JPH03146486A

JPH03146486A - アルミナ磁器

Info

Publication number: JPH03146486A
Application number: JP28537489A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Inagaki; 稲垣　敦史
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1989-11-01
Filing date: 1989-11-01
Publication date: 1991-06-21

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、アルミナ焼結体の表面にメタライズが施され
たアルミナ磁器に関する。

［従来の技術］一般に、アルミナ焼結体であるセラミックの表面にメタ
ライズ（２次メタライズ〉を施す場合には、メタライズ
インクとして、Ｍｏを主成分とした、Ｍ　ｎ　、Ｔ　ｉ
　Ｈ２などの活性な金属で構成される導体ペーストが使
用されている。

そして、このメタライズインクを、Ａ１．Ｏ。

含有量９２〜９６％のセラミック表面へ塗布して焼付け
ることにより、メタライズとセラミックとの間に強固な
反応層が形成され、セラミックに対して接合強度の高い
メタライズ層が形成される。

［発明が解決しようとする課題］しかるに、上記のメタライズインクを使用して、Ａｌｔ
ｏｓ含有量９９％以上を有する高純度のアルミナ焼結体
にメタライズを施した場合には、アルミナ焼結体に含ま
れるフラックスの量が少なくなることから、セラミック
に対するメタライズの反応性が極端に低くなり、従って
、メタライズの接合強度が低下する課題を有していた。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
は、Ａｌ５ｏ３含有量９９％以上のアルミナ焼結体に形
成されるメタライズの接合強度を高めたアルミナ磁器を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は上記目的を達成するために１粒径５〜１０μを
有するＡ　ｌ　２０　ｓの含有量が９９％以上であるア
ルミナ焼結体に、Ｍｏを主成分として、０．５〜１．５
重量％のＳｉｎ、を含む導体ペーストを焼成して戒るメ
タライズが施されたことを技術的手段とする。

［作用および発明の効果］上記構成よりなる本発明は、Ｍｏを主成分とする導体ペ
ーストに、０．５〜１．５重量％の５ｉｎ２を添加した
ことにより、導体ペーストの焼成中に形成されるガラス
相のメタライズ層への浸透が促進される。

また、Ａ１１ｂｉの粒径を５〜１０μとしたことにより
、アルミナ焼結体の内部ボア（気孔）が増加し、上記の
ガラス相がアルミナ焼結体へ浸透する結果生じる物理的
な結合（内部ボアへのＳｉＯ３固着による投錨効果）が
容易になる。

この結果、Ａ１□Ｏ１含有量９９％以上を有するアルミ
ナ焼結体であっても、メタライズとの反応層がより強固
になり、アルミナ焼結体に対するメタライズの接合強度
が向上する。

なお、Ｓｉｎ、の添加量は、０．５〜１，５重量％の範
囲を外れると、ガラス相のメタライズ層への浸透が少な
くなる。

また、Ａｌａｒｍの粒径が５μより小さいと、Ａ　１　
ｚ　Ｏｓとメタライズ層との反応性が低下し、１０μよ
り大きいと、アルミナ焼結体自体の強度劣化が進むため
、実使用に支障をきたす。

従って、本発明では、Ａｌ２Ｏ３の粒径が５〜１０μに
なるまで粒成長させるとともに、導体ペーストへのＳｉ
ｎ、の添加量を０．５〜１．５重量％の範囲とした。

［実施例］次に、本発明のアルミナ磁器の一実施例を説明する。

本実施例のアルミナ磁器は、セラミック（アルミナ焼結
体〉の表面にメタライズを施したもので、回路基板や電
子管などに適用される。

セラミックは、造粒粉を乾式プレスにて成型し、大気雰
囲気中にて焼成することにより得られるもので、粒径５
〜１０μまで粒成長させたＡ１．Ｏ。

含有量９９％以上の高純度アルミナ焼結体である。

なお、造粒粉は、アルミナ、フラクッス、バインダ等を
混合したスラリー（泥漿）を噴霧乾燥（スプレードライ
）して得られる。

メタライズに使用されるメタライズインク（導体ペース
ト〉は、Ｍｏ粉末７．０〜８．０重量％、Ｍｎ粉末０．
５〜１．０重量％、ＴｉＨ，粉末０．５〜１．０重量％
、およびＳｉｎ、粉末０．５〜１．５重量％の組成で構
成された金属粉末を溶剤とともに分散混合し、有機バイ
ンダを混合して調合されている。

そして、このメタライズインクを、前記セラミックの表
面に所定の厚さでスクリーン印刷し、加湿雰囲気の水素
炉中で高温焼成することにより、メタライズ層が形成さ
れる。

ここで、Ａｌ２Ｏ３の粒径あるいはメタライズインクの
組成を変えた場合の各メタライズの接合強度を測定し、
その測定結果を表１に示す。

接合強度の測定に際して、Ａ１２０１含有量９９％以上
のセラミックで形成された３種類の測定試ｌ’４ａ、ｂ
、ｃを各１０個づつ作成した。

各測定試料ａ、ｂ、ｃは、第１図ないし第３図に示すよ
うに、それぞれの−表面にメタライズＭが施された環状
体１と円柱体２とから成り、各々のメタライズＭにＮｉ
メツキ（メッキ厚２〜４μ）を施した後、第４図に示す
ように、銀ろう付け（ＢＡｇ−８）によって接合されて
いる。なお、第１図ないし第４図は測定試料を示すもの
で、第１図は環状体の平面図、第２図は環状体の側面断
面図、第３図は円柱体の側面断面図、第４図は環状体と
円柱体とを接合した状態の測定試料の側面断面図である
。

環状体１は、外径Ｄｉ　：　２８．６ｍｎ＋、中空部の
内径ｄ１：８．７ｍｍ、高さＩｌｌ　：　６．４ｎ＋ｍ
を有し、中空部の外周に、内径ｄ２：１１１ｎｌ、外径
ｄ３：１４ｍｍを有する環状のメタライズＭ〈厚さ１０
〜１５μ）が形成されている。

円柱体２は、外径０２：１Ｇ開、高さ１１２　：　６．
４ＩＩｎ＋を有し、一方の端面全面にメタライズＭ（厚
さ１０〜１５μ）が形成されている。

表１において、測定試料ａは、セラミックの素材である
Ａ　１　ｚ　Ｏｓの粒径を５〜１０μとし、セラミック
に塗布されるメタライズインクは、Ｍｏ粉末１．０重量
％、Ｍｎ粉末１．０重電％、ＴｉＨ，粉末１．０重量％
、および５ｉＯｚ粉末１．０重量％の各金属粉末を溶剤
とともに分散混合し、有機バインダを混合して調合され
ている。

測定試料すは、Ａｌ２Ｏ３粒径２〜４μで、メタライズ
インクは、測定試料ａに使用したメタライズインクと同
じである。

測定試料Ｃは、Ａｌ２ｂｉ粒径２〜４μで、メタライズ
インクは、Ｍｏ粉末８．０重量％、Ｍｎ粉末１．０重量
％、およびＴ　ｉ　Ｈ２粉末１．０重量％の各金属粉末
を溶剤とともに分散混合し、有機バインダを混合して調
合されている。

メタライズＭの接合強度は、第４図に示すように、各測
定試料ａ、ｂ、ｃの円柱体２に打ち抜き荷重を加え、測
定試料が破壊した時の打ち抜き荷重の大きさ、および破
壊の発生箇所によって評価した。

表１Ｘ＝平均値上記測定結果より、測定試料ａの接合強度が一番高い値
を示した。また、破壊箇所がセラミック側であることか
らも、メタライズＭの接合強度が高いことがＩＩ認でき
る。

測定試料す、ｃは、測定試料ａと比較して共に接合強度
が低く、かつ破壊箇所がメタライズＭとセラミックとの
間であることから、メタライズＭの接合強度が低いこと
を示している。

このように、Ａ１！０３含有量９９％以上のセラミック
にメタライズを施す場合には、Ａｌ２Ｏ。

の粒径を５〜１０μとするとともに、Ｍｏを主成分とし
て、０．５〜１．５重量％のＳｉｎ、を添加したメタラ
イズインクを使用することにより、高純度アルミナとメ
タライズ層と反応性が高まり、その結果、接合強度の高
いメタライズ層を形成することができる。

これは、メタライズインクに０．５〜１．５重量％のＳ
ｉｎ、を添加したことで、メタライズインクの焼成中に
形成されるガラス相のメタライズ層への浸透が促進され
、また、Ａｌ２Ｏ，の粒径を５〜１０μとしたことで、
セラミックの内部ボア（気孔〉が増加し、上記のガラス
相がセラミックへ浸透する結果生じる物理的な結合が容
易になることなどから、セラミックとメタライズとの反
応層がより強固になるためである。

なお、Ｓｉｎ、の添加量は、０５〜１．５重量％の範囲
を外れると、ガラス相のメタライズ層への浸透が少なく
なる。

また、Ａｌ２Ｏ，の粒径が５μより小さいと、Ａｌ２Ｏ
３とメタライズ層との反応性が低下し、１０μより大き
いと、セラミック自体の強度劣化が進むため、実使用に
支障をきたす。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は環状体の平面図、第２図は環状体の側面断面図
、第３図は円柱体の側面断面図、第４図は測定試料の側
面断面図である。図中１・・・環状体２・・・円柱体Ｍ・・・メタライズ

Claims

【特許請求の範囲】

１）粒径５〜１０μを有するＡｌ＿２Ｏ＿３の含有量が
９９％以上であるアルミナ焼結体に、Ｍｏを主成分とし
て、０．５〜１．５重量％のＳｉＯ＿２を含む導体ペー
ストを焼成して成るメタライズが施されたアルミナ磁器
。