JPH0676227B2 - Glass ceramic sintered body - Google Patents

Glass ceramic sintered body

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JPH0676227B2
JPH0676227B2 JP61254325A JP25432586A JPH0676227B2 JP H0676227 B2 JPH0676227 B2 JP H0676227B2 JP 61254325 A JP61254325 A JP 61254325A JP 25432586 A JP25432586 A JP 25432586A JP H0676227 B2 JPH0676227 B2 JP H0676227B2
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Japan
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glass
weight
sintered body
filler
firing
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久光 ▲高▼橋
政行 石原
圭造 槙尾
昭一 岡
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • 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
    • 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
    • C03C2214/00Nature of the non-vitreous component
    • C03C2214/04Particles; Flakes

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、銀,銀−パラジウム,金などの低抵抗金属
と同時焼成でき、高集積化したLSIを多数搭載するため
の多層配線基板などの絶縁材料を製造するのに用いられ
るガラスセラミック焼結体に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an insulating material such as a multilayer wiring board for mounting a large number of highly integrated LSIs that can be co-fired with a low resistance metal such as silver, silver-palladium, or gold. The present invention relates to a glass ceramic sintered body used for manufacturing.

〔背景技術〕[Background technology]

近年、高集積化したLSIや各種の素子を多数搭載する多
層配線基板では、小型化や高信頼性の要求が高まるにつ
れて、セラミック材の多層配線基板の利用が広がってき
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, in multi-layer wiring boards on which a large number of highly integrated LSIs and various elements are mounted, the use of multi-layer wiring boards made of ceramic material has been expanding as the demand for miniaturization and high reliability has increased.

セラミック多層配線基板は、アルミナを主材にしてグリ
ーンシートを形成し、このグリーンシート上に高融点金
属(Mo,W等)の導体配線を厚膜技術により印刷形成す
る。そのあと、このグリーンシートを貼り合わせて積層
した多層グリーンシートを約1500〜1600℃の高温非酸化
雰囲気中で焼成して得られる。
In the ceramic multilayer wiring board, a green sheet is formed by using alumina as a main material, and a conductor wiring of a refractory metal (Mo, W, etc.) is printed and formed on the green sheet by a thick film technique. Then, a multilayer green sheet obtained by laminating and stacking the green sheets is obtained by firing in a high temperature non-oxidizing atmosphere of about 1500 to 1600 ° C.

しかし、アルミナを主材料とする上述のような多層配線
基板では、アルミナの高い比誘電率と、微細化配線導体
(Mo,W等の高融点金属)の高い抵抗によって、多層構造
の配線中を伝播する信号の伝達時間が長くなり、高速化
の要望に応え難かった。
However, in the above-mentioned multilayer wiring board using alumina as the main material, due to the high relative permittivity of alumina and the high resistance of the fine wiring conductor (high melting point metal such as Mo and W), the wiring in the multilayer structure is The transmission time of the propagating signal was long, and it was difficult to meet the demand for higher speed.

この問題を解決するために、高抵抗の高融点金属材料の
代わりに低抵抗金属材料(Au、Ag、Ag−Pd、Cu等)を使
って微細化配線を形成することも考えられる。しかしな
がら、上記の各低抵抗金属材料は融点が1000℃付近であ
り、アルミナの焼結温度よりもはるかに低くなってい
る。そのため、仮に用いたとしても、焼結以前に配線パ
ターンが融解して表面張力で収縮し断線してしまうとい
う問題があった。
In order to solve this problem, it is conceivable to form a fine wiring using a low resistance metal material (Au, Ag, Ag-Pd, Cu, etc.) instead of the high resistance refractory metal material. However, the melting point of each of the low resistance metal materials described above is around 1000 ° C., which is much lower than the sintering temperature of alumina. Therefore, even if it is used, there is a problem that the wiring pattern melts before the sintering and contracts due to the surface tension, resulting in disconnection.

この問題を解決するため、ガラス、あるいはガラス粉末
焼結体(ガラス−セラミック体)の多層配線基板が提案
されている。
In order to solve this problem, a multilayer wiring board of glass or a glass powder sintered body (glass-ceramic body) has been proposed.

