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JPH0345027B2 - - Google Patents
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JPH0345027B2 - - Google Patents

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JPH0345027B2
JPH0345027B2 JP60262688A JP26268885A JPH0345027B2 JP H0345027 B2 JPH0345027 B2 JP H0345027B2 JP 60262688 A JP60262688 A JP 60262688A JP 26268885 A JP26268885 A JP 26268885A JP H0345027 B2 JPH0345027 B2 JP H0345027B2
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JP
Japan
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substrate
glass
alumina
powder
fired
Prior art date
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JP60262688A
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Japanese (ja)
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JPS62123059A (en
Inventor
Susumu Nishigaki
Shinsuke Yano
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Narumi China Corp
Original Assignee
Narumi China Corp
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、特に電子工業用部品に適し、その他
耐熱工業部品、食器厨房部品、装飾品などに用い
られる表面平滑性の良いセラミツク組成物の製造
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention provides ceramic compositions with good surface smoothness that are particularly suitable for electronic industrial parts and used for other heat-resistant industrial parts, tableware kitchen parts, decorative items, etc. Regarding the manufacturing method.

[従来の技術] 蒸着法やスパツタ法等の薄膜形成技術を使用し
て、導体、抵抗体、絶縁体などの薄膜パターンを
形成し、混成回路を構成する薄膜混成回路用の基
板や、その他特に表面平滑性の優れた基板を必要
とする用途に対して、従来、微細なアルミナ粉末
や、それに微量のMgOやCr2O3を添加したものを
原料とした高純度アルミナ基板が使用されてき
た。
[Prior art] Thin film patterns such as conductors, resistors, and insulators are formed using thin film forming techniques such as vapor deposition and sputtering methods to form hybrid circuits, such as substrates for thin film hybrid circuits, and other materials. For applications that require a substrate with excellent surface smoothness, high-purity alumina substrates made from fine alumina powder or materials to which trace amounts of MgO or Cr 2 O 3 have been added have traditionally been used. .

これらのアルミナ基板は熱的、機械的性質に優
れ、表面粗さRaで表現した場合、Ra=0.1μm程
度の良好な平面平滑性を有し、薄膜用基板として
の適性を有していた。
These alumina substrates had excellent thermal and mechanical properties, and when expressed in terms of surface roughness Ra, had good planar smoothness of approximately Ra = 0.1 μm, making them suitable as substrates for thin films.

[発明が解決しようとする問題点] 上記従来の基板は、Raで表現できるようなミ
クロ的な視野でみた場合の表面平滑性は優れてい
たが、基板のうねり、ソリは、他のRaのあまり
良好でない低純度アルミナ基板と同様大きく、蒸
着やスパツタにより直接基板上に薄膜のパターン
を形成する際に使用するマスクや、形成された薄
膜にフオトリソグラフイー処理によりパターンを
形成する際に用いるマスクと、基板との密着性が
悪くなり、不良を生じやすかつたり、精密な回路
パターンを形成するのが困難という問題があつ
た。
[Problems to be solved by the invention] The above-mentioned conventional substrates have excellent surface smoothness when viewed from a microscopic perspective expressed by Ra, but the undulations and warpage of the substrate are similar to those of other Ra. Masks that are similar to low-purity alumina substrates, which are not very good, and are used when forming thin film patterns directly on substrates by vapor deposition or sputtering, and masks used when forming patterns on formed thin films by photolithography processing. However, there were problems in that the adhesion with the substrate deteriorated, making it more likely to cause defects and making it difficult to form precise circuit patterns.

他に平滑な面を有する基板を得る方法として
は、基板を研磨したり、基板表面にグレーズを施
釉する方法があるが、研磨する場合にはコストが
高い、内部のポアーが表面に出てくるなどの問題
があり、グレーズを施釉する方法もコストが高
く、ソリ、うねりをなくすにはやはり施釉する基
板を研磨する必要があり、さらにコストが高くな
るという問題があつた。
Other ways to obtain a substrate with a smooth surface include polishing the substrate or applying a glaze to the surface of the substrate, but polishing is expensive and internal pores come out to the surface. The method of applying glaze is also expensive, and in order to eliminate warpage and waviness, it is necessary to polish the substrate to be glazed, further increasing the cost.

