed in a two-component type epoxy resin under vacuum to impregnate it, and then the resin was cured at a temperature of about 150°C to obtain a composite. . The content of the epoxy resin filled in this composite was 30% by weight, and the proportion of the epoxy resin in the voids of the sintered body was approximately 100% by volume. The bending strength at this time was 29 kg/mm2. On the other hand, when the tenacity was measured using the Charpy test, it was found to be 29 kg・c.
It was extremely high at m.
【００２９】以上のように形成した電子部品搭載基板用
の基材は、０〜１５０℃における熱膨張率が４．０×１
０−６／℃で、電子部品であるシリコン集積回路の熱膨
張率とほぼ近似した値を有していた。The base material for the electronic component mounting board formed as described above has a thermal expansion coefficient of 4.0×1 at 0 to 150°C.
The coefficient of thermal expansion was 0-6/°C, which was almost similar to the coefficient of thermal expansion of a silicon integrated circuit, which is an electronic component.
【００３０】（比較例）セラミックファイバーがない場
合、樹脂を含浸する前の曲げ強度は７ｋｇ／ｍｍ２であ
り、これに樹脂を充填することで、曲げ強度が１９ｋｇ
／ｍｍ２であって、シャルピー試験によるねばり強さは
１１ｋｇ・ｃｍであった。(Comparative example) When there is no ceramic fiber, the bending strength before impregnating with resin is 7 kg/mm2, and by filling it with resin, the bending strength is 19 kg/mm2.
/mm2, and the tenacity according to the Charpy test was 11 kg·cm.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明に係る電子部
品搭載基板用の基材にあっては、その多孔質セラミック
を前述したような形態を有するセラミック粒子とセラミ
ックファイバーとを配合して焼成して形成するとともに
、この多孔質セラミックの開放気孔中に樹脂を充填した
から、曲げ強度が高く靱性にも優れたものとし、これに
よりクラックが生じにくく耐久性に優れた電子部品搭載
基板用のセラミック基材を提供することができるのであ
る。[Effects of the Invention] As detailed above, in the base material for an electronic component mounting board according to the present invention, the porous ceramic is blended with ceramic particles and ceramic fibers having the above-described morphology. In addition to being formed by firing, the open pores of this porous ceramic are filled with resin, resulting in high bending strength and excellent toughness, making it resistant to cracks and highly durable for electronic component mounting boards. Therefore, it is possible to provide a ceramic base material of.
【００３２】すなわち、本発明に係る基材によれば、電
子部品搭載用基板とするまでの加工時や基板として完成
したときの取扱いを容易に行うことのできる十分な曲げ
強度及び靱性を有したものとすることができるのであり
、この基材を使用して形成した電子部品搭載用基板の熱
膨張率と、これに搭載されるべき電子部品のそれとを略
同じにすることができて、結果として、耐久性及び電気
的信頼性に優れた電子部品搭載用基板を形成することが
できるのである。In other words, the base material according to the present invention has sufficient bending strength and toughness to allow easy handling during processing until it becomes a board for mounting electronic components and when it is completed as a board. The coefficient of thermal expansion of the electronic component mounting board formed using this base material can be made almost the same as that of the electronic components to be mounted on it, and as a result, As a result, it is possible to form a substrate for mounting electronic components with excellent durability and electrical reliability.
【図１】本発明に係る電子部品搭載基板用の基材の部分
拡大断面図である。FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a base material for an electronic component mounting board according to the present invention.
Claims (1)
ｇＯ、Ｌｉ２Ｏ、ＺｒＯ２あるいはＴｉＯ２からなる多
孔質セラミック材に対して、その三次元網目構造を有す
る開放気孔中に樹脂を充填することにより形成されて、
電子部品搭載用基板を構成するための基材であって、前
記多孔質セラミック材が、１〜５μｍの平均粒径のセラ
ミック粒子に対して、短軸方向の大きさが平均で３０μ
ｍ以下であって、５〜５０のアスペクト比を有するセラ
ミックファイバー、ウイスカ、平板結晶を５〜５０重量
％の割合で混練したものを、前記セラミック粒子の融点
付近で焼成したものであることを特徴とする電子部品搭
載基板用の基材。Claim 1: Mainly Al2O3, SiO2, M
It is formed by filling the open pores of a porous ceramic material made of gO, Li2O, ZrO2 or TiO2 with a resin in its three-dimensional network structure,
A base material for configuring a substrate for mounting electronic components, wherein the porous ceramic material has ceramic particles having an average particle size of 1 to 5 μm, and an average size of 30 μm in the short axis direction.
m or less and having an aspect ratio of 5 to 50, ceramic fibers, whiskers, and flat crystals are kneaded at a ratio of 5 to 50% by weight, and fired at a temperature near the melting point of the ceramic particles. Base material for electronic component mounting boards.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4970991A JPH04285079A (en) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Base material for electronic parts-mounting substrate made of ceramic composite body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4970991A JPH04285079A (en) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Base material for electronic parts-mounting substrate made of ceramic composite body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285079A true JPH04285079A (en) | 1992-10-09 |
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ID=12838719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4970991A Pending JPH04285079A (en) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Base material for electronic parts-mounting substrate made of ceramic composite body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04285079A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994027929A1 (en) * | 1993-05-20 | 1994-12-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Porous ceramic and process for producing the same |
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| JPWO2021251020A1 (en) * | 2020-06-10 | 2021-12-16 |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP4970991A patent/JPH04285079A/en active Pending
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