JPS59207851A - 多層回路内の誘電ガラス及びそれを含む厚膜回路 - Google Patents

多層回路内の誘電ガラス及びそれを含む厚膜回路

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JPS59207851A
JPS59207851A JP59087925A JP8792584A JPS59207851A JP S59207851 A JPS59207851 A JP S59207851A JP 59087925 A JP59087925 A JP 59087925A JP 8792584 A JP8792584 A JP 8792584A JP S59207851 A JPS59207851 A JP S59207851A
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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】 この発明は誘電ガラス及びそれから得られ多層回路の交
さする導体を隔離するガラスセラミックスに関し、また
それを含む厚膜回路に関する。
この種の用途に用いるガラスセラミックスはカナダ特許
第８４．２２９８号明細書に記載される。このガラスセ
ラミックスは次の限界値以内のｆｆｌｆｉｔ％で表した
組成を有する： ８１０２　　２０〜８８ ｐｂ○　　　　　　　２　ｌ　〜　４５Ａｅ２０８１〜
２５ Ｔｊ、Ｏ３２〜２０ Ｂａ０　　　　　　　　　２〜１５ ＺｎＯＯ〜　２５ この組成において、多数の添加物、とくにＰｂＦ２．５
ｒＯ１Ｚｒ○２、Ｔａ２０５、ＷＯ２、ＣｄＯ−、Ｓｎ
Ｏ２及び５ｂ２０８がある最大値まで許される。
上記限界値以内の溶融組成物を急冷することによって、
フリットが得られ、これを粉砕後スクリーン印刷ペース
トの製造に使用することができる。
スクリーン印刷後、ペーストを焼成する。核生成が起こ
り、次いで核のまわりに結晶相が析出する。
得られるガラスセラミックスは低比誘電率を示しこれは
交流電圧で用いる場合互（・に絶縁された回路間に静電
結合が起こることを防止する。さらに、このガラスセラ
ミックスでは、誘電損が低い（高Ｑ値）のでその誘電加
熱が防止され、ピンホールを形成する傾向が小すく、か
つ焼成時ガスの発生が小さい。
ガラスセラミックスの２５〜５０ｉ１１ｉｔ％は結晶相
から構成される。結晶相含量がこれより高い場合ガラス
セラミックスの多孔度の可能性が一層大きくなることが
わかった。
既知の導体ペーストは導体用材料としての金に基づく。
この発明に導いた実験において、既知のガラスセラミッ
クスには微孔が見られることを確かめた。
前記微孔は一般に無害であり、観を含有する導体ペース
ト、例えばＡｇＰｄを用いる場合のみ、前記微孔が電気
負荷下の湿気試験中に銀の移行をひき起こし、その結果
として絶縁抵抗が永久に低下する。
この発明は前記不利益を示さずに銀含有導体ペーストを
用（・る多層回路に使用しうべぎすぐれたガラス及びそ
れから得られるガラスセラミックスを提供する。
これはモル％で表した次の限界値の範囲内の組成： Ｚｎ０　　　　　　　１０　〜２５ ＰｂＯ７，５〜　ｚ　５ ＳｉＯ□　　５０〜６０ Ａｅ２０８７．５〜１２．５ を含んで成ることを特徴とする。このガラスは、許容最
大値以下の相溶性の不純物を含むことができ、既知の方
法でペーストに加工される。ペーストをスクリーン印刷
方法を用いて多層回路にて加工する。
最後に”１４られる多Ｉく回路を８４０〜９００　’Ｃ
の温度で８０〜６０分の全時間に焼成する。この発明の
ガラスは７２０〜８００℃の間の軟化温度（すなわち、
粘度η−１０７・６５ポアズである温度）を有するが、
これは焼成温度より５θ〜１８０℃低い。
これは、焼成温度でガラスがじゅうぶんに流体となり細
孔をしｊじるのでと（に有利である。また、重要な点は
、考えられる熱過程の間のガラスの結晶化挙動が得られ
るガラスセラミックスが１０〜２０重量％の結晶相を含
有するようなものであることである。結晶化の始まる温
度は約７５０〜８００℃の温度範囲内でなげればならな
い。生じる結晶相はＺｎ　２　Ｓ　１０６．、ＰｂＡｇ
