JPS60255663A - 低温焼成用磁器組成物 - 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】 （童楽土の利用分子） 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１幾器の小型化に伴い、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Ｃいる。

最近ではさら忙実装麿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Ｃいる。

しかしながら、アルミナは焼成温度が１５００〜１６０
０ｔ　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導
体材料もＷ、Ｎｏ　などの高融点材料を用い°Ｃ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。

したかつ“Ｃ，アルミナよシ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を以下での焼成が可能な場合、ム
９．ムｇ−Ｐｄ、Ｃｕなどの導電材料を導体路と“し゛
〔用いることができる他、抵抗材料なども印刷し・〔同
時焼成するなどの利点かで′Ｃくるっ このような低温焼成用の磁器材料としＣは、アルミナに
多量のガラス成分を添■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′〔導体路１’ＪＪ
のマイグレーションが発生するという問題が見られる。

また、Ｂ６ＳｎＯ１にホウ素を多量に添加したものもあ
るが、仮腕物がガラス状となり、この仮焼物の粉砕が困
難になるばかシか、ホウ素の蒸発が激しく、このため同
時焼成したとき導逸材料と反応したシ、焼成のための炉
の炉材に損傷を与えるといった問題があった。

（発明の目的） したがつＣ１この発明は１０００を以下で焼成できる磁
器組成物を提供することを目的とｒる。

また、この発明はその製造工程におい゛Ｃ扮砕等の処理
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Ｋ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（１）〜（Ｖ）からなるものである。

（す（Ｂａ、−ｘＭｙｘ）（Ｔｔｚ−ｙ”ｙ）”が２０
−４０モモル 多だし、ＭｌはＳｒ、　Ｇａｓ　Ｍすのうち少なくとも
１ｍ ）ＵｌｌはＺｒ、　８ｎのうち１種または２種 ０＝；ｘフテリ、ｓ、ｏ：デｙ≦Ｇ、３．　０”、ｘ＋
ｙ：ミ　ワ、５（すｓｉｏ讃が４０〜７０モルチ （モルｉ）　ＡｌｚＯｓが　２〜１０モルチモルＶ）　
ｃａｏが　２〜１０モルチ モル）　Ｂ　、　Ｏ、が　４−２５モル％上記した組成
範囲に限定したのは次のとお〕である。

すなわち、（りの（ＮＩａｌ−ＸＭ４ｘ）（Ｔｉ、−、
ＭＥ、）Ｏ。

が２０モモル多満では焼成温度が１００ｏｔ−を越え、
一方４０モルチを越えると誘電率が大きくなるからであ
る。

また、町ｘ　ｅ　Ｍ　リのＸｅＶにりいＣ１それぞれ０
≦ぐつ、６．０≦ｙ≦０．３．０コＸ十７≦９．３と規
定した。

したかっ−（、（Ｂａ、、Ｍｔｘ）（Ｔｉ１−、Ｍｌ、
）Ｏ，とし゛〔鉱、Ｘ＝Ｑ、ｙ＝ｏｏ揚合）ＢａＴｉＯ
１’７）他、（Ｂａ。

Ｃａ）Ｔｉｅｓ　ｅ　（Ｂａ、　Ｃａ、ＸＴ１．　Ｚｒ
）Ｏ，、（Ｂａ、　５ｒ）Ｔｉｅｓ。

（”ｅ　５ｒ）（Ｔｌｓ　５ｎ）ｏｌ、　（−Ｉ３ａ、
　Ｂｒ、　Ｃａ、　Ｍｇ）（Ｔｉ、。

ａｎ）Ｏ，などの成分からなるものが含まれる。°こζ
で！、７およびｘ＋ｙの上限値を０．５以下としたのは
、ｘ、ｙおよび！−）７の量が増大するに伴い焼成温度
が上昇する傾向にあシ、特にＸ、７およびＸ＋７が０，
５を越えると焼成温度が１０ｆ；ｌＯｔ以上になるから
である。

次に８１０２にりい゛Ｃ４０〜７０Ｃ４０ル７０温度が
誦くなる小らで必る。

また、ムＩｈＯｓにりい゛ｃ２〜１０モルチとしモルは
、２モルチ未膚または１０モモル多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゛〔２〜１ｏモルチとしたのけ
、２モル多未満または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、Ｂｓ０ｓＫつぃ°ｃ４〜２５モルチとしモ
ルは、４モル多未満では焼成温度が高くなシ、２５モモ
ル多越えると磁器同志の溶着が発生しゃすくなるからで
ある。

なお、（Ｂ’　１　＝　ｘ　Ｍｒｘ　）　（　Ｔ’　１
　−　ｙＭｒｔ　ｙ　）　ｏ　ｎはＡＢＯ。

からなるペロプスカイト屋の組成とし′Ｃ表わされ　゛
るが、ムとＢとの比率（モル比）を特性を損ゎない範囲
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−（、Ｂａｃｏｎ，　ｃａｃｏ，、　ＢｒＣ０
ａ，　Ｍ．ｃｏ，。

Ｔｉｅ，　、　ＺｒＯ，　、　８ｎＯ，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１１５０ｔで仮焼した。次にこれらの仮焼粉末
とＳｉｎ、、　Ａｉｌ、Ｏ，、ｃａｃｏ、、　Ｂ、Ｃ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゛Ｃ円板状
に成形した。成形体を空気中８５０〜９５０℃で焼成し
゛Ｃ磁器を作成した。

各磁器につい・Ｃ１比抵抗、誘電率、誘電体損失および
抗折強度を測定した。

各緒特性につい”Ｃの測定条件は次のとおシである。

比抵抗：　Ｄ、Ｃ，ｌ、５Ｖ 誘電率：　１ＭＨｚ 誘電体損失！　ＩＭＨ２１ 抗折強度、ＪＩＢの規格による 第２表は各磁器の緒特性の測定結果を示したものである
。

第１表 第２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°にの発明範囲内のもので
ある。

実施例２゜ 原料とし′Ｃ，ＢａＣｏ＠　、　ＣａＣＯ５ｅ　Ｓｒ　
ＣＯｓ　ｅ　Ｍｅ　ＣＯｓ　＋Ｔｉｅ、、　ｚｒｏ、、
　ｆ３ｎｏ、、　１ｌｉｉｏ、、　ｋｌ、０．、Ｃａｂ
、　Ｂ１０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′
Ｃシート成形した。得られたセラミックグリーンシート
を所定の大きさにカットし、これを空気中８５０〜９５
０　ｔ’で焼成し・Ｃ磁器板を得た得られた磁器板につ
い゛〔、実施例１と同様に緒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ックグリーンシー
トを用い、このシートの表面にホウケイ酸鉛系ガラス７
リツトを含む銀ペーストを印刷し、℃で焼成した。

れす、銀は良好な４屯性を示した。

実施例５゜ 実施例２で作成した各セラミックグリーンシートを用い
、４００ｔでバインダーを燃焼さす、窒によつ”では比
抵抗が１０１３〜１０１４Ω・颯と多少低下したものが
あったが、実用上何ら問題のないことが確認できた。

したがつ′Ｃ１多層磁ａ基板の内部導体とし°〔、たと
えばＣｕなどを筺用する場合、同時焼成の雰囲気とし′
ＣＣ中文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Ｃ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５ｉ０１　、　ｋｌ、Ｏ，、
ＣａＯの構成原料をｉ１５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（
Ａ／２０ｇ　・２Ｓｉ（ｈ　・２１（、ｏ　）−ワラス
ナイト（ＣａＳｉＯ，）などの化合物を原料としＣ用い
Ｃ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、１
０００Ｃ以Ｆ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。まだ
、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与られない。また、磁
器の空孔カ少ないため、内部導体間のマイグレーション
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Ｃも比抵抗の低ｆがみられず、内部導体と
しくＣｕ、ｊＪｉなどの卑金属を使用することかできる
。

特許出願人 手続補正書 特許庁長官殿 （特許庁審査官　殿） １、事件の表示 昭和５９年特許願　第１１　ｚｏｓ＃ ２、発明の名称 低温焼成用磁器組成物 ３、補正をする者 代表者　村　１）　囮 ４、補正命令の日付 自　発 別　紙 明　細　書 １、発明の名称 低温焼成用磁器組成物 ２特許請求の範囲 次の組成（ｉ）、　（ｉｉ）。（ｉｉｉ）、　（ｉｖ）
、　（ｖ　）からなる低温焼成用磁器組成物。

（ｉ　）　（Ｂａ　１−ｘ町Ｋ　）　（Ｔ’　１　ｙ’
ＩＩｙ）　ｏｓ　７３ヤ２」０　モ”％たｙし、ＭＸは
、Ｓｒ、　Ｃａ、　Ｍ９のうち少なくとも１種、ＭＩＸ
は、Ｚｒ、　ａｎ　のうち１種または２種。

０≦Ｘ≦９．５．０≦ｙ≦０．３．０≦ｘ４−ｙ≦９３
０すＥｉｉＯオ　が４０〜且モルチ （ｌｆｌ）　ＡＩｈＯｓが　２〜１０モルチモルｖ）　
ＣａＯが　２〜１０モルチ モル）　Ｂ、Ｏ，が　４〜２５モルチ モル明の詳細な説明 （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、さらには鰐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Ｃ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Ｃは
一般的にアルミナが知られＣいる。

しかしながら、アルミナは焼成温度が１５００〜１６０
０ｔ’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導
体材料もＷ、ｇｏなどの高融点材料を用い゛〔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゛〔、アルミナよシ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１０００ｔ’以下での焼成カ可能すＪ１合
、Ａｇ、　Ａｆ−Ｐｄ、　Ｃｕ、　Ｎｉなどの導電材料
を導体路とし゛〔用いることができる他、抵抗材料など
も印刷しＣ同時焼成するなどの利点がで゛〔〈る。

このような低温焼成用の磁器材料としＣ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′Ｃ導体路間
のマイグレーションが発生するという問題が見られる。

また、Ｂａ１３ｎＯ，にホウ素を多量に添加したものも
あるが、仮焼物がガラス状となシ、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った問題があった。

（発明の目的） したがつ′Ｃ１この発明は１０００Ｃ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２い゛〔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Ｋ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（１）（りからならなるものである。

（ｉ）　（Ｂａ１−ｘＭｘｚ）（”ｔ−ｙＭＩＩｙ）”
が５〜４０％ル％ただし、ＭＩはＳｒ、　Ｃｏ、、　Ｍ
ｇのうち少なくとも１種、Ｍ、はＺｒ、８ｎ　ｏうち１
１１ｔｌ　タハ２種 ０≦Ｘ＝ミ０．３．０フミｙ≦１〕、ｓ、　ａ、４ｘ＋
ｙ≦っ、３（ｉｔ）　＋３１０．が　４０〜８０モルチ
（モルｌ）　ＡＩ、Ｑ、が　２〜１０モル％（１’ｆ　
）　Ｃａ　Ｏが　２〜Ｉ（１モル％（ｖ）”＊Ｏｊが　
４〜２５モル％ 上記した組成範囲に限定したのは次のとおシである。

すなわち、（１）の（Ｂａ１−Ｘ町ｚＸ”ｔ−ｙ”蓼ｙ
）’ｍが５モルチ未満では焼成温度が１０００ｔを越え
、一方４０モルチを越えると誘電率が大きくなるからで
ある。

また％Ｍい’　ＩＩ　ｙ　’のＸ、７につい゛〔、それ
ぞれ０≦Ｘ≦０．３．０＝７＝９．５．０＝Ｘ＋７＝’
ｌ、５と規定した。

したがり゛〔、（Ｂａ　、−ｆ、Ｍｚｚ）（”　ｔ−ｙ
町、ｙ）０．としＣは、！＝０．７＝００場合のＢａＴ
ｉＯ，の他、（Ｂａ、　Ｃａ）Ｔｉｅ、　、　（Ｂａ、
　Ｃａ）（Ｔｉ、　Ｚｒ）Ｏｎ　、　（Ｂａ。

ｓｒ）’ｒｉｏ、　、　（Ｂａ、　８ｒ）（Ｔｉ、　ａ
ｈ）Ｏ，、（Ｂａ、　８ｒ、　Ｃａ。

Ｍｇ）（Ｔｉ、　８ｎ）Ｏ，などの成分からなるものが
含まれる。ここでｘ、ｙおよび！−）ｙの上限値を０．
３以下としたのは、！、７およびＸ＋ｙの量が増大する
に伴り焼成温度が上昇する傾向にあり、特に！、７およ
びＸ＋１が０．５を越えると焼成温度が１０００ｉＣ以
上になるからである。

次に８１０．につい゛（４０〜８０モルチとモルのは４
０モル−未満または８０モル慢を越えると焼成温度が高
くなるからである。

また、’ａｘＯｓ　Ｋつい“〔２〜１０モルチモルたの
は、２モルチ未満または１０モ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゛ｔ２〜１０モルチとしモルは、
２モルチ未満または１０モ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、Ｂ！Ｏ，につい゛〔４〜２５モルチモルた
のは、４モルチ未満では焼成温度が高くなり、２５モモ
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、　ｚＭｘｚＸＴｉｌ−ｙ”ｎｙ）Ｏｎは
ＡＢＯ。

からなるペロプスカイト型の組成としＣ表わされるが、
ｋ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′Ｃ詳細に説明する
。

実施例１ 原料とし゛〔、Ｂａ　ＣＯｓ　、　Ｃａ　ＣＯｓ　、　
８　ｒ　ＣＯｎ　＊　Ｍ、ｇ　ＣＯｓ＊Ｔｉ０１　、　
ＺｒＯ，、＋３ｎｏ１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
ｔ’で仮焼した。次にこれらの仮焼粉末と８１０、　、
　Ａ４，０．　、　ｃａｃｏ、　、　Ｂ１０　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′Ｃ円
板状に成形した。成形体を空気中８５０〜９５０℃で焼
成し′Ｃ磁器を作成した。

各磁器につい“〔、比抵抗、誘電率、誘電体損失および
抗折強度を測定した。

各緒特性につい′Ｃの測定条件は次のとおりである０ 比抵抗、Ｄ、Ｃ，ｔ５７ 誘電率：　１ＭＨｉ 誘電体損失：　１ＭＨｚ 抗折強度：　Ｊ工Ｓの規格による 第２表は各磁器の緒特性の測定結果を示鴨たものである
。

ｔ！ｌｔ１　表 第」表、第２表中秦印を付したものはこの発明範囲外の
ものでアシ、それ以外はすぺ′〔この発明範囲内のもの
である。

実施例２ 原料とし〔、ＢａＣＯ３、ｃａｃＱ、　、　ＢｒＣ０１
、Ｍ（ＩＣＯ，。

Ｔｉｅ、　、　ＺｒＯ，、５ｎ０２　、　Ｓｉｎ、　、
　Ａ１１０ｇ　、　Ｃａｂ、　Ｂ４　Ｇ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Ｋ〔シート成形した。得られたセ
ラミックグリーンシートを所定の大きさにカットし、こ
れを空気中８５０〜９５０Ｃで焼成し′〔磁器板を得た
。

得られた磁器板についＣ１実施例１と同様に緒特性を同
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ックグリーンシー
トを用い、このシートの表面にホウケイ酸鉛系ガラスフ
リットを含む銀ペーストを印刷し、これを５枚積み重ね
゛Ｃ熱圧着し、空気中８５０〜９５０ｔ″で焼成した。

得られた多層磁器基板につい゛Ｃ１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６ 実施例２で作成した各セラミックグリーンシートを用い
、４００１：でバインダーを燃焼させ、窒素中８５０〜
９５０ｔ−で１時間焼成し・〔磁器を得た。

この発明Ｋかかる各磁器にりい゛Ｃ比抵抗を測定したと
ころ、試料によつ′Ｃは比抵抗が１０１３〜１　ｏ１４
　′Ω、為と多少低下したものがあったが、実用上何ら
問題のないことが確認できた。

したが９゛〔、多層磁器基板の内部導体とし゛〔、たと
えばＣｕなどを使用する場合、同時焼成の雰囲気とし・
Ｃ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゛〔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５ｉＯ１、Ａ４＋ｚＯｓ　ｅ
（４＋）の構成原料を」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ｙ　（
Ａ４ｚＯｚ　、２Ｓ’Ｏｔ　・２馬０）−ワラスナイト
（ｃａＳｉＯｓ）などの化合物を原料としＣ用い′Ｃ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、１
０００ｔ″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ョ
ンが発生しな亀＾という利点を有する。また中性、還元
性雰囲気で焼成し〔も比抵抗の低下が与られず、内部導
体としＣＣｕ、Ｎｉなどの卑金属を使用することができ
る。

特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 次の組成（ｉ）、　（且）、　（ｉｉｉ）、　（ｉＶ）
   、　Ｃりからなる低温焼成用磁器組成物。 （ｉ）　（＆１−ｘＭｔＸ）（Ｔｉ、、ＭＷｙ）Ｏｊが
   ２０〜４０モルチただし、ＭｌはＳｒ、　Ｃａ、　Ｍ９
   のうち少なくとも１種 Ｍｙ、はＺｒ、　Ｓｎのうち１種まだは２種 ０≦Ｘ≦’１．５．０≦ｙ≦’１３．０５ｘ＋ｙ：ａｓ
   （ｉｉ）　Ｓｉｎ、　が４０−７０モル％（ｉｉｉ）　
   Ａ　ｌ　、Ｏ、が　２〜１０モルチ（ｉｖ）ＣａＯが　
   ２〜１０モルチ （すＢ２０１　が　４〜２５モルチ