结晶玻璃合成物、结晶玻璃、绝缘合成物、绝缘膏以及厚膜电路板制造技术

本发明专利技术提供了一种结晶玻璃合成物，用于一种电路板中，它能够在１１００℃温度下烧结，并能够赋予玻璃合成物作为用于电路板中的电气绝缘体的良好的特性，诸如相对介电常数只有１／２那么低，热膨胀系数有１２ｐｐｍ／℃那么高，其中，用于电路板中的结晶玻璃合成物含有ＳｉＯ＃－［２］，ＭｇＯ和ＣａＯ，ＳｉＯ＃－［２］，ＭｇＯ和ＣａＯ由重量百分比表示的合成比落在由图１中的三元相图中的连接点Ａ（２５，４５，３０）、Ｂ（２５，０，７５），Ｃ（４４，０，５６），Ｄ（４４，２２，３４），Ｅ（４０，１９，４１）和Ｆ（２９，４０，３１）的线所围绕的区域内。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于电路板中的结晶玻璃合成物，用作诸如多层电路板之类的电路板中的电气绝缘体，通过烧结结晶玻璃合成物得到的烧结结晶玻璃、含有结晶玻璃粉末(含有结晶玻璃合成物)和陶瓷粉末的绝缘合成物、通过混合绝缘合成物和有机载体制备而成的绝缘膏、以及通过烧结绝缘膏得到的具有绝缘层的厚膜电路板。本专利技术尤其涉及一种改进的方法，用于允许结晶玻璃合成物或绝缘膏在低温烧结，并赋予烧结的结晶玻璃或通过烧结它们而得到绝缘层以低介电常数和高热膨胀系数。因为用于诸如IC和LSI中的集成电路的半导体元件中的进步，使得各种电子器具的小型化和高度集中近年来已经有了战略性的进步，结果，电路板也需要小型化和高度集中，以安装用于集成电路的半导体元件，这迫使电路板的电布线要细微并是多层的。已知当围绕导体的材料具有更高的介电常数时，在导体中传播的信号通常被延迟。因此，用于高速传播的电气绝缘材料需要具有低介电常数。但是，由于通常低介电常数绝缘体的热膨胀系数小于用于例如电极中的导体的热膨胀系数，故有一个问题，即，当将各种材料综合到多层体中时，由于热膨胀系数的差，产生变形和破裂。关于上述的问题，日本第3-4594号未审查专利公告打算通过允许包含一定组合比例的主要成分MgO，SiO2和CaO，研制一种具有更大的热膨胀系数的绝缘层，以制造一种集成电容器型混合电路板，其中通过将大热膨胀系数的介质层插入绝缘层之间而结合起来，由此增加了绝缘层的热膨胀系数。在这个公告中解释的绝缘层中，通过在1000℃到1300℃的温度下煅烧，然后在1240℃到1340℃烧结，使主要的结晶相镁橄榄石(Mg2SiO4)沉淀，以增加热膨胀系数。但是，在构成上述公告中所述的绝缘层的电气绝缘体中，在1100℃或更低的温度下烧结是不可能的。因此，材料无法用于电路板的电气绝缘体，其中含有例如银之类的导体形成在表面上或它们的内部。虽然已知melwinite(Ca3MgSi2O8)、钙镁橄石(CaMgSiO4)和硅酸钙(CaSiO3，Ca3Si2O7，Ca2SiO4和Ca3SiO5中的至少一种)中的至少一种是具有比镁橄榄石(Mg2SiO4)更大的热膨胀系数，但在上述公告中描述的绝缘层的电气绝缘体似乎落在相对来说沉淀少量结晶相的合成区域中。相应地，本专利技术的一个目的是提供一种结晶玻璃合成物，用于电路板中，其中melwinite(Ca3MgSi2O8)、钙镁橄石(CaMgSiO4)和硅酸钙(CaSiO3，Ca3Si2O7，Ca2SiO4和Ca3SiO5中的至少一种)中的至少一种结晶相(它们有大于镁橄榄石(Mg2SiO4)的热膨胀系数，但可以在1100℃或更低的温度烧结)可以如上所述在1100℃或更低的温度下有效地沉淀，由此，可以提供电气绝缘体，用于电路板中，它的相对介电常数为12或更小，，热膨胀系数有10ppm/℃那么高，并提供一种由烧结结晶玻璃合成物而获得的烧结结晶玻璃。本专利技术的另一个目的是提供一种绝缘合成物，含有如上所述的结晶玻璃合成物以及陶瓷粉末，通过混合绝缘合成物与有机载体制备的绝缘膏，以及通过烧结绝缘膏得到的厚膜电路板。更具体地说，本专利技术的目的是提供一种绝缘合成物和绝缘膏，它可以在1100℃或更低的温度下烧结，并允许melwinite(Ca3MgSi2O8)、钙镁橄石(CaMgSiO4)和硅酸钙(CaSiO3，Ca3Si2O7，Ca2SiO4和Ca3SiO5中的至少一种)中的至少一种结晶相如上所述在1100或者更低的温度下有效地沉淀，由此提供一种电气绝缘体，用于电路板中，烧结后，它的相对介电常数是10那么小或更小，热膨胀系数有8ppm/℃那么高或更高，并提供厚膜电路板，它具有通过烧结绝缘膏得到的绝缘层。另一方面，本专利技术提供了一种用于含有SiO2，MgO和CaO的电路板的结晶玻璃合成物，其中SiO2，MgO和CaO中由重量百分比％表示的构成比落在由连接三元相图中的点A(25，45，30)，B(25，0，75)，C(44，0，56)，D(44，22，34)，E(40，19，41)和F(29，40，31)的线所围绕的区域内，其中通过热处理所述合成物，使melwinite(Ca3MgSi2O8)、钙镁橄石(CaMgSiO4)和硅酸钙(CaSiO3，Ca3Si2O7，Ca2SiO4和Ca3SiO5中的至少一种)中的至少一种沉淀。本专利技术还提供一种用于电路板中的结晶玻璃合成物，其SiO2，MgO和CaO中由重量百分比％表示的构成比落在由连接三元相图中的点G(30，19，51)，H(30，5，65)，I(44，5，51)和J(44，19，37)的线所围绕的区域内，其中通过热处理所述合成物，使melwinite(Ca3MgSi2O8)、钙镁橄石(CaMgSiO4)和硅酸钙(CaSiO3，Ca3Si2O7，Ca2SiO4和Ca3SiO5中的至少一种)中的至少一种沉淀。另一方面，本专利技术提供了一种用于含有主要成分SiO2，MgO和CaO，同时含有附属成分(1)Al2O3，(2)BaO和SrO与/或ZnO的碱土金属氧化物中的至少一种，(3)Li2O，Na2O和K2O碱金属氧化物中的至少一种，和(4)B2O3中的至少一种的电路板的结晶玻璃合成物，其中主要成分中由重量百分比％表示的SiO2，MgO和CaO的合成比落在三元相图中连接点A’(25，70，5)，B’(25，0，75)，C’(44，0，56)和D’(44，51，5)的线围绕的区域内，其中相对于100份重量的主要成分，含有组合比为0.5到50份重量的附属成分，同时含有附属成分(1)0.5到25份重量的Al2O3(如果有的话)，(2)0.5到10份重量的BaO和SrO和/或ZnO的碱土金属氧化物中的一种(如果有的话)，(3)0.5到5份重量的Li2O，Na2O和K2O中的碱土金属氧化物中的一种(如果有的话)，和(4)0.5到25份重量的B2O3，通过热处理所述合成物，使melwinite(Ca3MgSi2O8)、钙镁橄石(CaMgSiO4)和硅酸钙(CaSiO3，Ca3Si2O7，Ca2SiO4和Ca3SiO5中的至少一种)中的至少一种沉淀。用于上述电路板中的结晶玻璃合成物如此选择，主要成分SiO2，MgO和CaO中由重量百分比％表示的构成比落在由附图说明图1所示的三元相图中的连接点E(25，45，30)，B(25，0，75)，C(44，0，56)，F(44，22，34)，G(40，19，41)和H(29，40，31)的线所围绕的区域内。较好的，主要成分SiO2，MgO和CaO中由重量百分比％表示的构成比落在由连接三元相图中的点I(30，19，51)、J(30，5，65)、K(44，5，51)和L(44，19，37)的线所围绕的区域内。图1示出一个三元相图，指出用于根据本专利技术的电路板的结晶玻璃合成物中所包含的SiO2、MgO和CaO的成分范围。图2示出根据本专利技术的厚膜电路板的一个例子，说明了厚膜多层电路板的截面图，其中制备该厚膜多层电路板是为了求例3中的相对介电常数和绝缘特性。图3示出一个三元相图，指出用于根据本专利技术的电路图的另一种结晶玻璃合成物中所包含的SiO2、MgO和CaO的成分范围。通常可以通过对原料先熔化，然后淬火，来制造合成物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于含有ＳｉＯ２，ＭｇＯ和ＣａＯ的电路板的结晶玻璃合成物，其中ＳｉＯ２，ＭｇＯ和ＣａＯ中由重量百分比％表示的构成比落在由连接三元相图中的点Ａ（２５，４５，３０），Ｂ（２５，０，７５），Ｃ（４４，０，５６），Ｄ（４４，２２，３４），Ｅ（４０，１９，４１）和Ｆ（２９，４０，３１）的线所围绕的区域内，其特征在于 通过热处理所述合成物，使ｍｅｌｗｉｎｉｔｅ（Ｃａ↓［３］ＭｇＳｉ↓［２］Ｏ↓［８］）、钙镁橄石（ＣａＭｇＳｉＯ↓［４］）和硅酸钙（ＣａＳｉＯ↓［３］，Ｃａ↓［３］Ｓｉ↓［２］Ｏ↓［７］，Ｃａ↓［２］ＳｉＯ↓［４］和Ｃａ↓［３］ＳｉＯ↓［５］中的至少一种）中的至少一种沉淀。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川上弘伦，砂原博文，田中俊树，渡边静晴，鹰木洋，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]