JPS58151345A - 低誘電率ガラス組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高周波領域で使用する厚膜回路用部品、特に基板材料及
び基板上に設けられる多層配線用絶縁層（クロスオーバ
ー）は、電気容量を小さくし消費電力軽減のため低誘電
率であることが請求される。誘電率（ε）の値としては
、ε−４〜６の材料が要望されている。

本発明は、上記の用途に好適に使用される粉末組成物を
提供するもので、該組成物は低誘電率のガラス粉末と低
誘電率の耐火物フィラー粉末とからなり、厚膜回路の基
板自体の形成に、あるいは基板上の設けられた多層配線
の絶縁層の形成のため、１０００℃以下の焼成によシ、
ガラス部分が軟化・流動し、全体としては低誘電率、低
膨張、かつ耐久性のある焼結体を形成する。特に、耐火
物フィラーを混合することによシ、基板上あるいは多層
配線の絶縁層上に形成される程々の回路の焼成過程にお
けるパターン変形の抑制、回路材料と絶縁層との反応に
伴なう特性変化の低減、更には焼成体の機械的強度向上
の効果が認められる。

本発明の組成物は、低誘電率のガラスの粉末と低誘電率
、耐熱性のフイ→−粉末とからなシ、前記ガラス粉末は
重量チ表示で、 ５ｉＯ２４０−＋７０％ Ａ１２０ｍ　　　　　　　４〜１５ Ｂ！０１　　　　　　１５〜３５ ＢａＯＯ，５〜１５ の組成を有すること、前記フィラー粉末は石英ガラス、
高珪酸ガラス、アルカリ硼珪酸ガラス、コージェライト
、ステアタイト、ベリリア又はアルミナのうち少くとも
１種よシなること及び重量％比でガラス粉末９７〜４０
％、フィラー粉末３〜６０％の割合で混合されているこ
とを１特徴とする。

ガラス組成の限定理由は次の通多。

５ｉｏｔ　ｓ　４０　％より少ないと誘電率が大きくな
υ過ぎ、７０％よシ多いと、ガラス軟 化点が高くなシ過ぎ所望の熱処理 （１０００℃以下）における流動性、固着性が低下する
。望ましくは４５〜６５チである。

Ａｌ２Ｏ５；化学的耐久性向上の目的で導入するが、４
チよシ少ないと、効果が小さく、１５チより多いと溶融
中失透する恐れがあ る。望ましく、は５〜１３チである。

Ｂ２Ｏ３；フラックス成分として用いる。１５チよシ少
ないとガラス軟化温度が高くな り過ぎ、３５％より多いとガラスの化 学的安定性が著しく低下する。望まし くは１８〜３２％である。

ＢａＯ；誘〜、率を上昇させずにフラックス効果を有す
る成分である。０５％より少な いとフラックス効果は期待できない。

１５％より多いと誘電率が大きくなり 過ぎる。望ましくは１〜１３チである。

ＮａｚＯ，Ｋ２Ｏ，ＬｉｚＯ；フラックス成分として用
いる。但し、含量で５％を越えると電気 的特性（抵抗値）が低下する。望まし くは０〜ゆチである。

ｐｂｏ　　；フラックス成分である。但し、１０％を越
えると誘電率が高くなり過ぎ、ま た、還元雰囲気で使用不可となる。望 ましくは８チ以下である。

ＣａＯ９Ｍｇｏ、ＳｒＯ；化学的安定性を向上きせ得る
成分である。但し、含量で１０％を越え ると誘電率が大きくなり過きる。望ま し、ｌ＋８％以下である。

ガラス粉末に混合されるフィラーは、低誘電率で、かつ
耐熱性が被れたものである必袈があり、このようなフィ
ラーを導入することにより焼成品の、低誘電率の保持、
機械的強度の向上ならびに回路形成用の導体材料の特性
の変化の抑制を計ることができる。

フィラーとしては、石英ガラス、高珪酸ガラス（アルカ
リ硼珪酸ガラスを熱処理し分相させ、ワ＼） 東婆で酸処理によシ硼酸分に富む相を溶出させた後、焼
結することによって得られる約９６−の珪酸外を含むガ
ラス。９６チシリカガラスとも呼ばれる。）、アルカリ
硼珪酸ガラス（例えばコーニングコード７７４０のガラ
スであり、Ｂ１Ｏｘ　８１％、Ａｌ２Ｏ３２％、Ｂｔｕ
ｓ　　１３％、ＮａｚＯ４チの組成を有する。）から選
ばれる耐熱性の高いガラス粉末が用いられる。フィラー
としては、アルミナ、コージェライト、ステアタイトあ
るいはべりリアから選ばれる・耐熱性セラミック粉末も
又好適に用いられる。

これらフィラーの全組成物に占める割合は、フィラーの
比重によって異なるが、少くとも３チ必要である。しか
し、６０チを越えると、組成物中の低融点のカラス質が
低下し、それによって焼成品の機械的強度の低下をもた
らす。これら低誘電率のフィラーの混合知は、好ましく
は、５〜５０％である。

本発明の誘電体ガラス組成物の製造に肖って、常法によ
り所定組成に配合したガラスバッチを１４００〜１５０
０℃で１〜２時間加熱し、熔融ガラス化し、熔融ガラス
を水砕またはフレーク状に成形してガラスを得る。得ら
れた粒子状又はフレーク状カラスと低誘電率フィラー粉
末をポットミルに入れ粉砕混合する。粉砕は、スクリー
ン印刷可能な粒度とするため、１６〜２４時間行ない、
３２５メツシユーアンダーにふるい分は後、平均粒径２
μｍ前後のものを製品とする。得られた粉末組成物を厚
膜回路の多層配線用絶縁層に用いる場合には、適当なビ
ヒクル（例えばα−テルピネオール９５チと増粘剤とじ
てエチルセルロース５％とを混合させたもの）を用いて
ペースト化し、スクリーン印刷に供す。

一方、基板自体を表作する場合には、ガラス粉末とフィ
ラー粉末の混合物を適当なビヒクル（例えば、酢酸ビニ
ルあるいはエチレン・酢酸ビニル共重合体）で混練し、
シート状に成形してグリーンシートをつ＜シ、その上に
上部導体を印刷した後、焼成してシートを焼結させる。

表−１は以上の如くして調製された低誘電率ガラス組成
物の組成を示し、（１）の欄はガラスの組成、（２）の
欄は混合されたフィラーの種類と混合比を示す。（８）
の欄は、ガラスのＤＴＡによって測定された軟化点を示
す。（４）の欄には、組成物を９２０℃で２０分間焼成
して得られた焼成品の誘電率（Ｉ　ＫＨｚ、　　Ｉ　Ｍ
ＨＳｓ）、３０〜３５０℃の平均熱膨張係数及びアルミ
ナ基板への固着力の評価結果を示す。固着力の評価に描
っては、アルミナ基板上に組成物のペーストを塗布し、
乾燥後、９２０℃で２０’分間焼成したものを安全カミ
ソリによって引き剥すことができるか否かテストし、剥
離しなかったものを「良とした。

表　　−１ ガラス組成物ム　　　　１２３４５ （１）ガラス粉末の組成（ｗｔ％） ＳｉＯｚ　　　　　　６５　　５０　　４７　　４５　
　５３ＡＩＱａ　　　　　　８　　１０　　１０　　１
３　　　５ＢｚＯ３１８２８３０３０２５ ＢａＯ２１０１０，１０１Ｏ Ｎａ２０　　　　　　１　　　１　　　１．５　　２　
　　２ＫｚＯ２−−−− ＬｉｚＯ−−、−０，５− Ｐｔ）０　　　　　　　　　　　　２　　　　−　　　
　−　　　　−　　　　　−ＺｎＯ−−−４ ＣａＯ−１−−− ＭｇＯ２−−−− ８ｒＯ１−− （２）フィラー 石英ガラス　　　　１０％　−一５０−−９６チシリカ
ガラス　　−２０ｑｂ−−４０％コージェライト　　　
−−１５−−− （１）　：　４２１の重量比　　９０：１０８０：２０
８５：１５５０：５０６０：４０（８１カラスの１化点
（’Ｃ）　　　７６０　　７９０　　８００　　８３０
　８１０（４）焼成品の物性（９２０℃、２０分間）誘
電率 ｌＫＨ２５，５４，３４，８４，５５，ｌｌＫＨ２５，
４４，２４，７４，４５，０固　着　力　　　　　　良
　　　良　　　良　　　良　　　良手続補正書 昭和５７年４月７に日 特許庁長官島田春樹殿 １、事件の表示 ％願昭５７−２８９５２号 ２　発明の名称 低誘電率ガラス組成物 ユ　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号名称
　　（００４）旭硝子株式会社 自発補正 収　補正により増加する発明の数　　　　　な　し７、
補正の対象 明細書発明の詳細な説明の欄 手続袖非書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５７年特許願第２８９５２号 ２・８″″名称　　低誘電率７，８組成物３、補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 １１　　所　　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号ｉ
ｉ′％　　東京都港区虎ノ門−下目２４番１１号昭和ｓ
７年６月１１日（発送日：昭和５７年６月２９日）４　
補正によシ増加する発明の数　　なし１補正の対象 明細書の第１頁・第５頁および第２頁の発明の詳細な説
明の項 ａ補正の内容 （１）明細書の第１頁と第Ｓ真を別紙の通多訂正する。

（２）同第２頁８行目の「特許請求の範囲」を「発明の
詳細な説明」と訂正する。

明　　　　　細　　　　書 を発−の名称 低誘電率ガラス組成物 ２特許請求の範囲 （１）　　低誘電率のガラスの粉末と低誘電率、耐熱性
のフィラー粉末とからなシ、前記ガラス粉末は重量−表
示で、 ８１０鵞　　　　　　　　　　　　　４０〜７０チム１
寓Ｏｓ　　　　　　　　　４〜１５Ｂ＠　Ｏ＠　　　　
　　　　　１５〜５５ＢａＯα５〜１５ の組成管有すること、前記フィラー粉末は石英ガラス、
高珪酸ガラス、アルカリ硼珪酸ガラス、コージェライト
、ステアタイト、ベリリア又はアルミナのうち少くとも
１種よシなること及び重量％比でガラス粉末９７〜４〇
−フィラー粉末３〜４０チの割合で混合されていること
を特徴とする高周波厚膜回路用低誘電率ガラス組成物。

３発明の詳細な説明 高周波領域で使用する厚膜回路用部品、特（基板材料及
び基板上に設けられる多層配線用絶縁層（クロスオーバ
ー）は、電気容量を小さくし消費電力軽減のため低誘電
率であることが要求される。誘電率（−’）の値として
は、ε＝４〜６の材料が要望されている。

本発明は、上記の用途に好適に使用される粉末組成物を
提供するもので、皺組成物は低誘電率のガラス粉末と低
誘電率の耐火物フィラー粉末とからなシ、厚膜回路の基
板自体の形成（、あるいは基板上の設けられた多層配線
の絶縁層の形成のため、１０００１：以下の焼成によシ
、ガラス部分が軟化・流動し、全体としては低誘電率、
低膨張、かつ耐久性のある焼結体を形成する。特に、耐
火物フィラーを混合することにより、基板上あるいは多
層配線の絶縁層上に形成される種々の回路の焼成過８！
におけるパターン変形の抑制、回路材料と絶縁層との反
応に伴なう特性変化の低減、更には焼成体の機械的強度
向上の効果が認められる。

本発明の組成物は、低誘電率のガラスの粉末と低誘電率
、耐熱性のフィラー粉末とからなシ、前記ガラス粉末は
重量−表示で、 ８１０鵞　　　　　　４０〜７０チ ム１冨　０３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　４　　〜　１５ｋ　Ｏｘ　　　　　　　１５〜３５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　低誘電率のガラスの粉末と低誘電率、耐熱性
   のフィラー粉末とからなり、前記ガラス粉末は重量％表
   示で、 ６１０２　　　　　４０〜７０％ Ａ１ｚＯａ　　　　　　　　４〜１５ Ｂ２０ｇ　　　　　　　　１５〜３５ ＢａＯＯ，５〜１５ の組成を有すること、前記フィラー粉末は石英ガラス、
   高珪酸ガラス、アルカリ硼珪酸ガラス、コージェライト
   、ステアタイト、ベリリア又はアルミナのうち少くとも
   １種よりなること及び重４４％比でガラス粉末９７〜４
   ０チフイラー粉末３〜４０チの割合で混合されているこ
   とを特徴とする高周波厚膜回路用低誘電率ガラス組成物
   。