JPH10245263A - 低温焼結磁器組成物 - Google Patents
低温焼結磁器組成物Info
- Publication number
- JPH10245263A JPH10245263A JP9049197A JP4919797A JPH10245263A JP H10245263 A JPH10245263 A JP H10245263A JP 9049197 A JP9049197 A JP 9049197A JP 4919797 A JP4919797 A JP 4919797A JP H10245263 A JPH10245263 A JP H10245263A
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- JP
- Japan
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- low
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- glass
- temperature
- porcelain composition
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】比較的低温で焼結が可能であり、熱膨張係数及
び誘電率が小さく、かつ機械的強度の高い多層セラミッ
ク基板用の低温焼結磁器組成物を提供する。 【解決手段】ムライトが６０〜８５重量％と、ガラス成
分が１５〜４０重量％とからなる。前記ガラス成分は、
ＳｉＯ2が２０〜６０重量％、Ｂ2Ｏ3が３０〜５０量
％、ＭｇＯが５〜３０重量％、Ａｌ2Ｏ3 が０〜１５重
量％、Ｒ2Ｏが１〜５重量％（但し、Ｒはアルカリ金
属）が好ましい。
び誘電率が小さく、かつ機械的強度の高い多層セラミッ
ク基板用の低温焼結磁器組成物を提供する。 【解決手段】ムライトが６０〜８５重量％と、ガラス成
分が１５〜４０重量％とからなる。前記ガラス成分は、
ＳｉＯ2が２０〜６０重量％、Ｂ2Ｏ3が３０〜５０量
％、ＭｇＯが５〜３０重量％、Ａｌ2Ｏ3 が０〜１５重
量％、Ｒ2Ｏが１〜５重量％（但し、Ｒはアルカリ金
属）が好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は低温焼結磁器組成
物、特に多層セラミック基板用に適した低温焼結磁器組
成物に関する。
物、特に多層セラミック基板用に適した低温焼結磁器組
成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電子機器の小型化に伴い、電子
機器を構成する各種電子部品を実装するのにセラミック
基板が汎用されている。最近では、このセラミック基板
への電子部品の実装密度をさらに高めるため、セラミッ
クグリーンシートの表面に導電材料のペーストで回路パ
ターンを形成したものを複数枚積層し、これを焼成して
一体化した多層セラミック基板が開発されている。そし
て、従来、このような多層セラミック基板の材料として
はアルミナが用いられてきた。
機器を構成する各種電子部品を実装するのにセラミック
基板が汎用されている。最近では、このセラミック基板
への電子部品の実装密度をさらに高めるため、セラミッ
クグリーンシートの表面に導電材料のペーストで回路パ
ターンを形成したものを複数枚積層し、これを焼成して
一体化した多層セラミック基板が開発されている。そし
て、従来、このような多層セラミック基板の材料として
はアルミナが用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多層セ
ラミック基板の材料としてアルミナを用いた場合には、
以下のような問題点を有していた。
ラミック基板の材料としてアルミナを用いた場合には、
以下のような問題点を有していた。
【０００４】アルミナの焼結温度が１５００〜１６０
０℃と高温であるため、焼成に多量のエネルギーが必要
となりコスト高となる。
０℃と高温であるため、焼成に多量のエネルギーが必要
となりコスト高となる。
【０００５】多層基板内部に形成される内部回路の導
電材料は、高温の焼成温度に耐えうるＷやＭｏなどの高
融点金属に限定されているが、比抵抗が高いため、回路
パターンそのものの抵抗値が高くなる。
電材料は、高温の焼成温度に耐えうるＷやＭｏなどの高
