JPH028975B2

JPH028975B2 -

Info

Publication number: JPH028975B2
Application number: JP23950883A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kondo; Tatsunori Kurachi; Masahiko Okuyama
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1983-12-19
Filing date: 1983-12-19
Publication date: 1990-02-28
Also published as: JPS60131881A

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ズ組成物に関するも
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
ドやプリンター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分程度の熱処理後でもな
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、グレーズ層のマイクロクラツク等が生じ、
極めて信頼性の乏しい。また著しく膨張差が大き
いと焼き付け冷却時にすでにグレーズが生じる事
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SiO₂44
〜59％、Al₂O₃6〜13％、SrO1〜26％、B₂O₃0.5
〜３％、CaO1〜14％、BaO2〜20％およびY₂O₃2
〜10％より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
旨とするところは重量基準でSiO₂44〜59％、
Al₂O₃6〜13％、SrO1〜26％、B₂O₃0.5〜３％、
CaO1〜14％、BaO2〜20％およびY₂O₃2〜10％を
必須成分とし、これに選択成分としてZnO1％以
下およびMgO1％以下のうちから選ばれる一種以
上を含有す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、
44％未満では失透傾向があり、良好なグレーズと
なり難く、59％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、６％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
とフリツトが溶融しがたく、またグレーズ表面が
平滑になりにくい。 SrOは失透傾向を低下させるほか、良好なグレ
ーズ表面を形成するのに極めて有効であり、
BaOと併用すれば流動性が増し、平滑な表面が
得られるが、１％未満ではその効果に乏しく、26
％を超えると却つてグレーズ表面の平滑性が悪く
なる。 B₂O₃はSiO₂同様にガラス構造を形成するもの
で、グレーズ表面の平滑性向上に対して少量でも
効果があるが、0.5％未満ではその効果に乏しく
表面にうねりを生じ、３％を超えると熱特性の低
下が著しく本発明の目的に適さない。 CaOはフリツトを溶融し易くするものでありま
た耐水性も向上させるが、１％未満ではその効果
に乏しく、14％を超えると失透傾向が強く良好な
グレーズとならない。 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、また熱膨張係数を高める効果
を有するが、２％未満ではその効果に乏しく20％
を超えると泡抜けが悪くて平滑なグレーズ表面が
得られにくく、また熱特性も低下する。 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
レーズ焼付け時の泡抜けを促進し、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ガラスの耐食性を向上させ、
グレーズの硬度も向上させるが、２％未満ではそ
れらの効果が現われず、10％を超えると焼き付け
時の失透傾向が強くなる。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も本発明の目的を十
分に達するが、所望によりZnOおよびMgO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。 ZnOはグレーズの平滑性を向上させる効果があ
るが、１％を超えると失透傾向が強くなる。 MgOは表面絶縁抵抗を向上させるが、１％を
超えると面状態が悪化する。以下実施例を示す。実施例溶融後に第１表の組成になるようにSiO₂、Al
（OH）₃、H₃BO₃、CaCO₃、BaCO₃、MgCO₃、
SrCO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、Y₂O₃、Pb₃O₄および
ZnO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.６を製造した。また
比較のために本発明グレーズ組成物と同様の手順
を経てグレーズ組成物No.７とNo.８を製造した。

【表】上記グレーズ組成物No.１〜No.８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.８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、1200〜1250℃、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.６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.７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.８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SiO₂44〜59％、Al₂O₃6〜13％、
SrO1〜26％、B₂O₃0.5〜３％、CaO1〜14％、
BaO2〜20％及びY₂O₃2〜10％よりなることを特
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SiO₂44〜59％、Al₂O₃6〜13％、
SrO1〜26％、B₂O₃0.5〜３％、CaO1〜14％、
BaO2〜20％及びY₂O₃2〜10％を必須成分とし、
これに選択成分としてZnO1％以下及びMgO1％
以下のうちから選ばれる一種以上を含有すること
を特徴とするセラミツク基板用グレーズ組成物。３セラミツク基板がアルミナ基板である特許請
求の範囲第１項又は第２項記載のセラミツク基板
用グレーズ組成物。