JPH07267762A - 薄膜用グレーズ基板及びその製造方法 - Google Patents

薄膜用グレーズ基板及びその製造方法

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JPH07267762A
JPH07267762A JP6131194A JP6131194A JPH07267762A JP H07267762 A JPH07267762 A JP H07267762A JP 6131194 A JP6131194 A JP 6131194A JP 6131194 A JP6131194 A JP 6131194A JP H07267762 A JPH07267762 A JP H07267762A
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JP
Japan
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glaze
glaze layer
bao
cao
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JP6131194A
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Hiroko Tanda
裕子 反田
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2209/00Compositions specially applicable for the manufacture of vitreous glazes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】セラミック基板の表面に、重量比で、SiO2
を40〜45%、Al23 を5〜10%、BaOを3
5〜45%、B2 3 を5〜15%、CaOを0.1〜
2%含有する非晶質グレーズの被膜を形成し、また上記
ガラスの焼成温度を1100℃以下の温度とする。 【効果】セラミック基板中へのCaO及びBaOの拡散
を防止することができ、グレーズ層の結晶化、失透及び
セラミック基板の組成変化による反りを防止することが
できる。その結果、グレーズ層表面を平滑にし、グレー
ズ基板の歩留を向上させ、薄膜型サーマルヘッド等の印
字品質を良好にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子機器材料に用いられ
る薄膜用グレーズ基板及びその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】ファクシミリやプリンタ等に用いられる
サーマルヘッドにはグレーズ基板が用いられる。このグ
レーズ基板とは、アルミナ等のセラミック基板上にガラ
スを塗布して焼成することにより、極めて滑らかな表面
を有するグレーズ層を形成したものであり、該グレーズ
層上に発熱パターン等を印刷してサーマルヘッドを構成
するようになっている。また、発熱パターン等を印刷す
る際には、薄膜手段と厚膜手段の2通りがあり、薄膜手
段でパターンを形成するためのグレーズ基板を薄膜用グ
レーズ基板と呼んでいる。
【0003】近年、ファクシミリやプリンタ等の高速
化、小型化及び省電力化に対応して、上記グレーズ基板
の熱効率の改善が要求されている。この要求を満たすた
めには、セラミック基板に形成したグレーズ層を低熱伝
導化することにより上記の要求を満たすことが可能であ
り、例えば、BaO−SiO2 −Al2 3 −CaO−
2 3 系の低熱伝導グレーズ組成物が提案されている
(特開平4−46035号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記低熱伝
導グレーズ組成物を用いたグレーズ基板は、グレーズ組
成物中のBaOとCaOがアルミナセラミック基板中に
拡散しやすく、セラミックス中の組成変化が著しくなっ
て反りを生じてしまうという問題点があった。
【0005】つまり、BaOやCaOはガラスの溶融温
度を低下させると共に、グレーズ層の熱伝導率を低下さ
せ、熱膨張係数を大きくするための成分であり、グレー
ズ組成物中に合計35〜45%含有してある。一方、上
記低熱伝導グレーズ組成物は、ガラス軟化点が820℃
〜940℃と高いために、1100〜1250℃の温度
で焼成しなければならず、その結果CaO及びBaOが
アルミナセラミック基板に拡散し、基板の組成が変わ
り、反りが発生するのである。
【0006】また、上記低熱伝導グレーズ組成物を用い
たグレーズ基板では、BaOが偏析することで結晶性が
増し、ガラスが失透する為、表面平滑性が得られず、良
好なグレーズ基板が得られないといった問題があった。
【0007】
【発明の目的】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、グレーズ層の表面が平滑で反りが少なく、サーマル
ヘッド等の印字装置に用いた場合、印字特性が良好な薄
膜用グレーズ基板を歩留良く提供せんとするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜用グレーズ
基板は、セラミック基板の表面に、重量比でSiO2
40〜45%、Al2 3 を5〜10%、B2 3 を5
〜15%、BaOを35〜45%、CaOを0.1〜2
%含有する非晶質グレーズ層を形成したことを特徴とす
る。
【0009】また、本発明の薄膜用グレーズ基板の製造
方法は、上記組成のガラスをセラミック基板上に塗布し
た後、1100℃以下の温度で焼成することを特徴とす
る。
【0010】つまり、本発明の薄膜用グレーズ基板は、
グレーズ組成中のCaO量を2重量%以下とすることに
より、セラミック基板中へのCaOの拡散を防止し、ま
た、焼成温度を1100℃以下とすることによってグレ
ーズ組成中のBaOの拡散を防止した。その結果、セラ
ミック基板中にBaOやCaOの拡散が少ないことか
ら、反りを防止することができる。
【0011】また、薄膜用グレーズ基板は、厚膜用グレ
ーズ基板のように高い耐熱性が要求されない為、グレー
ズ層を成すガラスの軟化点は750℃以上であれば良
く、望ましくは780℃〜850℃である。したがっ
て、軟化点がこの範囲内となり、1100℃以下の低温
焼成を可能とするために、各成分の組成比を決定した。
【0012】まず SiO2 を40〜45重量%とした
のは、SiO2 はガラス構造を形成するものであり、4
0重量%未満であると非晶質のガラスを形成しにくく、
一方45重量%より多いと熱伝導率が高くなり、ガラス
軟化点が高くなって1100℃以下で焼成できなくな
り、また熱膨張係数が小さくなってセラミック基板との
マッチング性が悪くなり、クラックが発生し易くなるた
めである。
【0013】Al2 3 は、SiO2 とともにガラス構
造を形成するものであるが5重量%に満たないと耐熱性
が低下し、10重量%を超えると失透し易くなる上、軟
化点が高くなるため、5〜10重量%とした。
【0014】B2 3 は、ガラス化を促進し、軟化点を
低下させる作用があるが、5重量%未満ではその作用に
乏しく、15重量%を超えると耐熱性の低下が著しいた
め、、5〜15重量%とした。
【0015】BaOはCaOと共存下でガラスの溶融温
度を低下させると共に、グレーズ層の熱伝導率を低下さ
せる上、熱膨張係数を大きくするものであるが、35重
量%に満たないとその作用に乏しく、45重量%以上で
は結晶化が起こり失透し易くなると同時に、熱膨張係数
が大きくなりすぎて基板に反りが発生するため、35〜
45重量%とした。なお、上記したように、BaOにつ
いては焼成温度を1100℃以下とすればセラミック基
板中への拡散を防止できるため、多く含んでいても問題
ない。
【0016】CaOはBaOと同様の作用を成すもので
あり、0.1重量%未満であるとその作用に乏しく、2
重量%を超えるとセラミック基板に拡散してしまうた
め、0.1〜2重量%とした。つまり、CaOは焼成温
度を1100℃以下としてもセラミック基板への拡散を
防止できないため、2重量%以下と含有量を低くするこ
とによって拡散を防止した。
【0017】さらに、上記成分以外にSrOを5重量%
以下の範囲で含有しても良い。SrOは、BaOやCa
Oと同様の作用を成すものである。
【0018】また、本発明のグレーズ基板の製造方法
は、上記組成のガラス粉末に所定のバインダーを加えて
ペースト状とし、これをスクリーン印刷等の方法でセラ
ミック基板上に塗布した後、焼成を行えば良い。このと
き、BaOの拡散を防止するために焼成温度は1100
℃以下とするが、好ましくは950〜1050℃が良
い。
【0019】
【作用】本発明によれば、CaO及びBaOのセラミッ
ク基板への拡散を防止することにより、グレーズ層の失
透やセラミック基板の組成変化による反りを防止するこ
とができ、グレーズ層表面を平滑にし、グレーズ基板の
歩留を向上させ、薄膜型サーマルヘッド等の印字品質を
良好にすることができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明実施例を詳細に説明する。
【0021】まず、アルミナセラミック基板中へのBa
OとCaOの拡散状態を調べる実験を行った。SiO2
−Al2 3 −B2 3 −RO系(ROはBaO及びC
aO)のグレーズ組成物を使用し、1100℃と120
0℃で焼成した後、グレーズ層からのCaO及びBaO
の拡散状態を分析した結果を図1、図2に示す。これ
は、得られたグレーズ基板をXMA(EDA)でライン
分析(加速電圧15kV)を行ったものであり、縦軸は
グレーズ層及びアルミナ基板中の各成分のX線強度、横
軸はグレーズ層とアルミナ基板との境界線からの深さ
(μm)を示している。
【0022】この結果より、図2に示す1200℃で焼
成したものでは、BaとCaがアルミナ基板中の深さ6
〜10μmの地点で検出され、BaOとCaOがアルミ
ナ基板中に拡散していることがわかる。これに対し図1
に示す1100℃で焼成したものでは、CaOは同様に
アルミナ基板中に拡散しているが、BaOはアルミナ基
板中には拡散していなかった。
【0023】したがって、グレーズの焼成温度を110
0℃以下とすればBaOの拡散は防止できることがわか
り、好ましくは950〜1050℃で焼成すれば良い。
【0024】実施例1 本発明実施例として、重量比でSiO2 42%、Al2
3 6%、BaO38%、SrO3%、 CaO1%、 B
2 3 10%のグレーズ組成からなる軟化点790℃の
ガラスフリットをアルミナポットで粉砕し、 エチルセル
ロース系バインダーとα−テルピネオール、 DBPを混
合しペーストとした。このペーストをアルミナ基板(A
2 3 純度96%)にスクリーン印刷で塗布し、温度
1050℃で20分保持して焼成し、グレーズ層厚み5
0μmのグレーズ基板を作製した(表1中No.1)。
【0025】実施例2 本発明実施例として、重量比でSiO2 44%、Al2
3 7.5%、BaO42%、 CaO1.5%、 B2
3 5%のグレーズ組成からなる軟化点820℃のガラス
フリットをアルミナポットで粉砕し、 エチルセルロース
系バインダーとα−テルピネオール、 DBPを混合しペ
ーストとした。このペーストをアルミナ基板(Al2
3 純度96%)にスクリーン印刷で塗布し、温度110
0℃で20分保持して焼成し、グレーズ層厚み50μm
のグレーズ基板を作製した(表1中No.2)。
【0026】一方比較例として表1中のNo.3,4に
示す組成のガラスフリットを用いて、上記と同様にして
グレーズ基板を作製した。
【0027】これらの本発明実施例及び比較例につい
て、得られたグレーズ基板の反り量、表面粗さ(R
a)、熱伝導率をそれぞれ測定したところ、表2に示す
通りであった。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】この結果より明らかに、No.3〜6の比
較例では基板の反りが0.5mm程度と大きく、表面粗
さ(Ra)も0.1μm以上と粗いものであった。これ
は、CaOを多く含み、焼成温度が1100℃よりも高
いために、BaOとCaOがアルミナ基板中に拡散した
ためであると考えられる。
【0031】これに対し、本発明実施例では、基板の反
りが0.2mm以下と小さく、表面粗さ(Ra)が0.
02μm以下と滑らかな表面を有し、熱伝導率にも優れ
たグレーズ基板を得られることがわかる。
【0032】なお、本発明ではグレーズ層を形成するた
めのセラミック基板としてAl2 3 含有量90%以上
のアルミナセラミックスからなる基板を用いることが望
ましいが、この他ににムライト、ジルコニア等の基板を
用いることも可能である。また、グレーズ層はセラミッ
ク基板上の全面に形成したものに限らず、部分的に形成
しても良い。さらに、本発明のグレーズ基板はサーマル
ヘッドに限らず、厚膜基板や薄膜基板等の各種電子機器
材料として用いることができる。
【0033】
【発明の効果】本発明の薄膜用グレーズ基板は、セラミ
ック基板の表面に、重量比で、SiO2 を40〜45
%、Al2 3 を5〜10%、BaOを35〜45%、
2 3を5〜15%、CaOを0.1〜2%含有する
非晶質グレーズ層を形成し、また上記ガラスの焼成温度
を1100℃以下としたことによって、セラミック基板
中へのCaO及びBaOの拡散を防止することができ、
グレーズ層の結晶化、失透及びセラミック基板の組成変
化による反りを防止することができる。その結果、グレ
ーズ層表面を平滑にし、グレーズ基板の歩留を向上さ
せ、薄膜型サーマルヘッド等の印字品質を良好にするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】グレーズ基板におけるグレーズ層からアルミナ
基板中への各成分の拡散状態を示すグラフである。
【図2】グレーズ基板におけるグレーズ層からアルミナ
基板中への各成分の拡散状態を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミック基板の表面に、重量比でSiO
    2 を40〜45%、Al2 3 を5〜10%、B2 3
    を5〜15%、BaOを35〜45%、CaOを0.1
    〜2%含有する非晶質グレーズ層を形成したことを特徴
    とする薄膜用グレーズ基板。
  2. 【請求項2】セラミック基板の表面に、重量比でSiO
    2 を40〜45%、Al2 3 を5〜10%、B2 3
    を5〜15%、BaOを35〜45%、CaOを0.1
    〜2%含有するガラスを塗布し、1100℃以下の温度
    で焼成する工程から成る薄膜用グレーズ基板の製造方
    法。
JP6131194A 1994-03-30 1994-03-30 薄膜用グレーズ基板及びその製造方法 Pending JPH07267762A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018140909A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 京セラ株式会社 セラミック構造体および反射鏡部材
CN112880852A (zh) * 2021-01-07 2021-06-01 上海交通大学 一种高温铂薄膜电阻温度传感器及其制备方法

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