JPS623039A - 絶縁層用材料 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、特に厚膜多層基板に使用して好適する絶縁
層用材料の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

周知のように、近時では、電子機器等の小形軽量化を図
るために、混成集積回路が多く使用されるようになって
きている。この混成集積回路は、例えばアルミナ等のセ
ラミック材料でなる絶縁基板上に導体材料及び抵抗材料
等を印刷・焼成して配線層を形成してなる厚膜基板に、
チップタイグの受動素子や能動素子を半田付けして構成
されるものである。そして、近時では、電子機器の小形
軽量化のため、なお一層の高密度化が要求されており、
厚膜基板としても上記配線層を絶縁層を介して多層に形
成することが行なわれている。

ここで、上記のような厚膜多層基板に使用される絶縁層
としては、上層及び下層の配線層間の絶縁性能が高いこ
との外に、絶縁層を形成する際にすでに形成されている
印刷抵抗体に対して抵抗値変動を生じさせないこと、絶
縁層上に形成された上層導体の半田濡れ性が良いこと、
及び密着性が良いこと等が、必要な条件とされている。

従来では、上記絶縁層として、８５０〜９５０℃の高温
で焼成される結晶化ガラスが使用されているが、絶縁層
下の印刷抵抗体が絶縁層形成時に高温のため再焼成され
るために、その抵抗値を大きく変動させてしまうという
問題を有している。そこで、従来より、約６００℃前後
の低温で焼成することができる絶縁層用ガラス組成物が
要求されており、例えば特開昭５９−１２９４５５号公
報に示されるような、５５０〜６５０℃の結晶化温度を
持つ、低温焼成用の組成物が開発されてきている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、上記のように完全に結晶化したガラスは
、比較的ピンホールが生じ易く、上層及び下ノーの配線
層間の絶縁不良を生じ易く、また上層配線層が密着しに
くいという問題を有している。さらに、上記のような組
成のガラス組成物では、絶縁基板に対する濡れ性が良く
なく、密着力も不十分であるという不都合を有している
。

〔発明の目的〕

この発明は上記事情を考慮してなされたもので、絶縁性
能及び密着性に優れ、しかも低温焼成可能で印刷抵抗体
の抵抗値を大きく変動させることもない極めて良好な絶
縁層材料を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明に係る絶縁層用材料は、重ｔ％で、
５ｉｎ２を５〜２０．　ＺｎＯを４５〜６０．　Ｂ２Ｏ
３を１５〜３０．　Ｒ２０（Ｌ１２０＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２
Ｏ）を０．１〜３、ＲＯ（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋５
ｒＯ）を０．５〜ｉ　０．　Ａｌ２Ｏ３を０．５〜５、
Ｂｉ□０３を０．５〜５、Ｆを０．５〜２、Ｓ　ｎｏ　
２を０．５〜２の割合で配合し、さらにＣｏｏ　＊　Ｐ
２Ｏ５ｐ　ＺｒＯ２＋ＣｄＯ、ＰｂＯのいずれか一種ま
たは二種以上を０．１以上でかつ個々の上限がそれぞれ
２，２，５，５．３を越えない割合で含有させ、６５０
℃以上の温度で結晶化させ、６５０℃以下の温度で焼成
させるようにしたものである。

ここで、各組成分を、上記のような配合比にした限定理
由は、次の通りである。

ｓｉｏ□：　５％よシ少ないと溶融時の粘性が低く、ガ
ラス化しにくい。また、２０％ よシ多いと軟化温度が上昇し、低温 （６００℃）での焼成ができなくなる。

ＺｎＯ：４５％より少ないと結晶化ができなくなシ、６
０％を越えると結晶化温度 が下が９すぎる。

Ｂ２Ｏ３：１５％よシ少ないと軟化温度が高くなシ、３
０％より多いと十分に結晶化 することができなくなる。

Ｒ２０：　　ガラスの溶融を促進するため、Ｌ１２０゜
Ｎ＆２０．に２０のうち一種以上添加できるが、これら
の総量が３％を越えると絶縁抵 抗値を低下させる。

ＲＯ：　　ガラスの溶融を促進するため、ＭｇＯ。

ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯのうち少なくとも一種添加し、
０．５％より少ないと促進効果が生じず、１０％より多
いと膨張係数が 大きくなりすぎる。

Ａｌ２Ｏ．＋　　０．５％よシ少ないと結晶化温度が下
りすぎ、５％より多いとガラスの軟化 温度が上がシすぎる。

Ｂｉ２Ｏ，：　　０．５％よυ少ないとガラスのアルミ
ナ基板に対する濡れ性が悪く、５％よ り多いと膨張係数が大きくなシすぎる。

Ｆ　　：　ガラスの溶融を促進するために添加するが、
２％を越えると膨張係数が大 きくなる。

５ｎ（）ｚ　：　　ガラスの耐水性を向上させるために
添加する。０．５％より少ないと効果がなく、２％Ｌｐ
多くても効果は向上し 危い。

ＣｏＯ、Ｐ２Ｏ５、ＺｒＯ２，ＣｄＯ、ＰｂＯについて
は、いずれか一種または二種以上を０．１％以上含有さ
せると、絶縁抵抗を劣化させず、ガラスとしての安定性
保持に寄与するが、それぞれ２，２，５，５．３％を越
えると、ガラスが不均質になったシ、効果の増大が期待
できなくなる。

〔発明の実施例〕

以上、この発明の一実施例について説明する。

すなわち、表１に示すような組成になるように原料を調
合する。なお、表１において、試料番号（１）〜（４）
までが、この発明に係る絶縁層用材料を示しており、試
料番号（５）は従来の絶縁層用材料を示している。

そして、表１に示すように調合したものを、１３００〜
１４００℃の温度で白金るつは中で溶融し、ガラス化す
る。次に、このガラスを粉砕し篩分した後、湿式法にて
粉砕を行ない、平均粒径５μｍの粉末とする。そして、
この粉末と適当量のビヒクル（例えばエチルセルロース
とテルピネオール等）とを混練し、ガラスペーストを形
成する。

その後、予めアルミナ基板上に印刷・焼成によシ形成さ
れた、第１層目となる、銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）
系導体及び酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）系抵抗体よりな
る配線層を覆うように上記ガラスペーストを印刷し、６
００℃で１０分間焼成することにより、厚膜的４０μｍ
の絶縁層・を形成する。そして、この絶縁層に第２層目
の配線層となるＡｇ　−Ｐｄ系導体を常法にて印刷形成
する。

このようにガラス組成物の結晶化温度を６５０℃よりも
高くシ、それ以下の低い温度（６００℃）で焼成するこ
とにより、絶縁層を完全に結晶化させないで形成するこ
とができ、従来のようにピンホールが発生しなくなるも
のである。

上記のようにして製造されたガラス組成物の物性及び形
成された絶縁層の絶縁抵抗値、絶縁層上のＡｇ−Ｐｄ系
導体の半田濡れ性、アルミナ基板面に対する絶縁層の密
着性及び印刷抵抗体の抵抗値変化率等を、表２に示す。

この場合、絶縁抵抗は、６０℃９５％の恒温恒湿槽中に
１０００時間放置した後、第１層目の配線層と第２層目
の配線層との各導体間に直流５゜Ｖを印加したときの室
温における抵抗値である。

また、半田濡れ性は、Ａｇを２％含有するＰｂ−８ｎ共
晶半田を用い、２３０℃で３秒間浸漬した後引き上げ、
第２）−目の導体面積の９０％以上が半田に濡れている
ものを良とした。

さらに、アルミナ基板面に対する密着性は、第２層目の
導体にリード線を半田付けし、これを垂直に引張り、ア
ルミナ基板面と絶縁層との間の剥離強度を測定したとき
、ｌＫｆ／ｕ２以上を良とした。

また、抵抗値変化率は、絶縁層を形成する前の印刷抵抗
体の抵抗値（Ｒｏ）と、絶縁層形成後の抵抗値（Ｒ１）
との比、つまシ、 １−　ＲＯ −Ｘ　　１００ ＲＯ の値を示した。

表　　１ なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。

〔発明の効果〕

したがって、以上詳述したようにこの発明によれば、低
温で焼成することにより絶縁層を完全に結晶化させるこ
となく形成できるので、ピンホールのない絶縁性に優れ
た絶縁層を形成でき、また上層導体の半田濡れ性にも優
れ、印刷抵抗体の抵抗値を大きく変化させることもなく
、かつ絶縁基板に対する密着性も良く、厚膜多層基板に
好逸し得る極めて良好な絶縁層材料を提供することがで
きる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　重量％で、ＳｉＯ＿２を５〜２０、ＺｎＯを４５〜６
   ０、Ｂ＿２Ｏ＿３を１５〜３０、Ｒ＿２Ｏ（Ｌｉ＿２Ｏ
   ＋Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ）を０．１〜３、ＲＯ（ＭｇＯ
   ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ）を０．５〜１０、Ａｌ＿２
   Ｏ＿３を０．５〜５、Ｂｉ＿２Ｏ＿３を０．５〜５、Ｆ
   を０．５〜２、ＳｎＯ＿２を０．５〜２の割合で配合し
   、さらにＣｏＯ、Ｐ＿２Ｏ＿５、ＺｒＯ＿２、ＣｄＯ、
   ＰｂＯのいずれか一種または二種以上を０．１以上でか
   つ個々の上限がそれぞれ２、２、５、５、３を越えない
   割合で含有させるようにしてなることを特徴とする絶縁
   層用材料。