JPH05167209A - 絶縁体基板 - Google Patents

絶縁体基板

Info

Publication number
JPH05167209A
JPH05167209A JP35104691A JP35104691A JPH05167209A JP H05167209 A JPH05167209 A JP H05167209A JP 35104691 A JP35104691 A JP 35104691A JP 35104691 A JP35104691 A JP 35104691A JP H05167209 A JPH05167209 A JP H05167209A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
alumina
insulating substrate
weight
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35104691A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Uchiyama
康広 内山
Sadakatsu Okura
定勝 大倉
Kiyoto Shibata
清人 柴田
Takahiro Yamakawa
孝宏 山川
Shigeru Takahashi
繁 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Cement Co Ltd
Original Assignee
Nihon Cement Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Cement Co Ltd filed Critical Nihon Cement Co Ltd
Priority to JP35104691A priority Critical patent/JPH05167209A/ja
Publication of JPH05167209A publication Critical patent/JPH05167209A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/004Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of particles or flakes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比誘電率が低く、誘電損失が小さく、しか
も、抗折強度が高いセラミックス多層基板用絶縁体基板
を提供すること。 【構成】 ほうけい酸ガラスをマトリックスとし、結晶
質シリカ及びアルミナがフィラ−として分散されている
気孔率1%以下の絶縁体基板であり、上記マトリックス
100重量部に対しフィラ−が20重量部以上であり、か
つ、結晶質シリカとアルミナの比が3/7〜7/3であるこ
とを特徴とする絶縁体基板。 【効果】 低誘電率の回路基板として必要な特性である
誘電損失及び抗折強度を向上させることができる。そし
て、本発明により、高速信号の伝達速度を高めた回路を
製作することができ、その実用化が可能となる絶縁体基
板を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁体基板に関し、特
に、比誘電率が低く、誘電損失が小さく、しかも、抗折
強度が高いセラミックス多層基板用絶縁体基板に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、導体配線やコンデンサなどを内層
化した低温焼成のセラミックス多層基板が実用化されつ
つある。このような基板は、従来のガラス−エポキシ基
板に比べて微細配線が可能であり、かつ、多層化が容易
であるため、基板全体を小型化できるというメリットが
ある。
【0003】最近、高速信号の伝達速度向上、クロスト
−クノイズの低減などの要求から、これらセラミックス
多層基板の比誘電率を小さくする試みが研究されてい
る。例えば、ほうけい酸ガラスに対してシリカガラスを
分散させることにより、約4.5程度の低比誘電率の絶縁
体基板を得ようとする試みがなされている。
【0004】従来の上記絶縁体基板についてさらに詳記
すると、ほうけい酸ガラスとは、通常、SiO260〜75
重量部、B2315〜25重量部、Al230〜5重量部及び
アルカリ金属酸化物3〜10重量部程度の組成のガラスで
あり、そして、その軟化点は700〜900℃程度であり、そ
の比誘電率は、組成により多少異なるが、ほぼ5以下で
ある。
【0005】一方、シリカガラスは、通常、石英を高温
溶融後急冷したものであり、その比誘電率は約3.6〜3.8
であって、無機酸化物のうち最小の比誘電率を持つもの
である。この2つを組合せることにより、即ち、ほうけ
い酸ガラスに対しシリカガラスを分散させることによ
り、低誘電率のセラミックス多層基板用絶縁体基板を製
造しようとするのが従来の試みであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来のほうけい酸ガラスとシリカガラスの組合せでは、比
誘電率は確かに小さくなるメリットがあるけれども、そ
の他の重要な特性である低誘電損失及び高抗折強度の基
板が得られない欠点を有している。即ち、誘電損失(t
