JPS61122159A

JPS61122159A - 絶縁性磁器組成物

Info

Publication number: JPS61122159A
Application number: JP59242031A
Authority: JP
Inventors: 健一星; 吉見　尚; 正一登坂
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1984-11-16
Filing date: 1984-11-16
Publication date: 1986-06-10
Also published as: JPH024549B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、多層配線基板等の材料として使用される絶縁
磁器組成物に関する。

〔従来の技術〕

アルミナ磁器は、Ｍｏ、Ｗ等を内部導体とした多層回路
基板として用いられている。

この種の多層回路基板は３次ぎの方法によって製作する
。まず、Ａｌ２Ｏ３粉末が９６％と。

残部がＳ　ｉ０２．ＭｇＯ，ＣａＯ等の粉末からなる磁
器原料と、ポリビニルブチラール等からなるバインダを
混練してスラリ状にする。これからドクターブレード法
等により、長尺の未焼成磁器シートを作製する。これを
所定の寸法に切断し、その表面にＭｏ、Ｗ等の導電ペー
ストを用いて配線パターンをスクリーン印刷する。

これを複数枚積層し、圧着したものを、還元雰囲気中に
於いて、　１５００〜１６００℃の温度で焼成してアル
ミナ磁器多層回路基板を得る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

多層回路基板に使用される従来のアルミナ磁器は、熱膨
張係数が７．５ｘｌＯ’／℃と大きく。

熱衝撃に弱いという問題があった。従って、従来の磁器
から作られた多層回路基板に数十度の温度差の熱衝撃を
与えるとクランクが発生する。

このため、多層配線基板に電子部品を半田付けする際に
は、同基板を半田の熔けている温度とはソ゛同等の温度
まで、ゆっくり時間をかけて加熱していく予熱工程を必
要とした。

本発明の目的は、熱膨張係数が７．５ｘｌＯ’／“Ｃよ
り小さな絶縁性磁器組成物を提供することによって、上
記のような問題を解決することである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の絶縁性磁器組成物は、Ａｌ２Ｏ３を２５〜６０
重量％と、ＳｉＯ２を１０〜４０重量％と。

ＣａＯ、ＳｒＯ，ＢａＯの１種以上からなる成分を１〜
２０重量％と、ＭｇＯを１〜１５重量％と。

Ｂ２Ｏ３を３〜３０重量％と、Ｌｉ２Ｏを０．１〜３Ｍ
量％とからなるものである。

〔実施例〕

次ぎに本発明の実施例について説明する。まずＡｌ２Ｏ
３粉末１８０ｇと、５ｉＱ２粉末３０ｇと、ＣａＯ３粉
末５３．５５　ｇと、ＭｇＯ粉末１５ｇと、Ｌ　ｉ２　
ＣＯ３粉末０．７５　ｇと、Ｂ２Ｏ３粉末４４．７ｇと
を、磁器製ボールミルポットに入れ１５時間混合した。

これを空気中において８００　”Ｃで仮焼成し、再び上
記ポットで１５時間粉砕して混合粉末を得た。この粉末
２００　ｇにアクリル樹脂２４ｇと、アリルスルホン酸
１ｇと、水６０ｇとを加えて、１０時間混合してスラリ
ーを得た。このスラリーからドクターブレード法により
、厚さ０．２７ｉｏ＋の未焼成磁器シートを作製し、こ
れをｉｏａｍ角に切断した。

そしてこのシートから次ぎの３種類の未焼成試料を作っ
た。一つは上記シートから直径１６ｍｍの円形に打ち抜
いた円板形のものである。他の一つは上記シートを１７
枚重ねて圧着したものを。

長さ３６ｍ９幅４鶴、厚さ４Ｍの寸法に切断した角形の
ものである。そしてもう一つは上記シートにＮｉを主成
分とする導電ペーストを用いて配線パターンを印刷し、
これを６枚重ね、さらにその上に印刷しないシートを１
枚重ねて、これを圧着し、　１５Ｘ３０Ｘ　１．５鶴の
寸法に切断した積層体である。

これらを空気中で毎時１ｏｏ℃の割合で６００　’Ｃま
で昇温し、この温度のま＼、炉内の雰囲気をＮ２９７容
量％とＮ２３容量％のガスで置換した。

続いて９５０℃の温度で３時間焼成した後、この雰囲気
のま＼常温まで冷却した。

こうして焼成された試料の内、まず円板形の試料には９
両生面にＩｎ−Ｇａの合金を直径１０寵に塗布して電極
を設けた。そしてこれについて２５℃の温度でＩＭＨｚ
の周波数における静電容量Ｃを測定し、その値から比誘
電率εを求めた。

その結果、比誘電率εは６．９であった。また。

同じ条件で測定したクォリティーファクタＱは。

１８００であった。さらに上記電極間に５００Ｖの直流
を印加し、印加直後から６０秒後の絶縁抵抗値を測定し
、その値から抵抗率ρを求めた。その結果、抵抗率ρは
８Ｘ１０１ＡΩ■であった。

次ぎに角形の試料を使用して、２０〜５００℃の温度間
に於ける線膨張係数αの測定を行った。

その結果、線膨張係数αは５．９Ｘ１０６／”ｃであっ
た。

また、積層体の試料については、これを予熱せずに常温
から２５０℃の溶融半田槽中に３秒間浸漬した後引き上
げ、続いて常温まで自然冷却し、これによってクラック
等が発生したか否かを見た。この結果、クラック等の発
生は認められなかった。

なお、これらの試験結果を別表の試料１１ｋＬｌの欄に
示す。

以下別表の試料ｌ１ｌＩＩＬ２〜５６についても、上記
試料磁１と同じ方法と条件で各欄に記載された組成をを
する絶縁磁器組成物がら３種類の試料を作り、これらに
ついてそれぞれ同様の試験を実施した。但し、焼成温度
は各試料毎に異なり。

それぞれ各欄に示す温度で行った。また、これら試料の
内、阻２〜５６は、上記試料魚１と同じ非酸化雰囲気中
で焼成したが、試料ｍｌｂ、　５ｂ。

１０ｂ、１５ｂ、２０ｂ、２５ｂ、３０ｂ、３５ｂ、４
０ｂ、４５ｂ、５０ｂ、５５ｂ　ニついては、それぞれ
試料１．　５．１０．１５．２０゜２５、３０．３５．
４０．４５．５０．５５と同じ組成比のものを、空気中
で焼成した。なお、後者の試料には、配線パターン用の
導電ペーストとしてＰｄを主な導電成分としたものを使
用した。

この結果、上記試料１〜５６は、何れも比誘電率εが５
〜８．Ｑが１０００〜２０００．抵抗率ρが１ｘｌＱ１
４〜３Ｘ１０１５Ωｃｍであった。これらの具体的な数
値の掲載は省略する。

〔比較例〕

上記実施例と比較のため、同じ方法と条件で本発明の組
成要件を満たさない磁器組成物から３種の試料を作った
。そしてそれぞれについて同様の試験を実施し、この結
果を別表の試料隘５７〜６７の欄に示した。なお、これ
らは何れも上記試料磁１と同じ非酸化雰囲気中において
、それぞれ別表各欄に示す温度で焼成した。

〔作　用〕

本発明による磁器組成物の成分を上記のように限定した
理由を、上記実施例と比較例の結果を参照しながら説明
する。

（１）Ｓｉ０２の含有量が１０〜４０重量％の範囲にあ
るものは、これを８５０℃〜１０００℃の温度で焼成す
ることにより、比誘電率εＩＱＩ抵抗率抵抗率上いて、
それぞれ前掲の値が得られた。また、線膨張係数αは７
．５Ｘ１０’／℃より小さかった。

一方、これよりＳｉＯ２の含有量が少ない試料１例えば
５重量％の試料５７では抗折強度やＱが上記のものより
小さかった。また、この含有量が多い試料５例えば４５
重量％の試料５８も抗折強度と抵抗率ρが上記のものよ
り小さかった。

（２）　　ＣａＯ、ＳｒＯ，ＢａＯの１種以上からなる
成分が１〜２０重量％の範囲にあるものは、これを８５
０〜１０００℃の温度で焼成することにより。

比誘電率ε、Ｑ、抵抗率ρ等について、それぞれ前掲の
値が得られた。また、線膨張係数αが３・、Ｏ〜６．Ｏ
Ｘ　１０−６／　”Ｃと小さかった。

これら成分の含有量がこれより少ない試料。

例えば０．５重量％の試料６６と、逆に多い試料。

例えば２５重量％の試料６７とは、抗折強度と抵抗率ρ
が上記め値より小さかった。

（３１Ａ１２０３の含有量が２５〜６０重量％の範囲に
あるものは、これを８５０〜１０００℃の温度で焼成す
ることにより、比誘電率ε＋Ｑ＋抵抗率ρ等について、
それぞれ前掲の値が得られた。また、線膨張係数αが３
．０〜６．ＯＸ　１０−６／　”Ｃと小さかった。

一方、この成分の含有量がこれより少ない試料１例えば
１５重量％の試料５９は、抗折強度が上記のものより低
くかった。これとは逆に、含有量の多い例えば７０重量
％の試料６０は比誘電率εと線膨張係数αが上記のもの
より大きかった。

＋４１Ｂ２０３の含有量が３〜３０重量％のものは。

これを８５０〜１０００℃の温度で焼成することにより
、比誘電率ε＋Ｑ＋抵抗率ρ等について、それぞれ前掲
の値が得られた。また、線膨張係数αが小さかった。

この成分の含有量がこれより少ない試料１例えば１重量
％の試料６１は、抵抗率ρやＱが上記のものより小さか
った。これとは逆にこの成分の多い４０重量％の試料６
２は気泡が生じ、基板用の材料として不適当であった。

（５）Ｌｉ２０の含有量が０．１〜３重量％の範囲にあ
るものは、抵抗率ρが　１Ｑ１４Ωａｍ以上を示し、線
膨張係数が３．０〜６．ＯＸ　１０−６／　”Ｃと小さ
かった。

しかし、Ｌｉ２Ｏの成分の含有量がこれより少ないもの
は線膨張係数αが上記のものより大きい。また、３重量
％を越える試料６３では、線膨張係数αが３．０〜６．
ＯＸ　１０−６／　’Ｃと小さかったが、抵抗率ρが１
０１３ΩＧ以下と低かった。

（６１ＭｇＯの含有量が１〜１５重量％の範囲にあるも
のは、これを８５０〜１０００℃の温度で焼成すること
により、比誘電率εＩＱＩ抵抗率抵抗率上れぞれ前掲の
値を示した。また、線膨張係数αが３．ＯＸ　１０−６
／　’Ｃと小さかった。

一方、この成分の含有量がこれより少ないものは気泡が
あり抗折強度が上記のものより弱かった。これとは逆に
含有量が多いもの１例えば２０重量％の試料６５は、Ｑ
と抵抗率ρが上記のものより低かった。

〔発明の効果〕

以上説明した通り１本発明の絶縁磁器組成物によれば、
３．０〜６．Ｏｘ　１０’　／　°ｃと小さい線膨張係
数αが得られる。従ってこの磁器組成物を用いた多層回
路基板等は、２３０℃程度の温度差による熱衝撃を受け
てもクラック等が発生しない。

よって、上記基板等に２３０℃の温度で半田付けする際
に、常温から基板をゆっくりこの温度まで加熱する予熱
工程を省略することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

Ａｌ＿２Ｏ＿３を２５〜６０重量％と、ＳｉＯ＿２を１
０〜４０重量％と、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの１種以上
からなるものを１〜２０重量％と、ＭｇＯを１〜１５重
量％と、Ｂ＿２Ｏ＿３を３〜３０重量％と、Ｌｉ＿２Ｏ
を０．１〜３重量％とからなることを特徴とする絶縁性
磁器組成物。