JPH05270899A - セラミック基板用組成物 - Google Patents
セラミック基板用組成物Info
- Publication number
- JPH05270899A JPH05270899A JP4070706A JP7070692A JPH05270899A JP H05270899 A JPH05270899 A JP H05270899A JP 4070706 A JP4070706 A JP 4070706A JP 7070692 A JP7070692 A JP 7070692A JP H05270899 A JPH05270899 A JP H05270899A
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- JP
- Japan
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- composition
- weight
- titanate
- glass frit
- glass
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各種多層配線基板の製造に使用されるセラミ
ック基板用組成物において、極めて低温度にて焼成で
き、Au,Agなどのペーストを内部電極として使用で
き、かつ体積固有抵抗率,誘電率,誘電正接,絶縁破壊
強度,曲げ強度等の諸要求特性を充足し、さらに、温度
変化に対する静電容量の変化率を±0ppm/℃〜±1
00ppm/℃と調整可能とすることを目的とする。 【構成】 60〜95重量%のガラスフリットと5〜4
0重量%チタン酸塩とからなり、チタン酸塩は、SrT
iO3またはCaTiO3であり、ガラスフリットは、重
量%でAl2O3:40〜50%,SiO2:25〜30
%,ZnO:5〜15%,TiO2:5〜15%,Ca
O:3.3〜3.8%,B2O3:2.5〜3.0%,M
gO:1.1〜1.5%,Na2O:1.1〜1.5%お
よびK2O:0.8〜1.1%の組成とすることによ
り、750℃〜950℃で焼成でき、Au,Agなどの
ペーストを内部電極として使用でき、かつ多層配線基板
としての諸特性を充足させることができる。
ック基板用組成物において、極めて低温度にて焼成で
き、Au,Agなどのペーストを内部電極として使用で
き、かつ体積固有抵抗率,誘電率,誘電正接,絶縁破壊
強度,曲げ強度等の諸要求特性を充足し、さらに、温度
変化に対する静電容量の変化率を±0ppm/℃〜±1
00ppm/℃と調整可能とすることを目的とする。 【構成】 60〜95重量%のガラスフリットと5〜4
0重量%チタン酸塩とからなり、チタン酸塩は、SrT
iO3またはCaTiO3であり、ガラスフリットは、重
量%でAl2O3:40〜50%,SiO2:25〜30
%,ZnO:5〜15%,TiO2:5〜15%,Ca
O:3.3〜3.8%,B2O3:2.5〜3.0%,M
gO:1.1〜1.5%,Na2O:1.1〜1.5%お
よびK2O:0.8〜1.1%の組成とすることによ
り、750℃〜950℃で焼成でき、Au,Agなどの
ペーストを内部電極として使用でき、かつ多層配線基板
としての諸特性を充足させることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導体,抵抗体などの電
子回路を多層に形成する多層配線基板に使用する低温焼
成のセラミック基板用組成物に関する。
子回路を多層に形成する多層配線基板に使用する低温焼
成のセラミック基板用組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、多層に回路を形成する電子部品と
しては、焼成したアルミナ基板上に回路,絶縁層を交互
に印刷し、これを焼成することによって製造する第1の
方法と、未焼成のセラミック基板に回路を印刷し、互い
に回路が接触しないようにこれらを積層し、プレスした
後、焼成して製造する第2の方法がある。第1の方法で
は、回路の影響によってその上に形成する絶縁層に凹凸
が生じ、その現象は上層になるほど大きくなる。凹凸が
大きくなると、この上に次の回路を印刷することは難し
くなり、通常10層前後の積層が限度とされている。こ
れに対し、第2の方法では、回路の印刷は常に平面に近
い状態の基板に対して行うので、積層数の多いものを製
造することができ、高密度の集積回路形成が行える。こ
の第2の方法に使用するセラミック基板用組成物として
は、Al2O3粉末に15wt%以下のガラス粉末を混合
して無機バインダーで固定したものや、Al2O3−Si
O2系組成物の粉末にPbやBを10%以上混入させて
低温で焼成したものがある。
しては、焼成したアルミナ基板上に回路,絶縁層を交互
に印刷し、これを焼成することによって製造する第1の
方法と、未焼成のセラミック基板に回路を印刷し、互い
に回路が接触しないようにこれらを積層し、プレスした
後、焼成して製造する第2の方法がある。第1の方法で
は、回路の影響によってその上に形成する絶縁層に凹凸
が生じ、その現象は上層になるほど大きくなる。凹凸が
大きくなると、この上に次の回路を印刷することは難し
くなり、通常10層前後の積層が限度とされている。こ
れに対し、第2の方法では、回路の印刷は常に平面に近
い状態の基板に対して行うので、積層数の多いものを製
造することができ、高密度の集積回路形成が行える。こ
の第2の方法に使用するセラミック基板用組成物として
は、Al2O3粉末に15wt%以下のガラス粉末を混合
して無機バインダーで固定したものや、Al2O3−Si
O2系組成物の粉末にPbやBを10%以上混入させて
低温で焼成したものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のAl2O3粉末と15wt%以下のガラス粉末を混
合して無機バインダーで固定したものは、焼成温度が1
450〜1600℃と極めて高いので、回路を構成する
材料も高い焼成温度で劣化しないMo,Wなどの高価な
ものを使用し、かつ還元雰囲気で焼成する必要があるの
で作業性が劣るという問題点、またAl2O3−SiO2
系組成物の粉末にPbやBを10wt%以上混入させて
低温で焼成したものは、温度変化に対応する静電容量の
変化率(以下、TCCと記す)が大きいという問題点を
有していた。
従来のAl2O3粉末と15wt%以下のガラス粉末を混
合して無機バインダーで固定したものは、焼成温度が1
450〜1600℃と極めて高いので、回路を構成する
材料も高い焼成温度で劣化しないMo,Wなどの高価な
ものを使用し、かつ還元雰囲気で焼成する必要があるの
で作業性が劣るという問題点、またAl2O3−SiO2
系組成物の粉末にPbやBを10wt%以上混入させて
低温で焼成したものは、温度変化に対応する静電容量の
変化率(以下、TCCと記す)が大きいという問題点を
有していた。
【0004】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、750〜950℃で焼成できるので、Au,A
g,Ag−Pd,Cuなどのペーストを内部電極として
使用することができ、かつ電子回路を多層に形成する多
層配線基板としての諸特性を充足し、さらに、TCCが
±0ppm/℃〜100ppm/℃で調整可能なセラミ
ック基板用組成物を提供することを目的とする。
ので、750〜950℃で焼成できるので、Au,A
g,Ag−Pd,Cuなどのペーストを内部電極として
使用することができ、かつ電子回路を多層に形成する多
層配線基板としての諸特性を充足し、さらに、TCCが
±0ppm/℃〜100ppm/℃で調整可能なセラミ
ック基板用組成物を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のセラミック基板用組成は、重量%表示で、A
l2O3:40〜50%,SiO2:25〜30%,Zn
O:5〜15%,TiO2:5〜15%,CaO:3.
3〜3.8%,B2O3:2.5〜3.0%,MgO:
1.1〜1.5%,Na2O:1.1〜1.5%,およ
びK2O:0.8〜1.1%の組成比のガラスフリット
が、60〜95%ならびにチタン酸塩が5〜40%から
なる構成としたものである。
に本発明のセラミック基板用組成は、重量%表示で、A
l2O3:40〜50%,SiO2:25〜30%,Zn
O:5〜15%,TiO2:5〜15%,CaO:3.
3〜3.8%,B2O3:2.5〜3.0%,MgO:
1.1〜1.5%,Na2O:1.1〜1.5%,およ
びK2O:0.8〜1.1%の組成比のガラスフリット
が、60〜95%ならびにチタン酸塩が5〜40%から
なる構成としたものである。
【0006】
【作用】この構成によって、従来例に比べて低い温度で
焼成でき、厚膜技術で広く適用されているAu,Ag,
Ag−Pd,Cuなどのペーストを内部電極として使用
できることとなる。
焼成でき、厚膜技術で広く適用されているAu,Ag,
Ag−Pd,Cuなどのペーストを内部電極として使用
できることとなる。
【0007】
(実施例1)以下本発明の一実施例について説明する。
【0008】重量%で、SiO2が27%、ZnOが8
%,TiO2が8%,CaOが3.6%,B2O3が2.
8%,MgOが1.4%,Na2Oが1.3%およびK2
Oが0.9%の組成になるように、通常の方法により各
原料を調合し、1400〜1500℃の温度にて撹拌し
ながら溶融し、溶融後、水砕又はフレーク状とし、これ
に、Al2O345重量%を添加し、ガラスフリットを製
造した。
%,TiO2が8%,CaOが3.6%,B2O3が2.
8%,MgOが1.4%,Na2Oが1.3%およびK2
Oが0.9%の組成になるように、通常の方法により各
原料を調合し、1400〜1500℃の温度にて撹拌し
ながら溶融し、溶融後、水砕又はフレーク状とし、これ
に、Al2O345重量%を添加し、ガラスフリットを製
造した。
【0009】次に、重量%で上記のガラスフリットが9
0%とチタン酸塩のSrTiO3が10%になるように
秤量し、ボールミルにて粉砕,混合し本実施例の組成物
を得た。この粉砕混合した組成物にバインダーを10重
量%添加し造粒,形成後900℃にて15分焼成した焼
結体の相対密度の測定結果は、99.98%で、直径3
0mm,厚み0.35mmに加工後、Ag電極を焼き付けて
測定したTCCは−25℃〜+85℃にて±0ppm/
℃であった。
0%とチタン酸塩のSrTiO3が10%になるように
秤量し、ボールミルにて粉砕,混合し本実施例の組成物
を得た。この粉砕混合した組成物にバインダーを10重
量%添加し造粒,形成後900℃にて15分焼成した焼
結体の相対密度の測定結果は、99.98%で、直径3
0mm,厚み0.35mmに加工後、Ag電極を焼き付けて
測定したTCCは−25℃〜+85℃にて±0ppm/
℃であった。
【0010】上記の粉砕混合した組成物に種々のバイン
ダーや可塑剤,溶剤を添加,混練して作成した粘度10
ps〜30psのペーストを常法のドクターブレード法
により、厚み0.1mmのグリーンシートとした。このグ
リーンシートを50枚重ね、35℃にて約50トンの圧
力にて熱圧着させ、900℃にて15分焼成した。焼成
したシートの各種特性を測定した結果は、(表1)の実
施例1の欄に示すように、体積固有抵抗が1014〜10
16Ωcm未満,誘電率が9.8,誘電正接が5×10-4以
下,絶縁破壊強度が700〜900KV/cm,曲げ強度
が2000〜2500kg/cm2,TCC(−25℃〜+
85℃)が±0ppm/℃であった。
ダーや可塑剤,溶剤を添加,混練して作成した粘度10
ps〜30psのペーストを常法のドクターブレード法
により、厚み0.1mmのグリーンシートとした。このグ
リーンシートを50枚重ね、35℃にて約50トンの圧
力にて熱圧着させ、900℃にて15分焼成した。焼成
したシートの各種特性を測定した結果は、(表1)の実
施例1の欄に示すように、体積固有抵抗が1014〜10
16Ωcm未満,誘電率が9.8,誘電正接が5×10-4以
下,絶縁破壊強度が700〜900KV/cm,曲げ強度
が2000〜2500kg/cm2,TCC(−25℃〜+
85℃)が±0ppm/℃であった。
【0011】
【表1】
【0012】(実施例2)〜(実施例4)以下本発明の
第2ないし第4の実施例について説明する。
第2ないし第4の実施例について説明する。
【0013】ガラスフリットの組成比ならびにチタン酸
塩の種類およびガラスフリットとの混合比を(表1)の
実施例2ないし実施例4の欄に示した値とし、第1の実
施例と同様の製法で作成した各シートの各種特性を測定
した結果は、(表1)の実施例2ないし実施例4の欄に
示した値である。
塩の種類およびガラスフリットとの混合比を(表1)の
実施例2ないし実施例4の欄に示した値とし、第1の実
施例と同様の製法で作成した各シートの各種特性を測定
した結果は、(表1)の実施例2ないし実施例4の欄に
示した値である。
【0014】(比較例1)〜(比較例4)以下比較例1
ないし比較例4について説明する。
ないし比較例4について説明する。
【0015】ガラスフリットの組成比ならびにチタン酸
塩の種類およびガラスフリットとの混合比を(表1)の
比較例1ないし比較例4の欄に示した値とし、第1の実
施例と同様の製法で作成した各シートの各種特性を測定
した結果は(表1)の比較例1ないし比較例4の欄に示
した値である。
塩の種類およびガラスフリットとの混合比を(表1)の
比較例1ないし比較例4の欄に示した値とし、第1の実
施例と同様の製法で作成した各シートの各種特性を測定
した結果は(表1)の比較例1ないし比較例4の欄に示
した値である。
【0016】この(表1)から明らかなように、第1の
実施例ないし第4の実施例によるセラミック基板用組成
物は、従来例に比べて低い温度、すなわち750℃〜9
