JPH0674168B2 - 電気回路基板用磁器組成物 - Google Patents
電気回路基板用磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0674168B2 JPH0674168B2 JP61024990A JP2499086A JPH0674168B2 JP H0674168 B2 JPH0674168 B2 JP H0674168B2 JP 61024990 A JP61024990 A JP 61024990A JP 2499086 A JP2499086 A JP 2499086A JP H0674168 B2 JPH0674168 B2 JP H0674168B2
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- electric circuit
- porcelain
- circuit board
- porcelain composition
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電気回路基板用磁器組成物、特に、複数のシ
ート状磁器を積層し、磁器間に回路を形成してなる多層
電気回路基板に適した磁器組成物に関する。
ート状磁器を積層し、磁器間に回路を形成してなる多層
電気回路基板に適した磁器組成物に関する。
（従来の技術） 一般に、電子機器の小型化に伴い、電気回路を構成する
各種電子分品を実装するのに磁器基板が汎用され、最近
では、実装密度をさらに高めるために、表面に導電材料
で電気回路を形成してなる磁器シートを複数枚積層して
なる多層磁器基板が開発されている。この種の多層磁器
基板の磁器材料としては、アルミナが採用されている
が、焼結温度が1500〜1600℃と高温であることに起因し
て、種々の問題があった。即ち、焼結に多大のエネルギ
ーを要し、多属基板の製造コストが高くなる他、基板内
部に形成される内部回路等の導電材料がアルミナの焼結
温度にまで加熱されるため、内部導電材料として高融点
材料、例えば、タングステンやモリブデン等を用いなけ
ればならず、必然的に、内部回路等の抵抗そのものが大
きくなるという問題がある。
各種電子分品を実装するのに磁器基板が汎用され、最近
では、実装密度をさらに高めるために、表面に導電材料
で電気回路を形成してなる磁器シートを複数枚積層して
なる多層磁器基板が開発されている。この種の多層磁器
基板の磁器材料としては、アルミナが採用されている
が、焼結温度が1500〜1600℃と高温であることに起因し
て、種々の問題があった。即ち、焼結に多大のエネルギ
ーを要し、多属基板の製造コストが高くなる他、基板内
部に形成される内部回路等の導電材料がアルミナの焼結
温度にまで加熱されるため、内部導電材料として高融点
材料、例えば、タングステンやモリブデン等を用いなけ
ればならず、必然的に、内部回路等の抵抗そのものが大
きくなるという問題がある。
これらの問題を解決するため、低温で焼結させることが
できる基板用磁器材料として、アルミナに多量の結晶化
ガラス成分を添加したもの、あるいはBaSnO3にホウ素を
多量に添加したものなどが提案されている（例えば、特
開昭57−184289号）。
できる基板用磁器材料として、アルミナに多量の結晶化
ガラス成分を添加したもの、あるいはBaSnO3にホウ素を
多量に添加したものなどが提案されている（例えば、特
開昭57−184289号）。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、アルミナに多量の結晶化ガラス成分を添
加した前者のものでは、得られた磁器に空孔が多数存在
し、空孔を介して導体路間のマイグレーションが発生す
るという問題があり、また、後者のものでは仮焼物がガ
ラス状となり、仮焼物の粉砕が困難となるばかりでな
く、ホウ素の蒸発が激しく、焼成時に導電材料と反応し
たり炉の材料に損傷を与えるという問題がある。
加した前者のものでは、得られた磁器に空孔が多数存在
し、空孔を介して導体路間のマイグレーションが発生す
るという問題があり、また、後者のものでは仮焼物がガ
ラス状となり、仮焼物の粉砕が困難となるばかりでな
く、ホウ素の蒸発が激しく、焼成時に導電材料と反応し