[問題点を解決するための手段] 本発明は上記問題点を考慮して、機械的性質が
良好で、焼成後研磨することなくして、うねり、
ソリが小さく厚膜用導体との密着性に優れ、かつ
Raが0.1μm程度の優れた表面平滑性を有する基
板材料組成物を提供するものである。
[Means for Solving the Problems] In consideration of the above problems, the present invention has good mechanical properties, eliminates waviness, and eliminates undulations without polishing after firing.
Small warpage, excellent adhesion with thick film conductors, and
The present invention provides a substrate material composition having excellent surface smoothness with an Ra of about 0.1 μm.

すなわち、本発明は、重量基準で10%までの不
純物を含むことのあるMO(ただしM:Ca、Mg)
4〜35.75%、SiO218〜45.5%、Al2O335〜72%、
B2O30〜19.5%からなる組成をもち、出発原料と
して10%までの不純物を含むことのあるMO10〜
55%、Al2O30〜30%、SiO245〜70%、B2O30〜
30%からなる組成範囲にあり、そのBET比表面
積が3m2/g以上のガラス粉末40〜65%と残部が
10%までの不純物を含むことのあるBET比表面
積が4.5〜6m2/gのアルミナの混合物を1100℃
以下の温度で焼成することを特徴とする表面平滑
性の良いセラミツク組成物の製造方法である。
That is, the present invention deals with MO (where M: Ca, Mg) which may contain up to 10% impurities on a weight basis.
4-35.75%, SiO2 18-45.5%, Al2O3 35-72 %,
MO10~ with a composition consisting of 0~19.5% B2O3 and may contain up to 10% impurities as starting material
55%, Al2O3 0 ~30%, SiO2 45~70%, B2O3 0 ~
Glass powder with a BET specific surface area of 3 m 2 /g or more, with the balance being 40-65%.
A mixture of alumina with a BET specific surface area of 4.5 to 6 m 2 /g, which may contain up to 10% impurities, was heated at 1100°C.
This is a method for producing a ceramic composition with good surface smoothness, which is characterized by firing at the following temperature.

かかる製造方法によつて上記目的にかなう組成
物が得られるが、より具体的には、ドクターブレ
ード法によつて得られるグリーンテープを焼成す
る方法つまり原料粉末にバインダー、可塑剤、溶
剤、分散剤を加えて混合した後、ナイフコーター
等によりシート状に成形したグリーンテープを所
望の大きさに打抜いて焼成するのが好ましい。理
由は、このようにして得たグリーンテープの表面
は、他の成形方法によつて得られる焼成前の成形
体に比較して、非常に平滑な面を有しており、焼
成体の平滑性にも良い結果を与えるためである。
他の成形法例えば乾式粉体プレス等により成形体
を得る場合には、プレス金型の表面が鏡面かそれ
に近い表面粗さを有すること、また原料に添加す
るバインダーは、プレスした際にポアーやピンホ
ールを残さないようにするため、できるだけ柔ら
かいものを選択するなどの注意が必要である。
A composition that meets the above purpose can be obtained by such a manufacturing method, but more specifically, a method of firing a green tape obtained by a doctor blade method, that is, a method in which a binder, a plasticizer, a solvent, and a dispersant are added to the raw material powder. It is preferable that after adding and mixing, the green tape formed into a sheet shape is punched out into a desired size using a knife coater or the like, and then fired. The reason is that the surface of the green tape obtained in this way has a very smooth surface compared to the pre-fired molded product obtained by other molding methods, and the smoothness of the fired product is This is to give good results.
When obtaining a molded body using other molding methods, such as dry powder pressing, the surface of the press mold must have a mirror surface or a surface roughness close to that, and the binder added to the raw materials must be used to prevent pores or In order to avoid leaving pinholes, care must be taken such as choosing a material that is as soft as possible.

