JPH0480866B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は低温で焼成でき、特性的には、比抵
抗が高く、また誘電率が低く、さらには誘電体損
失の小さい低温焼成用磁器組成物に関する。 （従来の技術） 電子機器の小型化に伴い、回路を構成する各種
の部品を実装するために磁器基板が数多く利用さ
れている。 最近ではさらに実装密度を上げるために多層磁
器基板へと開発が進んでいる。この多層磁器基板
の材料としては一般的にアルミナが知られてい
る。しかしながら、アルミナは焼成温度が1500〜
1600℃と高温であるため、焼成のために多くのエ
ネルギーが必要となる。また、アルミナと同時焼
成する内部誘導体材料もＷ，Moなどの高融点材
料を用いているが、これらの金属は比抵抗が高
く、回路抵抗そのものも高くなる欠点がある。 したがつて、アルミナより低温で焼成できる磁
器材料であれば、焼成のためのエネルギーが少な
くなるとともに、たとえば1000℃以下での焼成が
可能な場合、Ag、Ag−Pd、Cu、Niなどの導電
材料を導体路として用いることができる他、抵抗
材料なども印刷して同時焼成するなどの利点がで
てくる。 このような低温焼成用の磁器材料としては、ア
ルミナに多量の結晶化ガラス成分を添加したもの
があるが、得られた磁器に空孔が多く存在し、空
孔を介して導体路間のマイグレーシヨンが発生す
るという問題が見られる。また、BaSnO₃がホウ
素を多量に添加したものがあるが、仮焼物がガラ
ス状となり、この仮焼物の粉砕が困難になるばか
りか、ホウ素の蒸発が激しく、このため同時焼成
したとき導電材料と反応したり、焼成のための炉
の炉材に損傷を与えるといつた問題があつた。 （発明の目的） したがつて、この発明は1000℃以下で焼成でき
る磁器組成物を提供することを目的とする。 また、この発明はその製造工程において粉砕等
の処理が行いやすい磁器組成物を提供することを
目的とする。 さらにこの発明は電気的には比抵抗が高く、ま
た誘電率が低く、さらには誘電体損失の小さい磁
器組成物を提供することを目的とする。 さらにまたこの発明は特に限定されるものでは
ないが多層磁器基板に適した磁器組成物を提供す
ることを目的とする。 （発明の構成） この発明にかかる低温焼成用磁器組成物を要約
すれば、次の構成材料（）〜（）からなるも
のである。 () （Ba_1-XＭ_X）（Ti_i-yＭ_y）O₃が５〜40モ
ル％ただし、Ｍは、Sr、Ca、Mgのうち少な
くとも１種、Ｍは、Zr、Snのうち１種また
は２種。 ０≦ｘ≦0.3、０≦ｙ≦0.3、０≦ｘ＋ｙ≦0.3 ()SiO₂が40〜80モル％ ()Al₂O₃が２〜10モル％ ()CaOが２〜10モル％ ()B₂O₃が４〜25モル％ 上記した組成範囲に限定したのは次のとおりで
ある。 すなわち、（）の（Ba_1-XＭ_X）（Ti_i-yＭ
_ｙ）O₃が５モル％未満では焼成温度が1000℃を越
え、一方40モル％を越えると誘電率が大きくなる
からである。 また、Ｍ_X、Ｍ_yのｘ，ｙについて、それぞ
れ０≦ｘ≦0.3、０≦ｙ≦0.3、０≦ｘ＋ｙ≦0.3と
規定した。したがつて（Ba_1-XＭ_X）（Ti_1-yＭ
_ｙ）O₃としては、ｘ＝０，ｙ＝０の場合の
BaTiO₃の他、（Ba、Ca）TiO₃、（Ba、Ca）
（Ti、Zr）O₃、（Ba、Sr）TiO₃、（Ba、Sr）
（Ti、Sn）O₃、（Ba、Sr、Ca、Mg）（Ti、Sn）
O₃などの成分からなるものが含まれる。ここで
ｘ、ｙおよびｘ＋ｙの上限値を0.3以下としたの
は、ｘ、ｙおよびｘ＋ｙの量が最大するに伴い焼
成温度が上昇する傾向にあり、特にｘ、ｙおよび
ｘ＋ｙが0.3を越えると焼成温度が1000℃以上に
なるからである。 次にSiO₂について40〜80モル％としたのは40
モル％未満または80モル％を越えると焼成温度が
高くなるからである。 また、Al₂Oについて２〜10モル％としたのは、
２モル％未満または10モル％を越えると焼成温度
が高くなるからである。 さらに、CaOについて２〜10モル％としたの
は、２モル％未満または10モル％を越えると焼成
温度が高くなるからである。 さらにまた、B₂O₃について４〜25モル％とし
たのは、４モル％未満では焼成温度が高くなり、
25モル％を越えると磁器同志の溶着が発生しやす
くなるからである。 なお、（Ba_1-xM〓_X（Ti_1-yM〓_y）O₃はABO₃から
なるペロブスカイト型の組成として表わされる
が、ＡとＢとの比率（モル比）を特性を損わない
範囲で変化させることもこの発明に含まれる。 （実施例） 以下、この発明を実施例にもとづいて詳細に説
明する。 実施例 １ 原料として、BaCO₃、CaCO₃、SrCO₃、
MgCO₃、TiO₂、ZrO₂、SnO₂を準備し、第１表
に示す組成比率になるように秤量した。秤量原料
を混合した後1150℃で仮焼した。次にこれらの仮
焼粉末とSiO₂、Al₂O₃、CaCO₃、B₄Cの各原料を
第１表に示す組成比率の磁器が得られるように秤
量した。秤量原料を混合、粉砕し、バインダーを
加えて円板状に成形した。成形体を空気中850〜
950℃で焼成して磁器を作成した。 各磁器について、比抵抗、誘電率、誘電体損失
および抗折強度を測定した。 各諸特性についての測定条件は次のとおりであ
る。 比抵抗： D.C.1.5V 誘電率： 1MHz 誘電体損失： 1MHz 抗折強度： JISの規格による 第２表は各磁器の諸特性の測定結果を示したも
のである。

【表】

【表】 第１表、第２表中※印を付したものはこの発明
範囲外のものであり、それ以外はすべてこの発明
範囲内のものである。 実施例 ２ 原料として、BaCO₃、CaCO₃、SrCO₃、
MgCO₃、TiO₂、ZrO₂、SnO₂、SiO₂、AlO₂O₃、
CaO、B₄Cを準備し、実施例１の第１表に示す組
成比率の磁器が得られるように秤量した。秤量原
料を混合した後、850〜950℃で仮焼した。仮焼物
を粉砕した後、有機系バインダーを加え、ドクタ
ーブレード法にてシート成形した。得られたセラ
ミツクグリーンシートを所定の大きさにカツト
し、これを空気中850〜950℃で焼成して磁器板を
得た。 得られた磁器板について、実施例１と同様に諸
特性を同一測定条件で測定したところ、実施例１
の第２表に示した特性とほぼ同じような結果を示
した。 また、上記した工程で得られたセラミツクグリ
ーンシートを用い、このシートの表面にホウケイ
酸鉛系ガラスフリツトを含む銀ペーストを印刷
し、これを３枚積み重ねて熱圧着し、空気中850
〜950℃で焼成した。 得られた多層磁器基板について、磁器と銀との
反応を分析したところ、この発明によるものは、
両者の間での反応は見られず、銀は良好な導電性
を示した。 実施例 ３ 実施例２で作成した各セラミツクグリーンシー
トを用い、400℃でバインダーを焼成させ、窒素
中850〜950℃で１時間焼成して磁器を得た。 この発明にかかる各磁器について比抵抗を測定
したところ、試料によつては比抵抗が10¹³〜10¹⁴
Ω・cmと多少低下したものがあつたが、実用上何
ら問題のないことが確認できた。 したがつて、多層磁器基板の内部導体として、
たとえばCuなどを使用する場合、同時焼成の雰
囲気として中性または還元性雰囲気に設定しなけ
ればならないが、これらの雰囲気で焼成しても実
用上十分な絶縁性を有する磁器であることが判明
した。 なお、上記した実施例ではSiO₂、Al₂O₃、CaO
の構成原料を個々に用いたが、これら各成分がこ
の発明の組成範囲内で存在するように、カオリン
（Al₂O₃、2SiO₂・2H₂O）、ワラスナイト
（CaSiO₃）などの化合物を原料として用いてもよ
い。 （発明の効果） 以上の説明から明らかなように、この発明によ
れば、1000℃以下の低温での焼成で焼結磁器が得
られ、製造工程での粉砕などの作業も行いやすい
ものである。また、特性的には比抵抗が高く、誘
電率が低く、さらに誘電体損失も小さい。また多
層磁器基板としたとき、同時焼成時における内部
導体との反応がみられない。また、磁器の空孔が
少ないため、内部導体間のマイグレーシヨンが発
生しないという利点を有する。また中性、還元性
雰囲気で焼成しても比抵抗の低下がみられず、内
部導体としてCu，Niなどの卑金属を使用するこ
とができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次の組成（）、（）、（）、（）、（）
   か
   らなる低温焼成用磁器組成物。 () （Ba_1-XＭ_X）（Ti_i-yＭ_y）O₃が５〜40モ
   ル％たゞし、M〓は、Sr、Ca、Mgのうち少な
   くとも１種、Ｍは、Zr、Snのうち１種また
   は２種。 ０≦ｘ≦0.3、０≦ｙ≦0.3、０≦ｘ＋ｙ≦0.3 ()SiO₂が40〜80モル％ ()Al₂O₃が２〜10モル％ ()CaOが２〜10モル％ ()B₂O₃が４〜25モル％