たり炉の材料に損傷を与えるという問題がある。
従って、本発明は、低融点で低抵抗の導電材料を内部導
電材料として使用できるように、より低い温度で焼成で
きると同時に、高比抵抗かつ低誘電率で、誘電体損失の
少ない多層磁器基板を得ることができる磁気組成物を提
供することを目的とする。
電材料として使用できるように、より低い温度で焼成で
きると同時に、高比抵抗かつ低誘電率で、誘電体損失の
少ない多層磁器基板を得ることができる磁気組成物を提
供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題を解決する手段として、SiO225〜70
重量％、Al2O3l〜30重量％、B2O31.5〜５重量％、およ
びSrO25〜60重量％またはSrOとBaO25〜70重量％からな
ることを特徴とする電気回路基板用磁器組成物を提供す
るものである。なお、微量添加物としてLi2O、K2O及びN
a2Oなどのアルカリ金属酸化物の少なくとも一種を1.0重
量％以下添加するようにしても良い。
重量％、Al2O3l〜30重量％、B2O31.5〜５重量％、およ
びSrO25〜60重量％またはSrOとBaO25〜70重量％からな
ることを特徴とする電気回路基板用磁器組成物を提供す
るものである。なお、微量添加物としてLi2O、K2O及びN
a2Oなどのアルカリ金属酸化物の少なくとも一種を1.0重
量％以下添加するようにしても良い。
本発明に係る電気回路基板用磁器組成物を用いて電気回
路基板を製造する場合、例えば、Si、Al、ＢおよびSrま
たはSrおよびBaの酸化物もしくは焼成時に分解して酸化
物となる化合物の粉末を秤量、調合し、その原料混合物
を850〜950℃で仮焼した後、粉砕し、その粉末をバイン
ダーと混練してからシート状に成形し、次いで、得られ
たグリーンシートを酸化性雰囲気あるいは非酸化性もし
くは還元性雰囲気中、850〜1000℃で焼成すれば良い。
また、多層電気回路基板を製造する場合、グリーンシー
ト上にAg,Ag−Pd,Cu,Niなどの導電材料を含有する導電
性ペーストで回路を印刷し、それらを複数積層してか
ら、導電性ペーストを構成する導電材料に応じ雰囲気中
で焼成すれば良い。内部導電材料としてCuやNiなどの卑
金属を使用する場合、それらの酸化を防止するため、非
酸化性もしくは還元性の雰囲気中で焼成すのが好まし
い。例えば、窒素をキャリアガスとして水蒸気（70℃）
中を通過させ、酸素及び水素の含有量を微量含有させた
窒素−水蒸気雰囲気（通常、N299.7〜99.8％）中、850
〜1000℃で焼成するのが好ましい。なお、酸素を微量含
有させるのは、グリーンシートの形成に使用するバイン
ダーが仮装しても、炭素として残存しているため、これ
を完全燃焼させて除去するためである。
路基板を製造する場合、例えば、Si、Al、ＢおよびSrま
たはSrおよびBaの酸化物もしくは焼成時に分解して酸化
物となる化合物の粉末を秤量、調合し、その原料混合物
を850〜950℃で仮焼した後、粉砕し、その粉末をバイン
ダーと混練してからシート状に成形し、次いで、得られ
たグリーンシートを酸化性雰囲気あるいは非酸化性もし
くは還元性雰囲気中、850〜1000℃で焼成すれば良い。
また、多層電気回路基板を製造する場合、グリーンシー
ト上にAg,Ag−Pd,Cu,Niなどの導電材料を含有する導電
性ペーストで回路を印刷し、それらを複数積層してか
ら、導電性ペーストを構成する導電材料に応じ雰囲気中
で焼成すれば良い。内部導電材料としてCuやNiなどの卑
金属を使用する場合、それらの酸化を防止するため、非
酸化性もしくは還元性の雰囲気中で焼成すのが好まし
い。例えば、窒素をキャリアガスとして水蒸気（70℃）
中を通過させ、酸素及び水素の含有量を微量含有させた
窒素−水蒸気雰囲気（通常、N299.7〜99.8％）中、850
〜1000℃で焼成するのが好ましい。なお、酸素を微量含
有させるのは、グリーンシートの形成に使用するバイン
ダーが仮装しても、炭素として残存しているため、これ
を完全燃焼させて除去するためである。
本発明に係る電気回路基板用磁器組成物の組成を前記範
囲に限定したのは次の理由による。
囲に限定したのは次の理由による。
