JPS6385044A

JPS6385044A - 絶縁基板

Info

Publication number: JPS6385044A
Application number: JP61226217A
Authority: JP
Inventors: 直志入沢; 高畠　満夫
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1986-09-26
Publication date: 1988-04-15

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ＩＣ等の絶縁基板に関する。

［従来の技術］従来、電子部品であるハイブリッドＩＣ等に使用されて
いる絶縁基板は、その殆どがＡｌ２Ｏ３基板である。

しかしながら一般的なＡｌ２Ｏ３基板（９８％）は熱伝
導率が比較的小さいので放熱性が悪く高密度の電子部品
の実装用基板としては不充分であり、また、誘電正接が
大きいので高周波域での信号伝播特性が低いという難点
があった。

これに対してＭｇＯ基板は高温での電気絶縁性が良好で
あり、高周波特性や熱伝導率などもＡｌ２Ｏ３基板より
優れているので、この種の集積回路基板材料として期待
されているが、材質的に水和性が大きく、強度的にも十
分なものが得られないという難点がある。

従来からマグネシア磁器の耐水和性を改善する目的とし
て種々の試みが報告されている０例えば、マグネシア磁
器表面に２ＭｇＯ−５　ｉ０７のセラミック被覆層を形
成させたもの（特開昭５８−２１７４８０）、ＳｉＯ２
として溶液状の珪素化合物、珪酸ナトリウム、珪酸カリ
ウムなどを用い焼結性の向上をはかったもの（＃開閉５
８−１８１７８４）など提案されているが、前者におい
ては２ＭｇＯ−９ｉＯｚが大部分磁器表面にかたまって
存在するため、集積回路基板として使用する際のラップ
、切断、穴あけなどの加工に制約があり、実用上問題点
が多い、後者の場合、目的とする焼結体が透光性磁器で
あり、珪素化合物の添加量も少なく、十分な耐水和性が
達成されていない。

［発明の解決しようとする問題点］本発明は、マグネシア磁器のもつ優れた熱伝導性、電気
絶縁性を損なうことなく、前述の如き水和性などの欠点
を改良せしめた絶縁基板を提供せんとするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、化学分析値が重量％表示でＭｇ０７５〜８０
％、ＴｉＯ２１０〜２５％、１４８０÷ＴｉＯ２９９％
以上からなり、ＴｉＯ２の大部分は２ＭｇＯ・Ｔ　ｉ０
２結晶であり、残部のＭｇＯは大部分ペリクレース結晶
である絶縁基板を提供するものである。

本発明における限定理由は下記のとおりである。　Ｔｉ
Ｏ２が１０％より少ないと十分な耐水和性が得られず、
２５％をこえると熱伝導率が低下し、いずれも好ましく
ない、　　）ＥｇｏとＴｉＯ２の含量がｓ９％より少な
いと誘電損失の増加と熱伝導率の低下があられれるので
好ましくない。

上記範囲中より好ましい範囲は、Ｔ　１（１２は１５〜
２０％、にｇＯは８０〜８５％であり、にｇＯ◆Ｔ　ｉ
ｏ２は９９．５％以上である。

本発明においては、　ＴｉＧ２は大部分が化学式２Ｍｇ
Ｏ・ＴｉＱで示される結晶になっている。この結晶は立
方晶系の結晶であり、Ｔ　ｉ０２、ＭｇＯを上記範囲に
混合しそれが焼結するような温度約１２００〜１５００
℃に加熱することにより析出する。

一方、絶縁基板中のペリクレース結晶は立方晶系の結晶
であり、　２ＭｇＯ・ＴｉＯ２結晶以外のＭｇＯ大部分
当該結晶になっている。か〜る結晶の析出に当っては、
事前にＭｇ（ＯＨ）２を８００〜１２００℃程度の温度
で仮焼し、ペリクレース結晶となったＭｇＯ粉末を原料
として使用することにより２Ｍ８０・ＴｉＯ２結晶を構
成する以外のＭｇＯはペリクレース結晶として焼結され
る。また、原料として塩基性炭酸マグネシウム、シラ酸
マグネシウムなどを仮焼することにより、水酸化マグネ
シウムの場合と同様にペリクレース粉末結晶を析出する
ことができる。

また、基板中の２ＭｇＯ・ＴｉＯ＋結晶、ペリクレース
結晶の粒子はいずれも５ＪＬ脂以下の大きさであり、は
ぼ均一に分布、介在し、緻密な焼結体となっている。

かかる基板は、例えば次のようにして製造することがで
きる。

Ｍｇ（ＯＨ）２を仮焼してＭｇＯ粉末を製造し、これと
ＴｉＯ２粉末とを目標組成となるように配合する０次い
でこれをアルコール中で湿式混合し乾燥させた後、圧力
ｉ、ｏｏｏ〜２．０００ｋｇ／ｃ■２で所定の形状にプ
レス成形する１次いでこれを１２００〜１５００℃、２
〜８時間の条件で焼成することにより基板が・得られる
。

［実施例］ＭｇＯ成分として９８．５％の高純度Ｍｇ（Ｏ）り２を
１０００℃で２時間仮焼した粉末を、Ｔ　ｉ０２成分と
して市販の試薬特級Ｔ　ｉ０２粉末を使用した。これら
の粉末を第１表に示す組成比率になるように配合し、エ
チルアルコール中で湿式混合した後、乾燥させてから、
金型を用いて、成形圧１，０００ｋｇ／ｃ＋ｓ２で成形
プレスした。これらの成形物を第１表に示す温度で２時
間保ち、焼成を行ない、得られた磁器について嵩密度、
曲げ強度、熱伝導率、水和率、絶縁抵抗を測定した。

なお、水和率の測定はほぼ５０．８Ｘ　５０．８Ｘ　Ｏ
，８■３の基板状の試料をプレッシャークツカー中１２
１　”Ｏ１２気圧の水蒸気雰囲気に２００時間保持する
という方法において、ＭｇＯがＭｇ（Ｏ）Ｉ）２に変化
することによる重量増加率として次式より求めた。

Ａ：プレッシャークツカー前の重量Ｂ：プレッシャークッカー後、　１１０℃、２時間乾燥
後の重量又、絶縁抵抗の測定は、基板の両面に真空蒸着により金
電極を形成し、　３００　’Ｃ！での温度で行なった。

その得られた結果を表１に示す、なお、同表において試
料１，２，７．８は比較例である。

試料１．２では２ＭｇＯ・Ｔ　ｉ０２結晶が少ないため
良好な熱伝導性が得られるが、耐水和性はよくなかった
。特に試料１ではプレッシャークツカーテスト後Ｍｇ（
ＯＨ）ｚの形成により表面がもろくなっていた。又、試
料７では２ＭｇＯ・Ｔ　ｉ０２結晶が多く、熱伝導性が
損なわれる結果となった。

本発明の範囲内の試料３〜６では水和率が著しく改善さ
れており、熱伝導率は０．０８４〜０．１１２ｃａｌ／
ｃｍ−ｓｅｃ−にの値をもっており、市販されているＡ
ｌ２Ｏ３基板（９６％）である試料８に比べほぼ２倍の
値を有していた。

なお、試料５について誘電体円柱共振器法を用い１０Ｇ
Ｈｚでの誘電測定を行なったところｔａｎδ（・１１０
）が８．３Ｘ　１０−５と極めて小さいことを確認した
。

なお、各試料について２ＭｇＯ・ＴｉＯ２結晶及びペリ
クレース結晶の量を表１に全て併記した。Ｘ線回折の結
果Ｔ　ｉ０２は２ＭｇＯ・ＴｉＯ２結晶になっているこ
とが確認されたので、これらの結晶の量は調合原料より
計算で求めた。

［発明の効果］本発明は、このように優れた耐水和性を有し、かつ材質
的に優れた電気特性と高熱伝導性を損な、うことなく　
　ＭｇＯの電気絶縁材としての実用化を可能とするもの
でＩＣ基板の高機能化にとって極めて有効なものであっ
て、その工業的価値は多大である。

又、本発明のＭｇＯ電気絶縁材は１２８０’ｌ：：と、
従来に比べ、極めて低い温度で焼結可能であり、例えば
市販されているＰｄ−Ａｇペーストを内部導体として用
いた多層配線基板やニクロム線ヒータ（融点は約１３５
０’Ｏ）を磁器中に埋込み一体焼結させたシーズヒータ
など、広範囲の応用が可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）化学分析値が重量％表示でＭｇＯ７５〜８０％、
ＴｉＯ＿２１０〜２５％、ＭｇＯ＋ＴｉＯ＿２９９％以
上からなり、ＴｉＯ＿２の大部分は２ＭｇＯ・ＴｉＯ＿
２結晶であり、残部のＭｇＯは大部分ペリクレース結晶
である絶縁基板。
（２）化学分析値が重量％表示でＴｉＯ＿２１５〜２０
％、ＭｇＯ８０〜８５％である特許請求の範囲第１項記
載の絶縁基板。