JPH06107483A - グレーズドＡｌＮ基板 - Google Patents
グレーズドＡｌＮ基板Info
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- JPH06107483A JPH06107483A JP27946992A JP27946992A JPH06107483A JP H06107483 A JPH06107483 A JP H06107483A JP 27946992 A JP27946992 A JP 27946992A JP 27946992 A JP27946992 A JP 27946992A JP H06107483 A JPH06107483 A JP H06107483A
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 その放熱特性を改善し、表面平滑性が良好で
あり、かつ、基板上に積層されるガラス層間およびガラ
ス層と基板間の界面に気泡および割れや、ひびのはいら
ない堅牢なグレーズドＡｌＮ基板を提供する。 【構成】 グレーズドセラミック基板の基板材に放熱特
性のよいＡｌＮ焼結体１１を使用し、このＡｌＮ焼結体
１１の上に積層されるガラス層１４とＡｌＮとの反応を
防止し、かつ、その密着性を高めるために、両層の間に
表面酸化層１２およびＳｉＯ2層１３を介在させる。こ
のガラス層は複数層１４〜１６を積層して構成する。こ
れらのガラス層１４〜１６はガラス質結晶粒子（β−ユ
ークリプタイト）の添加量を制御することにより、その
熱膨張係数を最表層に向かって徐々に増加させる。
あり、かつ、基板上に積層されるガラス層間およびガラ
ス層と基板間の界面に気泡および割れや、ひびのはいら
ない堅牢なグレーズドＡｌＮ基板を提供する。 【構成】 グレーズドセラミック基板の基板材に放熱特
性のよいＡｌＮ焼結体１１を使用し、このＡｌＮ焼結体
１１の上に積層されるガラス層１４とＡｌＮとの反応を
防止し、かつ、その密着性を高めるために、両層の間に
表面酸化層１２およびＳｉＯ2層１３を介在させる。こ
のガラス層は複数層１４〜１６を積層して構成する。こ
れらのガラス層１４〜１６はガラス質結晶粒子（β−ユ
ークリプタイト）の添加量を制御することにより、その
熱膨張係数を最表層に向かって徐々に増加させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、感熱記録装置のサーマ
ルヘッド、薄膜回路、厚膜回路等に用いられて好適なグ
レーズドＡｌＮ（窒化アルミニウム）基板、すなわち、
熱放射特性が良好で、かつ、表面平滑性に優れたグレー
ズドＡｌＮ基板に関する。
ルヘッド、薄膜回路、厚膜回路等に用いられて好適なグ
レーズドＡｌＮ（窒化アルミニウム）基板、すなわち、
熱放射特性が良好で、かつ、表面平滑性に優れたグレー
ズドＡｌＮ基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミック基板の表面にガラスを薄くコ
ートし、凹凸をなくしたグレーズドセラミック基板は、
例えばサーマルヘッドに用いられる。サーマルヘッド
は、感熱記録方式において、感熱記録紙に密着し、内蔵
した発熱抵抗体の発熱によって記録を行うものである。
また、薄膜ハイブリッドＩＣ用の回路基板は、高精度、
低雑音等の特性が要求され、高周波装置が搭載されるた
め、その表面が平滑であることが必要である。よって上
述のグレーズドセラミック基板が、薄膜回路基板に広く
使われている。さらに、厚膜回路基板においてもその特
性向上のためにグレーズドセラミック基板が用いられる
ことが多い。
ートし、凹凸をなくしたグレーズドセラミック基板は、
例えばサーマルヘッドに用いられる。サーマルヘッド
は、感熱記録方式において、感熱記録紙に密着し、内蔵
した発熱抵抗体の発熱によって記録を行うものである。
また、薄膜ハイブリッドＩＣ用の回路基板は、高精度、
低雑音等の特性が要求され、高周波装置が搭載されるた
め、その表面が平滑であることが必要である。よって上
述のグレーズドセラミック基板が、薄膜回路基板に広く
使われている。さらに、厚膜回路基板においてもその特
性向上のためにグレーズドセラミック基板が用いられる
ことが多い。
【０００３】このグレーズドセラミック基板材として
は、従来、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）基板が用いられてい
