JP2573070B2 - アルミナ磁器組成物およびその製造方法 - Google Patents
アルミナ磁器組成物およびその製造方法Info
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- JP2573070B2 JP2573070B2 JP1291529A JP29152989A JP2573070B2 JP 2573070 B2 JP2573070 B2 JP 2573070B2 JP 1291529 A JP1291529 A JP 1291529A JP 29152989 A JP29152989 A JP 29152989A JP 2573070 B2 JP2573070 B2 JP 2573070B2
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Details Of Resistors (AREA)
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Description
この発明は、電子部品等の基板素材に使用されるアル
ミナ磁器組成物およびその製造方法に関する。
ミナ磁器組成物およびその製造方法に関する。
角板形チップ固定抵抗器（通常、チップ抵抗器と呼ば
れる）の基板素材としてのアルミナ磁器組成物は、通
常、アルミナ（Al2O3）にシリカ（SiO2）を焼成助剤と
して混合した原料を所定の溶剤およびバインダー剤中に
混合した懸濁液から所定厚み半乾き状のグリーン・シー
トを作成し、これに一定の成形処理を施した後、焼成炉
内で焼成するという手順を踏んで製造される。
れる）の基板素材としてのアルミナ磁器組成物は、通
常、アルミナ（Al2O3）にシリカ（SiO2）を焼成助剤と
して混合した原料を所定の溶剤およびバインダー剤中に
混合した懸濁液から所定厚み半乾き状のグリーン・シー
トを作成し、これに一定の成形処理を施した後、焼成炉
内で焼成するという手順を踏んで製造される。
上記シリカは、焼成を促進する役割をする結果、炉内
焼結温度を著しく低める役割をなすものであるが、その
重量割合を増大させればそれだけ炉内焼結温度を低めう
るものでないことが経験的に知られている。アルミナと
シリカとの重量配合割合をたとえば95％と５％とする
と、炉内焼結温度を約1600度程度まで低めることができ
るが、シリカの重量割合をそれ以上高めても、焼結温度
をさらに下げることができないばかりか、かえって、焼
成後のアルミナ磁器組成物の基板としての要求機械特性
あるいは要求耐久性等を悪化させることになる。 また、焼成温度を低下させるための焼結助剤の選択お
よびその配合割合の検討は種々なされており、その一つ
に、BaO（酸化バリウム）を所定割合で混合するという
ものがある。 しかしながら、BaOを配合させると、焼成温度を低減
させることに対して一定の効果があっても、一方で結晶
粒成長が促進され、電気的特性に悪影響を及ぼすことが
観測されている。すなわち、バリウム長石等の異結晶が
磁器組成物中に偏析するのである。 一方、焼成炉内温度をたとえば1600度程度に所定時間
維持することは、非常にエネルギコストの高騰をもたら
し、しかも、温度制御に困難が伴なうという問題があ
る。 したがって、本発明の目的は、焼成炉内温度を従来に
比してさらに著しく低下させることができるとともに、
焼成後のアルミナ磁器組成物の基板としての要求機械特
性あるいはその他の要求特性を満足でき、しかも、異結
晶の偏析による不測の不具合を回避できる新たなアルミ
ナ磁器組成物およびその製造方法を提供することであ
る。
焼結温度を著しく低める役割をなすものであるが、その
重量割合を増大させればそれだけ炉内焼結温度を低めう
るものでないことが経験的に知られている。アルミナと
シリカとの重量配合割合をたとえば95％と５％とする
と、炉内焼結温度を約1600度程度まで低めることができ
るが、シリカの重量割合をそれ以上高めても、焼結温度
をさらに下げることができないばかりか、かえって、焼
成後のアルミナ磁器組成物の基板としての要求機械特性
あるいは要求耐久性等を悪化させることになる。 また、焼成温度を低下させるための焼結助剤の選択お
よびその配合割合の検討は種々なされており、その一つ
に、BaO（酸化バリウム）を所定割合で混合するという
ものがある。 しかしながら、BaOを配合させると、焼成温度を低減
させることに対して一定の効果があっても、一方で結晶
粒成長が促進され、電気的特性に悪影響を及ぼすことが
観測されている。すなわち、バリウム長石等の異結晶が
磁器組成物中に偏析するのである。 一方、焼成炉内温度をたとえば1600度程度に所定時間
維持することは、非常にエネルギコストの高騰をもたら
し、しかも、温度制御に困難が伴なうという問題があ
る。 したがって、本発明の目的は、焼成炉内温度を従来に
比してさらに著しく低下させることができるとともに、
焼成後のアルミナ磁器組成物の基板としての要求機械特
性あるいはその他の要求特性を満足でき、しかも、異結
晶の偏析による不測の不具合を回避できる新たなアルミ
ナ磁器組成物およびその製造方法を提供することであ
る。
上記の課題を解決するため、本願発明のアルミナ磁器
組成物の製造においては、原料の選択およびその配合割
合を以下の通りとした。 Al2O3（アルミナ） 93.0〜95.0重量％ CaSiO3（珪酸カルシウム） 1.0〜 2.0重量％ MgO（酸化マグネシウム） 0.5〜 2.0重量％ SiO2（シリカ） 2.0〜 5.0重量％ なお、上記CaSiO3は、CaO（酸化カルシウム）とSiO2
（シリカ）とを仮焼成したものである。
組成物の製造においては、原料の選択およびその配合割
合を以下の通りとした。 Al2O3（アルミナ） 93.0〜95.0重量％ CaSiO3（珪酸カルシウム） 1.0〜 2.0重量％ MgO（酸化マグネシウム） 0.5〜 2.0重量％ SiO2（シリカ） 2.0〜 5.0重量％ なお、上記CaSiO3は、CaO（酸化カルシウム）とSiO2
（シリカ）とを仮焼成したものである。
以下、本願発明の実施例を比較例とともに示す。 実施例 Al2O3、CaSiO3、MgO、および、SiO2の配合割合を次の
通りとし、所定の手順によりグリーン・シートを作成
し、次いで、炉内焼成温度を1450度とすることによって
アルミナ磁器組成物を得た。 Al2O3 94.0重量％ CaSiO3 1.4重量％ MgO 1.0重量％ SiO2 3.6重量％ 比較例（１） Al2O3、CaSiO3、MgO、および、SiO2の配合割合を次の
通りとし、所定の手順によりグリーン・シートと作成
し、次いで、炉内焼成温度を1450度で焼成を試みた。し
かし、この配合では、焼成は完結しなかった。 Al2O3 94.0重量％ CaSiO3 0 重量％ MgO 1.3重量％ SiO2 4.7重量％ 比較例（２） Al2O3、CaSiO3、MgO、および、SiO2の配合割合を次の
通りとし、所定の手順によりグリーン・シートを作成
し、次いで、炉内焼成温度を1450度とすることによって
アルミナ磁器組成物を得た。 Al2O3 94.0重量％ CaSiO3 6.0重量％ MgO ０ 重量％ SiO2 0 重量％ 検討および判定 上記実施例、および比較例（２）についての各耐久特
性試験結果および判定を表１に示す。なお、上述のよう
に、比較例（１）については、1450゜の焼成温度におい
て焼成が完結しなかった ただし、表１は、各実施例および比較例の磁器組成物
を角板形チップ固定抵抗器の基板とした場合の特性試験
結果を示す。 また、試験試料としての角板形チップ固定抵抗器は、
金属系混合体を抵抗素子として1MΩの抵抗値のものを作
成した。これは、比較的抵抗値の大きい抵抗器が一般的
に特性的に不安定であるとの理由による。各数値は、10
0回の試験により得られた数値のうち、最大、または最
小値である。 表１中、抵抗温度係数とは、常温（＋25℃）から急激
に−55℃または＋125℃に環境温度が変化したときの抵
抗器の抵抗測定値の変化を温度１℃に対する変化率とし
て表したものであって、抵抗素子として金属系混合体を
使用する場合、±100ppm/℃以内であることが求められ
る。 短時間温度負荷とは、チップ抵抗器に定格電圧の2.5
倍の電圧を５秒間印加し、過負荷後の抵抗値の変化量の
無負荷時の抵抗値に対する割合を測定するものであり、
ノイズなどの過負荷電圧に対する抵抗器の信頼性を指標
する。抵抗素子として金属系混合体を使用する場合、±
（２％＋0.1Ω）以内であることが求められる。 はんだ耐熱性とは、260℃±５℃のはんだ中に10±１
秒間浸漬し、浸漬前後の抵抗値変化を測定するものであ
り、ユーザにおいてチップ抵抗器をはんだ付けする際の
温度衝撃を考慮して、チップ抵抗器の信頼性を指標す
る。抵抗素子として金属系混合体を使用する場合、±
（１％＋0.05Ω）以内であることが求められる。 温度サイクルとは、±25℃における初期抵抗値に対し
て急激に−55℃または＋125℃の雰囲気中に30分間放置
し、これを１サイクルとして規定サイクル行った後、抵
抗値変化率を測定するものであり、チップ抵抗器が受け
る熱衝撃に対する耐久性を指標する。抵抗素子として金
属系混合体を使用する場合、±（１％＋0.05Ω）である
ことが求められる。 プレッシャー・クッカーとは、2.0気圧、120℃の雰囲
気中に１時間放置後常温下で定格電圧を印加した後、抵
抗値変化率を測定するものであり、高温高圧化での信頼
性を指標する。抵抗素子として金属系混合体を使用する
場合、±（１％＋0.05Ω）であることが求められる。 電極曲げ強度とは、チップ抵抗器を基板にはんだ付け
し、チップの裏面方向に曲げ荷重をかけて行うものであ
り、外力による基板変形にたいする耐久力を指標する。
通常、チップ抵抗器を取付け、試験基板の中心からそれ
ぞれ45mmの点を支持し、その中央部を規定の治具で加圧
したとき、電極破壊の起る曲げ幅（たわみ量）が5mm以
上であることが求められる。 表１に示されるとおり、実施例については、すべての
試験項目において、きわめて良好な結果となった。 一方、MgOおよびSiO2を含ませなかった比較例（２）
は、電極曲げ強度以外の試験項目において、一応許容範
囲の数値を示したが、実施例における数値と比較する
と、相当劣る数値であった。 なお、実施例と比較例（２）の結晶構造比較におい
て、実施例においては、異結晶の偏析はほとんど認めら
れなかった。これは、原料配合材料のうち、MgOの作用
によるものと推定される。
通りとし、所定の手順によりグリーン・シートを作成
し、次いで、炉内焼成温度を1450度とすることによって
アルミナ磁器組成物を得た。 Al2O3 94.0重量％ CaSiO3 1.4重量％ MgO 1.0重量％ SiO2 3.6重量％ 比較例（１） Al2O3、CaSiO3、MgO、および、SiO2の配合割合を次の
通りとし、所定の手順によりグリーン・シートと作成
し、次いで、炉内焼成温度を1450度で焼成を試みた。し
かし、この配合では、焼成は完結しなかった。 Al2O3 94.0重量％ CaSiO3 0 重量％ MgO 1.3重量％ SiO2 4.7重量％ 比較例（２） Al2O3、CaSiO3、MgO、および、SiO2の配合割合を次の
通りとし、所定の手順によりグリーン・シートを作成
し、次いで、炉内焼成温度を1450度とすることによって
アルミナ磁器組成物を得た。 Al2O3 94.0重量％ CaSiO3 6.0重量％ MgO ０ 重量％ SiO2 0 重量％ 検討および判定 上記実施例、および比較例（２）についての各耐久特
性試験結果および判定を表１に示す。なお、上述のよう
に、比較例（１）については、1450゜の焼成温度におい
て焼成が完結しなかった ただし、表１は、各実施例および比較例の磁器組成物
を角板形チップ固定抵抗器の基板とした場合の特性試験
結果を示す。 また、試験試料としての角板形チップ固定抵抗器は、
金属系混合体を抵抗素子として1MΩの抵抗値のものを作
成した。これは、比較的抵抗値の大きい抵抗器が一般的
に特性的に不安定であるとの理由による。各数値は、10
0回の試験により得られた数値のうち、最大、または最
小値である。 表１中、抵抗温度係数とは、常温（＋25℃）から急激
に−55℃または＋125℃に環境温度が変化したときの抵
抗器の抵抗測定値の変化を温度１℃に対する変化率とし
て表したものであって、抵抗素子として金属系混合体を
使用する場合、±100ppm/℃以内であることが求められ
る。 短時間温度負荷とは、チップ抵抗器に定格電圧の2.5
倍の電圧を５秒間印加し、過負荷後の抵抗値の変化量の
無負荷時の抵抗値に対する割合を測定するものであり、
ノイズなどの過負荷電圧に対する抵抗器の信頼性を指標
する。抵抗素子として金属系混合体を使用する場合、±
（２％＋0.1Ω）以内であることが求められる。 はんだ耐熱性とは、260℃±５℃のはんだ中に10±１
秒間浸漬し、浸漬前後の抵抗値変化を測定するものであ
り、ユーザにおいてチップ抵抗器をはんだ付けする際の
温度衝撃を考慮して、チップ抵抗器の信頼性を指標す
る。抵抗素子として金属系混合体を使用する場合、±
（１％＋0.05Ω）以内であることが求められる。 温度サイクルとは、±25℃における初期抵抗値に対し
て急激に−55℃または＋125℃の雰囲気中に30分間放置
し、これを１サイクルとして規定サイクル行った後、抵
抗値変化率を測定するものであり、チップ抵抗器が受け
る熱衝撃に対する耐久性を指標する。抵抗素子として金
属系混合体を使用する場合、±（１％＋0.05Ω）である
ことが求められる。 プレッシャー・クッカーとは、2.0気圧、120℃の雰囲
気中に１時間放置後常温下で定格電圧を印加した後、抵
抗値変化率を測定するものであり、高温高圧化での信頼
性を指標する。抵抗素子として金属系混合体を使用する
場合、±（１％＋0.05Ω）であることが求められる。 電極曲げ強度とは、チップ抵抗器を基板にはんだ付け
し、チップの裏面方向に曲げ荷重をかけて行うものであ
り、外力による基板変形にたいする耐久力を指標する。
通常、チップ抵抗器を取付け、試験基板の中心からそれ
ぞれ45mmの点を支持し、その中央部を規定の治具で加圧
したとき、電極破壊の起る曲げ幅（たわみ量）が5mm以
上であることが求められる。 表１に示されるとおり、実施例については、すべての
試験項目において、きわめて良好な結果となった。 一方、MgOおよびSiO2を含ませなかった比較例（２）
は、電極曲げ強度以外の試験項目において、一応許容範
囲の数値を示したが、実施例における数値と比較する
と、相当劣る数値であった。 なお、実施例と比較例（２）の結晶構造比較におい
て、実施例においては、異結晶の偏析はほとんど認めら
れなかった。これは、原料配合材料のうち、MgOの作用
によるものと推定される。
以上のことから、磁器組成物の原料の各混合要素の重
量混合比率を特許請求の範囲に指定した範囲記載のとお
りとすることにより、こうして得られた磁器組成物を基
板とする角板形チップ固定抵抗器は、特性的に極めて優
れており、しかも、1450℃という、従来に比較してきわ
めて低温での焼成が可能となった。焼成温度の著しい低
下が可能となったことにより、エネルギコストの著しい
低減と、温度制御の容易化が達成され、このことはさら
に、製品特性の画一化に大きく寄与することとなる。
量混合比率を特許請求の範囲に指定した範囲記載のとお
りとすることにより、こうして得られた磁器組成物を基
板とする角板形チップ固定抵抗器は、特性的に極めて優
れており、しかも、1450℃という、従来に比較してきわ
めて低温での焼成が可能となった。焼成温度の著しい低
下が可能となったことにより、エネルギコストの著しい
低減と、温度制御の容易化が達成され、このことはさら
に、製品特性の画一化に大きく寄与することとなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 一仁 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株式会社内 (72)発明者 蒲原 滋 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−85459（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】原料の選択およびその配合割合を以下の通
りとしたことを特徴とする、アルミナ磁器組成物。 Al2O3 93.0〜95.0重量％ CaSiO3 1.0〜 2.0重量％ MgO 0.5〜 2.0重量％ SiO2 2.0〜 5.0重量％ （ただし、CaSiO3は、CaOとSiO2とを仮焼成したもの） - 【請求項２】原料の選択および配合割合を以下の通りと
したグリーン・シートを焼成するに際し、下記CaSiO
3は、CaOとSiO2とを仮焼成したものを用いることを特徴
とする、アルミナ磁器組成物の製造方法。 Al2O3 93.0〜95.0重量％ CaSiO3 1.0〜 2.0重量％ MgO 0.5〜 2.0重量％ SiO2 2.0〜 5.0重量％
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1291529A JP2573070B2 (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | アルミナ磁器組成物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1291529A JP2573070B2 (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | アルミナ磁器組成物およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03153564A JPH03153564A (ja) | 1991-07-01 |
| JP2573070B2 true JP2573070B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=17770085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1291529A Expired - Fee Related JP2573070B2 (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | アルミナ磁器組成物およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573070B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5585459A (en) * | 1978-12-22 | 1980-06-27 | Tokyo Shibaura Electric Co | Sintered body |
-
1989
- 1989-11-09 JP JP1291529A patent/JP2573070B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03153564A (ja) | 1991-07-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |