JPH1149531A - 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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- C03C10/0036—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
- C03C10/0045—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3 and MgO as main constituents
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Abstract
も、Agがガラスセラミックス中に拡散せず、しかも高
周波回路に十分対応できる低い誘電損失を有する低温焼
成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。 【解決手段】 重量百分率で結晶性ガラス粉末 70〜
100%、フィラー粉末0〜30%からなり、該結晶性
ガラス粉末がSiO2 40〜65%、CaO20〜3
5%、MgO 11〜30%、Al2 O3 0.5〜1
0%、CuO0.01〜1%、SrO 0〜10%、Z
nO 0〜10%、TiO2 0〜10%の組成を有
し、主結晶としてディオプサイドを析出することを特徴
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Ag系導体と同時焼成するのに好適なガ
ラスセラミックス組成物に関するものである。
実装されるセラミックス多層基板の絶縁材料としてガラ
スセラミックスが知られている。ガラスセラミックス
は、1000℃以下の温度で焼結させることができるた
め、導体抵抗の低いCu、Ag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である。
れる周波数帯域が0.1GHz以上の高周波となりつつ
あり、このような高周波帯域を利用する通信機器の回路
基板の絶縁材料として使用できるガラスセラミックス組
成物の開発が進められている。
て使用するCuやAgには、それぞれ一長一短がある。
つまりCuを導体として使用する場合、Cuは酸化され
易いため窒素雰囲気中で焼成しなければならず、プロセ
スコストが高くなる。一方、Agを使用する場合は、空
気雰囲気で焼成できるが、Agがガラスセラミックス内
に拡散し、配線間隔が狭いとショートしてしまうという
欠点がある。なお、ガラス組成中にアルカリ成分を含有
させるとAgの拡散をかなり抑制できるが、高周波帯域
での損失が高くなってしまうという問題がある。
同時焼成した場合でも、Agがガラスセラミックス中に
拡散せず、しかも高周波回路に十分対応できる低い誘電
損失を有する低温焼成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である。
行った結果、Agに電子を与えるCuOをガラス組成中
に導入することによってAgの拡散が防止できること、
及びディオプサイド(MgO・CaO・2SiO2 )結
晶をガラス中に析出させることにより高周波での誘電損
失の増加を抑制できることを見い出し、本発明として提
案するものである。
は、重量百分率で結晶性ガラス粉末70〜100%、フ
ィラー粉末 0〜30%からなり、該結晶性ガラス粉末
がSiO2 40〜65%、CaO 20〜35%、M
gO 11〜30%、Al 2 O3 0.5〜10%、C
uO 0.01〜1%、SrO 0〜10%、ZnO
0〜10%、TiO2 0〜10%の組成を有し、主結
晶としてディオプサイドを析出することを特徴とする。
のように限定した理由を述べる。
ーであるとともに、ディオプサイド結晶の構成成分とな
り、その含有量は40〜65%、好ましくは45〜65
%である。SiO2 が40%より少ないとガラス化せ
ず、65%より多いと1000℃以下で焼成することが
できないため、内層導体としてAgやCuを用いること
ができない。
なり、その含有量は20〜35%、好ましくは25〜3
0%である。CaOが20%より少ないとディオプサイ
ド結晶が析出し難くなって誘電損失が高くなり、35%
より多いとガラス化しなくなる。
なり、その含有量は11〜30%、好ましくは12〜2
5%である。MgOが11%より少ないと結晶が析出し
難くなり、30%より多いとガラス化しなくなる。
り、その含有量は0.5〜10%、好ましくは1〜5%
である。Al2 O3 が0.5%より少ないと結晶性が強
くなりすぎてガラス成形が困難になり、10%より多く
なるとディオプサイド結晶が析出しなくなる。
ックス中への拡散を抑える成分であり、0.01〜1.
0%含有する。0.01%より少ないとその効果がな
く、1.0%よりも多いと誘電損失が大きくなりすぎ
る。
易にするために添加する成分であり、その含有量は各成
分とも0〜10%、好ましくは0〜5%である。これら
成分が各々10%より多くなると結晶性が弱くなり、デ
ィオプサイドの析出量が少なくなって誘電損失が大きく
なる。
を損なわない範囲で他成分を添加してもよい。
ックス組成物は、焼成すると0.1GHz以上の高周波
領域において誘電率が6〜8、誘電損失が10×10-4
以下の焼成体となる。
記組成を有する結晶性ガラス粉末のみで構成されてもよ
いが、曲げ強度、靱性等の特性を改善する目的でフィラ
ー粉末と混合してもよい。この場合、フィラー粉末の混
合量は30重量%以下である。フィラー粉末の割合をこ
のように限定した理由は、フィラー粉末が30%より多
いと緻密化しなくなるためである。
zでの誘電損失が10×10-4以下であるセラミック粉
末、例えばアルミナ、ムライト、クリストバライト、フ
ォルステライト等を使用することが好ましい。なお0.
1〜10GHzでの誘電損失が10×10-4を越えるセ
ラミック粉末を使用するとガラスセラミックスの誘電損
失が高くなり易く好ましくない。
用いた多層基板の製造方法を述べる。
ス粉末とフィラー粉末の混合粉末に、所定量の結合剤、
可塑剤及び溶剤を添加してスラリーを調製する。結合剤
としては例えばポリビニルブチラール樹脂、メタアクリ
ル酸樹脂等、可塑剤としては例えばフタル酸ジブチル
等、溶剤としては例えばトルエン、メチルエチルケトン
等を使用することができる。
ド法によってグリーンシートに成形する。その後、この
グリーンシートを乾燥させ、所定寸法に切断してから、
機械的加工を施してスルーホールを形成し、導体や電極
となる低抵抗金属材料をスルーホール及びグリーンシー
ト表面に印刷する。続いてグリーンシートの複数枚を積
層し、熱圧着によって一体化する。
とによってガラス中からディオプサイド(MgO・Ca
O・2SiO2 )結晶が析出し、ガラスセラミックスか
らなる絶縁層を有する多層基板を得ることができる。
を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
種々の電子部品材料として使用することが可能である。
ることによりガラス中からディオプサイド結晶が析出す
る。この結晶は低誘電損失であるため、得られるガラス
セラミックス焼成体も0.1GHz以上の高周波領域で
誘電損失が低いという特性を示す。またガラス組成中に
CuOを含有するため、内層導体にAgを使用して同時
焼成してもAgがイオン化しないため、ガラスセラミッ
クス中にAgが拡散しない。
実施例に基づいて説明する。
4)及び比較例(試料No.5,6)を示すものであ
る。
を調合した後、白金坩堝に入れて1400〜1500℃
で3〜6時間溶融してから、水冷ローラーによって薄板
状に成形した。次いでこの成形体を粗砕した後、水を加
えてボールミルにより湿式粉砕し、平均粒径が1.5〜
3μmの結晶性ガラス粉末とした。さらに試料No.2
〜6については、表に示したセラミック粉末(平均粒径
2μm)を添加し、混合して試料とした。
焼成温度、析出結晶、誘電率、誘電損失及びAg拡散距
離を測定した。結果を表に示す。
は、850〜950℃の低温で焼成可能であり、焼成後
にディオプサイド結晶を析出していることが確認され
た。また2GHzの周波数で誘電率が7.0〜8.2、
誘電損失が3〜6×10-4であり、しかもAg拡散距離
は5μm以下であった。一方、比較例である試料No.
5は、析出結晶としてディオプサイド以外の結晶(アノ
ーサイト)が析出したために、誘電損失が30×10-4
と高かった。また、試料No.6は誘電損失が7×10
-4と実施例の各試料とほぼ同等であったものの、Ag拡
散距離が30μmと大きかった。
焼成した後、X線回折によって求めた。誘電率と誘電損
失は、焼成した試料を用い、空洞共振器(測定周波数2
GHz)を使用して25℃の温度での値を求めた。銀拡
散距離は、各試料をグリーンシート成形し、Ag導体を
印刷し、次いで空気雰囲気中850〜950℃で10〜
20分間同時焼成した後、焼成体の組成を分析し、Ag
が焼成体表面からどれ程の深さまで拡散したかを評価し
たものである。
ラミックス組成物は、高周波帯域において誘電損失が小
さい。また900℃以下の温度で焼成できるため、内層
導体としてAgやCuが使用できる。特にAgを使用し
た場合、Agがガラスセラミックス中に拡散しないた
め、高密度配線を施しても、信頼性の高い配線基板や回
路部品を作製することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量百分率で結晶性ガラス粉末70〜1
00%、フィラー粉末 0〜30%からなり、該結晶性
ガラス粉末がSiO2 40〜65%、CaO 20〜
35%、MgO 11〜30%、Al2 O3 0.5〜
10%、CuO 0.01〜1%、SrO 0〜10
%、ZnO 0〜10%、TiO2 0〜10%の組成
を有し、主結晶としてディオプサイドを析出することを
特徴とするガラスセラミックス組成物。 - 【請求項2】 フィラー粉末が、0.1〜10GHzで
の誘電損失が10×10-4以下のセラミック粉末である
ことを特徴とする請求項1のガラスセラミックス組成
物。 - 【請求項3】 フィラー粉末が、アルミナ、ムライト、
クリストバライト、フォルステライトから選ばれる1種
類以上であることを特徴とする請求項1又は2のガラス
セラミックス組成物。
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---|---|---|---|
JP21818497A JP3678260B2 (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | ガラスセラミックス組成物 |
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JP21818497A JP3678260B2 (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | ガラスセラミックス組成物 |
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---|---|---|---|---|
JP2002128564A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-05-09 | Kyocera Corp | ガラスセラミックスおよびその製造方法並びにそれを用いた配線基板 |
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US7088568B2 (en) | 2004-03-31 | 2006-08-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for manufacture of multilayer ceramic substrate and multilayer ceramic substrate |
US7229939B2 (en) | 2004-03-30 | 2007-06-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Multilayer ceramic substrate and method for manufacture thereof |
JP2008120648A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 半導体封止用ガラス、半導体電子部品及び半導体封止用ガラスセラミックス |
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US11011441B2 (en) * | 2016-12-08 | 2021-05-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer ceramic substrate and electronic device |
WO2022230475A1 (ja) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスセラミック誘電体材料、焼結体及び高周波用回路部材 |
-
1997
- 1997-07-28 JP JP21818497A patent/JP3678260B2/ja not_active Expired - Fee Related
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