る。Ａｌ2Ｏ3は耐食性に優れており、酸化物系ガラス
（例えば、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ系）と
の間で激しい反応を起こさないからである。そして、こ
のＡｌ2Ｏ3基板上に直接ガラス層を塗布して焼成し、グ
レーズドＡｌ2Ｏ3基板を得ている。
は、従来、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）基板が用いられてい
る。Ａｌ2Ｏ3は耐食性に優れており、酸化物系ガラス
（例えば、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ系）と
の間で激しい反応を起こさないからである。そして、こ
のＡｌ2Ｏ3基板上に直接ガラス層を塗布して焼成し、グ
レーズドＡｌ2Ｏ3基板を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなグレーズドＡｌ2Ｏ3基板は、Ａｌ2Ｏ3の熱伝導率が
２０（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度であるので、放射特性が不十分
である。特に、このグレーズドＡｌ2Ｏ3基板をサーマル
ヘッドに用いた熱転写プリンタにあっては、これを高速
化するためには、その発熱抵抗体部分の熱のこもりを低
減する必要がある。しかしながら、グレーズドＡｌ2Ｏ3
基板にあっては、この発熱を速やかに放熱できない。こ
のため、残留熱により感熱記録紙の転写像に滲みがでた
り、輪郭がぼやける等の現象が起こりがちである。ま
た、各発熱抵抗体間で放熱量にばらつきがでて、サーマ
ルヘッドの温度分布が不均一となるという問題点もあ
る。
うなグレーズドＡｌ2Ｏ3基板は、Ａｌ2Ｏ3の熱伝導率が
２０（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度であるので、放射特性が不十分
である。特に、このグレーズドＡｌ2Ｏ3基板をサーマル
ヘッドに用いた熱転写プリンタにあっては、これを高速
化するためには、その発熱抵抗体部分の熱のこもりを低
減する必要がある。しかしながら、グレーズドＡｌ2Ｏ3
基板にあっては、この発熱を速やかに放熱できない。こ
のため、残留熱により感熱記録紙の転写像に滲みがでた
り、輪郭がぼやける等の現象が起こりがちである。ま
た、各発熱抵抗体間で放熱量にばらつきがでて、サーマ
ルヘッドの温度分布が不均一となるという問題点もあ
る。
【０００５】そこで、本発明者らは先願において、グレ
ーズドセラミック基板の基板材としてＡｌ2Ｏ3より熱伝
導率が高い（１６０（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度）ＡｌＮ焼結体
を用い、このＡｌＮ焼結体上に複数のガラス層を積層し
たグレーズドＡｌＮ基板を提案している。より詳細に
は、ＡｌＮ焼結体上に積層される複数のガラス層の熱膨
張係数を表面層に向かうに従って徐々に高めていく構成
を採っている。そして、この熱膨張係数の変化は、ガラ
ス層の必須成分であるＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ、Ｂ
ａＯ、および、Ｂ2Ｏ3の組成を変えることによって行っ
ている。この結果、その特性に差のある異質なガラス層
を積層しているきらいがあった。
ーズドセラミック基板の基板材としてＡｌ2Ｏ3より熱伝
導率が高い（１６０（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度）ＡｌＮ焼結体
を用い、このＡｌＮ焼結体上に複数のガラス層を積層し
たグレーズドＡｌＮ基板を提案している。より詳細に
は、ＡｌＮ焼結体上に積層される複数のガラス層の熱膨
張係数を表面層に向かうに従って徐々に高めていく構成
を採っている。そして、この熱膨張係数の変化は、ガラ
ス層の必須成分であるＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ、Ｂ
ａＯ、および、Ｂ2Ｏ3の組成を変えることによって行っ
ている。この結果、その特性に差のある異質なガラス層
を積層しているきらいがあった。
【０００６】そこで、本発明は放熱特性が良好なグレー
ズドＡｌＮ基板を提供することを、その目的としてい
る。また、本発明は、ガラス層表面の平滑性が高いグレ
ーズドＡｌＮ基板を提供することを、その目的としてい
る。さらに、本発明は、ガラス層とＡｌＮ焼結体との接