このようなガラス粉末焼結体、とくに、SiO2−Al2O3−M
gO系(以下に、「コーディエライト系」と記す)の具体
例が、特公昭59-22399号公報、特開昭59-178752号公
報、特公昭57-6257号公報、および、特公昭59-46900号
公報に記載されている。しかし、特公昭59-22399号公
報、特公昭57-6257号公報および特開昭59-178752号公報
公報に記載されているガラス粉末焼結体は、いずれも、
組成にNa,K,Li,Pbという比較的イオン伝導性の高い元素
を含んでいることから、マイグレーション現象が生ず
る。そのため、基板としてもっとも重要な特性である絶
縁性の劣化が生じやすいという問題がある。一方、特公
昭59-46900号公報に記載されているガラス粉末焼成体
は、イオン伝導性の高い上記の元素をほとんど含んでお
らず、上記マイグレーションに伴う絶縁性の劣化という
ものはない。しかも、特公昭59-46900号公報記載のガラ
ス粉末焼結体は、950℃近辺の焼成温度で緻密な焼結体
となる。しかしながら、1000℃を超えるとバルク中の未
結晶なガラス相の融解が生じ上部の配線が切れたりす
る。また、900℃付近の焼成温度ではα−コージィエラ
イトよりむしろμ−コージィエライトが多くなり、目的
の電気特性や熱膨張率が得られない。そればかりか、α
型とμ型の混在した再現性の悪い結晶体しか得られない
と言う問題があった。また、従来のガラスセラミック粉
末の中には、導体配線と成形体との焼成収縮率がうまく
合致しないために、低抵抗金属配線を成形体(グリーン
シート)上に印刷形成しておいて同時焼成を行うとき
に、焼成後の基板が反ったり、寸法精度が悪くなるとい
う欠点を持つものもあった。しかも、原料配合物を融解
するときの温度が高く(1500℃以上)、通常の製造方法
で製造する場合には難点があった。
Such glass powder sintered body, especially SiO 2 --Al 2 O 3 --M
Specific examples of gO type (hereinafter referred to as "cordierite type") are disclosed in JP-B-59-22399, JP-A-59-178752, JP-B-57-6257, and JP-B-59-59. -46900 publication. However, all of the glass powder sintered bodies described in JP-B-59-22399, JP-B-57-6257 and JP-A-59-178752,
Since the composition contains elements having relatively high ionic conductivity such as Na, K, Li and Pb, a migration phenomenon occurs. Therefore, there is a problem that deterioration of the insulating property, which is the most important characteristic of the substrate, is likely to occur. On the other hand, the glass powder fired body described in Japanese Examined Patent Publication No. 59-46900 does not contain the above-mentioned elements having high ionic conductivity, and there is no deterioration of the insulating property due to the migration. Moreover, the glass powder sintered body described in JP-B-59-46900 becomes a dense sintered body at a firing temperature around 950 ° C. However, when the temperature exceeds 1000 ° C, the uncrystallized glass phase in the bulk is melted and the upper wiring is broken. Further, at a firing temperature near 900 ° C., the amount of μ-cordierite is larger than that of α-cordierite, and the desired electrical characteristics and thermal expansion coefficient cannot be obtained. Not only that, α
There was a problem that only a crystal body having poor reproducibility in which the crystal type and the μ type were mixed was obtained. In addition, in the conventional glass-ceramic powder, since the firing shrinkage ratio of the conductor wiring and the molded body does not match well, the low resistance metal wiring is printed and formed on the molded body (green sheet) and co-fired. In some cases, there was a defect that the substrate after firing was warped or the dimensional accuracy was deteriorated. Moreover, the temperature at which the raw material mixture is melted is high (1500 ° C. or higher), and there is a problem in the case of manufacturing by a normal manufacturing method.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

この発明は、このような事情に鑑みて、1000℃以下の低
い温度での焼成でも十分緻密化されていて、誘電率も低
く、しかも、多層配線基板材料として用いても、マイグ
レーション現象による絶縁劣化が起こらないばかりか、
低抵抗金属材料による配線形成にも適したガラスセラミ
ック焼結体を提供することを目的とする。
In view of such circumstances, the present invention is sufficiently densified even by firing at a low temperature of 1000 ° C. or lower, has a low dielectric constant, and even when used as a multilayer wiring board material, insulation deterioration due to a migration phenomenon is caused. Does not happen,
An object of the present invention is to provide a glass-ceramic sintered body suitable for wiring formation using a low-resistance metal material.

〔発明の開示〕[Disclosure of Invention]

前記の目的を達成するため、発明者らは、新しいタイプ
のガラス(結晶化するガラス)と、フィラーとの組み合
わせで焼結体の性能の向上をはかるべく鋭意検討を行っ
た。その結果、この発明を完成させた。
In order to achieve the above-mentioned object, the inventors have conducted extensive studies to improve the performance of a sintered body by combining a new type of glass (crystallizing glass) and a filler. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、この発明は、ガラス組成物粉末とフィラーと
の混合物を焼成して得られるガラスセラミック焼結体で
あって、前記ガラス組成物粉末が、 SiO2 48〜63重量%、 Al2O3 10〜25重量%、 B2O3 4〜10重量%、 MgO 10〜25重量%、 からなる母ガラスの前記MgOのうち3〜20重量%がBaO,S
rOおよびCaOからなる群より選ばれた少なくとも1つで
置換されてなる主成分に対し、TiO2,ZrO2,SnO2,P2O5,Zn
O,MoO3,Ta2O5,Nb2O5,As2O3およびLi2Oからなる群より選
ばれた少なくとも1つの核発生剤が3重量%以下の割合
で添加されてなる組成を有し、このガラス組成物粉末と
フィラーとが、 ガラス組成物粉末 70〜95重量%、 フィラー 5〜30重量%、 の割合で混合されていることを特徴とするガラスセラミ
ック焼結体を要旨とする。
That is, the present invention is a glass ceramic sintered body obtained by firing a mixture of a glass composition powder and a filler, wherein the glass composition powder is SiO 2 48 to 63 wt%, Al 2 O 3 10 25 wt%, B 2 O 3 4 to 10 wt%, MgO 10 to 25 wt%, 3 to 20 wt% of the MgO of the mother glass consisting are BaO, S
For the main component formed by substituting at least one selected from the group consisting of rO and CaO, TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 , P 2 O 5 , Zn
A composition comprising at least 3% by weight of at least one nucleating agent selected from the group consisting of O, MoO 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , As 2 O 3 and Li 2 O. And a glass ceramic sintered body characterized in that the glass composition powder and the filler are mixed in a proportion of 70 to 95% by weight of the glass composition powder and 5 to 30% by weight of the filler. To do.

以下に、この発明にかかるガラスセラミック焼結体を詳
しく説明する。
The glass ceramic sintered body according to the present invention will be described in detail below.

母ガラスの組成は、SiO2が48〜63重量%、Al2O3が10〜2
5重量%、B2O3が4〜10重量%、MgOが10〜25重量%から
なる。このような母ガラスにおいて、MgOの3〜20重量
%がBaO,SrOおよびCaOからなる群より選ばれた少なくと
も1つ(以下、「RO」とのみ記す)で置換されている。
このようにすれば、アルミナの持つ比較的高い誘電率
(96%アルミナで約10)に比べかなり低いレベルの誘電
率を有するようになる。上記のように、SiO2−Al2O3−M
gO−B2O3系のガラス組成物のうちMgOを、BaO,SrO,CaOな
どのアルカリ土類金属酸化物で3〜20重量%置換して
も、置換されていない上記組成範囲のSiO2−Al2O3−MgO
−B2O3系のガラス組成物と同様に、850℃付近、高々950
℃までの焼成温度で非多孔質の焼結を行うことができ
る。そして、上記したように、焼結体の主結晶相はコー
ディエライトとなるため、誘電率が低く、機械的強度も
大きくなる。また、ガラス原料の溶解温度も1400℃で十
分できるため、溶融が通常の粘土ルツボや溶解炉で十分
間にあうので、製造上からも都合がよい。このガラス組
成物にさらに、3重量%以下、好ましくは、0.5〜2重
量%の核発生剤を添加するようにすると、焼結体の結晶
をより確実にα−コーディエライトとすることができ
る。核発生剤としては、TiO2,ZrO2,SnO2,P2O5,ZnO,Mo
O3,Ta2O5,Nb2O5,As2O3およびLi2Oなどが挙げられる。
The mother glass has a composition of 48 to 63% by weight of SiO 2 and 10 to 2 of Al 2 O 3.
5% by weight, 4 to 10% by weight of B 2 O 3 and 10 to 25% by weight of MgO. In such a mother glass, 3 to 20% by weight of MgO is replaced with at least one selected from the group consisting of BaO, SrO and CaO (hereinafter referred to as "RO").
By doing so, a relatively low level dielectric constant is obtained as compared with the relatively high dielectric constant of alumina (about 10 for 96% alumina). As described above, SiO 2 -Al 2 O 3 -M
gO-B 2 O 3 system the MgO of the glass composition, BaO, SrO, be substituted 3 to 20 wt% alkaline earth metal oxides such as CaO, SiO 2 of the above composition range which are not substituted −Al 2 O 3 −MgO
Similar to the -B 2 O 3 -based glass composition, at around 850 ° C and at most 950
Non-porous sintering can be performed at firing temperatures up to ° C. Further, as described above, the main crystal phase of the sintered body is cordierite, so that the dielectric constant is low and the mechanical strength is high. Moreover, since the melting temperature of the glass raw material can be sufficiently 1400 ° C., the melting can be completed in a usual clay crucible or a melting furnace for a sufficient time, which is convenient from the viewpoint of production. If 3% by weight or less, preferably 0.5 to 2% by weight, of a nucleating agent is further added to this glass composition, the crystals of the sintered body can be more surely converted into α-cordierite. . The nucleation agent, TiO 2, ZrO 2, SnO 2, P 2 O 5, ZnO, Mo
O 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , As 2 O 3 and Li 2 O are included.

SiO2の組成割合が63重量%を越えると、緻密な焼結体と
なり難い。48重量%を下回ると、ガラス粉末の結晶化温
度が上昇して、950℃以下の焼成温度では十分に結晶化
することができなかったり、緻密化が難しくなる。
When the composition ratio of SiO 2 exceeds 63% by weight, it is difficult to form a dense sintered body. If it is less than 48% by weight, the crystallization temperature of the glass powder rises, so that it cannot be sufficiently crystallized at a firing temperature of 950 ° C. or less, or densification becomes difficult.

Al2O3の組成割合が25重量%を越えると、焼結できる温
度が上昇し、950℃以下の焼成温度では十分な焼結が行
えない。10重量%を下回ると、コーディエライト結晶が
少なくなり、SiO2−MgO系の結晶が多く析出するので、
比誘電率が上昇する。
When the composition ratio of Al 2 O 3 exceeds 25% by weight, the temperature at which sintering can be performed increases, and sufficient sintering cannot be performed at a firing temperature of 950 ° C or lower. When it is less than 10% by weight, cordierite crystals are reduced and a large amount of SiO 2 -MgO type crystals are precipitated,
The relative permittivity increases.

MgOの組成割合が25重量%を越えると、恐らくは、ケイ
酸マグネシウムが析出するためと思われるが、変形が大
きくなり実用性に乏しい。10重量%を下回ると、緻密な
焼結体となり難い。
When the composition ratio of MgO exceeds 25% by weight, it is considered that magnesium silicate is likely to precipitate, but the deformation becomes large and the practicality is poor. If it is less than 10% by weight, it is difficult to form a dense sintered body.

コーディエライト系のガラス組成物に対してB2O3を添加
するようにすれば、さらに、低温で焼成でき、μ−コー
ディエライトからα−コーディエライトへの相変化も10
00℃以下で行えるのであるが、B2O3の組成割合が10重量
%を越えると、ガラス相が多く、発泡しやすくなり、焼
成可能な温度範囲も狭くなる。また、機械的強度も弱く
実用性に乏しくなる。4重量%を下回ると、ガラス粉末
の表面層の結晶化が急激に進みすぎるため、緻密な焼結
体となり難い。
If B 2 O 3 is added to the cordierite-based glass composition, it can be further fired at a low temperature, and the phase change from μ-cordierite to α-cordierite is 10%.
Although it can be carried out at a temperature of 00 ° C. or less, when the composition ratio of B 2 O 3 exceeds 10% by weight, a large amount of glass phase tends to cause foaming, and the temperature range in which firing is possible becomes narrow. In addition, the mechanical strength is weak and the practicability becomes poor. If it is less than 4% by weight, crystallization of the surface layer of the glass powder will proceed too rapidly, and it will be difficult to form a dense sintered body.

MgOと置換するROの置換率は、20重量%を越えると、MgO
成分が少なくなるため、α−コーディエライト結晶の析
出が悪くなり、電気特性が悪くなる。3重量%を下回る
と、効果が現れない。
When the substitution rate of RO replacing MgO exceeds 20% by weight, MgO
Since the amount of the component is reduced, the precipitation of α-cordierite crystals is deteriorated, and the electrical characteristics are deteriorated. If it is less than 3% by weight, the effect is not exhibited.

核発生剤は、3重量%を越えると、結晶化が急激に進み
すぎて緻密な焼結体とならない。
If the amount of the nucleating agent exceeds 3% by weight, crystallization will proceed so rapidly that a dense sintered body will not be obtained.

この発明で用いるフィラーとしては、特に限定するもの
ではないが、α−石英,溶融シリカ,クリストバライ
ト,コーディエライト,ステアタイト,フォルステライ
ト,ウォラストナイト,アノーサイト,セルジアン,ア
ルミナから選ばれた少なくとも1種などが挙げられる。
The filler used in the present invention is not particularly limited, but at least selected from α-quartz, fused silica, cristobalite, cordierite, steatite, forsterite, wollastonite, anorthite, sergian, and alumina. One kind is mentioned.

前記フィラーは、焼結体の機械的強度を上昇させるばか
りでなく、比誘電率を減少させるなどの働きがある。添
加割合は、5重量%〜30重量%、好ましくは、5重量%
〜20重量%である。フィラーの添加割合が30重量%を越
えると、焼結しにくくなり、1000℃以下での焼結ができ
なくなる。また、焼結体バルク内部にポアーを多く含む
ようになる。フィラーが5重量%を下回ると、フィラー
を添加する狙いである、誘電率の低下、熱膨張率の調
整、熱伝導率の向上などの効果が認められにくくなる。
The filler not only increases the mechanical strength of the sintered body, but also reduces the relative dielectric constant. Addition ratio is 5% to 30% by weight, preferably 5% by weight
~ 20% by weight. If the addition ratio of the filler exceeds 30% by weight, it becomes difficult to sinter, and it becomes impossible to sinter below 1000 ° C. Also, a large amount of pores will be contained inside the sintered body bulk. When the amount of the filler is less than 5% by weight, it is difficult to recognize the effects of adding the filler, such as lowering the dielectric constant, adjusting the thermal expansion coefficient, and improving the thermal conductivity.

上記に挙げられたフィラーのうち、α−石英,溶融シリ
カ,クリストバライト,コーディエライトなどのグルー
プのものを用いれば、特に、熱膨張率がシリコン並に近
い値を有するようになるので、高密度多層基板として有
用で、上記以外のグループのものを用いれば、特に、熱
伝導率が向上するので、多層基板として有用であるとい
う傾向がある。
Among the above-mentioned fillers, if a filler such as α-quartz, fused silica, cristobalite, and cordierite is used, the coefficient of thermal expansion becomes particularly close to that of silicon, so that high density is achieved. It is useful as a multi-layered substrate, and if a group other than the above is used, the thermal conductivity is particularly improved, so that it tends to be useful as a multi-layered substrate.

フィラーとして、比較的イオン伝導性の高い上記元素を
ふくんでいないものを用いるようにすると、焼結体を多
層配線基板材料として用いても、マイグレーション現象
による絶縁性の劣化が生じるおそれがない。
If a filler that does not contain the above-mentioned elements having relatively high ionic conductivity is used as the filler, even if the sintered body is used as the material for the multilayer wiring board, there is no risk of deterioration of the insulation due to the migration phenomenon.

上記ガラス組成物の粉末は、たとえば、重量%組成が上
記範囲内となるように各成分を配合して溶融し、この溶
融体を結晶を析出させないように急冷して透明なガラス
を得たのち、微粉砕すれば得られるが、他の方法によっ
て得るようにしてもよい。
The powder of the above glass composition is prepared, for example, by mixing the respective components so that the composition in% by weight falls within the above range, melting the mixture, and rapidly cooling the melt so as not to precipitate crystals, to obtain transparent glass. Although it can be obtained by pulverizing, it may be obtained by other methods.

ガラス組成物の粉末の粒度は、特に限定されないが、平
均粒径として1〜10μmとするのが好ましい。平均粒径
が10μmを越えると、ガラスセラミック焼結体の表面凹
凸がはげしくなり、配線基板とした場合、回路の導体精
度も悪くなることがある。また、結晶化温度が高くなる
ことがあるので、1000℃以下の焼成では充分な結晶析出
が起こらず、結晶量の低い焼結体となるため、誘電率の
低下が望めなくなるおそれがある。同時に機械的強度が
低くなることがあるので、実用性に欠けるおそれがあ
る。他方、1μmを下回ると、ガラス組成物の結晶化速
度が早まることがあり、充分な焼結が起こるまでに、結
晶化が終了してしまうことが発生し、焼結密度が上がり
にくくなるおそれがある。
The particle size of the powder of the glass composition is not particularly limited, but the average particle size is preferably 1 to 10 μm. If the average particle size exceeds 10 μm, the surface irregularities of the glass-ceramic sintered body become severe, and when the wiring board is used, the conductor accuracy of the circuit may deteriorate. Further, since the crystallization temperature may increase, sufficient crystal precipitation does not occur by firing at 1000 ° C. or less, and a sintered body with a low crystal amount is obtained, so that a decrease in the dielectric constant may not be expected. At the same time, the mechanical strength may decrease, which may impair practicality. On the other hand, if it is less than 1 μm, the crystallization rate of the glass composition may be increased, crystallization may be completed before sufficient sintering occurs, and the sintered density may be difficult to increase. is there.

フィラーの粒度も、特に限定はしないが、概ね上記ガラ
ス組成の粒度と同等か、若干小さめに設定するのが好ま
しい。
The particle size of the filler is also not particularly limited, but it is preferably set to be approximately equal to or slightly smaller than the particle size of the above glass composition.

上記ガラス組成物とフィラーを混合する方法は、特に限
定されず、湿式または乾式のいずれによっても良い。成
形体を得るのに樹脂,溶媒などの有機物を用いた場合に
は、あらかじめ前焼成を行って有機物を除去したのち
に、焼結のための焼成を行うようにするのがよい。な
お、前記有機物は特に限定されず、種々のものが用いら
れる。また、有機物以外のものが用いられたり、何も用
いずに成形体を得てもよい。
The method of mixing the glass composition and the filler is not particularly limited, and either a wet method or a dry method may be used. When an organic substance such as a resin or a solvent is used to obtain a molded body, it is preferable to perform pre-firing to remove the organic substance and then perform firing for sintering. The organic substance is not particularly limited, and various types can be used. Further, a material other than an organic material may be used, or the molded body may be obtained without using anything.

上記ガラス組成物の粉末とフィラーが混合されてなる粉
末の成形体としては、たとえば、グリーンシートたはこ
れを複数枚積層したものなどがあるが、これらに限るも
のではない。
Examples of a powder compact formed by mixing the powder of the glass composition and the filler include, but are not limited to, a green sheet or a laminate of a plurality of sheets.

前記成形体を焼成する条件は、特に限定されないが、上
記の低抵抗金属材料の融点(1000℃前後)よりも低い温
度で焼成を行っても焼結できるので、その温度で焼成す
るようにすれば、低抵抗金属材料を印刷などして同時焼
成できる。もちろん、同時焼成でなくてもよい。
The conditions for firing the shaped body are not particularly limited, but since firing can be performed even if firing is performed at a temperature lower than the melting point (around 1000 ° C.) of the low resistance metal material, it is recommended that firing be performed at that temperature. For example, a low resistance metal material can be printed and co-fired. Of course, it is not necessary to perform simultaneous firing.

この発明にかかるガラスセラミック焼結体の用途は多層
配線基板などの配線基板に限定されない。
Applications of the glass ceramic sintered body according to the present invention are not limited to wiring boards such as multilayer wiring boards.

つぎに、この発明にかかるガラスセラミック焼結体を実
施例に基づいて詳しく説明する。
Next, a glass ceramic sintered body according to the present invention will be described in detail based on examples.

第1表の配合割合で、ガラス組成物G−1〜G−18(こ
のうち、G−1〜G−14は実施例のもの、G−15〜G−
18は比較例のものである)の原料を調合し、アルミナ質
ルツボ内に入れて約1400〜1500℃の加熱温度下で溶融し
た。このようにして得られた溶融液を水中に投下して、
透明性のガラス組成物(フリット)を得た。この組成物
を、湿式または乾式で、アルミナ質ボールミル中で充分
粉砕して、平均粒径1〜10μmのガラス粉末とした。
Glass compositions G-1 to G-18 (of which G-1 to G-14 are those of the examples, and G-15 to G- are shown in Table 1).
18 is a comparative example) was mixed, put in an alumina crucible and melted at a heating temperature of about 1400-1500 ° C. The molten liquid thus obtained is dropped into water,
A transparent glass composition (frit) was obtained. This composition was wet or dry pulverized in an alumina ball mill to give a glass powder having an average particle size of 1 to 10 μm.

このようにして得た各ガラス粉末と各フィラーとを、第
2表に示す割合で調合し、さらに、有機バインダとして
ポリブチルメタクリレート樹脂、可塑剤としてフタル酸
ジブチル、溶剤としてトルエン等を加え混練し、減圧下
で脱泡処理した。そのあと、この混練体を用いてドクタ
ブレード法によりフィルムシート上に0.2mm厚の連続シ
ートを作製した。これを乾燥した後、フィルムシートか
らはがし、5mm角となるように打ち抜きしてグリーンシ
ートを作製した。
Each glass powder thus obtained and each filler were mixed in the proportions shown in Table 2, and further, polybutyl methacrylate resin as an organic binder, dibutyl phthalate as a plasticizer, toluene as a solvent, and the like were kneaded. , Defoamed under reduced pressure. Then, a 0.2 mm-thick continuous sheet was produced on the film sheet by the doctor blade method using this kneaded material. After this was dried, it was peeled from the film sheet and punched to form a green sheet having 5 mm square.

