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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ウゲ・ボ−ドリ
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Koninklijke Philips Electronics NV
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    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/08Insulators 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
    • H01B3/087Chemical composition of glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C14/00Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/004Glass 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C2214/04Particles; Flakes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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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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FR7639158A FR2388381A1 (fr) 1976-12-27 1976-12-27 Composition dielectrique, pate serigraphiable comportant une telle composition et produits obtenus
FR000007639158 1976-12-27

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