JPS5954106A - Inorganic composition for insulating ceramic paste - Google Patents

Inorganic composition for insulating ceramic paste

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JPS5954106A
JPS5954106A JP57163495A JP16349582A JPS5954106A JP S5954106 A JPS5954106 A JP S5954106A JP 57163495 A JP57163495 A JP 57163495A JP 16349582 A JP16349582 A JP 16349582A JP S5954106 A JPS5954106 A JP S5954106A
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insulating
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paste
ceramic
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正則 鈴木
和明 内海
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱処理によって結晶化しうる絶縁性ガラス粉末
にセラミックス粉末と金属酸化物を混合した組成物であ
って、主として、多層厚膜電子回路の絶縁層形成に用い
られる絶縁性セラミックペースト用無機組成物に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a composition in which an insulating glass powder that can be crystallized by heat treatment is mixed with a ceramic powder and a metal oxide. The present invention relates to an inorganic composition for ceramic paste.

従来多層厚膜電子回路等を製造する最も一般的な方法は
、アルミナ等のセラミックス基板に金(Au)、銀(A
、g )、白金(pt)、パラジウム(Pd)、タング
ステン(W) sモリブデン(Mo)、およびこれらの
合金からなる導体ペーストを用いて導体回路を印刷し乾
燥した後これを炉に入れて焼成し導体回路を形成したp
lあるいはまたより微細な導体回路を得るためメッキ法
により導体回路を形成し、次にこれら導体回路と第2層
導体回路と絶縁する絶縁層を形成するために絶縁性ガラ
スペーストを塗布し炉に入れて焼成して絶縁層を形成す
る方法を用いている。この場合、絶縁性ガラスペースト
の塗布に際しては、第1層導体回路と第2層導体回路を
結ぶ接続孔を残す、必要がある。次にt1′)′Y この絶縁層面の接続孔に導体ペーストがつまるように印
刷、焼成して第2層導体回路を形成する。
Conventionally, the most common method for manufacturing multilayer thick film electronic circuits, etc. is to deposit gold (Au), silver (A) on a ceramic substrate such as alumina.
, g), platinum (PT), palladium (Pd), tungsten (W), molybdenum (Mo), and a conductor paste made of these alloys to print a conductor circuit, dry it, and then put it in a furnace and fire it. p that formed a conductor circuit.
In order to obtain 1 or even finer conductor circuits, conductor circuits are formed by a plating method, and then an insulating glass paste is applied to form an insulating layer that insulates these conductor circuits from the second layer conductor circuit, and then the conductor circuits are placed in a furnace. A method is used in which an insulating layer is formed by pouring and firing the insulating layer. In this case, when applying the insulating glass paste, it is necessary to leave a connection hole connecting the first layer conductor circuit and the second layer conductor circuit. Next, t1')'Y is printed and fired so that the contact holes on the surface of the insulating layer are filled with the conductive paste to form a second layer conductor circuit.

このようにして必要に応じて第3層、第4層の導体回路
および絶縁層を同じ方法で形成し、用途に応じ最上部層
にICsあるいはLSIを接続するなどして所望の多層
電子回路を実装していた。
In this way, the third and fourth layer conductor circuits and insulating layers are formed using the same method as necessary, and a desired multilayer electronic circuit is formed by connecting ICs or LSIs to the top layer depending on the application. It was implemented.

これら多層厚膜電子回路形成に必要な絶縁層は、850
〜950℃の温度で緻密に焼結でき、ピンホールが少な
いこと、ふくれが出ないこと、耐酸性、(導体回路をメ
ッキ法で形成する場合特に要求される)。高耐電圧、低
熱抵抗、低誘電率などの要求を兼ね備えていることが強
く要望されている。従来こうした目的に用いられてきた
絶縁層形成用の絶縁性ガラスペースト用無機組成物は、
850〜950℃の温度で焼成することによシ結晶化す
る結晶性ガラスのタイプのものが用いられている(例え
ば特公昭46−42917号、特公昭51−86168
号、特公昭51−10844号、特公昭52−3464
5号公報等)。
The insulating layers necessary for forming these multilayer thick film electronic circuits are 850
It can be sintered densely at temperatures of ~950°C, has few pinholes, does not bulge, and is acid resistant (especially required when forming conductor circuits by plating). There is a strong demand for materials that meet the requirements of high withstand voltage, low thermal resistance, and low dielectric constant. The inorganic composition for insulating glass paste for forming an insulating layer, which has been conventionally used for such purposes, is
A type of crystalline glass that crystallizes by firing at a temperature of 850 to 950°C is used (for example, Japanese Patent Publication No. 46-42917, Japanese Patent Publication No. 51-86168).
No., Special Publication No. 51-10844, Special Publication No. 52-3464
Publication No. 5, etc.).

