JP2002321970A - Method of manufacturing ceramic sintered compact and method of manufacturing laminated ceramic electronic component - Google Patents

Method of manufacturing ceramic sintered compact and method of manufacturing laminated ceramic electronic component

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JP2002321970A
JP2002321970A JP2001127387A JP2001127387A JP2002321970A JP 2002321970 A JP2002321970 A JP 2002321970A JP 2001127387 A JP2001127387 A JP 2001127387A JP 2001127387 A JP2001127387 A JP 2001127387A JP 2002321970 A JP2002321970 A JP 2002321970A
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heat treatment
ceramic
sintered body
phase
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Akira Baba
彰 馬場
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a ceramic sintered compact which can be manufactured at a low temperature and which is sufficiently densified and crystallized. SOLUTION: When a raw material mainly composed of a ceramic composition in which a hard-to-sinter high temperature phase can be formed from a easy-to- sinter low temperature phase is calcined, the following processes are carried out: a primary heat treatment process for obtaining an intermediate sintered- compact sintered and densified by heat treatment at a first temperature which is higher than the sintering temperature of the low temperature phase and at which the high temperature phase is not formed substantially; a secondary heat treatment process for obtaining a ceramic sintered compact, or the object, by forming the high temperature phase by heat-treating the intermediate sintered-compact at a second temperature higher than the first one.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、セラミック焼結
体の製造方法および積層型セラミック電子部品の製造方
法に関するもので、特に、焼成工程での焼成プロファイ
ルの改良に関するものである。
The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic sintered body and a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component, and more particularly to an improvement in a firing profile in a firing step.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種モジュール基板や各種パッケージ部
品や複合デバイス等を構成するために用いられている多
層セラミック基板のような積層型セラミック電子部品
は、複数の積層されたセラミック層をもって構成される
焼結積層体を備えている。このような積層型セラミック
電子部品には、種々の形態の配線導体が設けられてい
る。配線導体としては、たとえば、焼結積層体の内部に
おいて、セラミック層間の特定の界面に沿って延びる内
部導体膜が形成されたり、特定のセラミック層を貫通す
るように延びるビアホール導体が形成されたり、また、
焼結積層体の外表面上において延びる外部導体膜が形成
されたりしている。
2. Description of the Related Art A multilayer ceramic electronic component such as a multilayer ceramic substrate used for forming various module substrates, various package components, composite devices, and the like, is composed of a plurality of laminated ceramic layers. It has a tie laminate. Various types of wiring conductors are provided in such a multilayer ceramic electronic component. As the wiring conductor, for example, inside the sintered laminate, an internal conductor film extending along a specific interface between ceramic layers is formed, or a via hole conductor extending to penetrate a specific ceramic layer is formed, Also,
An outer conductor film extending on the outer surface of the sintered laminate is formed.

【0003】上述した配線導体は、電気抵抗が低い方が
望ましく、そのため、銅または銀というような電気伝導
率の高い金属が配線導体のための導電材料として用いら
れている。
It is desirable that the above-mentioned wiring conductor has a low electric resistance. Therefore, a metal having a high electric conductivity such as copper or silver is used as a conductive material for the wiring conductor.

【0004】焼結積層体を得るためには、生の積層体を
焼成する工程が必要であるが、生の積層体には、既に配
線導体が形成されているため、配線導体も焼成工程に付
されることになる。したがって、焼成工程において付与
される温度は、配線導体において導電材料として含まれ
る金属の融点より低くなければならない。
[0004] In order to obtain a sintered laminate, a step of firing the green laminate is required. However, since the wiring conductor is already formed in the raw laminate, the wiring conductor is also subjected to the firing step. Will be attached. Therefore, the temperature applied in the firing step must be lower than the melting point of the metal included as a conductive material in the wiring conductor.

【0005】このような状況の下、前述した銅または銀
は、その融点が比較的低いため、セラミック層を構成す
るセラミック材料としては、比較的低温で焼結可能ない
わゆる低温焼結セラミック材料が用いられている。
Under such circumstances, the above-mentioned copper or silver has a relatively low melting point, so that a so-called low-temperature sintered ceramic material which can be sintered at a relatively low temperature is used as a ceramic material constituting the ceramic layer. Used.

【0006】従来、低温焼結セラミック材料としては、
アルミナなどの無機骨材と低融点ガラスとの混合組成
物、いわゆるガラスセラミックが主として用いられてい
る。ガラスセラミックでは、体積の半分程度を不定構造
のガラス相が占めている。
Conventionally, as a low-temperature sintered ceramic material,
A mixed composition of an inorganic aggregate such as alumina and a low-melting glass, that is, a so-called glass ceramic is mainly used. In glass ceramic, about half of the volume is occupied by a glass phase having an indeterminate structure.

【0007】そのため、ガラスセラミックは、誘電損失
や熱伝導率の点で、多結晶体と比較して劣ることが多
い。また、低融点ガラスは、一般に、アルカリ金属や硼
素を多く含むため、めっき工程や高温高湿中などの条件
下で、信頼性低下の原因となる場合がある。さらに、ガ
ラスの製造コストは高く、そのため、ガラスセラミック
全体の材料コストを上昇させてしまう。
For this reason, glass ceramics are often inferior to polycrystalline materials in terms of dielectric loss and thermal conductivity. In addition, low-melting glass generally contains a large amount of alkali metal and boron, which may cause a decrease in reliability under conditions such as a plating step and high temperature and high humidity. Furthermore, the cost of manufacturing glass is high, which increases the material cost of the entire glass ceramic.

【0008】ガラスセラミックが有するこれらの問題を
解決するため、特開平8−175864号公報には、セ
ラミック原材料にカオリナイト族の粘土またはカオリン
とCaOとの混合物を用いて、低温焼結を実現すること
が記載されている。ここで記載された技術は、高温でカ
オリンとCaOとが相互拡散して、Si−Al−Ca系
アモルファスとなり、軟化流動して焼結するとともに、
アノーサイトおよびゲーレナイトが析出するというもの
である。特に、アノーサイトは電気的特性に優れ、熱膨
張係数がSiに近いため、基板やパッケージというよう
な用途に適している。
In order to solve these problems of glass ceramics, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-175864 discloses that low-temperature sintering is realized by using a kaolinite group clay or a mixture of kaolin and CaO as a ceramic raw material. It is described. In the technique described here, kaolin and CaO interdiffuse at a high temperature to become a Si-Al-Ca-based amorphous material, and soften and flow to sinter.
Anorthite and gehlenite are deposited. In particular, anorthite has excellent electrical characteristics and a thermal expansion coefficient close to that of Si, and thus is suitable for uses such as a substrate and a package.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平8−1
75864号公報におけるSi−Al−Ca系アモルフ
ァスといわゆる結晶化ガラスとは、熱力学的に全く別の
状態である。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned JP-A-8-1
No. 75864, the Si-Al-Ca amorphous and the so-called crystallized glass are completely different thermodynamically.

【0010】結晶化ガラスは、液体の過冷却状態であ
り、温度が低いほど、結晶が熱力学的に安定である。一
方、Si−Al−Ca系アモルファスは、結晶析出の前
駆体であり、温度が高いほど、結晶が安定である。
[0010] Crystallized glass is in a liquid supercooled state, and the lower the temperature, the more thermodynamically the crystal is stable. On the other hand, the Si-Al-Ca-based amorphous is a precursor for crystal precipitation, and the higher the temperature, the more stable the crystal.

【0011】また、アモルファスが結晶になると、焼結
性が大きく低下する。
Further, when the amorphous becomes crystalline, the sinterability is greatly reduced.

【0012】よって、焼成過程において温度を高くしす
ぎると、アモルファスが焼結以前に結晶化してしまい、
緻密な焼結体を得ることができない。逆に、温度が低す
ぎると、焼結はするが、実質上、結晶化がほとんど起こ
らないため、結晶質の多い焼結体を得ることができな
い。そのため、結晶化速度が速すぎず、かつ遅すぎない
ような温度範囲に制御しながら焼成すれば、結晶質の緻
密な焼結体を得ることは可能である。
Therefore, if the temperature is set too high in the firing process, the amorphous will crystallize before sintering,
A dense sintered body cannot be obtained. Conversely, when the temperature is too low, sintering occurs, but crystallization hardly occurs substantially, so that a sintered body with much crystallinity cannot be obtained. Therefore, if firing is performed while controlling the temperature range so that the crystallization rate is not too high and not too low, it is possible to obtain a crystalline dense sintered body.

【0013】しかしながら、上述の方法には、以下のよ
うな実用上の大きな問題がある。
However, the above-mentioned method has a serious practical problem as follows.

【0014】1.結晶化の進行速度は、現実には一定で
はなく、原材料の組成、粒径もしくは履歴または焼成条
件のわずかな変動にも敏感である。そのため、焼結と同
時に結晶化を行なう焼成工程を採用した場合には、焼結
速度が結晶化速度に大きく影響される。その結果、製造
ロット毎に焼成後の密度や結晶体積割合のばらつきが大
きくなりやすく、電子部品などの特性に極めて狭い公差
が要求される用途には適さない。
1. The rate of progress of crystallization is not constant in reality, and is sensitive to slight variations in the composition, particle size or history of the raw materials, or firing conditions. Therefore, when a firing step of performing crystallization at the same time as sintering is employed, the sintering rate is greatly affected by the crystallization rate. As a result, variations in the density and the crystal volume ratio after firing for each manufacturing lot tend to increase, which is not suitable for applications requiring extremely narrow tolerances in characteristics of electronic components and the like.

【0015】2.誘電損失を小さくするためには、結晶
性を高くする必要があり、結晶性を高くするためには、
高温での熱処理が最も有効であるが、特開平8−175
864号公報に記載の方法では、焼成温度を結晶化温度
より十分に高くすることができない。
2. To reduce the dielectric loss, it is necessary to increase the crystallinity, and to increase the crystallinity,
Heat treatment at a high temperature is most effective.
According to the method described in Japanese Patent No. 864, the firing temperature cannot be sufficiently higher than the crystallization temperature.

【0016】3.特開平8−175864号公報に記載
の方法では、利用できる結晶相は、アモルファスを徐々
に加熱した場合に最初に析出する結晶相のみであり、よ
り高温で析出する結晶相を利用できない。
3. In the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-175864, the only crystalline phase that can be used is the crystalline phase that precipitates first when the amorphous material is gradually heated, and the crystalline phase that precipitates at a higher temperature cannot be used.

【0017】そこで、この発明の目的は、上述した問題
を解決し得るセラミック焼結体の製造方法およびこの製
造方法に基づく積層型セラミック電子部品の製造方法を
提供しようとすることである。
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a ceramic sintered body and a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component based on the method, which can solve the above-mentioned problems.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この発明に係るセラミッ
ク焼結体の製造方法は、易焼結性の低温相から難焼結性
の高温相を生成させ得るものであって、低温相の中心粒
径が1.0μm以下である粉末成形体の焼結温度以下に
おいては高温相の生成が実質上起こらない物質の低温相
を含むセラミック組成物を主成分とする原材料を用意す
る工程と、この原材料を上記焼結温度以上であって高温
相が実質上生成しない第1の温度で熱処理することによ
って、焼結緻密化された中間焼結体を得るための1次熱
処理工程と、この中間焼結体を第1の温度より高い第2
の温度で熱処理することによって、高温相を生成させ、
それによって、目的とするセラミック焼結体を得るため
の2次熱処理工程とを備えることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION A method for producing a ceramic sintered body according to the present invention is capable of producing a hardly sinterable high temperature phase from an easily sinterable low temperature phase. Preparing a raw material mainly composed of a ceramic composition containing a low-temperature phase of a substance that does not substantially generate a high-temperature phase at or below a sintering temperature of a powder compact having a particle size of 1.0 μm or less; A first heat treatment step for obtaining a sintered and densified intermediate sintered body by subjecting the raw material to a heat treatment at a first temperature not lower than the sintering temperature and substantially not producing a high-temperature phase; The second is higher than the first temperature
Heat treatment at a temperature of
Thereby, a secondary heat treatment step for obtaining a target ceramic sintered body is provided.

【0019】上述のように、「中心粒径が1.0μm以
下」と規定したのは、焼結温度を特定するためのもので
ある。すなわち、中心粒径が変わると、焼結温度も変わ
るため、中心粒径を規定しないことには焼結温度を特定
することができないためである。
As described above, the reason why "the center particle size is 1.0 μm or less" is for specifying the sintering temperature. That is, if the center particle size changes, the sintering temperature also changes, so that the sintering temperature cannot be specified without defining the center particle size.

【0020】なお、セラミック焼結体を得るための焼結
をより確実に達成するためには、上述したセラミック組
成物において、低温相は20重量%以上含んでいること
が好ましい。
In order to more reliably achieve sintering for obtaining a ceramic sintered body, it is preferable that the above-mentioned ceramic composition contains at least 20% by weight of a low-temperature phase.

【0021】このように、この発明によれば、焼成プロ
ファイルにおいて、1次熱処理と2次熱処理との2段階
の熱処理を行なうようにし、1次熱処理工程では、焼結
は進行するが、結晶化は実質上起こらない温度範囲すな
わち緻密化域での熱処理を行ない、それによって、緻密
化を十分に進行させることができ、次いで、2次熱処理
工程では、緻密化域より高温で結晶化が速い結晶化域で
の熱処理を行ない、それによって、結晶を十分に析出さ
せることができる。
As described above, according to the present invention, in the firing profile, two-stage heat treatment of the first heat treatment and the second heat treatment is performed, and in the first heat treatment step, sintering proceeds, but crystallization proceeds. Performs a heat treatment in a temperature range that does not substantially occur, that is, in a densification region, whereby the densification can proceed sufficiently. A heat treatment in the activation zone is performed, whereby crystals can be sufficiently precipitated.

【0022】この発明において、1次熱処理工程は、中
間焼結体の吸水率が5%以下となるまで実施されること
が好ましい。
In the present invention, the first heat treatment step is preferably performed until the water absorption of the intermediate sintered body becomes 5% or less.

【0023】また、好ましくは、1次熱処理工程では、
800〜930℃の温度範囲で10分間以上の熱処理が
実施され、2次熱処理工程では、1050℃以下の温度
で熱処理が実施される。
Preferably, in the first heat treatment step,
Heat treatment is performed for 10 minutes or more in a temperature range of 800 to 930 ° C., and in the second heat treatment step, heat treatment is performed at a temperature of 1050 ° C. or less.

【0024】また、好ましくは、1次熱処理工程では、
中間焼結体の吸水率が5%以下となるまで800〜93
0℃の温度範囲での熱処理が実施され、2次熱処理工程
では、1050℃以下の温度で熱処理が実施される。
[0024] Preferably, in the first heat treatment step,
800 to 93 until the water absorption of the intermediate sintered body becomes 5% or less.
The heat treatment is performed in a temperature range of 0 ° C., and in the second heat treatment step, the heat treatment is performed at a temperature of 1050 ° C. or less.

【0025】この発明において、上述したような熱処理
が適用されるセラミック組成物としては、たとえば、
(1)灼熱後の酸化物重量換算で62〜82重量部の、
カオリナイト族の層状アルミノ珪酸塩またはこれを10
00℃以下の温度で熱処理して得られるAlSi系層状
酸化物の粉末と、(2)灼熱後の酸化物重量換算で18
〜38重量部の、CaO、Ca(OH)2 およびCaC
3 から選ばれたCa化合物の微細粉末とを混合し、こ
の混合物を800〜950℃の温度で仮焼して得られた
ものが用いられる。
In the present invention, the ceramic composition to which the above-described heat treatment is applied includes, for example,
(1) 62 to 82 parts by weight in terms of oxide weight after burning,
Kaolinite group layered aluminosilicate or 10
An AlSi-based layered oxide powder obtained by heat treatment at a temperature of not more than 00 ° C .;
~ 38 parts by weight of CaO, Ca (OH) 2 and CaC
A mixture obtained by mixing fine powder of a Ca compound selected from O 3 and calcining the mixture at a temperature of 800 to 950 ° C. is used.

【0026】上述したセラミック組成物は、硼珪酸ガラ
スを含んでいてもよい。この場合には、セラミック組成
物としては、上述の混合物100重量部に、さらに、1
〜30重量部の硼珪酸ガラスを混合し、この混合物を8
00〜950℃の温度で仮焼して得られたものが用いら
れる。
The above-described ceramic composition may contain borosilicate glass. In this case, 100 parts by weight of the above-mentioned mixture,
~ 30 parts by weight of borosilicate glass are mixed, and
Those obtained by calcining at a temperature of 00 to 950 ° C are used.

【0027】また、他のセラミック組成物としては、た
とえば、(1)カオリナイト族の層状アルミノ珪酸塩ま
たはこれを1000℃以下の温度で熱処理して得られる
AlSi系層状酸化物の粉末と、(2)MgO、Mg
(OH)2 およびMgCO3 から選ばれたMg化合物の
微細粉末とを、Al2 3 の1モルに対してMgOが
0.8〜1.0モルとなる割合で混合し、この混合物を
800〜950℃の温度で仮焼して得られたものを用い
ることができる。
Other ceramic compositions include, for example, (1) a layered aluminosilicate of a kaolinite group or an AlSi-based layered oxide powder obtained by heat-treating the same at a temperature of 1000 ° C. or less; 2) MgO, Mg
A fine powder of a Mg compound selected from (OH) 2 and MgCO 3 is mixed at a ratio of 0.8 to 1.0 mol of MgO with respect to 1 mol of Al 2 O 3 , and this mixture is mixed with 800 What was obtained by calcining at a temperature of 9950 ° C. can be used.

【0028】上述したセラミック組成物は、硼素化合物
を含んでいてもよい。この場合には、セラミック組成物
としては、上述の混合物100重量部に、さらに、0.
1〜3.5重量部の硼素化合物を混合し、この混合物を
800〜950℃の温度で仮焼して得られたものを用い
ることができる。
The above-described ceramic composition may contain a boron compound. In this case, as a ceramic composition, 100 parts by weight of the above-mentioned mixture and further 0.1 parts by weight.
A mixture obtained by mixing 1 to 3.5 parts by weight of a boron compound and calcining the mixture at a temperature of 800 to 950 ° C. can be used.

【0029】この発明は、また、積層型セラミック電子
部品の製造方法にも向けられる。
The present invention is also directed to a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component.

【0030】この積層型セラミック電子部品の製造方法
は、易焼結性の低温相から難焼結性の高温相を生成させ
得るものであって、低温相の中心粒径が1.0μm以下
である粉末成形体の焼結温度以下においては高温相の生
成が実質上起こらない物質の低温相を含むセラミック組
成物を含む、セラミックスラリーを用意する工程と、こ
のセラミックスラリーをもって形成された、複数の積層
されたセラミックグリーン層、およびセラミックグリー
ン層の特定のものに関連して設けられる配線導体を備え
る、生の積層体を作製する工程と、この生の積層体を上
記焼結温度以上であって高温相が実質上生成しない第1
の温度で熱処理することによって、焼結緻密化された中
間焼結体を得るための第1の熱処理工程と、この中間焼
結体を第1の温度より高い第2の温度で熱処理すること
によって、高温相を生成させ、それによって、目的とす
る積層型セラミック電子部品のための焼結積層体を得る
ための2次熱処理工程とを備えることを特徴としてい
る。
This method of manufacturing a laminated ceramic electronic component is capable of generating a hardly sinterable high-temperature phase from an easily sinterable low-temperature phase. A step of preparing a ceramic slurry comprising a ceramic composition including a low-temperature phase of a substance that does not substantially generate a high-temperature phase below a sintering temperature of a powder compact, and a plurality of steps formed by using the ceramic slurry. A step of producing a green laminate, comprising a laminated ceramic green layer, and a wiring conductor provided in relation to a specific one of the ceramic green layers, and forming the green laminate at a temperature equal to or higher than the sintering temperature. The first in which a high-temperature phase is not substantially formed
A first heat treatment step for obtaining a sintered and densified intermediate sintered body, and a heat treatment of the intermediate sintered body at a second temperature higher than the first temperature. A secondary heat treatment step for generating a high-temperature phase and thereby obtaining a sintered laminate for the intended multilayer ceramic electronic component.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施形態に
よる製造方法によって製造されるセラミック焼結体を備
える積層型セラミック電子部品の一例としての多層セラ
ミック基板1を図解的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a multilayer ceramic substrate 1 as an example of a multilayer ceramic electronic component having a ceramic sintered body manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. It is.

【0032】多層セラミック基板1は、積層された複数
のセラミック層2をもって構成される焼結積層体3を備
えている。この焼結積層体3において、セラミック層2
の特定のものに関連して種々の配線導体が設けられてい
る。
The multilayer ceramic substrate 1 has a sintered laminate 3 composed of a plurality of laminated ceramic layers 2. In this sintered laminate 3, the ceramic layer 2
Various wiring conductors are provided in connection with the specific one of the above.

【0033】上述した配線導体としては、焼結積層体3
の積層方向における端面上に形成されるいくつかの外部
導体膜4および5、セラミック層2の間の特定の界面に
沿って形成されるいくつかの内部導体膜6、ならびにセ
ラミック層2の特定のものを貫通するように形成される
いくつかのビアホール導体7等がある。
As the above-mentioned wiring conductor, the sintered laminate 3
The outer conductor films 4 and 5 formed on the end faces in the stacking direction of the ceramic layers 2, the inner conductor films 6 formed along a specific interface between the ceramic layers 2, and the specific layers of the ceramic layer 2 There are several via-hole conductors 7 formed so as to penetrate through.

【0034】上述した外部導体膜4は、焼結積層体3の
外表面上に搭載されるべき電子部品8および9への接続
のために用いられる。図1では、たとえば半導体デバイ
スのように、バンプ電極10を備える電子部品8、およ
びたとえばチップコンデンサのように面状の端子電極1
1を備える電子部品9が図示されている。
The above-described external conductor film 4 is used for connection to electronic components 8 and 9 to be mounted on the outer surface of the sintered laminate 3. In FIG. 1, for example, an electronic component 8 having a bump electrode 10 like a semiconductor device and a planar terminal electrode 1 like a chip capacitor are shown.
An electronic component 9 comprising 1 is shown.

【0035】また、外部導体膜5は、この多層セラミッ
ク基板1を実装するマザーボード(図示せず。)への接
続のために用いられる。
The external conductor film 5 is used for connection to a mother board (not shown) on which the multilayer ceramic substrate 1 is mounted.

【0036】このような多層セラミック基板1に備える
焼結積層体3は、セラミック層2となるべき複数の積層
されたセラミックグリーン層と、内部導体膜6およびビ
アホール導体7のような配線導体と、場合によっては、
外部導体膜4および5のような配線導体とを備える、生
の積層体を焼成することによって得られるものである。
The sintered laminate 3 provided on the multilayer ceramic substrate 1 includes a plurality of laminated ceramic green layers to be the ceramic layers 2, wiring conductors such as the internal conductor film 6 and the via-hole conductor 7, and In some cases,
This is obtained by firing a green laminate including the wiring conductors such as the external conductor films 4 and 5.

【0037】上述したセラミックグリーン層は、易焼結
性の低温相から難焼結性の高温相を生成させ得るもので
あって、低温相の中心粒径が1.0μm以下である粉末
成形体の焼結温度以下においては高温相の生成が実質上
起こらない物質の低温相を含むセラミック組成物を含む
セラミックスラリーをもって形成される。典型的には、
セラミックグリーン層の積層構造は、セラミックスラリ
ーを成形して得られたセラミックグリーンシートを積み
重ねることによって与えられる。ここで、好ましくは、
低温相を20重量%以上含むようにされる。
The above-mentioned ceramic green layer is capable of forming a hardly sinterable high-temperature phase from an easily sinterable low-temperature phase, and is a powder compact having a low-temperature phase having a center particle size of 1.0 μm or less. A ceramic slurry containing a ceramic composition containing a low-temperature phase of a substance that does not substantially form a high-temperature phase below the sintering temperature of. Typically,
The laminated structure of the ceramic green layer is provided by stacking ceramic green sheets obtained by molding a ceramic slurry. Here, preferably,
It is intended to contain at least 20% by weight of the low-temperature phase.