合界面で気泡の発生がないグレーズドＡｌＮ基板を提供
することを、その目的としている。そして、本発明は、
成分的に均質で、特性に差がない複数のガラス層を有す
るグレーズドＡｌＮ基板を提供することを、その目的と
している。
ズドＡｌＮ基板を提供することを、その目的としてい
る。また、本発明は、ガラス層表面の平滑性が高いグレ
ーズドＡｌＮ基板を提供することを、その目的としてい
る。さらに、本発明は、ガラス層とＡｌＮ焼結体との接
合界面で気泡の発生がないグレーズドＡｌＮ基板を提供
することを、その目的としている。そして、本発明は、
成分的に均質で、特性に差がない複数のガラス層を有す
るグレーズドＡｌＮ基板を提供することを、その目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的は下記の
本発明により達成される。すなわち、請求項１に記載の
発明は、ＡｌＮ焼結体の表面に複数層からなるガラス層
を積層したグレーズドＡｌＮ基板であって、上記複数の
ガラス層は、層中に低熱膨張係数を有する結晶質粒子を
含み、かつ、その添加量を変更することにより、上記Ａ
ｌＮ焼結体の直上の一層目から表面層に向かうにしたが
ってその熱膨張係数を徐々に大きくしたグレーズドＡｌ
Ｎ基板である。また、請求項２に記載の発明は、上記Ａ
ｌＮ焼結体の上記ガラス層側の表面に表面酸化層及びＳ
ｉＯ2層を形成した請求項１に記載のグレーズドＡｌＮ
基板である。
本発明により達成される。すなわち、請求項１に記載の
発明は、ＡｌＮ焼結体の表面に複数層からなるガラス層
を積層したグレーズドＡｌＮ基板であって、上記複数の
ガラス層は、層中に低熱膨張係数を有する結晶質粒子を
含み、かつ、その添加量を変更することにより、上記Ａ
ｌＮ焼結体の直上の一層目から表面層に向かうにしたが
ってその熱膨張係数を徐々に大きくしたグレーズドＡｌ
Ｎ基板である。また、請求項２に記載の発明は、上記Ａ
ｌＮ焼結体の上記ガラス層側の表面に表面酸化層及びＳ
ｉＯ2層を形成した請求項１に記載のグレーズドＡｌＮ
基板である。
【０００８】
【作用】本発明においては、グレーズドセラミック基板
の基板材として熱伝導率の比較的大きいＡｌＮ焼結体を
用いているため、放熱特性の良好なグレーズドＡｌＮ基
板が得られる。
の基板材として熱伝導率の比較的大きいＡｌＮ焼結体を
用いているため、放熱特性の良好なグレーズドＡｌＮ基
板が得られる。
【０００９】しかしながら、このＡｌＮ焼結体上に、グ
レーズドＡｌ2Ｏ3基板に用いられているガラスを塗布、
焼成した場合、ＡｌＮ焼結体とガラス層との熱膨張係数
差が大きいため、ガラス層に縦割れが生じたり、反りが
発生し易い。この対策として、ＡｌＮ焼結体の熱膨張係
数に近似した比較的熱膨張係数の小さいガラスを用いる
ことが考えられる。しかしながら、このようなガラスを
用いた場合、ガラス層表面の平滑性が十分に確保できな
いという問題点があった。一般に、熱膨張係数の小さい
ガラスほど軟化点が高いため、ガラス層表面の平滑性を
確保するには、高温で焼成する必要がある。しかしなが
ら、高温で焼成した場合、ＡｌＮ焼結体と積層されるガ
ラス層との間での反応性が高くなり、それらの界面で反
応が起こり、気泡が発生し易い。したがって、界面での
反応が起こらず気泡が発生しないような比較的低温で焼
成した場合、そのガラス層の粘性が高く、表面が粗とな
るものである。
レーズドＡｌ2Ｏ3基板に用いられているガラスを塗布、
焼成した場合、ＡｌＮ焼結体とガラス層との熱膨張係数
差が大きいため、ガラス層に縦割れが生じたり、反りが
発生し易い。この対策として、ＡｌＮ焼結体の熱膨張係
数に近似した比較的熱膨張係数の小さいガラスを用いる
ことが考えられる。しかしながら、このようなガラスを
用いた場合、ガラス層表面の平滑性が十分に確保できな
いという問題点があった。一般に、熱膨張係数の小さい
ガラスほど軟化点が高いため、ガラス層表面の平滑性を
確保するには、高温で焼成する必要がある。しかしなが
ら、高温で焼成した場合、ＡｌＮ焼結体と積層されるガ
ラス層との間での反応性が高くなり、それらの界面で反
応が起こり、気泡が発生し易い。したがって、界面での
反応が起こらず気泡が発生しないような比較的低温で焼
成した場合、そのガラス層の粘性が高く、表面が粗とな
るものである。
【００１０】そこで、本発明においては、このＡｌＮ焼
結体の表面層としてＡｌ2Ｏ3層を主成分とする表面酸化
層を設ける。このＡｌ2Ｏ3層を介在させることにより、
その上に積層するガラス層との反応性を低減することが
できる。また、この表面酸化層上にＳｉＯ2層を設ける
ことにより、ＡｌＮ焼結体とガラス層との接着力を高め
ることができる。
結体の表面層としてＡｌ2Ｏ3層を主成分とする表面酸化
層を設ける。このＡｌ2Ｏ3層を介在させることにより、
その上に積層するガラス層との反応性を低減することが
できる。また、この表面酸化層上にＳｉＯ2層を設ける
ことにより、ＡｌＮ焼結体とガラス層との接着力を高め
ることができる。
【００１１】そして、本発明においては、このＳｉＯ2
層上に複数層のガラス層を設ける。このガラス層は、Ｓ
ｉＯ2層の直上の一層目から表面層に向かうにしたがっ
て、熱膨張係数が徐々に高くなるように構成し、隣合う
層同士の熱膨張係数差を例えば１０×１０-7／℃以下と
する。この熱膨張係数の制御は、比較的熱膨張率の低い
α−コーディエライトやβ−ユークリプタイト等の結晶
質粒子をガラス層に添加することにより行う。これらの
結晶質粒子は、複合酸化物からなる。表１に本発明にお
いて使用し得る結晶質粒子と、その熱膨張係数を示す。
層上に複数層のガラス層を設ける。このガラス層は、Ｓ
ｉＯ2層の直上の一層目から表面層に向かうにしたがっ
て、熱膨張係数が徐々に高くなるように構成し、隣合う
層同士の熱膨張係数差を例えば１０×１０-7／℃以下と
する。この熱膨張係数の制御は、比較的熱膨張率の低い
α−コーディエライトやβ−ユークリプタイト等の結晶
質粒子をガラス層に添加することにより行う。これらの
結晶質粒子は、複合酸化物からなる。表１に本発明にお
いて使用し得る結晶質粒子と、その熱膨張係数を示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】本発明においては同一の成分組成のベース
ガラスに一種類のガラス質結晶粒子を含有させ、一層目
から表面層に向かうにしたがって、その添加量を減少さ
せ、隣合う層の熱膨張係数差が上述の値となるように制
御する。そして、最表層は、この結晶質粒子を全く添加
しない純ガラスで構成する。
ガラスに一種類のガラス質結晶粒子を含有させ、一層目
から表面層に向かうにしたがって、その添加量を減少さ
せ、隣合う層の熱膨張係数差が上述の値となるように制
御する。そして、最表層は、この結晶質粒子を全く添加
しない純ガラスで構成する。
【００１４】このような構成をとることにより、グレー
ズドＡｌＮ基板の最上層（ｎ層目）のガラス層として、
低軟化点の組成のガラスを使用することができる。この
ため、比較的低い温度で焼成しても、ガラスの粘性を低
くすることができ、表面が平滑なグレーズドセラミック
基板が得られる。
ズドＡｌＮ基板の最上層（ｎ層目）のガラス層として、
低軟化点の組成のガラスを使用することができる。この
ため、比較的低い温度で焼成しても、ガラスの粘性を低
くすることができ、表面が平滑なグレーズドセラミック
基板が得られる。
【００１５】また、各層のガラスが、ほとんど均質であ
るため、複数のガラス層を積層した場合に現れる種々の
不都合、例えば隣り合うガラス層同士の軟化混合による
組成ずれ等を抑えることができる。
るため、複数のガラス層を積層した場合に現れる種々の
不都合、例えば隣り合うガラス層同士の軟化混合による
組成ずれ等を抑えることができる。
【００１６】
【実施例】以下に本発明の具体的実施例について詳述す
る。図１は本発明に係るグレーズドＡｌＮ基板を示す断
面図である。
る。図１は本発明に係るグレーズドＡｌＮ基板を示す断
面図である。
【００１７】この図に示すように、本発明に係るグレー
ズドＡｌＮ基板は、熱伝導率が１６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、
熱膨張係数が４４×１０-7／℃程度のＡｌＮ焼結体１１
を用いる。このＡｌＮ焼結体１１の表面部に形成される
表面酸化層１２は、このＡｌ焼結体１１を例えば１１０
０〜１５００℃で酸素・水蒸気含有の雰囲気中で加熱処
理してＡｌＮ焼結体１１の酸化により得られるＡｌ2Ｏ3
層であり、その膜厚は０．２〜２０μｍ程度である。こ
の表面酸化層１２を後述するガラス層との間に介在させ
ることにより、反応性の高いＡｌＮと軟化したガラス層
が直接接触することがなくなるので、それらの界面での
気泡の発生等を防止することができる。この表面酸化層
１２上に積層されるＳｉＯ2層１３は、０．０１〜１０
μｍ程度の層厚を有し、ゾルゲル法あるいはスパッタリ
ング法等により形成される。このＳｉＯ2層１３によ
り、ガラス層との間の密着性が高まる。
ズドＡｌＮ基板は、熱伝導率が１６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、
熱膨張係数が４４×１０-7／℃程度のＡｌＮ焼結体１１
を用いる。このＡｌＮ焼結体１１の表面部に形成される
表面酸化層１２は、このＡｌ焼結体１１を例えば１１０
０〜１５００℃で酸素・水蒸気含有の雰囲気中で加熱処
理してＡｌＮ焼結体１１の酸化により得られるＡｌ2Ｏ3
層であり、その膜厚は０．２〜２０μｍ程度である。こ
の表面酸化層１２を後述するガラス層との間に介在させ
ることにより、反応性の高いＡｌＮと軟化したガラス層
が直接接触することがなくなるので、それらの界面での
気泡の発生等を防止することができる。この表面酸化層
１２上に積層されるＳｉＯ2層１３は、０．０１〜１０
μｍ程度の層厚を有し、ゾルゲル法あるいはスパッタリ
ング法等により形成される。このＳｉＯ2層１３によ
り、ガラス層との間の密着性が高まる。
【００１８】ＳｉＯ2層１３上に形成されるガラス第１
層１４は、ＡｌＮ焼結体１１との熱膨張係数差が１０×
１０-7／℃以下である４５×１０-7〜５４×１０-7／℃
程度の熱膨張係数となる。そして、ガラス第１層１４上
に積層されるガラス第２層１５も、同様にガラス第１層
１４の熱膨張係数よりも大きい（その差は１０×１０-7
／℃以下である）５５×１０-7〜６４×１０-7／℃程度
の熱膨張係数となる。さらに、このガラス第２層１５上
に積層されるガラス第３層１６も、同様にガラス第２層
１５に対してその熱膨張係数差が１０×１０-7／℃とな
るように、その熱膨張係数を制御する。
層１４は、ＡｌＮ焼結体１１との熱膨張係数差が１０×
１０-7／℃以下である４５×１０-7〜５４×１０-7／℃
程度の熱膨張係数となる。そして、ガラス第１層１４上
に積層されるガラス第２層１５も、同様にガラス第１層
１４の熱膨張係数よりも大きい（その差は１０×１０-7
／℃以下である）５５×１０-7〜６４×１０-7／℃程度
の熱膨張係数となる。さらに、このガラス第２層１５上
に積層されるガラス第３層１６も、同様にガラス第２層
１５に対してその熱膨張係数差が１０×１０-7／℃とな
るように、その熱膨張係数を制御する。
【００１９】一般にガラス質材料は、熱膨張係数が小さ
なものほど軟化点が高いので、ガラスの粘性を低減して
表面の平滑性を高めるためには、高温で焼成するのが好
ましいが、グレーズドＡｌＮ基板の場合には、ＡｌＮと
ガラスとの反応性を抑えるためなるべく低温で焼成する
必要がある。このため、本発明においては、ＡｌＮ基板
上に複数層のガラス層１４〜１６を積層し、ガラス第１
層１４からガラス第３層１６に向かうにしたがって、そ
のガラス層の熱膨張係数を徐々に高めていく。このよう
にすることで、最表層の第３層目は軟化点の低いガラス
層となり、比較的低温で焼成しても粘度は低く、表面が
平滑なガラス層となる。また、ガラス層間での割れ、ク
ラックなどの発生もない。
なものほど軟化点が高いので、ガラスの粘性を低減して
表面の平滑性を高めるためには、高温で焼成するのが好
ましいが、グレーズドＡｌＮ基板の場合には、ＡｌＮと
ガラスとの反応性を抑えるためなるべく低温で焼成する
必要がある。このため、本発明においては、ＡｌＮ基板
上に複数層のガラス層１４〜１６を積層し、ガラス第１
層１４からガラス第３層１６に向かうにしたがって、そ
のガラス層の熱膨張係数を徐々に高めていく。このよう
にすることで、最表層の第３層目は軟化点の低いガラス
層となり、比較的低温で焼成しても粘度は低く、表面が
平滑なガラス層となる。また、ガラス層間での割れ、ク
ラックなどの発生もない。
【００２０】この第１〜３層のガラス層の全厚さは、１
０μｍ〜２００μｍ程度とするのが好ましい。一層当た
りのガラス層の厚さは、この値を基準として層数ｎによ
って適宜決定すればよい。ここで、各ガラス層の層の厚
さはできるだけ均一とすることが好ましい。不均一であ
るとガラス層の焼成過程で発生する熱応力を十分に緩和
することができず、ガラス層間での割れやクラックが生
じる。なお、このガラス層はＡｌＮ焼結体１１の全面に
積層する以外に、用途に応じて適宜部分的な積層を行っ
てもよい。
０μｍ〜２００μｍ程度とするのが好ましい。一層当た
りのガラス層の厚さは、この値を基準として層数ｎによ
って適宜決定すればよい。ここで、各ガラス層の層の厚
さはできるだけ均一とすることが好ましい。不均一であ
るとガラス層の焼成過程で発生する熱応力を十分に緩和
することができず、ガラス層間での割れやクラックが生
じる。なお、このガラス層はＡｌＮ焼結体１１の全面に
積層する以外に、用途に応じて適宜部分的な積層を行っ
てもよい。
【００２１】このガラス層１４〜１６の形成方法は通常
のグレーズドセラミック基板の製造法に準ずればよい。
例えば、ガラスペーストをＡｌＮ基板上にスクリーン印
刷する方法、プラスチックフィルムにガラスを塗布した
シートをＡｌＮ基板上に重ねる方法、ガラスの乳濁液中
へＡｌＮ基板をディップする方法等によればよい。これ
らの方法にてグレーズ層を塗布した基板を１０００℃か
ら１２００℃で焼成する。この結果、ＡｌＮ焼結体１１
の表面酸化層１２、ＳｉＯ2層１３および各ガラス層１
４〜１６の各界面が相溶し、強固な接着力を有するグレ
ーズドＡｌＮ基板が得られる。
のグレーズドセラミック基板の製造法に準ずればよい。
例えば、ガラスペーストをＡｌＮ基板上にスクリーン印
刷する方法、プラスチックフィルムにガラスを塗布した
シートをＡｌＮ基板上に重ねる方法、ガラスの乳濁液中
へＡｌＮ基板をディップする方法等によればよい。これ
らの方法にてグレーズ層を塗布した基板を１０００℃か
ら１２００℃で焼成する。この結果、ＡｌＮ焼結体１１
の表面酸化層１２、ＳｉＯ2層１３および各ガラス層１
４〜１６の各界面が相溶し、強固な接着力を有するグレ
ーズドＡｌＮ基板が得られる。
【００２２】より具体的には、ＡｌＮ焼結体を５０×５
０×０．８ｍｍに切り出し、１３００℃で熱酸化を行っ
て４．５μｍ厚のＡｌ2Ｏ3表面酸化層を形成する。次い
で、このＡｌ2Ｏ3層上にゾルゲル法により０．５μｍ厚
のＳｉＯ2層を形成する。こうして形成したＳｉＯ2層上
にガラス層を３層順次積層した。ガラスペーストの塗布
は、スクリーン印刷にて行い、各層の層厚は１５μｍと
し、全厚は４５μｍであった。第１層〜第３層のガラス
成分のベース組成を表２に示す。また、含有する結晶質
粒子としてβ−ユークリプタイト（β−ＬｉＡｌＳｉＯ
4）を用いた例を表３に示す。また、熱膨張係数は、各
々、５０×１０-7／℃、５８×１０-7／℃、６９×１０
-7／℃であり、各層の熱膨張係数の差は、１０×１０-7
／℃以内であった。このように形成したグレーズドＡｌ
Ｎ基板を１２００℃にて焼成した。
０×０．８ｍｍに切り出し、１３００℃で熱酸化を行っ
て４．５μｍ厚のＡｌ2Ｏ3表面酸化層を形成する。次い
で、このＡｌ2Ｏ3層上にゾルゲル法により０．５μｍ厚
のＳｉＯ2層を形成する。こうして形成したＳｉＯ2層上
にガラス層を３層順次積層した。ガラスペーストの塗布
は、スクリーン印刷にて行い、各層の層厚は１５μｍと
し、全厚は４５μｍであった。第１層〜第３層のガラス
成分のベース組成を表２に示す。また、含有する結晶質
粒子としてβ−ユークリプタイト（β−ＬｉＡｌＳｉＯ
4）を用いた例を表３に示す。また、熱膨張係数は、各
々、５０×１０-7／℃、５８×１０-7／℃、６９×１０
-7／℃であり、各層の熱膨張係数の差は、１０×１０-7
／℃以内であった。このように形成したグレーズドＡｌ
Ｎ基板を１２００℃にて焼成した。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】作製したグレーズドＡｌＮ基板について界
面状態および表面平滑性を評価した。界面状態について
は、ＳＥＭを用いてこの基板についてガラス層表面およ
び断面の観察を行ったところ、気泡の発生は認められな
かった。同様に表面平滑性も表面粗さ計を用いて評価し
たところ、Ｒａ＝０．０５μｍという良好な結果が得ら
れた。以上から本発明のグレーズドＡｌＮ基板はサーマ
ルヘッド、薄膜ハイブリッドＩＣ回路および厚膜ハイブ
リッドＩＣ回路等に使用すると良好な特性を示すもので
ある。
面状態および表面平滑性を評価した。界面状態について
は、ＳＥＭを用いてこの基板についてガラス層表面およ
び断面の観察を行ったところ、気泡の発生は認められな
かった。同様に表面平滑性も表面粗さ計を用いて評価し
たところ、Ｒａ＝０．０５μｍという良好な結果が得ら
れた。以上から本発明のグレーズドＡｌＮ基板はサーマ
ルヘッド、薄膜ハイブリッドＩＣ回路および厚膜ハイブ
リッドＩＣ回路等に使用すると良好な特性を示すもので
ある。
【００２６】また、表４には本発明のガラス層に含有す
る結晶質粒子の他の例としてα−コーディエライト（α
−Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18）を用いた場合を示している。
その第１層〜第３層の熱膨張係数は、各々、５２×１０
-7／℃、６０×１０-7／℃、６９×１０-7／℃であり、
各層の熱膨張係数の差は、１０×１０-7／℃以内であっ
た。
る結晶質粒子の他の例としてα−コーディエライト（α
−Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18）を用いた場合を示している。
その第１層〜第３層の熱膨張係数は、各々、５２×１０
-7／℃、６０×１０-7／℃、６９×１０-7／℃であり、
各層の熱膨張係数の差は、１０×１０-7／℃以内であっ
た。
【００２７】
【表４】
【００２８】さらに、表５にはこの結晶質粒子としてセ
ルシアン（ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8）を用いた場合の例を示
している。この場合の各層の熱膨張係数は、各々、５３
×１０-7／℃、６１×１０-7／℃、６９×１０-7／℃で
あり、各層の熱膨張係数の差は、１０×１０-7／℃以内
であった。
ルシアン（ＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8）を用いた場合の例を示
している。この場合の各層の熱膨張係数は、各々、５３
×１０-7／℃、６１×１０-7／℃、６９×１０-7／℃で
あり、各層の熱膨張係数の差は、１０×１０-7／℃以内
であった。
【００２９】
【表５】
【００３０】以上の表４、表５に示すＡｌＮ基板につい
てもまた、上記表３の場合と同様に、その界面状態およ
び表面平滑性は良好な結果を示すものである。さらに、
本発明にあっては、上記表３〜表５に示す例に限られ
ず、添加する粒子としては、その熱膨張係数が３０×１
０-7／℃以下の酸化物系結晶質粒子が望ましい。金属粒
子または非酸化物系粒子を添加した場合、粒子とガラス
との反応が起こり易く、ガラスの組成のずれが発生した
り、その反応により発生したガスがガラス層中に残存す
る等の不具合が生じるからである。そして、上記以外の
結晶質粒子としては、チタン酸アルミニウム（ＴｉＡｌ
2Ｏ5）、β−スポジューメン（β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ8）
等が使用可能である。
てもまた、上記表３の場合と同様に、その界面状態およ
び表面平滑性は良好な結果を示すものである。さらに、
本発明にあっては、上記表３〜表５に示す例に限られ
ず、添加する粒子としては、その熱膨張係数が３０×１
０-7／℃以下の酸化物系結晶質粒子が望ましい。金属粒
子または非酸化物系粒子を添加した場合、粒子とガラス
との反応が起こり易く、ガラスの組成のずれが発生した
り、その反応により発生したガスがガラス層中に残存す
る等の不具合が生じるからである。そして、上記以外の
結晶質粒子としては、チタン酸アルミニウム（ＴｉＡｌ
2Ｏ5）、β−スポジューメン（β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ8）
等が使用可能である。
【００３１】
【発明の効果】本発明のグレーズドＡｌＮ基板は、基板
材としてＡｌＮ焼結体を用いているので、放熱特性が優
れている。また、ＡｌＮ焼結体とガラス層との間に表面
酸化層およびＳｉＯ2層を介在させているので、ＡｌＮ
とガラスとの反応が防止でき、かつ、その密着力も高
い。さらに、複数のガラス層を積層し、順次表面層に向
かうにしたがって徐々にその熱膨張係数が高まるため、
高温状態で使用しても各々の層の界面での割れやクラッ
クの発生等がないだけでなく、表面平滑性も良好であ
る。この結果、サーマルヘッド等に好適な回路基板が得
られる。
材としてＡｌＮ焼結体を用いているので、放熱特性が優
れている。また、ＡｌＮ焼結体とガラス層との間に表面
酸化層およびＳｉＯ2層を介在させているので、ＡｌＮ
とガラスとの反応が防止でき、かつ、その密着力も高
い。さらに、複数のガラス層を積層し、順次表面層に向
かうにしたがって徐々にその熱膨張係数が高まるため、
高温状態で使用しても各々の層の界面での割れやクラッ
クの発生等がないだけでなく、表面平滑性も良好であ
る。この結果、サーマルヘッド等に好適な回路基板が得
られる。
【図１】本発明に係るグレーズドＡｌＮ基板の一実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１１ ＡｌＮ焼結体 １２ 表面酸化層（Ａｌ2Ｏ3層） １３ ＳｉＯ2層 １４〜１６ ガラス層
フロントページの続き (72)発明者 吉田 秀昭 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内 (72)発明者 林 芳昌 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270 三菱マ テリアル株式会社セラミックス研究所内 (72)発明者 椰良 積 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270 三菱マ テリアル株式会社セラミックス研究所内 (72)発明者 宮澤 修 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270 三菱マ テリアル株式会社セラミックス研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 ＡｌＮ焼結体の表面に複数層からなるガ
ラス層を積層したグレーズドＡｌＮ基板にあって、 上記複数のガラス層は、層中に低熱膨張係数を有する結
晶質粒子を含み、かつ、その添加量を変更することによ
り、上記ＡｌＮ焼結体の直上の一層目から表面層に向か
うにしたがってその熱膨張係数を徐々に大きくしたこと
を特徴とするグレーズドＡｌＮ基板。 - 【請求項２】 上記ＡｌＮ焼結体の上記ガラス層側の表
面には表面酸化層及びＳｉＯ2層が形成された請求項１
に記載のグレーズドＡｌＮ基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27946992A JPH06107483A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | グレーズドＡｌＮ基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27946992A JPH06107483A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | グレーズドＡｌＮ基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06107483A true JPH06107483A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17611497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27946992A Withdrawn JPH06107483A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | グレーズドＡｌＮ基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06107483A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0688047A1 (en) * | 1994-06-13 | 1995-12-20 | Mitsubishi Materials Corporation | Aluminium nitride substrate and method of producing the same |
| JP5502331B2 (ja) * | 2007-05-30 | 2014-05-28 | ローム株式会社 | 加速度センサおよびその製造方法 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP27946992A patent/JPH06107483A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0688047A1 (en) * | 1994-06-13 | 1995-12-20 | Mitsubishi Materials Corporation | Aluminium nitride substrate and method of producing the same |
| JP5502331B2 (ja) * | 2007-05-30 | 2014-05-28 | ローム株式会社 | 加速度センサおよびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |