CN102272072A - 低温烧结陶瓷材料及陶瓷基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低温烧结陶瓷材料，可形成烧成后的组成不均匀性较小且烧结体的弯曲强度高、表面电极的剥离强度高、可靠性优良的陶瓷基板。用于构成多层陶瓷基板(1)的陶瓷层(2)的低温烧结陶瓷材料含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，实质上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一种，其中，主成分陶瓷材料含有换算成SiO2为48～75重量％的Si、换算成BaO为20～40重量％的Ba以及换算成Al2O3为5～20重量％的Al，相对于100重量份的主成分陶瓷材料，副成分陶瓷材料含有换算成MnO为2～10重量份的Mn以及分别换算成TiO2和Fe2O3为0.1～10重量份的选自Ti和Fe的至少一种。

Description

低温烧结陶瓷材料及陶瓷基板
技术领域
本发明涉及一种可以与银或铜等低熔点金属材料共烧结的低温烧结陶瓷材料，以及使用该低温烧结陶瓷材料构成的陶瓷基板，还涉及多层陶瓷基板。
背景技术
低温烧结陶瓷(LTCC：Low Temperature Cofired Ceramic)材料可与比电阻小的银、铜等低熔点材料共烧成，因此可形成高频特性优良的多层陶瓷基板，并多用作为信息通信终端等的高频模块用基板材料。
作为低温烧结陶瓷材料，通常是将B2O3-SiO2系玻璃材料混入Al2O3等陶瓷材料中的所谓的玻璃陶瓷复合系。在这个体系中，由于起始原料必需用比较高价的玻璃，并且含有在烧成时易挥发的硼元素，因此得到的基板的组成容易不均匀，不得不使用特殊的烧箱(日文：さや)等，其管理繁杂。
于是，例如日本专利特开2002-173362号公报(专利文献1)和日本专利特开2008-044829号公报(专利文献2)中提出了低温烧结陶瓷材料。这些文献中记载的低温烧结陶瓷材料由于起始原料未使用玻璃，而且是不含有硼的非玻璃系低温烧结陶瓷材料，因此没有遇到上述的问题。
然而，因为由这些文献中记载的低温烧结陶瓷材料得到的陶瓷基板的弯曲强度为150～200MPa左右，因此根据用途，基板自身的强度不是很足够，此外，与在基板表面形成的外部导体膜的接合强度也不是很足够。
专利文献1：日本专利特开2002-173362号公报
专利文献2：日本专利特开2008-044829号公报
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其目的是提供一种低温烧结陶瓷材料，其烧成后的组成的不均匀性较小、起始原料不用玻璃、且不含有硼。将该低温烧结陶瓷材料烧结后得到的陶瓷基板的强度较高，并且可以构成与外部导体膜的接合强度较高的可靠性优良的陶瓷基板。
本发明的另一目的是提供一种使用上述低温烧结陶瓷材料构成的陶瓷基板。
本发明涉及的低温烧结陶瓷材料的特征在于，含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，实质上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一种，其中，主成分陶瓷材料含有换算成SiO2为48～75重量％的Si、换算成BaO为20～40重量％的Ba以及换算成Al2O3为5～20重量％的Al，相对于100重量份的主成分陶瓷材料，副成分陶瓷材料含有换算成MnO为2～10重量份的Mn以及分别换算成TiO2和Fe2O3为0.1～10重量份的选自Ti和Fe的至少一种。
另外，本发明还涉及具备由本发明的低温烧结陶瓷材料烧结而成的陶瓷层的陶瓷基板。
本发明的低温烧结陶瓷材料的起始原料中实质上不含有玻璃且不含有硼，因此，将其烧结后得到的陶瓷基板的组成不易出现不均匀，其烧成工序的管理容易。而且，将该低温烧结陶瓷材料烧成后得到的陶瓷基板具有优良的弯曲强度，除基板自身的强度较高外，还具有优良的电极剥离强度，是与外部导体膜的接合强度较高的具备良好可靠性的基板。
附图说明
图1是使用本发明的低温烧结陶瓷材料构成的实施方式1的多层陶瓷基板1的图解剖视图。
图2是使用本发明的低温烧结陶瓷材料构成的实施方式2的陶瓷基板21的图解剖视图。
具体实施方式
本发明的低温烧结陶瓷材料的特征在于，含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，实质上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一种，其中，主成分陶瓷材料含有换算成SiO2为48～75重量％的Si、换算成BaO为20～40重量％的Ba以及换算成Al2O3为5～20重量％的Al，相对于100重量份的主成分陶瓷材料，副成分陶瓷材料含有换算成MnO为2～10重量份的Mn以及分别换算成TiO2和Fe2O3为0.1～10重量份的选自Ti和Fe的至少一种。
该低温烧结陶瓷材料是起始原料中不使用玻璃、且不含有硼的非玻璃系低温烧结陶瓷材料。因此，将其烧结后得到的陶瓷基板的组成不易出现不均匀，其烧成工序的管理容易。而且，从后述的实验例可以了解到，得到的陶瓷基板具有230MPa以上的弯曲强度，除基板自身的强度较高外，还具有20N/2mm□以上的电极剥离强度，形成与外部导体膜的接合强度高的具备高可靠性的基板。并且，可以提高所得陶瓷基板对高温、高湿等环境条件的耐受性，还可以提高基板的耐化学品性，藉此可以抑制基板成分在镀液中的溶出。还有，可得到非晶质部分少、结晶化得到了促进的Qf值较高的陶瓷基板。
在这里，含有换算成SiO2为48～75重量％的Si、换算成BaO为20～40重量％的Ba以及换算成Al2O3为5～20重量％的Al的主成分陶瓷材料是所得陶瓷基板的基本成分，对得到绝缘电阻大、介电常数小和介质损耗小的陶瓷基板具有较大贡献。
另一方面，作为副成分陶瓷材料的Mn(特别是MnO2)与SiO2-BaO-Al2O3系主成分陶瓷材料反应，易制成液相成分，在烧成时由于起始原料的粘性下降而作为烧结助剂发挥作用，但与同样作为烧结助剂发挥作用的B2O3相比，挥发性远远要小。因而，在烧成的不均匀性降低、其烧成管理易于进行的同时，也有助于量产性的提高。
另外，虽然详细的机理不是很清楚，但是认为Ti(特别是TiO2)可以增加由低温烧结陶瓷材料形成的陶瓷层和由铜等低熔点金属材料形成的外部导体膜之间的反应性，通过其共烧成工序，可提高陶瓷层和外部导体膜之间的接合强度。其结果是，安装在陶瓷基板上的半导体器件等有源元件或芯片电容器等无源元件和陶瓷基板间形成牢固的焊接接合，可以抑制因其坠落等的冲击造成的接合破坏。
Fe(特别是Fe2O3)的情况下也一样，可以增加由低温烧结陶瓷材料形成的陶瓷层和由铜等低熔点金属材料形成的外部导体膜之间的反应性，通过其共烧成工序，可提高陶瓷层和外部导体膜之间的接合强度。其结果是，安装在陶瓷基板上的元件和陶瓷基板间可以形成牢固的焊接接合，可以抑制因其坠落等的冲击造成的接合破坏。
另外，本发明的低温烧结陶瓷材料实质上不含有B氧化物(特别是B2O3)，因此，可减少其烧成时组成的不均匀性，不用特殊的烧箱也可以，其烧成工序的管理可变得容易。并且，由于实质上不含有Cr氧化物(特别是Cr2O3)，可抑制在微波带上的Q值的降低，如在3GHz可得到1000以上的Qf值。在这里，“实质上”是指可含有低于0.1重量％的作为杂质的B氧化物和Cr氧化物。即，即使B氧化物和Cr氧化物作为杂质混入，只要其含量低于0.1重量％也可以达到本发明的效果。
本发明的低温烧结陶瓷材料较好是不含有Li2O或Na2O等碱金属氧化物。因为这些碱金属氧化物和B2O3一样，在烧成时易于挥发，成为造成所得基板的组成不均匀的原因。还有，如果不含有这些碱金属氧化物，则可以提高对高温、高湿等环境条件的耐受性，还可以提高抑制向镀液的溶出这样的耐化学品性。
本发明的低温烧结陶瓷材料中，较好是作为副成分陶瓷材料，相对于100重量份的主成分陶瓷材料，还含有换算成MgO为0.1～5重量份的Mg。如果含有Mg(特别是MgO)，则烧成时的低温烧结陶瓷材料的结晶化得到促进。其结果为，可以减少导致基板强度下降的液相部分的体积量，并可以使得到的陶瓷基板的弯曲强度进一步提升。
另外，本发明的低温烧结陶瓷材料中，较好是作为副成分陶瓷材料，相对于100重量份的主成分陶瓷材料，还含有分别换算成Nb2O5、CeO2、ZrO2、ZnO为0.1～6重量份的选自Nb、Ce、Zr及Zn的至少一种。如果含有选自Nb、Ce、Zr和Zn的至少一种(特别是至少一种选自Nb2O5、CeO2、ZrO2、ZnO的氧化物)，则可减少作为非结晶成分易残存的Mn(特别是MnO)的添加量。其结果为，可以减少导致基板强度下降的液相部分的体积量，并可以使得到的陶瓷基板的弯曲强度进一步提升。
另外，本发明的低温烧结陶瓷材料中，作为副成分陶瓷材料，相对于100重量份的主成分陶瓷材料，还可以含有分别换算成CoO和V2O5为0.1～5.0重量份的Co和/或V。这些成分可进一步提高陶瓷基板的弯曲强度，同时还起染料的作用。
如前所述，本发明的低温烧结陶瓷材料作为起始原料不含有玻璃，但在烧成循环中会生成作为非结晶成分的玻璃，所以在烧成后的陶瓷基板中含有玻璃。因而，不需要使用高价的玻璃，也可以稳定地制作低温烧结陶瓷材料。另外，如前所述，本发明的低温烧结陶瓷材料较好是不含有碱金属。
本发明的低温烧结陶瓷材料通过将MnCO3陶瓷粉末、以及TiO2和Fe2O3的至少一方的陶瓷粉末添加到SiO2、BaCO3和Al2O3的各种陶瓷粉末中并进行混合而制得。较好是经过以下工序制造：将TiO2和Fe2O3的至少一方的陶瓷粉末添加到SiO2、BaCO3和Al2O3的各种陶瓷粉末中，对于所形成的混合物进行焙烧而制得焙烧粉的工序；和在所述焙烧粉中添加未经焙烧的MnCO3陶瓷粉末的工序。
因而，含有低温烧结陶瓷材料的陶瓷生片较好是经过以下工序进行制造：将TiO2和Fe2O3的至少一方的陶瓷粉末添加到SiO2、BaCO3和Al2O3的各种陶瓷粉末中，对于所形成的混合物进行焙烧而制得焙烧粉的工序；在所述焙烧粉中添加未经焙烧的MnCO3陶瓷粉末的同时添加粘合剂而制得陶瓷浆料的工序；将陶瓷浆料成形而制得陶瓷生片的工序。
如上所述，在制造低温烧结陶瓷材料或陶瓷生片时，将Si成分、Ba成分、Al成分和Ti/Fe成分进行焙烧而得到焙烧粉后，如果将未经焙烧的Mn成分添加到焙烧粉中，则可抑制焙烧时的焙烧合成反应，可以使焙烧粉的粒径微小化。因而，在可以简化焙烧粉的粉碎工序的同时，易于实现用其制成的陶瓷生片的薄层化。并且可以防止焙烧粉的颜色变成焦茶色，因而，特别是在印刷以铜为主成分的导电糊时，可以提高使用这种焙烧粉制成的陶瓷生片的图像识别性。
较好是在使用本发明的低温烧结陶瓷材料构成的陶瓷基板所具备的陶瓷层中含有作为低温烧结陶瓷材料的副成分陶瓷材料的TiO2，并且在该低温烧结陶瓷材料烧结后形成的陶瓷层析出Ba2TiSi2O8结晶。即，含有作为副成分陶瓷材料的TiO2，并且主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料是所述特定的组成的情况下，得到的陶瓷基板上有Ba2TiSi2O8结晶(钡钛硅石(Fresnoite)结晶相)析出。其结果是，可以得到更高的电极剥离强度，并得到与外部导体膜的接合强度极高的、高可靠性的陶瓷基板。
下面，基于和实施方式1和2，对使用本发明的低温烧结陶瓷材料构成的陶瓷基板及其制造方法进行说明。
〔实施方式1〕
图1是作为使用本发明的低温烧结陶瓷材料制得的陶瓷基板的一例的多层陶瓷基板1的图解剖视图。
多层陶瓷基板1具备层叠体3，该层叠体3由层叠的多个陶瓷层2构成。层叠体3中，在陶瓷层2的特定部分设置有各种相关的导体图形。
作为上述导体图形，包括在层叠体3的层叠方向的端面上形成的数个外部导体膜4和5，沿着陶瓷层2间的特定界面形成的数个内部导体膜6，以及贯穿陶瓷层2的特定部分而形成的作为层间连接导体的通孔导体7等。
设置于层叠体3表面的外部导体膜4用于连接将要安装在层叠体3的外表面上的电子零部件8和9。在图1中，图示了如半导体器件那样具有凸端电极10的电子零部件8，以及如芯片电容器那样具有平面状端子电极11的电子零部件9。另外，在层叠体3的背面设置的外部导体膜5用于在安装该多层陶瓷基板1时连接主板(未图示)。
该多层陶瓷基板1所具备的层叠体3可通过对未烧成层叠体进行烧成而制得。该未烧成层叠体具有成为陶瓷层2的多个层叠的陶瓷生片层，和由导电糊形成的内部导体膜6和通孔导体7，根据情况还可具有由导电糊形成的外部导体膜4和5。
上述未烧成层叠体中的陶瓷生片层的叠层构造典型的是通过将陶瓷浆料成形得到的多个陶瓷生片层叠而得到。在层叠前的陶瓷生片上设置导体图形，特别是内部的导体图形。
陶瓷浆料可以通过以下方法制得：将聚乙烯醇缩丁醛等有机粘合剂、甲苯及异丙醇等的溶剂、邻苯二甲酸二正丁酯等增塑剂以及根据需要使用的分散剂等添加剂加入到所述的本发明的低温烧结陶瓷材料中进行浆料化。
在使用陶瓷浆料进行制造陶瓷生片的成形时，例如可通过以下方法进行：在由聚对苯二甲酸乙二醇酯等有机树脂形成的底膜上，采用刮刀法(日文：ドクタ一ブレ一ド法)将陶瓷浆料成形为片状。
在陶瓷生片上设置导体图形时，例如使用含有金、银或铜等低温烧结金属材料作为导电成分的主成分的导电糊，在陶瓷生片上设置用于通孔导体7的贯通孔，用导电糊充填贯通孔的同时，通过例如丝网印刷法将用于内部导体膜6的导电糊膜、以及用于外部导体膜4和5的导电糊膜成形。另外，在前述的低温烧结金属材料中，以铜为主成分的导电糊与本发明的低温烧结陶瓷材料具有特别良好的烧结性。
将这样的陶瓷生片按照一定的顺序层叠，在层叠方向上通过施加例如1000～1500kgf/cm2的压力进行压接，藉此得到未烧成层叠体。在该未烧成层叠体上，虽然没有图示，也可以设置用于收纳其他电子零部件的空穴，或设置用于固定覆盖电子零部件8和9等的盖子的接合部分。
未烧成层叠体通过以下方法进行烧成：在能够烧结陶瓷生片层含有的低温烧结陶瓷材料的温度以上，例如在850℃以上，导体图形中含有的金属的熔点以下，如果是铜的情况下，在1050℃以下的温度范围内进行烧成。由此，在陶瓷生片层烧结的同时导电糊也烧结，由烧结后的导体膜形成电路图形。
另外，特别是导体图形中含有的主成分金属是铜的情况下，烧成在氮气氛等非氧化性气氛中进行，在900℃以下的温度完成脱粘合剂；还有，在降温时，使氧气的分压降低，让烧成完成时的铜没有实质的氧化。另外，烧成温度例如在980℃以上时，作为导体图形中包含的金属，银将难以使用，如果是钯含量为20重量％以上的Ag-Pd系合金，则可以使用。这种情况下，烧成可以在空气中进行。烧成温度如果在950℃以下时，则银可以作为导体图形中包含的金属使用。
如上所述，烧成工序结束时，可以得到图1所示的层叠体3。
之后，表面贴装电子零部件8和9，由此，图1所示的多层陶瓷基板1就完成了。
另外，本发明不局限于包括具有所述层叠构造的层叠体的多层陶瓷基板，也适用于只有一个陶瓷层的单层构造的陶瓷基板，还适用于由该低温烧结陶瓷材料形成的陶瓷层与由其他的介电常数较高的低温烧结陶瓷材料形成的陶瓷层构成的复合型多层陶瓷基板。
〔实施方式2〕
图2是使用本发明的低温烧结陶瓷材料构成的实施方式2的陶瓷基板21的图解剖视图。
陶瓷基板21具有以下层叠构造：包括具有特定的热膨胀系数α1的第1和第2表层陶瓷部22和23；和具有比上述热膨胀系数α1更大的热膨胀系数α2，并且位于第1和第2表层陶瓷部22和23之间的内层陶瓷部24。
在这样的陶瓷基板21中，第1和第2表层陶瓷部22和23以及内层陶瓷部24的任何一个都是由本发明的低温烧结陶瓷材料的烧结体构成的。
在陶瓷基板21中，第1和第2表层陶瓷部22和23的热膨胀系数α1与内层陶瓷部24的热膨胀系数α2之间的关系是：通过上述的选择，在为制造陶瓷基板21而进行的烧成工序之后的冷却工序中，第1和第2表层陶瓷部22和23会分别受到由内层陶瓷部24带来的压缩应力。由此，可以提高陶瓷基板21的抗弯折强度。
另外，为了保证达到所述作用效果，前述的热膨胀系数α1与α2之间的差较好为0.5ppm/℃以上，表层陶瓷部22和23各自的厚度较好为150μm以下。
还有，如上所述，第1和第2表层陶瓷部22和23以及内层陶瓷部24的任何一个都是由本发明的低温烧结陶瓷材料的烧结体构成的，因此，可以在比较低的温度进行烧成。另外，可以将陶瓷基板21形成为高频特性良好的基板。此外，第1和第2表层陶瓷部22和23以及内层陶瓷部24彼此实质上都是由相同组成的陶瓷烧结体形成的，如前所述，热膨胀系数即使有差异，也可以抑制开裂或翘曲的发生，从而获得可靠性高的陶瓷基板21。
另外，关于可获得具有如上所述的热膨胀系数的关系的表层陶瓷部22和23以及内层陶瓷部24的本发明的低温烧结陶瓷材料的具体组成例，在后述的实验例中明确说明。
还有，在图2中，省略了在陶瓷基板21设置的相关的导体图形的图示。作为导体图形，除了在陶瓷基板21的外表面上设置的外部导体膜外，还有在陶瓷基21的内部设置的内部导体膜或通孔导体等。
如上所述，在设置内部导体膜或通孔导体的情况下，通常陶瓷基板21所具备的表层陶瓷部22和23分别具有多层层叠构造，或者内层陶瓷部24具有多层层叠构造。但对于这些层叠构造，在图2中也省略了图示。
以下，针对基于本发明实施的实验例进行说明。
〔实验例1〕
实验例1是为了确认由本发明产生的效果而实施的。
首先，作为起始原料，准备了粒径均在2.0μm以下的SiO2、BaCO3、Al2O3、MnCO3、TiO2、Fe2O3、Mg(OH)2、Nb2O5、CeO2、ZrO2和ZnO的各种陶瓷粉末。然后，按照可以在烧成后形成如表1和表2中所示的组成比例的条件进行称量这些起始原料粉末，经湿式混合粉碎后干燥，将得到的混合物在750～1000℃下焙烧1～3个小时，得到原料粉末。所述BaCO3烧成后变为BaO、所述MnCO3烧成后变为MnO、所述Mg(OH)2烧成后变为MgO。
此外，在表1和表2中，主成分陶瓷材料SiO2、BaO和Al2O3以重量％(wt％)为单位进行表示，这些材料合计为100重量％。另一方面，副成分陶瓷材料MnO、TiO2、Fe2O3、MgO、Nb2O5、CeO2、ZrO2和ZnO的相对于主成分陶瓷材料100重量份的比例以重量份为单位进行表示。
〔表1〕
Figure BPA00001403361400101
〔表2〕
Figure BPA00001403361400102
接着，在上述的各试料的原料粉末中添加适量的有机粘合剂、分散剂以及增塑剂，制成陶瓷浆料。然后，将浆料中的原料粉末混合粉碎至平均粒径(D50)为1.5μm以下。
接着，使用刮刀法将陶瓷浆料成形为片状，干燥，切割成合适的大小，得到厚度为50μm的陶瓷生片。
接着，在规定的陶瓷生片上通过丝网印刷法印刷以铜为主成分的导电糊，形成作为外部导体膜的导体图形。
接着，将得到的陶瓷生片切割成规定的大小后，层叠，然后在温度为60～80℃、压力为1000～1500kgf/cm2的条件下进行热压接，得到未烧成层叠体。
接着，将未烧成层叠体在氮气—氢气的非氧化性气氛中于900～1000℃的温度下进行烧成，可得到陶瓷生片和导体图形共烧结而形成的板状的陶瓷烧结体试料。
接着，对于得到的试料，在陶瓷烧结体试料的表面上，把L字状的引线焊接到1边为2mm的方形的外部导体膜上，通过其表面的垂直方向上的拉伸试验测定基板与外部导体膜的接合强度(电极剥离强度)。更进一步地，通过3点弯曲强度试验(JIS-R1061)测定弯曲强度。
评价结果示于表3和表4。另外，对于表4所示的试料，还示出了烧结性的评价结果。在这里，烧结性为“○”的表示顺利完成烧结；烧结性为“×”的表示在所述条件下没有得到致密的烧结体，或者是表示过烧结状态。
〔表3〕
Figure BPA00001403361400121
〔表4〕
Figure BPA00001403361400122
从表1和表3可以知道，满足以下条件的试料No.1～48的多层陶瓷基板显示出230MPa以上的优良的弯曲强度，除基板本身的强度较高外，还显示出20N/2mm□以上的优良的电极剥离强度，与外部导体膜的接合强度也高。所述条件是：含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，实质上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一种，其中，主成分陶瓷材料含有换算成SiO2为48～75重量％的Si、换算成BaO为20～40重量％的Ba以及换算成Al2O3为5～20重量％的Al，相对于100重量份的主成分陶瓷材料，副成分陶瓷材料含有换算成MnO为2～10重量份的Mn以及分别换算成TiO2和Fe2O3为0.1～10重量份的选自Ti和Fe的至少一种。即，具备由满足上述条件的低温烧结陶瓷材料烧结而成的陶瓷层的多层陶瓷基板具有优良的可靠性。
另外，对于试料No.4和No.10的组成的烧结体，通过X射线衍射光谱进行了析出晶体的鉴定。其结果为，试料No.4的烧结体中，除析出SiO2(石英)、Al2O3(氧化铝)、BaSi2O5(硅钡石)、BaAl2Si2O8(钡长石)外，还析出了Ba2TiSi2O8。另一方面，在试料No.10的烧结体中，没有析出Ba2TiSi2O8。并且，在比较试料No.4和试料No.10的电极剥离强度时，试料No.4获得比试料No.10更高的电极剥离强度。由此可以了解到，Ba2TiSi2O8结晶相的析出有利于电极剥离强度的提高，为了能析出该结晶相，最好含有作为副成分的TiO2。
另一方面，从表2和表4可以了解到，不满足前述条件的试料No.49～60没有得到致密的烧结体，或者形成为过烧结状态。并且，即使得到了致密的烧结体，电极剥离强度或弯曲强度也较低，不能得到高可靠性的陶瓷基板。
〔实验例2〕
在图2所示的构成中，第1和第2表层陶瓷部22和23以实验例1中的试料No.1的组成形成；内层陶瓷部24以实验例1中的试料No.4的组成形成；在表层陶瓷部22和23以及内层陶瓷部24层叠的状态下实施烧成工序，得到用作试料的陶瓷基板21。
在该陶瓷基板21中，将第1和第2表层陶瓷部22和23各自的厚度做成70μm，内层陶瓷部24的厚度做成860μm。并且，试料No.1的陶瓷组合物的烧结体的热膨胀系数为10.1ppm/℃。另一方面，试料No.4的陶瓷组合物的烧结体的热膨胀系数为11.7ppm/℃。
测定了所得陶瓷基板21的弯曲强度，结果为340MPa。与此相对，如前面揭示的表3所示，试料No.1的单独的弯曲强度为230MPa；并且，试料No.4的单独的弯曲强度为260MPa。由此可以了解到，与表层陶瓷部22和23以及内层陶瓷部24各自单独使用的情况相比，具有将其复合而得的结构的陶瓷基板21的弯曲强度能够得到提高。
符号的说明
1多层陶瓷基板
2陶瓷层
3层叠体
4、5外部导体膜
6内部导体膜
7通孔导体
21陶瓷基板
22、23表层陶瓷部
24内层陶瓷部

Claims (8)

1.一种低温烧结陶瓷材料，其特征在于，含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，实质上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一种，其中，主成分陶瓷材料含有换算成SiO2为48～75重量％的Si、换算成BaO为20～40重量％的Ba以及换算成Al2O3为5～20重量％的Al，相对于100重量份的所述主成分陶瓷材料，所述副成分陶瓷材料含有换算成MnO为2～10重量份的Mn以及分别换算成TiO2和Fe2O3为0.1～10重量份的选自Ti和Fe的至少一种。
2.如权利要求1所述的低温烧结陶瓷材料，其特征在于，作为所述副成分陶瓷材料，相对于100重量份的所述主成分陶瓷材料，还含有换算成MgO为0.1～5重量份的Mg。
3.如权利要求1或2所述的低温烧结陶瓷材料，其特征在于，作为所述副成分陶瓷材料，相对于100重量份的所述主成分陶瓷材料，还含有分别换算成Nb2O5、CeO2、ZrO2、ZnO为0.1～6重量份的选自Nb、Ce、Zr及Zn的至少一种。
4.一种陶瓷基板，具备将低温烧结陶瓷材料烧结而形成的陶瓷层，所述低温烧结陶瓷材料含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，实质上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一种，其中，主成分陶瓷材料含有换算成SiO2为48～75重量％的Si、换算成BaO为20～40重量％的Ba以及换算成Al2O3为5～20重量％的Al，相对于100重量份的所述主成分陶瓷材料，所述副成分陶瓷材料含有换算成MnO为2～10重量份的Mn以及分别换算成TiO2和Fe2O3为0.1～10重量份的选自Ti和Fe的至少一种。
5.如权利要求4所述的陶瓷基板，其特征在于，所述低温烧结陶瓷材料中，作为所述副成分陶瓷材料，相对于100重量份的所述主成分陶瓷材料还含有换算成MgO为0.1～5重量份的Mg。
6.如权利要求4或5所述的陶瓷基板，其特征在于，所述低温烧结陶瓷材料中，作为所述副成分陶瓷材料，相对于100重量份的所述主成分陶瓷材料还含有分别换算成Nb2O5、CeO2、ZrO2、ZnO为0.1～6重量份的选自Nb、Ce、Zr及Zn的至少一种。
7.如权利要求4～6中任一项所述的陶瓷基板，其特征在于，包括由多个所述陶瓷层层叠而形成的层叠体，和设置在所述层叠体的表面和/或内部的以金、银和铜中的至少一种为主成分的导体图形。
8.如权利要求4～7中任一项所述的陶瓷基板，其特征在于，所述低温烧结陶瓷材料中作为所述副成分陶瓷材料含有TiO2，且在所述陶瓷层中有Ba2TiSi2O8结晶析出。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102316671A (zh) * 2010-07-05 2012-01-11 株式会社村田制作所 多层陶瓷基板
CN106278321A (zh) * 2016-08-21 2017-01-04 长兴盟友耐火材料有限公司 一种高韧性耐火材料及其制备工艺
CN106316426A (zh) * 2016-08-21 2017-01-11 长兴盟友耐火材料有限公司 一种抗断裂耐火材料及其制备工艺
CN106336227A (zh) * 2016-08-21 2017-01-18 长兴盟友耐火材料有限公司 一种矿产废弃物耐火材料及其制备工艺
CN106336228A (zh) * 2016-08-21 2017-01-18 长兴盟友耐火材料有限公司 一种复合纤维增韧耐火材料及其制备工艺
CN107637185A (zh) * 2015-06-29 2018-01-26 株式会社村田制作所 多层陶瓷基板以及多层陶瓷基板的制造方法
CN108029203A (zh) * 2015-09-18 2018-05-11 株式会社村田制作所 陶瓷多层基板
CN109626974A (zh) * 2018-12-12 2019-04-16 温州市星峰新材料有限公司 一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法
CN112521140A (zh) * 2020-12-07 2021-03-19 西南交通大学 一种超低温多元素掺杂铝电极共烧陶瓷及其制备方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101784502B (zh) * 2007-08-17 2013-03-27 株式会社村田制作所 陶瓷组合物及其制造方法、陶瓷基板、以及陶瓷生坯层的制造方法
EP2386528B1 (en) * 2009-01-07 2016-08-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic material for low-temperature sintering, and ceramic substrate
JP4883228B2 (ja) * 2009-02-16 2012-02-22 株式会社村田製作所 低温焼結セラミック焼結体および多層セラミック基板
US9724897B2 (en) * 2015-01-07 2017-08-08 Emisense Technologies, Llc Processing method for constraining lower melting point metals within ceramic laminates during sintering
JP6458863B2 (ja) 2015-05-15 2019-01-30 株式会社村田製作所 低温焼結セラミック材料、セラミック焼結体およびセラミック電子部品
JP6766515B2 (ja) * 2016-08-09 2020-10-14 株式会社村田製作所 セラミック電子部品および誘電体磁器組成物

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003221277A (ja) * 2001-11-21 2003-08-05 Asahi Glass Co Ltd 誘電体形成用ガラス粉末、誘電体形成用ガラスセラミックス組成物および誘電体
JP2006001755A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Hitachi Metals Ltd 高強度低温焼成セラミック組成物並びにこれを用いた積層電子部品
CN101784502A (zh) * 2007-08-17 2010-07-21 株式会社村田制作所 陶瓷组合物及其制造方法、陶瓷基板、以及陶瓷生坯层的制造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5417160B2 (zh) * 1971-10-23 1979-06-27
JPH0925156A (ja) * 1995-07-07 1997-01-28 Yootai:Kk 炭素含有耐火物
JP3129261B2 (ja) 1997-11-25 2001-01-29 株式会社村田製作所 多層セラミック基板の製造方法
US6241838B1 (en) 1997-09-08 2001-06-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method of producing a multi-layer ceramic substrate
JP2001253775A (ja) * 2000-03-10 2001-09-18 Ngk Insulators Ltd 低誘電率磁器の製造方法、低誘電率磁器および電子部品
JP3466561B2 (ja) 2000-11-29 2003-11-10 京セラ株式会社 低温焼成磁器組成物および低温焼成磁器並びにそれを用いた配線基板
JP4714986B2 (ja) 2000-12-06 2011-07-06 株式会社村田製作所 誘電体磁器組成物及びそれを用いた多層基板
JP4419487B2 (ja) * 2002-10-09 2010-02-24 株式会社村田製作所 酸化物磁器組成物、セラミック多層基板およびセラミック電子部品
JP2006151775A (ja) 2004-12-01 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 低温焼成酸化物セラミック材料の製造方法、低温焼成酸化物セラミック材料、低温焼成酸化物セラミック電子部品及びその製造方法
JP5040243B2 (ja) * 2006-07-19 2012-10-03 株式会社村田製作所 セラミック基板
JP2010092969A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Sharp Corp ウエハおよびその製造方法
JP2010092970A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Juki Corp 搬送基板検出装置
EP2386528B1 (en) * 2009-01-07 2016-08-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic material for low-temperature sintering, and ceramic substrate
JP4883228B2 (ja) * 2009-02-16 2012-02-22 株式会社村田製作所 低温焼結セラミック焼結体および多層セラミック基板
JP5533674B2 (ja) * 2009-02-16 2014-06-25 株式会社村田製作所 低温焼結セラミック材料およびセラミック基板

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003221277A (ja) * 2001-11-21 2003-08-05 Asahi Glass Co Ltd 誘電体形成用ガラス粉末、誘電体形成用ガラスセラミックス組成物および誘電体
JP2006001755A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Hitachi Metals Ltd 高強度低温焼成セラミック組成物並びにこれを用いた積層電子部品
CN101784502A (zh) * 2007-08-17 2010-07-21 株式会社村田制作所 陶瓷组合物及其制造方法、陶瓷基板、以及陶瓷生坯层的制造方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102316671B (zh) * 2010-07-05 2014-07-09 株式会社村田制作所 多层陶瓷基板
CN102316671A (zh) * 2010-07-05 2012-01-11 株式会社村田制作所 多层陶瓷基板
US10626054B2 (en) 2015-06-29 2020-04-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer ceramic substrate and method for manufacturing multilayer ceramic substrate
CN107637185B (zh) * 2015-06-29 2020-02-11 株式会社村田制作所 多层陶瓷基板以及多层陶瓷基板的制造方法
CN107637185A (zh) * 2015-06-29 2018-01-26 株式会社村田制作所 多层陶瓷基板以及多层陶瓷基板的制造方法
CN108029203A (zh) * 2015-09-18 2018-05-11 株式会社村田制作所 陶瓷多层基板
CN108029203B (zh) * 2015-09-18 2020-06-12 株式会社村田制作所 陶瓷多层基板
CN106316426B (zh) * 2016-08-21 2019-04-05 长兴盟友耐火材料有限公司 一种抗断裂耐火材料及其制备工艺
CN106336228A (zh) * 2016-08-21 2017-01-18 长兴盟友耐火材料有限公司 一种复合纤维增韧耐火材料及其制备工艺
CN106278321B (zh) * 2016-08-21 2019-04-09 长兴盟友耐火材料有限公司 一种高韧性耐火材料及其制备工艺
CN106336228B (zh) * 2016-08-21 2019-04-09 长兴盟友耐火材料有限公司 一种复合纤维增韧耐火材料及其制备工艺
CN106336227B (zh) * 2016-08-21 2019-05-21 长兴盟友耐火材料有限公司 一种矿产废弃物耐火材料及其制备工艺
CN106336227A (zh) * 2016-08-21 2017-01-18 长兴盟友耐火材料有限公司 一种矿产废弃物耐火材料及其制备工艺
CN106316426A (zh) * 2016-08-21 2017-01-11 长兴盟友耐火材料有限公司 一种抗断裂耐火材料及其制备工艺
CN106278321A (zh) * 2016-08-21 2017-01-04 长兴盟友耐火材料有限公司 一种高韧性耐火材料及其制备工艺
CN109626974A (zh) * 2018-12-12 2019-04-16 温州市星峰新材料有限公司 一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法
CN109626974B (zh) * 2018-12-12 2021-08-27 苏州研资工业技术有限公司 一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法
CN112521140A (zh) * 2020-12-07 2021-03-19 西南交通大学 一种超低温多元素掺杂铝电极共烧陶瓷及其制备方法

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Publication number Publication date
US8383533B2 (en) 2013-02-26
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