JPH0421564A - アルミナ基板,該アルミナ基板の製造法及び該アルミナ基板を用いた配線板 - Google Patents
アルミナ基板,該アルミナ基板の製造法及び該アルミナ基板を用いた配線板Info
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- JPH0421564A JPH0421564A JP2164812A JP16481290A JPH0421564A JP H0421564 A JPH0421564 A JP H0421564A JP 2164812 A JP2164812 A JP 2164812A JP 16481290 A JP16481290 A JP 16481290A JP H0421564 A JPH0421564 A JP H0421564A
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- zirconia
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- alumina substrate
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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。
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、アルミナ基板、#アルミナ基板の製造法及び
該アルミナ基板を用いた配線板に関する。
該アルミナ基板を用いた配線板に関する。
(従来の技術)
ガラス成分及び金属導体粉を表面に塗布して焼付けたり
、蒸着する等の方法で表面に導体回路を形成する配線板
用の基板としてアルミナが多く用いられている。配線板
用の基板は表面が平滑なほどよいので、そのためアルミ
ナ結晶を微細化する必要がある。しかしアルミナは焼成
温度等の製造条件により結晶寸法が変り易いので、配線
板用の基板の製造には、原料や化学組成を含めて多大の
努力がはられれている。通常アルミナ基板を製造する場
合は、平均粒径0.3〜3μmのアルミナ粉に焼結助剤
として高温でガラス化する8i0.、 MgO。
、蒸着する等の方法で表面に導体回路を形成する配線板
用の基板としてアルミナが多く用いられている。配線板
用の基板は表面が平滑なほどよいので、そのためアルミ
ナ結晶を微細化する必要がある。しかしアルミナは焼成
温度等の製造条件により結晶寸法が変り易いので、配線
板用の基板の製造には、原料や化学組成を含めて多大の
努力がはられれている。通常アルミナ基板を製造する場
合は、平均粒径0.3〜3μmのアルミナ粉に焼結助剤
として高温でガラス化する8i0.、 MgO。
CaO等を合計0.1〜5重量%添加し、更に有機結合
剤、可塑剤1分散剤、溶媒等を加えて混合、脱泡してフ
ィルム上に流し出し、乾燥してグリーンテープとし、こ
れを焼成する方法がとられる。配線板の回路の集積度が
高く々るに従い、使用する基板はより平滑であり、欠陥
がないことが要求されて来ている。この要求を達成する
ため、平均粒径0.1μm以下のアルミナ微粉に微量の
MgO。
剤、可塑剤1分散剤、溶媒等を加えて混合、脱泡してフ
ィルム上に流し出し、乾燥してグリーンテープとし、こ
れを焼成する方法がとられる。配線板の回路の集積度が
高く々るに従い、使用する基板はより平滑であり、欠陥
がないことが要求されて来ている。この要求を達成する
ため、平均粒径0.1μm以下のアルミナ微粉に微量の
MgO。
5i02等を添加して粒子成長を抑制し、出来る限り低
い温度で焼成し、必要に応じ研摩する方法がとられてい
る。このような微粒アルミナからなる基板は、研摩など
の加工によって生じる粒子の脱落痕も無視できるほど小
さいので、微細な回路において断線や短絡の恐れがなく
望ましいとされている。
い温度で焼成し、必要に応じ研摩する方法がとられてい
る。このような微粒アルミナからなる基板は、研摩など
の加工によって生じる粒子の脱落痕も無視できるほど小
さいので、微細な回路において断線や短絡の恐れがなく
望ましいとされている。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、このような微粒で高純度のアルミナ基板
は、原料アルミナ粉に微粉を使う必要上多量の有機結合
剤及び溶媒を添加するため、テープ成形が困難であり、
結合剤除去工程で発泡9割れを生じ易く、更に焼成で粒
子成長を進めないように焼結させる温度条件設定や管理
を原料アルミナごとに調整しなければならないなど、製
造上多大の困難さを伴い、極めて高価なものとなってい
る。
は、原料アルミナ粉に微粉を使う必要上多量の有機結合
剤及び溶媒を添加するため、テープ成形が困難であり、
結合剤除去工程で発泡9割れを生じ易く、更に焼成で粒
子成長を進めないように焼結させる温度条件設定や管理
を原料アルミナごとに調整しなければならないなど、製
造上多大の困難さを伴い、極めて高価なものとなってい
る。
本発明は上記した問題を解決し9表面平滑性に優れ、か
つ機械的な強度や耐熱衝撃にも優れるアルミナ基板、該
アルミナ基板の容易かつ安価な製造法及び該アルミナ基
板を用いた配線板を提供することを目的とする。
つ機械的な強度や耐熱衝撃にも優れるアルミナ基板、該
アルミナ基板の容易かつ安価な製造法及び該アルミナ基
板を用いた配線板を提供することを目的とする。
(!1題を解決するための手段)
本発明者らは1表面平滑性に優れるアルミナ基板を探索
した結果、アルミナ粉にジルコニア粉ヲ添加すると表面
平滑性が改善され、ま念簡単な研摩でも粒子の脱落等の
欠陥がなくなることを見い出り、更にジルコニアの添加
率、ジルコニアの安定化剤の糧類及び該安定化剤の添加
率、アルミナ粉等の原料粉粒径などについて検討を加え
9本発明に到達したものである。
した結果、アルミナ粉にジルコニア粉ヲ添加すると表面
平滑性が改善され、ま念簡単な研摩でも粒子の脱落等の
欠陥がなくなることを見い出り、更にジルコニアの添加
率、ジルコニアの安定化剤の糧類及び該安定化剤の添加
率、アルミナ粉等の原料粉粒径などについて検討を加え
9本発明に到達したものである。
本発明は、(1)平均結晶粒径が5μm以下のアルミナ
60〜90重量部と正方晶相が80チ以上のジルコニア
及びジルコニアの安定化剤10〜40重量部とを含有す
るアルミナ基板、(2)アルミナ粉60〜90重量部、
ジルコニア粉及びジルコニアの安定化剤粉10〜40重
量部、有機結合剤並びに溶剤を混合し、成形及び焼成す
る。更には焼成後表面を研摩する核アルミナ基板の製造
法、(3)該アルミナ基板を用いた配線板に関する。
60〜90重量部と正方晶相が80チ以上のジルコニア
及びジルコニアの安定化剤10〜40重量部とを含有す
るアルミナ基板、(2)アルミナ粉60〜90重量部、
ジルコニア粉及びジルコニアの安定化剤粉10〜40重
量部、有機結合剤並びに溶剤を混合し、成形及び焼成す
る。更には焼成後表面を研摩する核アルミナ基板の製造
法、(3)該アルミナ基板を用いた配線板に関する。
本発明において、原料のアルミナ粉が60重量部未満で
かつジルコニア粉及びジルコニアの安定化剤粉が40重
量部を越えると得られるアルミナ基板の熱伝導率が低下
したり、熱膨張率が増大して使用困難となる。一方、ア
ルミナ粉が90重量部を越えかつジルコニア粉及びジル
コニアの安定化剤粉が10重量部未満であるとアルはす
の粒子が成長し易くなり、また焼結が困難になるため焼
成治具が劣化する。アルミナ基板中のアルミナの平均結
晶粒径は平滑な表面を得るために5μm以下が必要とさ
れ、3μm以下であれば表面粗さが0.15μm Ra
以下となり好ましい。平滑な表面の基板を得るために使
用するアルミナ粉は通常のアルミナ基板の製造に用いる
ものでよく平均粒径は0.3〜25μmがテープ成形も
し易く好ましい。
かつジルコニア粉及びジルコニアの安定化剤粉が40重
量部を越えると得られるアルミナ基板の熱伝導率が低下
したり、熱膨張率が増大して使用困難となる。一方、ア
ルミナ粉が90重量部を越えかつジルコニア粉及びジル
コニアの安定化剤粉が10重量部未満であるとアルはす
の粒子が成長し易くなり、また焼結が困難になるため焼
成治具が劣化する。アルミナ基板中のアルミナの平均結
晶粒径は平滑な表面を得るために5μm以下が必要とさ
れ、3μm以下であれば表面粗さが0.15μm Ra
以下となり好ましい。平滑な表面の基板を得るために使
用するアルミナ粉は通常のアルミナ基板の製造に用いる
ものでよく平均粒径は0.3〜25μmがテープ成形も
し易く好ましい。
粒子が小さすぎると焼成で発泡や亀裂が発生し大きすぎ
ると基板の表面が粗くなる。より好ましくは0.3〜z
Oμmである。
ると基板の表面が粗くなる。より好ましくは0.3〜z
Oμmである。
アルミナ基板中のジルコニア結晶は正方晶相が8oチ以
上とされる。80チ未満では配線板等に使用中に劣化し
易く、耐熱衝撃性も不充分である。
上とされる。80チ未満では配線板等に使用中に劣化し
易く、耐熱衝撃性も不充分である。
ジルコニア結晶を正方晶相にするための安定化剤として
は、希土類元素の酸化物特に酸化セリウム(Ce O2
)が好ましく、その添加量はジルコニア(Zr02)及
びZrO,中に必然的に混入するHfO。
は、希土類元素の酸化物特に酸化セリウム(Ce O2
)が好ましく、その添加量はジルコニア(Zr02)及
びZrO,中に必然的に混入するHfO。
量の合計に対し3〜20モルチが好ましい。CeO2は
粉体の状態で添加しても焼成途中でZrO2に固溶され
易いため、事前にジルコニアに固溶させる処理が不要で
ある。CeO2はまた正方晶ZrO,に熱的安定性を与
え、厚膜ペーストの焼付け、半田付は及び機器に組込ま
れて使用される際の高温多湿な条件下で耐久性を与える
。CeO,の添加量が少ないとYx Os等の他の希土
類元素の酸化物を加えても効果が小さく、多すぎると焼
成中にZrO2結晶が成長し易くなシ研摩後の表面平滑
性が低下する。3〜10モルチ添加の場合はY、0.、
sm、o、。
粉体の状態で添加しても焼成途中でZrO2に固溶され
易いため、事前にジルコニアに固溶させる処理が不要で
ある。CeO2はまた正方晶ZrO,に熱的安定性を与
え、厚膜ペーストの焼付け、半田付は及び機器に組込ま
れて使用される際の高温多湿な条件下で耐久性を与える
。CeO,の添加量が少ないとYx Os等の他の希土
類元素の酸化物を加えても効果が小さく、多すぎると焼
成中にZrO2結晶が成長し易くなシ研摩後の表面平滑
性が低下する。3〜10モルチ添加の場合はY、0.、
sm、o、。
Gd、03等の他の希土類元素の酸化物との併用が好ま
しい。10〜20モルチではCeO,単独の添加で効果
が得られる。ZrO□粉及びzro、■安定化剤粉の平
均粒径は0.3〜1.5μmが好ましい。
しい。10〜20モルチではCeO,単独の添加で効果
が得られる。ZrO□粉及びzro、■安定化剤粉の平
均粒径は0.3〜1.5μmが好ましい。
粒子が小さすぎるとテープ成形が困難となり、大きすぎ
ると焼結し難くなり、かつ表面粗さも大きくなる。この
ZrO2,安定化剤及び前記したアルミナ(Autos
)の平均粒径とは一次粒子の径を言い。
ると焼結し難くなり、かつ表面粗さも大きくなる。この
ZrO2,安定化剤及び前記したアルミナ(Autos
)の平均粒径とは一次粒子の径を言い。
比表面積で10 m”/ g以上を示すような超微粒子
の粉体は二次粒子を多く含み好ましくない。
の粉体は二次粒子を多く含み好ましくない。
本アルミナ基板の製造において、原料の混合。
成形及び焼成は公知の方法による。成形はテープ成形法
が好ましい。
が好ましい。
配線板は、前記アルミナ基板に公知の方法によシ配線し
て得られる。
て得られる。
(実施例)
次に本発明の詳細な説明する。
実施例1
ボールミルに、 A7203粉〔昭和電工製A/−16
O−8G−1(平均粒径0.4μm)、同社製Aj−4
5−1(平均粒径1.8μm)又は住友化学製ALM−
44(平均粒径3.0 μm))、 ZrO,粉(第−
希元素工業製5pz)を平均粒径1.1μm又は0.5
μmに粉砕し念もの、Coo、(日産希元素化学製、純
度99.9チ)を平均粒径0.5μmに粉砕したもの。
O−8G−1(平均粒径0.4μm)、同社製Aj−4
5−1(平均粒径1.8μm)又は住友化学製ALM−
44(平均粒径3.0 μm))、 ZrO,粉(第−
希元素工業製5pz)を平均粒径1.1μm又は0.5
μmに粉砕し念もの、Coo、(日産希元素化学製、純
度99.9チ)を平均粒径0.5μmに粉砕したもの。
Y、0.粉(三菱化成工業製、純度99.9チ)を平均
粒径0.3μmに粉砕し念もの及びGd2O3粉(三菱
化成工業製、純度99.99%)を平均粒径0.3μm
に粉砕したものを第1表に示す値に秤量してから投入し
、更に有機結合剤としてブチラール樹脂(積木化学製)
、可塑剤としてジオクチルフタレート(試薬)及び溶剤
としてブタノールを入れ湿式混合し、真空脱泡後マイラ
ーフィルム上に流し出し1次いで熱風乾燥してグリーン
テープを得た。
粒径0.3μmに粉砕し念もの及びGd2O3粉(三菱
化成工業製、純度99.99%)を平均粒径0.3μm
に粉砕したものを第1表に示す値に秤量してから投入し
、更に有機結合剤としてブチラール樹脂(積木化学製)
、可塑剤としてジオクチルフタレート(試薬)及び溶剤
としてブタノールを入れ湿式混合し、真空脱泡後マイラ
ーフィルム上に流し出し1次いで熱風乾燥してグリーン
テープを得た。
このテープを第1表に示す温度で焼成して30×70X
1(mm)のアルミナ基板を得、密度が最大になった温
度での表面粗さ、 Altosの結晶寸法、正方晶Zr
O,比率0曲げ強さを測定した。
1(mm)のアルミナ基板を得、密度が最大になった温
度での表面粗さ、 Altosの結晶寸法、正方晶Zr
O,比率0曲げ強さを測定した。
これを第1表に示す。
比較例1
実施例IKおけるZrO2粉を平均粒径0.08μmに
粉砕したものに実施例1におけるY2O3を3モルチ含
有するように添加してボールミルに入れ、以下実施例1
と同様にして有機結合剤、可塑剤及び溶剤を加えて湿式
混合後テープ成形したが成形できなかった(第1表の試
料NQ9)。
粉砕したものに実施例1におけるY2O3を3モルチ含
有するように添加してボールミルに入れ、以下実施例1
と同様にして有機結合剤、可塑剤及び溶剤を加えて湿式
混合後テープ成形したが成形できなかった(第1表の試
料NQ9)。
比較例2及び比較例3
実施例1における平均粒径0.4μmのA/、O,粉9
9重量部及び平均粒径1.0μmのSin、粉(関東化
学制のケイ砂)1重量部とをボールミルに入れ、以下実
施例1と同様にして有機結合剤、可塑剤及び溶剤を加え
て湿式混合後テープ成形したところ多数の亀裂を発生し
た。成形品の中から亀裂のないものを選び、第1表の試
料NQIO及び11に示す焼成条件で焼成して実施例と
同寸法のアルミナ基板を得、基板の表面粗さ、 AI!
20.の結晶寸法及び曲げ強さを測定して第1表に示し
た。
9重量部及び平均粒径1.0μmのSin、粉(関東化
学制のケイ砂)1重量部とをボールミルに入れ、以下実
施例1と同様にして有機結合剤、可塑剤及び溶剤を加え
て湿式混合後テープ成形したところ多数の亀裂を発生し
た。成形品の中から亀裂のないものを選び、第1表の試
料NQIO及び11に示す焼成条件で焼成して実施例と
同寸法のアルミナ基板を得、基板の表面粗さ、 AI!
20.の結晶寸法及び曲げ強さを測定して第1表に示し
た。
第1表から本発明のアルミナ基板は表面粗さが小さく(
表面平滑性がよく)9曲げ強さが大きいことが示される
。ただし、試料魔lは各原料粉がいずれも微粉を用いた
組合せであるので、テープ成形に難があった。
表面平滑性がよく)9曲げ強さが大きいことが示される
。ただし、試料魔lは各原料粉がいずれも微粉を用いた
組合せであるので、テープ成形に難があった。
実施例2
第1表のアルミナ基板を400番のレジンボンドのダイ
ヤモンド砥石で表面研磨し、その表面粗さ(μmRa)
を測定した。その結果を第2表に示す。
ヤモンド砥石で表面研磨し、その表面粗さ(μmRa)
を測定した。その結果を第2表に示す。
第2表
第1表の試料Nn7.?!111.第2表の&7’及び
NQ 11’の基板に鋼ペーストを焼付け、感光性膜を
塗布形成後感光し1次いでエツチングして線間線幅50
μm150μmの微細配aを形成した配線板を得た。こ
の4穐の配線板各100個について断線短絡発生の比較
試験をしたところ9本発明の尚7では2個、麹7′でF
i1個の短絡発生であったのに対し、!4111では短
絡11個及び断線15個。
NQ 11’の基板に鋼ペーストを焼付け、感光性膜を
塗布形成後感光し1次いでエツチングして線間線幅50
μm150μmの微細配aを形成した配線板を得た。こ
の4穐の配線板各100個について断線短絡発生の比較
試験をしたところ9本発明の尚7では2個、麹7′でF
i1個の短絡発生であったのに対し、!4111では短
絡11個及び断線15個。
NQII’では短絡5個及び断線2個であった。また。
この基板を250℃から10℃の水中に投入する試験を
各10個の試験片について行ったところ。
各10個の試験片について行ったところ。
階7及びNC17’では全数異常なく、NQII及び階
11′では各9個が破損し次。
11′では各9個が破損し次。
(発明の効果)
本発明によれば1通常のアルミナ基板製造に用いるA/
、0.粉及びこれとほぼ同じ粒径のZrO,粉及びジル
コニアの安定化剤粉を使用できるので。
、0.粉及びこれとほぼ同じ粒径のZrO,粉及びジル
コニアの安定化剤粉を使用できるので。
テープ成形が容易であり、これを焼成してもアルミナ及
びジルコニアの粒子成長が起シ難くかつ簡単な表面研摩
でも粒子の脱落等の欠陥が生じないため表面が平滑な基
板が容易かつ安価に得られる。
びジルコニアの粒子成長が起シ難くかつ簡単な表面研摩
でも粒子の脱落等の欠陥が生じないため表面が平滑な基
板が容易かつ安価に得られる。
またこの基板は0表面が平滑であるほか9機械的強度及
び耐熱衝撃性にも優れるので、この基板を用いて微細配
線を形成した配線板、可搬装置又は高負荷装置用の配線
板が得られる。
び耐熱衝撃性にも優れるので、この基板を用いて微細配
線を形成した配線板、可搬装置又は高負荷装置用の配線
板が得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、平均結晶粒径が5μm以下のアルミナ60〜90重
量部と正方晶相が80%以上のジルコニア及びジルコニ
アの安定化剤10〜40重量部とを含有するアルミナ基
板。 2、アルミナ粉60〜90重量部,ジルコニア粉及びジ
ルコニアの安定化剤粉10〜40重量部,有機結合剤,
可塑剤並びに溶剤を混合し,成形及び焼成することを特
徴とする請求項1記載のアルミナ基板の製造法。 3、アルミナ粉60〜90重量部,ジルコニア粉及びジ
ルコニアの安定化剤粉10〜40重量部,有機結合剤,
可塑剤並びに溶剤を混合し,成形及び焼成後表面を研摩
することを特徴とする請求項1記載のアルミナ基板の製
造法。 4、請求項1記載のアルミナ基板を用いた配線板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164812A JPH0421564A (ja) | 1990-04-17 | 1990-06-22 | アルミナ基板,該アルミナ基板の製造法及び該アルミナ基板を用いた配線板 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-101188 | 1990-04-17 | ||
| JP10118890 | 1990-04-17 | ||
| JP2164812A JPH0421564A (ja) | 1990-04-17 | 1990-06-22 | アルミナ基板,該アルミナ基板の製造法及び該アルミナ基板を用いた配線板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0421564A true JPH0421564A (ja) | 1992-01-24 |
Family
ID=26442102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2164812A Pending JPH0421564A (ja) | 1990-04-17 | 1990-06-22 | アルミナ基板,該アルミナ基板の製造法及び該アルミナ基板を用いた配線板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0421564A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1514856A1 (en) * | 2003-09-10 | 2005-03-16 | Kyocera Corporation | Alumina/zirconia ceramics and method of producing the same |
| JP2007269524A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Kyocera Corp | 絶縁セラミックとそれを用いたセラミックヒータおよびヒータ一体型素子。 |
| WO2010114126A1 (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-07 | 株式会社住友金属エレクトロデバイス | セラミックス焼結体およびそれを用いた半導体装置用基板 |
| JP2013032265A (ja) * | 2011-07-01 | 2013-02-14 | Maruwa Co Ltd | 半導体装置用アルミナジルコニア焼結基板及びその製造方法 |
| JP2015032604A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 京セラ株式会社 | 電子部品用絶縁基板および電子部品 |
| WO2016208766A1 (ja) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 京セラ株式会社 | セラミック基板およびこれを用いた実装用基板ならびに電子装置 |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP2164812A patent/JPH0421564A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1514856A1 (en) * | 2003-09-10 | 2005-03-16 | Kyocera Corporation | Alumina/zirconia ceramics and method of producing the same |
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| WO2010114126A1 (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-07 | 株式会社住友金属エレクトロデバイス | セラミックス焼結体およびそれを用いた半導体装置用基板 |
| JP4717960B2 (ja) * | 2009-04-03 | 2011-07-06 | 株式会社住友金属エレクトロデバイス | セラミックス焼結体およびそれを用いた半導体装置用基板 |
| CN102395540A (zh) * | 2009-04-03 | 2012-03-28 | 株式会社住友金属电设备 | 陶瓷烧结体及采用其的半导体装置用基板 |
| JP2013032265A (ja) * | 2011-07-01 | 2013-02-14 | Maruwa Co Ltd | 半導体装置用アルミナジルコニア焼結基板及びその製造方法 |
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| WO2016208766A1 (ja) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 京セラ株式会社 | セラミック基板およびこれを用いた実装用基板ならびに電子装置 |
| JPWO2016208766A1 (ja) * | 2015-06-26 | 2018-04-19 | 京セラ株式会社 | セラミック基板およびこれを用いた実装用基板ならびに電子装置 |
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