【0038】セラミックスラリーに含まれるセラミック
組成物としては、たとえば、(1)灼熱後の酸化物重量
換算で62〜82重量部の、カオリナイト族の層状アル
ミノ珪酸塩またはこれを1000℃以下の温度で熱処理
して得られるAlSi系層状酸化物の粉末と、(2)灼
熱後の酸化物重量換算で18〜38重量部の、CaO、
Ca(OH)2 およびCaCO3 から選ばれたCa化合
物の微細粉末とを混合し、この混合物を800〜950
℃の温度で仮焼して得られたものが用いられる。
The ceramic composition contained in the ceramic slurry includes, for example, (1) 62 to 82 parts by weight of a kaolinite group layered aluminosilicate or a temperature of 1000 ° C. or less, in terms of oxide weight after burning. And (2) 18 to 38 parts by weight of CaO, in terms of oxide weight after burning,
Ca (OH) was mixed with fine powder of 2 and CaCO 3 Ca compounds selected from the mixture 800 to 950
The one obtained by calcining at a temperature of ° C. is used.

【0039】上述したセラミック組成物は、硼珪酸ガラ
スを含んでいてもよい。この場合には、セラミック組成
物としては、上述の混合物100重量部に、さらに、1
〜30重量部の硼珪酸ガラスを混合し、この混合物を8
00〜950℃の温度で仮焼して得られたものが用いら
れる。
The above-described ceramic composition may include borosilicate glass. In this case, 100 parts by weight of the above-mentioned mixture,
~ 30 parts by weight of borosilicate glass are mixed, and
Those obtained by calcining at a temperature of 00 to 950 ° C are used.

【0040】あるいは、セラミックスラリーに含まれる
セラミック組成物としては、たとえば、(1)カオリナ
イト族の層状アルミノ珪酸塩またはこれを1000℃以
下の温度で熱処理して得られるAlSi系層状酸化物の
粉末と、(2)MgO、Mg(OH)2 およびMgCO
3 から選ばれたMg化合物の微細粉末とを、Al2 3
の1モルに対してMgOが0.8〜1.0モルとなる割
合で混合し、この混合物を800〜950℃の温度で仮
焼して得られたものが用いられる。
Alternatively, contained in the ceramic slurry
As the ceramic composition, for example, (1) Kaolina
Layered aluminosilicate of the group
Of AlSi-based layered oxide obtained by heat treatment at the following temperature
Powder and (2) MgO, Mg (OH)TwoAnd MgCO
ThreeA fine powder of a Mg compound selected fromTwoO Three
The ratio of MgO to 0.8 to 1.0 mole per mole of
The mixture is temporarily mixed at a temperature of 800 to 950 ° C.
What is obtained by baking is used.

【0041】上述したセラミック組成物は、硼酸や硼珪
酸ガラスなどの硼素化合物を含んでいてもよい。この場
合には、セラミック組成物としては、上述の混合物10
0重量部に、さらに、0.1〜3.5重量部の硼素化合
物を混合し、この混合物を800〜950℃の温度で仮
焼して得られたものが用いられる。
The above-mentioned ceramic composition may contain a boron compound such as boric acid or borosilicate glass. In this case, the ceramic composition includes the mixture 10 described above.
A mixture obtained by further mixing 0.1 to 3.5 parts by weight of a boron compound with 0 parts by weight and calcining the mixture at a temperature of 800 to 950 ° C. is used.

【0042】上述のようにして得られた生の積層体から
焼結積層体3を得るための焼成工程では、緻密化域の温
度範囲での1次熱処理工程と結晶化域の温度範囲での2
次熱処理工程との2段階の熱処理が実施される。
In the firing step for obtaining the sintered laminate 3 from the green laminate obtained as described above, a primary heat treatment step in the temperature range of the densification region and a sintering process in the temperature range of the crystallization region are performed. 2
A two-stage heat treatment including a next heat treatment process is performed.

【0043】1次熱処理工程は、生の積層体を熱処理す
ることによって、焼結緻密化された中間焼結体を得るた
めのもので、ここでは、前述したように、低温相の中心
粒径が0.1μm以下である粉末成形体の焼結温度以上
であって高温相が実質上生成しない第1の温度による熱
処理が適用される。
The first heat treatment step is for heat-treating the green laminate to obtain a sintered and densified intermediate sintered body. In this case, as described above, the central grain size of the low-temperature phase is used. Is applied at a temperature not lower than the sintering temperature of the powder compact having a particle size of 0.1 μm or less and a high temperature phase is not substantially generated.

【0044】2次熱処理工程は、上述の中間焼結体を第
1の温度より高い第2の温度で熱処理することによっ
て、高温相を生成させ、それによって、目的とする焼結
積層体3を得るためのものである。
In the second heat treatment step, the intermediate sintered body is heat-treated at a second temperature higher than the first temperature to generate a high-temperature phase. To gain.

【0045】上述の1次熱処理工程では、中間焼結体の
緻密化を十分に達成できるようにするため、好ましく
は、中間焼結体の吸水率が5%以下となるまで熱処理が
実施されたり、800〜930℃の温度範囲で10分間
以上の熱処理が実施されたりする。
In the above-mentioned first heat treatment step, in order to sufficiently achieve the densification of the intermediate sintered body, it is preferable to perform heat treatment until the water absorption of the intermediate sintered body becomes 5% or less. , 800-930 ° C. for 10 minutes or more.

【0046】他方、2次熱処理工程では、高温相による
結晶を十分に析出させるため、1次熱処理工程において
適用される第1の温度より高い第2の温度で熱処理され
るが、この熱処理に際して、好ましくは、1050℃以
下の温度が適用される。
On the other hand, in the second heat treatment step, heat treatment is performed at a second temperature higher than the first temperature applied in the first heat treatment step in order to sufficiently precipitate crystals of a high-temperature phase. Preferably, a temperature of 1050 ° C. or lower is applied.

【0047】このようにして得られた焼結積層体3の外
表面上に、必要に応じて、外部導体膜4および5が形成
され、防錆処理が施され、電子部品8および9が実装さ
れると、図1に示すような多層セラミック基板1が完成
される。
The outer conductor films 4 and 5 are formed on the outer surface of the sintered laminate 3 obtained as described above, if necessary, are subjected to rust prevention treatment, and the electronic components 8 and 9 are mounted. Then, the multilayer ceramic substrate 1 as shown in FIG. 1 is completed.

【0048】次に、この発明を、より具体的な実施例に
基づいて説明する。
Next, the present invention will be described based on more specific embodiments.

【0049】(実施例1)セラミック原材料として、米
国産のカオリナイト粘土を900℃で焼成したもの(以
下「焼成カオリン」)を用いた。この焼成カオリンは、
その中心粒径が1.2μmであり、XRDによる解析に
従えば、若干のAl2 SiO5 結晶以外に大きな回折ピ
ークは認められなかった。このことから、この焼成カオ
リンの大部分はアモルファス状の構造を有しているもの
と考えられる。
(Example 1) As a ceramic raw material, a kaolinite clay produced in the United States fired at 900 ° C (hereinafter, “baked kaolin”) was used. This calcined kaolin is
Its central particle size was 1.2 μm, and according to the analysis by XRD, no large diffraction peak was recognized except for some Al 2 SiO 5 crystals. From this, it is considered that most of the calcined kaolin has an amorphous structure.

【0050】この焼成カオリン68.6重量部に対し
て、中心粒径1.0μmのCaCO3粉末を31.4重
量部加え、湿式で24時間混合した。この混合物の組成
は、酸化物のモル分率で示すと、SiO2 が49.5
%、Al2 3 が25.0%、CaOが25.5%と概
算される。また、この混合物のXRD解析によると、図
2に示すように、CaCO3 のピーク以外に大きなピー
クは観測されず、焼成カオリンは、湿式粉砕中に構造破
壊が進み、アモルファス状になったものと推測される。
To 68.6 parts by weight of the calcined kaolin, 31.4 parts by weight of a CaCO 3 powder having a center particle diameter of 1.0 μm was added, and mixed for 24 hours by a wet method. The composition of this mixture, expressed in terms of the mole fraction of oxides, is 49.5% SiO 2.
%, Al 2 O 3 is estimated to be 25.0%, and CaO is estimated to be 25.5%. According to the XRD analysis of this mixture, as shown in FIG. 2, no large peak was observed other than the peak of CaCO 3 , and the calcined kaolin was found to have undergone structural destruction during wet pulverization and became amorphous. Guessed.

【0051】次に、上記混合物を830℃で4時間仮焼
した。この仮焼により、CaCO3が熱分解してCaO
となり、同時に焼成カオリンとCaOとの間で相互拡散
が進行する。仮焼物のXRD解析によると、図3に示す
ように、シャープな回折ピークがほとんど認められず、
全体がアモルファス化したものと推測される。この仮焼
物は、ガラス粉末と同様に低温焼結可能であり、同時
に、結晶化の前駆体としての性質を持つものである。
Next, the above mixture was calcined at 830 ° C. for 4 hours. By this calcination, CaCO 3 is thermally decomposed and CaO 3
At the same time, mutual diffusion between calcined kaolin and CaO proceeds. According to the XRD analysis of the calcined product, almost no sharp diffraction peak was observed as shown in FIG.
It is presumed that the whole became amorphous. This calcined material can be sintered at a low temperature similarly to glass powder, and at the same time, has properties as a precursor for crystallization.

【0052】次に、上記仮焼物と、一般に市販されてい
る有機バインダ、有機溶剤および分散剤等の添加物とを
混合することによって、セラミックスラリーを作製し
た。このセラミックスラリーにドクターブレード法を適
用することによってセラミックグリーンシートを成形し
た。そして、これらセラミックグリーンシートを積層し
圧着することによって、生の積層体を得た。
Next, a ceramic slurry was prepared by mixing the calcined product with generally available additives such as an organic binder, an organic solvent and a dispersant. A ceramic green sheet was formed by applying a doctor blade method to the ceramic slurry. Then, a green laminate was obtained by laminating and pressing the ceramic green sheets.

【0053】次に、上記生の積層体を電気炉にて焼成し
た。より詳細には、昇温速度と雰囲気とを調整しなが
ら、800℃以下の温度で脱バインダをほぼ完了し、5
℃/分の昇温速度で900℃の温度にまで昇温し、ここ
で60分間保持することにより、焼結緻密化をほぼ完了
し、さらに、970℃の温度にまで昇温し、ここで30
分間保持することにより、結晶化を行なった。
Next, the green laminate was fired in an electric furnace. More specifically, the binder removal is almost completed at a temperature of 800 ° C. or less while adjusting the heating rate and the atmosphere.
The temperature was raised to a temperature of 900 ° C. at a rate of temperature rise of 900 ° C./min, and the temperature was maintained for 60 minutes to substantially complete the densification of the sintered body. Further, the temperature was raised to a temperature of 970 ° C. 30
Crystallization was carried out by holding for minutes.

【0054】このようにして得られた焼結積層体のXR
D解析によると、主要な相としてアノーサイトが生成し
ていた。
The XR of the sintered laminate thus obtained was
According to D analysis, anorthite was formed as the main phase.

【0055】(比較例1〜3)実施例1において得られ
た生の積層体を、実施例1の場合と同様、800℃以下
の温度で脱バインダした後、比較例1では、920℃の
温度まで、比較例2では、950℃の温度まで、比較例
3では、980℃の温度まで、それぞれ、5℃/分の昇
温速度で昇温し、ここで60分間保持することによっ
て、焼結積層体を得た。
(Comparative Examples 1 to 3) As in the case of Example 1, the green laminate obtained in Example 1 was debindered at a temperature of 800 ° C. or less. The temperature was raised to a temperature of 950 ° C. in Comparative Example 2 and 980 ° C. in Comparative Example 3, respectively, at a temperature rising rate of 5 ° C./min. A bonded laminate was obtained.

【0056】(実施例1と比較例1〜3との比較)比較
例1では、920℃の温度で焼成したため、吸水率が1
%と十分に焼結しているが、アノーサイト結晶析出が不
十分であり、相当量のアモルファス相を残していた。そ
のため、誘電損失が大きく、電子部品としては適さない
ものとなった。
(Comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 to 3) In Comparative Example 1, the sintering was performed at a temperature of 920 ° C.
%, But the anorthite crystal precipitation was insufficient, leaving a considerable amount of amorphous phase. For this reason, the dielectric loss is large, and it is not suitable as an electronic component.

【0057】次に、比較例2では、950℃の温度で焼
成したため、十分に緻密化しており、結晶も析出してい
るが、焼成温度が低いために結晶度が低く、よって誘電
損失がやや大きかった。
Next, in Comparative Example 2, although it was fired at a temperature of 950 ° C., it was sufficiently densified and crystals were precipitated, but the firing temperature was low, so that the crystallinity was low and the dielectric loss was somewhat low. It was big.

【0058】次に、比較例3では、980℃の温度で焼
成したため、焼結が完了しないうちに結晶化が進行し、
その結果、非常にポーラスな焼結体となった。
Next, in Comparative Example 3, since sintering was performed at a temperature of 980 ° C., crystallization proceeded before sintering was completed.
As a result, a very porous sintered body was obtained.

【0059】これらに対して、実施例1では、焼結緻密
化がほぼ完了してから、十分に高い温度にまで昇温し
て、結晶を析出させているため、機械的特性および電気
的特性のいずれについても優れた焼結体が得られた。ま
た、実施例1では、焼結の進行が結晶化の速度に依存し
ないため、焼結後の密度や収縮率の公差が小さくなり、
電子部品などの高い精度が要求される用途に適した焼結
体が得られた。
On the other hand, in Example 1, since the sintering and densification was almost completed, the temperature was raised to a sufficiently high temperature to precipitate crystals, so that the mechanical and electrical characteristics were increased. In each case, excellent sintered bodies were obtained. In Example 1, since the progress of sintering does not depend on the rate of crystallization, the tolerance of density and shrinkage after sintering becomes small,
A sintered body suitable for applications requiring high precision, such as electronic components, was obtained.

【0060】また、実施例1および比較例1〜3の各々
についてQ値および抗折強度を評価した。Q値について
は、1MHzにて測定し、試料数5についての平均値を
求めた。また、抗折強度については、20mm×8.8
mm×1.0mmの試験片を用い、3点曲げ試験を実施
し、試料数10についての平均値を求めた。これらの結
果が表1に示されている。
The Q value and bending strength of each of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated. The Q value was measured at 1 MHz, and the average value for 5 samples was obtained. The bending strength was 20 mm × 8.8.
Using a test piece of mm × 1.0 mm, a three-point bending test was performed, and an average value for 10 samples was obtained. These results are shown in Table 1.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】表1から、実施例1に係る焼結体は、比較
例1〜3の各々に係る焼結体と比較して、機械的特性お
よび電気的特性のいずれについても優れていることがわ
かる。
From Table 1, it can be seen that the sintered body according to Example 1 is superior in both mechanical properties and electrical properties as compared with the sintered bodies according to Comparative Examples 1 to 3. Understand.

【0063】(実施例2)実施例1で用いた焼成カオリ
ン59.7重量部に対し、中心粒径1.0μmのCaC
3 粉末を40.3重量部加え、湿式で24時間混合し
た。この混合物の組成は、酸化物のモル分率で示すと、
SiO2 が44.1%、Al2 3 が22.2%、およ
びCaOが33.7%と概算される。
Example 2 59.7 parts by weight of the calcined kaolin used in Example 1 was mixed with CaC having a central particle size of 1.0 μm.
40.3 parts by weight of O 3 powder was added and mixed for 24 hours by a wet method. The composition of this mixture, expressed in terms of mole fraction of oxide,
SiO 2 is 44.1% Al 2 O 3 22.2% and CaO is estimated 33.7%.

【0064】次に、上記混合物を800℃の温度で4時
間仮焼し、得られた仮焼物と、一般に市販されている有
機バインダ、有機溶剤および分散剤等の添加物とを混合
することによって、セラミックスラリーを作製し、この
セラミックスラリーにドクターブレード法を適用するこ
とによって、セラミックグリーンシートを成形し、これ
らセラミックグリーンシートを積層し圧着することによ
って、生の積層体を得た。
Next, the above mixture is calcined at a temperature of 800 ° C. for 4 hours, and the obtained calcined product is mixed with generally commercially available additives such as an organic binder, an organic solvent and a dispersant. Then, a ceramic slurry was prepared, and a ceramic green sheet was formed by applying a doctor blade method to the ceramic slurry, and the ceramic green sheets were laminated and pressed to obtain a raw laminate.

【0065】次に、上記生の積層体を電気炉にて焼成し
た。より詳細には、昇温速度と雰囲気とを調整しなが
ら、800℃以下の温度で脱バインダをほぼ完了し、5
℃/分の昇温速度で860℃の温度まで昇温し、ここで
60分間保持することにより、焼結緻密化をほぼ完了
し、さらに940℃の温度まで昇温し、ここで30分間
保持することによって、結晶化を行なった。得られた焼
結体のXRD解析によると、主要な相としてアノーサイ
トとゲーレナイトとが生成していた。
Next, the green laminate was fired in an electric furnace. More specifically, the binder removal is almost completed at a temperature of 800 ° C. or less while adjusting the heating rate and the atmosphere.
The temperature was raised to a temperature of 860 ° C. at a rate of temperature increase of 60 ° C./min, and the temperature was maintained for 60 minutes. Almost the sinter densification was completed. By doing so, crystallization was performed. According to XRD analysis of the obtained sintered body, anorthite and gehlenite were generated as main phases.

【0066】(比較例4〜6)実施例2において得られ
た生の積層体を、実施例2の場合と同様、800℃以下
の温度で脱バインダした後、比較例4では、850℃の
温度まで、比較例5では、900℃の温度まで、比較例
6では、950℃の温度まで、それぞれ、5℃/分の昇
温速度で昇温し、ここで60分間保持することによっ
て、焼結積層体を得た。
(Comparative Examples 4 to 6) The green laminate obtained in Example 2 was debindered at a temperature of 800 ° C. or less, as in Example 2, and in Comparative Example 4, 850 ° C. The temperature was raised to a temperature of 900 ° C. in Comparative Example 5 and to 950 ° C. in Comparative Example 6, respectively, at a rate of 5 ° C./min. A bonded laminate was obtained.

【0067】(実施例2と比較例4〜6との比較)比較
例4では、850℃の温度で焼成したため、十分に焼結
しているが、結晶析出が不十分であり、相当量のアモル
ファス相を残していた。このため、誘電損失が大きく、
電子部品としては適さないものとなった。
(Comparison between Example 2 and Comparative Examples 4 to 6) In Comparative Example 4, since it was fired at a temperature of 850 ° C., it was sufficiently sintered, but the crystal precipitation was insufficient and a considerable amount of The amorphous phase remained. For this reason, the dielectric loss is large,
It became unsuitable as an electronic component.

【0068】次に、比較例5では、900℃の温度で焼
成したため、十分に緻密化しており、結晶も析出してい
るが、焼成温度が低いために結晶度が低く、よって誘電
損失がやや大きかった。
Next, in Comparative Example 5, although it was fired at a temperature of 900 ° C., it was sufficiently densified and crystals were precipitated. However, since the firing temperature was low, the crystallinity was low, and thus the dielectric loss was somewhat low. It was big.

【0069】次に、比較例6では、950℃の温度で焼
成したため、焼結が完了しないうちに結晶化が進行し、
その結果、非常にポーラスな焼結体となった。
Next, in Comparative Example 6, since sintering was performed at a temperature of 950 ° C., crystallization progressed before sintering was completed.
As a result, a very porous sintered body was obtained.

【0070】これらに対して、実施例2では、焼結緻密
化をほぼ完了してから、十分に高い温度にまで昇温し
て、結晶を析出させているため、実施例1の場合と同
様、機械的特性および電気的特性のいずれについても優
れた焼結体が得られた。また、実施例2によれば、実施
例1の場合と同様、焼結の進行が結晶化の速度に依存し
ないため、焼結後の密度や収縮率の公差が小さくなり、
電子部品などの高い精度が要求される用途に適した焼結
体が得られた。
On the other hand, in Example 2, since the sintering and densification was almost completed, the temperature was raised to a sufficiently high temperature to precipitate the crystals, so that the same as in Example 1 was used. Thus, a sintered body having excellent mechanical properties and electrical properties was obtained. In addition, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the progress of sintering does not depend on the crystallization speed, so that the tolerance of density and shrinkage after sintering is reduced,
A sintered body suitable for applications requiring high precision, such as electronic components, was obtained.

【0071】また、実施例2および比較例4〜6につい
て、前述した実施例1等の場合と同様の方法により評価
したQ値および抗折強度が表2に示されている。
Table 2 shows the Q value and flexural strength of Example 2 and Comparative Examples 4 to 6 evaluated by the same method as in Example 1 described above.

【0072】[0072]

【表2】 [Table 2]

【0073】表2から、実施例2に係る焼結体によれ
ば、比較例4〜6の各々に係る焼結体と比較して、優れ
た機械的特性および電気的特性が得られることがわか
る。
From Table 2, it can be seen that the sintered body according to Example 2 can obtain excellent mechanical and electrical characteristics as compared with the sintered bodies according to Comparative Examples 4 to 6. Understand.

【0074】(実施例3)実施例1において用いた焼成
カオリン84.2重量部に対し、中心粒径0.6μmの
MgO粉末を14.6重量部およびB2 3 粉末を1.
2重量部それぞれ加え、湿式で24時間混合した。この
混合物の組成は、酸化物のモル分率で示すと、SiO2
が49.9%、Al2 3 が25.1%、MgOが2
4.8%、B 2 3 が0.2%と概算される。
(Example 3) Baking used in Example 1
With respect to 84.2 parts by weight of kaolin, the center particle diameter is 0.6 μm.
14.6 parts by weight of MgO powder and BTwoOThreePowder 1.
Each 2 parts by weight was added and mixed for 24 hours by a wet method. this
The composition of the mixture, expressed in terms of mole fraction of oxide, is SiO 2Two
Is 49.9%, AlTwoOThree25.1%, MgO 2
4.8%, B TwoOThreeIs estimated to be 0.2%.

【0075】次に、上記混合物を850℃の温度で12
時間仮焼して得られた仮焼物と、一般に市販されている
有機バインダ、有機溶剤および分散剤等の添加物とを混
合することによって、セラミックスラリーを作製し、こ
のセラミックスラリーにドクターブレード法を適用する
ことによって、セラミックグリーンシートを成形し、こ
れらセラミックグリーンシートを積層し圧着することに
よって、生の積層体を得た。
Next, the above mixture was heated at a temperature of 850 ° C. for 12 hours.
A ceramic slurry is prepared by mixing the calcined product obtained by calcining for hours with additives such as an organic binder, an organic solvent and a dispersant which are commercially available, and a doctor blade method is applied to the ceramic slurry. By applying, a ceramic green sheet was formed, and these ceramic green sheets were laminated and pressed to obtain a green laminate.

【0076】次に、上記生の積層体を電気炉にて焼成し
た。より詳細には、昇温速度と雰囲気とを調整しなが
ら、800℃以下の温度で脱バインダをほぼ完了し、5
℃/分の昇温速度で930℃の温度まで昇温し、ここで
60分間保持することによって、焼結緻密化をほぼ完了
し、さらに1030℃の温度まで昇温し、ここで30分
間保持することによって、結晶化を行なった。得られた
焼結積層体のXRD解析によると、主要な相としてコー
ジェライトが生成していた。
Next, the green laminate was fired in an electric furnace. More specifically, the binder removal is almost completed at a temperature of 800 ° C. or less while adjusting the heating rate and the atmosphere.
The temperature was raised to a temperature of 930 ° C. at a rate of temperature increase of 30 ° C./min, and maintained at this temperature for 60 minutes, thereby almost completing the sintering densification. By doing so, crystallization was performed. According to the XRD analysis of the obtained sintered laminate, cordierite was generated as a main phase.

【0077】(比較例7〜9)実施例3において得られ
た生の積層体を、実施例3の場合と同様、800℃以下
の温度で脱バインダした後、比較例7では、930℃の
温度まで、比較例8では、980℃の温度まで、比較例
9では、1030℃の温度まで、それぞれ、5℃/分の
昇温速度で昇温し、ここで60分間保持することによっ
て、焼結積層体を得た。
(Comparative Examples 7 to 9) As in Example 3, the green laminate obtained in Example 3 was debindered at a temperature of 800 ° C. or less. The temperature was raised at a rate of 5 ° C./min to 980 ° C. in Comparative Example 8, and to 1030 ° C. in Comparative Example 9 for 60 minutes. A bonded laminate was obtained.

【0078】(実施例3と比較例7〜9との比較)比較
例7では、930℃の温度で焼成したため、十分に焼結
しているが、結晶析出が不十分であり、相当量のアモル
ファス相を残していた。そのため、誘電損失が大きく、
電子部品としては適さないものとなった。
(Comparison between Example 3 and Comparative Examples 7 to 9) In Comparative Example 7, since it was fired at a temperature of 930 ° C., it was sufficiently sintered, but the crystal precipitation was insufficient and a considerable amount of The amorphous phase remained. Therefore, the dielectric loss is large,
It became unsuitable as an electronic component.

【0079】次に、比較例8では、980℃の温度で焼
成したため、十分に緻密化しており、結晶も析出してい
るが、焼成温度が低いために結晶度が低く、よって誘電
損失がやや大きかった。
Next, in Comparative Example 8, although it was fired at a temperature of 980 ° C., it was sufficiently densified and crystals were precipitated, but the crystallinity was low due to the low firing temperature, so that the dielectric loss was slightly high. It was big.

【0080】次に、比較例9では、1030℃の温度で
焼成したため、焼結が完了していないうちに結晶化が進
行し、その結果、非常にポーラスな焼結体となった。
Next, in Comparative Example 9, since sintering was performed at a temperature of 1030 ° C., crystallization proceeded before sintering was completed, and as a result, a very porous sintered body was obtained.

【0081】これらに対して、実施例3では、焼結緻密
化をほぼ完了してから、十分に高い温度まで昇温して、
結晶を析出させているため、実施例1および2の場合と
同様、機械的特性および電気的特性のいずれについても
優れた焼結体が得られた。また、実施例3によれば、実
施例1および2の場合と同様、焼結の進行が結晶化の速
度に依存しないため、焼結後の密度や収縮率の公差が小
さくなり、電子部品などの高い精度が要求される用途に
適した焼結体が得られた。
On the other hand, in Example 3, after the sinter densification was almost completed, the temperature was raised to a sufficiently high temperature.
Since crystals were precipitated, a sintered body excellent in both mechanical properties and electrical properties was obtained as in Examples 1 and 2. Further, according to Example 3, similarly to Examples 1 and 2, the progress of sintering does not depend on the crystallization speed, so that the tolerance of the density and shrinkage after sintering is reduced, and electronic components and the like are reduced. A sintered body suitable for applications requiring high precision was obtained.

【0082】また、実施例3および比較例7〜9の各々
について、実施例1等の場合と同様の方法によりQ値お
よび抗折強度を評価したものが表3に示されている。
Table 3 shows the results of evaluating the Q value and bending strength of Example 3 and Comparative Examples 7 to 9 in the same manner as in Example 1 and the like.

【0083】[0083]

【表3】 [Table 3]

【0084】表3から、実施例3に係る焼結体によれ
ば、比較例7〜9の各々に係る焼結体と比較して、優れ
た機械的特性および電気的特性が得られることがわか
る。
From Table 3, it can be seen that the sintered body according to Example 3 can obtain excellent mechanical and electrical characteristics as compared with the sintered bodies according to Comparative Examples 7 to 9. Understand.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、易焼
結性の低温相から難焼結性の高温相を生成させ得るもの
であって、低温相の中心粒径が1.0μm以下である粉
末成形体の焼結温度以下においては高温相の生成が実質
上起こらない物質の低温相を含むセラミック組成物を主
成分とする原材料を焼成するにあたって、原材料を上記
焼結温度以上であって高温相が実質上生成しない第1の
温度で熱処理することによって、焼結緻密化された中間
焼結体を得るための1次熱処理工程と、中間焼結体を第
1の温度より高い第2の温度で熱処理することによっ
て、高温相を生成させ、それによって、目的とするセラ
ミック焼結体を得るための2次熱処理工程との2段階の
焼成工程を実施するようにしている。
As described above, according to the present invention, it is possible to generate a hardly sinterable high-temperature phase from an easily sinterable low-temperature phase, and the low-temperature phase has a center particle diameter of 1.0 μm. When firing a raw material mainly composed of a ceramic composition containing a low-temperature phase of a substance that does not substantially generate a high-temperature phase at or below the sintering temperature of the powder compact, the raw material is heated at the sintering temperature or higher. A first heat treatment step for obtaining a sintered and densified intermediate sintered body by performing a heat treatment at a first temperature at which a high-temperature phase is not substantially generated; and a step of heating the intermediate sintered body to a temperature higher than the first temperature. By performing the heat treatment at the second temperature, a high-temperature phase is generated, and thereby, a two-stage sintering step including a secondary heat treatment step for obtaining a target ceramic sintered body is performed.

【0086】したがって、1次熱処理工程では、焼結は
進行するが、結晶化は実質上起こらないため、緻密化を
十分に進行させることができ、2次熱処理工程では、結
晶を十分に析出させることができる。
Accordingly, in the first heat treatment step, sintering proceeds, but crystallization does not substantially occur, so that densification can be sufficiently advanced. In the second heat treatment step, crystals are sufficiently precipitated. be able to.

【0087】そのため、得られたセラミック焼結体の機
械的特性および電気的特性を優れたものとすることがで
きる。また、この発明によれば、焼結の進行が結晶化の
速度に依存しないため、焼結後の密度や収縮率の公差が
小さくなり、高い精度が要求される積層型セラミック電
子部品のような電子部品の用途に適したセラミック焼結
体を得ることができる。
Therefore, the mechanical and electrical properties of the obtained ceramic sintered body can be improved. Further, according to the present invention, since the progress of sintering does not depend on the crystallization speed, the tolerance of the density and shrinkage after sintering is reduced, such as a multilayer ceramic electronic component requiring high precision. A ceramic sintered body suitable for use in electronic components can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態による製造方法を適用し
て得られた積層型セラミック電子部品の一例としての多
層セラミック基板1を図解的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a multilayer ceramic substrate 1 as an example of a multilayer ceramic electronic component obtained by applying a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例1における混合物のXRDパターンを示
す図である。
FIG. 2 is a view showing an XRD pattern of a mixture in Example 1.

【図3】実施例1における仮焼物のXRDパターンを示
す図である。
FIG. 3 is a view showing an XRD pattern of a calcined product in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 多層セラミック基板 2 セラミック層 3 焼結積層体 4,5 外部導体膜 6 内部導体膜 7 ビアホール導体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multilayer ceramic substrate 2 Ceramic layer 3 Sintered laminated body 4, 5 Outer conductor film 6 Inner conductor film 7 Via-hole conductor

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 易焼結性の低温相から難焼結性の高温相
を生成させ得るものであって、前記低温相の中心粒径が
1.0μm以下である粉末成形体の焼結温度以下におい
ては高温相の生成が実質上起こらない物質の低温相を含
むセラミック組成物を主成分とする原材料を用意する工
程と、 前記原材料を前記焼結温度以上であって前記高温相が実
質上生成しない第1の温度で熱処理することによって、
焼結緻密化された中間焼結体を得るための1次熱処理工
程と、 前記中間焼結体を前記第1の温度より高い第2の温度で
熱処理することによって、高温相を生成させ、それによ
って、目的とするセラミック焼結体を得るための2次熱
処理工程とを備える、セラミック焼結体の製造方法。
1. A sintering temperature of a powder compact having a low-temperature phase having a center particle size of 1.0 μm or less, which is capable of generating a low-sinterability high-temperature phase from an easily-sinterable low-temperature phase. In the following, a step of preparing a raw material mainly composed of a ceramic composition including a low-temperature phase of a substance in which the generation of a high-temperature phase does not substantially occur, and the high-temperature phase is substantially higher than the sintering temperature of the raw material. By performing the heat treatment at the first temperature that does not generate,
A first heat treatment step for obtaining a sintered and densified intermediate sintered body; and a heat treatment of the intermediate sintered body at a second temperature higher than the first temperature to generate a high-temperature phase, And a secondary heat treatment step for obtaining a target ceramic sintered body.
【請求項2】 前記1次熱処理工程は、前記中間焼結体
の吸水率が5%以下となるまで実施される、請求項1に
記載のセラミック焼結体の製造方法。
2. The method for producing a ceramic sintered body according to claim 1, wherein the first heat treatment step is performed until the water absorption of the intermediate sintered body becomes 5% or less.
【請求項3】 前記1次熱処理工程では、800〜93
0℃の温度範囲で10分間以上の熱処理が実施され、前
記2次熱処理工程では、1050℃以下の温度で熱処理
が実施される、請求項1に記載のセラミック焼結体の製
造方法。
3. The method according to claim 1, wherein in the first heat treatment step, 800 to 93
The method for producing a ceramic sintered body according to claim 1, wherein heat treatment is performed for 10 minutes or more in a temperature range of 0 ° C., and in the second heat treatment step, heat treatment is performed at a temperature of 1050 ° C. or less.
【請求項4】 前記1次熱処理工程では、前記中間焼結
体の吸水率が5%以下となるまで800〜930℃の温
度範囲での熱処理が実施され、前記2次熱処理工程で
は、1050℃以下の温度で熱処理が実施される、請求
項1に記載のセラミック焼結体の製造方法。
4. In the first heat treatment step, heat treatment is performed in a temperature range of 800 to 930 ° C. until the water absorption of the intermediate sintered body becomes 5% or less, and in the second heat treatment step, 1050 ° C. The method for producing a ceramic sintered body according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at the following temperature.
【請求項5】 前記セラミック組成物は、 (1)灼熱後の酸化物重量換算で62〜82重量部の、
カオリナイト族の層状アルミノ珪酸塩またはこれを10
00℃以下の温度で熱処理して得られるAlSi系層状
酸化物の粉末と、 (2)灼熱後の酸化物重量換算で18〜38重量部の、
CaO、Ca(OH) 2 およびCaCO3 から選ばれた
Ca化合物の微細粉末とを混合し、 この混合物を800〜950℃の温度で仮焼して得られ
たものである、請求項1ないし4のいずれかに記載のセ
ラミック焼結体の製造方法。
5. The ceramic composition comprises: (1) 62 to 82 parts by weight in terms of oxide weight after burning,
Kaolinite layered aluminosilicate or 10
AlSi-based layer obtained by heat treatment at a temperature below 00 ° C
(2) 18 to 38 parts by weight in terms of oxide weight after burning,
CaO, Ca (OH) TwoAnd CaCOThreeChosen from
It is obtained by mixing with a fine powder of Ca compound and calcining this mixture at a temperature of 800 to 950 ° C.
The cell according to any one of claims 1 to 4, wherein
A method for producing a lamic sintered body.
【請求項6】 前記セラミック組成物は、前記混合物1
00重量部に、さらに、1〜30重量部の硼珪酸ガラス
を混合し、この混合物を800〜950℃の温度で仮焼
して得られたものである、請求項5に記載のセラミック
焼結体の製造方法。
6. The ceramic composition according to claim 1, wherein
The ceramic sintered body according to claim 5, which is obtained by further mixing 1 to 30 parts by weight of borosilicate glass with 00 parts by weight and calcining the mixture at a temperature of 800 to 950 ° C. How to make the body.
【請求項7】 前記セラミック組成物は、 (1)カオリナイト族の層状アルミノ珪酸塩またはこれ
を1000℃以下の温度で熱処理して得られるAlSi
系層状酸化物の粉末と、 (2)MgO、Mg(OH)2 およびMgCO3 から選
ばれたMg化合物の微細粉末とを、Al2 3 の1モル
に対してMgOが0.8〜1.0モルとなる割合で混合
し、 この混合物を800〜950℃の温度で仮焼して得られ
たものである、請求項1ないし4のいずれかに記載のセ
ラミック焼結体の製造方法。
7. The ceramic composition comprises: (1) a layered kaolinite aluminosilicate or AlSi obtained by heat-treating the same at a temperature of 1000 ° C. or lower.
System powder layered oxide, (2) MgO, and fine powder of Mg (OH) 2 and MgCO 3 Mg compound selected from, MgO is relative to 1 mole of Al 2 O 3 0.8 to 1 The method for producing a ceramic sintered body according to any one of claims 1 to 4, wherein the mixture is obtained by mixing at a ratio of 0.0 mol and calcining the mixture at a temperature of 800 to 950 ° C.
【請求項8】 前記セラミック組成物は、前記混合物1
00重量部に、さらに、0.1〜3.5重量部の硼素化
合物を混合し、この混合物を800〜950℃の温度で
仮焼して得られたものである、請求項7に記載のセラミ
ック焼結体の製造方法。
8. The mixture of claim 1, wherein the ceramic composition comprises
The method according to claim 7, wherein the mixture is obtained by further mixing 0.1 to 3.5 parts by weight of a boron compound with 00 parts by weight and calcining the mixture at a temperature of 800 to 950 ° C. Manufacturing method of ceramic sintered body.
【請求項9】 易焼結性の低温相から難焼結性の高温相
を生成させ得るものであって、前記低温相の中心粒径が
1.0μm以下である粉末成形体の焼結温度以下におい
ては高温相の生成が実質上起こらない物質の低温相を含
むセラミック組成物を含む、セラミックスラリーを用意
する工程と、 前記セラミックスラリーをもって形成された、複数の積
層されたセラミックグリーン層、および前記セラミック
グリーン層の特定のものに関連して設けられる配線導体
を備える、生の積層体を作製する工程と、 前記生の積層体を前記焼結温度以上であって前記高温相
が実質上生成しない第1の温度で熱処理することによっ
て、焼結緻密化された中間焼結体を得るための1次熱処
理工程と、 前記中間焼結体を前記第1の温度より高い第2の温度で
熱処理することによって、高温相を生成させ、それによ
って、目的とする積層型セラミック電子部品のための焼
結積層体を得るための2次熱処理工程とを備える、積層
型セラミック電子部品の製造方法。
9. A sintering temperature of a powder compact having a low-temperature phase having a center particle diameter of 1.0 μm or less, wherein a high-temperature phase having low sinterability can be generated from a low-temperature phase having easy sinterability. In the following, a step of preparing a ceramic slurry comprising a ceramic composition comprising a low temperature phase of a substance in which the formation of a high temperature phase substantially does not occur, and a plurality of laminated ceramic green layers formed with the ceramic slurry, and Producing a green laminate, comprising a wiring conductor provided in association with a particular one of the ceramic green layers; A first heat treatment step for obtaining a sintered and densified intermediate sintered body by performing a heat treatment at a first temperature which is not performed, and a heat treatment of the intermediate sintered body at a second temperature higher than the first temperature. By Rukoto, to produce a high-temperature phase, thereby and a second heat treatment step to obtain a sintered laminate for multilayer ceramic electronic components of interest, the method of fabricating the multilayer ceramic electronic component.
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