專(zhuān)利名稱(chēng)：低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料及陶瓷基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以與銀或銅等低熔點(diǎn)金屬材料共燒結(jié)的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料，以及使用該低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料構(gòu)成的陶瓷基板，還涉及多層陶瓷基板。
背景技術(shù)：
低溫?zé)Y(jié)陶瓷(LTCC:Low Temperature Cofired Ceramic)材料可與比電阻小的銀、銅等低熔點(diǎn)材料共燒成，因此可形成高頻特性?xún)?yōu)良的多層陶瓷基板，并多用作為信息通信終端等的高頻模塊用基板材料。作為低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料，通常是將IO3-SiO2系玻璃材料混入Al2O3等陶瓷材料中的所謂的玻璃陶瓷復(fù)合系。在這個(gè)體系中，由于起始原料必需用比較高價(jià)的玻璃，并且含有在燒成時(shí)易揮發(fā)的硼元素，因此得到的基板的組成容易不均勻，不得不使用特殊的燒箱 (日文3々)等，其管理繁雜。于是，例如日本專(zhuān)利特開(kāi)2002-173362號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)和日本專(zhuān)利特開(kāi) 2008-0448 號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)幻中提出了低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料。這些文獻(xiàn)中記載的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料由于起始原料未使用玻璃，而且是不含有硼的非玻璃系低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料，因此沒(méi)有遇到上述的問(wèn)題。然而，因?yàn)橛蛇@些文獻(xiàn)中記載的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料得到的陶瓷基板的彎曲強(qiáng)度為 150 200MPa左右，因此根據(jù)用途，基板自身的強(qiáng)度不是很足夠，此外，與在基板表面形成的外部導(dǎo)體膜的接合強(qiáng)度也不是很足夠。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本專(zhuān)利特開(kāi)2002-173362號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本專(zhuān)利特開(kāi)2008-044829號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的發(fā)明，其目的是提供一種低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料，其燒成后的組成的不均勻性較小、起始原料不用玻璃、且不含有硼。將該低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料燒結(jié)后得到的陶瓷基板的強(qiáng)度較高，并且可以構(gòu)成與外部導(dǎo)體膜的接合強(qiáng)度較高的可靠性?xún)?yōu)良的陶瓷基板。本發(fā)明的另一目的是提供一種使用上述低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料構(gòu)成的陶瓷基板。本發(fā)明涉及的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的特征在于，含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，實(shí)質(zhì)上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一種，其中，主成分陶瓷材料含有換算成 SiO2為48 75重量％的Si、換算成BaO為20 40重量％的Ba以及換算成Al2O3為5 20重量％的Al，相對(duì)于100重量份的主成分陶瓷材料，副成分陶瓷材料含有換算成MnO為 2 10重量份的Mn以及分別換算成TW2和17 為0. 1 10重量份的選自Ti和！^的至少一種。另外，本發(fā)明還涉及具備由本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料燒結(jié)而成的陶瓷層的陶瓷基板。
