JPS593419B2 - スクリ−ンなっせん用ペ−スト - Google Patents

スクリ−ンなっせん用ペ−スト

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JPS593419B2
JPS593419B2 JP52156646A JP15664677A JPS593419B2 JP S593419 B2 JPS593419 B2 JP S593419B2 JP 52156646 A JP52156646 A JP 52156646A JP 15664677 A JP15664677 A JP 15664677A JP S593419 B2 JPS593419 B2 JP S593419B2
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glass
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    • H01B3/08—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances quartz; glass; glass wool; slag wool; vitreous enamels
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/004—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of particles or flakes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03C2214/04—Particles; Flakes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

【発明の詳細な説明】 １０本発明は誘電性組成物を含む絶縁性スクリーンなつ
せん用ペーストに関するものである。
本発明は特に異なる電気特性を有する層から成る多層構
造体、例えば導電層上に絶縁層を設けたものまたは２個
の導電層間に絶縁層を設けた所謂１５サンドイッチ構造
体の製造を可能にする。
最近開発された製造法によると、厚い層、即ち厚さが１
μより大である層がスクリーンなつせん用ペーストによ
シ得られ、多くの研究によシ上記スクリーンなつせん用
ペーストの新しい組成物が得られ２０ている。英国特許
出願第７６／１１４１２（米国特許出願第６６３４８５
号に対応する）には鋼含有導電性スクリーンなつせん用
ペーストが披瀝され、このペーストは窒素雰囲気中で加
熱して銅の酸化を２５防止しなければならない。
本発明者は銅含有導電性スクリーンなつせん層上または
層間に被着し、窒素雰囲気中で加熱し得るが、他の形の
導電層上にも被着し得る絶縁性スクリーンなつせん用ペ
ーストを得んとする問題に直面した。他方多層構造３０
体の既知製造方法においては、普通層を堆積し、次いで
これを加熱し、次いで次の層を堆積し、以下同様に行う
。この場合層を加熱する際前に堆積した層が移動しない
ことが必要である。特に導電性ペーストを絶縁層上に被
着する場合絶縁層を加３５熱温度で望ましくない流動を
おこすことなく加熱することができることが必要である
。他方絶縁層は次の層をスクリーンなつせんによりこの
上に被着するよう十分にコンパクトである必要がある。
この問題は絶縁層を、有機キヤリヤ一中に分散する自然
に失透するガラスの形態で被着し、これをガラスカミ融
解する所定温度Ｔで加熱し、次いで晶出させることによ
り解決された。融解温度ＦがＴより高いガラスセラミツ
クが得られる。失透するガラスは例えば米国特許第３５
８６５２２号明細書により知られており、この特許には
シリコアルミン酸鉛およびバリウムが記載されてお９、
その自然失透は３〜１５％の二酸化チタンを添加するこ
とにより触媒作用させることができる。然しかかる組成
物を上記銅含有ペーストに適する絶縁性ペーストに使用
する場合は、次の欠点がおこる。上記組成物は窒素雰囲
気中で加熱することができない。
この理由は組成物が還元性イオン（鉛、チタン）を含み
、かかるイオンが一方においては還元により絶縁層中に
おける銅の拡散を刺激し、このようにして上記絶縁層の
電気特性に好ましくない影響を与え、他方においては例
えば原子価の異なるイオン、例えばＴｉ３＋とＴｉ４＋
イオンが同時に存在することにより受入れられない誘電
損失を含むためである。誘電率εは比較的に高い（εは
１０〜２０）が層はε″が６に近いのが望ましぃ。
また英国特許第１１６１０６８号明細書から高粘度を有
