JP2626478B2 - 低温焼成基板用コンデンサ材料の製造方法 - Google Patents
低温焼成基板用コンデンサ材料の製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子材料分野において
回路基板、特に低温焼成回路基板用として用いられるコ
ンデンサ材料の製造方法に関するものである。
回路基板、特に低温焼成回路基板用として用いられるコ
ンデンサ材料の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】多層セラミック基板を作成する材料とし
ては、従来から広く使用されてきたアルミナ系材料があ
る。
ては、従来から広く使用されてきたアルミナ系材料があ
る。
【0003】アルミナ基板は、その焼成に1500〜1
600℃というきわめて高い温度を必要とするので多量
の熱エネルギーを必要とする上に、多層回路基板を作成
するために層間に使用する導電物質をタングステン、モ
リブデンなど電気抵抗の大きな高融点金属を使用しなく
てはならず、作成された多層回路基板における配線抵抗
が大きくなり、電気信号の伝送損失を考慮すると回路基
板の大容量化のための配線パターンの微細化に限界があ
り、さらに焼成に際してこれらの金属材料の酸化を防ぐ
ために還元性雰囲気が必要となるなど製造コストが著し
く高くなり、また特性的にも大きな制約を生ずるなどの
問題があった。またさらにアルミナ基板材料を使用する
ときは、上記したように焼成温度が高すぎるために、内
挿材料として、コンデンサ、抵抗体、コイル等を挿入し
て多層基板を作成することはできなかった。
600℃というきわめて高い温度を必要とするので多量
の熱エネルギーを必要とする上に、多層回路基板を作成
するために層間に使用する導電物質をタングステン、モ
リブデンなど電気抵抗の大きな高融点金属を使用しなく
てはならず、作成された多層回路基板における配線抵抗
が大きくなり、電気信号の伝送損失を考慮すると回路基
板の大容量化のための配線パターンの微細化に限界があ
り、さらに焼成に際してこれらの金属材料の酸化を防ぐ
ために還元性雰囲気が必要となるなど製造コストが著し
く高くなり、また特性的にも大きな制約を生ずるなどの
問題があった。またさらにアルミナ基板材料を使用する
ときは、上記したように焼成温度が高すぎるために、内
挿材料として、コンデンサ、抵抗体、コイル等を挿入し
て多層基板を作成することはできなかった。
【0004】これらの問題を解決し得る基板材料とし
て、最近約1000℃以下の温度、好ましくは800℃
〜900℃程度の温度で焼成することができるガラス複
合系、ガラス結晶化系等の低温焼成基板材料の開発が進
められておりその一部は実用化されるに至っている。そ
してこのような低温焼成基板によるときは、回路基板の
導電材料として従来から使用されている電気抵抗率の低
い金、銀、銀−パラジウム、銅等の金属材料を使用する
ことができ、またコンデンサ等に内挿材料を積層するこ
とが可能となるので、高密度多機能型の回路基板を作成
することができるようになった。
て、最近約1000℃以下の温度、好ましくは800℃
〜900℃程度の温度で焼成することができるガラス複
合系、ガラス結晶化系等の低温焼成基板材料の開発が進
められておりその一部は実用化されるに至っている。そ
してこのような低温焼成基板によるときは、回路基板の
導電材料として従来から使用されている電気抵抗率の低
い金、銀、銀−パラジウム、銅等の金属材料を使用する
ことができ、またコンデンサ等に内挿材料を積層するこ
とが可能となるので、高密度多機能型の回路基板を作成
することができるようになった。
【0005】このような高密度多機能型の多層回路基板
において、内挿するコンデンサ材料の公表されている作
成仕様によれば、高誘電率材料の粉末にバインダーとし
て低軟化点非晶質ガラスフリットを添加して作成するこ
とが一般的である。そしてこの複合材料をドクターブレ
ード法で形成したグリーンシート上にスクリーン印刷で
塗布して、そのシートを必要数積層して焼成することに
より基板の焼成と同時に焼結させてコンデンサを形成す
る。
において、内挿するコンデンサ材料の公表されている作
成仕様によれば、高誘電率材料の粉末にバインダーとし
て低軟化点非晶質ガラスフリットを添加して作成するこ
とが一般的である。そしてこの複合材料をドクターブレ
ード法で形成したグリーンシート上にスクリーン印刷で
塗布して、そのシートを必要数積層して焼成することに
より基板の焼成と同時に焼結させてコンデンサを形成す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、焼結中に高誘
電体粉末材料のバインダーとして添加したガラスフリッ
トが該高誘電体基板の一部を分解するために、多くの場
合においてコンデンサの特性を設計目標値通りに安定し
て発揮させることができない。例えば、強誘電体粉末材
料としてBaTiO3とCaTiO3との混合粉末を使
用し、この混合粉末にSiO2−B2O3−ZnO−P
bO−CaO系のガラスフリットをバインダーとして添
加したものをグリーンシートに塗布して低温焼成基板の
焼成温度に相当する850℃の温度に焼成したときに、
強誘電体材料の一部が分解されて、BaAl2Si2O
8やCaTiSiO5など誘電率の低い化合物を生成す
ることが報告されており(Journal of SH
M.Vol.9,No.1,p24〜30、199
3)、このような化合物の生成量の多寡は常に一定でな
いために、予めコンデンサの設計特性値に折り込むこと
ができないのでコンデンサ材料として使用することが困
難となる。
電体粉末材料のバインダーとして添加したガラスフリッ
トが該高誘電体基板の一部を分解するために、多くの場
合においてコンデンサの特性を設計目標値通りに安定し
て発揮させることができない。例えば、強誘電体粉末材
料としてBaTiO3とCaTiO3との混合粉末を使
用し、この混合粉末にSiO2−B2O3−ZnO−P
bO−CaO系のガラスフリットをバインダーとして添
加したものをグリーンシートに塗布して低温焼成基板の
焼成温度に相当する850℃の温度に焼成したときに、
強誘電体材料の一部が分解されて、BaAl2Si2O
8やCaTiSiO5など誘電率の低い化合物を生成す
ることが報告されており(Journal of SH
M.Vol.9,No.1,p24〜30、199
3)、このような化合物の生成量の多寡は常に一定でな
いために、予めコンデンサの設計特性値に折り込むこと
ができないのでコンデンサ材料として使用することが困
難となる。
【0007】本発明は、コンデンサを内挿入した低温焼
成多層回路基板の焼成に際しての上記の問題を解決し、
ガラスの結晶化反応を利用することによって高誘電性微
粒子の析出温度が900℃以下であって、焼成に際して
の分解が起こらず、常に安定した誘電率特性を有する低
温焼成基板用コンデンサの製造方法を提供することを目
的とするものである。
成多層回路基板の焼成に際しての上記の問題を解決し、
ガラスの結晶化反応を利用することによって高誘電性微
粒子の析出温度が900℃以下であって、焼成に際して
の分解が起こらず、常に安定した誘電率特性を有する低
温焼成基板用コンデンサの製造方法を提供することを目
的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、主成分を酸化鉛とするフリットガラス粉
末に、酸化チタン粉末または酸化ニオブ粉末を混合して
なる混合物を、グリーンシートに塗布し、900℃以下
の温度で焼成することによって結晶化反応を行わせる低
温焼成基板用コンデンサ材料の製造方法を特徴とするも
のであり、この際に酸化チタン粉末または酸化ニオブ粉
末の平均粒径を1μm以下とすることが好ましい。
めの本発明は、主成分を酸化鉛とするフリットガラス粉
末に、酸化チタン粉末または酸化ニオブ粉末を混合して
なる混合物を、グリーンシートに塗布し、900℃以下
の温度で焼成することによって結晶化反応を行わせる低
温焼成基板用コンデンサ材料の製造方法を特徴とするも
のであり、この際に酸化チタン粉末または酸化ニオブ粉
末の平均粒径を1μm以下とすることが好ましい。
【0009】
【作用】以下に本発明の詳細およびその作用について述
べる。
べる。
【0010】本発明においては、高誘電体粉末とガラス
フリットの混合物をグリーンシートに塗布して低温焼成
多層基板を焼成する場合に、ガラスフリットによって高
誘電体粉末の一部が分解してしまう弊害を排除するため
に、低温焼成基板の焼成温度である900℃以下の温度
で焼成を行った場合に、ガラスフリッット成分と結晶化
反応を起こして高誘電性結晶粒子を生成する酸化チタン
粉末または酸化ニオブ粉末のような物質をガラスフリッ
トに添加混合し、この混合物をグリーンシートに塗布し
て焼成することによって高誘電体結晶粒子をガラスフリ
ット中に均一微細に析出させた多層セラミック基板を得
ることができるのである。
フリットの混合物をグリーンシートに塗布して低温焼成
多層基板を焼成する場合に、ガラスフリットによって高
誘電体粉末の一部が分解してしまう弊害を排除するため
に、低温焼成基板の焼成温度である900℃以下の温度
で焼成を行った場合に、ガラスフリッット成分と結晶化
反応を起こして高誘電性結晶粒子を生成する酸化チタン
粉末または酸化ニオブ粉末のような物質をガラスフリッ
トに添加混合し、この混合物をグリーンシートに塗布し
て焼成することによって高誘電体結晶粒子をガラスフリ
ット中に均一微細に析出させた多層セラミック基板を得
ることができるのである。
【0011】本発明によるときは、得られる誘電率特性
値は50〜200(1MHz)程度であるが、常に安定
した誘電率特性を示すので低温焼成基板材料に内挿して
同時焼成を行うことによって積層することが可能なコン
デンサ材料として活用することができる。
値は50〜200(1MHz)程度であるが、常に安定
した誘電率特性を示すので低温焼成基板材料に内挿して
同時焼成を行うことによって積層することが可能なコン
デンサ材料として活用することができる。
【0012】本発明の実施にあたり、添加物の酸化チタ
ン(TiO2)粉末または酸化ニオブ(Nb2O5)粉
末との結晶化反応をさせるためのガラスフリットとして
は、PbO−SiO2−Al2O3系を基本成分とし
て、これにB2O3またはRO(R=Ca、Mg、S
r、Ba、Zn)を任意成分として含むものが選定され
る。添加物を焼成中にガラス成分中のPbOと選択的に
短時間で反応させるためには、ガラス成分中のPbOの
含有率を高くして添加物との反応が起こりやすいように
してやる必要がある。
ン(TiO2)粉末または酸化ニオブ(Nb2O5)粉
末との結晶化反応をさせるためのガラスフリットとして
は、PbO−SiO2−Al2O3系を基本成分とし
て、これにB2O3またはRO(R=Ca、Mg、S
r、Ba、Zn)を任意成分として含むものが選定され
る。添加物を焼成中にガラス成分中のPbOと選択的に
短時間で反応させるためには、ガラス成分中のPbOの
含有率を高くして添加物との反応が起こりやすいように
してやる必要がある。
【0013】ガラスフリットにおける基本成分中のSi
O2は、ガラスの基本骨格をなす不可欠なガラス構成成
分であり、またAl2O3はガラスの耐候性や硬度を高
め、且つガラスの分相化を抑制する成分である。特にP
bO−SiO2二成分系ガラスにおいては、PbOの含
有率が70重量%以上になるとガラスにミクロ的な分相
現象が現われるので、この分相の現象を解消するために
は、Al2O3の添加は必須である。
O2は、ガラスの基本骨格をなす不可欠なガラス構成成
分であり、またAl2O3はガラスの耐候性や硬度を高
め、且つガラスの分相化を抑制する成分である。特にP
bO−SiO2二成分系ガラスにおいては、PbOの含
有率が70重量%以上になるとガラスにミクロ的な分相
現象が現われるので、この分相の現象を解消するために
は、Al2O3の添加は必須である。
【0014】任意成分中のROは、ガラスの溶融性を向
上させるとともに耐候性をも高める成分であり、またB
2O3は、少量の添加でガラスの溶融性を向上し且つ靭
性を促進する効果を有する作用を発揮するものである
が、その含有量が約2%以上になると添加物の結晶化反
応が著しく阻害されるようになるのでこれ以下に抑える
必要がある。本発明において結晶化反応を効果的に起こ
させるための好ましいガラス組成は、重量%でPbO5
0〜90%、SiO210〜50%、Al2O31〜1
0%、B2O30〜2%、RO0〜10%である。
上させるとともに耐候性をも高める成分であり、またB
2O3は、少量の添加でガラスの溶融性を向上し且つ靭
性を促進する効果を有する作用を発揮するものである
が、その含有量が約2%以上になると添加物の結晶化反
応が著しく阻害されるようになるのでこれ以下に抑える
必要がある。本発明において結晶化反応を効果的に起こ
させるための好ましいガラス組成は、重量%でPbO5
0〜90%、SiO210〜50%、Al2O31〜1
0%、B2O30〜2%、RO0〜10%である。
【0015】なおガラスフリットの主成分をなすPbO
は、PbOのほかに、またはその一部としてBaOやS
rOで置換することもできる。
は、PbOのほかに、またはその一部としてBaOやS
rOで置換することもできる。
【0016】本発明において、ガラスフリットに酸化チ
タンまたは酸化ニオブの粉末を添加混合して焼成を行っ
た場合に、結晶化反応はガラスの軟化点付近の温度から
起こるがそのときの反応は次の如くである。
タンまたは酸化ニオブの粉末を添加混合して焼成を行っ
た場合に、結晶化反応はガラスの軟化点付近の温度から
起こるがそのときの反応は次の如くである。
【0017】即ち、酸化チタンを添加する場合における
結晶化反応は、次の反応式によるものと推定される。
結晶化反応は、次の反応式によるものと推定される。
【0018】PbO+TiO2→PbTiO3 この反応によってガラスマトリックス中に析出するPb
TiO3はペロブスカイト型の結晶構造を有し、誘電率
約200近傍であって均一微細に析出するので低温焼成
基板に内挿した場合に十分なコンデンサ機能を有するも
のである。上記の複合化合物の形態をSEMで観察する
と、サブミクロンの球状粒子が緻密にガラスマトリック
ス中に析出していることが判かる。
TiO3はペロブスカイト型の結晶構造を有し、誘電率
約200近傍であって均一微細に析出するので低温焼成
基板に内挿した場合に十分なコンデンサ機能を有するも
のである。上記の複合化合物の形態をSEMで観察する
と、サブミクロンの球状粒子が緻密にガラスマトリック
ス中に析出していることが判かる。
【0019】示差走査発熱量測定法(DSC)で解析す
ると、温度560〜680℃から結晶化反応が開始して
いることが判かるが、その開始温度はPbOの添加量に
よって変化し添加量が多いほど低温側に移行するので、
焼成温度との関連においてその含有量によって結晶化開
始温度の調整を行うことができる。
ると、温度560〜680℃から結晶化反応が開始して
いることが判かるが、その開始温度はPbOの添加量に
よって変化し添加量が多いほど低温側に移行するので、
焼成温度との関連においてその含有量によって結晶化開
始温度の調整を行うことができる。
【0020】焼成中の結晶化反応の機構としては2つの
パターンが考えられる。1つは、ガラスの軟化点以上の
温度で添加されたTiO2粉末粒子の一部がガラス中に
溶出し、それがガラス成分中のPbOと反応してPbT
iO3結晶粒子として析出するものである。この析出粒
子は特に微細で0.05〜0.2μmの粒径のものであ
る。
パターンが考えられる。1つは、ガラスの軟化点以上の
温度で添加されたTiO2粉末粒子の一部がガラス中に
溶出し、それがガラス成分中のPbOと反応してPbT
iO3結晶粒子として析出するものである。この析出粒
子は特に微細で0.05〜0.2μmの粒径のものであ
る。
【0021】また他の1つは、TiO2粉末粒子の周り
からPbOとの反応が進行して上記の複合酸化物を生成
するものである。この場合においては、添加するTiO
2粉末粒子に平均粒径が1μmを超える大きな粒径のも
のを使用するときは、短時間の焼成では、ガラス中のP
bOとTiO2粉末粒子との反応が不十分となって、T
iO2粒子の中心部に未反応のTiO2成分が残留する
ので、反応を十分に行わせるためには、平均粒径が1μ
m以下の分散性のよいTiO2粉末を使用する必要があ
る。
からPbOとの反応が進行して上記の複合酸化物を生成
するものである。この場合においては、添加するTiO
2粉末粒子に平均粒径が1μmを超える大きな粒径のも
のを使用するときは、短時間の焼成では、ガラス中のP
bOとTiO2粉末粒子との反応が不十分となって、T
iO2粒子の中心部に未反応のTiO2成分が残留する
ので、反応を十分に行わせるためには、平均粒径が1μ
m以下の分散性のよいTiO2粉末を使用する必要があ
る。
【0022】また、ガラスフリットへの添加物を酸化ニ
オブとした場合には、結晶化反応は次の化学式により起
こるものと推定される。
オブとした場合には、結晶化反応は次の化学式により起
こるものと推定される。
【0023】 4PbO+3Nb2O5→PbNb2O6+Pb3Nb4O13 上記の反応によって、2種類の高誘電体結晶粒子を均一
に且つ微細に焼結体中に生成させることができる。それ
ぞれの複合酸化物の形態をSEMで観察するとサブミク
ロンのオーダーの球状粒子が緻密にガラスマトリックス
中に生成していることが判かる。
に且つ微細に焼結体中に生成させることができる。それ
ぞれの複合酸化物の形態をSEMで観察するとサブミク
ロンのオーダーの球状粒子が緻密にガラスマトリックス
中に生成していることが判かる。
【0024】この場合においても、示差走査熱量測定法
によって解析すると、530〜600℃の温度範囲にお
いて、結晶化反応が開始されており、結晶化反応の開始
温度はTiO2添加の場合と同様にガラス中のPbOの
含有量が多くなる程開始温度が低下する傾向があるの
で、その調整はPbOの含有量の調整によって行うこと
ができる。
によって解析すると、530〜600℃の温度範囲にお
いて、結晶化反応が開始されており、結晶化反応の開始
温度はTiO2添加の場合と同様にガラス中のPbOの
含有量が多くなる程開始温度が低下する傾向があるの
で、その調整はPbOの含有量の調整によって行うこと
ができる。
【0025】Nb2O5添加の場合の結晶化反応機構と
しては、焼成中にNb2O5の粉末粒子の周りからガラ
ス成分中のPbOとの反応が進行して、上記の複合酸化
物が生成するものと思われる。そして、この場合におい
てもTiO2添加の場合と同様に添加Nb2O5粉末粒
子の平均粒径が1μmを超えると、短時間で十分な結晶
化反応を行わせることができないので添加粉末粒子の平
均粒径を1μm以下とすることが必要である。
しては、焼成中にNb2O5の粉末粒子の周りからガラ
ス成分中のPbOとの反応が進行して、上記の複合酸化
物が生成するものと思われる。そして、この場合におい
てもTiO2添加の場合と同様に添加Nb2O5粉末粒
子の平均粒径が1μmを超えると、短時間で十分な結晶
化反応を行わせることができないので添加粉末粒子の平
均粒径を1μm以下とすることが必要である。
【0026】以上説明したように、高誘電体粉末中にバ
インダーとしてガラス粉末を添加する方法に依らず、ガ
ラスフリット中にガラスフリット成分と焼成中に結晶化
反応を起こし高誘電率の複合酸化物を生成するような物
質を必要な量でけ添加して焼成を行うときは、高誘電体
の一部分解を招くことなく安定的に所望の高誘電率特性
を有する材料を再現性良く得ることができるので効率的
である。しかも、この高誘電率特性を有する材料は90
0℃以下の比較的低温の焼成によって結晶化反応を起こ
させることができるので、900℃以下の温度で焼成が
行われる低温焼成多層基板に内挿されるコンデンサ材料
の製造方法としてきわめて有効である。
インダーとしてガラス粉末を添加する方法に依らず、ガ
ラスフリット中にガラスフリット成分と焼成中に結晶化
反応を起こし高誘電率の複合酸化物を生成するような物
質を必要な量でけ添加して焼成を行うときは、高誘電体
の一部分解を招くことなく安定的に所望の高誘電率特性
を有する材料を再現性良く得ることができるので効率的
である。しかも、この高誘電率特性を有する材料は90
0℃以下の比較的低温の焼成によって結晶化反応を起こ
させることができるので、900℃以下の温度で焼成が
行われる低温焼成多層基板に内挿されるコンデンサ材料
の製造方法としてきわめて有効である。
【0027】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。 実施例1 表1に示すA、B、Cの3種類のガラス組成の酸化物を
デジタル天秤にて秤量し、混合粗原料を擂潰機で1〜2
時間擂潰して混合した。次に混合粉末を白金坩堝に入れ
て、電気炉中で1100〜1200℃の温度で1〜2時
間溶融した。溶融の途中で溶融ガラスを数回白金棒で撹
拌してガラスの均質性を高め、ガラスが清澄したらステ
ンレス板上にガラスを流出させ、赤味のあるうちに該ス
テンレス板を500〜600℃に保持した電気炉中に入
れてガラスを徐冷した。得られたガラスの熱膨張係数
(室温〜400℃)、転移点、降伏点はガラスの泡のな
い部分を切り出して常法に従って測定した。表1にそれ
ぞれのガラスの熱膨張係数、転移点および降伏点を示
す。
デジタル天秤にて秤量し、混合粗原料を擂潰機で1〜2
時間擂潰して混合した。次に混合粉末を白金坩堝に入れ
て、電気炉中で1100〜1200℃の温度で1〜2時
間溶融した。溶融の途中で溶融ガラスを数回白金棒で撹
拌してガラスの均質性を高め、ガラスが清澄したらステ
ンレス板上にガラスを流出させ、赤味のあるうちに該ス
テンレス板を500〜600℃に保持した電気炉中に入
れてガラスを徐冷した。得られたガラスの熱膨張係数
(室温〜400℃)、転移点、降伏点はガラスの泡のな
い部分を切り出して常法に従って測定した。表1にそれ
ぞれのガラスの熱膨張係数、転移点および降伏点を示
す。
【0028】
【表1】 ─────────────────────────────── 組成(wt%) A B C ─────────────────────────────── PbO 70.92 75.92 80.92 SiO2 26.08 21.08 16.08 Al2O3 2.44 2.44 2.44 CaO 0.51 0.51 0.51 B2O3 0.05 0.05 0.05 ─────────────────────────────── 熱膨張係数 73.2 81.1 90.9 (×10−7/℃) ─────────────────────────────── 転移点(℃) 494 467 427 ─────────────────────────────── 降伏点(℃) 540 506 463 ─────────────────────────────── 室温に冷えたガラスをスタンプミルで粗粉砕し、次に耐
摩耗性のあるボールミルで一般的に常用されているエチ
ルアルコールやイソプロパノール等の溶剤を適当量加
え、回転数100rpmで約3日間湿式粉砕を行い、ス
ラリー状になった懸濁液を容器に移して、温度60〜1
20℃の防爆型乾燥炉中で乾燥させて平均粒径約2μm
のガラスフリットを得た。
摩耗性のあるボールミルで一般的に常用されているエチ
ルアルコールやイソプロパノール等の溶剤を適当量加
え、回転数100rpmで約3日間湿式粉砕を行い、ス
ラリー状になった懸濁液を容器に移して、温度60〜1
20℃の防爆型乾燥炉中で乾燥させて平均粒径約2μm
のガラスフリットを得た。
【0029】次に、このガラスフリットと平均粒径0.
64μmの酸化チタン(TiO2)とをそれぞれ表2に
示す重量組成になるように秤量し、両者をボールミルで
72時間湿式混合した。なお、表2に示すガラスフリッ
ト重量と酸化チタンの重量の選定に当たっては、ガラス
フリット成分中のPbO量と化学量論的に反応し得るだ
けの酸化チタン量を選定した。勿論ガラスフリットの量
を上記の量論比以上の重量として混合した場合において
も、焼成によって得られる焼結組成物の誘電率は若干低
下するものの、焼成中に結晶化反応が容易に完結されて
誘電性粒子であるPbTiO3粒子が十分に生成するの
で差し支えない。
64μmの酸化チタン(TiO2)とをそれぞれ表2に
示す重量組成になるように秤量し、両者をボールミルで
72時間湿式混合した。なお、表2に示すガラスフリッ
ト重量と酸化チタンの重量の選定に当たっては、ガラス
フリット成分中のPbO量と化学量論的に反応し得るだ
けの酸化チタン量を選定した。勿論ガラスフリットの量
を上記の量論比以上の重量として混合した場合において
も、焼成によって得られる焼結組成物の誘電率は若干低
下するものの、焼成中に結晶化反応が容易に完結されて
誘電性粒子であるPbTiO3粒子が十分に生成するの
で差し支えない。
【0030】湿式混合を終えた混合粉末は120℃で4
8時間乾燥を行って15mmφの有底の筒状金型に充填
し、上方から200kg/cm2の圧力で加圧して平均
厚さ0.5〜1mmになるようにプレス成形した。次に
得られたプレスペレットを空気中で昇温時間40分で最
高温度875〜900℃に加熱し、最高温度で20分間
保持する焼成を行うことによって緻密な焼結体を得た。
これらの焼結体の熱膨張係数(室温〜400℃)、誘電
率、誘電損失およびX線回折による析出結晶相の同定お
よびピーク高さの比較を表2に示す。
8時間乾燥を行って15mmφの有底の筒状金型に充填
し、上方から200kg/cm2の圧力で加圧して平均
厚さ0.5〜1mmになるようにプレス成形した。次に
得られたプレスペレットを空気中で昇温時間40分で最
高温度875〜900℃に加熱し、最高温度で20分間
保持する焼成を行うことによって緻密な焼結体を得た。
これらの焼結体の熱膨張係数(室温〜400℃)、誘電
率、誘電損失およびX線回折による析出結晶相の同定お
よびピーク高さの比較を表2に示す。
【0031】なお、誘電率、誘電損失の測定には、焼結
ペレットの両面に銀ペーストを印刷により塗布し、60
0℃で焼成して電極を形成した試料を使用した。
ペレットの両面に銀ペーストを印刷により塗布し、60
0℃で焼成して電極を形成した試料を使用した。
【0032】
【表2】 ─────────────────────────────────── ガラスフリット(g) A:98.47 B:91.98 C:86.30 ─────────────────────────────────── TiO2(g) 25.00 25.00 25.00 ─────────────────────────────────── 熱膨張係数(×10-7/℃) 52.6 31.1 20.9 ─────────────────────────────────── 誘電率(1MHz) 47 55 74 ─────────────────────────────────── 誘電損失(1MHz)% 1.3 1.4 1.6 ─────────────────────────────────── 実施例2 実施例1において使用したA、B、C3種類のガラスフ
リットを使用した。
リットを使用した。
【0033】次に、この平均粒径が約2μmのA、B、
C3種類のガラスフリットと平均粒径1μmの酸化ニオ
ブ(Nb2O5)とをそれぞれ表3に示す重量組成にな
るように秤量し、両者をボールミルで72時間湿式混合
した。なお、表2に示すガラスフリット重量と酸化チタ
ンの重量の選定に当たっては、先ず初めにガラスフリッ
ト成分中のPbO量と化学量論的に反応し得るだけの酸
化ニオブ量を選定して添加し焼成を行ったが、この場合
においてはA、B、Cのガラスとも多孔質の焼結体しか
得られなかった。そこでその改善策として、ガラスフリ
ットの量を上記の量論比の2倍の重量(表3のガラス重
量)にしてガラスの流動性を高めて焼成を行ったとこ
ろ、何れのガラスにおいても十分に緻密な焼結体を得る
ことができた。ガラスフリット量を量論比以上に添加し
た場合には当然焼結体組成物の誘電率は若干低下するも
のの、焼成中に結晶化反応が容易に完結されて誘電性粒
子であるPbNb2O5およびPb3Nb4O13粒子
が十分に生成するのでなんら差し支えない。
C3種類のガラスフリットと平均粒径1μmの酸化ニオ
ブ(Nb2O5)とをそれぞれ表3に示す重量組成にな
るように秤量し、両者をボールミルで72時間湿式混合
した。なお、表2に示すガラスフリット重量と酸化チタ
ンの重量の選定に当たっては、先ず初めにガラスフリッ
ト成分中のPbO量と化学量論的に反応し得るだけの酸
化ニオブ量を選定して添加し焼成を行ったが、この場合
においてはA、B、Cのガラスとも多孔質の焼結体しか
得られなかった。そこでその改善策として、ガラスフリ
ットの量を上記の量論比の2倍の重量(表3のガラス重
量)にしてガラスの流動性を高めて焼成を行ったとこ
ろ、何れのガラスにおいても十分に緻密な焼結体を得る
ことができた。ガラスフリット量を量論比以上に添加し
た場合には当然焼結体組成物の誘電率は若干低下するも
のの、焼成中に結晶化反応が容易に完結されて誘電性粒
子であるPbNb2O5およびPb3Nb4O13粒子
が十分に生成するのでなんら差し支えない。
【0034】湿式混合を終えた混合粉末は120℃で4
8時間乾燥を行って15mmφの有底の筒状金型に充填
し、上方から200kg/cm2の圧力で加圧して平均
厚さ0.5〜1mmになるようにプレス成形した。な
お、この場合において成形をしやすくするために混合粉
末を予め適当な大きさに造粒して用いても一向差し支え
ない。次に、得られたプレスペレットを空気中で昇温時
間40分で最高温度875〜900℃に加熱し、最高温
度で20分間保持する焼成を行うことによって緻密な焼
結体を得た。これらの焼結体の熱膨張係数(室温〜40
0℃)、誘電率、誘電損失およびX線回折による析出結
晶相の同定およびピーク高さの比較を表3に示す。な
お、誘電率、誘電損失の測定には、焼結ペレットの両面
に銀ペーストを印刷により塗布し、600℃で焼成して
電極を形成した試料を使用した。
8時間乾燥を行って15mmφの有底の筒状金型に充填
し、上方から200kg/cm2の圧力で加圧して平均
厚さ0.5〜1mmになるようにプレス成形した。な
お、この場合において成形をしやすくするために混合粉
末を予め適当な大きさに造粒して用いても一向差し支え
ない。次に、得られたプレスペレットを空気中で昇温時
間40分で最高温度875〜900℃に加熱し、最高温
度で20分間保持する焼成を行うことによって緻密な焼
結体を得た。これらの焼結体の熱膨張係数(室温〜40
0℃)、誘電率、誘電損失およびX線回折による析出結
晶相の同定およびピーク高さの比較を表3に示す。な
お、誘電率、誘電損失の測定には、焼結ペレットの両面
に銀ペーストを印刷により塗布し、600℃で焼成して
電極を形成した試料を使用した。
【0035】
【表3】 ──────────────────────────────────── ガラスフリット量(g) A:88.80 B:82.94 C:77.82 ──────────────────────────────────── Nb2O5量(g) 25.00 25.00 25.00 ──────────────────────────────────── 熱膨張係数(×10-7/℃) 61.9 69.0 73.0 ──────────────────────────────────── 誘電率(1MHz) 35 42 46 ──────────────────────────────────── 誘電損失(1MHz)% 0.2 0.2 0.2 ──────────────────────────────────── 生成結晶相の回折線 PbNb2O5: 同 左 同 左 Pb3Nb4O13 ピーク高さの比率 =1:1 =1:2 =1:3 ────────────────────────────────────
【0036】
【発明の効果】以上述べたように本発明の方法によると
きは、安定した誘電率特性を有するコンデンサ材料を9
00℃以下の焼成温度において得ることができ、しかも
その誘電率や熱膨張係数を所望の設計値通りに任意に調
整することができるので、900℃以下の焼成温度で使
用する低温焼成多層基板の内挿用コンデンサ材料の製造
方法として優れた効果を有するものであるといえる。
きは、安定した誘電率特性を有するコンデンサ材料を9
00℃以下の焼成温度において得ることができ、しかも
その誘電率や熱膨張係数を所望の設計値通りに任意に調
整することができるので、900℃以下の焼成温度で使
用する低温焼成多層基板の内挿用コンデンサ材料の製造
方法として優れた効果を有するものであるといえる。
Claims (2)
- 【請求項1】 主成分を酸化鉛とするフリットガラス粉
末に、酸化チタン粉末または酸化ニオブ粉末を混合して
なる混合物を、グリーンシートに塗布し、900℃以下
の温度で焼成することによって結晶化反応を行わせるこ
とを特徴とする低温焼成基板用コンデンサ材料の製造方
法。 - 【請求項2】 酸化チタン粉末または酸化ニオブ粉末の
平均粒径は1μm以下である請求項1記載の低温焼成基
板用コンデンサ材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5173803A JP2626478B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 低温焼成基板用コンデンサ材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5173803A JP2626478B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 低温焼成基板用コンデンサ材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0714746A JPH0714746A (ja) | 1995-01-17 |
JP2626478B2 true JP2626478B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=15967454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5173803A Expired - Lifetime JP2626478B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 低温焼成基板用コンデンサ材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2626478B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106927821A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-07-07 | 湖南云平环保科技有限公司 | 高介电常数陶瓷电容器材料及其制造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5940950B2 (ja) * | 1978-07-27 | 1984-10-03 | 日華化学工業株式会社 | 染料溶解助剤 |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP5173803A patent/JP2626478B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0714746A (ja) | 1995-01-17 |
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