JPS6221739B2

JPS6221739B2 -

Info

Publication number: JPS6221739B2
Application number: JP8169983A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kokubu; Jiro Chiba
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1983-05-12
Filing date: 1983-05-12
Publication date: 1987-05-14
Also published as: JPS59207853A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はガラス組成物に関する。絶縁基板上に厚膜法により抵抗体、導体の回
路、この回路上に絶縁層、該絶縁層上に上部導体
を形成した単層厚膜回路部品、絶縁層を介して複
数の回路を形成した多層厚膜回路部品が電子部品
として提案されている。かかる部品の絶縁層用ガ
ラスとしては、PbO―B₂O₃―SiO₂系ガラスが知
られている。しかしながら、かかるガラスは上部導体の焼成
過程において、PbO又はB₂O₃が導体に拡散し導
体上にまで浮き出る結果、上部導体に端子等をハ
ンダ付けする際のハンダ濡れ性を著しく悪化させ
る難点があつた。また、焼成による抵抗体の抵抗
値変化率及びバラツキが大きく、目的とする抵抗
値が得られ難いという難点があつた。本発明は、かかる難点を解決した新規なガラス
組成物の提供を目的とする。即ち、本発明は、ガラス粉末70〜99重量％とフ
イラー１〜30重量％とからなり、該ガラス粉末は
重量表示％で SiO₂ 41〜50 Al₂O₃ ２〜15 BaO 30〜45 ZnO ５〜20 CaO＋Mgo 0.5〜２ ZrO₂ 0.5〜４ SnO₂ 0.1〜1.5 R₂O 0.05〜1.5 （ＲはLi，Na及び／又はＫである）の範囲の
組成であり、該フイラーはZrSiO₄，2MgO・SiO₂
及び／又はAl₂O₃であるガラス組成物である。本発明によれる組成物で厚膜回路の絶縁層を形
成すると、その上に形成される上部導体の焼成過
程でPbO又はB₂O₃が導体に拡散することがない
ので、該導体とのハンダ濡れ性が極めてよい。ま
た、該絶縁層は焼成により回路中の抵抗体に影響
を与えることが極めて少ないので抵抗体の抵抗値
変化率及びバラツキが極めて少ない。本発明による組成物は厚膜回路の絶縁層用ガラ
スとして効適であるが、該組成物に導電粉末を添
加して、導体又は抵抗体を厚膜法によつて形成す
るためのバインダーガラスとしても使用できる。本発明による組成物は、適当なビヒクルを混練
してペースト化し、スクリーン印刷等により塗布
したのち焼成することによりガラス層を形成す
る。この焼成過程で一部結晶化し、その結晶とし
ては、主としてBaAl₂SiO₈であるが、3BaO・
SiO₈も微量含まれる。本発明による組成物の限定理由は次の通りであ
る。組成物中のフイラーは、焼成過程におけるガラ
スと導体又は抵抗体との反応を低減する目的で添
加される。具体的にはZrSiO₄，ZrO₂，2MgO・
SiO₂又はAl₂O₃が、かかる目的が達成でき、か
つ、比較的入手し易いので望ましい。本発明の組
成物においては、ガラスの粉末の残部としてフイ
ラーが１〜30重量％添加されるが、１％より少な
いと上記目的が達成されず、30％より多いとガラ
ス成分が不足し緻密なガラス層が形成され難い。
フイラーは上記範囲中２〜25重量％の範囲より望
ましい。ガラス粉体のSiO₂は、ガラスのネツトワーク
フオーマであり、一部焼成により析出する結晶の
成分でもある。SiO₂＜41重量％では、軟化温度
が低くなりすぎ、焼成時に流動し過ぎる回路のパ
ターンを変形させ易く、また、導体、抵抗体との
反応性が増加し、それらの特性を損なう恐れがあ
るので好ましくない。一方、SiO₂＞50重量％で
は、ガラス粉末を製造する際の溶解性が低下する
とともに、軟化温度が高くなり、焼成温度が高く
なり過ぎるので好ましくない。SiO₂は上記範囲
中41〜48重量％の範囲がより望ましい。 Al₂O₃は析出結晶の成分である。Al₂O₃＜２重
量％では結晶が析出し難く、Al₂O₃＞15重量％で
はガラス化し難くなる。Al₂O₃は上記範囲中３〜
14重量％の範囲がより望ましい。 BaOはガラス粉末を製造する際の溶解性を向上
する作用をすると共に析出結晶の成分でもある。
BaO＜30重量％では、ガラスの軟化温度が高くな
り過ぎ、焼成温度が高くなり過ぎるので好ましく
ない。また、BaO＞45重量％では、熱膨脹係数が
大きくなり過ぎ、アルミナ等の基板に対しては適
用が難かしくなる。BaOは上記範囲中31〜42重量
％の範囲がより望ましい。 ZnOは、ガラス粉末製造における溶解性を向上
する作用がある。ZnO＜５重量％では、ガラスの
軟化温度が高すぎる。ZnO＞20重量％では、ガラ
スの軟化温度が低すぎ、焼成時に回路パターンを
変形したり、導体、低抗体との反応性が増し特性
を損う恐れがある。ZnOは上記範囲中８〜18重量
％の範囲がより望ましい。 CaO及びMgOは、ガラス粉末製造時の溶解過
程で生じる失透の防止作用および焼成時に析出す
る結晶の生成速度を調整する作用を有する。CaO
＋MgO＜0.5重量％では、かかる作用が少なく、
CaO＋MgO＞２重量％では、ガラスの熱膨脹係
数が大きくなりすぎ、いずれも好ましくない。
CaO＋MgOは上記範囲中１〜1.5重量％の範囲が
より望ましい。 ZrO₂は、焼成後のガラスを高軟化点化する作
用及び焼成時の結晶の析出速度を調整する作用を
有する。 ZrO₂＜0.5重量％では、かかる作用効果が不充
分であり、ZrO₂＞４重量％では、ガラスの軟化
温度が高くなり過ぎ、いずれも好ましくない。
ZrO₂は上記範囲中１〜３重量％の範囲がより望
ましい。 SnO₂は、ガラスの耐水性、耐酸性を向上する
ために添加する。SnO₂＜0.1重量％では、添加に
よる上記効果が少なく、1.5重量％より多く添加
しても、その効果は向上しない。SnO₂は上記範
囲中0.5〜１重量％の範囲がより望ましい。 R₂O（ＲはLi，Na及び／又はＫである）は、
ガラスの軟化温度を低下させる作用及び化学的耐
久性、特に耐酸性の向上作用を有する。R₂O＜
0.05重量％では、かかる作用が不充分であり、
R₂O＞1.5重量％では、熱膨脹係数が大きくなり
過ぎ、いずれも好ましくない。R₂Oは上記範囲中
0.1〜１重量％の範囲がより望ましい。本発明による組成物は、次のようにして製造す
ることができる。常法により、目標組成となるように各原料を秤
量し混合し溶融する。次いで溶融したガラスを板
状、フレーク状に成形し、水砕または機械的粉砕
によりガラス粉末を製造する。次いで、かかるガ
ラス粉末とフイラーとを所定割合で混することに
より本発明の組成物が製造される。かくして製造された組成物は、適当な有機ビヒ
クルを用いて混練され、ペースト化されて使用さ
れる。かかるペーストにAg，Cu等の導電性金属粒子
を添加することにより導電性ペーストとすること
ができ、また、RuO₂等の抵抗性粒子を添加する
ことにより抵抗体ペーストとすることができる。
これらのペーストは、常法の印刷を行なつた後、
850〜950℃の温度で焼成することにより絶縁層、
導体、抵抗体を形成できる。実施例表１の目標組成のガラスになるように、各原料
を秤量し混合した後、これをルツボに入れ、
14001500℃に加熱し、２〜３時間撹拌しつつ溶解
した。次いで、溶解したガラスを水砕しガラス粉
末を製造した。次いで、このガラス粉末とフイラ
ーとが同表に記載の割合になるように秤量し、ポ
ツトミル中で微粉砕しつつ混合し、同表記載の組
成物を製造した。なお、ガラス粉末及びフイラー
粉末の粒径は、フアインパターンを形成する場合
には最大45μｍ、平均２μｍ以下とするのが望ま
しい。この組成物によるガラスの特性を調べるために
上記組成物にα―テルピネオール95％及びエチル
セルロース５％からなる有機ビヒクルを添加しペ
ースト化した。このペーストを印刷焼成してガラ
ス層を形成し、このガラス層について同表記載の
特性を測定し、その結果を併記した。なお、表の
資材No.７は従来のもので比較のために示した。同表から明らかなように、本発明による組成物
は抵抗体の抵抗値変化率が極めて少なく優れたも
のである。なお、同表に示した特性値は次のものである。絶縁抵抗：ガラスにDC100Vを印加したときの室
温における抵抗値Ωである。誘電率：1KHzの電圧印加における室温での値で
ある。上部導体のハンダ濡れ性：ガラス上に形成した厚
膜導体を230℃±５℃に溶融した２％Agを含
むPb―Sn共晶ハンダ浴に３秒間浸漬し引上
げる。これにより導体表面積の90％以上がハ
ンダに濡れているものを良とした。焼結断面構造：ガラスの断面を走査型電子顕微鏡
により観察し気泡のないものを良とした。抵抗体の抵抗値変化率：アルミナ基板上に厚膜抵
抗ペーストを印刷焼成により抵抗体を形成し
この抵抗値を測定する。次いでこの抵抗体に
ガラスペーストにより絶縁層を形成し抵抗体
の抵抗値を測定する。絶縁層は形成する前後
の抵抗体の抵抗値変化を示す。（＋は絶縁層
を形成することにより抵抗値が増加したこと
を示す。）

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１ガラス粉末70〜99重量％とフイラー１〜30重
量％とからなり、該ガラス粉末は重量％表示で SiO₂ 41〜50 Al₂O₃ ２〜15 BaO 30〜45 ZnO ５〜20 CaO＋Mgo 0.5〜２ ZrO₂ 0.5〜４ SnO₂ 0.1〜1.5 R₂O 0.05〜1.5 （ＲはLi，Na及び／又はＫである。）の範囲の
組成であり、該フイラーはZrSiO₄，2MgO・SiO₂
及び／又はAl₂O₃であるガラス組成物。２前記ガラス粉末は重量％表示で SiO₂ 41〜48 Al₂O₃ ３〜14 BaO 31〜42 ZnO ８〜18 CaO＋Mgo １〜1.5 ZrO₂ １〜３ SnO₂ 0.5〜１ R₂O 0.1〜１の範囲の組成である特許請求の範囲第１項記載の
組成物。３前記ガラス粉末75〜98重量％と前記フイラー
２〜25重量％とからなる特許請求の範囲第１項又
は第２項記載の封着用組成物。