Ｓｉ□０．３及びＺｎ（Ａｅ○２）２である。
結晶化が一層高（・温度でのみ始まる場合、導体がガラ
スの層の中にたるんで入り局部的に割れる危険があるが
、これはガラスの粘度が低すぎるためである。ｉｏ〜２
０重量％の結晶相金時は、連続微孔のない生成物を得る
のにじゅうぶんな低さである。他方、この結晶相の量は
、導体路（ｃｏｎｄ−ｕｃｔｏｒ　ｐａｔｂ　）がガラ
スセラミックス物質の層にたるんで入り、その結果局部
的に破壊することを防止すべぎじゅうぶんな剛性を焼成
中有する程度にはじゅうぶん大きい。実際のところ導体
路の物質はすでに約６００℃から焼結してかたくむしろ
脆い集成体を形成する。最後に利点として挙げられるこ
とは、気泡は、この発明の組成物中で生じたり、焼成中
に生じたりする場合、きわめて小さくその成長傾向が防
止されることである。
７５０〜８００℃の間の軟化温度を有する好ましい組成
（モル％表示）の範囲は次のとおりである二ＺｎＯ１５
〜　２０ ＰｂＯ１０〜　１５ ８１０２　　５０〜６０ Ａｅ２０３７．５〜１２．５　。
多くて５重量％の着色剤、例えば、酸化コバルト、酸化
ニッケル、酸化銅、酸化バナジウム、酸化クロム等、こ
れらの混合物又はアルミン酸塩をこの発明の組成物に加
えることができる。着色剤の添加はガラス及び／又はペ
ーストに行いうる。
回路の製造完了後この発明のガラスセラミックス上に存
する導体路は、はんだ付げすることができな（・。その
理由は回路パターンの製造中、すなわち焼成中、ガラス
が導体層に拡散するからである。これは多くの用途にお
いて不利である。
この発明の組成物をさらに検討したものでは、これにガ
ラス及びガラスセラミックスによく溶解しない酸化物又
は酸化物の化合物を、それぞれ、イ＋７７粉形状で、か
つ２０〜４０重景％の量で、これはすべて比重量により
決まる、充填することにより前記不利益を緩和しうる。
前記のよく溶解しない酸化物又は酸化物の化合物の例は
Ｚｒ０ｑ、ジルコニウムアルミナート、ジルコニウムシ
リカート及び酸化アルミニウムである。このように充填
した相溶を誘電隔離／ｅｌとして用いうるが、また非充
填層上の中間層としても用いうる。充填層は通常多孔質
である。その場合銀の移行を防止するためには非充填層
との組合せが避けられない。このような充ｔｒ　ｔ＜上
の導体路はすぐれたはんだ付けを行ないうる。この結果
として、成分を面接回路上に設けることができ、きわめ
て有利である。−このことを達成する他の可能性は酸化
物、例えば酸化亜鉛又は酸化マグネシウムの添加であり
、酸化物はまずガラスに溶解するが、次いで結晶相の量
を増加させる。この場合もまた多孔度を生じるので非ド
ープ（ｕｎｄｏｐｅｄ　）ガラス層との組合せが概して
必要である。
この発明のガラス組成物の利点はＢ○　、ＮａｇＯ１８ に２０か１モル％を超える量で、フッ化物、ハロゲン化
物、硫黄化合物、リン化合物、酸化モリブデン及び酸化
タングステンが０．１モル％を超える量で存在しないこ
とである。アルカリ金属酸化物及びホウ酸は結晶化挙動
に逆に作用する。さらに、前記物質は焼成温度ですべて
多かれ少なかれ揮発性であり、他の回路成分の特性を損
いうる。
１ｑ膜技術を用いる多層回路の製造を例によってｈ９明
する。
厚膜技術に通常用（・る基板、例えば９６％酸化アルミ
ニウムから構成されるもの、の上に導体パターンなＡｇ
　−Ｐｄ　、例えばＰｄ　２８、Ａｇ　６７に基づき、
これにガラス及びＢ１２０．を１０重量％の全量で加え
たペーストを用いてスクリーン印刷により設けた。次い
でその上にこの発明のガラスセラミックスのパターンを
再びスクリーン印刷により設け、かつこのパターンには
導体間の電気接続をするのに用いられる「ｖｉａｓ　Ｊ
と名付げる開口を含んでいた。
下表の６釉の組成物の一つのガラス粉末の製造には、問
題の酸化物の混合物を溶融し、溶融物を急冷し、得られ
たフリットを粉砕して平均粒度２μｍとした。２８重量
％のブチルカルピトールアセタート、１８重量％のジブ
チルフタラード及び６４ｉｉ％のテルピネオールから構
成された混合物中の４．５３ｉ％エチルセルロース溶液
を用いて三本ロール機により前記粉末を所望の粘度特性
