JPS60166289A - アルミナ回路基板 - Google Patents
アルミナ回路基板Info
- Publication number
- JPS60166289A JPS60166289A JP1700084A JP1700084A JPS60166289A JP S60166289 A JPS60166289 A JP S60166289A JP 1700084 A JP1700084 A JP 1700084A JP 1700084 A JP1700084 A JP 1700084A JP S60166289 A JPS60166289 A JP S60166289A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alumina
- wiring
- circuit board
- capacitor
- conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は高密度実装を必要とする電気回路に用いること
のできるアルミナ回路基板に関する。
のできるアルミナ回路基板に関する。
従来例の構成とその問題点
近年の半導体材料の著しい発達は、機器の小型化に対し
非常に大きなインパクトを与えた。これに伴い、機器の
構成要素である回路部品や回路基板などは小型化という
面で特に大きな変革をめられていた。その結果、抵抗や
コンデンサなどの受動素子はチップ化や基板への厚膜焼
付けによるハイブリッド化などによる高密“度で実装コ
ストの安い実装形態へと変ってきた。また、電気回路の
相互配線のｌ〔めの配線基板は、配線のファインライン
化や多層化による高密度配線によって小型化を図ってき
た。しかし、さらに機器の小型化を図ろうとした時、こ
れまでのように回路部品や回路基板を個別に小型化する
だ【プでは限界があり、回路部や回路基板を含めた全体
的な小型化を図らなければならない。
非常に大きなインパクトを与えた。これに伴い、機器の
構成要素である回路部品や回路基板などは小型化という
面で特に大きな変革をめられていた。その結果、抵抗や
コンデンサなどの受動素子はチップ化や基板への厚膜焼
付けによるハイブリッド化などによる高密“度で実装コ
ストの安い実装形態へと変ってきた。また、電気回路の
相互配線のｌ〔めの配線基板は、配線のファインライン
化や多層化による高密度配線によって小型化を図ってき
た。しかし、さらに機器の小型化を図ろうとした時、こ
れまでのように回路部品や回路基板を個別に小型化する
だ【プでは限界があり、回路部や回路基板を含めた全体
的な小型化を図らなければならない。
高密度配線基板の代表的なものにアルミナ配線基板があ
げられる。この配線基板は、配置導体材料としてタング
ステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ ）などのような高融
点金属を用いているため、基板材料であるアルミナ（Ａ
９．２０３）と同時に還元雰囲気中で焼結させることが
できる。このため、アルミナ生シート上にアルミナ絶縁
層と配線導体層とを単にくり返し設けて同時焼成するだ
けで、多層配線基板が容易に得られる。加えて、アルミ
ナ焼結体の熱的１機械的、電気的性質は回路基板として
最も優れている。このような特徴を生かし、アルミナ配
線基板は、ＩＧ、ＬＳＩなどの高密度配線基板として広
く用いられ、特に高速信号を取扱い、その配線数が多い
ディジタルＩＣの配線基板としてその威力を発揮してい
る。
げられる。この配線基板は、配置導体材料としてタング
ステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ ）などのような高融
点金属を用いているため、基板材料であるアルミナ（Ａ
９．２０３）と同時に還元雰囲気中で焼結させることが
できる。このため、アルミナ生シート上にアルミナ絶縁
層と配線導体層とを単にくり返し設けて同時焼成するだ
けで、多層配線基板が容易に得られる。加えて、アルミ
ナ焼結体の熱的１機械的、電気的性質は回路基板として
最も優れている。このような特徴を生かし、アルミナ配
線基板は、ＩＧ、ＬＳＩなどの高密度配線基板として広
く用いられ、特に高速信号を取扱い、その配線数が多い
ディジタルＩＣの配線基板としてその威力を発揮してい
る。
しかし、この様な大きな特徴を有するアルミナ配線基板
ではあるが、どうしても克服できない欠点が一つあった
。上記配線基板は、配線の高密度化だけにその特徴があ
り、アナログ回路のように抵抗やコンデンサを数多く必
要とする回路では基板全体の高密度化という面で大きな
効果が得られない。つまり、ディジタル回路とは異なり
アナログ回路では単に配線の高密度だけでは不充分であ
り、多くの抵抗やコンデンサを含めた回路基板全体の高
密度化が重要となるからである。ところが、アルミナ配
線基板に用いられる導体材料は酸化されやすい卑金属で
あるため、例えば基板の焼結後に抵抗やコンデンサを厚
膜として焼（＝Ｊりて形成しようとした時、その雰囲気
は還元性でな【）ればならない。最近、抵抗材料として
還元性雰囲気で焼付可能な硅化物−ガラス系のグレーズ
抵抗体が実用に供されつつあるが、コンデンサ材料に関
しては皆無であった。このため、空気中で焼結されたチ
ップ状のコンデンサ部品を焼結された配線基板上にあと
でマウントするなど非常に繁雑でしかも高密度実装とは
言えない方法をとらざるをえなかった。また、別の方法
として、導体層間のアルミナ絶縁層をコンデンサとして
利用づることも考えられる。ところが、アルミナ焼結体
の比誘電率はゼいぜい９程度であるｔｃめ、絶縁層の厚
みを３０μｍとすれば対向電極間に得られるＩ ｎｏｎ
２あたりの容量はわずか３１１Ｆ前後しがない。このた
め、大容量のコンデンサを得るには、電極面積を大きく
したり、絶縁層厚みをさらに薄くしたり、あるいは積層
数を増すなどしなければならない。このような方法は、
コスト、工程面から考えて決して得策であるとは言えな
い。
ではあるが、どうしても克服できない欠点が一つあった
。上記配線基板は、配線の高密度化だけにその特徴があ
り、アナログ回路のように抵抗やコンデンサを数多く必
要とする回路では基板全体の高密度化という面で大きな
効果が得られない。つまり、ディジタル回路とは異なり
アナログ回路では単に配線の高密度だけでは不充分であ
り、多くの抵抗やコンデンサを含めた回路基板全体の高
密度化が重要となるからである。ところが、アルミナ配
線基板に用いられる導体材料は酸化されやすい卑金属で
あるため、例えば基板の焼結後に抵抗やコンデンサを厚
膜として焼（＝Ｊりて形成しようとした時、その雰囲気
は還元性でな【）ればならない。最近、抵抗材料として
還元性雰囲気で焼付可能な硅化物−ガラス系のグレーズ
抵抗体が実用に供されつつあるが、コンデンサ材料に関
しては皆無であった。このため、空気中で焼結されたチ
ップ状のコンデンサ部品を焼結された配線基板上にあと
でマウントするなど非常に繁雑でしかも高密度実装とは
言えない方法をとらざるをえなかった。また、別の方法
として、導体層間のアルミナ絶縁層をコンデンサとして
利用づることも考えられる。ところが、アルミナ焼結体
の比誘電率はゼいぜい９程度であるｔｃめ、絶縁層の厚
みを３０μｍとすれば対向電極間に得られるＩ ｎｏｎ
２あたりの容量はわずか３１１Ｆ前後しがない。このた
め、大容量のコンデンサを得るには、電極面積を大きく
したり、絶縁層厚みをさらに薄くしたり、あるいは積層
数を増すなどしなければならない。このような方法は、
コスト、工程面から考えて決して得策であるとは言えな
い。
以上説明してきｌＣように、タングステンあるいはモリ
ブデンを導体配線とした従来のアルミナ配線基板におい
ては、配線の高密度化はできるが大容量のコンデンサを
形成できないため基板全体どしての高密度実装化が難′
シク、このため、その利用範囲が著しく限定されている
のが実情であった。
ブデンを導体配線とした従来のアルミナ配線基板におい
ては、配線の高密度化はできるが大容量のコンデンサを
形成できないため基板全体どしての高密度実装化が難′
シク、このため、その利用範囲が著しく限定されている
のが実情であった。
発明の目的
本発明の目的は、焼結と同時に大容量のコンデンサを形
成した高密度実装を可能とするアルミナ回路基板を捉供
することにある。
成した高密度実装を可能とするアルミナ回路基板を捉供
することにある。
発明の構成
本発明のアルミナ回路基板は、アルミナを主成分とする
絶縁性基板と、配線材料としてタングステンまたはモリ
ブデンからなる導体層と、ジルコン酸バリウムまたはジ
ルコン酸ストロンチウムを主成分としてケイ素を５ｉ０
２に換算して０．０１〜５モル％含む誘電体層とを有す
ることを特徴としている。
絶縁性基板と、配線材料としてタングステンまたはモリ
ブデンからなる導体層と、ジルコン酸バリウムまたはジ
ルコン酸ストロンチウムを主成分としてケイ素を５ｉ０
２に換算して０．０１〜５モル％含む誘電体層とを有す
ることを特徴としている。
実施例の説明
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図面は本発明の一実施例におけるコンデンサを含むセラ
ミック回路基板の断面図を示すものである。同図におい
て、１はセラミック基板、２および４はコンデンサの電
極を構成するタングステンまたはモリブデンからなる導
体層、３はジルコン酸バリウムまたはジルコン酸ストロ
ンチウムを主成分としケイ素をＳ！０２に換算してｏ、
”ｏｉ〜５ミル５モル誘電体層をそれぞれ示す。
ミック回路基板の断面図を示すものである。同図におい
て、１はセラミック基板、２および４はコンデンサの電
極を構成するタングステンまたはモリブデンからなる導
体層、３はジルコン酸バリウムまたはジルコン酸ストロ
ンチウムを主成分としケイ素をＳ！０２に換算してｏ、
”ｏｉ〜５ミル５モル誘電体層をそれぞれ示す。
［実施例１］
ジルコン酸バリウム（Ｂａ Ｚｒ Ｏ３，）に ３ｉ０
２を０．０１〜５モル％加えた混合粉体に１０ｗｔ％の
エチル・セルＩコースを溶解したテレピン油を加えてよ
く練り誘電体ペーストとした。
２を０．０１〜５モル％加えた混合粉体に１０ｗｔ％の
エチル・セルＩコースを溶解したテレピン油を加えてよ
く練り誘電体ペーストとした。
アルミナ（Ａｌｔ２０ａ ）を主成分とした無機組成物
にポリビニルブチラール樹脂を結合剤として加え、セラ
ミック基板１を形成するための厚さ１ｍｍのアルミナ生
シートの小片を用意した。この生シート小片の片面に、
粒径が１μｍ前後のタングステンあるいはモリブデンを
含む導体ペーストを印刷し乾燥して導体層２に対応する
導体印刷層を設けた。この導体印刷層の上に前記誘電体
ペーストを印刷して誘電体層３に対応する誘電体印刷層
を設け、さらに前記導体ペーストを重ねて印刷し導体層
４に対応する導体印刷層を設けた。この印刷された生シ
ート小片を、水素と窒素の混合ガスに僅かな水蒸気を含
む還元性の雰囲気で、１４００〜１６００℃の高温にて
焼成した。焼結後の誘電体層３の厚みは３０μｍで、導
体層２．４間の対向面積は２５ｍｍ２であった。
にポリビニルブチラール樹脂を結合剤として加え、セラ
ミック基板１を形成するための厚さ１ｍｍのアルミナ生
シートの小片を用意した。この生シート小片の片面に、
粒径が１μｍ前後のタングステンあるいはモリブデンを
含む導体ペーストを印刷し乾燥して導体層２に対応する
導体印刷層を設けた。この導体印刷層の上に前記誘電体
ペーストを印刷して誘電体層３に対応する誘電体印刷層
を設け、さらに前記導体ペーストを重ねて印刷し導体層
４に対応する導体印刷層を設けた。この印刷された生シ
ート小片を、水素と窒素の混合ガスに僅かな水蒸気を含
む還元性の雰囲気で、１４００〜１６００℃の高温にて
焼成した。焼結後の誘電体層３の厚みは３０μｍで、導
体層２．４間の対向面積は２５ｍｍ２であった。
［実施例２］
実施例１において３ａ Ｚｒ Ｏａに替えて、ジルコン
酸ストロンヂウム（Ｓｒ Ｚｒ Ｏ３）を用いた誘電体
層ペーストとした。以降、実施例１と同じ手順を経て評
価基板を得た。
酸ストロンヂウム（Ｓｒ Ｚｒ Ｏ３）を用いた誘電体
層ペーストとした。以降、実施例１と同じ手順を経て評
価基板を得た。
［比較例］
本発明の効果を明らかにするために、ケイ素を全く含ま
ない３ａ Ｚｒ Ｏ３または３ｒ ｚｒ Ｏａ誘電体層
を有する基板と５ｉ０２を５モル％より多く含むものに
ついて評価した。
ない３ａ Ｚｒ Ｏ３または３ｒ ｚｒ Ｏａ誘電体層
を有する基板と５ｉ０２を５モル％より多く含むものに
ついて評価した。
表に、本発明のアルミナ回路基板の誘電体の電気的特性
を比較例と共に示す。面積容量および誘電体損失は、測
定周波数が１Ｋｌ１７での値を示づ。
を比較例と共に示す。面積容量および誘電体損失は、測
定周波数が１Ｋｌ１７での値を示づ。
同表から、本発明のアルミナ回路基板の誘電体層は大容
量で優れたコンデンサ特性を有していることがわかる。
量で優れたコンデンサ特性を有していることがわかる。
また、電極材料によるコンデンサ特性の大きな違いは認
められない。さらに、同表から、０．０１〜５モル％の
範囲での５ｉ０２の添加により、誘電体損失が著しく改
善されており、この効果は３ａ Ｚｒ Ｏｓ と５ｒ７
ｒＯ３の両者に共通して現われていることがわかる。こ
れは、３ｉ０２を適量含むことにより３ａ ７ｒ ０３
およびＳｒＺｒＯ３粒子の焼結性が高まり、気孔の少な
い焼結体層が得られるためであると考えられる。
められない。さらに、同表から、０．０１〜５モル％の
範囲での５ｉ０２の添加により、誘電体損失が著しく改
善されており、この効果は３ａ Ｚｒ Ｏｓ と５ｒ７
ｒＯ３の両者に共通して現われていることがわかる。こ
れは、３ｉ０２を適量含むことにより３ａ ７ｒ ０３
およびＳｒＺｒＯ３粒子の焼結性が高まり、気孔の少な
い焼結体層が得られるためであると考えられる。
まＬ Ｎ Ｓ ＋ ０２の添加によって、ＷまたはＭｏ
電極層の接着強度が高まることも確認されている。
電極層の接着強度が高まることも確認されている。
ところが、このＳｉＯ２も５モル％を越えると電極層に
拡散し電極の焼結性を妨たげ電極の抵抗値〈夷＞評価枯
婁 を高めるなどの弊害を生じる。
拡散し電極の焼結性を妨たげ電極の抵抗値〈夷＞評価枯
婁 を高めるなどの弊害を生じる。
発明の効果
以上の説明から明らかのように、本発明は３ａＺｒＯ３
またはＳｒＺｒＯ３を主成分とし３ｉをＳｉＯ２に換算
して０．０１〜５モル％含む誘電体層を基板の焼結と同
時に作製するものであり、これにより、従来では配線機
能のみが重視されてきた配線基板に対し、コンデンサ機
能を含む、回路構成上非常に有利な回路基板が提供でき
る利点があり、実用上の価値は極めて高い。
またはＳｒＺｒＯ３を主成分とし３ｉをＳｉＯ２に換算
して０．０１〜５モル％含む誘電体層を基板の焼結と同
時に作製するものであり、これにより、従来では配線機
能のみが重視されてきた配線基板に対し、コンデンサ機
能を含む、回路構成上非常に有利な回路基板が提供でき
る利点があり、実用上の価値は極めて高い。
図面は本発明のアルミナ回路基板の一実施例を模式的に
示す断面図である。 １・・・アルミナ基板 ２・・・導体層 ３・・・誘電
体層４・・・導体層 特￥１出願人 松下電器産業株式会社
示す断面図である。 １・・・アルミナ基板 ２・・・導体層 ３・・・誘電
体層４・・・導体層 特￥１出願人 松下電器産業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （＋＞ アルミナを主成分とする絶縁性基板と、タング
ステンまたはモリブデンからなる導体層と、ジルコン酸
バリウムまたはジルコン酸ストロンチウムを主成分とし
、添加物としてケイ素（Ｓｔ）を５ｉＣｈに換算して０
．０１〜５モル％含む誘電体層とを有してなるアルミナ
回路基板。 （２） 前記導体層および誘電体層表各要素成分の粉末
と結合剤とからなるペーストを絶縁性基板となるアルミ
ナ生シート上にコンデンサを形成すべく積層状態に印刷
し、これらを同時に高温焼成して形成したものである特
許請求の範囲第中頃に記載のアルミナ回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1700084A JPS60166289A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | アルミナ回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1700084A JPS60166289A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | アルミナ回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60166289A true JPS60166289A (ja) | 1985-08-29 |
Family
ID=11931734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1700084A Pending JPS60166289A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | アルミナ回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60166289A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0929207A2 (en) * | 1998-01-06 | 1999-07-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multi-layer ceramic substrate and method for producing the same |
-
1984
- 1984-02-03 JP JP1700084A patent/JPS60166289A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0929207A2 (en) * | 1998-01-06 | 1999-07-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multi-layer ceramic substrate and method for producing the same |
| EP0929207A3 (en) * | 1998-01-06 | 2000-03-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multi-layer ceramic substrate and method for producing the same |
| US6153290A (en) * | 1998-01-06 | 2000-11-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multi-layer ceramic substrate and method for producing the same |
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