JPH0497941A - 低温焼成セラミック基板およびその製造方法 - Google Patents

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、セラミック多層配線基板に使用する低温焼成
セラミック基板に関し、特に外観の美しさ、電磁気特性
、物理、ｌＩＩ械特性などが従来の高温焼成濃紫色アル
ミナセラミックを用いた多層配線基板と同等な濃紫色セ
ラミック多層配線基板の製造を可能とする低温焼成セラ
ミック基板およびその製造法に関する。

［従来の技術］ 従来、セラミック多層配線基板に用いられる材料として
アルミナセラミックが広く知られている０元来セラミッ
ク基層板に求められる必要条件は外観の美しいことは勿
論であるが、配線回路の機密保持のため内部配線を見え
にくくすること、レーザー光線を良く吸収して切断し易
くするため暗い色に仕上げることである。これらの点を
満足するため、高温焼成型アルミナセラミックが使用さ
れて来ていた。

一部最近セラミック多層配線基板の内部配線の配線損失
を小さくするため導電性のよい鋼や銀が使用されるよう
になり、これら金属の融点より低い焼成温度で焼成でき
るアルミナ−ガラス系低温焼成型セラミックが一部の特
定物に使用されてきている。現在アルミナ−ガラス系低
温焼成型セラミックにおいてもアルミナセラミックと同
様な濃紫色着色セラミックの開発が進められているが、
これに関する研究報告、文畝は未だ見当たらない。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のアルミナ−ガラス系低温焼成型セラミックでは、
アルミナセラミックと同様な濃紫色には着色せず、緑色
または茶褐色となり内部配線の見えにくさ、レーザース
クライブによる切断性が劣る上に、特に外観の美しさに
関しては比較にならない程見劣りがするため、商品価ｆ
＋ｔｉの゛低下が几だしい、したがって、１１００℃以
下の低温焼成によって％ｊ　ａできる従来のアルミナセ
ラミックと同等のセラミック材の開発が課題となってい
た。

［課題を解決するための手段コ 本発明者は斯かる課題を解決するために鋭意研究を行な
った結果、アルミナ−ガラス系低温焼成セラミック材の
原料アルミナの代りにアルミナに酸化クロムを固溶させ
た粉末を使用すれば、焼成温度が１１００℃以下、ある
いはさらに１０００℃以下の低温でも美しい濃紫色に着
色したセラミック材が得られることを見出したのである
。すなわち本発明の主眼は酸化クロム・アルミナ固溶体
粉末にセラミック用ガラス粉末を混合、成型して１１０
０℃以下、あるいはさらに１０００℃以下の低温で焼成
することを特徴とする濃紫色セラミック多層配線基板お
よびその製造法を費供することである。

［作　　用］ 二元系状態図によれば、　Ａ　ｌ　＊　Ｏｓ　　Ｃｒ＊
Ｏｓ系は完全固溶体型である。すなわち酸化クロムにア
ルミナを固溶させて１すられる固溶体はｌ相のみである
ため、訊粉末は安定性に富み、かつ後加工工程である焼
成、レーザー切断などの熱加工に対し同じくｌ相のみで
あるアルミナと同様な挙動をとることが推察される。

また本発明に使用される酸化クロム・アルミナ固溶体は
酸化クロム粉末にアルミナ粉末を混合仮焼して得られた
ものである０本発明者は酸化クロム０５Ｗし％をアルミ
ナ粉末に混合し、＋３００”ｃに１時間保持して仮焼し
たところ、濃紫色の粉末が１！１られた。これをＸ線回
折を行なって、そのデータを同定した結果Ｃｒｙ’ｓは
完全にＡＩ！０３に固ｉ８シていることを確認した。

アルミナセラミックにおける濃紫色の発色はアルミナに
酸化クロムが固溶した固溶体に起因する。しかしながら
酸化クロムをアルミナに固溶させるには１２００℃以上
の温度に１時間以上保持する必要がある。実際にアルミ
ナセラミック基板はアルミナに酸化クロムを混合し、１
４５０℃〜１６００℃に１時間以上保持して製造する。

従って酸化クロムは完全にアルミナに固溶するため濃紫
色に着色するのである。

一部アルミナーガラス系セラミックの場合の焼成温度は
１１００℃以下であるため、酸化クロムを添加しても、
これが完全にアルミナに固溶せず、濃紫色の発色は現わ
れず、緑色となる。すなわち焼成温度が酸化クロム・ア
ルミナ固溶体を形成する温度以下のため、酸化クロム（
緑色）とアルミナがそのまま混合焼結して緑色を呈する
。

本発明の製造法は、これらの現象を十分考察して２工程
とした。最初の工程において酸化クロムをアルミナに固
溶させた濃紫色酸化クロム・アルミナ同溶体粉末を製造
し、次の工程では、これにセラミック用ガラス粉末を混
合し、低温焼成（１０００℃以下）を行なう。かくして
製造されたセラミック基板は、美しい濃紫色を呈しアル
ミナ高温焼成型セラミック基板と同等な特性を何してい
る。

本発明の製造法において酸化クロム・アルミナ固溶体中
の酸化クロムの混合割合が０５ｗし％以下の場合に得ら
れた酸化クロム・アルミナ固溶体粉末の濃紫色骨白が薄
く外観もやや劣り、焼成セラミック基板は実用上十分満
足できる製品ではなかった。

一方、上記酸化クロム混合割合が３０ｗｊ％以上となる
と、濃紫色の着色は満足できるものであったが焼成が十
分に進行せず外観がやや劣るものとなった。このため、
酸化クロムの晴を変えて同様の実験を繰り返すことによ
り、酸化クロム・アルミナ固溶体中の酸化クロムは０．
５ｗｔ％以上かつ３０ｗ　ｔ％以下とすることが好まし
く、２〜２０ｗ　ｔ％とすることがさらに好ましいこと
がわかった。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

［実施例１］ Ａ１．０３粉末９５０ｇ、　Ｃｒｚ　Ｏｓ粉末５０ｇを
ボールミルにより湿式混合し、乾燥した後、電気炉中１
３００℃×１時間保持（仮焼）して酸化クロム・アルミ
ナ固溶体粉末を得た。この粉末に５１０ｇ−１３□０、
−Ｂ　ａ　Ｏ系ガラス粉末を等〒（重量比ｌ：Ｉ）加え
再び湿式混合し、乾燥した１次にこの混合わ）末に有機
ビヒクルを加え再度ボールミルで混合してスラリーのま
まドクターブレード式塗工機で塗工してセラミックグリ
ーンシートに成形し、電気炉中９２０’ＣＸ１時間保持
（焼成）して濃紫色セラミック基板を得た。

以上の工程により作成された基板は現在実用化されてい
るアルミナセラミック基板と全く同様な美しい濃紫色セ
ラミック基板で、商品価ｆ＋ｆｉの高いものであった。

なおＦ記セラミックグリ−シートに通常の加工方法を適
用してセラミック多層基板を作成し１することは云うま
でもない。

［実施例２〜１８］ 酸化クロム（ＣｒｚＯ５）・アルミナ（Δ１□０、）固
溶体中ｔこ占める酸化クロムの重呈白分率（表中へで表
わす）、ガラスの種類、および、固溶体　ガラスの重量
比（表中Ｂで表わす）を第１表に示すようにした以外は
実施例１と同様にして低温焼成セラミック基板をつくり
、これらが、製品の外観、色彩に及ぼす影響を調へた。

その結果を同表中に示した。ただし焼成温度はそれぞれ
の組成に適合させて８５０〜ｌ、０５（１”ｃの範囲で
変化させた。

なお表中実施例７については＋０５０℃においても焼成
が十分に進行しなかったため生成セラミックの外観は平
滑とはならなかった。

酸化クロム・アルミナ固溶体はアルミナ−ガラス系セラ
ミック用に使用されるすべてのセラミック用ガラスわ）
木に通用できる。従って本発明に利用されるガラス粉末
は表中に記載したガラスのみに限定されない。

（以下余白） 注１：上記表中の記号の意味は次の通りである。

０対抗品と同等以上： ０やや劣る： Δ劣る： 注２＝焼成温度はそれぞれの組成に適合するように８５
０℃〜１０５０℃とした。

［発明の効果］ 本発明は新規な濃紫色低温焼成セラミック基板およびそ
の製造法を提供するもので、低温焼成品であってもアル
ミナセラミックと同等な美しい濃紫色の外観を有するた
め、多層配線基板にした場合に内部配線の見えにくい商
品価（＋ｆｉの高いセラミック基板である。更に製造過
程において、酸化クロム・アルミナ固溶体の生成には１
２００’ｃ〜＋３００”ｃの仮焼を必要とするが、焼成
温度をアルミナセラミックの場合の１５００’ｃ以上の
高温からアルミナ−ガラス系セラミックと同等の１１０
０℃以下あるいはさらに１０００℃以下に降下すること
を可能にしたため、焼成装置の低廉化、エネルギーコス
トの低下並びに作業環境の改となどが大いに期待できる
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミナ微粒子中に酸化クロムが固溶している酸
   化クロム・アルミナ固溶体−ガラス系焼成体からなり、
   酸化クロム・アルミナ固溶体成分とガラス成分との重量
   比は３：７〜７：３であり、酸化クロム・アルミナ固溶
   体中に含まれる酸化クロムの重量は０．５ｗｔ％以上か
   つ３０ｗｔ％未満であり、焼成体は濃紫色に着色してい
   ることを特徴とする低温焼成セラミック基板。
2. （２）前記酸化クロム・アルミナ固溶体中に含まれる酸
   化クロムの量が２〜２０ｗｔ％である請求項１記載の低
   温焼成セラミック基板。
3. （３）アルミナ−ガラス系のセラミック材料を用いる低
   温焼成セラミック基板の製造において、あらかじめアル
   ミナに酸化クロムを固溶させた酸化クロム・アルミナ固
   溶体の粉末をアルミナ粉の代りに用い、これをガラス粉
   に配合して低温焼成することにより、濃紫色に着色した
   セラミック基板を得ることを特徴とする低温焼成セラミ
   ック基板の製造方法。
4. （４）前記酸化クロム・アルミナ固溶体中に含まれる酸
   化クロムの量が０．５ｗｔ％以上かつ３０ｗｔ％未満で
   ある請求項３記載の方法。
5. （５）前記酸化クロム含有量が２〜２０ｗｔ％である請
   求項４記載の方法。 （５）アルミナ粉と酸化クロム粉とを両者の合計量に対
   する酸化クロム粉の割合が０．５ｗｔ％以上かつ３０ｗ
   ｔ％未満となるように配合した混合粉末を１２００℃以
   上の温度で仮焼して酸化クロムがアルミナ中に固溶した
   酸化クロム・アルミナ固溶体の粉末をつくり、該固溶体
   粉末とガラス粉末とを重量比で３：７〜７：３に配合し
   た混合粉末からセラミックグリーンシートをつくり、該
   グリーンシートを１１００℃以下の温度で焼成すること
   を特徴とする低温焼成セラミック基板の製造方法。