融点金属に限定されているが、比抵抗が高いため、回路
パターンそのものの抵抗値が高くなる。
【０００６】アルミナの熱膨張係数がアルミナ基板の
上に搭載される半導体を構成するシリコンチップよりも
大きいため、シリコンチップに熱ストレスが加わりそれ
によりクラックを発生させる原因となる。
上に搭載される半導体を構成するシリコンチップよりも
大きいため、シリコンチップに熱ストレスが加わりそれ
によりクラックを発生させる原因となる。
【０００７】アルミナそのものの誘電率が約１０と高
いため、回路内部を伝搬する信号の遅延時間が大きくな
る。
いため、回路内部を伝搬する信号の遅延時間が大きくな
る。
【０００８】そこで、本発明の目的は、比較的低温で焼
結が可能であり、熱膨張係数及び誘電率が小さく、かつ
機械的強度の高い多層セラミック基板用の低温焼結磁器
組成物を提供することにある。
結が可能であり、熱膨張係数及び誘電率が小さく、かつ
機械的強度の高い多層セラミック基板用の低温焼結磁器
組成物を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の低温焼結磁器組成物は、ムライトが６０〜
８５重量％と、ガラス成分が１５〜４０重量％とからな
ることを特徴とする。
め、本発明の低温焼結磁器組成物は、ムライトが６０〜
８５重量％と、ガラス成分が１５〜４０重量％とからな
ることを特徴とする。
【００１０】又、前記ガラス成分は、ＳｉＯ2が２０〜
６０重量％、Ｂ2Ｏ3が３０〜５０量％、ＭｇＯが５〜３
０重量％、Ａｌ2Ｏ3 が０〜１５重量％、Ｒ2Ｏが１〜５
重量％（但し、Ｒはアルカリ金属）で構成されているこ
とを特徴とする。
６０重量％、Ｂ2Ｏ3が３０〜５０量％、ＭｇＯが５〜３
０重量％、Ａｌ2Ｏ3 が０〜１５重量％、Ｒ2Ｏが１〜５
重量％（但し、Ｒはアルカリ金属）で構成されているこ
とを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の低温焼結磁器組成
物の実施の形態を、実施例に基づき説明する。
物の実施の形態を、実施例に基づき説明する。
【００１２】（実施例）まず始めに、ガラスを作製する
ため、ガラスの原料粉末として、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｍ
ｇＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3及びＬｉ2ＣＯ3を準備した。
ため、ガラスの原料粉末として、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｍ
ｇＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3及びＬｉ2ＣＯ3を準備した。
【００１３】その後、表１に示す各ガラス組成になるよ
うに、各原料粉末を秤量した。なお、表１中、ガラス組
成（ｗｔ％）は、低温焼結磁器組成物全体からムライト
成分を除いた残部のガラスを１００重量％としたときの
各割合である。
うに、各原料粉末を秤量した。なお、表１中、ガラス組
成（ｗｔ％）は、低温焼結磁器組成物全体からムライト
成分を除いた残部のガラスを１００重量％としたときの
各割合である。
【００１４】そして、これらを１４５０〜１５５０℃で
１〜４時間加熱溶融し、急冷してガラス化した。得られ
た各ガラス片をジルコニアボールミルで微粉砕し、平均
粒径０．５〜３μｍのガラス粉末を得た。
１〜４時間加熱溶融し、急冷してガラス化した。得られ
た各ガラス片をジルコニアボールミルで微粉砕し、平均
粒径０．５〜３μｍのガラス粉末を得た。
【００１５】一方、ムライト粉末として、粉砕して平均
粒径１〜３μｍの微粉末としたものを準備した。
粒径１〜３μｍの微粉末としたものを準備した。
【００１６】
【表１】
【００１７】次に、先に得られた各ガラス粉末に対し、
前記ムライト粉末を、表１に示すように全体量の５５〜
９０重量％となるように配合し、ジルコニアボールミル
等で３〜４時間湿式混合するなどしてガラス粉末とセラ
ミックス粉末との均質な混合粉末を得た。その後、これ
ら混合粉末に有機バインダー及び溶媒のトルエンを添加
混合して、ボールミルで十分混練して均一に分散させた
後、減圧下で脱泡処理してスラリーを調節した。なお、
バインダー、溶媒、可塑剤などの有機ビヒクル類は、通
常用いられるもので十分であり、その成分については特
別の限定を要しない。
前記ムライト粉末を、表１に示すように全体量の５５〜
９０重量％となるように配合し、ジルコニアボールミル
等で３〜４時間湿式混合するなどしてガラス粉末とセラ
ミックス粉末との均質な混合粉末を得た。その後、これ
ら混合粉末に有機バインダー及び溶媒のトルエンを添加
混合して、ボールミルで十分混練して均一に分散させた
後、減圧下で脱泡処理してスラリーを調節した。なお、
バインダー、溶媒、可塑剤などの有機ビヒクル類は、通
常用いられるもので十分であり、その成分については特
別の限定を要しない。
【００１８】そしてこのスラリーから、ドクターブレー
ドを用いたキャスティング法により、フィルム上に０．
２ｍｍ厚のセラミックグリーンシートを作製した。その
後、このセラミックグリーンシートを乾燥した後、フィ
ルムから剥がし、これを打ち抜いて所定の大きさのセラ
ミックグリーンシートとした。
ドを用いたキャスティング法により、フィルム上に０．
２ｍｍ厚のセラミックグリーンシートを作製した。その
後、このセラミックグリーンシートを乾燥した後、フィ
ルムから剥がし、これを打ち抜いて所定の大きさのセラ
ミックグリーンシートとした。
【００１９】その後、このセラミックグリーンシートを
複数枚積層し、プレス成形してセラミック成形体とした
後、これらのセラミック成形体を２００℃／時間の速度
で昇温し、９８０℃で２時間焼成し、セラミック焼結体
を得た。
複数枚積層し、プレス成形してセラミック成形体とした
後、これらのセラミック成形体を２００℃／時間の速度
で昇温し、９８０℃で２時間焼成し、セラミック焼結体
を得た。
【００２０】次に、これらのセラミック焼結体につい
て、熱膨張係数、誘電率、誘電損失を測定した。その結
果を焼結状態とともに表２に示す。なお、表１及び表２
中、試料番号に＊印を付したものは本発明の範囲外のも
のである。
て、熱膨張係数、誘電率、誘電損失を測定した。その結
果を焼結状態とともに表２に示す。なお、表１及び表２
中、試料番号に＊印を付したものは本発明の範囲外のも
のである。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２から明らかなように、本発明のムライ
トが６０〜８５重量％とガラス成分が１５〜４０重量％
とからなる低温焼結無機組成物は、例えば試料番号2、
試料番号3及び試料番号6に示すように、９８０℃という
比較的低い温度で焼成しても、焼結性が良く、かつアル
ミナと比較して誘電率が５．８〜６．１と小さく、又熱
膨張係数も４．８〜５．３ｐｐｍ／℃と小さく、誘電損
失の小さいセラミック基板を得ることができる。これに
対して、試料番号１に示すようにムライトが６０重量％
未満では、焼成温度が低くなり過ぎて焼成時に溶解する
ことがあり、又、ガラス成分が多くなるため強度が弱く
なる。又、試料番号４に示すように、ムライトが８５重
量％を超えると１０００℃以下では十分に焼結しない。
トが６０〜８５重量％とガラス成分が１５〜４０重量％
とからなる低温焼結無機組成物は、例えば試料番号2、
試料番号3及び試料番号6に示すように、９８０℃という
比較的低い温度で焼成しても、焼結性が良く、かつアル
ミナと比較して誘電率が５．８〜６．１と小さく、又熱
膨張係数も４．８〜５．３ｐｐｍ／℃と小さく、誘電損
失の小さいセラミック基板を得ることができる。これに
対して、試料番号１に示すようにムライトが６０重量％
未満では、焼成温度が低くなり過ぎて焼成時に溶解する
ことがあり、又、ガラス成分が多くなるため強度が弱く
なる。又、試料番号４に示すように、ムライトが８５重
量％を超えると１０００℃以下では十分に焼結しない。
【００２３】又、ガラス成分としては、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ
3、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3及びＲ2Ｏ （但し、Ｒはアルカリ
金属）からなり、これら成分の割合が以下の量であるこ
とが好ましい。
3、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3及びＲ2Ｏ （但し、Ｒはアルカリ
金属）からなり、これら成分の割合が以下の量であるこ
とが好ましい。
【００２４】即ち、試料番号５及び試料番号８に示すよ
うに、ＳｉＯ2が２０重量％未満では、ガラスの粘度が
下がりすぎてセラミック粒子間で発泡する。一方、試料
番号７に示すように、ＳｉＯ2が６０重量％を超えると
ガラスの粘度が上がり、焼結性が低下する。したがっ
て、ＳｉＯ2量は２０〜６０重量％が好ましい。
うに、ＳｉＯ2が２０重量％未満では、ガラスの粘度が
下がりすぎてセラミック粒子間で発泡する。一方、試料
番号７に示すように、ＳｉＯ2が６０重量％を超えると
ガラスの粘度が上がり、焼結性が低下する。したがっ
て、ＳｉＯ2量は２０〜６０重量％が好ましい。
【００２５】又、試料番号７に示すように、Ｂ2Ｏ3が３
０重量％未満ではガラスの粘度が上昇して、焼結性が低
下する。一方、試料番号８に示すように、Ｂ2Ｏ3が５０
重量％を超えるとガラスの化学的安定性が低下し、発泡
する。したがって、Ｂ2Ｏ3は３０〜５０重量％が好まし
い。
０重量％未満ではガラスの粘度が上昇して、焼結性が低
下する。一方、試料番号８に示すように、Ｂ2Ｏ3が５０
重量％を超えるとガラスの化学的安定性が低下し、発泡
する。したがって、Ｂ2Ｏ3は３０〜５０重量％が好まし
い。
【００２６】又、試料番号９に示すように、ＭｇＯが５
重量％未満では、ガラスの粘度が上がりすぎて焼結せ
ず、一方、試料番号１０に示すように、ＭｇＯが３０重
量％を超えるとムライトと反応し発泡する。したがっ
て、ＭｇＯは５〜３０重量％が好ましい。
重量％未満では、ガラスの粘度が上がりすぎて焼結せ
ず、一方、試料番号１０に示すように、ＭｇＯが３０重
量％を超えるとムライトと反応し発泡する。したがっ
て、ＭｇＯは５〜３０重量％が好ましい。
【００２７】又、Ａｌ２Ｏ３はガラスの化学的安定性を
向上させるために添加するものであるが、試料番号１２
に示すように、１５重量％を超えるとガラスの粘度が上
がりすぎ焼結しない。したがって、Ａｌ2Ｏ3は０〜１５
重量％が好ましい。
向上させるために添加するものであるが、試料番号１２
に示すように、１５重量％を超えるとガラスの粘度が上
がりすぎ焼結しない。したがって、Ａｌ2Ｏ3は０〜１５
重量％が好ましい。
【００２８】さらに、Ｒ2Ｏ（但し、Ｒはアルカリ金
属）は、試料番号１３に示すようにＬｉ2Ｏが1重量％未
満では焼結せず、一方、試料番号１４に示すように、５
重量％を超えると発泡する。したがって、Ｒ2Ｏは１〜
５重量％が好ましい。
属）は、試料番号１３に示すようにＬｉ2Ｏが1重量％未
満では焼結せず、一方、試料番号１４に示すように、５
重量％を超えると発泡する。したがって、Ｒ2Ｏは１〜
５重量％が好ましい。
【００２９】なお、上記実施例ではガラスの原料粉末と
して、酸化物又は炭酸塩を用いたが、これ以外に水酸化
物などを適宜用いることができる。
して、酸化物又は炭酸塩を用いたが、これ以外に水酸化
物などを適宜用いることができる。
【００３０】又、又上記実施例では、アルカリ金属がＬ
ｉの場合について説明したが、Ｌｉ以外のアルカリ金
属、すなわち、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＦｒのいずれ
を用いても同様の効果が得られる。
ｉの場合について説明したが、Ｌｉ以外のアルカリ金
属、すなわち、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＦｒのいずれ
を用いても同様の効果が得られる。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、１０００℃以下の焼成温度で緻密であって、熱
膨張係数及び誘電率が小さく、かつ機械的強度の高い低
温焼結磁器組成物を得ることができる。
よれば、１０００℃以下の焼成温度で緻密であって、熱
膨張係数及び誘電率が小さく、かつ機械的強度の高い低
温焼結磁器組成物を得ることができる。
【００３２】したがって、この低温焼結磁器組成物を用
いて多層回路基板を作製することにより、アルミナ基板
を用いた場合よりも優れた性能を有するものが得られ
る。
いて多層回路基板を作製することにより、アルミナ基板
を用いた場合よりも優れた性能を有するものが得られ
る。
【００３３】即ち、膨張係数が小さく、基板とシリコン
チップの熱膨張係数の違いから生ずるクラック等が抑制
されるため、湿度などによる劣化が抑えられた信頼性の
高い多層回路基板を得ることができる。又、誘電率が低
いため、信号伝播速度の速い多層回路基板を得ることが
できる。さらに、１０００℃以下で焼結するため、導電
材料としてＣｕ、Ａｇ／Ｐｄなどの低融点であって抵抗
値の低い材料を用いることができ、回路の導電抵抗を低
減させた多層回路基板を得ることができる。
チップの熱膨張係数の違いから生ずるクラック等が抑制
されるため、湿度などによる劣化が抑えられた信頼性の
高い多層回路基板を得ることができる。又、誘電率が低
いため、信号伝播速度の速い多層回路基板を得ることが
できる。さらに、１０００℃以下で焼結するため、導電
材料としてＣｕ、Ａｇ／Ｐｄなどの低融点であって抵抗
値の低い材料を用いることができ、回路の導電抵抗を低
減させた多層回路基板を得ることができる。
【００３４】
Claims (2)
- 【請求項１】 ムライトが６０〜８５重量％と、ガラス
成分が１５〜４０重量％とからなることを特徴とする、
低温焼結磁器組成物。 - 【請求項２】 前記ガラス成分は、 ＳｉＯ2 ２０〜６０重量％ Ｂ2Ｏ3 ３０〜５０重量％ ＭｇＯ ５〜３０重量％ Ａｌ2Ｏ3 ０〜１５重量％ Ｒ2Ｏ １〜 ５重量％ （但し、Ｒはアルカ
リ金属）で構成されていることを特徴とする、請求項１
記載の低温焼結磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9049197A JPH10245263A (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 低温焼結磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9049197A JPH10245263A (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 低温焼結磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10245263A true JPH10245263A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=12824288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9049197A Pending JPH10245263A (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 低温焼結磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10245263A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6592945B2 (en) | 2000-03-03 | 2003-07-15 | Dow Corning Asia, Ltd. | Nanoparticle dispersed structure and laminate thereof |
| US6835682B2 (en) | 2002-06-04 | 2004-12-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High thermal expansion glass and tape composition |
-
1997
- 1997-03-04 JP JP9049197A patent/JPH10245263A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6592945B2 (en) | 2000-03-03 | 2003-07-15 | Dow Corning Asia, Ltd. | Nanoparticle dispersed structure and laminate thereof |
| US6835682B2 (en) | 2002-06-04 | 2004-12-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High thermal expansion glass and tape composition |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |