(57)【要約】【課題】線膨張係数が大きく、２００〜２７０℃における膨張曲線の急激な変化がない電子回路基板を非・高融点金属電極材料との同時焼成によって製造が可能なガラスセラミックス組成物および無鉛ガラスの提供。【解決手段】モル％で、ＳｉＯ２  ４０〜７５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ  ０〜３０％、ＢａＯ  １５〜３５％からなる無鉛ガラス。前記無鉛ガラスの粉末６５〜９０質量％、クリストバライト粉末１０〜３５質量％、からなるガラスセラミックス組成物。前記ガラスセラミックス組成物を焼成して得られる電子回路基板。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２  ４０〜７５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ  ０〜３０％、ＢａＯ  １５〜３５％、から本質的になる無鉛ガラス。
【請求項２】
ＳｉＯ２が５５〜６５％、Ｂ２Ｏ３が０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３が５〜１０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯが０〜１５％、ＢａＯが２０〜３５％、である請求項１に記載の無鉛ガラス。
【請求項３】
３５ＧＨｚにおける比誘電率および誘電損失がそれぞれ８以下、０．００５０以下である請求項１または２に記載の無鉛ガラス。
【請求項４】
質量百分率表示で、請求項１、２または３に記載の無鉛ガラスの粉末６５〜９０％、クリストバライト粉末１０〜３５％、から本質的になるガラスセラミックス組成物。
【請求項５】
請求項４に記載のガラスセラミックス組成物を焼成して得られる電子回路基板。
【請求項６】
５０〜２５０℃における平均線膨張係数が１２０×１０−７／℃以上、３５ＧＨｚにおける比誘電率および誘電損失がそれぞれ８以下、０．００５０以下である請求項５に記載の電子回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成して電子回路基板を作製するのに好適な無鉛ガラスおよびガラスセラミックス組成物、ならびに電子回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子回路基板として用いられていた、アルミナ粉末を焼結して作製されるアルミナ基板は、アルミナ粉末の焼結温度が約１６００℃と高いために、アルミナ基板作製と同時に焼成する電極の材料としてはタングステン（融点：３４００℃）、モリブデン（融点：２６２０℃）等の高融点金属しか使用できず、比抵抗が小さいが融点が１６００℃以下である銀（融点：９６２℃）等の非・高融点金属を基板作製と同時に焼成する電極材料としては使用できない問題があった。
【０００３】
また、樹脂製プリント配線基板（マザーボード）と組み合わせて使用される電子回路基板にはマザーボードとの膨張マッチングが求められる。膨張マッチングが不充分であると、ハンダ実装時や回路のオンオフ繰り返し等による基板温度変動に起因して問題が発生する。
このような問題を解決する電子回路基板用ガラスとして焼成時にクリストバライトを析出するガラスが提案されている（たとえば特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５８６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記クリストバライトを析出するガラスの粉末を焼成して得られた焼成体は線膨張係数が大きくマザーボードとの膨張マッチングが容易になるという点で優れているが、当該焼成体は２００〜２７０℃においてその膨張曲線に急激な変化（急激な伸び）が起こり、ハンダ実装時（典型的なハンダ固着温度は２５０℃またはそれ以下）等に問題が起こるおそれがある。
本発明は、線膨張係数が大きく、先に述べたような膨張曲線の急激な変化がない電子回路基板を非・高融点金属電極材料との同時焼成によって製造することが可能なガラスセラミックス組成物および無鉛ガラスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、下記酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２  ４０〜７５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３  ３〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ  ０〜３０％、ＢａＯ  １５〜３５％、から本質的になる無鉛ガラスを提供する。
また、質量百分率表示で、前記無鉛ガラスの粉末６５〜９０％、クリストバライト粉末１０〜３５％、から本質的になるガラスセラミックス組成物を提供する。
また、前記ガラスセラミックス組成物を焼成して得られる電子回路基板を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、線膨張係数が大きく、先に述べたような膨張曲線の急激な変化がなく、かつ非・高融点金属電極材料との同時焼成によって製造が可能な電子回路基板、その製造に好適なガラスセラミックス組成物および無鉛ガラスが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の無鉛ガラス（以下、本発明のガラスという。）は通常、粉末化してガラス粉末とされ、典型的には電子回路基板の製造に用いられる。
本発明のガラスの軟化温度Ｔｓは９５０℃以下であることが好ましい。９５０℃超では本発明のガラスの粉末を９００℃で焼成して緻密な焼成体を得ることが困難になるおそれがある。より好ましくは９３０℃以下である。
【０００９】
本発明のガラスの３５ＧＨｚにおける比誘電率（εＧ）は８以下であることが好ましい。８超では電子回路基板製造に用いることができなくなるおそれがある。より好ましくは７．６以下である。
本発明のガラスの３５ＧＨｚにおける誘電損失（ｔａｎδＧ）は０．００５０以下であることが好ましい。０．００５０超では電子回路基板製造に用いることができなくなるおそれがある。より好ましくは０．００４０以下である。
本発明のガラスのεＧ、ｔａｎδＧはそれぞれ８以下、０．００５０以下であることが好ましい。
【００１０】
次に、本発明のガラスの組成について、モル％を単に％と記して以下に説明する。
ＳｉＯ２はネットワークフォーマであり、またεＧを低下させる成分であり、必須である。４０％未満ではガラスの安定性が損なわれ、失透しやすくなる。好ましくは５１％以上、より好ましくは５５％以上である。７５％超ではＴｓが高くなる。好ましくは６９％以下、より好ましくは６５％以下である。
Ｂ２Ｏ３は必須ではないが、εＧまたはｔａｎδＧを小さくする、Ｔｓを低下させる等のために２０％まで含有してもよい。２０％超では後述するグリーンシートの耐候性が低下する。好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下である。
【００１１】
Ａｌ２Ｏ３はガラスを安定化させる成分であり、必須である。３％未満ではガラスが不安定になる。好ましくは５％以上である。２０％超ではＴｓが高くなる。好ましくは１３％以下、より好ましくは１０％以下である。
ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯはいずれも必須ではないが、ガラスを安定化させる、ガラスの溶融温度を低下させる等のために合計で３０％まで含有してもよい。３０％超では、ガラスの安定性が損なわれ失透しやすくなる、または、本発明のガラスの粉末を本発明のガラスセラミックス組成物（以下、本発明の組成物という。）に用いたときその焼成体の膨張係数が小さくなるおそれがある。
ＢａＯはガラスの溶融温度を低下させる成分であり、必須である。１５％未満ではＴｓが高くなる。好ましくは２０％以上である。３５％超ではεＧまたはｔａｎδＧが大きくなる。好ましくは３２％以下である。
【００１２】
本発明のガラスは本質的に上記成分からなるが、他の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。そのような他の成分を含有する場合、その含有量の合計は１０％以下であることが好ましい。１０％超ではガラスが失透しやすくなるおそれがある。より好ましくは５％以下である。
前記他の成分として次のようなものが例示される。すなわち、ガラス溶融温度を低下させる、ガラスを安定化させる等のためにＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２またはＳｎＯ２を含有してもよい。
なお、本発明のガラスはＺｎＯを含有しないことが好ましい。ＺｎＯを含有すると、本発明のガラスの粉末を本発明の組成物に用いたときその焼成体の膨張係数が小さくなるおそれがある。
また、本発明のガラスはＰｂＯを含有しない無鉛ガラスである。
【００１３】
本発明のガラスは、ＳｉＯ２が５５〜６５％、Ｂ２Ｏ３が０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３が５〜１０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯが０〜１５％、ＢａＯが２０〜３５％、であることが好ましい。
【００１４】
次に、本発明の組成物の組成について質量百分率表示を用いて説明する。
本発明のガラスの粉末は焼成体の緻密性を高める成分であり、必須である。好ましくは７３％以上である。９０％超ではクリストバライト粉末が少なくなる。好ましくは８７％以下である。
クリストバライト粉末は焼成体の膨張係数を大きくし、かつ前記２００〜２７０℃における膨張曲線の急激な変化が認められないような焼成体を得るための成分であり、必須である。好ましくは１３％以上である。３５％超では本発明のガラスの粉末が少なくなる。好ましくは２７％以下である。
【００１５】
本発明の電子回路基板は本発明の組成物を焼成して得られる。焼成する温度は典型的には９００℃またはそれ以下である。
本発明の電子回路基板の５０〜２５０℃における平均線膨張係数（α）は１２０×１０−７／℃以上であることが好ましい。なお、αは典型的には２００×１０−７／℃以下である。
さらに、本発明の電子回路基板の３５ＧＨｚにおける比誘電率（ε）および誘電損失（ｔａｎδ）はそれぞれ８以下、０．００５０以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明の電子回路基板は通常、本発明の組成物をグリーンシート化して製造される。すなわち、本発明の組成物を樹脂と混合し、それに溶剤等を添加してスラリーとする。このスラリーをポリエチレンテレフタレート等のフィルム上にドクターブレード法等によって塗布し、シート状に成形する。その後乾燥して溶剤等を除去しグリーンシートとされる。このグリーンシートは焼成されて電子回路基板とされる。なお、前記樹脂として、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂等が、前記溶剤として、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等がそれぞれ例示される。
【実施例】
【００１７】
表のＳｉＯ２からＺｎＯまでの欄にモル％表示で示す組成となるように原料を調合、混合し、該混合された原料を白金ルツボに入れて１５００℃で１２０分間溶融し、薄板状のガラスに成型した後、アルミナ製ボールミルで粉砕してガラス粉末を得た。
得られたガラス粉末とクリストバライト粉末を質量比で４：１の割合で混合しガラスセラミックス組成物を得た。
例１〜４は実施例、例５〜７は比較例である。
【００１８】
ガラス粉末のＴｓ（単位：℃）、εＧ、ｔａｎδＧを、また、ガラスセラミック組成物を焼成して得られた焼成体のε、ｔａｎδ、α、２００〜２７０℃におけるその膨張曲線の急激な変化（急激な伸び）の有無、を以下のようにして測定・評価した。なお、「−」は測定しなかったことを示す。
Ｔｓ：示差熱分析により昇温速度１０℃／分で室温から１０００℃までの範囲で測定した。なお、アルミナ粉末を標準物質とした。
εＧ、ｔａｎδＧ：ガラス粉末４０ｇを６０ｍｍ×６０ｍｍの金型に入れて加圧成形したものを、９００℃で６０分間焼成した。得られた焼成体を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．２５ｍｍ厚に加工し、高周波測定装置を使用して、２０℃、３５ＧＨｚにおける比誘電率と誘電損失を測定した。
【００１９】
ε、ｔａｎδ：ガラス粉末３２ｇとクリストバライト粉末８ｇを充分に混合して得られた混合物４０ｇを、εＧ、ｔａｎδＧの測定の場合と同様にして焼成した。得られた焼成体について、εＧ、ｔａｎδＧの測定の場合と同様にして２０℃、３５ＧＨｚにおける比誘電率と誘電損失を測定した。
α：ガラス粉末４ｇとクリストバライト粉末１ｇの混合物を５ｍｍ×５ｍｍ×５０ｍｍの金型に入れて加圧成型したものを９００℃で６０分間焼成した。得られた焼成体を直径５ｍｍ×高さ２０ｍｍの円柱状に加工し、６００℃までの膨張曲線を測定し、当該膨張曲線から５０℃〜２５０℃における平均線膨張係数を算出した。
急激な伸び：αの測定で得られた膨張曲線の２００〜２７０℃の領域において急激な変化が認められるか否かを調べた。
【００２０】
【表１】
2005041755.tif 000002