が得られるまで処理してスクリーン印刷ペーストにした
。ペーストは４０容量％のガラス粉末を含んでいた。
絶縁層は２段で設け、各々ウェット状態で４０〜５０μ
ｍＬ：１）Ｈ厚さを有し、各段の中間で乾燥し、その上
に、同様にまたスクリーン印刷によりＡｇ−Ｐｄに基ツ
＜第二の導体パターンをこれもウェット状態で測って４
０〜５０μｍの厚さで設けた。
乾燥後、絶縁層と同様な組成の４０〜５０μｍの厚さの
被覆層を設は層間の望ましくない相互作用を防止するよ
うにし、集成体を８４０〜９００℃の間の温度で焼成し
た。元の厚さの約４０％Ｋｉ小された。多層回路の製造
にお（・て、全層をスクリーン印刷し乾燥した後１回の
焼成操作を行う代りに、その製造中に中間段階で１回又
はそれより多くの焼成操作を行うことも可能である。
得られた多層回路を９５〜９８％の湿度の空気中、４５
℃の温度で８０Ｖの直流電圧下に湿気試験Ｋかけた場合
、少なくとも１０００時間の寿命を確かめた。
後の表中６種の組成物を記すが、そのうちＡｌ及び６は
上記限界組成範囲の端にあり、しかもそれらの特性はま
さに許容しうる。組成物２〜５は上記限界範囲内にあっ
て課せられた要求に合致する。表中ｍ−当りのＩ　ＭＨ
ｚにおける静電容量、誘ポ、正接（ｔａｎδ）、ｌＯ’
ＭΩより高（費＋ｊか低い←）かで示す絶縁抵抗、じゅ
うぶん低（・（＋）か高過ぎる（−）かで示す銀の移行
及び軟化温度（ＳＴ）’Ｃを記載した。特性は標準２層
パターンの厚さ８５μｍの焼成層を用いて測った。結晶
層含量は全試料において１０〜２０重量％のＭ］であっ
た。
銀の移行は１０４個の交錯がある標準パターンを用いて
観察した。回路を直流電圧下４時間水中に浸漬した。こ
れを目視で銀の移行がじゅうぶん低（・準位（＋）：こ
の場合釜くとも８個の銀のスポットしか見えない、にあ
るかどうか評価した。これより多い場合、銀の移行は犬
に過ぎると評価した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　モル％で表した次の限界値の範囲内の組成荀Ｚｎ０
    　　　　　１０〜２５ ＰｂＯ７，５〜　２５ Ｓｉ０　　　　　５　０〜６０ ＡＪ２０８７．５〜１２．５ を有することを特徴とする多層回路内の交さする導体を
    隔離する誘電ガラス。 ２　モル％で表した組成が次の限界値内の組成：Ｚｎ０
    　　　　　１５〜２０ ＰｂＯ１０〜　１５ ＳｉＯ□　　５０〜６０ Ａ６２０３７．５〜１２．５ である特許請求の範囲第１項記載の誘電ガラス０ ８、　１種又はそれより多い着色剤を多くとも５重量％
    含む特許請求の範囲第１項又は第２項記載の誘電体。 瓜　よく溶解しない酸化物物質を微粉形状で２０〜４０
    重景％の範囲内の量で含む特許請求の範囲第１〜８項の
    いずれかに記載の誘電体。 ＆　まずガラスに溶解するが次いで最終生成物中の結晶
    相の量を増加させる酸化物物質を含む特許請求の範囲第
    １〜８項のいずれかに記載の誘電体。 ６、　モル％で表した次の限界値の範囲内の組成ζすＺ
    ｎＯ１０〜２５ ＰｂＯ７，５〜２５ ８１０２　　５０〜６０ Ａｌｌ’２０８７．５〜１２．５ を有する誘電ガラスから製造した１０〜２０１重量％の
    範囲内の量の結晶相を含有するガラスセラミックス誘電
    体。 ７、　モル％で表した次の限界値の範囲内の組成、Ｚｎ
    Ｏ１０〜２５ ＰｂＯ７，５〜２５ ＳユＯ２５０〜　６０ Ａｇ２０８７．５〜１２．５ を有する誘電ガラスから製造した１０〜２０重量％の範
    囲内の量の結晶相を含有するガラスセラミックス誘電体
    を備えて交さする導体を隔離するか、又はさらに該セラ
    ミックスからなる表面層を備える多層厚膜回路。
JP59087925A 1983-05-06 1984-05-02 多層回路内の誘電ガラス及びそれを含む厚膜回路 Granted JPS59207851A (ja)

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NL8301604 1983-05-06

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