JPH0480868B2 - - 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にホウ素を多
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20〜40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35〜65モル％ () B₂O₃が４〜25モル％ () Al₂O₃が２〜10モル％ () MnOが15モル％以下（ただし０を含まず） () BaO、CaOのうち１種または２種が２〜10
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20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の量が増大するに伴い焼
成温度が上昇する傾向にあり、特にｘ、ｙ，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。 SiO₂について35〜65モル％としたのは、35モ
ル％未満または65モル％を越えると焼成温度が高
くなるからである。 B₂O₃について４〜25モル％としたのは、４モ
ル％未満では焼結温度が高くなり、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。 Al₂O₃について２〜10モル％としたのは、２モ
ル％未満または10モル％を越えると焼結温度が高
くなるからである。 MnOについて15モル％以下としたのは、15モ
ル％を越えると誘電体損失が大きくなるからであ
る。 BaOとCaOのうち１種または２種が２〜10モ
ル％としたのは、２モル％未満または10モル％を
越えると焼結温度が高くなるからである。 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） 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、B₂O₃、Al₂O₃、MnB₄O₇、
BaCO₃、CaCO₃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、B₄C、
Al₂O₃、MnCO₃、BaCO₃、CaCO₃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
の各成分原料を用いたが、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
（CSiO₃）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20〜40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35〜65モル％ () B₂O₃が４〜25モル％ () Al₂O₃が２〜10モル％ () MnOが15モル％以下（ただし、０を含ま
   ず） () BaO、CaOのうち１種または２種が２〜10
   モル％。