JPS6331420B2 - - Google Patents
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- JPS6331420B2 JPS6331420B2 JP57190927A JP19092782A JPS6331420B2 JP S6331420 B2 JPS6331420 B2 JP S6331420B2 JP 57190927 A JP57190927 A JP 57190927A JP 19092782 A JP19092782 A JP 19092782A JP S6331420 B2 JPS6331420 B2 JP S6331420B2
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- crystallized glass
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- glass
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0036—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
- C03C10/0045—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3 and MgO as main constituents
Description
本発明は結晶化ガラス体に関するものである。
詳しくは電気絶縁セラミツク材料として優れた物
性を有する結晶化ガラス体に関するものである。 従来、電気絶縁用のセラミツク材料としては、
アルミナが主として利用されている。しかしアル
ミナには、誘電率が比較的大きく信号伝播遅延を
引き起こす、熱膨張係数が大きくシリコン半導体
チツプと大きな差がある、焼成温度が高く、金、
銀、銅等の良好な導電体と同時焼成できない、等
の欠点がある。そこで高密度、高速化に対応する
ため、アルミナにかわる材料として誘電率が低
く、熱膨張係数がシリコン半導体チツプに近く、
焼成温度が低い等の材料が要求されている。その
１つとしてガラスも検討されているが、ガラスは
強度がない、寸法精度が出ない、誘電損失が大き
い等の本質的な欠点を持つており、未だ電気絶縁
用としては充分な性能を有していない。 ところが、本発明者らは鋭意研究の結果、結晶
化ガラスは、ある特定な組成系を選択すると、誘
電率が比較的小さく、熱膨張係数も小さく、焼成
温度も低く、強度も大きい材料となることを見出
し、本発明を完成した。 即ち、本発明の要旨はSiO2：40〜52重量％、
Al2O3：27〜37重量％、MgO：11〜13重量％、
B2O3：２〜８重量％、CaO：２〜８重量％、
ZrO2：0.1〜３重量％からなる結晶化ガラス成分
を粉砕してフリツト化し、成形後、再度焼成結晶
化させてなることを特徴とする結晶化ガラス体に
ある。 以下、本発明を更に詳細に説明すると、本発明
の結晶化ガラス体はSiO2、Al2O3、MgO、B2O3、
CaO、ZrO2からなる結晶化ガラス成分を粉砕、
フリツト化し、成形焼成後、再度焼成結晶化して
なるものである。 上記結晶化ガラスを成分構成する各成分の組成
割合について説明すると次の通りである。 SiO2は40〜52％（重量％、以下同じ）の範囲
とする。この範囲よりも少ないとガラスとなり難
くなる傾向があり、この範囲より多いと、結晶化
しにくくなる。 Al2O3は27〜37％の範囲とする。この範囲より
も少ないと結晶化後の残存ガラス量が多く、強
度、誘電損失が劣る傾向があり、この範囲よりも
多いと溶融しがたく、又、焼結、結晶化後緻密体
となりにくい。 MgOは11〜13％の範囲とする。この範囲より
も少ないと、溶融しがたく、この範囲よりも多い
と緻密な結晶化ガラス体が得られにくい。 B2O3は２〜８％の範囲とする。この範囲より
も少ないと、吸水率が０となりにくく、この範囲
よりも多いと、結晶化しにくくなる。 CaOは２〜８％の範囲とする。この範囲よりも
少ないと吸水率が０となりにくく、この範囲より
も多いと膨張係数が大きくなる。 ZrO2は0.1〜３％の範囲とする。この範囲より
も少ないと結晶化しにくくなり、またこの範囲よ
りも多くとも、効果はほとんどなく、均質な溶解
がしにくくなるのみである。 上記結晶化ガラス成分を用いて本発明結晶化ガ
ラス体を製造するには、例えばまずこの結晶化ガ
ラス成分を秤量し、ライカイ機等にて混合し、白
金ルツボ、アルミナ質ルツボ等にて1400〜1500℃
の適当な温度で溶融し、その融液を水中へ投入し
て急冷してガラス化し、その後平均粒径２〜7μ
ｍにボールミル等を用いて粉砕しフリツト化す
る。次に得られたフリツトを所望の形状に常法の
グリーンシート法、あるいは金型プレス法により
成形後、焼成し、再度50〜200℃／時間の昇温速
度で900〜1000℃まで加熱し、同温度で１〜３時
間焼成し、50〜300℃／時間の冷却速度で冷却す
ることにより結晶化する。するとコーデイエライ
トを主結晶として成る本発明結晶化ガラス体が得
られる。 本発明は上述のようにSiO2、Al2O3、MgO、
B2O3、CaO、ZrO2からなる結晶化ガラス成分を
焼成結晶化させた結晶化ガラス体である。そのた
め次のような優れた特徴を有している。 誘電的性質：誘電率が５〜６と低く、誘電損失も
tan δが10×10-4以下（107〜108Hz）と低い。
尚、アルミナはε＝９と大きい 熱膨張係数：15〜30×10-7とシリコン半導体チツ
プに近い。 焼成、結晶化温度：900℃〜950℃程度で焼結、結
晶化できる。 吸水率：０％、緻密体が得られる。 強度：約2000Kg／cm2と高い。 上記の性能により本発明ガラス体はマルチチツ
プ搭載基板、プリント配線板等の積層セラミツク
基板、あるいはシールド剤、ICパツケージ等の
材料として最適である。 本発明の結晶化ガラス体が上記のような特徴を
発揮する理由は、定かでないが、コーデイエライ
トを主結晶としており、比較的多い残存ガラス層
が良好な緻密体であり、しかも残存ガラス層が、
電気絶縁性に極めて優れたCaO−B2O3−Al2O3系
ガラス（一般にケーバルガラスと呼ばれる）に近
い組成となつているためと考えられる。 以下に本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以上の実
施例により限定されるものではない。 実施例 第１表の重量組成のガラスが得られるように、
MgCO3、CaCO3、Al（OH）3、SiO2、H3BO3、
ZrO2を秤量し、ライカイ機にて混合し、白金ル
ツボ、あるいはアルミナ質ルツボにて1400〜1500
℃の適当な温度で溶融し、融液を水中へ投入し、
急冷してガラス化し、その後アルミナ製ボールミ
ルで粉砕してフリツト（ガラス粉末）を得た。 これらのフリツトを、常法のグリーンシート法
あるいは、金型プレスにより、成形体を得たの
ち、100℃／時間の昇温速度で、第１表に示すよ
うな900〜1000℃の温度まで加熱し、次いで同温
度で２時間焼成し、その後200℃／時間の冷却速
度で冷却し、焼成体を得た。このようにして得た
結晶化ガラス体につき、比誘電率、誘電正接
（tan δ）、熱膨張係数、吸水率、強度等を測定し
た。結果を第１表に示す。
詳しくは電気絶縁セラミツク材料として優れた物
性を有する結晶化ガラス体に関するものである。 従来、電気絶縁用のセラミツク材料としては、
アルミナが主として利用されている。しかしアル
ミナには、誘電率が比較的大きく信号伝播遅延を
引き起こす、熱膨張係数が大きくシリコン半導体
チツプと大きな差がある、焼成温度が高く、金、
銀、銅等の良好な導電体と同時焼成できない、等
の欠点がある。そこで高密度、高速化に対応する
ため、アルミナにかわる材料として誘電率が低
く、熱膨張係数がシリコン半導体チツプに近く、
焼成温度が低い等の材料が要求されている。その
１つとしてガラスも検討されているが、ガラスは
強度がない、寸法精度が出ない、誘電損失が大き
い等の本質的な欠点を持つており、未だ電気絶縁
用としては充分な性能を有していない。 ところが、本発明者らは鋭意研究の結果、結晶
化ガラスは、ある特定な組成系を選択すると、誘
電率が比較的小さく、熱膨張係数も小さく、焼成
温度も低く、強度も大きい材料となることを見出
し、本発明を完成した。 即ち、本発明の要旨はSiO2：40〜52重量％、
Al2O3：27〜37重量％、MgO：11〜13重量％、
B2O3：２〜８重量％、CaO：２〜８重量％、
ZrO2：0.1〜３重量％からなる結晶化ガラス成分
を粉砕してフリツト化し、成形後、再度焼成結晶
化させてなることを特徴とする結晶化ガラス体に
ある。 以下、本発明を更に詳細に説明すると、本発明
の結晶化ガラス体はSiO2、Al2O3、MgO、B2O3、
CaO、ZrO2からなる結晶化ガラス成分を粉砕、
フリツト化し、成形焼成後、再度焼成結晶化して
なるものである。 上記結晶化ガラスを成分構成する各成分の組成
割合について説明すると次の通りである。 SiO2は40〜52％（重量％、以下同じ）の範囲
とする。この範囲よりも少ないとガラスとなり難
くなる傾向があり、この範囲より多いと、結晶化
しにくくなる。 Al2O3は27〜37％の範囲とする。この範囲より
も少ないと結晶化後の残存ガラス量が多く、強
度、誘電損失が劣る傾向があり、この範囲よりも
多いと溶融しがたく、又、焼結、結晶化後緻密体
となりにくい。 MgOは11〜13％の範囲とする。この範囲より
も少ないと、溶融しがたく、この範囲よりも多い
と緻密な結晶化ガラス体が得られにくい。 B2O3は２〜８％の範囲とする。この範囲より
も少ないと、吸水率が０となりにくく、この範囲
よりも多いと、結晶化しにくくなる。 CaOは２〜８％の範囲とする。この範囲よりも
少ないと吸水率が０となりにくく、この範囲より
も多いと膨張係数が大きくなる。 ZrO2は0.1〜３％の範囲とする。この範囲より
も少ないと結晶化しにくくなり、またこの範囲よ
りも多くとも、効果はほとんどなく、均質な溶解
がしにくくなるのみである。 上記結晶化ガラス成分を用いて本発明結晶化ガ
ラス体を製造するには、例えばまずこの結晶化ガ
ラス成分を秤量し、ライカイ機等にて混合し、白
金ルツボ、アルミナ質ルツボ等にて1400〜1500℃
の適当な温度で溶融し、その融液を水中へ投入し
て急冷してガラス化し、その後平均粒径２〜7μ
ｍにボールミル等を用いて粉砕しフリツト化す
る。次に得られたフリツトを所望の形状に常法の
グリーンシート法、あるいは金型プレス法により
成形後、焼成し、再度50〜200℃／時間の昇温速
度で900〜1000℃まで加熱し、同温度で１〜３時
間焼成し、50〜300℃／時間の冷却速度で冷却す
ることにより結晶化する。するとコーデイエライ
トを主結晶として成る本発明結晶化ガラス体が得
られる。 本発明は上述のようにSiO2、Al2O3、MgO、
B2O3、CaO、ZrO2からなる結晶化ガラス成分を
焼成結晶化させた結晶化ガラス体である。そのた
め次のような優れた特徴を有している。 誘電的性質：誘電率が５〜６と低く、誘電損失も
tan δが10×10-4以下（107〜108Hz）と低い。
尚、アルミナはε＝９と大きい 熱膨張係数：15〜30×10-7とシリコン半導体チツ
プに近い。 焼成、結晶化温度：900℃〜950℃程度で焼結、結
晶化できる。 吸水率：０％、緻密体が得られる。 強度：約2000Kg／cm2と高い。 上記の性能により本発明ガラス体はマルチチツ
プ搭載基板、プリント配線板等の積層セラミツク
基板、あるいはシールド剤、ICパツケージ等の
材料として最適である。 本発明の結晶化ガラス体が上記のような特徴を
発揮する理由は、定かでないが、コーデイエライ
トを主結晶としており、比較的多い残存ガラス層
が良好な緻密体であり、しかも残存ガラス層が、
電気絶縁性に極めて優れたCaO−B2O3−Al2O3系
ガラス（一般にケーバルガラスと呼ばれる）に近
い組成となつているためと考えられる。 以下に本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以上の実
施例により限定されるものではない。 実施例 第１表の重量組成のガラスが得られるように、
MgCO3、CaCO3、Al（OH）3、SiO2、H3BO3、
ZrO2を秤量し、ライカイ機にて混合し、白金ル
ツボ、あるいはアルミナ質ルツボにて1400〜1500
℃の適当な温度で溶融し、融液を水中へ投入し、
急冷してガラス化し、その後アルミナ製ボールミ
ルで粉砕してフリツト（ガラス粉末）を得た。 これらのフリツトを、常法のグリーンシート法
あるいは、金型プレスにより、成形体を得たの
ち、100℃／時間の昇温速度で、第１表に示すよ
うな900〜1000℃の温度まで加熱し、次いで同温
度で２時間焼成し、その後200℃／時間の冷却速
度で冷却し、焼成体を得た。このようにして得た
結晶化ガラス体につき、比誘電率、誘電正接
（tan δ）、熱膨張係数、吸水率、強度等を測定し
た。結果を第１表に示す。
【表】
【表】
(注) ＊ 単位Kg〓cm2
第１表より本発明品は、900℃〜950℃で容易に
焼結、結晶化し緻密体となり得るコーデイエライ
ト系の結晶化ガラス体であり、残存ガラス相が比
較的多いが誘電正接（tan δ）は10×10-4以下
（10MHz〜100MHz）と低く、比誘電率は、約5.5
と低く、熱膨張係数は、約15〜30×10-7とシリコ
ン半導体チツプに近いことが判つた。
第１表より本発明品は、900℃〜950℃で容易に
焼結、結晶化し緻密体となり得るコーデイエライ
ト系の結晶化ガラス体であり、残存ガラス相が比
較的多いが誘電正接（tan δ）は10×10-4以下
（10MHz〜100MHz）と低く、比誘電率は、約5.5
と低く、熱膨張係数は、約15〜30×10-7とシリコ
ン半導体チツプに近いことが判つた。
Claims (1)
- １ SiO2：40〜52重量％、Al2O3：27〜37重量
％、MgO：11〜13重量％、B2O3：２〜８重量
％、CaO：２〜８重量％、ZrO2：0.1〜３重量％
からなる結晶化ガラス成分を粉砕してフリツト化
し、成形後、再度焼成結晶化させてなることを特
徴とする結晶化ガラス体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19092782A JPS5983957A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 結晶化ガラス体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19092782A JPS5983957A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 結晶化ガラス体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983957A JPS5983957A (ja) | 1984-05-15 |
| JPS6331420B2 true JPS6331420B2 (ja) | 1988-06-23 |
Family
ID=16265998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19092782A Granted JPS5983957A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 結晶化ガラス体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5983957A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61142759A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-06-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ｉｃパツケ−ジ用基板 |
| JPH069320B2 (ja) * | 1985-11-16 | 1994-02-02 | 株式会社住友金属セラミックス | 低温焼成セラミツクス多層配線基板 |
| US5352482A (en) * | 1987-01-22 | 1994-10-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Process for making a high heat-conductive, thick film multi-layered circuit board |
| CA1300648C (en) * | 1987-04-27 | 1992-05-12 | Francis Willis Martin | Glass-ceramics for electronic packaging |
| JPH0772092B2 (ja) * | 1988-02-10 | 1995-08-02 | 日本特殊陶業株式会社 | 低温焼成基板 |
| JPH0725570B2 (ja) * | 1988-05-31 | 1995-03-22 | 日本特殊陶業株式会社 | 着色結晶化ガラス体とその製造法 |
| JP2642253B2 (ja) * | 1991-02-27 | 1997-08-20 | 日本特殊陶業株式会社 | ガラス−セラミックス複合体 |
| US5468694A (en) * | 1992-11-21 | 1995-11-21 | Yamamura Glass Co. Ltd. | Composition for producing low temperature co-fired substrate |
| CN110342824B (zh) * | 2019-08-01 | 2022-03-15 | 电子科技大学 | 一种低损耗低热膨胀镁铝硅基微晶玻璃材料及其制备方法 |
| CN110357435B (zh) * | 2019-08-01 | 2021-09-24 | 电子科技大学 | 一种高强度高模量镁铝硅系微晶玻璃材料及其制备方法 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5137655A (ja) * | 1974-09-26 | 1976-03-30 | Canon Kk | |
| JPS51111218A (en) * | 1975-03-03 | 1976-10-01 | Corning Glass Works | Crystalline glass of cordierite group* and ceramic products of the same glass |
| JPS5711847A (en) * | 1978-02-06 | 1982-01-21 | Ibm | Nonporous glass-ceramic body |
-
1982
- 1982-10-30 JP JP19092782A patent/JPS5983957A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5137655A (ja) * | 1974-09-26 | 1976-03-30 | Canon Kk | |
| JPS51111218A (en) * | 1975-03-03 | 1976-10-01 | Corning Glass Works | Crystalline glass of cordierite group* and ceramic products of the same glass |
| JPS5711847A (en) * | 1978-02-06 | 1982-01-21 | Ibm | Nonporous glass-ceramic body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5983957A (ja) | 1984-05-15 |
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