本発明で得られる組成物がうねり、ソリが少な
い理由は、出発原料に40〜65%のガラスを使用し
ているため、焼成中生じるガラスの軟化によるも
のである。つまり焼成、収縮の過程で出発原料の
ガラスが軟化した基板は、焼成中基板を保持して
いるセツターの表面に、その表面が倣うようにな
るため、セツターの表面にうねり、ソリがなけれ
ば、基板にもうねり、ソリは発生しない。よつて
セツターにはうねり、ソリがないことが必要条件
であり、アルミナ基板または結晶化ガラスの研磨
したものを使用するのが望ましいが、セツターの
Raはそれほど良くなくても良い。このような挙
動により、うねり、ソリをなくすには、材料の緻
密化が終了した直後のガラスの軟化状況が重要で
あり、軟化しすぎるとセツターと反応し、また軟
化が不充分だと、うねり、ソリがなくならない。
本発明の組成物は、ガラスの軟化が上記条件に最
適の挙動を示す。
The reason why the composition obtained in the present invention has less waviness and warp is due to the softening of the glass that occurs during firing because 40 to 65% glass is used as the starting material. In other words, the surface of the substrate whose starting material glass has been softened during firing and shrinkage will follow the surface of the setter that holds the substrate during firing, so if there is no undulation or warpage on the setter surface, No waviness or warping occurs on the board. Therefore, it is necessary for the setter to have no undulations or warps, and it is preferable to use a polished alumina substrate or crystallized glass.
Ra doesn't have to be that good. Due to this behavior, in order to eliminate waviness and warpage, the softening state of the glass immediately after the densification of the material is completed is important. If it softens too much, it will react with the setter, and if it is not softened enough, it will cause waviness. , the sled doesn't go away.
The composition of the present invention exhibits optimal glass softening behavior under the above conditions.

前記組成物は1100℃以下の低温で焼成できるた
め、テープ積層法や印刷積層法により、Ag、Ag
−Pd、Au、Cuなどの配線導体材料を使用して、
同時焼成多層回路基板とすることができる。もち
ろん、この多層回路基板の表面には、薄膜回路が
形成でき内部の配線とも接続できる。
Since the above composition can be fired at a low temperature of 1100℃ or less, Ag, Ag
−Using wiring conductor materials such as Pd, Au, and Cu,
It can be a co-fired multilayer circuit board. Of course, thin film circuits can be formed on the surface of this multilayer circuit board and can be connected to internal wiring.

上記導体材料を同時焼成した場合、ガラスの軟
化は、導体配線パターンの流動の原因となるが、
本発明の組成物は、出発原料に使用するアルミナ
粉末が、導体パターンの流動を防ぎ、また材料の
緻密化が完了した直後に生じるアノーサイト、ム
ライト、コージエライト等の2次的な結晶質の析
出も導体パターンの流動を防ぐ。また焼成体に厚
膜を形成する際にも、同様、パターンは流動する
ことはない。
When the above conductor materials are co-fired, the softening of the glass causes the conductor wiring pattern to flow.
In the composition of the present invention, the alumina powder used as a starting material prevents the conductor pattern from flowing, and also prevents the precipitation of secondary crystals such as anorthite, mullite, and cordierite that occur immediately after the densification of the material is completed. It also prevents the conductor pattern from flowing. Similarly, when forming a thick film on a fired body, the pattern does not flow.

以上述べたように、本発明の組成物は1100℃以
下で焼成でき、このためAu、Ag、Ag−Pd、Cu
などの低抵抗導体材料が使用できることも大きな
特徴であり、従来のアルミナ基板は焼成温度が
1500〜1700℃と高いために、MoやWなどの比較
的抵抗の高い導体材料を還元雰囲気で焼成する必
要があつた。また、このような回路基板として使
用するには、信号の伝播遅延を小さくするため
に、基板の誘電率が小さい方が良く、また、熱膨
張係数もシリコンチツプを直接マウントすること
を考慮すれば、シリコンの3.5×10-6℃に近い方
が良いが、従来のアルミナ基板は誘電率ε=10と
大きく、また熱膨脹係数も7×10-6/℃と大きい
が、本発明の基板はε=6〜9と小さく、熱膨張
係数も3〜7×10-6/℃と小さいことも特徴であ
る。
As described above, the composition of the present invention can be fired at temperatures below 1100°C, and therefore
Another major feature is the ability to use low-resistance conductor materials such as
Because the temperature is as high as 1,500 to 1,700°C, it was necessary to sinter relatively high-resistance conductor materials such as Mo and W in a reducing atmosphere. In addition, in order to use this type of circuit board, the dielectric constant of the board should be small in order to reduce the signal propagation delay, and the coefficient of thermal expansion should also be low considering that the silicon chip is directly mounted. , which is close to silicon's 3.5×10 -6 °C, is better, but conventional alumina substrates have a large dielectric constant ε=10 and a large coefficient of thermal expansion of 7×10 -6 /℃, but the substrate of the present invention has a high dielectric constant ε=10. = 6 to 9, and the coefficient of thermal expansion is also small, 3 to 7 x 10 -6 /°C.

次に本発明に使用するガラス粉末の組成、アル
ミナ粉末とガラス粉末の割合およびガラス粉末と
アルミナ粉末のBET比表面積を限定した理由に
ついて述べる。
Next, the composition of the glass powder used in the present invention, the ratio of the alumina powder to the glass powder, and the reason for limiting the BET specific surface area of the glass powder and the alumina powder will be described.

SiO2は45〜70%の範囲に限られる。指定量よ
りSiO2が減少すると誘電率および熱膨張係数が
高くなり、また部品結晶化により析出する、アノ
ーサイトやコージエライト、ムライトの量が充分
でなくなり、導体や抵抗パターンが焼成時、再熱
処理時に流動し易くなる。指定量より多くなると
1100℃以下での焼成が困難となる。
SiO2 is limited to a range of 45-70%. If SiO 2 decreases below the specified amount, the dielectric constant and coefficient of thermal expansion will increase, and the amount of anorthite, cordierite, and mullite that precipitates due to component crystallization will not be sufficient, causing conductor and resistance patterns to deteriorate during firing and reheating. It becomes easier to flow. If the amount exceeds the specified amount
It becomes difficult to fire at temperatures below 1100℃.

Al2O3は30%より多くなると1100℃以下での焼
成が困難となる。
When Al 2 O 3 exceeds 30%, it becomes difficult to sinter at temperatures below 1100°C.

MOが10%より少なくなると1100℃以下での焼
成が不可能となり55%を越えると誘電率と熱膨張
係数が大きくなる。CaOよりMgOを使用した方
が誘電率と熱膨張係数は小さくなるが、55%を越
えると部分結晶化により析出するコージエライ
ト、ムライトの量が充分でなくなる。
When MO is less than 10%, firing at temperatures below 1100°C is impossible, and when it exceeds 55%, the dielectric constant and coefficient of thermal expansion become large. The dielectric constant and coefficient of thermal expansion are smaller when MgO is used than CaO, but if it exceeds 55%, the amount of cordierite and mullite precipitated due to partial crystallization will not be sufficient.

B2O3はガラスを1300〜1450℃附近の温度で溶
解するためと、セラミツクの焼成温度を低下させ
る効果があり、電気特性や機械的物理的特性を変
えることなく、1100℃以下の焼成温度にすること
ができるようになる。B2O3が30%より多くなる
と、抵抗強度が弱くなつたり、耐水性が悪くなり
信頼性が悪くなる。ただし、B2O3が増えること
により、誘電率と熱膨張係数は低くなる傾向にあ
る。
B 2 O 3 melts glass at temperatures around 1300 to 1450℃, and has the effect of lowering the firing temperature of ceramics, so it can be used at a firing temperature of 1100℃ or lower without changing the electrical or mechanical properties. You will be able to do it. When the B 2 O 3 content exceeds 30%, resistance strength becomes weak, water resistance deteriorates, and reliability deteriorates. However, as B 2 O 3 increases, the dielectric constant and coefficient of thermal expansion tend to decrease.

このガラスは不純物として0〜5%までの
Na2OまたはK2O等のアルカリ金属酸化物を含み
得る。これらはガラスの原材料に不純物として含
まれていたり、またガラス化の際、溶解性を向上
するために添加するものであるが、5%を越える
量は電気特性や耐水性を劣化させ信頼性が悪くな
り好ましくない。
This glass contains up to 0-5% impurities.
It may contain alkali metal oxides such as Na 2 O or K 2 O. These are contained as impurities in glass raw materials, or are added to improve solubility during vitrification, but if the amount exceeds 5%, it may deteriorate electrical properties and water resistance, leading to reliability problems. It gets worse and I don't like it.

また、BaO、PbO、Fe2O3、MnO2、Mn3O4
Cr2O3、NiO、Co2O3などを不純物として10%ま
で含み得る。これらは特性をあまり劣化させるこ
とがなく、また、本発明の材料は部分結晶化する
際、基本的には特別な核形成物質をガラス成分に
添加する必要はないが、上記不純物は結晶化を促
進する場合もあると考えられる。
Also, BaO, PbO, Fe 2 O 3 , MnO 2 , Mn 3 O 4 ,
It may contain up to 10% of impurities such as Cr 2 O 3 , NiO, Co 2 O 3 . These do not significantly deteriorate the properties, and when the material of the present invention is partially crystallized, there is basically no need to add a special nucleating substance to the glass component, but the impurities mentioned above impair crystallization. It is thought that this may be promoted in some cases.

アルミナ粉末とガラス粉末の割合は、35〜60%
対65〜40%にする必要がある。アルミナ粉末が60
%より多いと1100℃以下で緻密な焼結体が得られ
なくなり、誘電体も大きくなる。35%より少ない
と強度が小さくなり基板としての強度が不足す
る。
The ratio of alumina powder and glass powder is 35-60%
It needs to be 65% to 40%. Alumina powder is 60
If it exceeds %, a dense sintered body cannot be obtained at temperatures below 1100°C, and the dielectric body also becomes large. If it is less than 35%, the strength will be low and the strength as a substrate will be insufficient.

アルミナ粉末とガラス粉末のBET比表面積を
限定するのは、本発明で得られる基板の表面粗さ
がRa=0.1μm程度、つまり0.2μmRa以下の良好
な表面平滑性を有するために非常に重要である。
Limiting the BET specific surface area of alumina powder and glass powder is very important in order for the surface roughness of the substrate obtained by the present invention to have a good surface smoothness of about Ra = 0.1 μm, that is, 0.2 μm Ra or less. be.

ガラス粉末のBET比表面積が3m2/g以上必
要な理由は、BET比表面積が大きくなること、
つまり粒度が細かくなれば焼成の際、ガラスの粘
性流動する部分が多くなり、表面が平滑化され、
また出発原料のガラス粒子の大きさに起因する焼
成後の表面荒れも小さくなり、表面粗さが改善さ
れるが、これらの効果によりRa=0.1μm程度得
るには、比表面積が3m2/g以上の細かさを有す
る、ガラス粉末が必要だからである。ただし、ガ
ラスの割合が40〜50%の場合では、ガラス粉末の
BET比表面積は4cm2/g以上必要である。この
場合4m2/g以上ないと緻密な焼結体が得られな
くなる。
The reason why the BET specific surface area of the glass powder needs to be 3 m 2 /g or more is that the BET specific surface area becomes large;
In other words, if the particle size becomes finer, there will be more viscous flowing parts of the glass during firing, and the surface will be smoother.
In addition, the surface roughness after firing due to the size of the glass particles of the starting material is reduced, and the surface roughness is improved, but in order to obtain Ra = approximately 0.1 μm due to these effects, the specific surface area must be 3 m 2 /g. This is because glass powder having a fineness higher than that is required. However, when the proportion of glass is 40-50%, the glass powder
The BET specific surface area is required to be 4 cm 2 /g or more. In this case, if it is less than 4 m 2 /g, a dense sintered body cannot be obtained.

アルミナ粉末のBET比表面積が4.5m2/g以上
必要な理由は、焼成後表面に位置するアルミナ粒
子によつて生じる表面荒れが、アルミナ粒子が細
かければ小さくなり、表面粗さが改善されるため
であり、Ra=0.1μm程度を得るには、比表面が
4.5cm2/g以上の細かなアルミナ粉末が必要だか
らである。ただし、6m2/g以上のアルミナ粉末
は、材料の焼結性がなくなり、緻密な焼結体が得
られなくなる。
The reason why the BET specific surface area of alumina powder is required to be 4.5 m 2 /g or more is that the surface roughness caused by the alumina particles located on the surface after firing becomes smaller if the alumina particles are finer, and the surface roughness is improved. Therefore, in order to obtain Ra=0.1μm, the specific surface must be
This is because fine alumina powder of 4.5 cm 2 /g or more is required. However, if the alumina powder is 6 m 2 /g or more, the material loses its sinterability, making it impossible to obtain a dense sintered body.

アルミナ粉末のBET比表面積の限定範囲は、
粒径の限定範囲によつても示すことができる。つ
まりRa=0.1μm程度を得るためには、平均粒径
1μm以下必要であり、また0.5μm以下では材料が
充分に緻密化しなくなる。
The limited range of BET specific surface area of alumina powder is
It can also be indicated by a limited range of particle sizes. In other words, in order to obtain Ra=0.1μm, the average particle size is
The thickness is required to be 1 μm or less, and if it is 0.5 μm or less, the material will not be sufficiently densified.

本発明セラミツク組成物の製造方法の態様の一
例としては、原料としてCaO、MgO、SiO2
Al2O3、B2O3を所定の配合組成になるように混合
し、1300〜1450℃で溶解急冷し、ガラス化する。
原料の形態は炭酸塩、酸化物、水酸化物などで良
い。この温度範囲は炉材料等の関係から望ましい
範囲である。
As an example of the embodiment of the method for producing the ceramic composition of the present invention, raw materials include CaO, MgO, SiO 2 ,
Al 2 O 3 and B 2 O 3 are mixed to a predetermined composition, melted and rapidly cooled at 1300 to 1450°C, and vitrified.
The raw material may be in the form of carbonate, oxide, hydroxide, etc. This temperature range is a desirable range considering the furnace materials and the like.

次にガラス粉末とアルミナ粉末とを所定の割合
で混合し、成形粉末とし、これを冷間プレスある
いはテープキヤスチング等通常のセラミツクの成
形法にしたがつて成形し、800〜1000℃で焼成す
る。
Next, glass powder and alumina powder are mixed in a predetermined ratio to form a molded powder, which is then molded using normal ceramic molding methods such as cold pressing or tape casting, and fired at 800 to 1000°C. .

本発明を多層基板に利用するときは、成形した
グリーンシート上に例えばAg系の導体を印刷し、
必要な枚数重ね合せて、同時に焼成し、必要な場
合にはスルーホールを形成して、一体化した基板
とすることができる。
When applying the present invention to a multilayer board, for example, an Ag-based conductor is printed on a formed green sheet,
A necessary number of substrates can be stacked and fired at the same time, and through holes can be formed if necessary to form an integrated substrate.

また、RuO2系あるいはSiC系等の抵抗を印刷
し、さらにはBaTiO3系やSrTiO3系、Pb(Fe2/3
W1/3)O3−Pb(Fe1/2Nb1/2)O3系等のコンデンサ
ペーストをグリーンシート上に印刷し、これを重
ね合せ、またはコンデンサ組成を主体にしたグリ
ーンシートを作り、これを重ね合せ同時に焼成
し、抵抗コンデンサを内蔵し、一体化した基板と
することもできる。
In addition, we can print resistors such as RuO 2 or SiC, as well as BaTiO 3 , SrTiO 3 , Pb (Fe 2/3
Print a capacitor paste such as W 1/3 ) O 3 −Pb (Fe 1/2 Nb 1/2 ) O 3 on a green sheet, and stack these or create a green sheet based on the capacitor composition. , these can be stacked and fired at the same time to form an integrated substrate with built-in resistance capacitors.

さらに、グリーンシート上に導体として粒度調
整をし、かつ耐酸化処理を施したCu粉末ペース
トを印刷し多層化し、N2を主体とした雰囲気中
で同時焼成を行ない、Cu導体を内蔵した低温同
時焼成多層基板をつくることもできる。また、こ
の場合、N2不活性雰囲気であるため、Ni−Crモ
リブデンシリサイド、W−Ni等の金属または金
属間化合物を使用した抵抗ペーストを用い、Cu
導体並びに抵抗を内蔵した多層基板の作成も可能
である。
Furthermore, we printed a Cu powder paste with particle size adjustment and oxidation-resistant treatment as a conductor on a green sheet to create a multilayered structure, and then simultaneously fired it in an atmosphere mainly composed of N2 . It is also possible to create fired multilayer substrates. In this case, since the atmosphere is N2 inert, a resistance paste using a metal or intermetallic compound such as Ni-Cr molybdenum silicide or W-Ni is used to remove Cu.
It is also possible to create multilayer substrates with built-in conductors and resistors.

[実施例] CaCO3、Mg(OH)2、SiO2、Al2O3、H3BO3
ガラスの出発原料に使用し、所定の組成割合にし
たがい秤量した。ライカイ機で充分混合した後、
1400℃で溶融し水中投下してガラスを得た。得ら
れたガラスをアルミナポツトに水、アルミナボー
ルとともに入れ混式粉砕し、乾燥した後、比表面
積3〜4.5m2/gのガラス粉末を得た。このガラ
ス粉末45〜60%とBET比表面積5.7m2/g、平均
粒径0.8μmのアルミナ粉末55〜40%をアルミナポ
ツトに、水、アルミナボールとともに入れ、3時
間混合した後乾燥した。この乾粉1000gにメタア
クリル系バインダ100g、可塑剤(DOP)50g、
溶剤(トルエン、キシレン)450gを加えてスリ
ツプとした後、ドクターブレードを用いて1mm厚
のグリーンシートを作成した。このグリーンシー
トを900〜1000℃で焼成し、物理特性を測定した。
[Example] CaCO 3 , Mg(OH) 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 and H 3 BO 3 were used as starting materials for glass and were weighed according to predetermined composition ratios. After mixing thoroughly with the Raikai machine,
Glass was obtained by melting it at 1400℃ and dropping it into water. The obtained glass was put into an alumina pot together with water and alumina balls, mixed and pulverized, and after drying, a glass powder having a specific surface area of 3 to 4.5 m 2 /g was obtained. 45 to 60% of this glass powder and 55 to 40% of alumina powder having a BET specific surface area of 5.7 m 2 /g and an average particle size of 0.8 μm were placed in an alumina pot together with water and alumina balls, mixed for 3 hours, and then dried. 1000g of this dry powder, 100g of methacrylic binder, 50g of plasticizer (DOP),
After adding 450 g of solvent (toluene, xylene) to form a slip, a 1 mm thick green sheet was prepared using a doctor blade. This green sheet was fired at 900-1000°C and its physical properties were measured.

表1に実施例1〜4として、組成と物理特性と
の関係を示した。得られた基板のRaは0.08〜
0.12μmで、うねり、そりも非常に小さかつた。
Table 1 shows the relationship between composition and physical properties as Examples 1 to 4. The Ra of the obtained substrate is 0.08 ~
At 0.12 μm, waviness and warpage were also very small.

第1図は実施例1の表面粗さRaを測定した際
の測定チヤートである。
FIG. 1 is a measurement chart when the surface roughness Ra of Example 1 was measured.

第3図はガラス粉末2.5m2/g、アルミナ4
m2/gの比表面積をもち、ガラス組成としては、
実施例1と同組成のものを使用した材料で、実施
例と同様の方法で作成した基板の表面粗さRaを
測定した際の測定チヤートである。Ra=0.25μm
と大きく、測定チヤートからも実施例との違いが
わかる。
Figure 3 shows glass powder 2.5m 2 /g, alumina 4
It has a specific surface area of m 2 /g, and the glass composition is:
This is a measurement chart for measuring the surface roughness Ra of a substrate made using a material having the same composition as in Example 1 and using the same method as in Example. Ra=0.25μm
The difference from the example can also be seen from the measurement chart.

第2図は実施例1の基板の断面曲線である。基
板の大きさは60×50mmで長辺方向の真中約40mmを
測定した。
FIG. 2 is a cross-sectional curve of the substrate of Example 1. The size of the board was 60 x 50 mm, and we measured about 40 mm in the middle of the long side.

第4図は高純度アルミナ基板の断面曲線を示し
ている。基板の大きさは60×50mm、厚さは0.82mm
で長辺方向の真中約40mmを測定した。両方を比較
してわかるように、本発明で得られる基板は、う
ねり、そりがアルミナ粉末に比較して非常に小さ
いことがわかる。
FIG. 4 shows a cross-sectional curve of a high-purity alumina substrate. The size of the board is 60 x 50mm, the thickness is 0.82mm
Measured about 40mm in the middle of the long side. As can be seen by comparing both, the substrate obtained by the present invention has much smaller waviness and warp than alumina powder.

応用例 上記実施例と同様の方法で実施例2と同じ材料
を使用して、0.3mm厚のグリーンシートを作成し
た。Ag粉末15gとPd粉末5gの混合物にエチル
セルロース1gとテルピネオール12gを加え、3
本ローラーにより充分混練して作成したペースト
を使用して、導体パターンをグリーンシートに印
刷した。同様の手順で導体パターンの異なる4枚
の導体パターン印刷グリーンシートを得た。この
4枚のグリーンシートを120℃、100Kg/cm2、60秒
間の条件で加圧ラミネートして一体構造とした。
4層の導体層間の接続は、0.4mmφのスルーホー
ルに上記Ag−Pdペーストを充填して行なつた。
このグリーンボデイを900℃に20分ホールドの条
件で焼成した。得られた多層基板の表面粗さは
0.1μmRaであつた。この基板表面にTa2Nの薄膜
をスパツタ法により形成して、リソグラフイー処
理により抵抗体パターンを形成した。さらにTi、
Pdの順にスパツタ法により薄膜を形成し、リソ
グラフイー処理により導体パターンを形成した
後、導体パターンにAuメツキをして薄膜混成回
路を構成した。内部導体と表面薄膜回路はスルー
ホールにより接続した。以上の方法により多層配
線基板上に薄膜混成回路を形成した。
Application Example A green sheet with a thickness of 0.3 mm was produced using the same material as in Example 2 in the same manner as in the above example. Add 1 g of ethyl cellulose and 12 g of terpineol to a mixture of 15 g of Ag powder and 5 g of Pd powder,
A conductor pattern was printed on a green sheet using a paste prepared by thoroughly kneading it with this roller. Four conductor pattern printed green sheets having different conductor patterns were obtained using the same procedure. These four green sheets were laminated under pressure at 120° C., 100 Kg/cm 2 for 60 seconds to form an integral structure.
Connections between the four conductor layers were made by filling 0.4 mm diameter through holes with the Ag--Pd paste.
This green body was fired at 900°C and held for 20 minutes. The surface roughness of the obtained multilayer substrate is
It was 0.1μmRa. A thin film of Ta 2 N was formed on the surface of this substrate by sputtering, and a resistor pattern was formed by lithography. Furthermore, Ti,
After forming a thin film of Pd by sputtering and forming a conductor pattern by lithography, the conductor pattern was plated with Au to construct a thin film hybrid circuit. The inner conductor and surface thin film circuit were connected by through holes. A thin film hybrid circuit was formed on a multilayer wiring board by the method described above.

[発明の効果] 本発明で得られる組成物は表面平滑性の良い基
板を形成することができる。このものは0.1μm
Ra程度の表面粗さを有し、また高純度アルミナ
基板に比較し、うねり、そりが非常に少ないの
で、薄膜パターンを形成する際に使用するマスク
と基板の密着性が良好で、精密な回路パターンを
形成するのが容易である。また1100℃以下で焼成
できるので、Au、Ag、Ag−Pd、Cuなどの導体
を使用して同時焼成多層基板を作成することが可
能で、その表面に薄膜回路を形成すれば、薄膜回
路を含む高密度な三次元回路を形成できる。
[Effects of the Invention] The composition obtained by the present invention can form a substrate with good surface smoothness. This one is 0.1μm
It has a surface roughness on the order of Ra, and has very little waviness or warping compared to high-purity alumina substrates, so the adhesion between the mask used to form thin film patterns and the substrate is good, allowing precision circuits to be formed. Easy to form patterns. Additionally, since it can be fired at temperatures below 1100℃, it is possible to create co-fired multilayer substrates using conductors such as Au, Ag, Ag-Pd, and Cu. High-density three-dimensional circuits can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は実施例1の表面粗さの測定グラフ、第
2図は同基板の断面曲線、第3図は従来のアルミ
ナ基板の表面粗さの測定グラフ、第4図は同基板
の断面曲線を示す。
Fig. 1 is a measurement graph of the surface roughness of Example 1, Fig. 2 is a cross-sectional curve of the same substrate, Fig. 3 is a measurement graph of the surface roughness of a conventional alumina substrate, and Fig. 4 is a cross-sectional curve of the same substrate. shows.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 重量基準で10%までの不純物を含むことのあ
るMO(ただしM:Ca、Mg)4〜35.75%、
SiO218〜45.5%、Al2O335〜72%、B2O30〜19.5
%からなる組成をもち、出発原料として10%まで
の不純物を含むことのあるMO10〜55%、Al2O30
〜30%、SiO245〜70%、B2O30〜30%からなる組
成範囲にあり、そのBET比表面積が3m2/g以
上のガラス粉末40〜65%と残部が10%までの不純
物を含むことのあるBET比表面積が4.5〜6m2
gのアルミナの混合物を1100℃以下の温度で焼成
することを特徴とする表面平滑性の良いセラミツ
ク組成物の製造方法。
1 MO (M: Ca, Mg) 4 to 35.75%, which may contain impurities up to 10% by weight,
SiO2 18~45.5%, Al2O3 35~72%, B2O3 0 ~ 19.5
% and may contain up to 10% impurities as starting material MO10-55%, Al 2 O 3 0
-30%, SiO 2 45-70%, B 2 O 3 0-30%, with a BET specific surface area of 3 m 2 /g or more, 40-65% glass powder and the balance up to 10%. BET specific surface area that may contain impurities is 4.5 to 6 m 2 /
A method for producing a ceramic composition with good surface smoothness, characterized by firing a mixture of g of alumina at a temperature of 1100°C or less.
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