JPS61151063A - 回路基板材料 - Google Patents
回路基板材料Info
- Publication number
- JPS61151063A JPS61151063A JP59271011A JP27101184A JPS61151063A JP S61151063 A JPS61151063 A JP S61151063A JP 59271011 A JP59271011 A JP 59271011A JP 27101184 A JP27101184 A JP 27101184A JP S61151063 A JPS61151063 A JP S61151063A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- psz
- thermal expansion
- gallium arsenide
- temperature
- weight
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
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】
技術分野
本発明は回路基板材料、特に低温度で動作するひ化ガリ
ウム素子を搭載するのに適する回路基板材料に関する。
ウム素子を搭載するのに適する回路基板材料に関する。
従来技術
ひ化ガリウムを常温の２９３Ｋから動作温度の７７Ｋま
で冷却したときの熱膨張はおよそ−１，ＯＸ １０−３
の値を示す。ここでいう熱膨張とは、測定温度における
長さと基準温度（２９３Ｋ）における長さの差対２９３
Ｋにおける長さの比であって基準温度における長さより
も収縮する場合は負の値である。ひ化ガリウム素子を搭
載する回路基板材料は常温から動作温度まで冷却する過
程および動作温度において、熱膨張がほぼひ化ガリウム
と一致することが望ましいが、このような熱膨張の特性
を有し、しかも低融点の銅導体を損傷しない温度で同時
に焼成可能な回路基板材料は従来知られていない。
で冷却したときの熱膨張はおよそ−１，ＯＸ １０−３
の値を示す。ここでいう熱膨張とは、測定温度における
長さと基準温度（２９３Ｋ）における長さの差対２９３
Ｋにおける長さの比であって基準温度における長さより
も収縮する場合は負の値である。ひ化ガリウム素子を搭
載する回路基板材料は常温から動作温度まで冷却する過
程および動作温度において、熱膨張がほぼひ化ガリウム
と一致することが望ましいが、このような熱膨張の特性
を有し、しかも低融点の銅導体を損傷しない温度で同時
に焼成可能な回路基板材料は従来知られていない。
問題点
熱膨張がひ化ガリウム（ＧａＡｓ）に近い材料としては
、常温の２９３Ｋから７７Ｋに冷却したときの熱膨張が
ほぼ−１，ＯＸ １０−”の値を示す部分安定化ジルコ
ニアがある。部分安定化ジルコニアとは、単斜晶形ジル
コニアに安定化物質を加え正方晶形ジルコニアまたは立
方晶形ジルコニアを含存させて、温度変化に対する構造
の安定化がなされたものであり、一般にＰＳＺと略称す
る。しかし、ジルコニアは融点が約２７００℃であって
、これのみでは低融点の銅等の金属材料と同時に焼成で
きる基板材料を形成することができない。他方、ほうけ
い酸ガラスは２９３Ｋから７７Ｋに冷却したときの熱膨
張がその種類によって、−５Ｘｌ０−’〜−８Ｘ１０−
’程度でありひ化ガリウムにかなり近い値を有するもの
があるので、マトリックスとして使用することが・可能
である。このようなほうけい酸ガラスをマトリックスと
し部分安定化ジルコニアを混合して、２９３に〜７７Ｋ
においてひ化ガリウムに近い熱膨張を存するガラス−セ
ラミック複合材料を得ることが解決すべき問題点である
。
、常温の２９３Ｋから７７Ｋに冷却したときの熱膨張が
ほぼ−１，ＯＸ １０−”の値を示す部分安定化ジルコ
ニアがある。部分安定化ジルコニアとは、単斜晶形ジル
コニアに安定化物質を加え正方晶形ジルコニアまたは立
方晶形ジルコニアを含存させて、温度変化に対する構造
の安定化がなされたものであり、一般にＰＳＺと略称す
る。しかし、ジルコニアは融点が約２７００℃であって
、これのみでは低融点の銅等の金属材料と同時に焼成で
きる基板材料を形成することができない。他方、ほうけ
い酸ガラスは２９３Ｋから７７Ｋに冷却したときの熱膨
張がその種類によって、−５Ｘｌ０−’〜−８Ｘ１０−
’程度でありひ化ガリウムにかなり近い値を有するもの
があるので、マトリックスとして使用することが・可能
である。このようなほうけい酸ガラスをマトリックスと
し部分安定化ジルコニアを混合して、２９３に〜７７Ｋ
においてひ化ガリウムに近い熱膨張を存するガラス−セ
ラミック複合材料を得ることが解決すべき問題点である
。
解決手段
上記問題点はほうけい酸ガラス粉末２０〜４０重量％と
部分安定化ジルコニア粉末６０〜８０重量％との混合物
を主原料とする成形体を作製し、５００〜７００℃で仮
焼成した後、９５０°Ｃより低い温度で本焼成したこと
を特徴とする回路基板材料によって解決することができ
る。
部分安定化ジルコニア粉末６０〜８０重量％との混合物
を主原料とする成形体を作製し、５００〜７００℃で仮
焼成した後、９５０°Ｃより低い温度で本焼成したこと
を特徴とする回路基板材料によって解決することができ
る。
実施例および比較例
ほうけい酸ガラス（コーニング社、商品番号７０５２、
平均粒度３２５メソシユ以下）と部分安定化ジルコニア
（ＰＳＺ） （第−稀元素工業に、に、、商品名ＦＳ
Ｄ、平均粒度３２５メツシュ以下）の粉末５０重量％と
ポリビニルブチラールを主成分とした有機バインダ１１
重量％とメチルエチルケトンを主成分とした溶剤３９重
量％とを共に４８時間ボールミ・リングしてスラリーと
した。このときＰＳＺ含量はガラス、セラミック材料の
全量に対して６０゜７０ 、８０重量％とした。スラリ
ーを脱泡し粘度調整した後、ドクターブレード法により
テープ成形し、このグリーンシート１０枚を１３０°Ｃ
、３２ＭＰａで加圧・積層し、６００°Ｃで２時間仮焼
成後、２時間本焼成して試料を作製した。このとき本焼
成の温度は８５０℃〜１０５０℃の範囲で変化させた。
平均粒度３２５メソシユ以下）と部分安定化ジルコニア
（ＰＳＺ） （第−稀元素工業に、に、、商品名ＦＳ
Ｄ、平均粒度３２５メツシュ以下）の粉末５０重量％と
ポリビニルブチラールを主成分とした有機バインダ１１
重量％とメチルエチルケトンを主成分とした溶剤３９重
量％とを共に４８時間ボールミ・リングしてスラリーと
した。このときＰＳＺ含量はガラス、セラミック材料の
全量に対して６０゜７０ 、８０重量％とした。スラリ
ーを脱泡し粘度調整した後、ドクターブレード法により
テープ成形し、このグリーンシート１０枚を１３０°Ｃ
、３２ＭＰａで加圧・積層し、６００°Ｃで２時間仮焼
成後、２時間本焼成して試料を作製した。このとき本焼
成の温度は８５０℃〜１０５０℃の範囲で変化させた。
得られた試料について２９３に〜７７に間の熱膨張の測
定およびＸ線回折の測定を行った。
定およびＸ線回折の測定を行った。
第１表はＸ線回折の結果を示し、ｐｓｚ含量と焼成温度
とによって、結晶がＰＳＺからジルコン（ＺｒＯｚ・Ｓ
ｉＯ□）に変ることを知ることができる。
とによって、結晶がＰＳＺからジルコン（ＺｒＯｚ・Ｓ
ｉＯ□）に変ることを知ることができる。
すなわち、ＰＳＺ含量が６０〜８０重量％の範囲におい
て、焼成温度が９５０℃以上でジルコン結晶が生成する
。
て、焼成温度が９５０℃以上でジルコン結晶が生成する
。
第１表／Ｘ線回折結果
Ａ：ＰＳＺ結晶
Ｂ：ジルコン（Ｚｒ（ｈ Ｈ５ｉｎ２）結晶第１〜７図
はガラス−セラミックの試料のＰＳＺ含量と焼成温度と
によって、熱膨張が変る状況をひ化ガリウムの熱膨張と
対比して示し、これらより以下のことがわかる。
はガラス−セラミックの試料のＰＳＺ含量と焼成温度と
によって、熱膨張が変る状況をひ化ガリウムの熱膨張と
対比して示し、これらより以下のことがわかる。
（１１ＰＳＺ含量が多いほど熱膨張の絶対値が大きくな
り、ひ化ガリウムのそれに近づく。
り、ひ化ガリウムのそれに近づく。
（２）焼成温度が９５０°Ｃ以上となると、熱膨張の絶
対値が小さくなり、ひ化ガリウムのそれとの差が大きく
なる。
対値が小さくなり、ひ化ガリウムのそれとの差が大きく
なる。
特に第１および２図より明らかなように、（３１ＰＳＺ
含量６０〜８０重量％において、焼成温度８５０℃、９
００℃のときに、常温の２９３Ｋから、２００Ｋ 。
含量６０〜８０重量％において、焼成温度８５０℃、９
００℃のときに、常温の２９３Ｋから、２００Ｋ 。
１５０におよび７７Ｋに冷却したときの各熱膨張はひ化
ガリウムのそれと極めて近い。
ガリウムのそれと極めて近い。
また第１表のＸ線回折の結果によると、焼成温度９５０
℃以上ではジルコン（ＺｒＯｚ・５ｉＯｚ）が生成し、
これは熱膨張の絶対値が小さいので上記（２）項の原因
になると考えられる。
℃以上ではジルコン（ＺｒＯｚ・５ｉＯｚ）が生成し、
これは熱膨張の絶対値が小さいので上記（２）項の原因
になると考えられる。
なお、焼成後の基板は熱膨張以外の特性として、いずれ
も抗折強度７０ＭＰａ以上、比誘電率１２以下であり、
回路基板材料として充分な値を示した。
も抗折強度７０ＭＰａ以上、比誘電率１２以下であり、
回路基板材料として充分な値を示した。
発明の効果
本発明の回路基板材料は、常温からひ化ガリウムの動作
温度まで冷却する過程において、熱膨張がひ化ガリウム
の熱膨張との差が小さいので、ひ化ガリウム素子搭載用
の基板とすることができ、しかも焼成温度が９５０℃よ
り低いので、融点が低くかつ電気抵抗率が低い銅または
金等の金属を多層配線することが可能な利点を有する。
温度まで冷却する過程において、熱膨張がひ化ガリウム
の熱膨張との差が小さいので、ひ化ガリウム素子搭載用
の基板とすることができ、しかも焼成温度が９５０℃よ
り低いので、融点が低くかつ電気抵抗率が低い銅または
金等の金属を多層配線することが可能な利点を有する。
さらに本発明の回路基板材料は、第８図に示すようにフ
リップチップ実装した多層配線基板として、ひ化ガリウ
ム素子の高速性を十分に活用することができる。
リップチップ実装した多層配線基板として、ひ化ガリウ
ム素子の高速性を十分に活用することができる。
第１図は８５０℃焼成のＰＳＺ−ほうけい酸ガラス系ガ
ラスーセラミックＰＳＺ含量と熱膨張との関係を示すグ
ラフであり、 第２図は９００°Ｃ焼成のＰＳＺ−ほうけい酸ガラス系
ガラスーセラミックのＰＳＺ含量と熱膨張との関係を示
すグラフであり、 第３図は９５０°Ｃ焼成のＰＳＺ−ほうけい酸ガラス系
ガラスーセラミックのＰＳＺ含量と熱膨張との関係を示
すグラフであり、 第４図は１０５０℃焼成のＰＳＺ−ほうけい酸ガラス系
ガラスーセラミックのＰＳｚ含量と熱膨張との関係を示
すグラフであり、 第５図はｐｓｚ含量６０重量％のｐｓｚ−ほうけい酸ガ
ラス系ガラスーセラミックの焼成温度と熱膨張との関係
を示すグラフであり、 第６図はｐｓｚ含量７０重量％のｐｓｚ−ほうけい酸ガ
ラス系ガラスーセラミックの焼成温度と熱膨張との関係
を示すグラフであり、 第７図はｐｓｚ含量８０重量％のｐｓｚ−ほうけい酸ガ
ラス系ガラスーセラミックの焼成温度と熱膨張との関係
を示すグラフであり、 第８図はフリップチップ実装と多層配線回路基板の略断
面図である。 １・・・回路基板、 ２・・・ひ化ガリウム素子、３・
・・配線材料、 ４・・・はんだ。
ラスーセラミックＰＳＺ含量と熱膨張との関係を示すグ
ラフであり、 第２図は９００°Ｃ焼成のＰＳＺ−ほうけい酸ガラス系
ガラスーセラミックのＰＳＺ含量と熱膨張との関係を示
すグラフであり、 第３図は９５０°Ｃ焼成のＰＳＺ−ほうけい酸ガラス系
ガラスーセラミックのＰＳＺ含量と熱膨張との関係を示
すグラフであり、 第４図は１０５０℃焼成のＰＳＺ−ほうけい酸ガラス系
ガラスーセラミックのＰＳｚ含量と熱膨張との関係を示
すグラフであり、 第５図はｐｓｚ含量６０重量％のｐｓｚ−ほうけい酸ガ
ラス系ガラスーセラミックの焼成温度と熱膨張との関係
を示すグラフであり、 第６図はｐｓｚ含量７０重量％のｐｓｚ−ほうけい酸ガ
ラス系ガラスーセラミックの焼成温度と熱膨張との関係
を示すグラフであり、 第７図はｐｓｚ含量８０重量％のｐｓｚ−ほうけい酸ガ
ラス系ガラスーセラミックの焼成温度と熱膨張との関係
を示すグラフであり、 第８図はフリップチップ実装と多層配線回路基板の略断
面図である。 １・・・回路基板、 ２・・・ひ化ガリウム素子、３・
・・配線材料、 ４・・・はんだ。
Claims (1)
- １、ほうけい酸ガラス粉末２０〜４０重量％と部分安定
化ジルコニア粉末６０〜８０重量％との混合物を主原料
とする成形体を作製し、５００〜７００℃で仮焼成した
後、９５０℃より低い温度で本焼成したことを特徴とす
る、回路基板材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271011A JPS61151063A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 回路基板材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59271011A JPS61151063A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 回路基板材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61151063A true JPS61151063A (ja) | 1986-07-09 |
Family
ID=17494165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59271011A Pending JPS61151063A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 回路基板材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61151063A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4120055A1 (de) * | 1990-06-20 | 1992-01-09 | Toyota Motor Co Ltd | Turboladersystem in reihenanordnung fuer eine brennkraftmaschine |
| US5275889A (en) * | 1990-09-20 | 1994-01-04 | Fujitsu Limited | Multi-layer wiring board |
| JPH06211571A (ja) * | 1993-01-20 | 1994-08-02 | Nec Corp | 低温焼結性無機組成物 |
-
1984
- 1984-12-24 JP JP59271011A patent/JPS61151063A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4120055A1 (de) * | 1990-06-20 | 1992-01-09 | Toyota Motor Co Ltd | Turboladersystem in reihenanordnung fuer eine brennkraftmaschine |
| US5275889A (en) * | 1990-09-20 | 1994-01-04 | Fujitsu Limited | Multi-layer wiring board |
| JPH06211571A (ja) * | 1993-01-20 | 1994-08-02 | Nec Corp | 低温焼結性無機組成物 |
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