即ち、SiO2を25〜70重量％としたのは、SiO2が25重量％
未満では誘電率が10よりも高くなって使用周波数が高い
場合に電子機器の特性の低下を招き、70重量％を越える
と抗折強度が実用可能な下限値、即ち、1500kgf/cm2よ
り小さくなると同時に、焼結温度が1000℃以上になって
内部導電材料としてAg−PdやCu等が使用できなくなり本
発明の目的を達成し難いからである。
未満では誘電率が10よりも高くなって使用周波数が高い
場合に電子機器の特性の低下を招き、70重量％を越える
と抗折強度が実用可能な下限値、即ち、1500kgf/cm2よ
り小さくなると同時に、焼結温度が1000℃以上になって
内部導電材料としてAg−PdやCu等が使用できなくなり本
発明の目的を達成し難いからである。
Al2O3は焼結温度及び誘電率を低下させる効果がある
が、その含有量が１重量％未満では、添加効果があまり
認められず焼結温度が1000℃よりも高くなり、また30重
量％を越えると、誘電体損失が0.2％を越えて大きくな
るので１〜30重量％以下とした。
が、その含有量が１重量％未満では、添加効果があまり
認められず焼結温度が1000℃よりも高くなり、また30重
量％を越えると、誘電体損失が0.2％を越えて大きくな
るので１〜30重量％以下とした。
また、B2O3を1.5〜５重量％をしたのは、1.5重量％未満
では焼結温度が1000℃よりも高くなり、５重量％を越え
ると抗折強度が1500kgf/cm2より小さくなるからであ
る。
では焼結温度が1000℃よりも高くなり、５重量％を越え
ると抗折強度が1500kgf/cm2より小さくなるからであ
る。
SrO単独の場合、その含有量を25〜60重量％としたの
は、その含有量が25重量％未満では焼結温度が1000℃を
越え、60重量％を越えると、誘電率が10を越えて増大す
るからである。
は、その含有量が25重量％未満では焼結温度が1000℃を
越え、60重量％を越えると、誘電率が10を越えて増大す
るからである。
BaOはSrOと併添加されることにより抗折強度を向上させ
るが、SrOとBaOの合計の含有量が、25重量％未満では抗
折強度が実用可能な1500kgf/cm2より小さくなると共に
焼結温度が1000℃を越え、また70重量％を越えると、誘
電率が10より大きくなるので25〜70重量％の範囲とし
た。
るが、SrOとBaOの合計の含有量が、25重量％未満では抗
折強度が実用可能な1500kgf/cm2より小さくなると共に
焼結温度が1000℃を越え、また70重量％を越えると、誘
電率が10より大きくなるので25〜70重量％の範囲とし
た。
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１） 原料として、SiO2、Al2O3、B2O3またはBNもしくはB4C、
SrCO3またはSrO、およびBaCO3またはBaOを用い、これら
の原料を第１表に示す組成比率の磁器が得られるように
秤量、調合した。得られた各原料混合物を850〜950℃で
仮焼し、粉砕した後、有機バインダーを加えて混練し、
ドクターブレード法にて厚さ1mmのシート状に成形し
た。得られたグリーンシートを30×10mmの角板状にカッ
トし、これを空気中850〜1050℃で１時間焼成して磁器
を得、試験片とした。各試験片について比抵抗、誘電
率、誘電体損失及び抗折強度を測定した。
SrCO3またはSrO、およびBaCO3またはBaOを用い、これら
の原料を第１表に示す組成比率の磁器が得られるように
秤量、調合した。得られた各原料混合物を850〜950℃で
仮焼し、粉砕した後、有機バインダーを加えて混練し、
ドクターブレード法にて厚さ1mmのシート状に成形し
た。得られたグリーンシートを30×10mmの角板状にカッ
トし、これを空気中850〜1050℃で１時間焼成して磁器
を得、試験片とした。各試験片について比抵抗、誘電
率、誘電体損失及び抗折強度を測定した。
得られた結果を第１表に示す。
第１表中の値は、それぞれ試験片10個についての平均値
であり、各特性の測定条件は次の通りである。
であり、各特性の測定条件は次の通りである。
比抵抗： 直流 100V 誘電率： 1MHz 誘電体損失： 1MHz また、抗折強度は次式により求めた。
式中、Ｐは試験片が折断したときの荷重（kg）、ｌは支
点間距離（cm）、ｂは試験片の幅（cm）、ｄは試験片の
厚さ（cm）である。
点間距離（cm）、ｂは試験片の幅（cm）、ｄは試験片の
厚さ（cm）である。
第１表の結果から明らかなように、本発明に係る多層基
板用磁器は、高い比抵抗と低い誘電率を有し、誘電体損
失も小さいなど優れた電気的特性を示すだけでなく、抗
折強度が大きいなど優れた機械的特性を示す。
板用磁器は、高い比抵抗と低い誘電率を有し、誘電体損
失も小さいなど優れた電気的特性を示すだけでなく、抗
折強度が大きいなど優れた機械的特性を示す。
また、これとは別に厚さ0.3〜0.4mmのグリーンシートを
成形する一方、粒径５μｍ以下のAgまたはAg−Pdの導電
材料粉末と有機質ビヒクルとを重量比80:20の割合で混
合して導電性ペーストを調製し、前記グリーンシートの
表面に各導電性ペーストを全面に印刷し、これを３枚積
層して熱圧着し、空気中850〜1000℃で焼成した。な
お、有機質ビヒクルは、エチルセルロースをα−テレピ
オネールで10倍に希釈したものを使用した。
成形する一方、粒径５μｍ以下のAgまたはAg−Pdの導電
材料粉末と有機質ビヒクルとを重量比80:20の割合で混
合して導電性ペーストを調製し、前記グリーンシートの
表面に各導電性ペーストを全面に印刷し、これを３枚積
層して熱圧着し、空気中850〜1000℃で焼成した。な
お、有機質ビヒクルは、エチルセルロースをα−テレピ
オネールで10倍に希釈したものを使用した。
得られた多層磁器基板について、磁器とAgまたはAg−Pd
との反応を分析したところ、両者間での反応は見られ
ず、AgおよびAg−Pdはいずれも良好な導電性を示し、Ag
の面積抵抗は2mΩ／□で、Ag−Pdの面積抵抗は20mΩ／
□であった。
との反応を分析したところ、両者間での反応は見られ
ず、AgおよびAg−Pdはいずれも良好な導電性を示し、Ag
の面積抵抗は2mΩ／□で、Ag−Pdの面積抵抗は20mΩ／
□であった。
（実施例２） 実施例１で作成した1mm厚のグリーンシートを用い、30
×10mmの角板状にカットし、これを600℃に加熱してバ
インダーを予備燃焼させた後、900℃で完全燃焼させ、
次いで水蒸気（70℃）中に通過させた窒素をキャリヤガ
スとする窒素−水蒸気の還元性もしくは非酸化性雰囲気
中、950〜1000℃で１時間焼成して磁器を得、試験片と
した。実施例１と同様にして各試験片について比抵抗、
誘電率、誘電体損失及び抗折強度を測定した。得られた
結果を第２表に示す。
×10mmの角板状にカットし、これを600℃に加熱してバ
インダーを予備燃焼させた後、900℃で完全燃焼させ、
次いで水蒸気（70℃）中に通過させた窒素をキャリヤガ
スとする窒素−水蒸気の還元性もしくは非酸化性雰囲気
中、950〜1000℃で１時間焼成して磁器を得、試験片と
した。実施例１と同様にして各試験片について比抵抗、
誘電率、誘電体損失及び抗折強度を測定した。得られた
結果を第２表に示す。
第２表の結果から明らかなように、本発明に係る基板用
磁器は、非酸化性雰囲気中で焼成しても、特性の変化が
無く、酸化性雰囲気中で焼成した場合と同様、高い比抵
抗と低い誘電率とを有し、誘電体損失が小さいだけでな
く、高い抗折強度を示す。
磁器は、非酸化性雰囲気中で焼成しても、特性の変化が
無く、酸化性雰囲気中で焼成した場合と同様、高い比抵
抗と低い誘電率とを有し、誘電体損失が小さいだけでな
く、高い抗折強度を示す。
また、実施例１で作成した0.3〜0.4mm厚のグリーンシー
トを用い、実施例１と同様にして、その表面上に粒径５
μｍ以下の銅粉末と有機質ビヒクルとを重量比80:20の
割合で混合した銅ペーストを印刷し、これを３枚積み重
ねて熱圧着し、前記の場合と同じ窒素−水蒸気中、950
〜1000℃で焼成した。
トを用い、実施例１と同様にして、その表面上に粒径５
μｍ以下の銅粉末と有機質ビヒクルとを重量比80:20の
割合で混合した銅ペーストを印刷し、これを３枚積み重
ねて熱圧着し、前記の場合と同じ窒素−水蒸気中、950
〜1000℃で焼成した。
得られた各層磁器基板のCu導体は酸化されていず、良好
な導電性を示し、その表面抵抗は2mΩ／□であった。
