JP4613826B2 - セラミック基板用組成物、セラミック基板、セラミック基板の製造方法およびガラス組成物 - Google Patents
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Description
一般式A:aB2O3−bRe2O3−cZnO
〔ただし、Reは希土類元素、a+b+c=1(a、bおよびcはモル比)〕
で表されるガラス組成物を含有するものである。ここで、上記一般式Aにおけるモル比(a、b、c)は、図1に示す3元組成図において、
点A(0.4,0.595,0.005)、
点B(0.4,0.25,0.35)、
点C(0.52,0.01,0.47)、
点D(0.9,0.005,0.095)、および、
点E(0.9,0.09,0.01)、
で囲まれた領域内(点A、点B、点C、点Dおよび点Eを結ぶ線上を含む)にある。
(焼成による結晶化の確認)
まず、本発明のガラス組成物について、焼成による結晶化を確認した。図4に、ガラスAとガラスBの焼成前後におけるXRDの測定結果を示す。ガラスAは、B2O3とLa2O3とZnOとを、3.0:1.0:0.5=0.67:0.22:0.11(モル比)の割合で含有する非晶質ガラスである。ガラスAの焼成前の同定データを図4(d)に示し、900℃、2時間、大気中で焼成した後のデータを図4(c)に示す。図4の結果から明らかなとおり、焼成前には結晶相は認められないが、焼成後にはLaB3O6が主結晶相として析出していることがわかった。
(ガラスの作製)
La2O3粉末、B2O3粉末、ZnO粉末を下記表1〜4に示す割合となるように混合し、ガラスの素原料を調製した。次いで、調製した混合物を白金ルツボに投入し、約1200℃にて溶解後、急冷して、ガラスを作製した。そして、このガラスを、メジアン径(D50)で20μm以下になるように粉砕して、主原料となるガラス粉末を作製した。
(セラミックスの作製)
La2O3粉末、B2O3粉末、ZnO粉末を下記表1〜4に示す割合となるように混合し、セラミックスの素原料を調製した。次いで、調製した混合物に純水若しくはエタノールを加えて、ジルコニアボール若しくはアルミナボールを用いたボールミルにより10〜30時間、湿式混合した。次いで、得られた混合物を乾燥後、1000℃で仮焼し、その後、メジアン径で10μm以下になるように粉砕して、セラミック粉末(仮焼粉)とした。
(結晶化ガラスの作製)
La2O3、B2O3、ZnOを下記表1〜4に示す割合となるように混合し、結晶化ガラスの素原料を調製した。次いで、調製した混合物を白金ルツボに投入し、約1250℃にて溶解後、急冷して、結晶化ガラスを作製した。そして、このガラスを、メジアン径で20μm以下になるように粉砕して、結晶化ガラス粉末を作製した。
(セラミック基板用組成物の調製およびセラミック基板の作製)
上記のようにして得られたガラス粉末、セラミック粉末(仮焼粉)および結晶化ガラス粉末を表1〜4に示す重量比率となるように秤量し、混合した。次いで、得られた混合物に、必要に応じて、Al2O3粉末やTiO2粉末、La2O3粉末等を加えた後、純水若しくはエタノールを加えて、ジルコニアボール若しくはアルミナボールを用いたボールミルにより10〜30時間、湿式混合した。そして、この混合物を乾燥後、成形用の有機バインダを加えてから整粒し、得られた混合粉末を金型プレスにより直径15mm、高さ7.5mmの円柱状に成形した。次いで、大気中、500〜600℃で脱バインダ処理した後、表1〜4に示す焼成温度にて本焼成した。焼成後は、得られたセラミック焼結体の表面が滑らかで上下面が平行になるように研磨し、超音波洗浄器で洗浄後、さらに乾燥することにより、サンプルNo.1〜54の誘電特性評価用の試料を得た。なお、サンプルNo.4、5、18、19、35、46、50は比較例である。得られたセラミック試料の評価結果を、表1〜4に示す。
Claims (13)
- aB2O3−bRe2O3−cZnO〔ただし、Reは希土類元素、a+b+c=1(a、bおよびcはモル比)〕で表され、そのモル比(a、b、c)が3元組成図において点A(0.4,0.595,0.005)、点B(0.4,0.25,0.35)、点C(0.52,0.01,0.47)、点D(0.9,0.005,0.095)および点E(0.9,0.09,0.01)で囲まれた領域にあるガラスが含まれている、セラミック基板用組成物であって、
さらに、ReBO3、Re3BO6およびReB3O6(ただし、Reは希土類元素)からなる群より選ばれた少なくとも1種の結晶相を有した複合酸化物セラミックスが含まれており、
前記希土類元素は、ランタンおよびネオジウムからなる群より選ばれた少なくとも1種であり、
前記複合酸化物セラミックスが、前記ガラスと前記複合酸化物セラミックスの合計量に対して、20〜90重量%の割合で含まれており、
酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群より選ばれた少なくとも1種の酸化物の含有量が、全体量の50重量%以下である、
セラミック基板用組成物。 - aB2O3−bRe2O3−cZnO〔ただし、Reは希土類元素、a+b+c=1(a、bおよびcはモル比)〕で表され、そのモル比(a、b、c)が3元組成図において点A(0.4,0.595,0.005)、点B(0.4,0.25,0.35)、点C(0.52,0.01,0.47)、点D(0.9,0.005,0.095)および点E(0.9,0.09,0.01)で囲まれた領域にあるガラスが含まれている、セラミック基板用組成物であって、
さらに、ReBO3、Re3BO6およびReB3O6(ただし、Reは希土類元素)からなる群より選ばれた少なくとも1種の結晶相を析出し得る結晶化ガラスが含まれており、
前記希土類元素は、ランタンおよびネオジウムからなる群より選ばれた少なくとも1種であり、
前記結晶化ガラスは、gB 2 O 3 −hRe 2 O 3 −iZnO〔ただし、Reは希土類元素、g+h+i=1(g、hおよびiはモル比)〕で表され、そのモル比(g、h、i)が3元組成図において点F(0.4,0.595,0.005)、点G(0.4,0.25,0.35)、点H(0.52,0.01,0.47)、点I(0.9,0.005,0.095)および点J(0.9,0.09,0.01)で囲まれた領域にあり、
前記結晶化ガラスが、前記ガラスと前記結晶化ガラスの合計量に対して、20〜90重量%の割合で含まれており、
酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群より選ばれた少なくとも1種の酸化物の含有量が、全体量の50重量%以下である、
セラミック基板用組成物。 - aB2O3−bRe2O3−cZnO〔ただし、Reは希土類元素、a+b+c=1(a、bおよびcはモル比)〕で表され、そのモル比(a、b、c)が3元組成図において点A(0.4,0.595,0.005)、点B(0.4,0.25,0.35)、点C(0.52,0.01,0.47)、点D(0.9,0.005,0.095)および点E(0.9,0.09,0.01)で囲まれた領域にあるガラスが含まれている、セラミック基板用組成物であって、
前記希土類元素は、ランタンおよびネオジウムからなる群より選ばれた少なくとも1種であり、
さらに、La2O3が10〜30重量%含まれており、
酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群より選ばれた少なくとも1種の酸化物の含有量が、全体量の50重量%以下である、
セラミック基板用組成物。 - 前記複合酸化物セラミックスは、dB2O3−eRe2O3〔ただし、Reは希土類元素、d/e=1/3〜3/1(dおよびeはモル比)〕で表される素原料を仮焼して得られたものであり、
前記希土類元素は、ランタンおよびネオジウムからなる群より選ばれた少なくとも1種である、請求項1に記載のセラミック基板用組成物。 - 前記複合酸化物セラミックスには、さらにZnOが含有されている、請求項4に記載のセラミック基板用組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック基板用組成物を所定形状に成形し、焼成してなるものであって、かつ、主結晶相として、ReBO3および/またはReB3O6を析出してなる、セラミック基板。
- 前記セラミック基板用組成物からなるセラミック層(2a,2b,2c,2d,2e)を積層してなる多層構造を有する、請求項6に記載のセラミック基板。
- 前記セラミック層(2a,2b,2c,2d,2e)に、銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも1種の金属を主成分とする導体パターンが形成されている、請求項7に記載のセラミック基板。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック基板用組成物を所定形状に成形し、この成形物を焼成する、セラミック基板の製造方法。
- 前記セラミック基板用組成物からなるセラミック層(2a,2b,2c,2d,2e)を積層してなる多層構造物を焼成する、請求項9に記載のセラミック基板の製造方法。
- 前記セラミック層に銀および銅からなる群より選ばれた少なくとも1種の金属を主成分とする導体パターンを形成する、請求項10に記載のセラミック基板の製造方法。
- 前記成形物を1000℃以下で焼成する、請求項11に記載のセラミック基板の製造方法。
- 前記成形物の一方主面あるいは両主面(3,4)に前記セラミック基板用組成物の焼結温度では実質的に焼結しないセラミックスからなる拘束層(12)を密着させ、これを加圧しながらあるいは加圧せずに焼成する、請求項9に記載のセラミック基板の製造方法。
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