JPH11116272A

JPH11116272A - 高周波用ガラス粉末およびそれを用いた電気絶縁層

Info

Publication number: JPH11116272A
Application number: JP28635797A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Kawakami; 弘倫川上
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】電極材料等の他材料との反応性を小さくし得
る比較的低い温度で焼成されても、空隙率が低く緻密
で、高周波におけるＱの高い電気絶縁層を形成できる、
高周波用ガラス粉末を提供する。【解決手段】〔（粒子投影像における最大粒径相当の
円の面積／粒子投影面積）×１００〕を球形度としたと
き、高周波用ガラス粉末の球形度を、１００〜２００、
より好ましくは１００〜１５０の範囲に選び、粉末粒子
の形態を球形により近づける。これによって、当該ガラ
ス粉末を比較的低い温度で焼結させても、得られた電気
絶縁層４は、内部に気孔が少なく、緻密になり、高周波
におけるＱが高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高周波回路に関
連して電気絶縁材料として用いられる高周波用ガラス粉
末およびそれを焼結させることによって得られる電気絶
縁層に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の高密度化および／または高速
信号化に伴い、これら電子機器に備える高周波回路に関
連して用いられる電気絶縁材料は、低誘電率であること
が求められている。このような高周波の分野における絶
縁材料の用途としては、たとえば、アルミナなどの絶縁
基板の表面上に電気絶縁層を形成するための用途があ
り、この電気絶縁層に接するように所望の電極または伝
送線路が形成される。

【０００３】従来、低誘電率を必要とする電気絶縁層
は、典型的には、ガラス粉末を焼結させてなる焼結体で
構成され、このようなガラス粉末としては、たとえば特
開平８−２７３４３７号公報等に記載されるように、高
珪酸ガラスからなる粉末が主に用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
粉末を焼結させる場合、ガラスが十分な粘度低下を起こ
す焼結雰囲気でこれを行なわなければ、得られた電気絶
縁層内に気泡が取り込まれてしまい、そのため、絶縁破
壊電圧の低下、高周波におけるＱ値の劣化を引き起こす
ことがある。

【０００５】他方、電気絶縁層に気泡が取り込まれない
ようにするため、ガラス粉末を焼結させる際、気泡が十
分に抜ける焼結温度にまで上げると、電極材料等の他の
材料との反応性が大きくなるという問題に遭遇する。そ
こで、この発明の目的は、上述した課題を解決しようと
するもので、低誘電率であって、しかも高緻密で、それ
ゆえ、絶縁破壊電圧が高く、かつ高いＱ値を与えること
が可能であり、また、電気絶縁層等を形成するために焼
結されるときに他材料との反応性が小さい、高周波用ガ
ラス粉末、およびそれを用いた電気絶縁層を提供しよう
とすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、ガラス粉末
粒子の形態に着目してなされたもので、より特定的に
は、ガラス粉末粒子の形態を球形に近づけることによ
り、上述した技術的課題を解決しようとするものであ
る。すなわち、この発明に係る高周波用ガラス粉末は、
〔（粒子投影像における最大粒径相当の円の面積／粒子
投影面積）×１００〕を球形度としたとき、球形度が１
００〜２００であることを特徴としている。

【０００７】この発明は、また、上述した高周波用ガラ
スを用いて構成された電気絶縁層にも向けられる。この
電気絶縁層は、上述したように、球形度が１００〜２０
０である高周波用ガラス粉末の焼結体を含んでいること
を特徴としている。この発明において、高周波用ガラス
粉末は、その球形度が１００〜１５０であることがより
好ましい。

【０００８】また、この発明において、高周波用ガラス
粉末は、好ましくは、珪酸塩ガラスからなる。上述した
珪酸塩ガラスは、より好ましくは、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃
およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とを含み、これらＳｉＯ
₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂
Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）は、添付の図１に示す３元組成図におい
て、点Ａ（６５，３５，０）、点Ｂ（６５，２０，１
５）、点Ｃ（８５，０，１５）および点Ｄ（８５，１
５，０）で囲まれた領域内にあるように選ばれる。

【０００９】さらに好ましくは、上述のＳｉＯ₂とＢ₂
Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ
₂Ｏ）は、添付の図１に示す３元組成図において、点Ｅ
（７５，２４．５，０．５）、点Ｆ（７５，２２，
３）、点Ｇ（８５，１２，３）および点Ｈ（８５，１
４．５，０．５）で囲まれた領域内にあるように選ばれ
る。また、この発明において、高周波用ガラス粉末が珪
酸塩ガラスからなるとき、この珪酸塩ガラスは、ＳｉＯ
₂とＢ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とからなる
主成分１００重量部に対して、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、
Ｌａ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｄ₂Ｏ₃、およびこれらの
化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種を５重量
部以下含んでいてもよい。

【００１０】また、この発明に係る電気絶縁層は、好ま
しくは、厚膜印刷多層回路またはシート多層回路を含む
電子部品における電気絶縁層を形成するために用いられ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明に係る高周波用ガラス粉
末は、前述したように、球形度が１００〜２００である
ことを特徴としている。球形度は、〔（粒子投影像にお
ける最大粒径相当の円の面積／粒子投影面積）×１０
０〕により求められるもので、ガラス粒子が、真球状、
断面楕円状、断面星状、等のいずれの形態にあってもよ
い。この球形度は、１００に近いほど、より球形に近く
なる。

【００１２】なお、このような球形度を有するようにガ
ラス粒子を球形化するための方法としては、ガラス粉末
を高熱下へ噴霧し急冷する方法、ガラス粉末をエッチン
グ処理する方法、ガラス粉末の溶液またはゾルを火炎雰
囲気中に噴霧し急冷する方法等がある。上述した球形度
の好ましい範囲は、後述する実験例１に基づいて求めら
れる。すなわち、実験例１において記載したように、ガ
ラス粉末の球形度を低下させ、ガラス粒子を球形により
近づけると、これに伴って、空隙率が低下する。これ
は、当該ガラス粉末を焼結させて得られた電気絶縁層内
部の気孔が減少していることを示している。したがっ
て、高緻密な電気絶縁層が得られ、高周波でのＱを向上
させることができる。実験例１によれば、球形度１００
〜２００の範囲のものは、球形度４００のものに比べ
て、３ＧＨｚの高周波でのＱを１．５倍以上に向上させ
ることができる。

【００１３】より好ましくは、上述の高周波用ガラス粉
末の球形度は、１００〜１５０の範囲に選ばれる。この
ように球形度を選ぶことにより、実験例１によれば、球
形度４００のものに比べて、３ＧＨｚの高周波でのＱを
２倍以上に向上させることができる。また、この発明に
おいて、高周波用ガラス粉末は、珪酸塩ガラスからなる
ことが好ましい。

【００１４】上述した珪酸塩ガラスは、より好ましく
は、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方
とを含み、これらＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量
組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）は、図１に示す
３元組成図において、点Ａ（６５，３５，０）、点Ｂ
（６５，２０，１５）、点Ｃ（８５，０，１５）および
点Ｄ（８５，１５，０）で囲まれた領域内にあるように
選ばれる。

【００１５】このような珪酸塩ガラスの好ましい組成
は、後述する実験例２および３に基づいて求められる。
このように、珪酸塩ガラスの組成を選ぶことにより、ガ
ラスの軟化点を７００〜１０５０℃の範囲にすることが
でき、そのため、電極材料等、他の材料との反応性が小
さく、たとえば１１００℃以下といった比較的低い焼成
温度にて、焼結体を得ることができるようになり、これ
によって形成した電気絶縁層の絶縁性を優れたものと
し、また、良好な加工性も実現することができる。ま
た、ガラスの比誘電率を７．０未満と低くすることがで
き、高周波回路を有する基板や電子部品への用途に適し
たものとすることができる。

【００１６】さらに好ましくは、図１に示す３元組成図
において、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ ₂Ｏとの重量組成比
（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、点Ｅ（７５，２
４．５，０．５）、点Ｆ（７５，２２，３）、点Ｇ（８
５，１２，３）および点Ｈ（８５，１４．５，０．５）
で囲まれた領域内にあるように選ばれる。このように、
珪酸塩ガラスの組成を選ぶことにより、後述する実験例
２および３からわかるように、ガラスの軟化点を７５０
〜９４０℃の範囲内にもたらすことができるので、電気
絶縁層を形成するため、たとえば１０５０℃以下のより
低い温度で焼成して、焼結させることができる。したが
って、加工性が一層良好となり、電極材料等、他の材料
との反応性をさらに小さくすることができる。

【００１７】また、この発明において、高周波用ガラス
粉末が珪酸塩ガラスからなるとき、この珪酸塩ガラス
は、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方
とからなる主成分１００重量部に対して、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎ
ａ₂Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｄ₂Ｏ₃、およ
びこれらの化合物からなる群から選ばれた少なくとも１
種を５重量部以下添加されてもよい。

【００１８】このような添加剤を５重量部以下で添加し
ても、後述する実験例２および３からわかるように、十
分に７未満の低い比誘電率を得ることができる。また、
この発明に係る電気絶縁層は、好ましくは、厚膜印刷多
層回路またはシート多層回路を含む電子部品における電
気絶縁層を形成するために用いられる。以下に、この発
明に係る高周波用ガラス粉末およびそれを用いた電気絶
縁層を得るために実施したいくつかの実験例について説
明する。

【００１９】

【実験例１】ガラス成分の出発原料として、ＳｉＯ₂、
Ｂ₂Ｏ₃、およびＫ₂ＣＯ₃をそれぞれ準備し、これら
を、ＳｉＯ₂／Ｂ₂Ｏ₃／Ｋ₂Ｏが７９／１９／２（重
量部）のガラス組成となるように混合した後、得られた
混合物を１７００℃の温度下で溶融させて溶融ガラスを
作製した。そして、各溶融ガラスを冷却ロールにて急冷
した後、粉砕して、ガラス粉末を作製した。

【００２０】さらに、以下の表１に示すような種々の球
形度になるように、得られたガラス粉末を、条件を変え
て、高熱下へ噴霧し急冷する処理を行なった。

【００２１】

【表１】

【００２２】次に、表１に示したように種々の球形度を
有する試料１〜５に係る各ガラス粉末に、有機バインダ
および溶剤としてのトルエンを含む有機ビヒクルを添加
混合して、ボールミルにて十分混練し、ガラス粉末を均
一に分散させたスラリーを得た。次いで、各スラリーを
減圧下で脱泡処理した。次いで、各スラリーから、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
ム上に厚み０．２mmのガラスグリーンシートを作製し、
乾燥させた後、フィルムから剥がし、これを打ち抜い
て、所定の大きさのグリーンシートを得た。そして、こ
れらグリーンシートを複数枚積層した後、プレス成形し
て、ガラス成形体を得た。

【００２３】次に、各ガラス成形体を、２００℃／ｈｒ
の速度で昇温し、９００℃の温度で２時間焼成して、ガ
ラス焼結体を得た。これら試料１〜５に係るガラス焼結
体について、比誘電率、Ｑ、および空隙率をそれぞれ評
価した。より具体的には、５０mm×５０mm×０．６３５
mmの試料を用い、接動法にて、３ＧＨｚの条件で、比誘
電率（ε_r）およびＱを評価し、断面観察により、断面
積と空隙面積とを求め、（空隙面積／断面積）×１００
を空隙率〔％〕とした。

【００２４】これら比誘電率、Ｑ、および空隙率が以下
の表２に示されている。

【００２５】

【表２】

【００２６】表１および表２において、試料番号に＊を
付したものは、この発明の範囲外のものである。表２か
ら明らかなように、この発明の範囲内にある試料３〜５
は、低誘電率でありながら、空隙率が低く、緻密であ
り、この発明の範囲外にある試料１および２に比べて、
３ＧＨｚの高周波でのＱを１．５倍以上に向上させるこ
とができる。

【００２７】また、ガラス粉末の球形度が１００〜１５
０の範囲に選ばれた試料４および５によれば、この発明
の範囲外にある試料１および２に比べて、３ＧＨｚの高
周波でのＱを２倍以上に向上させることができる。

【００２８】

【実験例２】ガラス成分の出発原料として、ＳｉＯ₂、
Ｂ₂Ｏ₃、Ｋ₂ＣＯ₃、Ｌｉ₂ＣＯ ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＣＯ₃、ＺｎＯ、Ａｌ₂
Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、およびＮｄ₂Ｏ₃をそ
れぞれ準備し、これらを以下の表３に示すようなガラス
組成となるように混合した。そして、各混合物を１５０
０〜１７５０℃の温度下で溶融させて、表３に示すよう
なガラス組成をそれぞれ有する試料６〜３５に係る溶融
ガラスを作製した。そして、各溶融ガラスを冷却ロール
にて急冷した後、粉砕して、ガラス粉末を作製した。

【００２９】

【表３】

【００３０】表３に示されたガラスの軟化点は、「ＪＩ
ＳＲ３１０４ガラスの軟化点測定方法」に基づき求
めたものである。表３に示した試料６〜３５のうち、Ｓ
ｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とのみ
からなるガラス組成を有する試料の各試料番号６〜２０
が、図１の３元組成図に記入されている。

【００３１】次に、前述のようにして得られた試料６〜
３５に係る各ガラス粉末の一部を、実験例１と同様の方
法により、球状化処理し、球形度が１００〜１５０にな
るようにした。次いで、試料６〜３５の各々について、
球状化処理していないガラス粉末と球状化処理をしたガ
ラス粉末との各々を用いて、実験例１と同様の方法に従
って、ガラス焼結体を作製した。なお、ガラス焼結体を
得るためにガラス成形体を焼成する温度に関しては、以
下の表４に示す焼成温度を採用した。

【００３２】

【表４】

【００３３】表４には、実験例１と同様の方法により評
価された比誘電率（ε_r）、Ｑ、および空隙率〔％〕が
それぞれ示されている。前述したように、この発明に係
る高周波用ガラス粉末が、珪酸塩ガラスからなるとき、
この珪酸塩ガラスは、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏ
の少なくとも一方とを含み、これらＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃
とＫ₂Ｏとの重量組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ ₂Ｏ₃，Ｋ
₂Ｏ）は、図１に示す３元組成図において、点Ａ（６
５，３５，０）、点Ｂ（６５，２０，１５）、点Ｃ（８
５，０，１５）および点Ｄ（８５，１５，０）で囲まれ
た領域内にあるように選ばれるのが好ましい。

【００３４】表３および表４において、試料番号に＊を
付したものは、上述の好ましい範囲から外れている。好
ましい組成範囲から外れた試料６が属する領域Ｘでは、
表３に示すように、ガラスの軟化点が７００℃未満と低
く、電極材料等、他の材料との反応性が大きくなること
が予想される。また、試料９が属する領域Ｙでは、表４
に示すように、ガラス焼結体の比誘電率が７．０以上と
高く、高周波回路を有する基板や電子部品への用途には
向かない。また、試料１６が属する領域Ｚでは、表３に
示すように、ガラスの軟化点が１０５０℃を超えるた
め、表４に示すように、１０５０℃で焼成しても、焼結
が困難であり、適正な焼結体が得られず、そのため、こ
れによって形成した電気絶縁層の絶縁性が損なわれ、ま
た、加工性が悪い。

【００３５】これに対して、好ましい組成範囲にある試
料７、８、１０〜１５、および１７〜２０では、表３に
示すように、ガラスの軟化点が７００〜１０５０℃の範
囲にあり、電極材料等、他の材料との反応性が小さく、
表４に示すように、たとえば９００〜１０５０℃の焼成
温度にて、焼結体が得られ、そのため、これによって形
成した電気絶縁層は優れた絶縁性を示し、また、加工性
も良好である。また、ガラスの比誘電率が７．０未満と
低く、高周波伝送線路を有する基板や電子部品への用途
に適している。

【００３６】より好ましくは、図１に示す３元組成図に
おいて、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組成比
（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、点Ｅ（７５，２
４．５，０．５）、点Ｆ（７５，２２，３）、点Ｇ（８
５，１２，３）および点Ｈ（８５，１４．５，０．５）
で囲まれた領域内にあるように選ばれる。このように、
珪酸塩ガラスの組成を選ぶことにより、試料１１、１
２、および１７〜２０のように、ガラスの軟化点を７５
０〜９４０℃の範囲内にもたらすことができるので、電
気絶縁層を形成するため、９００〜１０００℃の温度で
焼成して、焼結させることができる。したがって、加工
性が一層良好となり、電極材料等、他の材料との反応性
をさらに小さくすることができる。

【００３７】また、表３に示した試料２１〜３５のよう
に、ガラス粉末を構成する珪酸塩ガラスが、ＳｉＯ₂と
Ｂ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とからなる主成
分１００重量部に対して、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｌ
ａ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、およびＮｄ₂Ｏ₃からなる群か
ら選ばれた少なくとも１種を５重量部以下添加されてい
ても、表４に示すように、十分に７未満の低い比誘電率
を得ることができる。

【００３８】表４において、各試料について、球状化処
理していないガラス粉末と球状化処理をしたガラス粉末
とを比較したとき、後者のガラス粉末の焼結体は、前者
のガラス粉末の焼結体に比べて、Ｑおよび空隙率に関し
て大幅な改善が見られる。また、それにも関わらず、比
誘電率（ε_r）に関しては、球状化処理をしたガラス粉
末の焼結体は、球状化処理していないガラス粉末の焼結
体とほぼ同等の値を維持している。

【００３９】特に、前述した好ましいガラス組成を有す
る試料７、８、１０〜１５、および１７〜２０、ならび
に２１〜３５によれば、球状化処理をすることにより、
１０５０℃以下の比較的低い温度で焼成しても、空隙率
が小さく、緻密で、そのため、高周波におけるＱの大き
い、ガラス焼結体からなる電気絶縁層を得ることができ
る。

【００４０】

【実験例３】実験例２と同様、前掲の表３に示す試料６
〜３５に係るガラス粉末を準備するとともに、これら試
料６〜３５に係る各ガラス粉末の一部を球状化処理し、
球形度が１００〜１５０になるようにした。次いで、試
料６〜３５の各々について、球状化処理していないガラ
ス粉末と球状化処理をしたガラス粉末との各々を用い
て、図２に示すような厚膜多層回路装置１を以下のよう
な方法で作製した。

【００４１】すなわち、球状化処理していないガラス粉
末と球状化処理をしたガラス粉末とのそれぞれについ
て、各ガラス粉末１００重量部に対して、アクリル樹脂
をα−テルピネオールに溶解してなる有機ビヒクルを４
０重量部加え、これらを混練し、ガラスペーストを作製
した。他方、図２に示すように、Ａｌ₂Ｏ₃からなる基
板２を用意し、その上に金属ペーストをスクリーン印刷
し、９００℃で焼成し、コンデンサの一方の電極となる
直径８mmの円板状の下層導体３を形成した。なお、この
下層導体３となるべき上述の金属ペーストとして、試料
１３、１４および１５については、Ｐｔペーストを用
い、その他の試料については、Ａｇペーストを用いた。

【００４２】次に、先に作製した各ガラスペーストを、
下層導体３上にスクリーン印刷し、後の表５で示す焼成
温度にて焼成して、下層導体３上に直径６mmの円板状の
ガラス焼結体からなる電気絶縁層４を形成した。次に、
各電気絶縁層４の上に、熱硬化性のＡｇペーストをスク
リーン印刷し、１５０℃にてこれを硬化させ、コンデン
サの他方の電極となる直径４mmの上層導体５を形成し
た。

【００４３】このようにして得られた評価用の厚膜多層
回路装置１を用いて、電気絶縁層４を構成する試料６〜
３５に係るガラス焼結体の比誘電率、Ｑ、および空隙率
をそれぞれ評価した。より具体的には、ＬＣＲメーター
にて、１ＭＨｚの条件で、比誘電率（ε_r）およびＱを
評価し、また、空隙率については、実験例１と同様の方
法で評価した。

【００４４】これら比誘電率、Ｑ、および空隙率が以下
の表５に示されている。

【００４５】

【表５】

【００４６】表５において、＊を付した試料６、９およ
び１６は、前述の実験例２の説明において述べたよう
に、用いられたガラス粉末を構成する珪酸塩ガラスのＳ
ｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組成比（ＳｉＯ₂，
Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、図１に示す３元組成図におい
て、点Ａ（６５，３５，０）、点Ｂ（６５，２０，１
５）、点Ｃ（８５，０，１５）および点Ｄ（８５，１
５，０）で囲まれた領域から外れているものである。

【００４７】このように好ましい組成範囲から外れた試
料６は、表３に示すように、ガラスの軟化点が７００℃
未満と低いため、表５に示すように、この焼結体によっ
て構成された電気絶縁層４とＡｇからなる下層導体３と
の反応が比較的激しく生じていた。また、試料９は、表
５に示すように、電気絶縁層４の比誘電率が７．０以上
と高く、高周波回路を有する基板や電子部品への用途に
は向かない。また、試料１６は、表３に示すように、ガ
ラスの軟化点が１０５０℃を超えるため、表５に示すよ
うに、１０５０〜１１００℃で焼成しても、焼結が困難
であり、適正な電気絶縁層４の形成が不可能であった。

【００４８】これに対して、好ましい組成範囲にある試
料７、８、１０〜１５、および１７〜２０では、表３に
示すように、ガラスの軟化点が７００〜１０５０℃の範
囲にあり、下層導体３との反応性が小さく、表５に示す
ように、１１００℃以下の焼成温度にて、焼結体が得ら
れ、そのため、これによって形成した電気絶縁層４は優
れた絶縁性を示し、また、加工性も良好である。また、
ガラスの比誘電率が７．０未満と低い。

【００４９】また、電気絶縁層４を形成するためのガラ
ス粉末を構成する珪酸塩ガラスが、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃
およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とからなる主成分１００
重量部に対して、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｌａ
₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、およびＮｄ₂Ｏ₃からなる群から
選ばれた少なくとも１種を５重量部以下添加されてい
る、試料２１〜３５によっても、表５に示すように、十
分に７未満の低い比誘電率を得ることができる。

【００５０】表５において、各試料について、球状化処
理していないガラス粉末と球状化処理をしたガラス粉末
とを比較したとき、球状化処理をしたガラス粉末の焼結
体からなる電気絶縁層４は、球状化処理していないガラ
ス粉末の焼結体からなる電気絶縁層４に比べて、それぞ
れ５０℃だけ高い焼成温度で焼結されたことにも関連す
ると考えられるが、Ｑおよび空隙率に関して大幅な改善
が見られる。また、それにも関わらず、比誘電率
（ε_r）に関しては、球状化処理をした電気絶縁層４
は、球状化処理していない電気絶縁層４とほぼ同等の値
を維持している。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、高周
波用ガラス粉末の球形度を１００〜２００に設定して、
ガラス粉末粒子の形態を球形により近づけることが行な
われているので、当該高周波用ガラス粉末を焼結させて
得られた電気絶縁層の空隙率を低下させることができ
る。したがって、高緻密な電気絶縁層が得られ、高周波
でのＱを向上させることができる。

【００５２】この発明において、高周波用ガラス粉末の
球形度を１００〜１５０の範囲とすることによって、ガ
ラス粉末粒子の形態を球形にさらに近づけると、電気絶
縁層の空隙率をさらに低下させることができ、一層、高
緻密な電気絶縁層が得られ、高周波でのＱをさらに向上
させることができる。この発明において、高周波用ガラ
ス粉末が珪酸塩ガラスからなり、この珪酸塩ガラスが、
ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とを
含み、これらＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組成
比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、図１に示す３元
組成図において、点Ａ（６５，３５，０）、点Ｂ（６
５，２０，１５）、点Ｃ（８５，０，１５）および点Ｄ
（８５，１５，０）で囲まれた領域内にあるように選ば
れると、ガラスの軟化点を７００〜１０５０℃の範囲に
することができ、そのため、電極材料等、他の材料との
反応性が小さく、たとえば１１００℃以下の比較的低い
焼成温度にて、焼結体を得ることができるようになり、
これによって形成した電気絶縁層の絶縁性を優れたもの
とし、また、良好な加工性も実現することができる。ま
た、ガラスの比誘電率を７．０未満と低くすることがで
き、高周波伝送線路を有する基板や電子部品への用途に
適したものとすることができる。

【００５３】また、この発明において、図１に示す３元
組成図において、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ ₃とＫ₂Ｏとの重量
組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、点Ｅ（７
５，２４．５，０．５）、点Ｆ（７５，２２，３）、点
Ｇ（８５，１２，３）および点Ｈ（８５，１４．５，
０．５）で囲まれた領域内にあるように選ばれると、ガ
ラスの軟化点を７５０〜９４０℃の範囲内にもたらすこ
とができるので、電気絶縁層を形成するため、たとえば
１０５０℃以下のより低い温度で焼成して、焼結させる
ことができる。したがって、加工性が一層良好となり、
電極材料等、他の材料との反応性をさらに小さくするこ
とができる。

【００５４】また、この発明において、高周波用ガラス
粉末が珪酸塩ガラスからなるとき、この珪酸塩ガラス
が、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方
とからなる主成分１００重量部に対して、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎ
ａ₂Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｄ₂Ｏ₃、およ
びこれらの化合物からなる群から選ばれた少なくとも１
種を５重量部以下添加したものであっても、十分に７未
満の低い比誘電率を得ることができる。

【００５５】また、この発明に係る電気絶縁層は、厚膜
印刷多層回路またはシート多層回路を含む電子部品にお
ける電気絶縁層を形成するために有利に適用されること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による高周波用ガラス粉
末を構成する珪酸塩ガラスの好ましい重量組成範囲を示
す３元組成図である。

【図２】実験例３において評価用として作製された厚膜
多層回路装置１を図解的に示す断面図である。

【符号の説明】

１厚膜回路装置２基板３下層導体４電気絶縁層５上層導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】〔（粒子投影像における最大粒径相当の
円の面積／粒子投影面積）×１００〕を球形度としたと
き、球形度が１００〜２００である、高周波用ガラス粉
末。
【請求項２】球形度が１００〜１５０である、請求項
１に記載の高周波用ガラス粉末。
【請求項３】珪酸塩ガラスからなる、請求項１または
２に記載の高周波用ガラス粉末。
【請求項４】前記珪酸塩ガラスは、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ
₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とを含み、これらＳｉ
Ｏ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ
₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、添付の図１に示す３元組成図にお
いて、点Ａ（６５，３５，０）、点Ｂ（６５，２０，１
５）、点Ｃ（８５，０，１５）および点Ｄ（８５，１
５，０）で囲まれた領域内にある、請求項３に記載の高
周波用ガラス粉末。
【請求項５】前記ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重
量組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、添付の図
１に示す３元組成図において、点Ｅ（７５，２４．５，
０．５）、点Ｆ（７５，２２，３）、点Ｇ（８５，１
２，３）および点Ｈ（８５，１４．５，０．５）で囲ま
れた領域内にある、請求項４に記載の高周波用ガラス粉
末。
【請求項６】前記珪酸塩ガラスは、前記ＳｉＯ₂とＢ
₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とからなる主成分
１００重量部に対して、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、ＭｇＯ、
ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｌａ₂
Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｄ₂Ｏ₃、およびこれらの化合物
からなる群から選ばれた少なくとも１種を５重量部以下
含む、請求項４または５に記載の高周波用ガラス粉末。
【請求項７】〔（粒子投影像における最大粒径相当の
円の面積／粒子投影面積）×１００〕を球形度としたと
き、球形度が１００〜２００である高周波用ガラス粉末
の焼結体を含む、電気絶縁層。
【請求項８】球形度が１００〜１５０である高周波用
ガラス粉末の焼結体を含む、請求項７に記載の電気絶縁
層。
【請求項９】前記高周波用ガラス粉末が珪酸塩ガラス
からなる、請求項７または８に記載の電気絶縁層。
【請求項１０】前記珪酸塩ガラスは、ＳｉＯ₂とＢ₂
Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とを含み、これらＳ
ｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組成比（ＳｉＯ₂，
Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、添付の図１に示す３元組成図に
おいて、点Ａ（６５，３５，０）、点Ｂ（６５，２０，
１５）、点Ｃ（８５，０，１５）および点Ｄ（８５，１
５，０）で囲まれた領域内にある、請求項９に記載の電
気絶縁層。
【請求項１１】前記ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの
重量組成比（ＳｉＯ ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、添付の
図１に示す３元組成図において、点Ｅ（７５，２４．
５，０．５）、点Ｆ（７５，２２，３）、点Ｇ（８５，
１２，３）および点Ｈ（８５，１４．５，０．５）で囲
まれた領域内にある、請求項１０に記載の電気絶縁層。
【請求項１２】前記珪酸塩ガラスは、前記ＳｉＯ₂と
Ｂ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とからなる主成
分１００重量部に対して、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｌ
ａ₂Ｏ₃、Ｔａ ₂Ｏ₅、Ｎｄ₂Ｏ₃、およびこれらの化
合物からなる群から選ばれた少なくとも１種を５重量部
以下含む、請求項１０または１１に記載の電気絶縁層。
【請求項１３】当該電気絶縁層は、厚膜印刷多層回路
またはシート多層回路を含む電子部品における電気絶縁
層を形成するために用いられる、請求項７ないし１２の
いずれかに記載の電気絶縁層。