JPH0359029B2 - - Google Patents
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- JPH0359029B2 JPH0359029B2 JP60063725A JP6372585A JPH0359029B2 JP H0359029 B2 JPH0359029 B2 JP H0359029B2 JP 60063725 A JP60063725 A JP 60063725A JP 6372585 A JP6372585 A JP 6372585A JP H0359029 B2 JPH0359029 B2 JP H0359029B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
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
いられる低温焼成セラミツクスの製造法に関す
る。 従来の技術 コンピユータの高速化、民生機器の高周波化に
伴ない、従来のアルミナ基板は誘電率が大きいた
め（ε＝10）、信号遅延の原因となり、これに代
る低誘電率基板が強く求められている。また、ア
ルミナ基板は焼成温度が高いため、使用する導体
が比較的抵抗の大きな高融点金属であるMo、Ｗ
に限定され、信号遅延の原因となつていた。そこ
で誘電率が低く、抵抗の小さなAu、Ag、Cuが導
体に使用可能となる1000℃以下で焼成でき、かつ
LSIチツプの大型化を考慮して、チツプと基板と
の熱膨脹差による応力が小さくなるようにシリコ
ンに近い熱膨脹係数を持つ低温焼成基板が実用化
され始めている。このような新しい電子機器の動
きに対応した基板特性と同時に、一般なプラスチ
ツク基板並の基板の大型化、低コスト化に加え
て、高速焼成化（従来アルミナ20〜30Hr）が強
く求められている。 つまり、今後電子機器は軽薄短小の動きに伴な
いそのライフサイクルがますます短かくなるた
め、少量多品種を短期間に提供できることが低温
焼成基板の課題となり、このためには高速焼成を
行なつて試作および製造期間を短縮することが重
要となる。しかし、従来研究発表されている低温
焼成基板、特にガラス粉末とアルミナの混合系か
らなる組成系においては、従来のアルミナ基板に
比較し大幅な高速焼成化が実現されていない。 このことは基板に限らず他のセラミツクスにお
いても同様である。 発明が解決しようとする問題点 ガラス粉末とアルミナ粉末からなる混合系低温
焼成セラミツクスにおいて、平均昇温速度10℃／
分以上の高速焼成を可能とする電子回路その他に
したセラミツクスの製造法を提供せんとするもの
である。 例えば低温焼成基板を高速で焼成するために
は、ガラス粉末とアルミナ粉末とテープ成形用有
機物からなるグリーンテープが、ベルト式厚膜炉
形成の炉で高速に焼成されることが必要となる。 厚膜炉での焼成工程中、最も重要な工程は、脱
バインダー工程で、脱バインダーが不十分になる
とカーボンが残存して、取り込まれたカーボンが
原因となつて基板中にブクを発生させたり、多層
導体積層の場合等には断線の原因にもなる。 有機バインダー（アクリル系またはブチラール
系）は、第６図に示すように通常500〜600℃まで
に完全に分解し、CO2、H2Oに焼成されるはずで
あるが、昇温スピードが速くなると、通常の500
〜600℃より更に高温まで継続して反応が起るよ
うになり、収縮を開始した基板に未反応のカーボ
ンが取り込まれる結果となる。 問題点を解決するための手段 本発明では、脱バインダーを容易ならしめるた
めには、グリーンテープが700℃まで収縮を開始
しないで存在することが非常に効果的であること
を明らかにし、また、この収縮を開始する温度が
使用するガラスの屈伏点とほぼ比例関係にあるこ
とに着目してなされたもので、その要旨は屈伏点
700〜760℃のガラス粉末とアルミナ粉末を重量比
でそれぞれ60〜55／40〜45％に、バインダー、可
塑材および溶剤を混合し800〜1000℃で焼成する
ことを特徴とする低温焼成セラミツクスの製造法
である。 本発明における屈伏点700〜760℃のガラス粉末
としては、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガ
ラス、リシアアルミノホウ珪酸ガラス、マグネシ
アアルミノホウ珪酸ガラス、カルシアアルミノホ
ウ珪酸ガラス等の非品質あるいは結晶化ガラスが
用いられ、特にSiO2−Al2O3−CaO、SiO2−
Al2O3−MgO、SiO2−Al2O3−MgO−CaO系ガ
ラス粉末あるいはこれら組成ガラスにB2O3を含
むものが用いられる。 そして本発明では不純物として０〜５％までの
Na2OまたはK2O等のアルカリ金属酸化物、その
他、BaO、PbO、Fe2O3、MnO2、Mn3O4、
Cr2O3、NiO、Co2O3、TiO2、ZrO2などを重量基
準で10％まで含み得る。 ここでガラスの屈伏点とは、ガラスを一定昇温
スピード加熱し、その伸びと温度との関係をプロ
ツトするとき、直線状関係を示した後急激な伸び
を示し、次に自重及び荷重により軟化収縮しはじ
める。（具体的には第４図に例示してある）この
軟化収縮しはじめるときの温度を屈伏点という。
（ガラス工学ハンドブツク、924ページ［昭和41
年］枝報堂発行） 本発明では上記ガラス粉末とアルミナとを混合
するが、アルミナの他にアノーサイト、セルシア
ン等も使用することができる。 本発明において、脱バインダーが容易になる理
由は、バインダーの分解やカーボンの酸化の反応
速度が十分に大きくなる700℃以上の高温までテ
ープが全く収縮しないため、クローズポアーがな
く、グリーン基板中の有機バインダーや残留カー
ボンが燃焼して生成するCO2、H2Oなどのガスが
開気孔を通じて除去されやすく、また燃焼に必要
な空気も通り易いためである。 実施例 以下、本発明について実施例および比較例に基
づき図面ならびに表を参照して詳細に説明する。 表１に示した各種の屈伏点を持つガラス粉末と
アルミナ粉末を配合混合し、10wt％のアクリル
系バインダー、可塑剤、溶剤を加えてスラリー状
に分散し、ドクターブレード法により厚さ0.9〜
１mmのグリーンテープにした。 これらのテープを30×45mmに打ち抜き焼成用サ
ンプルとした。 Ｉ・Ｒ炉を使用し200℃／分までの昇温速度で、
第１図のヒートパターンにしたがい焼成した。こ
の際、２／分の空気を炉内に供給した。 第２図は、表１に示した実施例１〜９、比較例
１、２の昇温速度とブク発生率との関係を示した
ものである。 第３図は、実施例１、４、７と比較例１、２の
10℃／分で昇温した際の収縮曲線を示しており、
表１に示した実施例２、３、５、６、８、９の収
縮開始温度も併せて考えると700℃以上で収縮が
開始される原料を使用した場合には、ブクの発生
率が極めて少なく、700℃以下で収縮が開始され
る原料を使用した場合には、ブク発生率が非常に
多くることがわかる。 第４図は、使用した代表的なガラスとして実施
例１、４、７、比較例１、２のガラスの屈伏点を
示している。これらのガラスの屈伏点と、グリー
ンテープの収縮開始温度との関係を第５図に示
す。これによつて収縮開始温度とガラスの屈伏点
がほぼ比例していることがわかる。 したがつて、結果的に屈伏点が700℃以上のガ
ラスを使用すれば、高速昇温つまり高速焼成に適
する低温焼成基板用原料を得ることができる。 なお、本実施例および比較例は、極めて多量の
空気を供給し、脱バインダーが容易にできる条件
の場合であつたが、通常の厚膜炉を使用して多量
のサンプルを連続焼成した場合（10コ／分程度）、
10℃／分の昇温で実施例１の原料はブクが一つも
発生しなかつたが、比較例１、２ではブクおよび
クラツクが多数発生した。
耐熱工業部品、食器、厨房部品、装飾品などに用
いられる低温焼成セラミツクスの製造法に関す
る。 従来の技術 コンピユータの高速化、民生機器の高周波化に
伴ない、従来のアルミナ基板は誘電率が大きいた
め（ε＝10）、信号遅延の原因となり、これに代
る低誘電率基板が強く求められている。また、ア
ルミナ基板は焼成温度が高いため、使用する導体
が比較的抵抗の大きな高融点金属であるMo、Ｗ
に限定され、信号遅延の原因となつていた。そこ
で誘電率が低く、抵抗の小さなAu、Ag、Cuが導
体に使用可能となる1000℃以下で焼成でき、かつ
LSIチツプの大型化を考慮して、チツプと基板と
の熱膨脹差による応力が小さくなるようにシリコ
ンに近い熱膨脹係数を持つ低温焼成基板が実用化
され始めている。このような新しい電子機器の動
きに対応した基板特性と同時に、一般なプラスチ
ツク基板並の基板の大型化、低コスト化に加え
て、高速焼成化（従来アルミナ20〜30Hr）が強
く求められている。 つまり、今後電子機器は軽薄短小の動きに伴な
いそのライフサイクルがますます短かくなるた
め、少量多品種を短期間に提供できることが低温
焼成基板の課題となり、このためには高速焼成を
行なつて試作および製造期間を短縮することが重
要となる。しかし、従来研究発表されている低温
焼成基板、特にガラス粉末とアルミナの混合系か
らなる組成系においては、従来のアルミナ基板に
比較し大幅な高速焼成化が実現されていない。 このことは基板に限らず他のセラミツクスにお
いても同様である。 発明が解決しようとする問題点 ガラス粉末とアルミナ粉末からなる混合系低温
焼成セラミツクスにおいて、平均昇温速度10℃／
分以上の高速焼成を可能とする電子回路その他に
したセラミツクスの製造法を提供せんとするもの
である。 例えば低温焼成基板を高速で焼成するために
は、ガラス粉末とアルミナ粉末とテープ成形用有
機物からなるグリーンテープが、ベルト式厚膜炉
形成の炉で高速に焼成されることが必要となる。 厚膜炉での焼成工程中、最も重要な工程は、脱
バインダー工程で、脱バインダーが不十分になる
とカーボンが残存して、取り込まれたカーボンが
原因となつて基板中にブクを発生させたり、多層
導体積層の場合等には断線の原因にもなる。 有機バインダー（アクリル系またはブチラール
系）は、第６図に示すように通常500〜600℃まで
に完全に分解し、CO2、H2Oに焼成されるはずで
あるが、昇温スピードが速くなると、通常の500
〜600℃より更に高温まで継続して反応が起るよ
うになり、収縮を開始した基板に未反応のカーボ
ンが取り込まれる結果となる。 問題点を解決するための手段 本発明では、脱バインダーを容易ならしめるた
めには、グリーンテープが700℃まで収縮を開始
しないで存在することが非常に効果的であること
を明らかにし、また、この収縮を開始する温度が
使用するガラスの屈伏点とほぼ比例関係にあるこ
とに着目してなされたもので、その要旨は屈伏点
700〜760℃のガラス粉末とアルミナ粉末を重量比
でそれぞれ60〜55／40〜45％に、バインダー、可
塑材および溶剤を混合し800〜1000℃で焼成する
ことを特徴とする低温焼成セラミツクスの製造法
である。 本発明における屈伏点700〜760℃のガラス粉末
としては、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガ
ラス、リシアアルミノホウ珪酸ガラス、マグネシ
アアルミノホウ珪酸ガラス、カルシアアルミノホ
ウ珪酸ガラス等の非品質あるいは結晶化ガラスが
用いられ、特にSiO2−Al2O3−CaO、SiO2−
Al2O3−MgO、SiO2−Al2O3−MgO−CaO系ガ
ラス粉末あるいはこれら組成ガラスにB2O3を含
むものが用いられる。 そして本発明では不純物として０〜５％までの
Na2OまたはK2O等のアルカリ金属酸化物、その
他、BaO、PbO、Fe2O3、MnO2、Mn3O4、
Cr2O3、NiO、Co2O3、TiO2、ZrO2などを重量基
準で10％まで含み得る。 ここでガラスの屈伏点とは、ガラスを一定昇温
スピード加熱し、その伸びと温度との関係をプロ
ツトするとき、直線状関係を示した後急激な伸び
を示し、次に自重及び荷重により軟化収縮しはじ
める。（具体的には第４図に例示してある）この
軟化収縮しはじめるときの温度を屈伏点という。
（ガラス工学ハンドブツク、924ページ［昭和41
年］枝報堂発行） 本発明では上記ガラス粉末とアルミナとを混合
するが、アルミナの他にアノーサイト、セルシア
ン等も使用することができる。 本発明において、脱バインダーが容易になる理
由は、バインダーの分解やカーボンの酸化の反応
速度が十分に大きくなる700℃以上の高温までテ
ープが全く収縮しないため、クローズポアーがな
く、グリーン基板中の有機バインダーや残留カー
ボンが燃焼して生成するCO2、H2Oなどのガスが
開気孔を通じて除去されやすく、また燃焼に必要
な空気も通り易いためである。 実施例 以下、本発明について実施例および比較例に基
づき図面ならびに表を参照して詳細に説明する。 表１に示した各種の屈伏点を持つガラス粉末と
アルミナ粉末を配合混合し、10wt％のアクリル
系バインダー、可塑剤、溶剤を加えてスラリー状
に分散し、ドクターブレード法により厚さ0.9〜
１mmのグリーンテープにした。 これらのテープを30×45mmに打ち抜き焼成用サ
ンプルとした。 Ｉ・Ｒ炉を使用し200℃／分までの昇温速度で、
第１図のヒートパターンにしたがい焼成した。こ
の際、２／分の空気を炉内に供給した。 第２図は、表１に示した実施例１〜９、比較例
１、２の昇温速度とブク発生率との関係を示した
ものである。 第３図は、実施例１、４、７と比較例１、２の
10℃／分で昇温した際の収縮曲線を示しており、
表１に示した実施例２、３、５、６、８、９の収
縮開始温度も併せて考えると700℃以上で収縮が
開始される原料を使用した場合には、ブクの発生
率が極めて少なく、700℃以下で収縮が開始され
る原料を使用した場合には、ブク発生率が非常に
多くることがわかる。 第４図は、使用した代表的なガラスとして実施
例１、４、７、比較例１、２のガラスの屈伏点を
示している。これらのガラスの屈伏点と、グリー
ンテープの収縮開始温度との関係を第５図に示
す。これによつて収縮開始温度とガラスの屈伏点
がほぼ比例していることがわかる。 したがつて、結果的に屈伏点が700℃以上のガ
ラスを使用すれば、高速昇温つまり高速焼成に適
する低温焼成基板用原料を得ることができる。 なお、本実施例および比較例は、極めて多量の
空気を供給し、脱バインダーが容易にできる条件
の場合であつたが、通常の厚膜炉を使用して多量
のサンプルを連続焼成した場合（10コ／分程度）、
10℃／分の昇温で実施例１の原料はブクが一つも
発生しなかつたが、比較例１、２ではブクおよび
クラツクが多数発生した。
【表】
【表】
発明の効果
本発明によれば、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
どに適したセラミツクスが高速焼成でつくること
ができ、少量多品種のものを短納期で提供するこ
とができるようになる。
その他耐熱工業部品、食器、厨房部品、装飾品な
どに適したセラミツクスが高速焼成でつくること
ができ、少量多品種のものを短納期で提供するこ
とができるようになる。
第１図は実施例および比較例における焼成パタ
ーンを示すグラフ、第２図ないし第５図は実施例
および比較例の各種試験結果を示すグラフ、第６
図は焼成時におけるバインダーの分解状況を示す
グラフである。
ーンを示すグラフ、第２図ないし第５図は実施例
および比較例の各種試験結果を示すグラフ、第６
図は焼成時におけるバインダーの分解状況を示す
グラフである。
Claims (1)
- １ 屈伏点700〜760℃のガラス粉末とアルミナ粉
末を重量比でそれぞれ60〜55／40〜45％に、バイ
ンダー、可塑材および溶剤を混合し800〜1000℃
で焼成することを特徴とする低温焼成セラミツク
スの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60063725A JPS61222957A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 低温焼成セラミックスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60063725A JPS61222957A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 低温焼成セラミックスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61222957A JPS61222957A (ja) | 1986-10-03 |
| JPH0359029B2 true JPH0359029B2 (ja) | 1991-09-09 |
Family
ID=13237661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60063725A Granted JPS61222957A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 低温焼成セラミックスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61222957A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004107149A (ja) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | 高周波部品用低誘電率磁器組成物とその製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6221754A (ja) * | 1985-07-18 | 1987-01-30 | 富士通株式会社 | アルミナ−ほうけい酸ガラス複合体の強化方法 |
| JPH01138170A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-31 | Noboru Aiko | 低温焼結アルミナ焼結体 |
| US20030170436A1 (en) | 2001-12-25 | 2003-09-11 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Dielectric material and dielectric sintered body, and wiring board using the same |
| CN107500735B (zh) * | 2017-09-06 | 2021-01-15 | 嘉兴佳利电子有限公司 | 一种黑色低温烧结微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60063725A patent/JPS61222957A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004107149A (ja) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | 高周波部品用低誘電率磁器組成物とその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61222957A (ja) | 1986-10-03 |
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