JPH0797236A - ガラスセラミックス組成物 - Google Patents
ガラスセラミックス組成物Info
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- JPH0797236A JPH0797236A JP26556893A JP26556893A JPH0797236A JP H0797236 A JPH0797236 A JP H0797236A JP 26556893 A JP26556893 A JP 26556893A JP 26556893 A JP26556893 A JP 26556893A JP H0797236 A JPH0797236 A JP H0797236A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
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Abstract
に、中性雰囲気で焼成しても緻密な焼結体が得られ、し
かも高周波回路に十分対応できる低い誘電正接を有する
セラミックス多層基板を作製することが可能なガラスセ
ラミックス組成物を得る。 【構成】 重量百分率でガラス粉末 40〜70%、セ
ラミックス粉末 60〜30%からなり、該ガラス粉末
がSiO2 40〜50%、Al2 O3 15〜25%、B
2 O3 20〜30%、アルカリ土類金属酸化物 5〜1
0%、ZrO2 1〜5%、アルカリ金属酸化物 0〜1
%からなることを特徴とする。
Description
作製に用いられるガラスセラミックス組成物に関するも
のであり、特に高周波帯域を利用する通信機器等の回路
基板に好適なセラミックス多層基板の作製に用いられる
ガラスセラミックス組成物に関するものである。
高密度実装されるセラミックス多層基板の絶縁材料とし
て、アルミナセラミックスや、ガラス粉末とセラミック
ス粉末とからなるガラスセラミックス組成物が知られて
いる。中でもガラスセラミックス組成物は、1000℃
以下の温度で焼結することができるため、導体抵抗の低
いAu、Ag、Cu等の低融点の金属材料を内層導体と
して使用することが可能になり、注目されている。
においては、利用される周波数帯域が1GHz以上の高
周波となりつつあるが、このような高周波帯域を利用す
る通信機器の回路基板としてガラスセラミックス組成物
を用いて作製した多層基板を使用することが検討されて
いる。
帯域での伝送損失の少ないCuを内層導体として用いる
ことが望ましいとされているが、Cuは高温で酸化し易
いために基板との同時焼成はN2 等の中性雰囲気で行わ
れる。しかしながら中性雰囲気で多層基板を焼成した場
合、従来のガラスセラミックス組成物では緻密な焼結体
が得られず、基板の強度が著しく劣るという問題を有し
ている。即ち、多層基板は通常グリーンシート成形法に
よって作製されるためにバインダー成分を含んでいる
が、中性雰囲気中ではバインダー成分の分解温度が高く
なり、バインダー成分が分解して飛散する前にガラスセ
ラミックス組成物が焼結してしまい、緻密な焼結体が得
られなくなるためである。
性として、高周波帯域での誘電正接(tanδ)が小さ
いことが挙げられる。つまり高周波回路では、高速の微
弱な信号を扱うために送信線の伝送損失を低く抑える必
要があり、そのためには基板の誘電正接が小さくなけれ
ばならない。しかしながら従来より知られているガラス
セラミックス組成物では、このような誘電正接の小さい
多層基板を得ることができないのが現状である。
度で焼結するとともに、中性雰囲気で焼成しても緻密な
焼結体が得られ、しかも高周波回路に十分対応できる低
い誘電正接を有するセラミックス多層基板を作製するこ
とが可能なガラスセラミックス組成物を提供することに
ある。
を行った結果、中性雰囲気での焼成でバインダー成分を
完全に除去するためには、ガラスセラミックス組成物の
焼結開始温度が800℃以上であればよいことを見いだ
し、本発明を提案するに至った。
は、重量百分率でガラス粉末 40〜70%、セラミッ
クス粉末 60〜30%からなり、該ガラス粉末がSi
O240〜50%、Al2 O3 15〜25%、B2 O3
20〜30%、アルカリ土類金属酸化物 5〜10%、
ZrO2 1〜5%、アルカリ金属酸化物 0〜1%から
なることを特徴とする。
の含有量を上記した範囲に限定することにより、焼結開
始温度が800℃以上で、しかも高周波帯域における誘
電正接が小さいセラミックス多層基板を作製することが
できる。
0〜70%のガラス粉末と30〜60%のセラミックス
粉末とからなる。ガラス粉末の含有量が40%未満、即
ち、セラミックス粉末が60%を超えると、焼結体が緻
密化しないために基板強度が著しく低下する。またガラ
ス粉末の含有量が70%を超えると、即ちセラミックス
粉末が30%未満であると、焼結後にガラス成分が基板
表面から浮き出るために表面に印刷した導体との接着強
度が低下する。
のように限定した理由を述べる。
ーであり、その含有量は40〜50%である。SiO2
が40%より少ないと軟化点が低くなりすぎて焼結開始
温度が低くなり、バインダー成分が飛散する前に焼結が
始まるため、緻密な焼結体が得られなくなる。また焼結
体を再加熱すると変形し易くなり好ましくない。一方5
0%より多いと軟化点が高くなりすぎ、1000℃以下
の温度で焼結し難くなる。
開始温度を高めるとともに、高温多湿の条件下で使用し
ても基板の変質が起こらないように耐水性を向上させる
成分であり、その含有量は15〜25%である。Al2
O3 が15%より少ないと焼結開始温度が低くなるとと
もに焼結体の耐水性が悪くなる。一方25%より多いと
軟化点が高くなりすぎて1000℃以下の温度で焼結し
難くなる。
り、その含有量は20〜30%である。B2 O3 が20
%より少ないとガラス化し難くなるとともに、1000
℃以下の温度では緻密な焼結体が得られなくなる。一方
30%より多くなると耐水性が低下する。
を向上させる成分であり、MgO、CaO、SrO及び
BaOの群から選ばれるの1種以上を5〜10%含有す
る。アルカリ土類金属酸化物が5%より少ないと溶解性
が悪くなって失透し易くなり、10%より多いと熱膨張
係数が大きくなりすぎる。
り、1〜5%含有する。ZrO2 が1%より少ないとそ
の効果が少なく、5%より多いと溶解性が悪くなる。
上させる成分であり、Li2 O、Na2 O及びK2 Oの
群から選ばれる1種以上を1%まで含有してもよいが、
これより多くなると高周波帯域での誘電正接が大きくな
るため好ましくない。
としては、例えばアルミナ、ムライト、ジルコン、ジル
コニア、コージエライトの群から選ばれる1種以上であ
ることが好ましい。
を用いたセラミックス多層基板の作製方法の一例を述べ
る。
ックス粉末を所定の混合割合で秤取し、バインダー、可
塑剤及び溶剤等と混合してスラリーを調製する。バイン
ダーとしては、例えばポリビニルブチラール樹脂やメタ
アクリル酸樹脂等を用いることができ、可塑剤としては
フタル酸ジブチル等を使用することができる。また溶剤
としては、例えばトルエン、メチルエチルケトン等を用
いることができる。
ステルフィルム上にドクターブレード法により塗布し、
厚み0.2mm程度のグリーンシートを製造する。これ
を乾燥し、所定の大きさに切断した後、各グリーンシー
トに機械的加工によりスルーホールを形成し、導体とな
るCuペーストをスルーホール及びグリーンシート表面
に印刷し形成する。さらにこれらのグリーンシートを複
数枚積層し、熱圧着により一体化する。
気中で毎分3℃の速度で昇温し、800℃の温度で2時
間保持することによって、グリーンシート中のバインダ
ー、可塑剤等の有機物質を除去する。その後毎分10℃
の速度で950〜1000℃まで昇温し、1時間保持し
て焼結させ、多層基板を得る。
を、実施例に基づいて説明する。
6)及び比較例(試料No.7〜9)を示している。
原料を調合し、これを白金ルツボ中に入れ、1550℃
で2時間保持して溶融した。次にこの溶融ガラスを急冷
して薄板状に成形した後、アルミナボールで粉砕し分級
することによって平均粒径が約2μmのガラス粉末を得
た。
に示す各種セラミックス粉末と所定の割合で混合して試
料を作製し、焼結開始温度、焼結終了温度、脱バインダ
ー性、誘電正接について評価した。結果を表1に示す。
である試料No.1〜6は、焼結開始温度が820〜8
50℃、焼結終了温度が940〜970℃であり、脱バ
インダー性が良好であった。また1GHzにおける誘電
正接も20×10-4以下の低い値を示していた。
は、誘電正接が20×10-4であり、実施例と同等の値
を示したものの、SiO2 の含有量が本発明の範囲より
も少ないガラス粉末を使用しているために、脱バインダ
ー性が不完全であった。試料No.8は、アルカリ金属
酸化物を多量に含むガラス粉末を使用しており、誘電正
接の値が130×10-4と著しく大きくなっていた。ま
た試料No.9は、B2O3 の含有量が本発明の範囲よ
りも少ないガラス粉末を使用しているために、焼結終了
温度が1100℃であり、1000℃以下では緻密な焼
結体が得られなかった。
料を直径5mm、長さ20mmの円柱状試験体にプレス
成形した後、熱機械分析装置により、焼結開始温度及び
焼結終了温度を測定した。脱バインダー性は次のように
して評価した。まず、試料100gに対し、ポリビニル
ブチラール12g、フタル酸ジブチル3g及びトルエン
60mlを混合調製してスラリーを得、ドクターブレー
ド法によりシート成型した。次いで得られたシートをN
2 中、1000℃で10分間焼成した後、得られた焼結
体の色を観察し、白色のものを○、カーボンの残留によ
りグレーとなったものを×とした。誘電正接の測定は、
7×7×70mmの角柱状試験体を作製し、N2 中、1
000℃で10分間焼成した後、空洞共振器法により1
GHzにおける値を測定した。
クス組成物は、1000℃以下の温度で焼結するととも
に、中性雰囲気で焼成しても完全にバインダーを除去で
きるために緻密な焼結体を得ることができる。しかも高
周波帯域における誘電正接が低いために、高周波帯域を
利用する通信機器等の回路基板に好適なセラミックス多
層基板を作製することが可能である。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量百分率でガラス粉末 40〜70
%、セラミックス粉末60〜30%からなり、該ガラス
粉末がSiO2 40〜50%、Al2 O3 15〜25
%、B2 O3 20〜30%、アルカリ土類金属酸化物
5〜10%、ZrO2 1〜5%、アルカリ金属酸化物
0〜1%からなることを特徴とするガラスセラミックス
組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26556893A JP3494184B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | ガラスセラミックス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26556893A JP3494184B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | ガラスセラミックス組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0797236A true JPH0797236A (ja) | 1995-04-11 |
JP3494184B2 JP3494184B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=17418926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26556893A Expired - Lifetime JP3494184B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | ガラスセラミックス組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3494184B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100478049B1 (ko) * | 2002-06-14 | 2005-03-23 | 삼화콘덴서공업주식회사 | 고유전율계 자기 조성물 |
JP2010064908A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Mitsubishi Electric Corp | グリーンシート用セラミック粉末および多層セラミック基板並びに多層セラミック基板の製造方法 |
CN117069382A (zh) * | 2023-08-21 | 2023-11-17 | 贵州晶垚无机材料有限公司 | 一种微晶玻璃粉及其制备方法和基于其的电解预焙阳极防氧化保护浆料 |
-
1993
- 1993-09-28 JP JP26556893A patent/JP3494184B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100478049B1 (ko) * | 2002-06-14 | 2005-03-23 | 삼화콘덴서공업주식회사 | 고유전율계 자기 조성물 |
JP2010064908A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Mitsubishi Electric Corp | グリーンシート用セラミック粉末および多層セラミック基板並びに多層セラミック基板の製造方法 |
CN117069382A (zh) * | 2023-08-21 | 2023-11-17 | 贵州晶垚无机材料有限公司 | 一种微晶玻璃粉及其制备方法和基于其的电解预焙阳极防氧化保护浆料 |
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---|---|
JP3494184B2 (ja) | 2004-02-03 |
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