JP3473353B2

JP3473353B2 - 絶縁体ペースト

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Publication number: JP3473353B2
Application number: JP28505097A
Authority: JP
Inventors: 誠人戸瀬; 静晴渡辺
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2003-12-02
Anticipated expiration: 2017-10-17
Also published as: JPH11120823A; US6191186B1; US6270904B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、絶縁体ペースト
に関するもので、特に、高周波回路に関連して電気絶縁
層を形成するために好適に用いられる、ガラス粉末を含
有する絶縁体ペーストに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高周波電子機器の高密度化や高速信号化
に伴い、これら電子機器に備える高周波回路に関連して
用いられる電気絶縁材料は、低誘電率かつ高Ｑであるこ
とが求められている。このような電気絶縁材料は、たと
えば、高周波回路基板または高周波回路用電子部品にお
いて、２以上の電極または伝送線路を互いに離隔する電
気絶縁層を形成するために用いられる。

【０００３】上述した電気絶縁層には、その上下の電極
または伝送線路を導体によって互いに電気的に接続する
ための穴、すなわちビアホールがしばしば設けられる。
このようなビアホールを有する電気絶縁層の形成には、
たとえば、ガラス粉末を含有する絶縁体ペーストが用い
られ、この絶縁体ペーストによってビアホールを有する
電気絶縁層を形成するように、たとえばスクリーン印刷
等の印刷が適用された後、絶縁体ペーストが乾燥され、
次いで焼成される。

【０００４】また、たとえば感光性ポリイミド樹脂のよ
うな感光性絶縁樹脂を用いながら、フォトリソグラフィ
技術に基づき、微細ビアホールが設けられた電気絶縁層
を形成することも知られている。一方、ガラス粉末を光
硬化型の有機ビヒクル中に分散させて得られた絶縁体ペ
ーストを用いながら、フォトリソグラフィ技術に基づ
き、絶縁体を形成する、たとえば特開平９−１１０４６
６号公報または特開平８−５０８１１号公報に記載され
ている技術を、多層配線が必要な回路用電子部品等の微
細ビアホールを有する電気絶縁層の形成に応用すること
が考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術のうち、印刷方式では、ペースト粘性に起因
する印刷にじみや印刷版等に起因する印刷解像度の問題
のため、たとえば直径１５０μｍ未満の微細ビアホール
を設けなければならない電気絶縁層の形成は困難であ
り、近年の回路基板および回路用電子部品等の小型化や
高密度化への対応が不可能である。

【０００６】また、感光性絶縁樹脂を用いながら、フォ
トリソグラフィ技術に基づき、電気絶縁層を形成する方
法によれば、たとえば直径１５０μｍ未満といった微細
ビアホールの形成が可能ではあるが、得られた電気絶縁
層が、高温時の耐久性や酸性めっき液中での耐めっき性
に劣るという欠点がある。一方、同様にフォトリソグラ
フィ技術に基づき、微細ビアホールを有する電気絶縁層
の形成が可能と考えられる、ガラス粉末を光硬化型の有
機ビヒクル中に分散させた、特開平９−１１０４６６号
公報または特開平８−５０８１１号公報に記載されてい
る絶縁材料は、そこに含まれるガラスの軟化点が比較的
低いため、これによって形成された電気絶縁層に接する
電極または伝送線路においてＡｇ系材料を用いた場合、
電気絶縁層中へのＡｇの拡散が著しく生じ、高信頼性の
電気絶縁層の形成が困難であるという問題を含んでい
る。

【０００７】そこで、この発明の目的は、微細なビアホ
ールを形成することが可能であり、かつ高温時の耐久性
および耐めっき性に優れ、また、高周波回路等に不可欠
な低誘電率および高Ｑを可能とし、さらに、電極材料
等、他の材料との反応性の小さい、そのような電気絶縁
層を形成するために有利に用いられる、絶縁体ペースト
を提供しようとすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る絶縁体ペ
ーストは、上述した技術的課題を解決するため、軟化点
が７００〜１０５０℃の範囲内にあり、かつ平均粒子径
が０．１〜５．０μｍの範囲内にある珪酸塩ガラス粉末
が、有機バインダ、光重合開始剤および光硬化性モノマ
ーを含む有機ビヒクル中に分散されたものであることを
特徴とするとともに、表面積対重量比をＳＳ（ｍ ² ／
ｇ）、表面積対体積比をＣＳ（ｍ ² ／ｃｃ）および比重
をρとしたとき、ρ×ＳＳ／ＣＳで表される珪酸塩ガラ
ス粉末の形状平滑指数は、１．０〜３．０であることを
特徴としている。

【０００９】好ましくは、上述の珪酸塩ガラスの組成
は、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方
とを含み、これらＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量
組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、添付の図１
に示す３元組成図において、点Ａ（６５，３５，０）、
点Ｂ（６５，２０，１５）、点Ｃ（８５，０，１５）お
よび点Ｄ（８５，１５，０）で囲まれた領域内にあるよ
うに選ばれる。

【００１０】より好ましくは、添付の図１に示す３元組
成図において、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組
成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、点Ｅ（７５，
２４．５，０．５）、点Ｆ（７５，２２，３）、点Ｇ
（８５，１２，３）および点Ｈ（８５，１４．５，０．
５）で囲まれた領域内にあるように選ばれる。

【００１１】また、上述の有機ビヒクルに含まれる有機
バインダは、側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和
基とを有するアクリル系共重合体であることが好まし
い。また、このようなこの発明に係る絶縁体ペースト
は、好適には、これを焼成することによって、電子部品
における電気絶縁層を形成するために用いられる。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明に係る絶縁体ペースト
は、前述したように、軟化点が７００〜１０５０℃の範
囲内にあり、かつ平均粒子径が０．１〜５．０μｍの範
囲内にある珪酸塩ガラス粉末が、有機バインダ、光重合
開始剤および光硬化性モノマーを含む有機ビヒクル中に
分散されたものである。

【００１３】このように、この発明に係る絶縁体ペース
トは、珪酸塩ガラス粉末が、有機バインダ、光重合開始
剤および光硬化性モノマーを含む有機ビヒクル中に分散
されたものであるので、フォトリソグラフィ技術を用い
ることにより、印刷方式では困難な微細ビアホールを有
する電気絶縁層の形成を可能にする。また、この発明に
係る絶縁体ペーストは、珪酸塩ガラス粉末を含むので、
焼成後において、無機ガラス材料からなる電気絶縁層を
形成することになるので、樹脂系材料からなる電気絶縁
層に比べて、高温時の耐久性や酸性めっき液中での耐め
っき性を向上させることができる。特に、軟化点が７０
０〜１０５０℃の範囲内にある珪酸塩ガラスが用いられ
るので、軟化点が７００℃未満の場合に生じ得る電極材
料等、他の材料との反応の問題を解消できるとともに、
１０５０℃以下の温度で焼成することが可能で、加工性
を優れたものとすることができる。

【００１４】また、この発明に係る絶縁体ペーストにお
いて、珪酸塩ガラス粉末の平均粒子径は、前述したよう
に、０．１〜５．０μｍの範囲内にある。このような珪
酸塩ガラス粉末の平均粒子径は、後述する実験例３に基
づいて求められる。このように平均粒子径を５．０μｍ
以下とすることにより、活性線、たとえば紫外波長領域
（２００〜４５０ｎｍ）にある活性線を照射したとき、
ガラス粉末表面における光散乱を抑制でき、したがっ
て、微細なビアホールを、良好なアスペクト比、良好な
解像度、高円形度、かつテーパを小さく抑制した状態で
形成することができる。また、平均粒子径を０．１μｍ
以上とすることにより、ガラス粒子に活性線が過度に吸
収されることがなくなり、その結果、十分な光重合反応
が達成され、応じて、緻密な膜を形成することができ
る。

【００１５】好ましくは、上述の珪酸塩ガラスの組成
は、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方
とを含み、これらＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量
組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、添付の図１
に示す３元組成図において、点Ａ（６５，３５，０）、
点Ｂ（６５，２０，１５）、点Ｃ（８５，０，１５）お
よび点Ｄ（８５，１５，０）で囲まれた領域内にあるよ
うに選ばれる。

【００１６】このような珪酸塩ガラスの好ましい組成
は、後述する実験例１に基づいて求められる。このよう
に、珪酸塩ガラスの組成を選ぶことにより、ガラスの軟
化点を７００〜１０５０℃の範囲にすることができ、そ
のため、電極材料等、他の材料との反応性が小さく、た
とえば９００〜１０５０℃の焼成温度にて、焼結体を得
ることができるようになり、これによって形成した電気
絶縁層の絶縁性を優れたものとし、また、良好な加工性
も実現することができる。また、ガラスの比誘電率を
７．０未満と低くすることができ、高周波回路を有する
基板や電子部品への用途に適したものとすることができ
る。

【００１７】より好ましくは、添付の図１に示す３元組
成図において、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組
成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、点Ｅ（７５，
２４．５，０．５）、点Ｆ（７５，２２，３）、点Ｇ
（８５，１２，３）および点Ｈ（８５，１４．５，０．
５）で囲まれた領域内にあるように選ばれる。このよう
に、珪酸塩ガラスの組成を選ぶことにより、後述する実
験例１からわかるように、ガラスの軟化点を７５０〜９
４０℃の範囲内にもたらすことができるので、電気絶縁
層を形成するため、９５０℃以下の温度で焼成して、焼
結させることができる。したがって、加工性が一層良好
となり、電極材料等、他の材料との反応性をさらに小さ
くすることができる。

【００１８】また、この発明に係る絶縁体ペーストにお
いて、表面積対重量比をＳＳ（ｍ²／ｇ）、表面積対体
積比をＣＳ（ｍ²／ｃｃ）および比重をρとしたとき、
ρ×ＳＳ／ＣＳで表される珪酸塩ガラス粉末の形状平滑
指数は、１．０〜３．０となるようにされる。この形状
平滑指数は、１．０に近いほど、ガラス粒子の表面凹凸
が少ないことになる。

【００１９】なお、ガラス粒子の表面凹凸を少なくする
方法としては、ガラス粉末を高熱下へ噴霧し急冷する方
法、ガラス粉末をエッチング処理する方法、ガラス粉末
の溶液またはゾルを火炎雰囲気中に噴霧し急冷する方法
等がある。珪酸塩ガラス粉末の形状平滑指数のこのよう
な範囲は、後述する実験例２に基づいて求められる。

【００２０】このように、形状平滑指数が３．０以下で
あると、ガラス粒子の表面凹凸が抑えられて、活性線の
光散乱量が少なくなり、円形度の高いビアホールやテー
パの小さいビアホールを形成することが可能になる。ま
た、上述の有機ビヒクルに含まれる有機バインダは、側
鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有するア
クリル系共重合体であることが好ましい。

【００２１】このような有機バインダを用いることによ
り、現像液には、モノエタノールアミン等の有機系アル
カリおよび炭酸ナトリウム等の金属アルカリの水溶液を
使用できる。仮に、有機バインダの側鎖がエステル系で
エチレン性不飽和基を有するアクリル系重合体を用いれ
ば、現像液にキシレンや酢酸イソアミル、酢酸ブチル、
トルエン等の有害性の高い有機溶剤を使用しなければな
らない。

【００２２】また、光重合開始剤としては、紫外線領域
の活性線照射において、フリーラジカルを発生させるも
ので、アントラキノン系、ベンゾフェノン系、アンスラ
キノン系、等の炭素環系化合物が有利に用いられる。ま
た、光硬化性モノマーとしては、フリーラジカルによっ
て連鎖成長付加重合し、ポリマーを形成する付加重合性
のエチレン系不飽和化合物を単独またはいくつかの組合
せで用いることができる。適当なモノマーとしては、ペ
ンタエリスリトールテトラアクリレートおよびテトラメ
タクリレート、または、ヘキサメチレングリコールジア
クリレートおよびジメタクリレート等が用いられる。

【００２３】上述した有機バインダ、光重合開始剤およ
び光硬化性モノマーの組合せで市販の光硬化型樹脂組成
物として使用できるものとして、たとえば、東京応化社
製のＰＭＥＲＨＣシリーズ、互応化学社製のＳＫシリ
ーズ、日本ペイント社製のオプトＥＲシリーズ等が挙げ
られるが、有機バインダが、側鎖にカルボキシル基とエ
チレン性不飽和基とを有するアクリル系共重合体であれ
ば、他の市販の光硬化性樹脂組成物であってもよい。

【００２４】なお、この発明に係る絶縁体ペースト中
に、必要に応じて、分散剤、沈降防止剤、消泡剤、シラ
ンカップリング剤、可塑剤等の添加剤を添加することが
できる。また、このようなこの発明に係る絶縁体ペース
トは、好適には、これを焼成することによって、電子部
品における電気絶縁層を形成するために用いられる。よ
り好適には、ビアホールを有する電気絶縁層の形成に用
いられ、たとえば、基板上への絶縁体ペーストの付与工
程、乾燥工程、露光工程、現像工程、水洗工程、乾燥工
程、焼成工程を順次実施して、ビアホールを有する電気
絶縁層が形成される。

【００２５】このとき、絶縁体ペーストの付与工程は、
スクリーン印刷、ドクターブレード、スピンコータ等の
方法で実施され得る。また、露光工程では、近接露光、
圧着露光、密着露光のいずれの露光方法を採用してもよ
い。また、現像工程では、浸漬攪拌法、浸漬揺動法、ス
プレー法、シャワー法、パドル法等を用いることがで
き、また、現像液としては、有機アルカリ系の水溶液、
金属アルカリ系水溶液等を、０．１〜１．０％の濃度範
囲で使用できる。また、焼成工程において、焼成プロフ
ァイルは、絶縁体ペースト中のガラス粉末の粒子径や基
板および電極等の材料によって異なるが、通常、空気中
で、８５０〜９５０℃の温度で、１０〜１８０分間保持
することが行なわれる。

【００２６】

【実験例１／珪酸塩ガラスの組成について】この発明に
係る絶縁体ペーストにおいて、前述したように、好まし
くは、上述の珪酸塩ガラスの組成は、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ
₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とを含み、これらＳｉ
Ｏ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ
₂Ｏ ₃，Ｋ₂Ｏ）が、図１に示す３元組成図において、
点Ａ（６５，３５，０）、点Ｂ（６５，２０，１５）、
点Ｃ（８５，０，１５）および点Ｄ（８５，１５，０）
で囲まれた領域内にあるように選ばれる。

【００２７】このような珪酸塩ガラスの好ましい組成お
よび組成比を求めるため、絶縁体ペーストに含有させる
べきガラス成分の出発原料として、ＳｉＯ₂、Ｂ
₂Ｏ₃、およびＫ₂ＣＯ₃をそれぞれ準備し、これらを
後の表１に示す重量組成比を有するガラス組成となるよ
うに混合した後、得られた各混合物を１７００℃の温度
下で溶融させて溶融ガラスを作製した。そして、各溶融
ガラスを冷却ロールで急冷した後、粉砕して、ガラス粉
末を作製した。

【００２８】なお、表１に示されたガラスの軟化点は、
「ＪＩＳＲ３１０４ガラスの軟化点測定方法」に基
づき求めたものである。次いで、各ガラス粉末６０wt％
に対して、アクリル樹脂をテレピネオール系溶剤に溶解
してなる有機ビヒクル４０wt％を加え、これらを混練
し、ガラスペーストを作製した。

【００２９】次いで、各ガラスペーストを用いて、厚膜
コンデンサを作製するため、まず、アルミナ基板上にＡ
ｇペーストをスクリーン印刷で塗布し、９００℃で焼成
して、コンデンサの一方電極となる直径８mmの円板状の
下層導体を形成した。次いで、先に作製した各ガラスペ
ーストを、下層導体上にスクリーン印刷し、表１に示す
焼成温度にて焼成して、下層導体の上に直径６mmの円板
状のガラス焼結体からなる電気絶縁層を形成した。次
に、各電気絶縁層の上に、熱硬化性のＡｇペーストをス
クリーン印刷し、１５０℃にてこれを硬化させ、コンデ
ンサの他方電極となる直径４mmの円板状の上層導体を形
成した。

【００３０】このようにして得られた評価用の厚膜コン
デンサを用いて、電気絶縁層を構成するガラス焼結体の
比誘電率を評価した。より詳細には、ＬＣＲメーターに
て、１ＭＨｚ、２５℃、１Ｖｒｍｓの条件で、比誘電率
を評価した。表１には、各試料について評価した比誘電
率が示されている。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１において、試料番号に＊を付したもの
は、上述の好ましい組成範囲から外れている。このよう
な表１に示した軟化点および比誘電率に基づき決定され
た珪酸塩ガラスの好ましい組成範囲が図１に示されてい
る。図１の３元組成図には、表１に示した試料番号が記
入されている。好ましい組成範囲から外れた試料１が属
する領域Ｘでは、ガラスの軟化点が７００℃未満と低
く、電極材料等、他の材料との反応性が大きくなる。ま
た、試料４が属する領域Ｙでは、ガラスの比誘電率が
７．０以上と高く、高周波回路を有する基板や電子部品
への用途には向かない。また、試料１１が属する領域Ｚ
では、ガラスの軟化点が１０５０℃を超えるため、１０
５０℃で焼成しても、焼結体が得られず、そのため、こ
れによって形成した電気絶縁層の絶縁性が損なわれ、ま
た、加工性が悪い。

【００３３】これに対して、好ましい組成範囲にある試
料２、３、５〜１０、および１２〜１５では、ガラスの
軟化点が７００〜１０５０℃の範囲にあり、電極材料
等、他の材料との反応性が小さく、たとえば９００〜１
０５０℃の焼成温度にて、焼結体が得られ、そのため、
これによって形成した電気絶縁層は優れた絶縁性を示
し、また、加工性も良好である。また、ガラスの比誘電
率が７．０未満と低く、高周波伝送線路を有する基板や
電子部品への用途に適している。

【００３４】より好ましくは、図１に示す３元組成図に
おいて、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組成比
（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、点Ｅ（７５，２
４．５，０．５）、点Ｆ（７５，２２，３）、点Ｇ（８
５，１２，３）および点Ｈ（８５，１４．５，０．５）
で囲まれた領域内にあるように選ばれる。このように、
珪酸塩ガラスの組成を選ぶことにより、表１の試料６、
７、および１２〜１５のように、ガラスの軟化点を７５
０〜９４０℃の範囲内にもたらすことができるので、電
気絶縁層を形成するため、９００〜１０００℃の温度で
焼成して、焼結させることができる。したがって、加工
性が一層良好となり、電極材料等、他の材料との反応性
をさらに小さくすることができる。

【００３５】

【実験例２／珪酸塩ガラス粉末の形状平滑指数につい
て】また、この発明において、表面積対重量比をＳＳ
（ｍ²／ｇ）、表面積対体積比をＣＳ（ｍ²／ｃｃ）お
よび比重をρとしたとき、ρ×ＳＳ／ＣＳで表される珪
酸塩ガラス粉末の形状平滑指数は、前述したように、
１．０〜３．０とされる。

【００３６】このような珪酸塩ガラス粉末の形状平滑指
数の範囲を求めるため、絶縁体ペーストに含有させるべ
きガラス成分の出発原料として、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、
およびＫ₂ＣＯ₃をそれぞれ準備し、これらを、ＳｉＯ
₂／Ｂ₂Ｏ₃／Ｋ₂Ｏが７９／１９／２（wt％）のガラ
ス組成となるように混合した後、得られた混合物を１７
００℃の温度下で溶融させて溶融ガラスを作製した。そ
して、各溶融ガラスを冷却ロールで急冷した後、粉砕し
て、平均粒子径３．０μｍのガラス粉末を作製した。さ
らに、得られたガラス粒子の表面凹凸を少なくするた
め、ガラス粉末を高熱下へ噴霧し急冷する処理を行なっ
た。この処理を実施するステップ数を１〜５の範囲で変
えることにより、後の表２に示すような種々の形状平滑
指数を有するガラス粉末を作製した。より詳細には、こ
のような表面凹凸を少なくするための処理を、試料１６
は１ステップ、試料１７は２ステップ、試料１８は３ス
テップ、試料１９は４ステップ、および試料２０は５ス
テップ、それぞれ実施して得られたものである。

【００３７】なお、形状平滑指数は、以下のように求め
た。すなわち、不活性ガス吸着式自動表面積計により表
面積対重量比ＳＳ（ｍ²／ｇ）を求め、レーザドップラ
ー解析粒度分布計により表面積対体積比ＣＳ（ｍ²／ｃ
ｃ）を求め、また、比重計により比重ρを求めた。そし
て、ρ×ＳＳ／ＣＳを算出し、これを形状平滑指数とし
た。

【００３８】次いで、黄色蛍光灯室にて、試料１６〜２
０に係る各ガラス粉末６０wt％と、有機バインダ、光重
合開始剤および光硬化性モノマーが含まれている市販の
東京応化社製のＰＭＥＲＨＣシリーズの光硬化性樹脂
組成物４０wt％とをそれぞれ混合し、攪拌擂潰機および
３本ロールミルで混練して、絶縁体ペーストを作製し
た。

【００３９】次に、電極を形成した基板の全面に、試料
１６〜２０に係る各絶縁体ペーストをスクリーン印刷法
によりそれぞれ塗布し、絶縁体ペースト膜を形成した。
スクリーン印刷版には、ステンレスメッシュ＃３２５を
用い、スクリーン印刷は、スキージ圧５ｋｇ／cm²、ス
キージスピード５０mm／ｓｅｃ、アタック角７０度、ス
クリーンディスタンス２．０mmの条件で行なった。

【００４０】絶縁体ペースト膜の印刷塗布後、これを１
０分間以上レベリングさせ、乾燥設備で６０分乾燥さ
せ、溶媒分を蒸発させた。次いで、乾燥設備から基板を
取り出した後、基板を乾燥前の寸法に戻すため、基板表
面温度が室温±２℃に達したことを確認した上で、直径
５０μｍのビアホールを形成すべく、フォトマスクを取
り付けた露光装置で５０ｍｊ／cm²の光量の紫外線を照
射した。露光方法としては、近接露光方法を採用した。
露光後、浸漬攪拌法による現像設備で未露光部分を取り
除いた。現像液には、炭酸ナトリウム０．５％水溶液を
使用した。

【００４１】現像後、水洗工程にて、基板を十分に洗浄
し、再度、乾燥設備を用いて３０分間乾燥を行ない、水
分を十分に蒸発させた。その後、昇温速度５０℃／分、
最高焼成温度９００℃、最高焼成温度保持時間１０分、
冷却速度５０℃／分のベルト式焼成設備で、絶縁体ペー
スト膜の焼成を行ない、基板上に電気絶縁層を形成し
た。

【００４２】このようにして得られた試料１６〜２０に
係る電気絶縁層について、５０μｍのビアホールの形
状、５０μｍのビアホールのテーパ、ならびに１ＭＨｚ
時の誘電率およびＱを評価した。これらの結果が以下の
表２に示されている。なお、５０μｍのビアホールの形
状については、ビアホールを真上から顕微鏡により観察
し、ビアホールの円形度を、優れたものから順に、◎、
○、△、×のように評価したものであって、×と評価し
たものは、凹凸が激しく、全く円形になっていなかっ
た。また、５０μｍのビアホールのテーパについては、
顕微鏡測長機により、ビアホール断面での上下穴径の差
を求め、この差を「非常に大」、「大」、「小」、「非
常に小」のように評価したものである。

【００４３】

【表２】

【００４４】表２において、試料番号に＊を付したもの
については、形状平滑指数が前述の範囲から外れてい
る。この範囲から外れた試料１６および１７のように、
形状平滑指数が３．０を超えると、ガラス粒子の表面凹
凸により、粒子表面での活性線、たとえば紫外領域での
活性線の光散乱量が多くなり、円形度の高いビアホール
やテーパの小さいビアホールを形成しにくくなる。

【００４５】これに対して、試料１８、１９および２０
のように、形状平滑指数が３．０以下であると、ガラス
粒子の表面凹凸が抑えられて、活性線の光散乱量が少な
くなり、円形度の高いビアホールやテーパの小さいビア
ホールを形成することが可能になる。形状平滑指数は、
１．０〜２．０であることがなお好ましい。すなわち、
試料１９および２０のように、形状平滑指数が２．０以
下であると、ガラス焼結体の緻密性がより向上し、表２
に示すように、１ＭＨｚ時のＱが１１００を超えるもの
が得られる。

【００４６】

【実験例３／珪酸塩ガラス粉末の平均粒子径について】
この発明に係る絶縁体ペーストに含まれる珪酸塩ガラス
粉末の平均粒子径は、前述したように、０．１〜５．０
μｍの範囲内に選ばれる。このような珪酸塩ガラス粉末
の平均粒子径の好ましい範囲を求めるため、絶縁体ペー
ストに含有させるべきガラス成分の出発原料として、Ｓ
ｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、およびＫ₂ＣＯ₃をそれぞれ準備
し、これらを、ＳｉＯ₂／Ｂ₂Ｏ₃／Ｋ₂Ｏが７９／１
９／２（wt％）のガラス組成となるように混合した後、
得られた混合物を１７００℃の温度下で溶融させて溶融
ガラスを作製した。そして、各溶融ガラスを冷却ロール
で急冷した後、粉砕して、後の表３に示した試料２１〜
２５のように、平均粒子径７．３μｍ、５．５μｍ、
４．８μｍ、０．１μｍ、および０．０５μｍの各ガラ
ス粉末をそれぞれ作製した。さらに、得られた各ガラス
粒子の表面凹凸を少なくするため、ガラス粉末を高熱下
へ噴霧し急冷する処理を行ない、１．７の形状平滑指数
をそれぞれ有するガラス粉末とした。

【００４７】次いで、黄色蛍光灯室にて、試料２１〜２
５に係る各ガラス粉末６０wt％と、有機バインダ、光重
合開始剤および光硬化性モノマーが含まれている市販の
東京応化社製のＰＭＥＲＨＣシリーズの光硬化性樹脂
組成物４０wt％とをそれぞれ混合し、攪拌擂潰機および
３本ロールミルで混練して、絶縁体ペーストを作製し
た。

【００４８】次に、これら試料２１〜２５に係る絶縁体
ペーストによって、基板上に電気絶縁層を形成すべく、
前述した実験例２と同様の方法により、スクリーン印刷
工程、乾燥工程、露光工程、現像工程、水洗工程、乾燥
工程、焼成工程を順次実施した。このようにして得られ
た試料２１〜２５に係る電気絶縁層について、５０μｍ
のビアホールの形状、５０μｍのビアホールのテーパ、
ならびに絶縁破壊電圧（膜厚２５μｍ換算）を評価し
た。これらの結果が以下の表３に示されている。

【００４９】

【表３】

【００５０】表３において、試料番号に＊を付したもの
については、珪酸塩ガラス粉末の平均粒子径が０．１〜
５．０μｍの範囲から外れている。試料２１および２２
のように、平均粒子径が５．０μｍを超えると、表３に
示すように、絶縁破壊電圧の劣化を引き起こす。また、
試料２５のように、平均粒子径が１．０μｍ未満になる
と、ガラス粒子に活性線が過度に吸収され、基板表面で
十分な光量が得られず、光重合反応が阻害されるので、
膜緻密性が悪く、現像時に膜剥がれを引き起こし、ま
た、表３に示すように、円形度の高いビアホールの形成
やテーパの小さいビアホールの形成が不可能になる。

【００５１】これに対して、試料２３および２４のよう
に、平均粒子径が０．１〜５．０μｍの範囲にあると、
高い絶縁破壊電圧が得られ、また、円形度の高いビアホ
ールやテーパの小さいビアホールを形成することができ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る絶縁体ペ
ーストによれば、珪酸塩ガラス粉末が、有機バインダ、
光重合開始剤および光硬化性モノマーを含む有機ビヒク
ル中に分散された絶縁体ペーストであるので、フォトリ
ソグラフィ技術を用いることにより、印刷方式では困難
な微細ビアホールを有する電気絶縁層を形成することが
できる。

【００５３】また、この発明に係る絶縁体ペーストは、
珪酸塩ガラス粉末を含むので、焼成後において、無機ガ
ラス材料からなる電気絶縁層を形成することになるの
で、樹脂系材料からなる電気絶縁層に比べて、高温時の
耐久性や酸性めっき液中での耐めっき性を向上させるこ
とができる。特に、軟化点が７００〜１０５０℃の範囲
内にある珪酸塩ガラスが用いられるので、軟化点が７０
０℃未満の場合に生じ得る電極材料等、他の材料との反
応の問題を解消できるとともに、１０５０℃以下の温度
で焼成することが可能で、加工性を優れたものとするこ
とができる。

【００５４】また、この発明に係る絶縁体ペーストにお
いて、珪酸塩ガラス粉末の平均粒子径が、０．１〜５．
０μｍの範囲内にあるので、活性線、たとえば紫外波長
領域（２００〜４５０ｎｍ）にある活性線を照射したと
き、ガラス粉末表面における光散乱を抑制でき、したが
って、微細なビアホールを、良好なアスペクト比、良好
な解像度、高円形度、かつテーパを小さく抑制した状態
で形成することができるとともに、ガラス粒子に活性線
が過度に吸収されることがなくなり、その結果、十分な
光重合反応が達成され、応じて、緻密な膜を形成するこ
とができる。

【００５５】この発明において、上述の珪酸塩ガラスの
組成が、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも
一方とを含み、これらＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの
重量組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、添付の
図１に示す３元組成図において、点Ａ（６５，３５，
０）、点Ｂ（６５，２０，１５）、点Ｃ（８５，０，１
５）および点Ｄ（８５，１５，０）で囲まれた領域内に
あるように選ばれると、ガラスの軟化点を７００〜１０
５０℃の範囲にすることができ、そのため、電極材料
等、他の材料との反応性が小さく、たとえば９００〜１
０５０℃の焼成温度にて、焼結体を得ることができるよ
うになり、これによって形成した電気絶縁層の絶縁性を
優れたものとし、また、良好な加工性も実現することが
できる。また、ガラスの比誘電率を７．０未満と低くす
ることができ、高周波伝送線路を有する基板や電子部品
への用途に適したものとすることができる。

【００５６】また、この発明において、添付の図１に示
す３元組成図において、ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏと
の重量組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、点Ｅ
（７５，２４．５，０．５）、点Ｆ（７５，２２，
３）、点Ｇ（８５，１２，３）および点Ｈ（８５，１
４．５，０．５）で囲まれた領域内にあるように選ばれ
ると、ガラスの軟化点を７５０〜９４０℃の範囲内にも
たらすことができるので、電気絶縁層を形成するため、
９００〜１０００℃の温度で焼成して、焼結させること
ができる。したがって、加工性が一層良好となり、電極
材料等、他の材料との反応性をさらに小さくすることが
できる。

【００５７】また、この発明に係る絶縁体ペーストにお
いて、表面積対重量比をＳＳ（ｍ²／ｇ）、表面積対体
積比をＣＳ（ｍ²／ｃｃ）および比重をρとしたとき、
ρ×ＳＳ／ＣＳで表される珪酸塩ガラス粉末の形状平滑
指数が、１．０〜３．０となるようにされるので、ガラ
ス粒子の表面凹凸が抑えられて、活性線の光散乱量が少
なくなり、円形度の高いビアホールやテーパの小さいビ
アホールをより確実に形成することが可能になる。

【００５８】また、この発明において、有機ビヒクルに
含まれる有機バインダとして、側鎖にカルボキシル基と
エチレン性不飽和基とを有するアクリル系共重合体が用
いられると、現像液には、モノエタノールアミン等の有
機系アルカリおよび炭酸ナトリウム等の金属アルカリの
水溶液を使用できるようになり、キシレンや酢酸イソア
ミル、酢酸ブチル、トルエン等の有害性の高い有機溶剤
を使用することを回避できる。

【００５９】また、この発明に係る絶縁体ペーストは、
前述したように、フォトリソグラフィ技術を用いること
により、印刷方式では困難な微細ビアホールを有する電
気絶縁層の形成を可能にするので、電子部品における電
気絶縁層の形成に有利に適用されることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る絶縁体ペーストに含まれる珪酸
塩ガラスの好ましい重量組成範囲を示す３元組成図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01B 3/08 H01B 3/00 C03C 8/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軟化点が７００〜１０５０℃の範囲内に
あり、かつ平均粒子径が０．１〜５．０μｍの範囲内に
ある珪酸塩ガラス粉末が、有機バインダ、光重合開始剤
および光硬化性モノマーを含む有機ビヒクル中に分散さ
れているとともに、表面積対重量比をＳＳ（ｍ ² ／
ｇ）、表面積対体積比をＣＳ（ｍ ² ／ｃｃ）および比重
をρとしたとき、ρ×ＳＳ／ＣＳで表される前記珪酸塩
ガラス粉末の形状平滑指数が、１．０〜３．０である、
絶縁体ペースト。
【請求項２】前記珪酸塩ガラスの組成は、ＳｉＯ₂と
Ｂ₂Ｏ₃およびＫ₂Ｏの少なくとも一方とを含み、これ
らＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重量組成比（ＳｉＯ
₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、添付の図１に示す３元組成
図において、点Ａ（６５，３５，０）、点Ｂ（６５，２
０，１５）、点Ｃ（８５，０，１５）および点Ｄ（８
５，１５，０）で囲まれた領域内にある、請求項１に記
載の絶縁体ペースト。
【請求項３】前記ＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃とＫ₂Ｏとの重
量組成比（ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｋ₂Ｏ）が、添付の図
１に示す３元組成図において、点Ｅ（７５，２４．５，
０．５）、点Ｆ（７５，２２，３）、点Ｇ（８５，１
２，３）および点Ｈ（８５，１４．５，０．５）で囲ま
れた領域内にある、請求項２に記載の絶縁体ペースト。
【請求項４】前記有機バインダは、側鎖にカルボキシ
ル基とエチレン性不飽和基とを有するアクリル系共重合
体である、請求項１ないし３のいずれかに記載の絶縁体
ペースト。
【請求項５】当該絶縁体ペーストは、これを焼成する
ことによって、電子部品における電気絶縁層を形成する
ために用いられる、請求項１ないし４のいずれかに記載
の絶縁体ペースト。