anδ)が大きく、しかも、基板の抗折強度が小さいと
いう問題点を有している。
【0007】本発明者等は、このような欠点及び問題点
を解決するため実験を繰り返した結果、本発明を完成し
たものであって、本発明の目的は、上記欠点、問題点を
解消するセラミックス多層基板用絶縁体基板を提供する
にあり、詳細には、比誘電率が低く、誘電損失が小さ
く、抗折強度が高い絶縁体基板を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、フィ
ラ−として所定量の結晶質シリカとアルミナを分散して
なる気孔率1%以下の絶縁体基板であり、これによっ
て、低比誘電率、低誘電損失及び高抗折強度の絶縁体基
板を提供するものである。即ち、本発明は、ほうけい酸
ガラスをマトリックスとし、結晶質シリカ及びアルミナ
がフィラ−として分散されている気孔率1%以下の絶縁
体基板であり、上記マトリックス100重量部に対しフィ
ラ−が20重量部以上であり、かつ、結晶質シリカとアル
ミナの比が3/7〜7/3であることを特徴とする絶縁体基
板を要旨とするものである。
【0009】以下、本発明を詳細に説明すると、本発明
において、ほうけい酸ガラスとしては、前記「従来の技
術」の項で示した組成域のガラス(SiO260〜75重量
部、B2315〜25重量部、Al230〜5重量部及びアル
カリ金属酸化物3〜10重量部程度の組成のガラス)を使
用することができるが、局所的にシリカ(SiO2)及
びアルミナ(Al23)の量が上記組成範囲より多い場
合もありうる。また、本発明におけるフィラ−としての
結晶質シリカ及びアルミナは、限定するものでないが、
結晶質シリカとしては、石英、トリジマイト、クリスト
バライトの単相もしくは2種以上の混合物であり、アル
ミナとしては、α−アルミナ(コランダム)である。
【0010】結晶質シリカとアルミナとの比は、重量比
で3:7〜7:3が好ましい。なお、この比は焼成後の基板
中の残存比であり、基板製造時の原料の配合比とは異な
る。なぜなら、結晶質シリカ、アルミナとも焼成中にほ
うけい酸ガラスと反応してその比が変化するが、焼成条
件によりそれぞれの反応量が異なるためである。結晶質
シリカの割合(焼成後の基板中にフィラ−として分散し
ている結晶質シリカの割合)が3より少ない場合、比誘
電率を小さくする効果が少なくなり(後記比較例5参
照)、また、7より大きいと(アルミナが3より小さい
と)、抗折強度向上効果が少ないので(後記比較例6参
照)、好ましくない。従って、本発明において、フィラ
−として分散している結晶質シリカ及びアルミナの比
は、上記したとおり、重量比で3:7〜7:3が好ましい。
なお、該重量比の測定は、絶縁体基板のX線解析により
行なうことができる。
【0011】また、本発明において、ほうけい酸ガラス
からなるマトリックス100重量部に対して、結晶質シリ
カ及びアルミナよりなるフィラ−を分散させる割合は、
結晶質シリカとアルミナとの比にもよるが、ほぼ20重量
部以上必要である。この分散量が20重量部未満では、抗
折強度向上の効果が少ないばかりでなく、誘電損失(t
anδ)を低減する効果も少なくなるので(後記比較例
4参照)、好ましくない。このフィラ−の量は、理論的
には多ければ多いほど好ましいが、現実には焼成しにく
くなるため、約50重量部程度が現在の焼成技術における
上限であると考えられる。
【0012】絶縁体基板の気孔率は、抗折強度との関係
が大きく、その気孔率が1%を越えると、上記組成にか
かわらず抗折強度の向上がみられず、また、体積抵抗が
低下し、絶縁体としての特性が保持できなくなるので
(後記比較例7参照)、好ましくない。なお、この気孔
率は、水中置換法(アルキメデス法)により求めること
ができる。
【0013】
【作用】前記した従来のほうけい酸ガラス−シリカガラ
ス系絶縁体基板は、その全て若しくは殆どがガラス質で
あるため、誘電損失(tanδ)が大きく、しかも、抗
折強度が小さいものと考えられる。これに対し、本発明
の絶縁体基板は、ほうけい酸ガラスをマトリックスと
し、結晶質シリカ及びアルミナよりなるフィラ−を所定
量分散してなるものであり、そして、結晶質シリカの比
誘電率が3.8〜4であり、アルミナの比誘電率が8.5〜9で
あるため、絶縁体基板全体の比誘電率は約4.7〜5.5とや
や大きくなるが、フィラ−として結晶質のものを用いて
いるため、誘電損失(tanδ)や抗折強度が改善され
る作用が生ずるものである。誘電損失(tanδ)につ
いては、一般に、ほうけい酸ガラス中のアルカリ分を減
らすことにより低減できるが、本発明によれば、それを
更に低減することができるものである。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例1〜6を比較例1〜7
と共に挙げ、本発明をより詳細に説明する。 (実施例1〜6)SiO270部、Al231部、B232
5.5部、Na2O1.5部、K2O2.0部(いずれも重量部)
を混合し、1600℃で1時間溶融した後、急冷してほうけ
い酸ガラスを得た。これを粉砕した後、結晶質シリカ粉
末とアルミナ粉末とを配合し、次に、有機溶媒及び有機
バインダ−を加えてシ−ト化し、900℃で焼成して表1
の実施例1〜6に示す絶縁体基板を製造した。
【0015】これらの絶縁体基板に電極をつけ、比誘電
率及び誘電損失(tanδ)を測定した。その測定結果
を表1に示す。また、該基板を幅4mmに切断し、3点
曲げ法により抗折強度を測定した。この結果も表1に示
す。更に、これらの基板を粉砕してX線回析により求め
た結晶質シリカ量及びアルミナ量並びにそれらから推定
したほうけい酸ガラス量を表1に示す。なお、表1の実
施例1〜6の絶縁体基板は、その体積抵抗率はすべて1
×1014以上であった。
【0016】(比較例1〜7)なお、比較のため、上記
実施例のほうけい酸ガラスに対し、(1) シリカガラスを
配合した基板(比較例1)、(2) 石英フィラ−のみを加
えた基板(比較例2)、(3) アルミナフィラ−のみを加
えた基板(比較例3)、(4) 結晶質シリカ及びアルミナ
よりなるフィラ−を本発明で規定する範囲(マトリック
ス100重量部に対し20重量部以上)外の石英10重量部及
びアルミナ5重量部の計15重量部を分散した基板(比較
例4)、(5) 結晶質シリカとアルミナの比が本発明で規
定する3/7〜7/3の範囲外である石英8重量部及びアル
ミナ22重量部(石英とアルミナの比2.7/7.3)の基板
(比較例5)、石英22重量部及びアルミナ8重量部(石
英とアルミナの比7.3/2.7)の基板(比較例6)、(6)
気孔率が本発明で規定する範囲(1%以下)外の1.5%の
基板(比較例7)、をそれぞれ製造した。
【0017】上記(1)〜(6)の絶縁体基板について、前記
実施例と同様、比誘電率及び誘電損失(tanδ)並び
に抗折強度を測定した。その測定結果を表1に付記し
た。なお、上記(6)の比較例7の基板は、その体積抵抗
率は2.5×1012であり、これ以外の各比較例の基板の体
積抵抗率は1×1014以上であった。
【0018】
【表1】
【0019】表1から明らかなように、本発明の実施例
1〜6では、比誘電率が低く、誘電損失が小さく、しか
も、抗折強度が高い絶縁体基板が得られる。これに対し
て、従来例であるシリカガラスを配合した比較例1で
は、比誘電率が4.5と低いけれども、誘電損失が0.0034
と大きく、しかも、基板の抗折強度が80MPaと小さい基
板であった。また、石英のみを分散した比較例2では、
誘電損失、抗折強度とも満足するものが得られず、一
方、アルミナのみを分散した比較例3では、比誘電率が
5.8と極めて高いものであった。
【0020】更に、本発明で規定する範囲外の基板で
は、比誘電率、誘電損失及び抗折強度の各特性を同時に
満足するものが得られなかった。即ち、石英及びアルミ
ナを合計で15重量部を分散した比較例4では、誘電損失
及び抗折強度とも満足するものが得られず、また、石英
とアルミナの比が2.7/7.3の比較例5では、比誘電率が
5.6と高く、一方、この比が7.3/2.7の比較例6では、
抗折強度が145MPaと小さいものであった。また、気孔率
の点においても、その気孔率が1.5%の比較例7では、
分散したフィラ−の種類及びその割合が本発明で規定す
る範囲内であるにもかかわらず、抗折強度が130MPaと小
さく、しかも、体積抵抗率が2.5×1012と低下し、絶縁
体としての特性が保てなくなるものであった。
【0021】以上、表1に示す実施例1〜6及び比較例
1〜7からみて、本発明は、フィラ−として結晶質シリ
カとアルミナを併用し、かつ、その比を3/7〜7/3と
し、該フィラ−の分散量を20重量部以上とし、しかも、
気孔率1%以下の絶縁体基板とするものであり、これら
の各条件を結合し、組合せることにより、初めて比誘電
率、誘電損失及び抗折強度の各特性並びに体積抵抗率を
同時に満足する絶縁体基板が得られることが理解でき
る。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、ほうけ
い酸ガラスをマトリックスとし、フィラ−として所定量
の結晶質シリカとアルミナを分散してなる気孔率1%以
下の絶縁体基板であり、これによって、低誘電率の回路
基板として必要な特性である誘電損失及び抗折強度を向
上させることができる効果が生ずる。そして、本発明に
より、高速信号の伝達速度を高めた回路を製作すること
ができ、その実用化が可能となる絶縁体基板を提供する
ことができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ほうけい酸ガラスをマトリックスとし、
    結晶質シリカ及びアルミナがフィラ−として分散されて
    いる気孔率1%以下の絶縁体基板であり、上記マトリッ
    クス100重量部に対しフィラ−が20重量部以上であり、
    かつ、結晶質シリカとアルミナの比が3/7〜7/3である
    ことを特徴とする絶縁体基板。
JP35104691A 1991-12-11 1991-12-11 絶縁体基板 Pending JPH05167209A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35104691A JPH05167209A (ja) 1991-12-11 1991-12-11 絶縁体基板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35104691A JPH05167209A (ja) 1991-12-11 1991-12-11 絶縁体基板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05167209A true JPH05167209A (ja) 1993-07-02

Family

ID=18414676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35104691A Pending JPH05167209A (ja) 1991-12-11 1991-12-11 絶縁体基板

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05167209A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010021367A1 (ja) * 2008-08-21 2010-02-25 旭硝子株式会社 発光装置
JP2010132540A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Korea Inst Of Science & Technology 低温焼成用低誘電率セラミック誘電体組成物及び低誘電率セラミック誘電体

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010021367A1 (ja) * 2008-08-21 2010-02-25 旭硝子株式会社 発光装置
JP2012191218A (ja) * 2008-08-21 2012-10-04 Asahi Glass Co Ltd 発光素子搭載基板
JP5071555B2 (ja) * 2008-08-21 2012-11-14 旭硝子株式会社 発光装置
KR101235489B1 (ko) * 2008-08-21 2013-02-20 아사히 가라스 가부시키가이샤 발광 장치
US8604499B2 (en) 2008-08-21 2013-12-10 Asahi Glass Company, Limited Light-emitting device
JP2010132540A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Korea Inst Of Science & Technology 低温焼成用低誘電率セラミック誘電体組成物及び低誘電率セラミック誘電体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4749665A (en) Low temperature fired ceramics
JP3358589B2 (ja) セラミック基板用組成物、グリーンシートおよびセラミック回路部品
JP3240271B2 (ja) セラミック基板
US5556585A (en) Dielectric ceramic body including TIO2 dispersion in crystallized cordierite matrix phase, method of producing the same, and circuit board using the same
JPH05211005A (ja) 誘電体組成物
JP2001287984A (ja) ガラスセラミックス組成物
JPH01141837A (ja) 回路基板用誘電体材料
JPS62278145A (ja) ガラスセラミツク焼結体
JP2002137937A (ja) 低誘電率低誘電正接ガラス繊維
JPS63107838A (ja) ガラスセラミツク焼結体
JPH10120436A (ja) ガラスセラミック誘電体材料
JPH05167209A (ja) 絶縁体基板
JP2002137938A (ja) 低誘電率低誘電正接ガラス繊維
JP2778815B2 (ja) 誘電体磁器組成物及びその製造法並びにそれを用いた配線基板
JP2000086288A (ja) 結晶化ガラス―セラミック複合体及びそれを用いた配線基板並びにその配線基板が配設されたパッケ―ジ
JP2000128628A (ja) ガラスセラミックス組成物
JP2004026529A (ja) 低温焼成基板用ガラス組成物およびそれを用いたガラスセラミックス
KR20030094774A (ko) 유전체 세라믹 조성물 및 이를 이용한 저온 소성 유전체세라믹의 제조방법
KR20220044497A (ko) 유리 분말, 유전체 재료, 소결체 및 고주파용 회로 부재
WO2009119433A1 (ja) 無鉛ガラス及び無鉛ガラスセラミックス用組成物
JPH0517211A (ja) 基板材料及び回路基板
JP2020196635A (ja) アルミナ質焼結体及び配線基板
JPH01141838A (ja) 回路基板用誘電体材料
JP3336176B2 (ja) ガラスセラミック焼結体
JPH03141153A (ja) 低温焼結性低誘電率無機組成物