本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的起始原料中實(shí)質(zhì)上不含有玻璃且不含有硼，因此， 將其燒結(jié)后得到的陶瓷基板的組成不易出現(xiàn)不均勻，其燒成工序的管理容易。而且，將該低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料燒成后得到的陶瓷基板具有優(yōu)良的彎曲強(qiáng)度，除基板自身的強(qiáng)度較高外， 還具有優(yōu)良的電極剝離強(qiáng)度，是與外部導(dǎo)體膜的接合強(qiáng)度較高的具備良好可靠性的基板。
圖1是使用本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料構(gòu)成的實(shí)施方式1的多層陶瓷基板1的圖解剖視圖。圖2是使用本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料構(gòu)成的實(shí)施方式2的陶瓷基板21的圖解剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的特征在于，含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，實(shí)質(zhì)上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一種，其中，主成分陶瓷材料含有換算成 SiO2為48 75重量％的Si、換算成BaO為20 40重量％的Ba以及換算成Al2O3為5 20重量％的Al，相對(duì)于100重量份的主成分陶瓷材料，副成分陶瓷材料含有換算成MnO為 2 10重量份的Mn以及分別換算成TW2和17 為0. 1 10重量份的選自Ti和！^的至少一種。該低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料是起始原料中不使用玻璃、且不含有硼的非玻璃系低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料。因此，將其燒結(jié)后得到的陶瓷基板的組成不易出現(xiàn)不均勻，其燒成工序的管理容易。而且，從后述的實(shí)驗(yàn)例可以了解到，得到的陶瓷基板具有230MPa以上的彎曲強(qiáng)度，除基板自身的強(qiáng)度較高外，還具有20N/2mm □以上的電極剝離強(qiáng)度，形成與外部導(dǎo)體膜的接合強(qiáng)度高的具備高可靠性的基板。并且，可以提高所得陶瓷基板對(duì)高溫、高濕等環(huán)境條件的耐受性，還可以提高基板的耐化學(xué)品性，藉此可以抑制基板成分在鍍液中的溶出。還有，可得到非晶質(zhì)部分少、結(jié)晶化得到了促進(jìn)的Qf值較高的陶瓷基板。在這里，含有換算成SiA為48 75重量％的Si、換算成BaO為20 40重量％ 的Ba以及換算成Al2O3為5 20重量％的Al的主成分陶瓷材料是所得陶瓷基板的基本成分，對(duì)得到絕緣電阻大、介電常數(shù)小和介質(zhì)損耗小的陶瓷基板具有較大貢獻(xiàn)。另一方面，作為副成分陶瓷材料的Mn (特別是MnO2)與SiO2-BaO-Al2O3系主成分陶瓷材料反應(yīng)，易制成液相成分，在燒成時(shí)由于起始原料的粘性下降而作為燒結(jié)助劑發(fā)揮作用，但與同樣作為燒結(jié)助劑發(fā)揮作用的B2O3相比，揮發(fā)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)要小。因而，在燒成的不均勻性降低、其燒成管理易于進(jìn)行的同時(shí)，也有助于量產(chǎn)性的提高。另外，雖然詳細(xì)的機(jī)理不是很清楚，但是認(rèn)為T(mén)i(特別是TiO2)可以增加由低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料形成的陶瓷層和由銅等低熔點(diǎn)金屬材料形成的外部導(dǎo)體膜之間的反應(yīng)性，通過(guò)其共燒成工序，可提高陶瓷層和外部導(dǎo)體膜之間的接合強(qiáng)度。其結(jié)果是，安裝在陶瓷基板上的半導(dǎo)體器件等有源元件或芯片電容器等無(wú)源元件和陶瓷基板間形成牢固的焊接接合，可以抑制因其墜落等的沖擊造成的接合破壞。Fe (特別是!^e2O3)的情況下也一樣，可以增加由低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料形成的陶瓷層和由銅等低熔點(diǎn)金屬材料形成的外部導(dǎo)體膜之間的反應(yīng)性，通過(guò)其共燒成工序，可提高陶瓷層和外部導(dǎo)體膜之間的接合強(qiáng)度。其結(jié)果是，安裝在陶瓷基板上的元件和陶瓷基板間可以形成牢固的焊接接合，可以抑制因其墜落等的沖擊造成的接合破壞。另外，本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料實(shí)質(zhì)上不含有B氧化物(特別是B2O3)，因此，可減少其燒成時(shí)組成的不均勻性，不用特殊的燒箱也可以，其燒成工序的管理可變得容易。并且，由于實(shí)質(zhì)上不含有Cr氧化物(特別是Cr2O3)，可抑制在微波帶上的Q值的降低，如在 3GHz可得到1000以上的Qf值。在這里，“實(shí)質(zhì)上”是指可含有低于0. 1重量％的作為雜質(zhì)的B氧化物和Cr氧化物。即，即使B氧化物和Cr氧化物作為雜質(zhì)混入，只要其含量低于 0. 1重量％也可以達(dá)到本發(fā)明的效果。本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料較好是不含有Li2O或Na2O等堿金屬氧化物。因?yàn)檫@些堿金屬氧化物和化03 —樣，在燒成時(shí)易于揮發(fā)，成為造成所得基板的組成不均勻的原因。 還有，如果不含有這些堿金屬氧化物，則可以提高對(duì)高溫、高濕等環(huán)境條件的耐受性，還可以提高抑制向鍍液的溶出這樣的耐化學(xué)品性。本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料中，較好是作為副成分陶瓷材料，相對(duì)于100重量份的主成分陶瓷材料，還含有換算成MgO為0. 1 5重量份的Mg。如果含有Mg (特別是MgO)， 則燒成時(shí)的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的結(jié)晶化得到促進(jìn)。其結(jié)果為，可以減少導(dǎo)致基板強(qiáng)度下降的液相部分的體積量，并可以使得到的陶瓷基板的彎曲強(qiáng)度進(jìn)一步提升。另外，本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料中，較好是作為副成分陶瓷材料，相對(duì)于100重量份的主成分陶瓷材料，還含有分別換算成Nb205、Ce02、Zr02、Zn0為0. 1 6重量份的選自 Nb,Ce,Zr及Si的至少一種。如果含有選自Nb、Ce、&和Si的至少一種(特別是至少一種選自Nb205、Ce02、Zr02、Zn0的氧化物)，則可減少作為非結(jié)晶成分易殘存的Mn (特別是MnO) 的添加量。其結(jié)果為，可以減少導(dǎo)致基板強(qiáng)度下降的液相部分的體積量，并可以使得到的陶瓷基板的彎曲強(qiáng)度進(jìn)一步提升。另外，本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料中，作為副成分陶瓷材料，相對(duì)于100重量份的主成分陶瓷材料，還可以含有分別換算成CoO和V2O5為0. 1 5. 0重量份的Co和/或V。 這些成分可進(jìn)一步提高陶瓷基板的彎曲強(qiáng)度，同時(shí)還起染料的作用。如前所述，本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料作為起始原料不含有玻璃，但在燒成循環(huán)中會(huì)生成作為非結(jié)晶成分的玻璃，所以在燒成后的陶瓷基板中含有玻璃。因而，不需要使用高價(jià)的玻璃，也可以穩(wěn)定地制作低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料。另外，如前所述，本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料較好是不含有堿金屬。本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料通過(guò)將MnCO3陶瓷粉末、以及TW2和狗203的至少一方的陶瓷粉末添加到Si02、BaC03和Al2O3的各種陶瓷粉末中并進(jìn)行混合而制得。較好是經(jīng)過(guò)以下工序制造將TW2和Fe2O3的至少一方的陶瓷粉末添加到Si02、BaCO3和Al2O3的各種陶瓷粉末中，對(duì)于所形成的混合物進(jìn)行焙燒而制得焙燒粉的工序；和在所述焙燒粉中添加未經(jīng)焙燒的MnCO3陶瓷粉末的工序。因而，含有低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的陶瓷生片較好是經(jīng)過(guò)以下工序進(jìn)行制造將TW2 和!^e2O3的至少一方的陶瓷粉末添加到Si02、BaC03和Al2O3的各種陶瓷粉末中，對(duì)于所形成的混合物進(jìn)行焙燒而制得焙燒粉的工序；在所述焙燒粉中添加未經(jīng)焙燒的MnCO3陶瓷粉末的同時(shí)添加粘合劑而制得陶瓷漿料的工序；將陶瓷漿料成形而制得陶瓷生片的工序。如上所述，在制造低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料或陶瓷生片時(shí)，將Si成分、Ba成分、Al成分
5和Ti/i^e成分進(jìn)行焙燒而得到焙燒粉后，如果將未經(jīng)焙燒的Mn成分添加到焙燒粉中，則可抑制焙燒時(shí)的焙燒合成反應(yīng)，可以使焙燒粉的粒徑微小化。因而，在可以簡(jiǎn)化焙燒粉的粉碎工序的同時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)用其制成的陶瓷生片的薄層化。并且可以防止焙燒粉的顏色變成焦茶色，因而，特別是在印刷以銅為主成分的導(dǎo)電糊時(shí)，可以提高使用這種焙燒粉制成的陶瓷生片的圖像識(shí)別性。較好是在使用本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料構(gòu)成的陶瓷基板所具備的陶瓷層中含有作為低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的副成分陶瓷材料的TiO2,并且在該低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料燒結(jié)后形成的陶瓷層析出Ba2TiSi2O8結(jié)晶。即，含有作為副成分陶瓷材料的TiO2，并且主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料是所述特定的組成的情況下，得到的陶瓷基板上有Ba2TiSi2O8結(jié)晶 (鋇鈦硅石(Fresnoite)結(jié)晶相)析出。其結(jié)果是，可以得到更高的電極剝離強(qiáng)度，并得到與外部導(dǎo)體膜的接合強(qiáng)度極高的、高可靠性的陶瓷基板。下面，基于和實(shí)施方式1和2，對(duì)使用本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料構(gòu)成的陶瓷基板及其制造方法進(jìn)行說(shuō)明。〔實(shí)施方式1〕圖1是作為使用本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料制得的陶瓷基板的一例的多層陶瓷基板1的圖解剖視圖。多層陶瓷基板1具備層疊體3，該層疊體3由層疊的多個(gè)陶瓷層2構(gòu)成。層疊體3 中，在陶瓷層2的特定部分設(shè)置有各種相關(guān)的導(dǎo)體圖形。作為上述導(dǎo)體圖形，包括在層疊體3的層疊方向的端面上形成的數(shù)個(gè)外部導(dǎo)體膜 4和5，沿著陶瓷層2間的特定界面形成的數(shù)個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體膜6，以及貫穿陶瓷層2的特定部分而形成的作為層間連接導(dǎo)體的通孔導(dǎo)體7等。設(shè)置于層疊體3表面的外部導(dǎo)體膜4用于連接將要安裝在層疊體3的外表面上的電子零部件8和9。在圖1中，圖示了如半導(dǎo)體器件那樣具有凸端電極10的電子零部件8， 以及如芯片電容器那樣具有平面狀端子電極11的電子零部件9。另外，在層疊體3的背面設(shè)置的外部導(dǎo)體膜5用于在安裝該多層陶瓷基板1時(shí)連接主板(未圖示)。該多層陶瓷基板1所具備的層疊體3可通過(guò)對(duì)未燒成層疊體進(jìn)行燒成而制得。該未燒成層疊體具有成為陶瓷層2的多個(gè)層疊的陶瓷生片層，和由導(dǎo)電糊形成的內(nèi)部導(dǎo)體膜 6和通孔導(dǎo)體7，根據(jù)情況還可具有由導(dǎo)電糊形成的外部導(dǎo)體膜4和5。上述未燒成層疊體中的陶瓷生片層的疊層構(gòu)造典型的是通過(guò)將陶瓷漿料成形得到的多個(gè)陶瓷生片層疊而得到。在層疊前的陶瓷生片上設(shè)置導(dǎo)體圖形，特別是內(nèi)部的導(dǎo)體圖形。陶瓷漿料可以通過(guò)以下方法制得將聚乙烯醇縮丁醛等有機(jī)粘合劑、甲苯及異丙醇等的溶劑、鄰苯二甲酸二正丁酯等增塑劑以及根據(jù)需要使用的分散劑等添加劑加入到所述的本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料中進(jìn)行漿料化。在使用陶瓷漿料進(jìn)行制造陶瓷生片的成形時(shí)，例如可通過(guò)以下方法進(jìn)行在由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等有機(jī)樹(shù)脂形成的底膜上，采用刮刀法(日文K々夕一 O — K法) 將陶瓷漿料成形為片狀。在陶瓷生片上設(shè)置導(dǎo)體圖形時(shí)，例如使用含有金、銀或銅等低溫?zé)Y(jié)金屬材料作為導(dǎo)電成分的主成分的導(dǎo)電糊，在陶瓷生片上設(shè)置用于通孔導(dǎo)體7的貫通孔，用導(dǎo)電糊充填貫通孔的同時(shí)，通過(guò)例如絲網(wǎng)印刷法將用于內(nèi)部導(dǎo)體膜6的導(dǎo)電糊膜、以及用于外部導(dǎo)體膜4和5的導(dǎo)電糊膜成形。另外，在前述的低溫?zé)Y(jié)金屬材料中，以銅為主成分的導(dǎo)電糊與本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料具有特別良好的燒結(jié)性。將這樣的陶瓷生片按照一定的順序?qū)盈B，在層疊方向上通過(guò)施加例如1000 1500kgf/cm2的壓力進(jìn)行壓接，藉此得到未燒成層疊體。在該未燒成層疊體上，雖然沒(méi)有圖示，也可以設(shè)置用于收納其他電子零部件的空穴，或設(shè)置用于固定覆蓋電子零部件8和9等的蓋子的接合部分。未燒成層疊體通過(guò)以下方法進(jìn)行燒成在能夠燒結(jié)陶瓷生片層含有的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的溫度以上，例如在850°C以上，導(dǎo)體圖形中含有的金屬的熔點(diǎn)以下，如果是銅的情況下，在1050°C以下的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行燒成。由此，在陶瓷生片層燒結(jié)的同時(shí)導(dǎo)電糊也燒結(jié)，由燒結(jié)后的導(dǎo)體膜形成電路圖形。另外，特別是導(dǎo)體圖形中含有的主成分金屬是銅的情況下，燒成在氮?dú)夥盏确茄趸詺夥罩羞M(jìn)行，在900°C以下的溫度完成脫粘合劑；還有，在降溫時(shí)，使氧氣的分壓降低， 讓燒成完成時(shí)的銅沒(méi)有實(shí)質(zhì)的氧化。另外，燒成溫度例如在980°C以上時(shí)，作為導(dǎo)體圖形中包含的金屬，銀將難以使用，如果是鈀含量為20重量％以上的Ag-Pd系合金，則可以使用。 這種情況下，燒成可以在空氣中進(jìn)行。燒成溫度如果在950°C以下時(shí)，則銀可以作為導(dǎo)體圖形中包含的金屬使用。如上所述，燒成工序結(jié)束時(shí)，可以得到圖1所示的層疊體3。之后，表面貼裝電子零部件8和9，由此，圖1所示的多層陶瓷基板1就完成了。另外，本發(fā)明不局限于包括具有所述層疊構(gòu)造的層疊體的多層陶瓷基板，也適用于只有一個(gè)陶瓷層的單層構(gòu)造的陶瓷基板，還適用于由該低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料形成的陶瓷層與由其他的介電常數(shù)較高的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料形成的陶瓷層構(gòu)成的復(fù)合型多層陶瓷基板?！矊?shí)施方式2〕圖2是使用本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料構(gòu)成的實(shí)施方式2的陶瓷基板21的圖解剖視圖。陶瓷基板21具有以下層疊構(gòu)造包括具有特定的熱膨脹系數(shù)α 1的第1和第2表層陶瓷部22和23 ；和具有比上述熱膨脹系數(shù)α 1更大的熱膨脹系數(shù)α 2，并且位于第1和第2表層陶瓷部22和23之間的內(nèi)層陶瓷部24。在這樣的陶瓷基板21中，第1和第2表層陶瓷部22和23以及內(nèi)層陶瓷部M的任何一個(gè)都是由本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的燒結(jié)體構(gòu)成的。在陶瓷基板21中，第1和第2表層陶瓷部22和23的熱膨脹系數(shù)α 1與內(nèi)層陶瓷部M的熱膨脹系數(shù)α 2之間的關(guān)系是通過(guò)上述的選擇，在為制造陶瓷基板21而進(jìn)行的燒成工序之后的冷卻工序中，第1和第2表層陶瓷部22和23會(huì)分別受到由內(nèi)層陶瓷部M帶來(lái)的壓縮應(yīng)力。由此，可以提高陶瓷基板21的抗彎折強(qiáng)度。另外，為了保證達(dá)到所述作用效果，前述的熱膨脹系數(shù)α 1與α 2之間的差較好為 0. 5ppm/°C以上，表層陶瓷部22和23各自的厚度較好為150 μ m以下。還有，如上所述，第1和第2表層陶瓷部22和23以及內(nèi)層陶瓷部M的任何一個(gè)都是由本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的燒結(jié)體構(gòu)成的，因此，可以在比較低的溫度進(jìn)行燒成。 另外，可以將陶瓷基板21形成為高頻特性良好的基板。此外，第1和第2表層陶瓷部22和23以及內(nèi)層陶瓷部M彼此實(shí)質(zhì)上都是由相同組成的陶瓷燒結(jié)體形成的，如前所述，熱膨脹系數(shù)即使有差異，也可以抑制開(kāi)裂或翹曲的發(fā)生，從而獲得可靠性高的陶瓷基板21。另外，關(guān)于可獲得具有如上所述的熱膨脹系數(shù)的關(guān)系的表層陶瓷部22和23以及內(nèi)層陶瓷部M的本發(fā)明的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料的具體組成例，在后述的實(shí)驗(yàn)例中明確說(shuō)明。還有，在圖2中，省略了在陶瓷基板21設(shè)置的相關(guān)的導(dǎo)體圖形的圖示。作為導(dǎo)體圖形，除了在陶瓷基板21的外表面上設(shè)置的外部導(dǎo)體膜外，還有在陶瓷基21的內(nèi)部設(shè)置的內(nèi)部導(dǎo)體膜或通孔導(dǎo)體等。如上所述，在設(shè)置內(nèi)部導(dǎo)體膜或通孔導(dǎo)體的情況下，通常陶瓷基板21所具備的表層陶瓷部22和23分別具有多層層疊構(gòu)造，或者內(nèi)層陶瓷部M具有多層層疊構(gòu)造。但對(duì)于這些層疊構(gòu)造，在圖2中也省略了圖示。以下，針對(duì)基于本發(fā)明實(shí)施的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行說(shuō)明?！矊?shí)驗(yàn)例1〕實(shí)驗(yàn)例1是為了確認(rèn)由本發(fā)明產(chǎn)生的效果而實(shí)施的。首先，作為起始原料，準(zhǔn)備了粒徑均在2. Ομπι以下的SiO2, BaCO3> A1203、MnCO3> TiO2, Fe2O3^ Mg (OH) 2、Nb2O5, CeO2, ZrO2和SiO的各種陶瓷粉末。然后，按照可以在燒成后形成如表1和表2中所示的組成比例的條件進(jìn)行稱(chēng)量這些起始原料粉末，經(jīng)濕式混合粉碎后干燥，將得到的混合物在750 1000°C下焙燒1 3個(gè)小時(shí)，得到原料粉末。所述BaCO3燒成后變?yōu)锽aO、所述MnCO3燒成后變?yōu)镸nO、所述Mg(OH)2燒成后變?yōu)镸gO。此外，在表1和表2中，主成分陶瓷材料Si02、BaO和Al2O3以重量％ (wt% )為單位進(jìn)行表示，這些材料合計(jì)為100重量％。另一方面，副成分陶瓷材料Mn0、Ti02、Fi5203、Mg0、 Nb2O5^CeO2,ZrO2和ZnO的相對(duì)于主成分陶瓷材料100重量份的比例以重量份為單位進(jìn)行表不?！脖?〕0064
權(quán)利要求
1.一種低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料，其特征在于，含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，實(shí)質(zhì)上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一種，其中，主成分陶瓷材料含有換算成SiA為 48 75重量％的Si、換算成BaO為20 40重量％的Ba以及換算成Al2O3為5 20重量％的Al，相對(duì)于100重量份的所述主成分陶瓷材料，所述副成分陶瓷材料含有換算成MnO 為2 10重量份的Mn以及分別換算成TW2和狗203為0. 1 10重量份的選自Ti和！^的至少一種。
2.如權(quán)利要求1所述的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料，其特征在于，作為所述副成分陶瓷材料，相對(duì)于100重量份的所述主成分陶瓷材料，還含有換算成MgO為0. 1 5重量份的Mg。
3.如權(quán)利要求1或2所述的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料，其特征在于，作為所述副成分陶瓷材料，相對(duì)于100重量份的所述主成分陶瓷材料，還含有分別換算成Nb205、CeO2, ZrO2, ZnO為 0. 1 6重量份的選自Nb、Ce、Zr及Si的至少一種。
4.一種陶瓷基板，具備將低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料燒結(jié)而形成的陶瓷層，所述低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，實(shí)質(zhì)上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一種，其中，主成分陶瓷材料含有換算成SW2為48 75重量％的Si、換算成BaO為20 40重量％的Ba以及換算成Al2O3為5 20重量％的Al，相對(duì)于100重量份的所述主成分陶瓷材料，所述副成分陶瓷材料含有換算成MnO為2 10重量份的Mn以及分別換算成TW2 和Fii2O3為0. 1 10重量份的選自Ti和!^e的至少一種。
5.如權(quán)利要求4所述的陶瓷基板，其特征在于，所述低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料中，作為所述副成分陶瓷材料，相對(duì)于100重量份的所述主成分陶瓷材料還含有換算成MgO為0. 1 5重量份的Mg。
6.如權(quán)利要求4或5所述的陶瓷基板，其特征在于，所述低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料中，作為所述副成分陶瓷材料，相對(duì)于100重量份的所述主成分陶瓷材料還含有分別換算成Nb205、 CeO2, ZrO2, ZnO為0. 1 6重量份的選自Nb、Ce、Zr及Si的至少一種。
7.如權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)所述的陶瓷基板，其特征在于，包括由多個(gè)所述陶瓷層層疊而形成的層疊體，和設(shè)置在所述層疊體的表面和/或內(nèi)部的以金、銀和銅中的至少一種為主成分的導(dǎo)體圖形。
8.如權(quán)利要求4 7中任一項(xiàng)所述的陶瓷基板，其特征在于，所述低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料中作為所述副成分陶瓷材料含有TiO2,且在所述陶瓷層中有Ba2TiSi2O8結(jié)晶析出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料，可形成燒成后的組成不均勻性較小且燒結(jié)體的彎曲強(qiáng)度高、表面電極的剝離強(qiáng)度高、可靠性?xún)?yōu)良的陶瓷基板。用于構(gòu)成多層陶瓷基板(1)的陶瓷層(2)的低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料含有主成分陶瓷材料和副成分陶瓷材料，實(shí)質(zhì)上不含有Cr氧化物及B氧化物中的任何一種，其中，主成分陶瓷材料含有換算成SiO2為48～75重量％的Si、換算成BaO為20～40重量％的Ba以及換算成Al2O3為5～20重量％的Al，相對(duì)于100重量份的主成分陶瓷材料，副成分陶瓷材料含有換算成MnO為2～10重量份的Mn以及分別換算成TiO2和Fe2O3為0.1～10重量份的選自Ti和Fe的至少一種。
文檔編號(hào)C04B35/195GK102272072SQ20098015435
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者元家真知子, 勝部毅 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所