しかしながら、前記した従来の絶縁層形成に用いられて
いる絶縁性ガラスペーストには一長一短があシ、例えば
、コンピュータ用ロジック回路のように多層セラミック
基板の高密度実装回路形成には厚膜印刷法では100μ
m程度が限界でありそれ以下の微細なラインを必要とす
るときはメッキ法が用いられることが多い。これらメッ
キ法によって形成した導体回路上に前記の方法で絶縁層
を形成した場合、導体回路上の絶縁被膜層にふくれが発
生して次の導体回路形成が不能になったシする。またふ
くれが発生しなくともピンホールが多かったシ、耐酸性
が不十分であったシ、形成導体との密着性が小さかった
シ、熱抵抗が大きいなどの問題があった。このため高密
度実装セラミック多層厚膜電子回路形成に用いられる絶
縁層形成用の優れた絶縁性セラミックペースト用無機組
成物の開発が要請されている。
However, the insulating glass paste used in the conventional insulating layer formation described above has both advantages and disadvantages. 100μ
The limit is about m, and when smaller lines are required, plating is often used. When an insulating layer is formed by the above method on a conductor circuit formed by these plating methods, blistering occurs in the insulating coating layer on the conductor circuit, making it impossible to form the next conductor circuit. Further, even if no blistering occurred, there were problems such as many pinholes, insufficient acid resistance, poor adhesion to the formed conductor, and high thermal resistance. Therefore, there is a need to develop an inorganic composition for an excellent insulating ceramic paste for forming an insulating layer used in forming a high-density packaging ceramic multilayer thick film electronic circuit.

本発明の目的は、これら問題点を除去した、すなわち、
特にメッキ法による導体回路上の絶縁層のふくれの発生
がなく、導体との密着性および緻密化に優れ、ピンホー
ルが少なく、熱抵抗が小さく、耐酸性にすぐれた絶縁性
セラミックペースト用の無機組成物を提供することにあ
る。
The purpose of the present invention is to eliminate these problems, namely:
Inorganic inorganic paste for insulating ceramic paste that does not cause blistering of the insulating layer on the conductor circuit due to the plating method, has excellent adhesion and densification with the conductor, has few pinholes, has low thermal resistance, and has excellent acid resistance. An object of the present invention is to provide a composition.

本発明は、重量%表示で、 Stow  40〜65%(好ましくは45・〜60%
)PbO5〜20%(〃   8〜18%)B、0. 
 3〜12%(〃   5〜10%)OaO2−13%
(s    4−12%)MgO0,2〜10%(tt
   Q、4〜8%)BaOO,2〜10%(110,
3〜8%)Na20   i−5%(//    2〜
4%)K2O1〜 5%(〃   1〜4%)Zr0.
 0.5−15%(//    1〜10%)を合計1
00%となるようにした組成を有し、しかもこれらの酸
化物のうちMgOを含むアルカリ土類金属酸化物の和が
6〜15%の範囲である組成を有し、1000℃以下の
温度で熱処理することによシ結晶化し得るガラス材料と
AJlt 03 、 M−g O・A11t Os 、
A11t Os・St 02 、3 hit Os・S
in、。
The present invention has a Stow of 40 to 65% (preferably 45 to 60%) in weight%.
) PbO 5-20% (〃 8-18%) B, 0.
3-12% (〃 5-10%) OaO2-13%
(s 4-12%) MgO0,2-10% (tt
Q, 4-8%) BaOO, 2-10% (110,
3~8%) Na20 i-5% (//2~
4%) K2O1-5% (〃1-4%) Zr0.
0.5-15% (// 1-10%) total 1
00%, and among these oxides, the sum of alkaline earth metal oxides including MgO is in the range of 6 to 15%, and at a temperature of 1000°C or less. A glass material that can be crystallized by heat treatment and AJlt 03, M-g O・A11t Os,
A11t Os・St 02, 3 hit Os・S
In,.

Zr 02からなる群より選ばれた少なくとも1種以上
のセラミックス材料を重量%で20〜60%の(5) 範囲で含む組成を有することを特徴とする絶縁性セラミ
ックペースト用無機組成物を得る。
An inorganic composition for an insulating ceramic paste is obtained, which has a composition containing at least one ceramic material selected from the group consisting of Zr 02 in a range of 20 to 60% by weight (5).

このような本発明の絶縁性セラミックペースト用無機組
成物は、例えば次のような材料および方法によって製造
し得る。すなわちガラスの調整に当っては、目標組成に
なるように各成分の原料を秤量してバッチを調整し、こ
のバッチを1400〜1500℃で1〜3時間加熱して
熔解しガラス化する。熔解ガラスを水冷し、または厚い
鉄板上に流しフレーク状に成形し得られたガラス片をア
ルミナボールミルなどで微粉末し、平均粒径0.5〜4
μmのガラス粉末を得る。またセラミックス粉末は平均
粒径0.3〜5μm微粉末が適当である。
Such an inorganic composition for an insulating ceramic paste of the present invention can be manufactured using, for example, the following materials and methods. That is, in preparing glass, the raw materials of each component are weighed to prepare a batch so as to have a target composition, and this batch is heated at 1400 to 1500° C. for 1 to 3 hours to melt and vitrify. The molten glass is cooled with water or poured onto a thick iron plate and formed into flakes, and the resulting glass pieces are pulverized using an alumina ball mill or the like to obtain an average particle size of 0.5 to 4.
A glass powder of μm size is obtained. Further, the ceramic powder is suitably a fine powder having an average particle size of 0.3 to 5 μm.

前記方法で得られたガラス粉末に前記セラミックス粉末
を20〜60重量%配合し、アルミナボールで1〜3時
間湿式混合するなどしてガラス粉末とセラミックス粉末
との均質な混合粉末、すなわち本発明の絶縁性セラミッ
クペースト用無機組成物を得る。
A homogeneous mixed powder of glass powder and ceramic powder, that is, a homogeneous mixed powder of the present invention, is obtained by blending 20 to 60% by weight of the ceramic powder to the glass powder obtained by the above method and wet-mixing it with an alumina ball for 1 to 3 hours. An inorganic composition for insulating ceramic paste is obtained.

なおこの際用いられる原料粉末は明確化のため(6) 酸化物に換算表記したが、鉱物、酸化物、炭酸塩、水酸
化物々どの形で通常の方法によυ使用されるのは勿論で
ある。
For clarity, the raw material powders used in this case are expressed in terms of oxides (6), but of course they can be used in the usual manner in the form of minerals, oxides, carbonates, hydroxides, etc. It is.

かくして得られた本発明の粉末状無機組成物にビヒクル
を添加混合して例えば五本ロールミル等を用いて十分混
練し、均一に分散させて印刷に適した粘度を有する絶縁
性セラミックペーストを得る。なお本発明においてビヒ
クルの成分については何ら限定を要しない。バインダー
としてはエチルセルi−ス、ポリビニルブチラールなど
の通常用いられているもので十分であり、溶媒を用いて
5〜15重量%溶液とすると好都合である。溶媒として
は、βまたはαテルピネオール、n−ブチルカルピトー
ル、ブチルカルピトールアセテート、エチルカルピトー
ルアセテートなどを単独まタハ2種以上混合して用いる
とよい。
A vehicle is added to and mixed with the powdered inorganic composition of the present invention thus obtained, and the mixture is thoroughly kneaded using, for example, a five-roll mill, and is uniformly dispersed to obtain an insulating ceramic paste having a viscosity suitable for printing. In the present invention, there are no limitations on the components of the vehicle. As the binder, commonly used binders such as ethyl cellulose and polyvinyl butyral are sufficient, and it is convenient to form a 5 to 15% by weight solution using a solvent. As the solvent, β or α terpineol, n-butyl carpitol, butyl carpitol acetate, ethyl carpitol acetate, etc. may be used alone or in combination of two or more types.

次に本発明において絶縁性セラミックペースト用無機組
成物のガラス粉末とセラミックス粉末との配合比、ガラ
ス粉末の組成について各々の範囲を特許請求の範囲に記
した如く限定した理由について述べる。
Next, in the present invention, the reason why the blending ratio of the glass powder and the ceramic powder of the inorganic composition for an insulating ceramic paste and the composition of the glass powder are limited as described in the claims will be explained.

まず、本発明に係る絶縁セラミックペースト用無機組成
物の主成分の一つであるガラス粉末の組成について述べ
れば、5in2は、ガラスのネットワークフォーマ−で
あシ、本発明のガラスを焼成熱処理し結晶化したとき析
出するケイカイ石(OaO・5i02)結晶を構成する
成分である。8i02<40%ではガラスの軟化点が低
くなり過ぎ、熱処理時給晶化する前にガラスが軟化し流
動し過ぎる。
First, let us talk about the composition of the glass powder, which is one of the main components of the inorganic composition for insulating ceramic paste according to the present invention. It is a component constituting the silicoite (OaO.5i02) crystals that precipitate when oxidized. When 8i02<40%, the softening point of the glass becomes too low, and the glass softens and flows too much before being crystallized during heat treatment.

8 t 02 > 65%では、ガラス化が困難である
と共に、結晶化のだめの熱処理温度が1000℃を超え
る高温が必要となる。OaOもまた析出するケイカイ石
結晶を構成する成分である。CaO〈2%では、ケイカ
イ石の析出する量が少なく、高密度実装セラミック多層
厚膜回路のメッキ法による導体回路上に形成した絶縁被
膜層にふくれが発生して好ましくない。OaO>13%
では、耐酸性が低下すると共にガラスが熔解時失透し易
くなる。PbOおよびB、03は、ガラスの熔解時のフ
ラックスとして用いられる。PbO<5%、E、03〈
3%では、ガラスの熔解性が悪くなる。PbO>20%
、 B、O。
When 8 t 02 > 65%, vitrification is difficult and a high temperature of over 1000° C. is required for the heat treatment temperature for crystallization. OaO is also a component constituting the precipitated silicoite crystals. CaO<2% is not preferable because the amount of silica precipitated is small and blistering occurs in the insulating coating layer formed on the conductor circuit by the plating method for high-density mounting ceramic multilayer thick film circuits. OaO>13%
In this case, the acid resistance decreases and the glass tends to devitrify when melted. PbO and B,03 are used as a flux when melting glass. PbO<5%, E, 03<
At 3%, the solubility of the glass deteriorates. PbO>20%
, B, O.

〉12%では1ガラスの軟化点が低くなり過ぎ、熱処理
時、結晶化する前に軟化流動を起し、ファインパターン
の絶縁被膜層の焼結形成が困難となる。
>12%, the softening point of the glass becomes too low, and during heat treatment, softening flow occurs before crystallization, making it difficult to sinter and form a fine pattern insulating coating layer.

BaO及びMgOは、ガラスの熔解性を向上させうる。BaO and MgO can improve the solubility of glass.

また絶縁層形成の際の再加熱によってガラスの結晶化さ
せるの釦寄与すると共に緻密化に効果があるo BaO
(0,2%、MgO<0.2%では上記効果は小さい。
In addition, BaO contributes to the crystallization of the glass by reheating during the formation of the insulating layer and is effective for densification.
(The above effect is small at 0.2% and MgO<0.2%.

T]aO)10%、MgO>10%では、ガラスの熱膨
張係数が大きくカリ過ぎたり結晶化のための熱処理温度
が高<外〕過ぎる。
When T]aO) is 10% and MgO>10%, the thermal expansion coefficient of the glass is too large and the heat treatment temperature for crystallization is too high.

OaO+ MgO+EaO< 6%ではガラスの結晶化
が不十分でメッキ法による導体回路上に形成した絶縁層
にふくれが発生する。OaO+MgO+ BaO>15
%では、耐酸性が低下して好ましく外い。また緻密化を
阻害した力する。
When OaO+MgO+EaO<6%, crystallization of the glass is insufficient and blistering occurs in the insulating layer formed on the conductor circuit by plating. OaO+MgO+ BaO>15
%, acid resistance decreases and is not preferred. There is also a force that inhibits densification.

Na2Oおよびに20は、ガラスの熔解性を向上させう
る。またガラスの軟化点を適度に料理するが限定範囲以
下では、その効果はなく、限定範囲な(9) 超えれば耐酸性が劣化し好ましくない。
Na2O and Ni20 can improve the solubility of glass. Further, although the softening point of the glass can be moderately adjusted, if it is below a limited range, there is no effect, and if it exceeds the limited range (9), the acid resistance deteriorates, which is not preferable.

Zr 02は、ガラスの結晶化を制御するだめに含有さ
れる。ZrO2〈0.5%では、十分な結晶化が得られ
ない。ZrO2> 1s%では、ガラスが熔解時失透し
易くガラス化が困難となり好ましくない。
Zr 02 is included to control the crystallization of the glass. With ZrO2 <0.5%, sufficient crystallization cannot be obtained. If ZrO2>1s%, the glass tends to devitrify when melted, making vitrification difficult, which is not preferable.

絶縁性セラミックペースト用無機組成物のもう一つの主
成分であるセラミックス粉末を前記ガラス粉末に置換し
て配合することにより、ガラス粉末とセラミックス粉末
とからなる組成物の熱処理時の結晶化の促進、結晶化後
の残留ガラスによる流動性及び絶縁層表面の発泡の抑制
、あるいは熱抵抗の低下、耐酸性、緻密化などの効果を
与えることができる。ガラス粉末に置換して配合するセ
ラミックス粉末を重量比で20%以下とすると、絶縁層
は緻密ではあるが、表面は発泡し易くなったり、導体と
の密着性が低下したり、熱抵抗がより大きくなったりし
て好ましく々い。また60%を超えれば、850〜10
00℃の比較的低い温度では緻密な絶縁層は得られず、
ピンホールが増加して絶縁性が低下する。
By replacing the ceramic powder, which is another main component of the inorganic composition for an insulating ceramic paste, with the glass powder, it is possible to promote crystallization during heat treatment of the composition consisting of the glass powder and the ceramic powder. It is possible to provide effects such as fluidity caused by residual glass after crystallization, suppression of foaming on the surface of the insulating layer, reduction of thermal resistance, acid resistance, and densification. If the amount of ceramic powder used instead of glass powder is less than 20% by weight, the insulating layer will be dense, but the surface will become more prone to foaming, the adhesion with the conductor will decrease, and the thermal resistance will become worse. It's nice that it's getting bigger. Also, if it exceeds 60%, 850-10
A dense insulating layer cannot be obtained at a relatively low temperature of 00°C,
Pinholes increase and insulation deteriorates.

(10) なおセラミックス粉末としては、前記の如く種々あるが
、このうち、アルミナ(A40s)は熱伝導率の高い物
質であり、これをセラミックス粉末として用いると、形
成された絶縁層の熱伝導率は、ガラス単体層に比較し2
〜4倍の大きさとなる。
(10) As mentioned above, there are various types of ceramic powder, but among these, alumina (A40s) is a substance with high thermal conductivity, and when this is used as a ceramic powder, the thermal conductivity of the formed insulating layer will increase. is 2 compared to a single glass layer.
~4 times the size.

特に、多層厚膜回路の高密度化に伴い、必然的に放熱性
の大きい無機絶縁層が要求され、その意味においてアル
ミナの使用が好ましい。
In particular, as the density of multilayer thick film circuits increases, an inorganic insulating layer with high heat dissipation properties is inevitably required, and in this sense, it is preferable to use alumina.

以下本発明の実施例を挙げ、それに基いて詳細に説明す
る 実施例l 5iO256,07重量%(以下単に%と表記)、B、
0,6.8%、 PbO16,6%、 Na2O2,3
7%。
Examples of the present invention will be listed below and will be explained in detail based on the examples.
0.6.8%, PbO16.6%, Na2O2.3
7%.

K、02.17%、 MgO4,88%、 CaO5,
4% 。
K, 02.17%, MgO4, 88%, CaO5,
4%.

Ba00.21%、Zr025.5%の組成を有するガ
ラス粉末を前記方法によシ製造し、更にアルミナボール
ミルを用いアルコールを分散媒として16時時間式粉砕
した。これを篩で整粒した後アルコールを乾燥させ平均
粒径0.91μmの粒度を持つガラス粉末を得た。セラ
ミックス粉末は平均粒径1,5μmの粒度のアルミナ粉
末を用いた。ガラス粉末とセラミックス粉末と配合比率
はガラス粉末48%、セラミックス粉末52%、としだ
。各々の粉末を所定量秤量し、アルミナボールミルで分
散媒としてアルコールを用い3時間混合した後、アルコ
ールを乾燥させ均質なガラスセラミックス混合粉末ヲ得
り。ビヒクルハ、エチルセルロース5%溶液とし溶媒に
α−テルピネオールを用いた。ビヒクル30%、ガラス
セラミックス混合粉末70%を三本ロールミルを用いて
十分混練し粉末をビヒクルに均一に分散させペースト化
した。
A glass powder having a composition of 00.21% Ba and 25.5% Zr was produced by the method described above, and further pulverized for 16 hours using an alumina ball mill with alcohol as a dispersion medium. This was sized with a sieve and then dried with alcohol to obtain a glass powder having an average particle size of 0.91 μm. As the ceramic powder, alumina powder having an average particle size of 1.5 μm was used. The blending ratio of glass powder and ceramic powder is 48% glass powder and 52% ceramic powder. A predetermined amount of each powder was weighed, mixed in an alumina ball mill for 3 hours using alcohol as a dispersion medium, and then the alcohol was dried to obtain a homogeneous glass-ceramic mixed powder. The vehicle was a 5% solution of ethyl cellulose, and α-terpineol was used as the solvent. 30% vehicle and 70% glass-ceramic mixed powder were thoroughly kneaded using a three-roll mill, and the powder was uniformly dispersed in the vehicle to form a paste.

得られた絶縁性セラミックペーストの評価には、50X
50X0.8mmt 96%A11t Os基板にAu
をメッキ法でメタライズして下部電極としこの上に本発
明に調製した絶縁セラミックペーストをスクリーンで塗
布乾燥した後、930℃で、10分間電気炉で焼結した
ものを用いた。焼結時の雰囲気は空気中で、焼結サイク
ル(昇温、ピーク温度、降温、炉外取り出し)は60分
であった。絶縁性セラミックペースト塗布乾燥、焼結を
2度繰り返し膜厚40μmの絶縁層を得た。得られた絶
縁層の表面にAuペーストを塗布乾燥し930℃で8分
間焼成して上部電極とした。
For evaluation of the obtained insulating ceramic paste, 50X
50X0.8mmt 96%A11t Au on Os substrate
was metalized by a plating method to form a lower electrode, on which the insulating ceramic paste prepared according to the present invention was applied with a screen, dried, and then sintered in an electric furnace at 930° C. for 10 minutes. The atmosphere during sintering was air, and the sintering cycle (temperature rise, peak temperature, temperature fall, removal from the furnace) was 60 minutes. Application of the insulating ceramic paste, drying, and sintering were repeated twice to obtain an insulating layer with a thickness of 40 μm. An Au paste was applied to the surface of the obtained insulating layer, dried, and baked at 930° C. for 8 minutes to obtain an upper electrode.

これをI MHzで測定した。誘電率は8.4、誘電損
失はO,0O18%絶縁抵抗は2 X 10”Ωcrr
t(atloovDa)であった。
This was measured at I MHz. Dielectric constant is 8.4, dielectric loss is O, 0O18%, insulation resistance is 2 x 10”Ωcrr
t(atloovDa).

ピンホールの測定は、絶縁層中を流れる微弱なリーク電
流を測定するとピンホールが多い場合リーク電流が増加
し、逆にピンホールが少ない場合リーク電流は減少する
ことを利用した。方法は先ず、前記した本実施と同じ条
件でM2O,基板上に導体(Au )をメタライズしそ
の上に絶縁層の膜厚40μmを形成し、メタライズの一
部を電極とする。これをNa015%水溶液(電解液)
に浸漬し、もう片方の電極は銅板にし同水溶液に浸し直
流電圧(DC)IOVを印加してリーク電流を測定した
。リーク電流は5μAであった。
The measurement of pinholes takes advantage of the fact that when measuring the weak leakage current flowing in an insulating layer, the leakage current increases when there are many pinholes, and conversely, the leakage current decreases when there are few pinholes. First, a conductor (Au) is metallized on an M2O substrate under the same conditions as in this embodiment described above, and an insulating layer with a thickness of 40 μm is formed thereon, and a part of the metallization is used as an electrode. This is a 15% Na0 aqueous solution (electrolyte)
The other electrode was a copper plate, and the other electrode was immersed in the same aqueous solution, and a direct current voltage (DC) IOV was applied to measure the leakage current. Leakage current was 5 μA.

メッキ導体(Au)との密着性の評価は、Altos基
板上に本実施と同じ条件で絶縁層の膜厚40μmを形成
しその上にメッキ法によるAu電極4×4(13) 篩を複数個形成した。この電極上に銅製のコア(ネジ付
)をIn/Pb ハンダで接着しこのコアにネジ付フッ
クをネジ込んで引張シ試験機で密着強度を測定した。平
均密着強度は2.5kg/1m2であった。
To evaluate the adhesion with the plated conductor (Au), an insulating layer with a thickness of 40 μm was formed on the Altos substrate under the same conditions as in this experiment, and a plurality of 4×4 (13) Au electrodes were placed on top of it by plating. Formed. A copper core (with screws) was bonded onto this electrode with In/Pb solder, a screw hook was screwed into this core, and the adhesion strength was measured using a tensile tester. The average adhesion strength was 2.5 kg/1 m2.

ビヒクルの入らない上記ガラスセラミックス粉末を80
0 kg/cfIで加圧成形しこれを電気炉で930℃
−10分間焼結して直径20m厚さIMの焼結体を得た
。これを測定し、熱伝導率0.00580m//m−5
ec・℃の値を得だ。また前記、メッキによるAu導体
上に形成した絶縁被膜層の発泡およびふくれは発生しな
かった。
80% of the above glass ceramic powder without vehicle
Pressure molded at 0 kg/cfI and heated at 930°C in an electric furnace.
- A sintered body with a diameter of 20 m and a thickness IM was obtained by sintering for 10 minutes. This was measured and the thermal conductivity was 0.00580m//m-5
Obtain the value of ec・℃. Furthermore, no foaming or blistering occurred in the insulating coating layer formed on the Au conductor by plating.

実施例2 8i0□59.4%、 B、0.8.48%、pboi
o、。
Example 2 8i0□59.4%, B, 0.8.48%, pboi
o.

%、Na2O2,4%、に、02.2%、Mg06.4
%。
%, Na2O2, 4%, 02.2%, Mg06.4
%.

Oao 5.4 % 、 Ba00.22%、 ZrO
25,5%の組成のガラスを平均粒径1.2μmの粉末
粒度に調製したものを46%と平均粒径2.3μmのア
ルミナ粉末54%とを実施例1と同じ方法、同じ条件で
混合、乾燥、ペースト化し、絶縁層を形成して諸特(1
4) 性を測定した。
Oao 5.4%, Ba00.22%, ZrO
46% of glass with a composition of 25.5% prepared to a powder particle size of 1.2 μm in average particle size and 54% alumina powder with an average particle size of 2.3 μm were mixed in the same manner and under the same conditions as in Example 1. , dry, paste, form an insulating layer, and apply various properties (1).
4) Sex was measured.

その結果、誘電率8.5、誘電損失0.0012、絶縁
抵抗3 X 10”9m(at 100VDO)、リー
ク電流10μA、密着強度2.9 kg/ ttan2
、熱伝導率0.0065 Ca1yら・冠・℃であった
。また絶縁被膜層の発泡およびふくれはなかった。
As a result, dielectric constant 8.5, dielectric loss 0.0012, insulation resistance 3 x 10"9m (at 100VDO), leakage current 10μA, adhesion strength 2.9kg/ttan2
, the thermal conductivity was 0.0065 °C. Further, there was no foaming or blistering of the insulating coating layer.

実施例3 Sin、 52.3%、B2O33,8%、 Pb01
6.6%。
Example 3 Sin, 52.3%, B2O3 3.8%, Pb01
6.6%.

Na2O2,37% 、 K2O2,07%、 MgO
O,41,% 。
Na2O2, 37%, K2O2, 07%, MgO
O,41,%.

BaO6,1%、C!a05.4%+  Zr0.5.
95%の組成のガラスを常法で製造した平均粒径0.7
9μmのガラス粉末50%と平均粒径3.0μmのアル
ミナ粉末50%とを配合し、これを実施例1と同じ方法
、同じ条件で混合、乾燥、ペースト化して、絶縁層の形
成を行ない諸物件を測定した。
BaO6.1%, C! a05.4% + Zr0.5.
Average particle size of 95% glass produced by conventional method: 0.7
50% glass powder of 9 μm and 50% alumina powder of average particle size 3.0 μm were mixed, dried, and made into a paste in the same manner and under the same conditions as in Example 1 to form an insulating layer. The property was measured.

その結果、誘電率8.3、誘電損失0.0025.絶縁
抵抗4 X 10”9m(at 100VDO)、リー
ク電流40μA、密着強度3.0 kg/ B2、熱伝
導率0.00520ab仝Psec ・℃であった。ま
たメッキ導体(Au)上の絶縁被膜層の発泡およびふく
れは認められなかった。
As a result, the dielectric constant was 8.3, and the dielectric loss was 0.0025. The insulation resistance was 4 x 10"9m (at 100VDO), the leakage current was 40μA, the adhesion strength was 3.0kg/B2, and the thermal conductivity was 0.00520ab~Psec・℃. Also, the insulation coating layer on the plated conductor (Au) No foaming or blistering was observed.

比較例1 810□61..34%、B、0,6.8%、 PbO
16,6%。
Comparative example 1 810□61. .. 34%, B, 0.6.8%, PbO
16.6%.

Na2O2,37%、に、02.17%、 MgO0,
41%。
Na2O2, 37%, 02.17%, MgO0,
41%.

0a05.3%、Ba00.21%、’l’1o21.
2%、Zr0゜3.6%の組成のガラスを常法で製造し
た平均粒径0.98μmのガラス粉末48%と平均粒径
2,3μmのアルミナ粉末52%とを配合し、これを実
施例1と同じ方法、同じ条件で混合、乾燥、ペースト化
して絶縁層を形成し諸物件を測定した。
0a05.3%, Ba00.21%, 'l'1o21.
This was carried out by blending 48% of glass powder with an average particle size of 0.98 μm produced by a conventional method using glass with a composition of 2%, Zr0° and 3.6%, and 52% of alumina powder with an average particle size of 2.3 μm. The mixture was mixed, dried, and made into a paste using the same method and conditions as in Example 1 to form an insulating layer, and various properties were measured.

その結果、誘電率8.7、誘電損失0.0045、絶縁
抵抗2.5X1013Ωm(atlooVD(3)、リ
ーク電流50μA、密着強度1.8kg/咽2 、熱伝
導率0.00410al/cs・就・℃であった。また
メッキ導体(Au )上の絶縁層に発泡およびふくれが
多数発生した。
The results were as follows: dielectric constant 8.7, dielectric loss 0.0045, insulation resistance 2.5 x 1013 Ωm (atlooVD (3), leakage current 50 μA, adhesion strength 1.8 kg/2, thermal conductivity 0.00410 al/cs. ℃. Also, many bubbles and blisters occurred in the insulating layer on the plated conductor (Au).

比較例2 従来、厚膜積層用絶縁ペーストは無機物に結晶化ガラス
が用いられていた。例えば810153%。
Comparative Example 2 Conventionally, crystallized glass has been used as an inorganic material in an insulating paste for thick film lamination. For example, 810153%.

)Jt Os 3%+ L12017%、MgO1,2
%、 ZrO28,4%、 P、0I111.9%の組
成比のガラス粉末のみである。これを実施例1の方法、
条件でペースト化し、塗布、焼結して絶縁層を形成し、
諸物件を測定した。
) Jt Os 3% + L12017%, MgO1,2
%, ZrO28.4%, P,0I111.9%. This is done using the method of Example 1.
It is made into a paste under certain conditions, applied, and sintered to form an insulating layer.
Various properties were measured.

その結果、絶縁抵抗2X10’Ωα、熱伝導率0.00
220al/crn ・see ”C、リーク電流12
00μA1密着強度0.45 kg/il’+2であっ
た。またメッキ導体(A、u )上の絶縁被膜層は発泡
及びふくれが無数発生した。
As a result, insulation resistance 2X10'Ωα, thermal conductivity 0.00
220al/crn ・see "C, leakage current 12
00μA1 adhesion strength was 0.45 kg/il'+2. In addition, numerous bubbles and blisters occurred in the insulating coating layer on the plated conductor (A, u).

以上説明したように本発明の絶縁性セラミックペースト
用無機組成物を用いた結果は、従来の結晶化ガラス系の
絶縁ペーストに比べ、メッキ導体(Au )上の絶縁被
膜層の発泡およびふくれの発生がなく、また絶縁層の緻
密性、密着性、熱伝導率が優れた絶縁ペーストの提供が
可能となシ、厚膜多層電子回路の実装の高密度化、信頼
性の向上に寄与することができる。
As explained above, as a result of using the inorganic composition for insulating ceramic paste of the present invention, the occurrence of foaming and blistering of the insulating coating layer on the plated conductor (Au) was observed compared to the conventional crystallized glass-based insulating paste. This makes it possible to provide an insulating paste with excellent insulating layer density, adhesion, and thermal conductivity, which contributes to higher density packaging and improved reliability of thick-film multilayer electronic circuits. can.

代理人弁鐸士内 原  晋 (17)Agent Bentakushi Susumu Hara (17)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 重量%表示で 5iot  40〜65%、pbo   5〜20%E
x 03  3−12 % 、□a O2−13%Mg
O0,2〜10S、  BaOO,2〜101Na、0
  1〜5%、に、01−5%Zr0. 0.5〜15
% を合計100%となるようKした組成を有し、しかもこ
れらの酸化物のうちMgOを含むアルカリ土・5i02
1 zr o、  からなる群より選ばれた1種以上の
セラミックス材料を重量−で20〜60%の範囲で含む
組成を有することを特徴とする絶縁性セラミックペース
ト用無機組成物。 (1)
[Claims] 5iot 40-65%, pbo 5-20%E in weight%
x 03 3-12%, □a O2-13%Mg
O0,2~10S, BaOO,2~101Na,0
1-5%, 01-5% Zr0. 0.5-15
% K so that the total is 100%, and among these oxides, alkaline earth ・5i02 containing MgO
1. An inorganic composition for an insulating ceramic paste, characterized by having a composition containing 20 to 60% by weight of one or more ceramic materials selected from the group consisting of: (1)
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