JPH0210098B2

JPH0210098B2 -

Info

Publication number: JPH0210098B2
Application number: JP1081284A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kondo; Tatsunori Kurachi; Masahiko Okuyama
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1984-01-24
Filing date: 1984-01-24
Publication date: 1990-03-06
Also published as: JPS60155550A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、耐熱性に著しく優れるとともに、表
面平滑性およびセラミツク基板とのマツチング性
に優れ、過酷な条件で反復使用されても信頼性の
高いセラミツク基板用グレース組成物に関するも
のである。グレーズド基板はフアクシミリのサーマルヘツ
ドやプリンタ―ヘツドに汎用されているが、近
年、印字速度が益々高速化されるにつれ、温度の
急激な上昇、降下という極めて厳しい条件にさら
されるようになつてきた。また装置の小型化、コ
ストダウン化を目的とし、グレーズド基板上に
ICドライブ回路を形成したり、あるいは厚膜工
程を導入すると、グレーズに対して従来よりもさ
らに高度な耐熱性が要求されており、少なくとも
温度800℃、保持時間30分程度の熱処理になんら
変化しないグレーズ層が要望されている。ところ
が従来のグレーズ組成物にあつては、グレーズ表
面の平滑性、あるいは生産性を重視するため、ア
ルカリないしはアルカリと鉛が添加されており、
通常600℃程度しか耐えることができなかつた。また、近年アルカリ、鉛を含有しない“高温タ
イプ”と称されるグレーズにおいても700℃付近
の温度までしか耐えることができなかつた。更に
グレーズの耐熱性を向上せしめんとすれば表面平
滑性がそこなわれたり、熱膨張係数が低下してセ
ラミツク基板との膨張差が増大してしまうという
難点があつた。グレーズとセラミツク基板との熱膨張係数差が
大きいと、グレーズ焼き付け時に、すでにグレー
ズ層内に大きな応力が発生しており、フアクシミ
リのサーマルヘツド等に使用されると温度の急激
な上昇等の過酷な条件により、さらに熱応力が加
わり、グレーズ層にマイクロクラツク等が生じ、
極めて信頼性に乏しい。また著しく膨張差が大き
いと焼き付け冷却時にすでにクラツクが生じる事
は公知である。本発明は上記の難点を克服するためになされた
もので、その要旨とする処は重量基準でSiO₂46
〜56％、Al₂O₃5〜13％、La₂O₃3〜17％、CaO2〜
14％及びBaO3〜13％からなることを特徴とする
セラミツク基板用グレーズ組成物に存する。また、上記特定発明と関連する同様に本発明の
要旨とする処はSiO₂46〜56％、Al₂O₃5〜13％、
La₂O₃3〜17％、CaO2〜14％及びBaO3〜13％を
必須成分とし、該必須成分とSrO25％以下、
MgO1％以下、B₂O₃5％以下及びY₂O₃10％以下の
うちから選ばれる一種以上の選択成分とからなる
ことを特徴とするセラミツク基板用グレーズ組成
物に存する。本発明セラミツク基板用グレーズ組成物を構成
する各成分の含有量を上記のように限定した理由
を以下に示す。 SiO₂はガラス構造を形成するものであるが、
46％未満では失透傾向があり、良好なグレーズと
なり難く、56％を超えると熱膨張係数が小さくな
る傾向が著しく、本発明の目的に適さない。
Al₂O₃はアルカリ、Pbを含まない本発明組成にお
いては、少量でも失透傾向を低下させ、また熱特
性も向上させる性質を持つが、５％未満では失透
傾向が強くグレーズとなり難く、13％を超えると
グレーズ表面が平滑になりにくい。La₂O₃はグレ
ーズの熱膨張係数を上げるものであるが、３％未
満ではその効果が現われず、17％を超えると失透
傾向が現われる。従来グレーズの熱膨張係数を上
げるためにはアルカリ酸化物、PbOまたはBaO
が添加されるが、これらはいずれも添加する前と
比べてグレーズの耐熱性を低下させるのに対し、
La₂O₃は逆に若干乍らも耐熱性と表面平滑性を向
上させる効果を有している。CaOはフリツトを溶
融し易くするものであるが、２％未満ではその効
果に乏しく、14％を超えると失透傾向が現われ
る。BaOはフリツトを溶融し易くするとともに
失透傾向を低下させ、また熱膨張係数を上げる効
果を有するが、３％未満ではそれらの効果に乏し
く、13％を超えると平滑なグレーズ表面が得られ
にくくまた耐熱性も低下する。本発明セラミツク基板用グレーズ組成物は上記
必須成分のみからなる場合では本発明の目的を十
分に達するが、所望によりSrO、MgO、B₂O₃お
よびY₂O₃を選択成分として含有させても良くそ
の場合は以下の効果が付加される。 SrOは失透傾向を低下させるほか、平滑なグレ
ーズ表面を形成するものである。少量の添加でも
効果があるが、CaOをSrOに多量に置換してもよ
い。この場合、得られるグレーズ組成物は耐熱性
は多少低下するが表面平滑性は向上する。しか
し、25％を超えると却つてグレーズ表面の平滑性
が悪くなる。MgOはグレーズ焼き付け時の泡抜
け等を促進させるが、１％を超えると失透傾向が
現われる。B₂O₃は少量でもグレーズ表面の平滑
性を著しく向上させ、失透傾向をも抵下させる
が、添加とともに耐熱性を低下させるため、上限
を５％とした。Y₂O₃はグレーズの耐熱性を向上
させるとともに、グレーズの熱膨張係数も増大さ
せる。またグレーズ焼き付け時の浮抜けを促進
し、平滑なグレーズ表面を与え、さらにグレーズ
焼き付け温度の好ましい範囲を広げる効果もあ
る。さらにまた薄膜層のエツチング時に使用され
る（HF＋HNO₃）混合溶液等に対する耐食性を
向上させ、硬度も向上させるが、10％を超えると
焼き付け時の失透傾向が強くなる。通常、サーマルヘツドに使用される基板材質は
機械的強度、熱伝導率、価格等の点でアルミナが
最も望ましいとされているが、本発明グレーズ組
成物はアルミナに対して熱膨張係数その他諸特性
において極めて良く適合するものである。以下実施例を示す。実施例溶融後に第１表の組成（重量基準で第１表の２
の組成）になるようにSiO₂、Al（OH）₃、La₂O₃、
CaCO₃、BaCO₃、SrCO₃、MgCO₃、H₃BO₃、
Y₂O₃、Na₂CO₃、K₂CO₃およびPb₃O₄を秤量し、
ライカイ機にて混合し、白金るつぼ中温度1450℃
で溶融した後、水中に投入してガラス化し、アル
ミナ製ボールミルで微粉砕して本発明グレーズ組
成物No.１〜No.８の比較のためのグレーズ組成物No.
９、No.10を製造した。

【表】

【表】上記グレーズ組成物No.１〜No.10の熱特性を測定
した結果を第２表に示す。

【表】次に上記グレーズ組成物No.１〜No.10をそれぞれ
エチルセルローズ系バインダーと混合しペースト
とし、Al₂O₃97重量％、大きさ50×50×１（mm）
のアルミナ基板に塗布し、1180〜1250℃、保持時
間２時間で焼き付けてグレーズドセラミツク基板
とした。これらグレーズドセラミツク基板の耐熱
性の評価として温度800℃、保持時間30分の熱処
理を施した後、表面状態を観察した処、本発明グ
レーズ組成物No.１〜No.８を塗布したセラミツク基
板は何等異状無かつたが、比較のためにグレーズ
組成物No.９を塗布したセラミツク基板はグレーズ
の軟化変形により基板縁が丸味を帯びており、ま
た同じく比較のためにグレーズ組成物No.10を塗布
したセラミツク基板は表面のグレーズに亀裂が生
じていた。以上のように本発明セラミツク基板用グレーズ
組成物はサーマルヘツド、プリンターヘツド等の
セラミツク基板の表面グレーズ化に好適なもので
あり、その外に封着材料としても使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】１重量基準でSiO₂46〜56％、Al₂O₃5〜13％、
La₂O₃3〜17％、CaO2〜14％及びBaO3〜13％か
らなることを特徴とするセラミツク基板用グレー
ズ組成物。２重量基準でSiO₂46〜56％、Al₂O₃5〜13％、
La₂O₃3〜17％、CaO2〜14％及びBaO3〜13％を
必須成分とし、該必須成分とSrO25％以下、
MgO1％以下、B₂O₃5％以下及びY₂O₃10％以下の
うちから選ばれる一種以上の選択成分とからなる
ことを特徴とするセラミツク基板用グレーズ組成
物。