する長形ガラスを、加熱中その流動を制限するセラミツ
ク粉末と混合することが知られている。
この明細書には、耐火セラミツク粉末、例えばＺｒＯ２
，ＴｉＯ２またはＳｉＯ２と混合する長形の珪酸鉛ガラ
スまたは高珪素含量の珪ホウ酸ガラスを含む誘電性化合
物が記載されている。かかる組成物を加熱する際組成物
の流動はセラミツク粉末の存在する結果として機械的作
用により制限される。この誘電率は低い（εは８に近い
）然しかかる絹成物は上記既知の銅含有ペーストに匹敵
する絶縁性ペーストを製造するのに用いることはできな
い。これ等の組成物は次の欠点を有する。組成物は還元
性イオン（チタン、鉛）を含有しかかるイオンが窒素中
における加熱によリー方では上記絶縁層中における銅の
拡散に貢献し、他方では還元によりその誘電率を増す。
誘電率εは一層良好であるが、絶縁層はあとで加熱する
間軟化する。
使用するガラスのガラス状態は極めて安定であるので、
添加セラミツク相の影響下で失透し得ない。最後に上記
知識を組合せることにより、熱処理中誘電層の一層良好
な機械的安定性と高すぎないεとの間の妥協が急に高ま
つたことに注意すべきである。
この目的のため英国特許第１３４９６７１号明細書には
、４０〜６０重、量％のセラミツク粉末と、少量のＴｉ
Ｏ２の添加により僅かに失透されるようにつくられたホ
ウ珪酸バリウム鉛ガラス６０〜４０重量％を含む誘電性
化合物が記載されている。このガラスの好ましい組成物
は３７０１）のＳｌＯ２ｌＯ％のＢ２Ｏ３ｌ３％のＡｌ
２Ｏ３ｌ５％のＰｂＯ２３％のＢａＯおよび２（：ｆｌ
）のＴｉＯ２を含有する。セラミツク粉末の例としては
ＺｒＯ２Ａｌ２Ｏ３およびＴｉＯ２並びに二三の珪酸塩
が挙げられ、好ましい物質はジルコニウム（ＺｒＳｉＯ
４）である。本発明の目的は上記銅含有ペーストに匹敵
する絶縁性スクリーンなつせん用ペーストにより上記欠
点を軽減せんとするにある。
ホウ珪酸塩ガラスとアルミニウム酸化物の混合物から成
る本発明に用いる誘電性組成物は７０〜４０容量％の間
の分量で存在するホウ珪酸塩ガラスは次の範囲ＳｉＯ２
ｌＯ〜４０ ｔｎ０２０〜４０ Ｂ２０３１５〜３５ Ａ１２０３０〜５ Ｃａ０５〜２５ Ｓｒ００〜１５ のモル％で表わす組成を有することおよびアルミニウム
酸化物が３０〜６０容量％の分量で存在することを特徴
とする。
かかるガラスは、窒素雰囲気中における加熱の結果とし
て還元される酸化物、例えば鉛またはチタンの酸化物を
含有しない。
好適例において、ガラスはモル％で表わしてＳｌＯ２４
Ｏ，ＺｎＯ２Ｏ，Ｂ２Ｏ３ｌ５，Ａｌ２Ｏ３５，ＣａＯ
５およびＳｒＯｌ５より成る。
事実このガラスは、高い歪点を有し、これは約５９０℃
であるので、有利な高水準にある。
本発明の変形例においては、誘電性組成物は１モル％の
より少量の着色性酸化木を含む。０．５モル％の分量の
コバルト酸化物を着色性酸化物として選定するのが好ま
しい。
コバルト酸化物を、加熱前または加熱後銅ペーストまた
は基板上の誘電体を可視的に容易に見い出し得る様に染
料として添加する。
本発明は有機キヤリヤ一中における分散物として上記誘
電性組成物を含むスクリーンなつせん用ペーストを提供
する。
本発明のかかるペーストを加熱することによリ得られる
スクリーンなつせん層および複数個の絶縁層と導電層か
ら成り少くとも１個の上記絶縁層が上記組成物から出発
して製造される電気回路素子を提供する。次に本発明を
図面につき説明する。
第１図は本発明による多層回路の平面図で、１は基板で
、例えばアルミニウム酸化物基板で、この上に第１導電
層２を、英国特許出願第７６／１１４１２号（米国特許
出願第６６３４８５号に対応する）における銅含有スク
リーンなつせん用ペーストにより被着し、本発明におけ
る組成を有する第２絶縁層３および層２の組成と同じと
することができる第３導電性層４を被着する。
第２図は第１図の１−１線に沿つた断面図である。
第１図と第２図における同じ番号は同じものを示す。本
発明の一例においては、酸化アルミニウム基板は側部が
２ＣＴｎの正方形で、厚さが１ｍＴｎである。導電層２
および４は厚さが１５μｍで、絶縁層３は２０１ｔｍの
厚さを有する。本発明における絶縁層は、スクリーンな
つせんに適する流動特ｌを有する有機結合剤、アルミニ
ウム酸化物の粉末とアルミニウム酸化物の化学作用によ
り失透させることができる少くとも１種の短形ガラスを
主成物とするスクリーンなつせん用ペーストを供給する
ことにより得られる。
絶縁性ペーストを加熱する間アルミニウム酸化物は、最
初にガラス質の相中にアルミニウム酸化物の溶解する結
果として失透をおこす。
結晶相または結晶相の混合物が堆積し、これが軟化温度