つぎに、個々のグリーンシートにスルホールおよび低抵
抗金属材料による配線パターンを印刷形成した。この配
線パターンなどが形成されたグリーンシートを複数枚積
層し、プレス成形により成形体とした。
Next, a wiring pattern made of a through hole and a low resistance metal material was formed by printing on each green sheet. A plurality of green sheets having the wiring pattern and the like formed thereon were laminated and press-molded to obtain a molded body.

この積層グリーンシートを、まず、毎時150℃の速度で5
00℃まで昇温し、2時間45分そのままで保持してグリー
ンシート中の有機物質を除去した。その後毎時200℃/
時間の速度で、第2表に示した所定の焼成温度温度まで
昇温し、この状態を3時間保持したあと、毎時110℃の
速度で400℃まで降温し、以後、自然放冷して焼結体を
得た。
First of all, the laminated green sheet is heated at a rate of 150 ° C. for 5 hours.
The temperature was raised to 00 ° C. and the temperature was maintained for 2 hours and 45 minutes to remove the organic substances in the green sheet. 200 ℃ / hour after that
The temperature was raised to the predetermined firing temperature shown in Table 2 at a rate of time, and this state was maintained for 3 hours, then lowered to 400 ° C at a rate of 110 ° C / hour, and then allowed to cool naturally. I got a union.

このようにして得た実施例1〜20および比較例1〜8の
焼結体について誘電率(比誘電率)および吸水率を測定
し、その結果を第2表に併せて示した。なお、熱膨張
率、熱伝導率も併せて示した。比誘電率の測定は、1MHz
の周波数で行った。吸水率の測定は、JIS C-2141に従っ
て行った。
The permittivity (relative permittivity) and water absorption rate of the thus obtained sintered bodies of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 8 were measured, and the results are also shown in Table 2. The coefficient of thermal expansion and the coefficient of thermal conductivity are also shown. Measurement of relative permittivity is 1MHz
At the frequency of. The water absorption was measured according to JIS C-2141.

第2表にみるように、実施例1〜20の焼結体では、比較
例1〜8の焼結体と比べて、950℃以下の焼結体温度で
あるにもかかわらず極めて緻密な焼結状態が達成されて
いる。比誘電率も、充分に実用性のある小さな値となっ
ている。熱膨張率、熱伝導率も良好である。
As shown in Table 2, in the sintered bodies of Examples 1 to 20, as compared with the sintered bodies of Comparative Examples 1 to 8, the sintered body temperature was 950 ° C. or less and the sintered body was extremely dense. The tied state is achieved. The relative permittivity is also a small value that is sufficiently practical. The coefficient of thermal expansion and thermal conductivity are also good.

なお、比較例1〜8の焼結体は、1100℃以上の温度で焼
成しないと、緻密な焼結体とはならなかった。また、比
較例1〜8の焼結体は緻密な焼結状態ではないので、そ
の比誘電率の値は見掛け上の値(測定値は小さめに出
る)であって、材料そのものの真の値ではない。このた
め、比較例では、比誘電率、熱膨張率、熱伝導率は表示
していない。
The sintered bodies of Comparative Examples 1 to 8 did not become a dense sintered body unless they were fired at a temperature of 1100 ° C. or higher. Further, since the sintered bodies of Comparative Examples 1 to 8 are not in a densely sintered state, their relative permittivity values are apparent values (measured values appear small), and the true values of the materials themselves. is not. Therefore, in the comparative example, the relative permittivity, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity are not shown.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明のガラスセラミック焼結体は、以上にみたよう
に、特別に選ばれた組成を有するガラス組成物の粉末と
フィラー粉末とが混合されてなる粉末の成形体を焼成し
てなるので、緻密で、しかも、比誘電率の小さいものと
なっている。しかも、それが100℃以下の焼結温度で達
成することができる。緻密で低比誘電率であることか
ら、この焼結体は、多層配線基板材料に適するものとな
り、1000℃以下の焼成温度であるため、低抵抗金属材料
を印刷するなどして同時に焼成を行い、配線を形成する
こともできる。
As described above, the glass-ceramic sintered body of the present invention is formed by firing a powder compact formed by mixing the powder of the glass composition having the specially selected composition and the filler powder, Moreover, the relative dielectric constant is small. Moreover, it can be achieved at sintering temperatures below 100 ° C. Since it is dense and has a low relative dielectric constant, this sintered body is suitable for a multilayer wiring board material.Because the firing temperature is 1000 ° C or less, it is possible to perform firing at the same time by printing a low resistance metal material. The wiring can also be formed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/46 T 6921−4E // C03C 3/091 10/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H05K 3/46 T 6921-4E // C03C 3/091 10/08

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガラス組成物粉末とフィラーとの混合物を
焼成して得られるガラスセラミック焼結体であって、前
記ガラス組成物粉末が、 SiO2 48〜63重量%、 Al2O3 10〜25重量%、 B2O3 4〜10重量%、 MgO 10〜25重量%、 からなる母ガラスの前記MgOのうち3〜20重量%がBaO,S
rOおよびCaOからなる群より選ばれた少なくとも1つで
置換されてなる主成分に対し、TiO2,ZrO2,SnO2,P2O5,Zn
O,MoO3,Ta2O5,Nb2O5,As2O3およびLi2Oからなる群より選
ばれた少なくとも1つの核発生剤が3重量%以下の割合
で添加されてなる組成を有し、このガラス組成物粉末と
フィラーとが、 ガラス組成物粉末 70〜95重量%、 フィラー 5〜30重量%、 の割合で混合されていることを特徴とするガラスセラミ
ック焼結体。
1. A glass ceramic sintered body obtained by firing a mixture of a glass composition powder and a filler, wherein the glass composition powder is SiO 2 48 to 63 wt%, Al 2 O 3 10 to 25% by weight, B 2 O 3 4 to 10% by weight, MgO 10 to 25% by weight, and 3 to 20% by weight of the above MgO of the mother glass is BaO, S.
For the main component formed by substituting at least one selected from the group consisting of rO and CaO, TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 , P 2 O 5 , Zn
A composition comprising at least 3% by weight of at least one nucleating agent selected from the group consisting of O, MoO 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , As 2 O 3 and Li 2 O. A glass-ceramic sintered body characterized in that the glass composition powder and the filler are mixed in a proportion of 70 to 95% by weight of the glass composition powder and 5 to 30% by weight of the filler.
【請求項2】フィラーが、α−石英、溶融シリカ、クリ
ストバライト、コーディエライト、ステアタイト、フォ
ルステライト、ウォラストナイト、アノーサイト,セル
ジアンおよびアルミナからなる群より選ばれた少なくと
も1種である特許請求の範囲第1項記載のガラスセラミ
ック焼結体。
2. A patent in which the filler is at least one selected from the group consisting of α-quartz, fused silica, cristobalite, cordierite, steatite, forsterite, wollastonite, anorthite, sergian and alumina. The glass ceramic sintered body according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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RU2712840C1 (en) * 2018-10-03 2020-01-31 Евгений Иванович Челноков Low-temperature glass-ceramic material and method for production thereof

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2800176B2 (en) * 1987-08-18 1998-09-21 旭硝子株式会社 Glass ceramic composition
JPH05837Y2 (en) * 1987-12-25 1993-01-11
JP2872273B2 (en) * 1989-06-26 1999-03-17 三菱電機株式会社 Ceramic substrate material
JP2695587B2 (en) * 1993-01-05 1997-12-24 松下電器産業株式会社 Glass ceramics composition
JP3516367B2 (en) * 1996-01-31 2004-04-05 エヌイーシー ショット コンポーネンツ株式会社 Glass-ceramic composite and flat package type piezoelectric component using the same
JP2002193636A (en) * 2000-12-25 2002-07-10 Nippon Sheet Glass Co Ltd Nonalkali glass and method of manufacturing it, and flat display panel obtained by using it
JP2016128361A (en) * 2013-03-26 2016-07-14 日本碍子株式会社 Glass-ceramic composite material
WO2019191350A1 (en) 2018-03-28 2019-10-03 Corning Incorporated Boron phosphate glass-ceramics with low dielectric loss
CN109020232B (en) * 2018-10-31 2021-08-17 成都光明光电有限责任公司 Glass ceramics

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712840C1 (en) * 2018-10-03 2020-01-31 Евгений Иванович Челноков Low-temperature glass-ceramic material and method for production thereof

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