JPS6227353A - ガラスセラミツク複合材 - Google Patents

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 本発明はガラスセラミック複合材、より具体的にはエレ
クトロニクスにおける回路形成用絶縁材、パッケージン
グ材、基板材等として広範な用途が期待されるガラスセ
ラミック複合材に関するものである。

従来技術 従来より回路形成用絶縁材、パッケージング材及び基板
材としてはアルミナセラミック、プラスチ・ツク、ガラ
ス等が主に用いられている。しかしながらアルミナセラ
ミックは強度、熱伝導性、気密性に優れているものの必
要な特定形状にするためには１６００℃以上の高温で焼
成しなければならず生産コスｌ〜が高くなりがちである
。またプラスチ・ツクもしくはこれに無機物粒子をフィ
ラーとして一添加した複合材は、低い焼成温度で必要な
特定形状に成形しやすいが、セラミ・ツクやガラスに比
べ気密性に劣り、高い信頼性が要求される用途には適さ
ない。更にガラスは、特定形状に成形しやすく気密性に
も優れ、金属やセラミック等に融着させることができる
が、その曲げ強度はたかだか１０００ｋｇ／’ｃｍ”で
機械的強度が低いという問題がある。

発明の目的 本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、１０００°
Ｃ以下の低温焼成で必要な特定形状に成形できるため生
産コス１〜か安価で且つ高強度を有するカラスセラミッ
ク複音材を提供することを目的とするものである。

発明の構成 本発明のカラスセラミック複合材は重量百分率でＳｉＯ
２・Ｉ１１〜６５°６．Ｃｕ２Ｏ３−１５％、　Ｐｂ０
１Ｑ□〜２５　％、Ｊｆ）　Ｑ、５〜Ｉｎ’、”ｏ　、
Ｎａ２Ｏ１−Ｉ（１％、　　Ｋ２Ｏ１〜ｔｏ：＞、≦。

へ１２０．　　Ｏ〜２０％、　　ｌ！２０３　　ｏ−〜
ｌｎ％、　　Ｚｎ１）　　　０〜５　　％の組成を有す
るカラス粉末３５〜６１１　％と、アル、ミナ粉末４（
１〜６５？、、、’からなることを特徴とする。

本発明のガラスセラミ・ツク複合材を構成するガ；ラス
粉末、アルミナ粉末について組成範囲を上記のように限
定したのは次の理由による。

本発明の複き材の強度を高くするには、ガラスを結晶化
させる方が好ましいが、ＳｉＯ２含量か４０％以下グ）
場合は、ガラスの析出結晶」甑が少なくなり、充分な強
度の材料が得られない。６５％以上の場合は、ガラスの
溶融性か悪くなると共に、軟化点が高くなり　低温焼成
が困ηｔになる。ＣａＯは、フラ・・ｌタス剤として含
有され、その含量が５９６以下の場１）はツノラス１ヒ
か困難になり、１５°柘以上の場合は、結晶化が強くな
りすぎて緻密な材料が得られない。

ＰｈＯ＆量は、フラックス剤として含有され、その含量
が１０％以下の場合は、ガラス化か困難になり、２５％
以上の場合、軟化点が低くなり１゛ぎる。ＪＯ含量が０
．５％以下の場合は、緻密な材料が得られず、１０％以
上の場合はガラスの溶融性が悪くなる６Ｎａ２０は、フ
ラ・ソクス剤として含有され、その含量が１％以下の場
合は、焼成時にガラスの軟化温度が高くなって成形が困
難になり、１０％以上の場合−は、製造した材料の絶縁
性が低下する。Ｋ２Ｏは、フラックス剤として陰有され
、その含量が１　％以下の場合は、ガラス化が困難にな
り、１０％以上の場合は、ガラスの結晶化を抑制する。

＾１２０．含量が２０％以−ヒの場合は、ガラスの溶融
性が困難になると共に焼成時にガラスの軟化温度が高く
なる。

Ｂ２０．含量が１０％以上の場合は、焼成時に８２０３
が溶出し、回路材料として使用する場合、導体や抵抗体
等と反応するので好ましくない。ＺｎＯは、ガラスの軟
化温度を調整する効果を有するが、その陰りが５％以上
の場合は、ガラスの結晶化を抑制す本発明のガラスセラ
ミック複合材においては、元肥カラス粉末の３５〜６０
　Ｓ％に対し、アルミナ粉末を・１１１〜６５°；、混
きすることを特徴とするが、アルミナ粉末が４０　″、
Ｙ：以下の場合は充分な強度が得られなくなり、　ｆ’
　５　ｒ’＜以上の場合は緻密な材料が得られず強度が
低下ずろ。

また本発明のガラスセラミ・ツタ複３材におけるカラス
粉末支びアルミナ粉末の１立度は　３Ｑμｒノ、下であ
ることが好ましい。すなわち両者の粒度が２０ノ１以上
である場合は、軟化温度か高くなると共に両者の融合性
が悪くなり、緻密な焼結体が得られず強度が低下する。

実施例 次に本発明のガラスセラミック複合材の実施例を示す。

次の表は本発明のガラス粉末組成、カラス粉末とアルミ
ナ粉末の割合、焼成温度、抗折強度を示したものである
。

（重量％　） ［ ［ □ □ □ ［ ［ □ □ 表のＮｏ、　１〜８の試料は次のように調製した。

試料Ｎ０．１〜８の各ガラス組成になるように調合した
原料バッチを白金ルツボに入れ１５００〜］　６０　（
１℃で２〜，３時間溶融、水砕し、さらにアルミナボー
ルミルで粉砕する２次にｈ′級して適＝ｉな粒径にし、
それをアルミナ粉末と混きした後、金をに入れ、５　ｘ
　５　゛＜　”、　０開の棒状にプレス成形する。その
後８５１１〜Ｉｌ’ｌｌｌ　’Ｃで２時間焼成し、棒状
焼成物を作製し、各々抗折強度について測定しな。

この結果、本発明品か８５０〜・＋５［１”Ｃの低温て
焼成てき抗折強度も２ｉ　５　＋１〜３（１０旧、ｇ　
／Ｃｎｌ’と高強度であることか；（）かる。

尚、本発明における抗折強度は、棒状（３１成１勿念周
知の三点荷重方式によって測定した。

発明の効果 以北のように本発明のガラスセラミ・ツク復合材は、（
、Ｑ成温度がＩ　ＯＯＯ℃ｒ〕、下と低いため生産コス
Ｉ・を安くすることかでき、且つ高い強度を有するため
、回路形成用絶縁材、パッケージング材、基板ｔオ等と
して各種広範な用途に利用できる。

特許出願人　　日本電気硝子株式会社 代表者　　岸　１）　清　作

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量百分率で、ＳｉＯ＿２　４０〜６５％、ＣａＯ　５
   〜１５％、ＰｂＯ　１０〜２５％、ＭｇＯ　０．５〜１
   ０％、Ｎａ＿２Ｏ　１〜１０％、Ｋ＿２Ｏ　１〜１０％
   、Ａｌ＿２Ｏ＿３　０〜２０％、Ｂ＿２Ｏ＿３　０〜１
   ０％、ＺｎＯ　０〜５％の組成を有するガラス粉末３５
   〜６０％と、アルミナ粉末４０〜６５％からなるガラス
   セラミック複合材。