を増すことにより誘電層の構造を強化する。ガラス質相
中に溶解するアルミニウム酸化物の分量は次の加熱処理
中に一層大となｖこの結果軟化温度が一層上昇する。短
形のガラスは、少くとも１種がアルミニウム酸化物によ
リ失透させ得る場合には短形ガラスの混合物とすること
ができる。
ガラス並びに失透中堆積される結晶相はスクリーンなつ
せんする基体（通常アルミニウム酸化物）の膨脹係数に
相当する膨脹係数を有することが必要であることは勿論
である。
試１験したガラスの例をまとめて第１表に示す。
第１表には組成球外に歪点（Ｓｔｒ，Ｐ）（℃）、膨脹
計軟化点（ＳＯｆ，ｐ）（℃）２０〜３２０℃の膨脹係
数および密度（Ｋ９／Ｍ３）を示す。例示する第１表の
各種ガラスは夫々一定量のアルミニウム酸化物およびガ
ラスを混合することにより本発明の誘電性組成物に加工
された。
これ等の誘電性組成物を第２表に集計する。好適組成物
は屋２の組成物で４５（Ｆｔ）のアルミニウム酸化物と
Ｂで示すガラス５５％の混合物から成る。
上記各組成物から出発して示された組成物を有機結合剤
中に分散させることによりペーストを形成した。
有機結合剤としてしばしばエチルスルロースのテルピネ
オール溶液が使用される。スクリーンなつせん用ペース
ト中の有機結合剤は加熱前１０〜４０重量％含有するこ
とができる。次いで層が例えば第１図および第２図に示
す如く得られるような方法でスクリーンなつせんグリツ
ドを通した。かかる層の加熱は窒素雰囲気中、例えば好
ましい組成物に対しては９５０℃の温度で実施する。好
適組成物から得た層に対して正確な電気測定を行い、得
た結果を次表に示す。
被着した絶縁層は１０？３の面積および４０μｍの厚さ
を有した。
５０Ｖの電圧を印加した場合絶縁層の抵抗は１０Ω／口
をこえた。
上記層の正確な分析は加熱中形成される結晶相が（Ｃａ
，Ｓｒ）Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８およびＺｎＡノ，ｑであや、
更に形成？れるアルミン酸亜鉛の分量は熱処理期間の関
数として著しく増加し一方アルミニウム酸化物の分量が
減することを示す。
種々の部分の膨脹係数は ガラス ６３．１０７℃１ アルミニウム酸化物 ６８・１０７℃１ 厚い層 ６２・１０−７℃１ （加熱後）これ等の値は
アセンブリ一の剛直性に対し極めて好ましい値で、ガラ
スおよび厚い層はアルミニウム酸化物の基体の影響下僅
かな圧力下にある。
この方法で同じ形の他の電気回路素子を製造した。第３
図は本発明の第２多層回路の平面図で、第４図は第３図
の−Ｗ線に沿う断面図である。図面中同じ番号は同じも
のを示す。１は酸化アルミニウムの基板、２は導電性銅
層、３は絶縁層で、その組成は本発明におけるものであ
る。
第３図および第４図に示す電気回路素子は異なるレベル
での断面を有する形の回路で、普通［クロス−オーバー
」と称する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一例の多層回路の平面図、第２図は第
１図のＩ−１１線に沿つた断面図、第３図は本発明の他
の例の多層回路の平面図、第４図は第３図の−Ｗ線に沿
つた断面図である。 １・・・基板、２・・・第１導電層、３・・・第２導電
層、４・・・第３導電層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ホウ珪酸塩ガラスとアルミニウム酸化物の混合物よ
    り成り、ホウ珪酸ガラスが７０〜４０容量％の分量で存
    在し、そのモル％で示す組成が次の範囲にあり：ＳｉＯ
    ＿２：１０〜４０ ＺｎＯ：２０〜４０ Ｂ＿２Ｏ＿３：１５〜３５ Ａｌ＿２Ｏ＿３：０〜５ ＣａＯ：５〜２５ ＳｒＯ：０〜１５ 且つアルミニウム酸化物が３０〜６０容量％の分量で存
    在する誘電性組成物を有機担体に分散させて成ることを
    特徴とするスクリーンなつせん用ペースト。 ２ ガラスがモル％でＳｉＯ＿２：４０、ＺｎＯ：２０
    、Ｂ＿２Ｏ＿３：１５、Ａｌ＿２Ｏ＿３：５、ＣａＯ：
    ５およびＳｒＯ：１５から成る特許請求の範囲１項記載
    のペースト。 ３ 誘電性組成物が着色性酸化物を１モル％より少い分
    量で含有する特許請求の範囲１または２記載のペースト
    。 ４ 誘電性組成物がコバルト酸化物を０．５モル％の分
    量で含有する特許請求の範囲３記載のペースト。
JP52156646A 1976-12-27 1977-12-27 スクリ−ンなっせん用ペ−スト Expired JPS593419B2 (ja)

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