JPH0559054B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0559054B2
JPH0559054B2 JP29824987A JP29824987A JPH0559054B2 JP H0559054 B2 JPH0559054 B2 JP H0559054B2 JP 29824987 A JP29824987 A JP 29824987A JP 29824987 A JP29824987 A JP 29824987A JP H0559054 B2 JPH0559054 B2 JP H0559054B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
weight
ceramics
dielectric
fired
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP29824987A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01141838A (ja
Inventor
Noboru Ichinose
Eiichi Asada
Takashi Endo
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.)
Shoei Chemical Inc
Original Assignee
Shoei Chemical Inc
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 Shoei Chemical Inc filed Critical Shoei Chemical Inc
Priority to JP29824987A priority Critical patent/JPH01141838A/ja
Publication of JPH01141838A publication Critical patent/JPH01141838A/ja
Publication of JPH0559054B2 publication Critical patent/JPH0559054B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は回路基板として有用な誘電体材料、特
に低温焼成が可能で、かつ低誘電率の誘電体材料
に関する。 従来の技術 LSIなど半導体及び回路部品の高密度実装化に
伴い、近年多層回路基板が広く採用されている。
セラミツク多層回路基板は、誘電体層と導体層と
を交互に積層し、同時焼成して一体化することに
より製造されるものであり、誘電体材料として
は、従来主としてアルミナ系セラミツクスが使用
されてきた。ところでアルミナは絶縁性、機械的
強度等の特性は優れているが、焼結温度が1500℃
以上と高く、内部配線導体材料には比較的電気抵
抗の高いMoやW等の高融点金属を用いるので、
導体幅を大きくとらなくてはならないなど、小型
化、高密度化が困難である。そこで電気抵抗が小
さく融点の低いAg,Au,Cuなどの高導電性金属
を導体材料として用いるために、これらの金属の
融点以下で焼結可能な誘電体材料の開発が望まれ
ている。 更に誘電体の誘電率は基板内部での信号の伝播
速度に大きく影響するが、アルミナ系セラミツク
スは誘電率が約8.5〜10と比較的大きく、信号伝
送の高速化に限界があるため、より低い誘電率を
有する誘電体材料が強く求められている。 これらの要請に応えて近年、例えば低温焼結セ
ラミツクス、結晶化ガラス、ガラス−セラミツク
ス混合物など種々の誘電体材料が提案され、一部
実用化されているが、誘電率などの電気特性や機
械的強度等回路基板としての要求特性を全て満足
するものではない。 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、低温で焼成でき、焼成後は優
れた絶縁特性及び機械的強度を示し、かつアルミ
ナ基板より誘電率の低い新規な回路基板用誘電体
材料を提供することにある。 問題点を解決するための手段 本発明は、(A)マグネシウム、硼素、珪素、バリ
ウム及びジルコニウムを各々酸化物換算で MgO 20〜40重量%、 B2O3 10〜30重量%、 SiO2 10〜35重量%、 BaO 5〜22重量%、 ZrO2 5〜20重量% の比率で含有するガラス、及び(B)(A)のガラスを予
め熱処理し、結晶化させて得られたガラス−セラ
ミツクスより選んだ1種又は2種以上からなる回
路基板用誘電体材料である。又第二の発明は、こ
のガラス及び/又はガラス−セラミツクスに、更
に結晶性フイラーを配合した誘電体材料である。 本発明のガラス(A)は、各成分酸化物の原料化合
物を酸化物換算で上記の組成範囲となるように混
合し、通常のガラスの製法に従つて例えば1400〜
1600℃の温度で溶融し、次いで溶融物を急冷して
ガラス化し、これを粉砕することによつて製造さ
れる。又ガラス−セラミツクス(B)は、このガラス
を結晶化温度以上で熱処理して予め結晶化させた
後、粉砕することにより製造される。 結晶性フイラーとしてはアルミナ、ジルコニ
ア、シリカ、ベリリア、珪酸ジルコニウム、ステ
アタイト、フオルステライト、ムライト等の酸化
物や、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素等
の窒化物などを使用することができる。 作 用 本発明のガラスは、800〜900℃付近に結晶化温
度を有しており、結晶化温度以上で焼成すること
によつて一部結晶化し、ガラス−セラミツクスと
なる。X線回折分析の結果、焼成体はBaZr
(BO32を主相とする結晶相と残部組成のガラス
質の二つの相からなつており、この結晶相とガラ
ス相との並存により絶縁性の優れた、低誘電率
の、緻密な誘電体が得られるものと考えられる。 低誘電率発現機構については明確ではないが、
BaZr(BO32を化学量論比で調合し、成形、焼成
してもこの結晶は低誘電率を示さず、又結晶化さ
せた後に残るガラス相の成分と同一の組成を有す
るガラスも誘電率は低くない。更にこのガラスと
BaZr(BO32結晶とを別々に製造し、単に混合し
て焼結したものも同様に低誘電率は示さず、本発
明の組成範囲内でガラスを作成し、これを熱処理
して結晶化させた場合にのみ低い誘電率が得られ
ることが判つた。 ガラスの組成範囲を限定した理由は次の通りで
ある。 MgOが20〜40重量%の範囲を外れると前記結
晶が析出しにくくなる。B2O3が30重量%を越え
ると強度が低下し、回路基板用に使用できなくな
り、又10重量%未満ではガラス製造時の溶融が困
難になる。SiO2は35重量%を越えると結晶化が
遅くなる。又10重量%より少量ではガラスの結晶
化が速まり、焼結性が悪化する。BaOは22重量
%より多いと誘電率が高くなり、5重量%未満で
はZrO2が分相を起こし、均質なガラス−セラミ
ツクスが得られない。ZrO2が20重量%を越える
と溶融困難になり、又5重量%より少ない場合は
結晶化反応が緩慢になり、不完全な結晶相しか得
られない。 更にガラス(A)を予め結晶化させ、粉砕してガラ
ス−セラミツクス質の誘電体材料(B)とし、これを
焼結させることによつても同様な低誘電率の誘電
体を得ることが可能である。 ガラス(A)及びガラス−セラミツクス(B)はそれぞ
れ単独で用いてもよいが、両者を混合して使用す
ることもできる。尚ガラス(A)は単独で使用する
と、焼成時の脱バインダが不十分になる傾向があ
り、焼成体中にカーボンが残留し易いから、フイ
ラーとして予め結晶化させたガラス−セラミツク
ス(B)や、その他通常使用される結晶性フイラーと
混合使用するのが望ましい。特にガラス−セラミ
ツクス(B)をフイラーとして用いる場合は、焼成後
は均質体となつて組成及び特性を大きく変化させ
ないので有利であり、かつ多量に配合することも
可能で混合比を自由に選択することができる利点
がある。これらのフイラーは、脱バインダ性の改
善の他、機械的強度、成形性等を改善したり、焼
成時の収縮率を制御する効果がある。 本発明の誘電体材料は、回路基板や、多層回路
の誘電体層として使用される。 例えば多層回路基板に使用する場合は、本発明
のガラス又はガラス−セラミツクスをポールミル
にて平均粒径1〜5μm程度まで粉砕し、この粉末
に必要に応じて結晶性フイラー、結合剤、可塑
剤、潤滑剤を添加し、溶剤中で充分に混合してス
ラリーを作り、ドクターブレード法など公知の方
法により成形してグリーンシートを作成する。こ
のグリーンシートに導体を印刷し、複数枚積層し
て加熱加圧した後、焼成することにより一体化す
る。焼成はガラスの結晶化温度以上で行えばよ
く、例えば1050℃以下の低温で焼成することがで
きる。焼成雰囲気は使用する導体材料により、酸
化性雰囲気、非酸化性雰囲気のいずれでもよい。
尚グリーンシートの代わりに誘電体ペーストとし
て、ペースト積層法による多層回路基板の製造に
用いることもできる。 実施例 実施例 1 Mg(OH)2,B2O3,SiO2,BaCO3及びZrO2
それぞれ酸化物換算で表1に示した割合となるよ
うに秤量し、自動乳鉢で混合し、白金ルツボ中で
1500℃に30分保持して溶融した後、双ロールで急
冷してガラスを製造した。このガラスをスタンプ
ミルで粗粉砕し、次いで溶剤としてメタノールを
用いてアルミナ製ポールミルで48時間粉砕し、平
均粒径2.5μmのガラス粉末(A)を得た。 一方、これと同一組成のガラスを作成し、粗粉
砕したものを900℃で30分間熱処理して結晶化さ
せ、再度粉砕して平均粒径2.5μmのガラス−セラ
ミツクス粉末(B)を得た。 ガラス粉末(A)50重量部、ガラス−セラミツクス
粉末(B)50重量部、アクリル系樹脂12重量部、フタ
ル酸系可塑剤3重量部及びケトン系溶剤28重量部
をアルミナ製ボールミルを用いて充分混合してス
ラリーとした。次いで脱泡及び粘度調整を行つた
後、ドクターブレード法により厚さ150μmのグリ
ーンシートを作成した。6枚のグリーンシートを
温度80℃、圧力100Kg/cm2で加熱加圧して積層し、
未焼結基板を得た。 これをベルト炉において600℃で、2.5時間保持
して有機物を除去した後、窒素雰囲気中1050℃で
2.5時間保持して焼成を行つた。 得られた焼成体について各々比誘電率、絶縁抵
抗及び抗折強度を測定し、結果を表1に示した。 実施例 2〜6 ガラスの組成を表1に示すとおりにする以外は
実施例1と同様にしてグリーンシートを作成し、
積層後、焼成した。得られた焼成体の特性を測定
し、結果を表1に併せて示した。 表1より明らかなように、本発明の誘電体材料
は回路基板材料として優れた特性を有している。 比較例 1〜10 Mg(OH)2,B2O3,SiO2,BaCO3及びZrO2
表1に示した割合を混合し、実施例と同様にして
グリーンシートを作成し、積層後、焼成した。得
られた焼成体について特性を測定し、結果を表1
に併せて示した。 これらの比較例はいずれもガラスの組成が本発
明の範囲を外れるものであるが、表1より明らか
なように、比較例1,2,4,6,7及び9では
抗折強度が小さく回路基板材料として実用に供し
得ない。又比較例8では誘電率が大きく、比較例
3,10ではガラス製造時に酸化物が完全に溶融せ
ず、均一なガラスが製造できなかつた。比較例5
では誘電体が焼結せず、基板として使用できない
ものであつた。
【表】 実施例 7〜10 実施例3においてガラス粉末(A)とガラス−セラ
ミツクス粉末(B)の比率を変え、表2のとおりとす
る以外は同様にしてグリーンシートを作り、積層
した後焼成した。 得られた誘電体の特性を測定し、結果を表2に
示した。
【表】 実施例 11 実施例3と同一組成のガラス粉末と平均粒径
1.0μmの珪酸ジルコニウム粉末とを重量比で70:
30の割合で混合し、実施例1と同様にしてグリー
ンシートを作り、積層した後焼成した。得られた
焼成体の比誘電率、絶縁抵抗及び抗折強度はそれ
ぞれ7.5,1014Ωcm以上、1400Kg/cm2であつた。 実施例 12 実施例3と同一組成のガラス粉末と平均粒径
0.5μmの窒化アルミニウム粉末とを重量比で70:
30の割合で混合し、実施例1と同様にしてグリー
ンシートを作り、積層した後焼成した。焼成体の
比誘電率、絶縁抵抗及び抗折強度はそれぞれ7.7,
1014Ωcm以上、1300Kg/cm2であつた。 発明の効果 本発明の誘電体材料は、優れた電気的特性及び
高い機械的強度を有しており、低温での焼結が可
能なので、導体抵抗の低いAg,Au,Cuなどの金
属を配線材料として使用することができ、高密度
実装が可能な回路基板用材料として極めて有用で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A) マグネシウム、硼素、珪素、バリウム及
    びジルコニウムを各々酸化 物換算で MgO 20〜40重量%、 B2O3 10〜30重量%、 SiO2 10〜35重量%、 BaO 5〜22重量%、 ZrO2 5〜20重量% の比率で含有するガラス 及び (B) (A)のガラスを予め熱処理し、結晶化させて得
    られたガラス−セラミツクス より選んだ1種又は2種以上からなる回路基板
    用誘電体材料。 2 (1) (A) マグネシウム、硼素、珪素、バリウ
    ム及びジルコニウムを各々酸化物換算で MgO 20〜40重量%、 B2O3 10〜30重量%、 SiO2 10〜35重量%、 BaO 5〜22重量%、 ZrO2 5〜20重量% の比率で含有するガラス 及び (B) (A)のガラスを予め熱処理し、結晶化させて
    得られたガラス−セラミツクス より選んだ1種又は2種以上と、 (2) 結晶性フイラー とからなる回路基板用誘電体材料。
JP29824987A 1987-11-26 1987-11-26 回路基板用誘電体材料 Granted JPH01141838A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29824987A JPH01141838A (ja) 1987-11-26 1987-11-26 回路基板用誘電体材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29824987A JPH01141838A (ja) 1987-11-26 1987-11-26 回路基板用誘電体材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01141838A JPH01141838A (ja) 1989-06-02
JPH0559054B2 true JPH0559054B2 (ja) 1993-08-30

Family

ID=17857172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29824987A Granted JPH01141838A (ja) 1987-11-26 1987-11-26 回路基板用誘電体材料

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01141838A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3647130B2 (ja) * 1996-02-06 2005-05-11 昭栄化学工業株式会社 絶縁体ガラス組成物とこれを用いた厚膜多層回路絶縁層用ガラス組成物
KR101133480B1 (ko) * 2007-04-17 2012-04-10 아사히 가라스 가부시키가이샤 무알칼리 유리의 제조 방법
CN101786864B (zh) * 2009-12-22 2012-12-05 广东风华高新科技股份有限公司 一种与镍内电极匹配的陶瓷介质材料及所得电容器的制备方法
CN101786866B (zh) * 2009-12-22 2012-12-05 广东风华高新科技股份有限公司 一种抗还原性铜内电极高频低温烧结陶瓷介质材料

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01141838A (ja) 1989-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4749665A (en) Low temperature fired ceramics
US4812422A (en) Dielectric paste and method of manufacturing the paste
JPH05211005A (ja) 誘電体組成物
JPH01141837A (ja) 回路基板用誘電体材料
JP7348587B2 (ja) ガラスセラミック誘電体
JPS62278145A (ja) ガラスセラミツク焼結体
JPH0676227B2 (ja) ガラスセラミツク焼結体
JPH0559054B2 (ja)
JPH0457627B2 (ja)
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
JPH0617250B2 (ja) ガラスセラミツク焼結体
JPH01167259A (ja) 電子部品パッケージング用のガラスセラミック基盤、その製造方法、およびそれに用いるガラス
JPH0617249B2 (ja) ガラスセラミツク焼結体
JPH08188446A (ja) ガラスセラミック基板
JP2942372B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JP2020196635A (ja) アルミナ質焼結体及び配線基板
JP3336176B2 (ja) ガラスセラミック焼結体
JPS62252340A (ja) ガラス焼結体およびガラスセラミツク焼結体
JPH07242439A (ja) 低温焼成ガラスセラミック基板およびその製造方法
JP3315233B2 (ja) セラミック基板用組成物
JPH05116986A (ja) 不透明化ガラスおよびこれにより得られた焼結積層セラミツク配線板
JPH0260236B2 (ja)
JP3619349B2 (ja) 着色ガラスセラミック焼結体
JP3515867B2 (ja) 低温焼成セラミック組成物
JP2689270B2 (ja) セラミック多層基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees