JPH03290382A

JPH03290382A - 高耐熱性グレーズド基板

Info

Publication number: JPH03290382A
Application number: JP9209990A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kato; 正博加藤; Kazuaki Nakanishi; 一晃中西; Masaji Tsuzuki; 正詞都築
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1991-12-20
Anticipated expiration: 2013-01-19
Also published as: JP2699206B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕本発明は、表面平滑性、耐熱性を要求される電子材料用
に用いられるグレーズド基板、特にファクシミリのサー
マルヘッドやプリンタヘッド用基板として用いられるグ
レーズド基板に関するものである。

〔従来の技術〕

グレーズド基板は、絶縁基板上に薄く均一に溶融したガ
ラスを塗布してグレーズ層を形成したものであり、ファ
クシミリのサーマルヘッドやプリンタヘッド用等に汎用
されているグレーズド基板の絶縁基板としては、主とし
てアルミナ含有率が９０〜９７％のセラ短ックスからな
るアルミナ基板が多く用いられているが、その実用温度
は８００℃未満である。

しかし、最近、印字速度が益々高速度化されるにつれ、
温度の急激な上昇、降下という極めて厳しい条件にさら
されるようになって従来よりも更に高度な耐熱性が要求
されるようになり、かつまた、小型化、高精度化の要求
も厳しくなってきている。これらの要求に応えるべくグ
レーズ層の耐熱性向上、グレーズ層の薄層化及び段付き
・端面型グレーズド基板等基板の形状の改良が行われて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

グレーズ層の耐熱性向上のために高軟化点のガラスを用
いると、グレーズド基板の焼成温度を高くする必要があ
り、またグレーズ厚みの薄いグレーズ層表面はセラミッ
ク基板の影響を受は易いので、焼成温度上昇とグレーズ
層の薄層化によって平滑性の低下を来たし、また、焼成
によりグレーズ層が端部より引けていく、いわゆる“ひ
け”が大きくなり、更には基板の反りが大きくなるとい
う問題を生ずる。これらのことは高精度化の要求に沿え
なくなる現象である。また、段付きグレーズド基板とし
た場合は段付き部でグレーズ層がはげるという問題も生
じている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の如き課題を解決す、るために鋭意研究
を重ねた結果８５０℃以上の耐熱性を有するグレーズド
基板を提供することを目的とし、その概要は、アルミナ
基板として平均粒径２／Ｉ′Ｉｎ以下で含有率が９８％
以上のアルミナ粉末からなるセラミック基板を用い、グ
レーズ層を形成するガラスとしては、屈伏点が７００℃
以上、軟化点が９００℃以上で、かつ、熱膨張係数が５
０ｘｌＯ−’〜７５ｘｌＯ−’／℃の範囲にあるガラス
を、１０〜５０ＩＩＴｎの厚さに被覆してなる高耐熱性
グレーズド基板を提供するものである。

本発明においてアルミナ基板を構成するアルミナ粉末と
して平均粒径を２ｎ以下の粒径を選定した理由は、２即
より大きいとグレーズ層にうねりの発生を招き、表面平
滑性が悪くなるためであり、アルミナ含有率を９８％以
上としたのは、９８％未満の場合、その焼成によるグレ
ーズ層の“ひけ”基板の反りが共に大きくなり、うねり
によって表面平滑性が悪くなるからである。

また、グレーズ層を構成するガラスの屈伏点を７００℃
以上、軟化点を９００℃以上としたのは、８５０℃以上
の高温で使用するための基板に適合した高耐熱グレーズ
層とするためである。因みに上記より低い屈伏点と軟化
点のガラスを用いた場合は、基板を高耐熱化した効果を
生しない。

また、更に、グレーズ層を構成するガラスの熱膨張係数
を５０Ｘ１０−’〜８５Ｘ１０−’／℃としたのは、本
発明における上記の如き構成のアルミナ基板との熱膨張
差が小さく反りを発生しないためであり、この範囲を外
れたものではアルξす基板との熱膨張差が大きくなり過
ぎて焼成によりうねりや反りを発生し易く、アルミナ基
板あるいはグレーズ層にクラックを発生し易い。

また、グレーズ層の厚さを１０〜５０ｔｎｎとしたのは
、グレーズ層の薄層化を図ったものであるが、１０１ｒ
ｒｎ未満では平滑で引けのないグレーズ層を形成するこ
こが困難であるためである。なお、５０ｎより厚くした
場合はアルミナ基板によるグレーズ層表面への影響を受
けに＜＜、特に薄膜グレーズ層とした基板本来の改良の
効果が不明瞭となる。

〔作用〕

上記の如くアルミナ基板におけるアルミナ含有率を９８
％以上となるようにフリットを減らすことによってグレ
ーズ層の濡れ性が向上して“ひけ”が減少する。また、
平均粒径２ｎ以下としてアルミナ基板表面の微細度を保
つことと、グレーズ層の濡れ性向上との相乗効果により
、うねりのない平滑なグレーズ層表面となる。また、ア
ルミナの含有率を高くしてガラス成分が少ないことから
、グレーズ層へのアルミナ基板成分の混入が抑制され、
グレーズ層の均質化や変性防止に効果が生ずる。更に、
前記の如き本発明のアルミナ基板は、従来用いられてい
るアルミナ基板よりも硬く、強度が向上しているので、
反りを生しなくなる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について説明する。

グレーズ層を構成する材料として溶融後に第１表の組成
となるように、５ｉＯｚ、ＡＩ（ＯＨ１ｈ　、ＨｚＢＯ
３、ＭｇＣ０ｆｆ、ＣａＣ０，，５ｒＣＯ，、ＢａＣ０
，、、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｌａｚ０３、Ｎａ２ＣＯ３
、Ｋ２ＣＯ３及びｐｂ３ｏ、を秤量し、らいかい機で混
合し、白金るつぼ中で１３００〜１５００℃の適切な温
度で溶融した後、水中に投下してガラス化し、アルミナ
製ボールミルで微粉砕し、本発明によるグレーズ組成物
階１〜Ｎｕ５と、比較のための従来例のグレーズ組成物
陰６を製造した。これらのグレーズ組成物の熱特性を測
定した結果は第２表に示すとおりである。

第１表第２表注１）屈伏点グレーズ組成物を２０×５φ（ＩＩＩＩｌｌ）の形状に
し熱膨張を測定し、膨張曲線が頂点となる温度とした。

２）軟化点示差熱分析を行って第２番目の吸熱ピークに相当する温
度とした。

３）熱膨張係数グレーズ組成物を２０×５φ（ｍｍ）の形状にし３０℃
から４００℃までの熱膨張差より求めた。

上記のグレーズ材料を用いて以下のグレーズド基板を作
成し評価をした。

（実施例Ｉ）第１図において、平均粒径１．２四で、純度９９％のア
ルミナ粒子で形威された厚さ０．６３５ｍｍのアルミナ
基板１上に、第１表に示す試料磁１のグレーズ組成物を
塗布し、１２４０℃で焼成して厚さ３０Ａｒｍのグレー
ズ層２を形威したグレーズド基板を得た。

そして表面状態を面粗度計によって測定したところ第３
図（ａｌに示すように、うねりは少なく表面の平均粗さ
が４．４四であり表面平滑性に優れ、基板の反りも４．
０１ｎｎ／ｃｍと少なく、端部“ひけ”も平均０．４９
ｍｍと小さい良好なグレーズド基板が得られた。また、
上記と同しアルミナ基板上に第１表に示す試料隘２〜Ｎ
１６を用いてそれぞれ第２表に示す焼成温度で焼成して
グレーズド基板を製造したが、上記と同様に良好なグレ
ーズド基板が得られた。なお、第３図は、垂直方向を１
０００倍、水平方向を５倍の倍率で拡大した図面である
。

（実施例■）実施例Ｉと同様のアルミナ基板（厚さ０．９ｍｍ）に研
磨加工して、第２図に示すような傾き１ｏ６、輻５、Ｏ
ｍｍ　、深さ０．２ｍｍの段付きアルミナ基板１とし、
段付き部に試料隘１のグレーズ組成物を塗布し、１２４
０℃で焼成して厚さ４０四の段付きグレーズ層２を形威
して段付きグレーズド基板を作成した。従来のアルミナ
含有率９７％以下のアルミナ基板の場合に問題となって
いた第２図の矢印部に生じていた“はげ”もなく、表面
平滑な優れたグレーズド基板が得られた。

（実施例■）実施例Ｉと同様のアルミナ基板１上に、試料狙３のグレ
ーズ組成物を塗布し、１２２０’ｃで焼成して厚さ２Ｏ
ｎのグレーズ層２を形威しグレーズド基板としたところ
、実施例Ｉと同様に良好なグレーズド基板が得られた。

（比較例Ｉ）平均粒径２．３Ｉｎｎで純度９５％からなり厚さ０．６
３５ｎ＋ｍのアルミナ基板ｌ上に実施例■と同様な条件
で試料弘１〜狙６のグレーズ組成物を用いて厚さ３０ｎ
のグレーズ層２を有するグレーズド基板を作成した。試
料弘１を用いたグレーズド基板についての表面状態は、
第３図（ｂ）に示し、図中矢印で示す如く波形のうねり
を生じ、実施例Ｉと比較して表面の平均粗さが１０．７
ｎと大きく基板の反りも１１．３四／ｃ＋ｗと大きく、
端部“ひけ”も平均０．７１ｍｍと大きくなった。試料
隊２〜Ｍ５を用いた場合も同様に平滑性が悪く“ひけ”
も大きく、実用には適さないものである。なお、試料１
１ｈ６を用いたものは平滑性はよく、反りも少なく外観
上良好なグレーズド基板が得られた。

（比較例■）平均粒径２．７−で純度９７％のアルミナ粉末から形成
されたアルミナ基板ｌを用いるほかは、実施例Ｉと同様
にしてグレーズド基板を作成した。試料Ｎ１１Ｌ１のグ
レーズ組成物を用いた場合の表面状態は第３図（Ｃ）に
示すとおりであり表面の平均粗さが５．４ｎと大きくな
った。図中矢印で示す如く細かいさざ波状のうねりがあ
り、また基板の反りは５．２ｎ／ｃａ＋と比較的小さい
が端部の“ひけ”は平均１　、１０ｍｍと非常に大きく
、やはり実用レベルには至らない。試料Ｍ２〜Ｎ１５の
グレーズ組成物を用いた場合も同様な結果が得られた。

試料Ｍ６を用いたものは良好なグレーズド基板が得られ
た。

上記の実施例及び比較例は数多くの実験の一部を掲げた
に過ぎないが、平均粒径が２μよりも大きく、しかもア
ルミナ含有率が９８％未満のものでは表面にうねりを生
じて平滑性が悪くなり、基板の反り及び端部の“ひけ”
が共に大きいという結果が得られた。また、上記の実施
例及び比較例において試料胤６を用いたものは、いずれ
も良好なグレーズド基板が得られたが、これは第２表に
て示す如＜８５０℃未満で使用する比較的低温用のもの
であり、本発明のように８５０℃以上の高温に耐える高
耐熱性グレーズド基板ではないので、高耐熱性グレーズ
ド基板を得るには本発明によるアルξす基板を用いる必
要があることが判る。

〔発明の効果〕

本発明は、微粒子で、かつ、高純度のアル≧すで形成さ
れたアルミナ基板を用い、かつ、耐熱性が高くアルミナ
基板と熱膨張係数差の小さいグレーズ層を形成すること
によって、従来のものよりも高耐熱性で、しかも表面平
滑性及び端部の“ひけ”が大幅に改善され、また、反り
のないグレーズド基板が得られ、最近のファクシミリや
プリンタの高速化、小型化等に対応できるすべての要求
特性を満足する優れたグレーズド基板を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】第１図はグレーズド基板断面図、第２図は段付きグレー
ズド基板断面図、第３図のそれぞれ（ａ）は本発明によ
る実施例１．（ｂｌは比較例１、（Ｃ１は比較例■にお
けるグレーズド基板の表面状態の拡大図である。ｌ：アルミナ基板、２：グレーズ層。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

１．平均粒径２μｍ以下でアルミナ（Ａｌ＿２Ｏ＿３）
含有率が９８％以上のアルミナ基板上に、屈伏点７００
℃以上、軟化点が９００℃以上で、かつ熱膨張係数が５
０×１０＾−＾７〜８５×１０＾−＾７／℃のガラスに
よる厚さ１０〜５０μｍのグレーズ層が形成されている
ことを特徴とする高耐熱性グレーズド基板。