な導電性を示し、その表面抵抗は2mΩ／□であった。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、1000
℃以下の温度で焼成でき、高比抵抗、かつ低誘電率で、
誘電体損失の少ない多層磁器基板を得ることができる。
また、製造過程において、仮焼後の粉砕等の処理が行い
易く、しかも酸化性雰囲気あるいは非酸化性雰囲気のい
ずれの雰囲気中で焼成しても、比抵抗などの電気的特
性、抗折強度などの機械的特性、さらには熱的特性の変
化が無く、内部導体との反応も見られないので、AgやAg
−Pdなどの他、CuやNiなどの卑金属も使用することがで
き、多層基板のコストダウンを図ることもできる。さら
に、導体としてサーメット抵抗材料などを印刷して、抵
抗体をも形成することができるなど、優れた効果が得ら
れる。
℃以下の温度で焼成でき、高比抵抗、かつ低誘電率で、
誘電体損失の少ない多層磁器基板を得ることができる。
また、製造過程において、仮焼後の粉砕等の処理が行い
易く、しかも酸化性雰囲気あるいは非酸化性雰囲気のい
ずれの雰囲気中で焼成しても、比抵抗などの電気的特
性、抗折強度などの機械的特性、さらには熱的特性の変
化が無く、内部導体との反応も見られないので、AgやAg
−Pdなどの他、CuやNiなどの卑金属も使用することがで
き、多層基板のコストダウンを図ることもできる。さら
に、導体としてサーメット抵抗材料などを印刷して、抵
抗体をも形成することができるなど、優れた効果が得ら
れる。
Claims (2)
- 【請求項１】SiO225〜70重量％、Al2O3l〜30重量％、B2
O31.〜５重量％、およびSrO25〜60重量％またはSrOとBa
O25〜70重量％からなることを特徴とする電気回路基板
用磁器組成物。 - 【請求項２】アルカリ金属酸化物の少なくとも一種を1.
0重量％以上含有する特許請求の範囲第１項記載の電気
回路基板用磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61024990A JPH0674168B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | 電気回路基板用磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61024990A JPH0674168B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | 電気回路基板用磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62182157A JPS62182157A (ja) | 1987-08-10 |
| JPH0674168B2 true JPH0674168B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=12153416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61024990A Expired - Lifetime JPH0674168B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | 電気回路基板用磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674168B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016185921A1 (ja) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | 株式会社村田製作所 | 低温焼結セラミック材料、セラミック焼結体およびセラミック電子部品 |
-
1986
- 1986-02-06 JP JP61024990A patent/JPH0674168B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62182157A (ja) | 1987-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |