CN106458761B - 陶瓷基体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷基体及其制造方法。结晶相以Al2O3为主结晶相，除此以外，仅包含BaAl2Si2O8结晶相。包含：按Al2O3换算计为89.0～92.0质量％的Al、按SiO2换算计为2.0～5.0质量％的Si、按MnO换算计为2.0～5.0质量％的Mn、按MgO换算计为0～2.0质量％的Mg、按BaO换算计为0.05～2.0质量％的Ba。

Description

陶瓷基体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷基体，例如涉及适用于在内部安装振子等元件的陶瓷制封装体、高频用电路板等的陶瓷基体及其制造方法。
背景技术
作为现有的陶瓷基体、例如以氧化铝为主结晶相的陶瓷基体、即氧化铝基体，已知国际公开第2013/146500号小册子、日本特许第4413223号公报、日本特许第4578076号公报、日本特许第4413224号公报及日本特许第4220869号公报中记载的氧化铝基体。
在国际公开第2013/146500号小册子中，公开有一种应对小型化的陶瓷封装体用基体，其含有TiO2(氧化钛)作为添加物，仅含有MnTiO3作为除氧化铝以外的结晶相，弯曲强度为600MPa。
在日本特许第4413223号公报中，公开有一种陶瓷封装体，其是由3点弯曲强度为500MPa以上的氧化铝质烧结体形成的，该氧化铝质烧结体含有Mn氧化物、Si氧化物，以Al2O3为主结晶相，包含MnAl2O4结晶(Mn2SiO4除外)。记载有包含Mg氧化物、Ca氧化物、Sr氧化物、Ba氧化物中的至少1种作为其它添加物的内容。还记载有可以含有W、Mo等过渡金属的金属粉末、氧化物粉末作为着色成分的内容。
在日本特许第4578076号公报及日本特许第4413224号公报中，记载有由Zr(锆)、Si(硅)、Mn(锰)、Ti(钛)、Mg(镁)、Sr(锶)、Ba(钡)、Ca(钙：2a族)构成的氧化铝基体。该氧化铝基体是热传导率为10W/mK以上，介电损耗角正切在1～60GHz时为20×10－4以下的高强度、高热传导、低介电损耗角正切的氧化铝基体。
在日本特许第4220869号公报中，记载有应对小型的封装体的强度对策。具体而言，记载有一种陶瓷封装体的制造方法，其将含有Mn2O3、MgCO3、SiO2作为添加剂的生片在1350～1500℃进行烧成。
发明内容
国际公开第2013/146500号小册子中记载的陶瓷封装体用基体的强度高，但是，因为与Mo(钼)、W(钨)这样的导体同时烧成，并且是在还原气氛下进行烧成，所以在由Ti4+形成Ti3+的过程中形成孔(空穴)，导致介电损耗角正切增大。在安装振子等的封装体用途中，因绝缘体的介电损耗角正切增大而导致的电信号损失不构成问题，但是，在高频用电路板中则会构成问题。另外，因为晶界中存在硬度高的MnTiO3结晶相，所以在使用挤压辊分割芯片时，容易发生崩边，在品质上，不良率(NG率)提高。
日本特许第4413223号公报中记载的陶瓷封装体以及日本特许第4413224号公报中记载的氧化铝基体因为包含硬度高的MnAl2O4结晶相，所以与国际公开第2013/146500号小册子同样，在使用挤压辊分割芯片时，容易发生崩边，在品质上，不良率(NG率)提高。
日本特许第4578076号公报及日本特许第4413224号公报中记载的氧化铝基体与国际公开第2013/146500号小册子同样地包含Ti，因此，由于与Mo导体、W导体同时烧成，所以氧化铝陶瓷的介电损耗角正切增大，在高频用电路板中构成问题。
日本特许第4220869号公报中记载的制造方法由日本特许第4413223号公报的记载内容推断假设形成有MnAl2O4结晶相，因此，存在与日本特许第4413223号公报中记载的技术同样的问题。
本发明是考虑这一课题而实施的，目的在于提供一种陶瓷基体，该陶瓷基体的弯曲强度高，并且，介电损耗角正切小，还适合于高频用电路板，另外，芯片分割时的崩边发生率也小，能够提高成品率，能够低成本地实现使用了陶瓷基体的产品(陶瓷封装体等)的小型化。
另外，本发明的其他目的在于提供一种陶瓷基体的制造方法，该陶瓷基体的制造方法能够在低烧成温度下制作弯曲强度高、能够实现陶瓷封装体等的小型化的陶瓷基体，能够降低陶瓷基体以及使用了陶瓷基体的产品的成本。
[1]第一发明所涉及的陶瓷基体的特征为:其结晶相以Al2O3为主结晶相，除此以外，仅包含BaAl2Si2O8结晶相。
[2]在这种情况下，优选弯曲强度为600MPa以上。
[3]另外，优选在1200～1400℃的温度被烧结。
[4]在第一发明中，优选包含：按Al2O3换算计为89.0～92.0质量％的Al、按SiO2换算计为2.0～5.0质量％的Si、按MnO换算计为2.0～5.0质量％的Mn、按MgO换算计为0～2.0质量％的Mg、按BaO换算计为0.05～2.0质量％的Ba。
[5]第二发明所涉及的陶瓷基体的制造方法是以Al2O3为主结晶相的陶瓷基体的制造方法，其特征在于，具有制作成型体的成型体制作工序和将上述成型体在1200～1400℃进行烧成的烧成工序，所述成型体含有89.0～92.0质量％的Al2O3粉末、2.0～5.0质量％的SiO2粉末、3.2～8.1质量％(按MnO换算计为2.0～5.0质量％)的MnCO3粉末、0～2.0质量％的MgO粉末、0.06～2.6质量％(按BaO换算计为0.05～2.0质量％)的BaCO3粉末。
[6]在第二发明中，可以进一步包括在成型体上形成含金属的导体层的工序，烧成工序对形成有导体层的成型体进行烧成。
[7]在第二发明中，烧成工序可以在氢含量为5％以上的氢和氮的成型气体中进行。
根据本发明所涉及的陶瓷基体，弯曲强度高，并且，介电损耗角正切小，还适合于高频用电路板，另外，芯片分割时的崩边发生率也小，能够提高成品率，能够低成本地实现使用了陶瓷基体的产品(陶瓷封装体等)的小型化。
另外，根据本发明所涉及的陶瓷基体的制造方法，能够在低的烧成温度下制作弯曲强度高、可实现陶瓷封装体等的小型化的陶瓷基体，能够降低陶瓷基体以及使用了陶瓷基体的产品的成本。
附图说明
图1是表示使用本实施方式所涉及的陶瓷基体的第一构成例(第一封装体)的截面图。
图2是将本实施方式所涉及的陶瓷基体的制造方法与第一封装体的制造方法一同表示的工序框图。
图3是表示使用本实施方式所涉及的陶瓷基体的第二构成例(第二封装体)的截面图。
图4是将本实施方式所涉及的陶瓷基体的制造方法与第二封装体的制造方法一同表示的工序框图。
图5A是表示多电子部件基板的俯视图，图5B是图5A上的箭头VB所示的部分的放大图，图5C是图5B中的VC－VC线上的截面图。
具体实施方式
以下，参照图1～图5C，对本发明所涉及的陶瓷基体及其制造方法的实施方式例进行说明。应予说明，本说明书中表示数值范围的“～”是作为将其前后记载的数值作为下限值及上限值包含的含义而使用的。
本实施方式所涉及的陶瓷基体以Al2O3为主结晶相，除此以外，仅包含BaAl2Si2O8结晶相。
具体而言，优选包含：按Al2O3换算计为89.0～92.0质量％的Al、按SiO2换算计为2.0～5.0质量％的Si、按MnO换算计为2.0～5.0质量％的Mn、按MgO换算计为0～2.0质量％的Mg、按BaO换算计为0.05～2.0质量％的Ba。
具体而言，陶瓷基体是在制作含有89.0～92.0质量％的Al2O3粉末、2.0～5.0质量％的SiO2粉末、3.2～8.1质量％(按MnO换算计为2.0～5.0质量％)的MnCO3粉末、0～2.0质量％的MgO粉末、0.06～2.6质量％(按BaO换算计为0.05～2.0质量％)的BaCO3粉末的成型体后，将成型体在1200～1400℃进行烧成而制作的。
MgO粉末是作为Al2O3的烧结助剂而添加的，SiO2粉末是作为Al2O3的烧结助剂，并且为了生成Mn2SiO4玻璃相而降低烧结温度而添加的。BaCO3粉末是为了抑制生成硬度提高的MnAl2O4而添加的。
目前，使其包含TiO2粉末、Ce2O3粉末、Fe3O4粉末中的任1种以上，但是，因为介电损耗角正切增大，所以优选尽量不含这些物质。即便含有，也为0.1质量％以下。介电损耗角正切在1MHz～10GHz时优选为30×10－4以下。进而，优选为15×10－4以下，更优选为10×10－4以下。由此，还能够将陶瓷基体应用于高频用电路板中，是所希望的。
应予说明，可以根据需要使其含有1.0质量％以下的作为着色剂的Mo氧化物、W氧化物。
由此，能够实现可在温度为1200～1400℃的低温下烧结、弯曲强度为600MPa以上的陶瓷基体。
另外，如果Al按Al2O3换算计低于89.0质量％，则生成的Al2O3的量减少，使得弯曲强度降低。如果超过92.0质量％，则生成的Mn2SiO4玻璃相的量减少，无法在1200～1400℃实现致密化，另外，使得弯曲强度降低。
如果Mg按MgO换算计超过2.0质量％，则生成的Mn2SiO4玻璃相的量减少，无法在1200～1400℃实现致密化，另外，使得弯曲强度降低。
如果Si按SiO2换算计低于2.0质量％，则生成的Mn2SiO4玻璃相的量减少，无法在1200～1400℃实现致密化，另外，使得弯曲强度降低。如果超过5.0质量％，则生成的Al2O3的量减少，使得弯曲强度降低。
如果Mn按MnO换算计低于2.0质量％，则生成的Mn2SiO4玻璃相的量减少，无法在1200～1400℃实现致密化，另外，使得弯曲强度降低。如果超过5.0质量％，则生成的Al2O3的量降低使得弯曲强度降低。另外，由于会生成MnAl2O4结晶相，从而致密化受影响，使得强度降低。
如果Ba按BaO换算计低于0.05质量％，则无法抑制MnAl2O4的生成，例如无法将利用挤压辊分割芯片时的崩边发生率抑制在0.1％以下。如果超过2.0质量％，则发生软化，不易利用挤压辊来实现芯片的分割。另外，存在介电损耗角正切增大的倾向。
因此，通过按上述比率含有Al、Si、Mn、Mg及Ba，能够提高生成的玻璃相的强度，结果，弯曲强度提高，能够促进使用了陶瓷基体的产品(陶瓷封装体等)的小型化。并且，能够在低的烧成温度下进行制作，有利于成本的低廉化。进而，通过生成的BaAl2Si2O8结晶相，能够抑制硬度极度提高，能够降低利用挤压辊分割芯片时的崩边发生率，能够提高生产率。
在此，参照图1～图4，对使用了本实施方式所涉及的陶瓷基体的陶瓷封装体的2个构成例进行说明。
第一构成例所涉及的陶瓷封装体(以下称为第一封装体10A)如图1所示具有由本实施方式所涉及的陶瓷基体构成的层叠基板12和同样由本实施方式所涉及的陶瓷基体构成的盖体14。
层叠基板12是至少将板状的第一基板16a、板状的第二基板16b及框体18按此顺序层叠而构成的。另外，该层叠基板12具有：形成在第二基板16b上表面的上表面电极20、形成在第一基板16a下表面的下表面电极22、形成在内部的内层电极24、将该内层电极24和下表面电极22电连接的第一通孔26a、将内层电极24和上表面电极20电连接的第二通孔26b。
另外，在该第一封装体10A中，在被第二基板16b的上表面和框体18包围的收容空间28内，晶体振子30经由导体层32电连接于上表面电极20。进而，为了保护晶体振子30，盖体14经由玻璃层34被气密性地密封于框体18的上表面。
在上述第一封装体10A中，给出了在收容空间28内安装了晶体振子30的例子，除此以外，也可以安装电阻器、滤波器、电容器、半导体元件中的至少1种以上。在本实施方式中，介电损耗角正切在1MHz～10GHz时为30×10－4以下，因此，也适合作为高频用电路板。
并且，因为构成第一封装体10A的层叠基板12及盖体14由本实施方式所涉及的陶瓷基体构成，所以弯曲强度为600MPa以上。如果弯曲强度低于600MPa，则可能在盖体14密封时以及2次安装时施加热应力而破坏。或者，有可能因操作时以及使用时的冲击等而破坏。只要弯曲强度在600MPa以上，就能够避免这样的破坏风险。另外，即使不对陶瓷基体进行表面研磨就用作第一封装体10A的层叠基板12及盖体14，也能够防止对盖体14进行气密性地密封时发生破坏，能够改善第一封装体10A的制造成本及可靠性。应予说明，“弯曲强度”是指4点弯曲强度，是基于JISR1601(精细陶瓷的弯曲试验方法)于室温下测定的值。
另外，因为本实施方式所涉及的陶瓷基体具有上述组成，所以能够在温度为1200～1400℃的低温下使其烧结。因此，通过将陶瓷基体的前驱体(烧成前的成型体)、电极(上表面电极20、下表面电极22、内层电极24)及通孔26(第一通孔26a、第二通孔26b)同时烧成，能够制作层叠基板12，能够简化制造工序。
接下来，按照例如第一封装体10A的制造方法，参照图2，对陶瓷基体的制造方法进行说明。
首先，在图2的步骤S1a中，准备含有89.0～92.0质量％的Al2O3粉末、2.0～5.0质量％的SiO2粉末、3.2～8.1质量％的MnCO3粉末、0～2.0质量％的MgO粉末、0.06～2.6质量％的BaCO3粉末的混合粉末，在步骤S1b中，准备有机成分(粘接剂)，在步骤S1c中，准备溶剂。
Al2O3粉末的平均粒径优选为0.7～2.5μm。如果低于0.7μm，则因为生成MnAl2O4结晶相，所以致密化受影响，使得强度降低。如果超过2.5μm，则Al2O3本身的烧结性降低，使得强度降低。
SiO2粉末的平均粒径优选为0.1～2.5μm。MnCO3粉末的平均粒径优选为0.5～4.0μm。MgO粉末的平均粒径优选为0.1～1.0μm。BaCO3粉末的平均粒径优选为0.5～4.0μm。
对于这些SiO2粉末、MnCO3粉末、MgO粉末、BaCO3粉末而言，如果低于优选范围的下限值，则粒子发生凝集，分散性降低，导致组成不均化、强度降低。如果超过优选范围的上限值，则导致粒子本身的尺寸变大，所以难以使粒子均匀分散，导致组成不均化、强度降低。
在步骤S1b中准备的有机成分(粘接剂)可以举出树脂、表面活性剂、增塑剂等。作为树脂，可以举出例如聚乙烯醇缩丁醛，作为表面活性剂，可以举出例如叔胺，作为增塑剂，可以举出例如邻苯二甲酸酯(例如邻苯二甲酸二异壬基酯：DINP)。
在步骤S1c中准备的溶剂可以举出醇系溶剂、芳香族系溶剂等。作为醇系溶剂，可以举出例如IPA(异丙醇)，作为芳香族系溶剂，可以举出例如甲苯。
然后，在接下来的步骤S2中，使有机成分及溶剂混合、分散在上述混合粉末中后，在步骤S3中，通过挤压法、刮刀法、压延法、注射法等公知的成型方法制作作为陶瓷基体前驱体的陶瓷成型体(也称为陶瓷带)。例如在混合粉末中添加有机成分、溶剂，调制成浆料后，通过刮刀法形成规定厚度的陶瓷带。或者，在混合粉末中加入有机成分，通过挤压成型、压延成型等而制作规定厚度的陶瓷带。
在步骤S4中，将陶瓷带切断成所希望的形状，进行加工，制作第一基板用的大面积的第一带、第二基板用的大面积的第二带、框体用的第三带及盖体用的第四带，进而，通过微型钻头加工、激光加工等形成用于形成第一通孔26a及第二通孔26b的贯通孔。
接下来，在步骤S5中，通过丝网印刷、凹版印刷等方法，对如上所述那样制作的第一带及第二带印刷涂布用于形成上表面电极20、下表面电极22、内层电极24的导体糊，进而，根据需要，将导体糊填充到贯通孔内。
导体糊优选作为导体成分使用例如W(钨)、Mo(钼)等高熔点金属中的至少1种、在其中以例如1～20质量％、特别是8质量％以下的比例添加了Al2O3粉末、或SiO2粉末、或与陶瓷基体相同的粉末的导体糊。由此，能够在将导体层的导通电阻维持在低水平的同时提高氧化铝烧结体与导体层的密接性，能够防止发生电镀层缺失等不良情况。
然后，在步骤S6中，将印刷涂布了导体糊的第一带及第二带以及框体用的第三带对位，进行层叠压接，制作层叠体。
然后，在步骤S7中，通过例如刀切在层叠体的两面形成用于分割芯片的分割沟槽。
在接下来的步骤S8中，将层叠体及第四带在氢含量为5％以上的氢和氮的成型气体气氛、例如H2/N2＝30％/70％的成型气体气氛(润湿器温度25～47℃)中以1200～1400℃的温度范围进行烧成。由此，制作层叠体及导体糊被同时烧成的层叠原板(多电子部件基板)。通过该烧成，能够制作如上所述结晶相以Al2O3为主结晶相，除此以外，仅包含BaAl2Si2O8结晶相的陶瓷基体、即多电子部件基板。
因为进行烧成的气氛是如上所述的成型气体气氛，由此能够防止导体糊中的金属的氧化。烧成温度优选上述温度范围。如果烧成温度低于1200℃，则致密化不充分，弯曲强度达不到600MPa，另外，如果高于1400℃，则构成层叠体的第一带、第二带及第三带的收缩率的不均变大，尺寸精度降低。这会导致成品率降低，使得成本高价格化。当然，只要烧成温度升高，就会存在设备成本相应地增加的问题。
接下来，在步骤S9中，对上述多电子部件基板进行电镀处理，在形成于该多电子部件基板表面的导体层形成由Ni、Co、Cr、Au、Pd及Cu中的至少1种构成的电镀层，在多电子部件基板表面形成多个上表面电极20及多个下表面电极22。
然后，在步骤S10中，用挤压辊等推撞将多电子部件基板分割成多个(芯片分割)，制作具有收容空间28的多个层叠基板12。在步骤S11中，在多个层叠基板12的各收容空间28内，将晶体振子30分别经由导体层32安装于上表面电极20。
然后，在步骤S12中，在各层叠基板12的上表面，用形成有密封用玻璃层34的陶瓷制盖体14进行气密性地密封，从而完成在内部安装有晶体振子30的多个第一封装体10A。
在该第一封装体10A的制造方法(陶瓷基体的制造方法)中，能够制作如上所述结晶相以Al2O3为主结晶相，除此以外，仅包含BaAl2Si2O8结晶相，弯曲强度为600MPa以上的陶瓷基体。即，能够在低的烧成温度下制作可实现陶瓷封装体等的小型化及薄型化、以及弯曲强度得到提高的陶瓷基体，能够降低陶瓷基体以及使用了陶瓷基体的产品的成本。
接下来，参照图3及图4，对第二构成例所涉及的陶瓷封装体(以下称为第二封装体10B)进行说明。
该第二封装体10B如图3所示具有与上述第一封装体10A几乎同样的构成，但在以下方面是不同的。
即，使用银焊料等高温密封材料42将金属盖体40气密性地密封在层叠基板12的框体18上。
另外，在层叠基板12的框体18的上表面与高温密封材料42之间存在接合层44。该接合层44在框体18的上表面具有由与上表面电极20相同的材料形成的金属化层46、形成在该金属化层46上的例如镍(Ni)电解电镀层48、形成在该Ni电解电镀层48上的例如金(Au)无电解电镀层50。
金属盖体40形成为厚度0.05～0.20mm的平板状，由铁－镍合金板或者铁－镍－钴合金板构成。在该金属盖体40的下表面(整面或者对应于框体18的部分)，形成有作为高温密封材料42的银－铜共晶焊料等焊料。厚度为5～20μm左右。
具体而言，金属盖体40是将以下复合板用冲裁模冲裁成规定形状而制作的，该复合板是将银－铜焊料等焊料箔重叠在铁－镍合金板或者铁－镍－钴合金板的下表面并进行压延而构成的。
作为高温密封材料42，具体而言，可以使用下述表1所示的焊料1(85Ag－15Cu)、焊料2(72Ag－28Cu)、焊料3(67Ag－29Cu－4Sn)中的任一种。
[表1]
Ni电解电镀层48及Au无电解电镀层50作为提高高温密封材料42对金属化层46的润湿性的层发挥作用。
接下来，参照图4，对第二封装体10B的制造方法进行说明。应予说明，对于与图2重复的工序，省略说明。
首先，在图4的步骤S101中，准备用于制作陶瓷带的混合粉末、有机成分及溶剂。准备的混合粉末、有机成分及溶剂与上述步骤S1a、步骤S1b及步骤S1c相同，所以省略其重复说明。
然后，在步骤S102中，使有机成分及溶剂混合、分散在上述混合粉末中后，在步骤S103中，通过挤压法、刮刀法、压延法、注射法等公知的成型方法制作作为陶瓷基体前驱体的陶瓷成型体(陶瓷带)。
在步骤S104中，将陶瓷带切断并加工成所希望的形状，制作第一基板16a用的大面积的第一带、第二基板16b用的大面积的第二带、框体18用的第三带，进而，通过微型钻头加工、激光加工等形成用于形成第一通孔26a及第二通孔26b的贯通孔。
另一方面，在步骤S105中，准备导体糊用的原料粉末、有机成分及溶剂。准备的原料粉末如上所述可以举出W(钨)、Mo(钼)、镍(Ni)等金属粉末中的至少1种和在其中以例如1～20质量％、特别是8质量％以下的比例适当添加Al2O3粉末、或SiO2粉末、或与陶瓷基体相同的粉末而得的混合粉末。准备的有机成分可以举出树脂(例如乙基纤维素)、表面活性剂等。准备的溶剂可以举出萜烯醇(terpenol)等。
然后，在步骤S106中，使有机成分及溶剂混合、分散在上述混合粉末中，调制导体糊。
接下来，在步骤S107中，通过丝网印刷、凹版印刷等方法对如上所述那样制作的第一带～第三带印刷涂布导体糊。
然后，在步骤S108中，将印刷涂布了导体糊的第一带～第三带对位，层叠压接，制作层叠体。
然后，在步骤S109中，通过例如刀切在层叠体的两面形成用于分割芯片的分割沟槽。
在接下来的步骤S110中，将层叠体在H2/N2＝30％/70％的成型气体气氛(润湿器温度25～47℃)中以1200～1400℃的温度范围进行烧成。由此，制作层叠体及导体糊被同时烧成的层叠原板(多电子部件基板)。该多电子部件基板具有多个框体18被排列成一体的形状。另外，通过该烧成，导体糊成为电极(上表面电极20等)、金属化层46。
在接下来的步骤S111中，用碱、酸等至少清洗金属化层46的表面(前处理)。即，在进行碱清洗后，进行酸清洗。在前处理中，碱及酸可以稀释至适当的浓度进行使用。另外，前处理在20℃～70℃左右的温度实施几分钟～几十分钟。
在步骤S112中，通过进行Ni电解电镀处理，在金属化层46上形成Ni电解电镀层48(膜厚：1.0～5.0μm)。
在步骤S113中，进行钯(Pd)无电解电镀处理后，进行Au无电解电镀处理，在Ni电解电镀层48上形成Au无电解电镀层50(膜厚：0.05～0.3μm)。
然后，在步骤S114中，用挤压辊等推撞将多电子部件基板分割成多个(芯片分割)，分别制作具有收容空间28的多个层叠基板12。然后，在步骤S115中，在多个层叠基板12的各收容空间28内，分别将晶体振子30经由导体层32安装于上表面电极20。
然后，在步骤S116中，使高温密封材料42和框体18的上表面(接合层44)侧对置而使背面形成了高温密封材料42的金属盖体40覆盖在框体18上。然后，使缝焊机的一对辊电极一边接触在金属盖体40的相对置的外周缘，一边转动，并且通过在该辊电极间流过电流，使高温密封材料42的一部分熔融，由此将金属盖体40气密性地密封在框体18上。密封时的气氛是在N2气体或真空中进行。由此，完成在内部安装有晶体振子30的多个第二封装体10B。
实施例
对于实施例1～4、比较例1～7，确认了陶瓷基体的除Al2O3以外的结晶相、弯曲强度(抗折强度)、介电损耗角正切、崩边发生率。
(实施例1)
准备原料粉末。原料粉末是平均粒径1.5μm的Al2O3粉末、平均粒径0.5μm的MgO粉末、平均粒径1.0μm的SiO2粉末、平均粒径1.0μm的MnCO3粉末及平均粒径1.0μm的BaCO3粉末、平均粒径3.0μm的MoO3粉末。
将原料粉末按下述表2所示的比例(Al2O3粉末：91.8质量％、SiO2粉末：4.5质量％、MnCO3粉末：4.4质量％(按MnO换算计为2.7质量％)、MgO粉末：0.3质量％、MoO3粉末：0.5质量％、BaCO3粉末：0.3质量％(按BaO换算计为0.2质量％))混合，得到混合粉末。在得到的混合粉末中，混合作为有机成分的聚乙烯醇缩丁醛、叔胺及邻苯二甲酸酯(邻苯二甲酸二异壬基酯：DINP)，混合、扩散作为溶剂的IPA(异丙醇)及甲苯来调制浆料，然后，通过刮刀法制作出厚度60～270μm的陶瓷带。将得到的陶瓷带在烧成温度(最高温度)1380℃、H2+N2的成型气体气氛中进行烧成，制作出实施例1所涉及的陶瓷基体。通过同时烧成而形成导体。作为陶瓷基体，制作了用于确认结晶相的第一陶瓷基体和用于确认弯曲强度的第二陶瓷基体。以下说明的实施例2～4以及比较例1～7也同样。
(实施例2)
在原料粉末中，使SiO2粉末为4.0质量％，使MnCO3粉末为4.7质量％(按MnO换算计为2.9质量％)，使MgO粉末为0.0质量％(未添加)，使BaCO3粉末为1.2质量％(按BaO换算计为0.9质量％)，使烧成温度(最高温度)为1360℃，除此以外，与上述实施例1同样地制作出实施例2所涉及的陶瓷基体。
(实施例3)
使烧成温度(最高温度)为1320℃，除此以外，与上述实施例2同样地制作出实施例3所涉及的陶瓷基体。
(实施例4)
在原料粉末中，使Al2O3粉末为90.5质量％，使SiO2粉末为4.4质量％，使MnCO3粉末为5.7质量％(按MnO换算计为3.5质量％)，使MgO粉末为0.0质量％(未添加)，使BaCO3粉末为1.3质量％(按BaO换算计为1.0质量％)，使烧成温度(最高温度)为1320℃，除此以外，与上述实施例1同样地制作出实施例4所涉及的陶瓷基体。
(比较例1)
在原料粉末中，使SiO2粉末为3.8质量％，使MnCO3粉末为6.0质量％(按MnO换算计为3.7质量％)，使BaCO3粉末为0.0质量％(未添加)，使烧成温度(最高温度)为1360℃，除此以外，与上述实施例1同样地制作出比较例1所涉及的陶瓷基体。
(比较例2)
在原料粉末中，使Al2O3粉末为91.0质量％，使SiO2粉末为4.0质量％，使MnCO3粉末为4.7质量％(按MnO换算计为2.9质量％)，使MgO粉末为0.5质量％，使MoO3粉末为0.0质量％(未添加)，使BaCO3粉末为0.0质量％(未添加)，使TiO2粉末为1.0质量％，使烧成温度(最高温度)为1330℃，除此以外，与上述实施例1同样地制作出比较例2所涉及的陶瓷基体。
(比较例3)
在大气中进行烧成，除此以外，与比较例2同样地制作出比较例3所涉及的陶瓷基体。该比较例3中，不是通过同时烧成来形成导体，而是在烧成后加以形成。
(比较例4)
在原料粉末中，使Al2O3粉末为90.5质量％，使SiO2粉末为5.0质量％，使MnCO3粉末为1.9质量％(按MnO换算计为1.2质量％)，使MgO粉末为0.8质量％，使MoO3粉末为0.0质量％(未添加)，使BaCO3粉末为1.0质量％(按BaO换算计为0.8质量％)，使TiO2粉末为1.7质量％，使烧成温度(最高温度)为1300℃，除此以外，与上述实施例1同样地制作出比较例4所涉及的陶瓷基体。
(比较例5)
在原料粉末中，使Al2O3粉末为92.0质量％，使SiO2粉末为4.0质量％，使MnCO3粉末为6.3质量％(按MnO换算计为3.9质量％)，使MgO粉末为0.5质量％，使MoO3粉末为0.0质量％(未添加)，使BaCO3粉末为0.0质量％(未添加)，使烧成温度(最高温度)为1330℃，除此以外，与上述实施例1同样地制作出比较例5所涉及的陶瓷基体。
(比较例6)
在原料粉末中，使Al2O3粉末为91.0质量％，使SiO2粉末为4.0质量％，使MnCO3粉末为4.7质量％(按MnO换算计为2.9质量％)，使MgO粉末为0.5质量％，使MoO3粉末为0.0质量％(未添加)，使BaCO3粉末为0.0质量％(未添加)，使Cr2O3粉末为1.0质量％，使烧成温度(最高温度)为1300℃，除此以外，与上述实施例1同样地制作出比较例6所涉及的陶瓷基体。
(比较例7)
在原料粉末中，使Al2O3粉末为91.0质量％，使SiO2粉末为4.0质量％，使MnCO3粉末为4.7质量％(按MnO换算计为2.9质量％)，使MgO粉末为0.5质量％，使MoO3粉末为0.0质量％(未添加)，使BaCO3粉末为0.0质量％(未添加)，使Fe3O4粉末为1.0质量％，使烧成温度(最高温度)为1300℃，除此以外，与上述实施例1同样地制作出比较例7所涉及的陶瓷基体。
(评价)
＜结晶相的确认＞
将实施例1～4以及比较例1～7的各第一陶瓷基体粉碎，通过X射线衍射进行鉴定。
＜弯曲强度＞
基于JISR1601的4点弯曲强度试验，于室温下对实施例1～4以及比较例1～7的各第二陶瓷基体进行测定。
＜介电损耗角正切＞
基于JISC2565，利用空腔共振法，于室温、频率2GHz下进行测定。
＜崩边发生率＞
如图5A所示，制作出多电子部件基板60。多电子部件基板60具有能够沿横向芯片分割成23个层叠基板12，且能够沿纵向芯片分割成23个层叠基板12的尺寸。亦即，该多电子部件基板60具有能够得到23×23＝529个、如图5B所示宽度Lx为2.0mm、长度Ly为1.6mm、厚度t为0.4mm(基部16的厚度tb：0.2mm)的层叠基板12的尺寸。
多电子部件基板60在烧成前的层叠体阶段如图5C所示在基部16的上表面及下表面形成有用于芯片分割的分割沟槽62(深度：2μm)。
然后，用挤压辊推撞，对形成有分割沟槽62的多电子部件基板60进行芯片分割，分割成529个层叠基板12后，观察各层叠基板12的分割端面。在1个层叠基板12的4个分割端面中的至少1个分割端面形成有直径100μm以上且深度10μm以上的凹坑或者直径100μm以上且高度10μm以上的突起的情况下，评价为在该层叠基板12上发生了崩边。
崩边发生率是指：发生崩边的层叠基板12的个数相对于多电子部件基板60的芯片分割数529个的比例。相对于1个多电子部件基板60，有1个层叠基板12发生崩边的情况下，崩边发生率为1/529＝0.19％。
本实施例中，以5个多电子部件基板60进行评价，因此，崩边发生率为(发生崩边的层叠基板12的个数)/(529×5)。
将实施例1～4以及比较例1～7的详细内容示于表2，将评价结果示于表3。
[表2]
[表3]
对于实施例1～4，作为结晶相，除Al2O3相以外，均仅观察到BaAl2Si2O8相。另外，弯曲强度为600MPa以上，介电损耗角正切为12×10－4以下。崩边发生率为0.10％以下。
另一方面，对于比较例1～7，崩边发生率均为0.15％以上。另外，作为结晶相观察到MnTiO3相的比较例2～4的介电损耗角正切均较大。其中，还观察到Mn3Al2(SiO4)3相的比较例4的弯曲强度低至500MPa。另外，对于作为结晶相仅观察到Al2O3的比较例6及7，也存在介电损耗角正切较大的倾向。
应予说明，本发明所涉及的陶瓷基体及其制造方法不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的前提下，当然可以采用各种构成。

Claims (6)

1.一种陶瓷基体，其特征在于，
所述陶瓷基体的结晶相以Al2O3为主结晶相，除此以外，仅包含BaAl2Si2O8结晶相，
所述陶瓷基体包含：按Al2O3换算计为89.0～92.0质量％的Al、按SiO2换算计为2.0～5.0质量％的Si、按MnO换算计为2.0～5.0质量％的Mn、按MgO换算计为0～2.0质量％的Mg、按BaO换算计为0.05～2.0质量％的Ba。
2.根据权利要求1所述的陶瓷基体，其特征在于，
所述陶瓷基体的基于JISR1601的4点弯曲强度试验测定的弯曲强度为600MPa以上。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷基体，其特征在于，
所述陶瓷基体于1200～1400℃的温度被烧结。
4.一种陶瓷基体的制造方法，是以Al2O3为主结晶相、除此以外仅包含BaAl2Si2O8结晶相的陶瓷基体的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
制作成型体的成型体制作工序，所述成型体含有89.0～92.0质量％的Al2O3粉末、2.0～5.0质量％的SiO2粉末、3.2～8.1质量％的MnCO3粉末、0～2.0质量％的MgO粉末、0.06～2.6质量％的BaCO3粉末，其中，所述MnCO3粉末按MnO换算计为2.0～5.0质量％，所述BaCO3粉末按BaO换算计为0.05～2.0质量％，
将所述成型体在1200～1400℃进行烧成的烧成工序。
5.根据权利要求4所述的陶瓷基体的制造方法，其特征在于，
还包括在所述成型体上形成含有金属的导体层的工序，
在所述烧成工序中对形成有所述导体层的成型体进行烧成。
6.根据权利要求4或5所述的陶瓷基体的制造方法，其特征在于，
所述烧成工序在氢含量为5％以上的氢和氮的成型气体中进行。
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