50℃で焼成でき、厚膜技術で広く適用されているA
u,Ag,Ag−Pd,Cuなどのペーストを内部電極
として使用可能とし、また、その焼結体は、曲げ強度が
大きく、熱伝導率に優れ、誘電率が比較的小さく、絶縁
抵抗が大きく、耐湿性に優れており、かつ、正のTCC
特性を有するガラスフリットと負のTCC特性を有する
チタン酸塩系の焼成反応により、TCCの調整が容易に
できる点で優れた効果が得られる。
実施例ないし第4の実施例によるセラミック基板用組成
物は、従来例に比べて低い温度、すなわち750℃〜9
50℃で焼成でき、厚膜技術で広く適用されているA
u,Ag,Ag−Pd,Cuなどのペーストを内部電極
として使用可能とし、また、その焼結体は、曲げ強度が
大きく、熱伝導率に優れ、誘電率が比較的小さく、絶縁
抵抗が大きく、耐湿性に優れており、かつ、正のTCC
特性を有するガラスフリットと負のTCC特性を有する
チタン酸塩系の焼成反応により、TCCの調整が容易に
できる点で優れた効果が得られる。
【0017】ガラスフリットが60重量%より少ない
と、焼成温度が高くなり、本発明の目的である低温度で
の焼成を行うことが困難である。一方、ガラスフリット
が95重量%より多いと、焼結体の曲げ強度および耐湿
性が低下し、またTCCの調整も困難となるので、ガラ
スフリットは60〜95重量%とする。
と、焼成温度が高くなり、本発明の目的である低温度で
の焼成を行うことが困難である。一方、ガラスフリット
が95重量%より多いと、焼結体の曲げ強度および耐湿
性が低下し、またTCCの調整も困難となるので、ガラ
スフリットは60〜95重量%とする。
【0018】また、ガラスフリットの組成比を重量%で
Al2O3:40〜50%,SiO2:25〜30%,Z
nO:5〜15%,TiO2:5〜15%,CaO:
3.3〜3.8%,B2O3:2.5〜3.0%,Mg
O:1.1〜1.5%,Na2O:1.1〜1.5%,
およびK2O:0.8〜1.1%とするのは、下記の理
由による。
Al2O3:40〜50%,SiO2:25〜30%,Z
nO:5〜15%,TiO2:5〜15%,CaO:
3.3〜3.8%,B2O3:2.5〜3.0%,Mg
O:1.1〜1.5%,Na2O:1.1〜1.5%,
およびK2O:0.8〜1.1%とするのは、下記の理
由による。
【0019】SiO2は25重量%より少ないと、軟化
温度が低くなり焼成時に大きな変形を生じ、30重量%
より多いと、焼成温度が高くなり過ぎ、いずれも好まし
くない。
温度が低くなり焼成時に大きな変形を生じ、30重量%
より多いと、焼成温度が高くなり過ぎ、いずれも好まし
くない。
【0020】ZnOは、ガラスの溶解性を向上させるた
めに、5重量%以上の添加が望ましい。15重量%より
多いと、ガラスの軟化温度が低くなり過ぎ、焼成時に大
きな変形を生じやすく、好ましくない。
めに、5重量%以上の添加が望ましい。15重量%より
多いと、ガラスの軟化温度が低くなり過ぎ、焼成時に大
きな変形を生じやすく、好ましくない。
【0021】TiO2は、ガラスの溶融性や化学的安定
性を向上させるために5重量%以上の添加が望ましい。
15重量%より多いと、ガラスの軟化温度が高くなり、
焼成温度が高くなり過ぎ、好ましくない。
性を向上させるために5重量%以上の添加が望ましい。
15重量%より多いと、ガラスの軟化温度が高くなり、
焼成温度が高くなり過ぎ、好ましくない。
【0022】CaOは、ガラスフリットの作成時の、溶
融性の向上およびガラスの熱膨脹係数を調整する目的で
添加する。3.3重量%より少ないと、溶融性が向上せ
ず、ガラスフリットの作成時に失透を生じやすい。3.
8重量%より多いと、熱膨脹係数が大きくなり過ぎ、い
ずれも好ましくない。
融性の向上およびガラスの熱膨脹係数を調整する目的で
添加する。3.3重量%より少ないと、溶融性が向上せ
ず、ガラスフリットの作成時に失透を生じやすい。3.
8重量%より多いと、熱膨脹係数が大きくなり過ぎ、い
ずれも好ましくない。
【0023】B2O3は、フラックスの作用をなし、2.
5重量%より少ないと、焼成温度が高くなり過ぎ、3.
0重量%より多いと、ガラスの化学的安定性が低下し、
いずれも好ましくない。
5重量%より少ないと、焼成温度が高くなり過ぎ、3.
0重量%より多いと、ガラスの化学的安定性が低下し、
いずれも好ましくない。
【0024】MgOは、ガラスフリット作成時の、溶融
性の向上およびガラスの熱膨脹係数を調整する目的で添
加する。1.1重量%より少ないと、溶融性が向上せ
ず、ガラスフリットの作成時に失透を生じやすい。1.
5重量%より多いと、熱膨脹係数が大きくなり過ぎ、い
ずれも好ましくない。
性の向上およびガラスの熱膨脹係数を調整する目的で添
加する。1.1重量%より少ないと、溶融性が向上せ
ず、ガラスフリットの作成時に失透を生じやすい。1.
5重量%より多いと、熱膨脹係数が大きくなり過ぎ、い
ずれも好ましくない。
【0025】Na2Oは、ガラスの溶解性を向上させる
ために、1.1重量%以上の添加が望ましい。1.5重
量%より多いと、ガラスの軟化温度が低くなり過ぎ、焼
成時に大きな変形を生じやすく、好ましくない。
ために、1.1重量%以上の添加が望ましい。1.5重
量%より多いと、ガラスの軟化温度が低くなり過ぎ、焼
成時に大きな変形を生じやすく、好ましくない。
【0026】K2Oは、ガラスの溶解性を向上させるた
めに、0.8重量%以上の添加が望ましい。1.1重量
%より多いと、ガラスの軟化温度が低くなり過ぎ、焼成
時に大きな変形を生じやすく、好ましくない。
めに、0.8重量%以上の添加が望ましい。1.1重量
%より多いと、ガラスの軟化温度が低くなり過ぎ、焼成
時に大きな変形を生じやすく、好ましくない。
【0027】Al2O3は、セラミックの機械的強度を向
上させるために、40重量%以上の添加が望ましい。5
0重量%以上の添加では、焼成温度が高くなり過ぎ、好
ましくない。
上させるために、40重量%以上の添加が望ましい。5
0重量%以上の添加では、焼成温度が高くなり過ぎ、好
ましくない。
【0028】
【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明は、重量%表示で、Al2O3:40〜50%,
SiO2:25〜30%,ZnO:5〜15%,Ti
O2:5〜15%,CaO:3.3〜3.8%,B
2O3:2.5〜3.0%,MgO:1.1〜1.5%,
Na2O:1.1〜1.5%,およびK2O:0.8〜
1.1%の組成比のガラスフリットが60〜95%なら
びにチタン酸塩が5〜40%からなる構成により、75
0〜950℃で焼成できるので、Au,Ag,Ag−P
d,Cuなどのペーストを内部電極として使用すること
ができ、かつ電子回路を多層に形成する多層配線基板と
しての諸特性を充足し、さらに、TCCが±0ppm/
℃〜100ppm/℃で調整可能な優れたセラミック基
板用組成物を実現できるものである。
に本発明は、重量%表示で、Al2O3:40〜50%,
SiO2:25〜30%,ZnO:5〜15%,Ti
O2:5〜15%,CaO:3.3〜3.8%,B
2O3:2.5〜3.0%,MgO:1.1〜1.5%,
Na2O:1.1〜1.5%,およびK2O:0.8〜
1.1%の組成比のガラスフリットが60〜95%なら
びにチタン酸塩が5〜40%からなる構成により、75
0〜950℃で焼成できるので、Au,Ag,Ag−P
d,Cuなどのペーストを内部電極として使用すること
ができ、かつ電子回路を多層に形成する多層配線基板と
しての諸特性を充足し、さらに、TCCが±0ppm/
℃〜100ppm/℃で調整可能な優れたセラミック基
板用組成物を実現できるものである。
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 浩一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%表示で、Al2O3:40〜50
%,SiO2:25〜30%,ZnO:5〜15%,T
iO2:5〜15%,CaO:3.3〜3.8%,B2O
3:2.5〜3.0%,MgO:1.1〜1.5%,N
a2O:1.1〜1.5%,およびK2O:0.8〜1.
1%の組成比のガラスフリットが、60〜95%ならび
にチタン酸塩が5〜40%からなるセラミック基板用組
成物。 - 【請求項2】 チタン酸塩は、SrTiO3である請求
項1記載のセラミック基板用組成物。 - 【請求項3】 チタン酸塩は、CaTiO3である請求
項1記載のセラミック基板用組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4070706A JPH05270899A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | セラミック基板用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4070706A JPH05270899A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | セラミック基板用組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05270899A true JPH05270899A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=13439307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4070706A Pending JPH05270899A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | セラミック基板用組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05270899A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106187189A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 福州大学 | 一种储能微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP4070706A patent/JPH05270899A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106187189A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 福州大学 | 一种储能微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
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