JP2002321970A - セラミック焼結体の製造方法および積層型セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
セラミック焼結体の製造方法および積層型セラミック電子部品の製造方法Info
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温焼結が可能であり、十分に緻密化されか
つ結晶化されたセラミック焼結体を得る。 【解決手段】 易焼結性の低温相から難焼結性の高温相
を生成させ得るセラミック組成物を主成分とする原材料
を焼成するにあたって、低温相の焼結温度以上であって
高温相が実質上生成しない第１の温度で熱処理すること
によって、焼結緻密化された中間焼結体を得るための１
次熱処理工程と、中間焼結体を第１の温度より高い第２
の温度で熱処理することによって、高温相を生成させ、
それによって、目的とするセラミック焼結体を得るため
の２次熱処理工程とを実施する。
つ結晶化されたセラミック焼結体を得る。 【解決手段】 易焼結性の低温相から難焼結性の高温相
を生成させ得るセラミック組成物を主成分とする原材料
を焼成するにあたって、低温相の焼結温度以上であって
高温相が実質上生成しない第１の温度で熱処理すること
によって、焼結緻密化された中間焼結体を得るための１
次熱処理工程と、中間焼結体を第１の温度より高い第２
の温度で熱処理することによって、高温相を生成させ、
それによって、目的とするセラミック焼結体を得るため
の２次熱処理工程とを実施する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、セラミック焼結
体の製造方法および積層型セラミック電子部品の製造方
法に関するもので、特に、焼成工程での焼成プロファイ
ルの改良に関するものである。
体の製造方法および積層型セラミック電子部品の製造方
法に関するもので、特に、焼成工程での焼成プロファイ
ルの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種モジュール基板や各種パッケージ部
品や複合デバイス等を構成するために用いられている多
層セラミック基板のような積層型セラミック電子部品
は、複数の積層されたセラミック層をもって構成される
焼結積層体を備えている。このような積層型セラミック
電子部品には、種々の形態の配線導体が設けられてい
る。配線導体としては、たとえば、焼結積層体の内部に
おいて、セラミック層間の特定の界面に沿って延びる内
部導体膜が形成されたり、特定のセラミック層を貫通す
るように延びるビアホール導体が形成されたり、また、
焼結積層体の外表面上において延びる外部導体膜が形成
されたりしている。
品や複合デバイス等を構成するために用いられている多
層セラミック基板のような積層型セラミック電子部品
は、複数の積層されたセラミック層をもって構成される
焼結積層体を備えている。このような積層型セラミック
電子部品には、種々の形態の配線導体が設けられてい
る。配線導体としては、たとえば、焼結積層体の内部に
おいて、セラミック層間の特定の界面に沿って延びる内
部導体膜が形成されたり、特定のセラミック層を貫通す
るように延びるビアホール導体が形成されたり、また、
焼結積層体の外表面上において延びる外部導体膜が形成
されたりしている。
【０００３】上述した配線導体は、電気抵抗が低い方が
望ましく、そのため、銅または銀というような電気伝導
率の高い金属が配線導体のための導電材料として用いら
れている。
望ましく、そのため、銅または銀というような電気伝導
率の高い金属が配線導体のための導電材料として用いら
れている。
【０００４】焼結積層体を得るためには、生の積層体を
焼成する工程が必要であるが、生の積層体には、既に配
線導体が形成されているため、配線導体も焼成工程に付
されることになる。したがって、焼成工程において付与
される温度は、配線導体において導電材料として含まれ
る金属の融点より低くなければならない。
焼成する工程が必要であるが、生の積層体には、既に配
線導体が形成されているため、配線導体も焼成工程に付
されることになる。したがって、焼成工程において付与
される温度は、配線導体において導電材料として含まれ
る金属の融点より低くなければならない。
【０００５】このような状況の下、前述した銅または銀
は、その融点が比較的低いため、セラミック層を構成す
るセラミック材料としては、比較的低温で焼結可能ない
わゆる低温焼結セラミック材料が用いられている。
は、その融点が比較的低いため、セラミック層を構成す
るセラミック材料としては、比較的低温で焼結可能ない
わゆる低温焼結セラミック材料が用いられている。
【０００６】従来、低温焼結セラミック材料としては、
アルミナなどの無機骨材と低融点ガラスとの混合組成
物、いわゆるガラスセラミックが主として用いられてい
る。ガラスセラミックでは、体積の半分程度を不定構造
のガラス相が占めている。
アルミナなどの無機骨材と低融点ガラスとの混合組成
物、いわゆるガラスセラミックが主として用いられてい
る。ガラスセラミックでは、体積の半分程度を不定構造
のガラス相が占めている。
【０００７】そのため、ガラスセラミックは、誘電損失
や熱伝導率の点で、多結晶体と比較して劣ることが多
い。また、低融点ガラスは、一般に、アルカリ金属や硼
素を多く含むため、めっき工程や高温高湿中などの条件
下で、信頼性低下の原因となる場合がある。さらに、ガ
ラスの製造コストは高く、そのため、ガラスセラミック
全体の材料コストを上昇させてしまう。
や熱伝導率の点で、多結晶体と比較して劣ることが多
い。また、低融点ガラスは、一般に、アルカリ金属や硼
素を多く含むため、めっき工程や高温高湿中などの条件
下で、信頼性低下の原因となる場合がある。さらに、ガ
ラスの製造コストは高く、そのため、ガラスセラミック
全体の材料コストを上昇させてしまう。
【０００８】ガラスセラミックが有するこれらの問題を
解決するため、特開平８−１７５８６４号公報には、セ
ラミック原材料にカオリナイト族の粘土またはカオリン
とＣａＯとの混合物を用いて、低温焼結を実現すること
が記載されている。ここで記載された技術は、高温でカ
オリンとＣａＯとが相互拡散して、Ｓｉ−Ａｌ−Ｃａ系
アモルファスとなり、軟化流動して焼結するとともに、
アノーサイトおよびゲーレナイトが析出するというもの
である。特に、アノーサイトは電気的特性に優れ、熱膨
張係数がＳｉに近いため、基板やパッケージというよう
な用途に適している。
解決するため、特開平８−１７５８６４号公報には、セ
ラミック原材料にカオリナイト族の粘土またはカオリン
とＣａＯとの混合物を用いて、低温焼結を実現すること
が記載されている。ここで記載された技術は、高温でカ
オリンとＣａＯとが相互拡散して、Ｓｉ−Ａｌ−Ｃａ系
アモルファスとなり、軟化流動して焼結するとともに、
アノーサイトおよびゲーレナイトが析出するというもの
である。特に、アノーサイトは電気的特性に優れ、熱膨
張係数がＳｉに近いため、基板やパッケージというよう
な用途に適している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平８−１
７５８６４号公報におけるＳｉ−Ａｌ−Ｃａ系アモルフ
ァスといわゆる結晶化ガラスとは、熱力学的に全く別の
状態である。
７５８６４号公報におけるＳｉ−Ａｌ−Ｃａ系アモルフ
ァスといわゆる結晶化ガラスとは、熱力学的に全く別の
状態である。
【００１０】結晶化ガラスは、液体の過冷却状態であ
り、温度が低いほど、結晶が熱力学的に安定である。一
方、Ｓｉ−Ａｌ−Ｃａ系アモルファスは、結晶析出の前
駆体であり、温度が高いほど、結晶が安定である。
り、温度が低いほど、結晶が熱力学的に安定である。一
方、Ｓｉ−Ａｌ−Ｃａ系アモルファスは、結晶析出の前
駆体であり、温度が高いほど、結晶が安定である。
【００１１】また、アモルファスが結晶になると、焼結
性が大きく低下する。
性が大きく低下する。
【００１２】よって、焼成過程において温度を高くしす
ぎると、アモルファスが焼結以前に結晶化してしまい、
緻密な焼結体を得ることができない。逆に、温度が低す
ぎると、焼結はするが、実質上、結晶化がほとんど起こ
らないため、結晶質の多い焼結体を得ることができな
い。そのため、結晶化速度が速すぎず、かつ遅すぎない
ような温度範囲に制御しながら焼成すれば、結晶質の緻
密な焼結体を得ることは可能である。
ぎると、アモルファスが焼結以前に結晶化してしまい、
緻密な焼結体を得ることができない。逆に、温度が低す
ぎると、焼結はするが、実質上、結晶化がほとんど起こ
らないため、結晶質の多い焼結体を得ることができな
い。そのため、結晶化速度が速すぎず、かつ遅すぎない
ような温度範囲に制御しながら焼成すれば、結晶質の緻
密な焼結体を得ることは可能である。
【００１３】しかしながら、上述の方法には、以下のよ
うな実用上の大きな問題がある。
うな実用上の大きな問題がある。
【００１４】１．結晶化の進行速度は、現実には一定で
はなく、原材料の組成、粒径もしくは履歴または焼成条
件のわずかな変動にも敏感である。そのため、焼結と同
時に結晶化を行なう焼成工程を採用した場合には、焼結
速度が結晶化速度に大きく影響される。その結果、製造
ロット毎に焼成後の密度や結晶体積割合のばらつきが大
きくなりやすく、電子部品などの特性に極めて狭い公差
が要求される用途には適さない。
はなく、原材料の組成、粒径もしくは履歴または焼成条
件のわずかな変動にも敏感である。そのため、焼結と同
時に結晶化を行なう焼成工程を採用した場合には、焼結
速度が結晶化速度に大きく影響される。その結果、製造
ロット毎に焼成後の密度や結晶体積割合のばらつきが大
きくなりやすく、電子部品などの特性に極めて狭い公差
が要求される用途には適さない。
【００１５】２．誘電損失を小さくするためには、結晶
性を高くする必要があり、結晶性を高くするためには、
高温での熱処理が最も有効であるが、特開平８−１７５
８６４号公報に記載の方法では、焼成温度を結晶化温度
より十分に高くすることができない。
性を高くする必要があり、結晶性を高くするためには、
高温での熱処理が最も有効であるが、特開平８−１７５
８６４号公報に記載の方法では、焼成温度を結晶化温度
より十分に高くすることができない。
【００１６】３．特開平８−１７５８６４号公報に記載
の方法では、利用できる結晶相は、アモルファスを徐々
に加熱した場合に最初に析出する結晶相のみであり、よ
り高温で析出する結晶相を利用できない。
の方法では、利用できる結晶相は、アモルファスを徐々
に加熱した場合に最初に析出する結晶相のみであり、よ
り高温で析出する結晶相を利用できない。
【００１７】そこで、この発明の目的は、上述した問題
を解決し得るセラミック焼結体の製造方法およびこの製
造方法に基づく積層型セラミック電子部品の製造方法を
提供しようとすることである。
を解決し得るセラミック焼結体の製造方法およびこの製
造方法に基づく積層型セラミック電子部品の製造方法を
提供しようとすることである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この発明に係るセラミッ
ク焼結体の製造方法は、易焼結性の低温相から難焼結性
の高温相を生成させ得るものであって、低温相の中心粒
径が１．０μｍ以下である粉末成形体の焼結温度以下に
おいては高温相の生成が実質上起こらない物質の低温相
を含むセラミック組成物を主成分とする原材料を用意す
る工程と、この原材料を上記焼結温度以上であって高温
相が実質上生成しない第１の温度で熱処理することによ
って、焼結緻密化された中間焼結体を得るための１次熱
処理工程と、この中間焼結体を第１の温度より高い第２
の温度で熱処理することによって、高温相を生成させ、
それによって、目的とするセラミック焼結体を得るため
の２次熱処理工程とを備えることを特徴としている。
ク焼結体の製造方法は、易焼結性の低温相から難焼結性
の高温相を生成させ得るものであって、低温相の中心粒
径が１．０μｍ以下である粉末成形体の焼結温度以下に
おいては高温相の生成が実質上起こらない物質の低温相
を含むセラミック組成物を主成分とする原材料を用意す
る工程と、この原材料を上記焼結温度以上であって高温
相が実質上生成しない第１の温度で熱処理することによ
って、焼結緻密化された中間焼結体を得るための１次熱
処理工程と、この中間焼結体を第１の温度より高い第２
の温度で熱処理することによって、高温相を生成させ、
それによって、目的とするセラミック焼結体を得るため
の２次熱処理工程とを備えることを特徴としている。
【００１９】上述のように、「中心粒径が１．０μｍ以
下」と規定したのは、焼結温度を特定するためのもので
ある。すなわち、中心粒径が変わると、焼結温度も変わ
るため、中心粒径を規定しないことには焼結温度を特定
することができないためである。
下」と規定したのは、焼結温度を特定するためのもので
ある。すなわち、中心粒径が変わると、焼結温度も変わ
るため、中心粒径を規定しないことには焼結温度を特定
することができないためである。
【００２０】なお、セラミック焼結体を得るための焼結
をより確実に達成するためには、上述したセラミック組
成物において、低温相は２０重量％以上含んでいること
が好ましい。
をより確実に達成するためには、上述したセラミック組
成物において、低温相は２０重量％以上含んでいること
が好ましい。
【００２１】このように、この発明によれば、焼成プロ
ファイルにおいて、１次熱処理と２次熱処理との２段階
の熱処理を行なうようにし、１次熱処理工程では、焼結
は進行するが、結晶化は実質上起こらない温度範囲すな
わち緻密化域での熱処理を行ない、それによって、緻密
化を十分に進行させることができ、次いで、２次熱処理
工程では、緻密化域より高温で結晶化が速い結晶化域で
の熱処理を行ない、それによって、結晶を十分に析出さ
せることができる。
ファイルにおいて、１次熱処理と２次熱処理との２段階
の熱処理を行なうようにし、１次熱処理工程では、焼結
は進行するが、結晶化は実質上起こらない温度範囲すな
わち緻密化域での熱処理を行ない、それによって、緻密
化を十分に進行させることができ、次いで、２次熱処理
工程では、緻密化域より高温で結晶化が速い結晶化域で
の熱処理を行ない、それによって、結晶を十分に析出さ
せることができる。
【００２２】この発明において、１次熱処理工程は、中
間焼結体の吸水率が５％以下となるまで実施されること
が好ましい。
間焼結体の吸水率が５％以下となるまで実施されること
が好ましい。
【００２３】また、好ましくは、１次熱処理工程では、
８００〜９３０℃の温度範囲で１０分間以上の熱処理が
実施され、２次熱処理工程では、１０５０℃以下の温度
で熱処理が実施される。
８００〜９３０℃の温度範囲で１０分間以上の熱処理が
実施され、２次熱処理工程では、１０５０℃以下の温度
で熱処理が実施される。
【００２４】また、好ましくは、１次熱処理工程では、
中間焼結体の吸水率が５％以下となるまで８００〜９３
０℃の温度範囲での熱処理が実施され、２次熱処理工程
では、１０５０℃以下の温度で熱処理が実施される。
中間焼結体の吸水率が５％以下となるまで８００〜９３
０℃の温度範囲での熱処理が実施され、２次熱処理工程
では、１０５０℃以下の温度で熱処理が実施される。
【００２５】この発明において、上述したような熱処理
が適用されるセラミック組成物としては、たとえば、
（１）灼熱後の酸化物重量換算で６２〜８２重量部の、
カオリナイト族の層状アルミノ珪酸塩またはこれを１０
００℃以下の温度で熱処理して得られるＡｌＳｉ系層状
酸化物の粉末と、（２）灼熱後の酸化物重量換算で１８
〜３８重量部の、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 およびＣａＣ
Ｏ3 から選ばれたＣａ化合物の微細粉末とを混合し、こ
の混合物を８００〜９５０℃の温度で仮焼して得られた
ものが用いられる。
が適用されるセラミック組成物としては、たとえば、
（１）灼熱後の酸化物重量換算で６２〜８２重量部の、
カオリナイト族の層状アルミノ珪酸塩またはこれを１０
００℃以下の温度で熱処理して得られるＡｌＳｉ系層状
酸化物の粉末と、（２）灼熱後の酸化物重量換算で１８
〜３８重量部の、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 およびＣａＣ
Ｏ3 から選ばれたＣａ化合物の微細粉末とを混合し、こ
の混合物を８００〜９５０℃の温度で仮焼して得られた
ものが用いられる。
【００２６】上述したセラミック組成物は、硼珪酸ガラ
スを含んでいてもよい。この場合には、セラミック組成
物としては、上述の混合物１００重量部に、さらに、１
〜３０重量部の硼珪酸ガラスを混合し、この混合物を８
００〜９５０℃の温度で仮焼して得られたものが用いら
れる。
スを含んでいてもよい。この場合には、セラミック組成
物としては、上述の混合物１００重量部に、さらに、１
〜３０重量部の硼珪酸ガラスを混合し、この混合物を８
００〜９５０℃の温度で仮焼して得られたものが用いら
れる。
【００２７】また、他のセラミック組成物としては、た
とえば、（１）カオリナイト族の層状アルミノ珪酸塩ま
たはこれを１０００℃以下の温度で熱処理して得られる
ＡｌＳｉ系層状酸化物の粉末と、（２）ＭｇＯ、Ｍｇ
（ＯＨ）2 およびＭｇＣＯ3 から選ばれたＭｇ化合物の
微細粉末とを、Ａｌ2 Ｏ3 の１モルに対してＭｇＯが
０．８〜１．０モルとなる割合で混合し、この混合物を
８００〜９５０℃の温度で仮焼して得られたものを用い
ることができる。
とえば、（１）カオリナイト族の層状アルミノ珪酸塩ま
たはこれを１０００℃以下の温度で熱処理して得られる
ＡｌＳｉ系層状酸化物の粉末と、（２）ＭｇＯ、Ｍｇ
（ＯＨ）2 およびＭｇＣＯ3 から選ばれたＭｇ化合物の
微細粉末とを、Ａｌ2 Ｏ3 の１モルに対してＭｇＯが
０．８〜１．０モルとなる割合で混合し、この混合物を
８００〜９５０℃の温度で仮焼して得られたものを用い
ることができる。
【００２８】上述したセラミック組成物は、硼素化合物
を含んでいてもよい。この場合には、セラミック組成物
としては、上述の混合物１００重量部に、さらに、０．
１〜３．５重量部の硼素化合物を混合し、この混合物を
８００〜９５０℃の温度で仮焼して得られたものを用い
ることができる。
を含んでいてもよい。この場合には、セラミック組成物
としては、上述の混合物１００重量部に、さらに、０．
１〜３．５重量部の硼素化合物を混合し、この混合物を
８００〜９５０℃の温度で仮焼して得られたものを用い
ることができる。
【００２９】この発明は、また、積層型セラミック電子
部品の製造方法にも向けられる。
部品の製造方法にも向けられる。
【００３０】この積層型セラミック電子部品の製造方法
は、易焼結性の低温相から難焼結性の高温相を生成させ
得るものであって、低温相の中心粒径が１．０μｍ以下
である粉末成形体の焼結温度以下においては高温相の生
成が実質上起こらない物質の低温相を含むセラミック組
成物を含む、セラミックスラリーを用意する工程と、こ
のセラミックスラリーをもって形成された、複数の積層
されたセラミックグリーン層、およびセラミックグリー
ン層の特定のものに関連して設けられる配線導体を備え
る、生の積層体を作製する工程と、この生の積層体を上
記焼結温度以上であって高温相が実質上生成しない第１
の温度で熱処理することによって、焼結緻密化された中
間焼結体を得るための第１の熱処理工程と、この中間焼
結体を第１の温度より高い第２の温度で熱処理すること
によって、高温相を生成させ、それによって、目的とす
る積層型セラミック電子部品のための焼結積層体を得る
ための２次熱処理工程とを備えることを特徴としてい
る。
は、易焼結性の低温相から難焼結性の高温相を生成させ
得るものであって、低温相の中心粒径が１．０μｍ以下
である粉末成形体の焼結温度以下においては高温相の生
成が実質上起こらない物質の低温相を含むセラミック組
成物を含む、セラミックスラリーを用意する工程と、こ
のセラミックスラリーをもって形成された、複数の積層
されたセラミックグリーン層、およびセラミックグリー
ン層の特定のものに関連して設けられる配線導体を備え
る、生の積層体を作製する工程と、この生の積層体を上
記焼結温度以上であって高温相が実質上生成しない第１
の温度で熱処理することによって、焼結緻密化された中
間焼結体を得るための第１の熱処理工程と、この中間焼
結体を第１の温度より高い第２の温度で熱処理すること
によって、高温相を生成させ、それによって、目的とす
る積層型セラミック電子部品のための焼結積層体を得る
ための２次熱処理工程とを備えることを特徴としてい
る。
【００３１】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
よる製造方法によって製造されるセラミック焼結体を備
える積層型セラミック電子部品の一例としての多層セラ
ミック基板１を図解的に示す断面図である。
よる製造方法によって製造されるセラミック焼結体を備
える積層型セラミック電子部品の一例としての多層セラ
ミック基板１を図解的に示す断面図である。
【００３２】多層セラミック基板１は、積層された複数
のセラミック層２をもって構成される焼結積層体３を備
えている。この焼結積層体３において、セラミック層２
の特定のものに関連して種々の配線導体が設けられてい
る。
のセラミック層２をもって構成される焼結積層体３を備
えている。この焼結積層体３において、セラミック層２
の特定のものに関連して種々の配線導体が設けられてい
る。
【００３３】上述した配線導体としては、焼結積層体３
の積層方向における端面上に形成されるいくつかの外部
導体膜４および５、セラミック層２の間の特定の界面に
沿って形成されるいくつかの内部導体膜６、ならびにセ
ラミック層２の特定のものを貫通するように形成される
いくつかのビアホール導体７等がある。
の積層方向における端面上に形成されるいくつかの外部
導体膜４および５、セラミック層２の間の特定の界面に
沿って形成されるいくつかの内部導体膜６、ならびにセ
ラミック層２の特定のものを貫通するように形成される
いくつかのビアホール導体７等がある。
【００３４】上述した外部導体膜４は、焼結積層体３の
外表面上に搭載されるべき電子部品８および９への接続
のために用いられる。図１では、たとえば半導体デバイ
スのように、バンプ電極１０を備える電子部品８、およ
びたとえばチップコンデンサのように面状の端子電極１
１を備える電子部品９が図示されている。
外表面上に搭載されるべき電子部品８および９への接続
のために用いられる。図１では、たとえば半導体デバイ
スのように、バンプ電極１０を備える電子部品８、およ
びたとえばチップコンデンサのように面状の端子電極１
１を備える電子部品９が図示されている。
【００３５】また、外部導体膜５は、この多層セラミッ
ク基板１を実装するマザーボード（図示せず。）への接
続のために用いられる。
ク基板１を実装するマザーボード（図示せず。）への接
続のために用いられる。
【００３６】このような多層セラミック基板１に備える
焼結積層体３は、セラミック層２となるべき複数の積層
されたセラミックグリーン層と、内部導体膜６およびビ
アホール導体７のような配線導体と、場合によっては、
外部導体膜４および５のような配線導体とを備える、生
の積層体を焼成することによって得られるものである。
焼結積層体３は、セラミック層２となるべき複数の積層
されたセラミックグリーン層と、内部導体膜６およびビ
アホール導体７のような配線導体と、場合によっては、
外部導体膜４および５のような配線導体とを備える、生
の積層体を焼成することによって得られるものである。
【００３７】上述したセラミックグリーン層は、易焼結
性の低温相から難焼結性の高温相を生成させ得るもので
あって、低温相の中心粒径が１．０μｍ以下である粉末
成形体の焼結温度以下においては高温相の生成が実質上
起こらない物質の低温相を含むセラミック組成物を含む
セラミックスラリーをもって形成される。典型的には、
セラミックグリーン層の積層構造は、セラミックスラリ
ーを成形して得られたセラミックグリーンシートを積み
重ねることによって与えられる。ここで、好ましくは、
低温相を２０重量％以上含むようにされる。
性の低温相から難焼結性の高温相を生成させ得るもので
あって、低温相の中心粒径が１．０μｍ以下である粉末
成形体の焼結温度以下においては高温相の生成が実質上
起こらない物質の低温相を含むセラミック組成物を含む
セラミックスラリーをもって形成される。典型的には、
セラミックグリーン層の積層構造は、セラミックスラリ
ーを成形して得られたセラミックグリーンシートを積み
重ねることによって与えられる。ここで、好ましくは、
低温相を２０重量％以上含むようにされる。
【００３８】セラミックスラリーに含まれるセラミック
組成物としては、たとえば、（１）灼熱後の酸化物重量
換算で６２〜８２重量部の、カオリナイト族の層状アル
ミノ珪酸塩またはこれを１０００℃以下の温度で熱処理
して得られるＡｌＳｉ系層状酸化物の粉末と、（２）灼
熱後の酸化物重量換算で１８〜３８重量部の、ＣａＯ、
Ｃａ（ＯＨ）2 およびＣａＣＯ3 から選ばれたＣａ化合
物の微細粉末とを混合し、この混合物を８００〜９５０
℃の温度で仮焼して得られたものが用いられる。
組成物としては、たとえば、（１）灼熱後の酸化物重量
換算で６２〜８２重量部の、カオリナイト族の層状アル
ミノ珪酸塩またはこれを１０００℃以下の温度で熱処理
して得られるＡｌＳｉ系層状酸化物の粉末と、（２）灼
熱後の酸化物重量換算で１８〜３８重量部の、ＣａＯ、
Ｃａ（ＯＨ）2 およびＣａＣＯ3 から選ばれたＣａ化合
物の微細粉末とを混合し、この混合物を８００〜９５０
℃の温度で仮焼して得られたものが用いられる。
【００３９】上述したセラミック組成物は、硼珪酸ガラ
スを含んでいてもよい。この場合には、セラミック組成
物としては、上述の混合物１００重量部に、さらに、１
〜３０重量部の硼珪酸ガラスを混合し、この混合物を８
００〜９５０℃の温度で仮焼して得られたものが用いら
れる。
スを含んでいてもよい。この場合には、セラミック組成
物としては、上述の混合物１００重量部に、さらに、１
〜３０重量部の硼珪酸ガラスを混合し、この混合物を８
００〜９５０℃の温度で仮焼して得られたものが用いら
れる。
【００４０】あるいは、セラミックスラリーに含まれる
セラミック組成物としては、たとえば、（１）カオリナ
イト族の層状アルミノ珪酸塩またはこれを１０００℃以
下の温度で熱処理して得られるＡｌＳｉ系層状酸化物の
粉末と、（２）ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2 およびＭｇＣＯ
3 から選ばれたＭｇ化合物の微細粉末とを、Ａｌ2 Ｏ 3
の１モルに対してＭｇＯが０．８〜１．０モルとなる割
合で混合し、この混合物を８００〜９５０℃の温度で仮
焼して得られたものが用いられる。
セラミック組成物としては、たとえば、（１）カオリナ
イト族の層状アルミノ珪酸塩またはこれを１０００℃以
下の温度で熱処理して得られるＡｌＳｉ系層状酸化物の
粉末と、（２）ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2 およびＭｇＣＯ
3 から選ばれたＭｇ化合物の微細粉末とを、Ａｌ2 Ｏ 3
の１モルに対してＭｇＯが０．８〜１．０モルとなる割
合で混合し、この混合物を８００〜９５０℃の温度で仮
焼して得られたものが用いられる。
【００４１】上述したセラミック組成物は、硼酸や硼珪
酸ガラスなどの硼素化合物を含んでいてもよい。この場
合には、セラミック組成物としては、上述の混合物１０
０重量部に、さらに、０．１〜３．５重量部の硼素化合
物を混合し、この混合物を８００〜９５０℃の温度で仮
焼して得られたものが用いられる。
酸ガラスなどの硼素化合物を含んでいてもよい。この場
合には、セラミック組成物としては、上述の混合物１０
０重量部に、さらに、０．１〜３．５重量部の硼素化合
物を混合し、この混合物を８００〜９５０℃の温度で仮
焼して得られたものが用いられる。
【００４２】上述のようにして得られた生の積層体から
焼結積層体３を得るための焼成工程では、緻密化域の温
度範囲での１次熱処理工程と結晶化域の温度範囲での２
次熱処理工程との２段階の熱処理が実施される。
焼結積層体３を得るための焼成工程では、緻密化域の温
度範囲での１次熱処理工程と結晶化域の温度範囲での２
次熱処理工程との２段階の熱処理が実施される。
【００４３】１次熱処理工程は、生の積層体を熱処理す
ることによって、焼結緻密化された中間焼結体を得るた
めのもので、ここでは、前述したように、低温相の中心
粒径が０．１μｍ以下である粉末成形体の焼結温度以上
であって高温相が実質上生成しない第１の温度による熱
処理が適用される。
ることによって、焼結緻密化された中間焼結体を得るた
めのもので、ここでは、前述したように、低温相の中心
粒径が０．１μｍ以下である粉末成形体の焼結温度以上
であって高温相が実質上生成しない第１の温度による熱
処理が適用される。
【００４４】２次熱処理工程は、上述の中間焼結体を第
１の温度より高い第２の温度で熱処理することによっ
て、高温相を生成させ、それによって、目的とする焼結
積層体３を得るためのものである。
１の温度より高い第２の温度で熱処理することによっ
て、高温相を生成させ、それによって、目的とする焼結
積層体３を得るためのものである。
【００４５】上述の１次熱処理工程では、中間焼結体の
緻密化を十分に達成できるようにするため、好ましく
は、中間焼結体の吸水率が５％以下となるまで熱処理が
実施されたり、８００〜９３０℃の温度範囲で１０分間
以上の熱処理が実施されたりする。
緻密化を十分に達成できるようにするため、好ましく
は、中間焼結体の吸水率が５％以下となるまで熱処理が
実施されたり、８００〜９３０℃の温度範囲で１０分間
以上の熱処理が実施されたりする。
【００４６】他方、２次熱処理工程では、高温相による
結晶を十分に析出させるため、１次熱処理工程において
適用される第１の温度より高い第２の温度で熱処理され
るが、この熱処理に際して、好ましくは、１０５０℃以
下の温度が適用される。
結晶を十分に析出させるため、１次熱処理工程において
適用される第１の温度より高い第２の温度で熱処理され
るが、この熱処理に際して、好ましくは、１０５０℃以
下の温度が適用される。
【００４７】このようにして得られた焼結積層体３の外
表面上に、必要に応じて、外部導体膜４および５が形成
され、防錆処理が施され、電子部品８および９が実装さ
れると、図１に示すような多層セラミック基板１が完成
される。
表面上に、必要に応じて、外部導体膜４および５が形成
され、防錆処理が施され、電子部品８および９が実装さ
れると、図１に示すような多層セラミック基板１が完成
される。
【００４８】次に、この発明を、より具体的な実施例に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００４９】（実施例１）セラミック原材料として、米
国産のカオリナイト粘土を９００℃で焼成したもの（以
下「焼成カオリン」）を用いた。この焼成カオリンは、
その中心粒径が１．２μｍであり、ＸＲＤによる解析に
従えば、若干のＡｌ2 ＳｉＯ5 結晶以外に大きな回折ピ
ークは認められなかった。このことから、この焼成カオ
リンの大部分はアモルファス状の構造を有しているもの
と考えられる。
国産のカオリナイト粘土を９００℃で焼成したもの（以
下「焼成カオリン」）を用いた。この焼成カオリンは、
その中心粒径が１．２μｍであり、ＸＲＤによる解析に
従えば、若干のＡｌ2 ＳｉＯ5 結晶以外に大きな回折ピ
ークは認められなかった。このことから、この焼成カオ
リンの大部分はアモルファス状の構造を有しているもの
と考えられる。
【００５０】この焼成カオリン６８．６重量部に対し
て、中心粒径１．０μｍのＣａＣＯ3粉末を３１．４重
量部加え、湿式で２４時間混合した。この混合物の組成
は、酸化物のモル分率で示すと、ＳｉＯ2 が４９．５
％、Ａｌ2 Ｏ3 が２５．０％、ＣａＯが２５．５％と概
算される。また、この混合物のＸＲＤ解析によると、図
２に示すように、ＣａＣＯ3 のピーク以外に大きなピー
クは観測されず、焼成カオリンは、湿式粉砕中に構造破
壊が進み、アモルファス状になったものと推測される。
て、中心粒径１．０μｍのＣａＣＯ3粉末を３１．４重
量部加え、湿式で２４時間混合した。この混合物の組成
は、酸化物のモル分率で示すと、ＳｉＯ2 が４９．５
％、Ａｌ2 Ｏ3 が２５．０％、ＣａＯが２５．５％と概
算される。また、この混合物のＸＲＤ解析によると、図
２に示すように、ＣａＣＯ3 のピーク以外に大きなピー
クは観測されず、焼成カオリンは、湿式粉砕中に構造破
壊が進み、アモルファス状になったものと推測される。
【００５１】次に、上記混合物を８３０℃で４時間仮焼
した。この仮焼により、ＣａＣＯ3が熱分解してＣａＯ
となり、同時に焼成カオリンとＣａＯとの間で相互拡散
が進行する。仮焼物のＸＲＤ解析によると、図３に示す
ように、シャープな回折ピークがほとんど認められず、
全体がアモルファス化したものと推測される。この仮焼
物は、ガラス粉末と同様に低温焼結可能であり、同時
に、結晶化の前駆体としての性質を持つものである。
した。この仮焼により、ＣａＣＯ3が熱分解してＣａＯ
となり、同時に焼成カオリンとＣａＯとの間で相互拡散
が進行する。仮焼物のＸＲＤ解析によると、図３に示す
ように、シャープな回折ピークがほとんど認められず、
全体がアモルファス化したものと推測される。この仮焼
物は、ガラス粉末と同様に低温焼結可能であり、同時
に、結晶化の前駆体としての性質を持つものである。
【００５２】次に、上記仮焼物と、一般に市販されてい
る有機バインダ、有機溶剤および分散剤等の添加物とを
混合することによって、セラミックスラリーを作製し
た。このセラミックスラリーにドクターブレード法を適
用することによってセラミックグリーンシートを成形し
た。そして、これらセラミックグリーンシートを積層し
圧着することによって、生の積層体を得た。
る有機バインダ、有機溶剤および分散剤等の添加物とを
混合することによって、セラミックスラリーを作製し
た。このセラミックスラリーにドクターブレード法を適
用することによってセラミックグリーンシートを成形し
た。そして、これらセラミックグリーンシートを積層し
圧着することによって、生の積層体を得た。
【００５３】次に、上記生の積層体を電気炉にて焼成し
た。より詳細には、昇温速度と雰囲気とを調整しなが
ら、８００℃以下の温度で脱バインダをほぼ完了し、５
℃／分の昇温速度で９００℃の温度にまで昇温し、ここ
で６０分間保持することにより、焼結緻密化をほぼ完了
し、さらに、９７０℃の温度にまで昇温し、ここで３０
分間保持することにより、結晶化を行なった。
た。より詳細には、昇温速度と雰囲気とを調整しなが
ら、８００℃以下の温度で脱バインダをほぼ完了し、５
℃／分の昇温速度で９００℃の温度にまで昇温し、ここ
で６０分間保持することにより、焼結緻密化をほぼ完了
し、さらに、９７０℃の温度にまで昇温し、ここで３０
分間保持することにより、結晶化を行なった。
【００５４】このようにして得られた焼結積層体のＸＲ
Ｄ解析によると、主要な相としてアノーサイトが生成し
ていた。
Ｄ解析によると、主要な相としてアノーサイトが生成し
ていた。
【００５５】（比較例１〜３）実施例１において得られ
た生の積層体を、実施例１の場合と同様、８００℃以下
の温度で脱バインダした後、比較例１では、９２０℃の
温度まで、比較例２では、９５０℃の温度まで、比較例
３では、９８０℃の温度まで、それぞれ、５℃／分の昇
温速度で昇温し、ここで６０分間保持することによっ
て、焼結積層体を得た。
た生の積層体を、実施例１の場合と同様、８００℃以下
の温度で脱バインダした後、比較例１では、９２０℃の
温度まで、比較例２では、９５０℃の温度まで、比較例
３では、９８０℃の温度まで、それぞれ、５℃／分の昇
温速度で昇温し、ここで６０分間保持することによっ
て、焼結積層体を得た。
【００５６】（実施例１と比較例１〜３との比較）比較
例１では、９２０℃の温度で焼成したため、吸水率が１
％と十分に焼結しているが、アノーサイト結晶析出が不
十分であり、相当量のアモルファス相を残していた。そ
のため、誘電損失が大きく、電子部品としては適さない
ものとなった。
例１では、９２０℃の温度で焼成したため、吸水率が１
％と十分に焼結しているが、アノーサイト結晶析出が不
十分であり、相当量のアモルファス相を残していた。そ
のため、誘電損失が大きく、電子部品としては適さない
ものとなった。
【００５７】次に、比較例２では、９５０℃の温度で焼
成したため、十分に緻密化しており、結晶も析出してい
るが、焼成温度が低いために結晶度が低く、よって誘電
損失がやや大きかった。
成したため、十分に緻密化しており、結晶も析出してい
るが、焼成温度が低いために結晶度が低く、よって誘電
損失がやや大きかった。
【００５８】次に、比較例３では、９８０℃の温度で焼
成したため、焼結が完了しないうちに結晶化が進行し、
その結果、非常にポーラスな焼結体となった。
成したため、焼結が完了しないうちに結晶化が進行し、
その結果、非常にポーラスな焼結体となった。
【００５９】これらに対して、実施例１では、焼結緻密
化がほぼ完了してから、十分に高い温度にまで昇温し
て、結晶を析出させているため、機械的特性および電気
的特性のいずれについても優れた焼結体が得られた。ま
た、実施例１では、焼結の進行が結晶化の速度に依存し
ないため、焼結後の密度や収縮率の公差が小さくなり、
電子部品などの高い精度が要求される用途に適した焼結
体が得られた。
化がほぼ完了してから、十分に高い温度にまで昇温し
て、結晶を析出させているため、機械的特性および電気
的特性のいずれについても優れた焼結体が得られた。ま
た、実施例１では、焼結の進行が結晶化の速度に依存し
ないため、焼結後の密度や収縮率の公差が小さくなり、
電子部品などの高い精度が要求される用途に適した焼結
体が得られた。
【００６０】また、実施例１および比較例１〜３の各々
についてＱ値および抗折強度を評価した。Ｑ値について
は、１ＭＨｚにて測定し、試料数５についての平均値を
求めた。また、抗折強度については、２０ｍｍ×８．８
ｍｍ×１．０ｍｍの試験片を用い、３点曲げ試験を実施
し、試料数１０についての平均値を求めた。これらの結
果が表１に示されている。
についてＱ値および抗折強度を評価した。Ｑ値について
は、１ＭＨｚにて測定し、試料数５についての平均値を
求めた。また、抗折強度については、２０ｍｍ×８．８
ｍｍ×１．０ｍｍの試験片を用い、３点曲げ試験を実施
し、試料数１０についての平均値を求めた。これらの結
果が表１に示されている。
【００６１】
【表１】
【００６２】表１から、実施例１に係る焼結体は、比較
例１〜３の各々に係る焼結体と比較して、機械的特性お
よび電気的特性のいずれについても優れていることがわ
かる。
例１〜３の各々に係る焼結体と比較して、機械的特性お
よび電気的特性のいずれについても優れていることがわ
かる。
【００６３】（実施例２）実施例１で用いた焼成カオリ
ン５９．７重量部に対し、中心粒径１．０μｍのＣａＣ
Ｏ3 粉末を４０．３重量部加え、湿式で２４時間混合し
た。この混合物の組成は、酸化物のモル分率で示すと、
ＳｉＯ2 が４４．１％、Ａｌ2 Ｏ3 が２２．２％、およ
びＣａＯが３３．７％と概算される。
ン５９．７重量部に対し、中心粒径１．０μｍのＣａＣ
Ｏ3 粉末を４０．３重量部加え、湿式で２４時間混合し
た。この混合物の組成は、酸化物のモル分率で示すと、
ＳｉＯ2 が４４．１％、Ａｌ2 Ｏ3 が２２．２％、およ
びＣａＯが３３．７％と概算される。
【００６４】次に、上記混合物を８００℃の温度で４時
間仮焼し、得られた仮焼物と、一般に市販されている有
機バインダ、有機溶剤および分散剤等の添加物とを混合
することによって、セラミックスラリーを作製し、この
セラミックスラリーにドクターブレード法を適用するこ
とによって、セラミックグリーンシートを成形し、これ
らセラミックグリーンシートを積層し圧着することによ
って、生の積層体を得た。
間仮焼し、得られた仮焼物と、一般に市販されている有
機バインダ、有機溶剤および分散剤等の添加物とを混合
することによって、セラミックスラリーを作製し、この
セラミックスラリーにドクターブレード法を適用するこ
とによって、セラミックグリーンシートを成形し、これ
らセラミックグリーンシートを積層し圧着することによ
って、生の積層体を得た。
【００６５】次に、上記生の積層体を電気炉にて焼成し
た。より詳細には、昇温速度と雰囲気とを調整しなが
ら、８００℃以下の温度で脱バインダをほぼ完了し、５
℃／分の昇温速度で８６０℃の温度まで昇温し、ここで
６０分間保持することにより、焼結緻密化をほぼ完了
し、さらに９４０℃の温度まで昇温し、ここで３０分間
保持することによって、結晶化を行なった。得られた焼
結体のＸＲＤ解析によると、主要な相としてアノーサイ
トとゲーレナイトとが生成していた。
た。より詳細には、昇温速度と雰囲気とを調整しなが
ら、８００℃以下の温度で脱バインダをほぼ完了し、５
℃／分の昇温速度で８６０℃の温度まで昇温し、ここで
６０分間保持することにより、焼結緻密化をほぼ完了
し、さらに９４０℃の温度まで昇温し、ここで３０分間
保持することによって、結晶化を行なった。得られた焼
結体のＸＲＤ解析によると、主要な相としてアノーサイ
トとゲーレナイトとが生成していた。
【００６６】（比較例４〜６）実施例２において得られ
た生の積層体を、実施例２の場合と同様、８００℃以下
の温度で脱バインダした後、比較例４では、８５０℃の
温度まで、比較例５では、９００℃の温度まで、比較例
６では、９５０℃の温度まで、それぞれ、５℃／分の昇
温速度で昇温し、ここで６０分間保持することによっ
て、焼結積層体を得た。
た生の積層体を、実施例２の場合と同様、８００℃以下
の温度で脱バインダした後、比較例４では、８５０℃の
温度まで、比較例５では、９００℃の温度まで、比較例
６では、９５０℃の温度まで、それぞれ、５℃／分の昇
温速度で昇温し、ここで６０分間保持することによっ
て、焼結積層体を得た。
【００６７】（実施例２と比較例４〜６との比較）比較
例４では、８５０℃の温度で焼成したため、十分に焼結
しているが、結晶析出が不十分であり、相当量のアモル
ファス相を残していた。このため、誘電損失が大きく、
電子部品としては適さないものとなった。
例４では、８５０℃の温度で焼成したため、十分に焼結
しているが、結晶析出が不十分であり、相当量のアモル
ファス相を残していた。このため、誘電損失が大きく、
電子部品としては適さないものとなった。
【００６８】次に、比較例５では、９００℃の温度で焼
成したため、十分に緻密化しており、結晶も析出してい
るが、焼成温度が低いために結晶度が低く、よって誘電
損失がやや大きかった。
成したため、十分に緻密化しており、結晶も析出してい
るが、焼成温度が低いために結晶度が低く、よって誘電
損失がやや大きかった。
【００６９】次に、比較例６では、９５０℃の温度で焼
成したため、焼結が完了しないうちに結晶化が進行し、
その結果、非常にポーラスな焼結体となった。
成したため、焼結が完了しないうちに結晶化が進行し、
その結果、非常にポーラスな焼結体となった。
【００７０】これらに対して、実施例２では、焼結緻密
化をほぼ完了してから、十分に高い温度にまで昇温し
て、結晶を析出させているため、実施例１の場合と同
様、機械的特性および電気的特性のいずれについても優
れた焼結体が得られた。また、実施例２によれば、実施
例１の場合と同様、焼結の進行が結晶化の速度に依存し
ないため、焼結後の密度や収縮率の公差が小さくなり、
電子部品などの高い精度が要求される用途に適した焼結
体が得られた。
化をほぼ完了してから、十分に高い温度にまで昇温し
て、結晶を析出させているため、実施例１の場合と同
様、機械的特性および電気的特性のいずれについても優
れた焼結体が得られた。また、実施例２によれば、実施
例１の場合と同様、焼結の進行が結晶化の速度に依存し
ないため、焼結後の密度や収縮率の公差が小さくなり、
電子部品などの高い精度が要求される用途に適した焼結
体が得られた。
【００７１】また、実施例２および比較例４〜６につい
て、前述した実施例１等の場合と同様の方法により評価
したＱ値および抗折強度が表２に示されている。
て、前述した実施例１等の場合と同様の方法により評価
したＱ値および抗折強度が表２に示されている。
【００７２】
【表２】
【００７３】表２から、実施例２に係る焼結体によれ
ば、比較例４〜６の各々に係る焼結体と比較して、優れ
た機械的特性および電気的特性が得られることがわか
る。
ば、比較例４〜６の各々に係る焼結体と比較して、優れ
た機械的特性および電気的特性が得られることがわか
る。
【００７４】（実施例３）実施例１において用いた焼成
カオリン８４．２重量部に対し、中心粒径０．６μｍの
ＭｇＯ粉末を１４．６重量部およびＢ2 Ｏ3 粉末を１．
２重量部それぞれ加え、湿式で２４時間混合した。この
混合物の組成は、酸化物のモル分率で示すと、ＳｉＯ2
が４９．９％、Ａｌ2 Ｏ3 が２５．１％、ＭｇＯが２
４．８％、Ｂ 2 Ｏ3 が０．２％と概算される。
カオリン８４．２重量部に対し、中心粒径０．６μｍの
ＭｇＯ粉末を１４．６重量部およびＢ2 Ｏ3 粉末を１．
２重量部それぞれ加え、湿式で２４時間混合した。この
混合物の組成は、酸化物のモル分率で示すと、ＳｉＯ2
が４９．９％、Ａｌ2 Ｏ3 が２５．１％、ＭｇＯが２
４．８％、Ｂ 2 Ｏ3 が０．２％と概算される。
【００７５】次に、上記混合物を８５０℃の温度で１２
時間仮焼して得られた仮焼物と、一般に市販されている
有機バインダ、有機溶剤および分散剤等の添加物とを混
合することによって、セラミックスラリーを作製し、こ
のセラミックスラリーにドクターブレード法を適用する
ことによって、セラミックグリーンシートを成形し、こ
れらセラミックグリーンシートを積層し圧着することに
よって、生の積層体を得た。
時間仮焼して得られた仮焼物と、一般に市販されている
有機バインダ、有機溶剤および分散剤等の添加物とを混
合することによって、セラミックスラリーを作製し、こ
のセラミックスラリーにドクターブレード法を適用する
ことによって、セラミックグリーンシートを成形し、こ
れらセラミックグリーンシートを積層し圧着することに
よって、生の積層体を得た。
【００７６】次に、上記生の積層体を電気炉にて焼成し
た。より詳細には、昇温速度と雰囲気とを調整しなが
ら、８００℃以下の温度で脱バインダをほぼ完了し、５
℃／分の昇温速度で９３０℃の温度まで昇温し、ここで
６０分間保持することによって、焼結緻密化をほぼ完了
し、さらに１０３０℃の温度まで昇温し、ここで３０分
間保持することによって、結晶化を行なった。得られた
焼結積層体のＸＲＤ解析によると、主要な相としてコー
ジェライトが生成していた。
た。より詳細には、昇温速度と雰囲気とを調整しなが
ら、８００℃以下の温度で脱バインダをほぼ完了し、５
℃／分の昇温速度で９３０℃の温度まで昇温し、ここで
６０分間保持することによって、焼結緻密化をほぼ完了
し、さらに１０３０℃の温度まで昇温し、ここで３０分
間保持することによって、結晶化を行なった。得られた
焼結積層体のＸＲＤ解析によると、主要な相としてコー
ジェライトが生成していた。
【００７７】（比較例７〜９）実施例３において得られ
た生の積層体を、実施例３の場合と同様、８００℃以下
の温度で脱バインダした後、比較例７では、９３０℃の
温度まで、比較例８では、９８０℃の温度まで、比較例
９では、１０３０℃の温度まで、それぞれ、５℃／分の
昇温速度で昇温し、ここで６０分間保持することによっ
て、焼結積層体を得た。
た生の積層体を、実施例３の場合と同様、８００℃以下
の温度で脱バインダした後、比較例７では、９３０℃の
温度まで、比較例８では、９８０℃の温度まで、比較例
９では、１０３０℃の温度まで、それぞれ、５℃／分の
昇温速度で昇温し、ここで６０分間保持することによっ
て、焼結積層体を得た。
【００７８】（実施例３と比較例７〜９との比較）比較
例７では、９３０℃の温度で焼成したため、十分に焼結
しているが、結晶析出が不十分であり、相当量のアモル
ファス相を残していた。そのため、誘電損失が大きく、
電子部品としては適さないものとなった。
例７では、９３０℃の温度で焼成したため、十分に焼結
しているが、結晶析出が不十分であり、相当量のアモル
ファス相を残していた。そのため、誘電損失が大きく、
電子部品としては適さないものとなった。
【００７９】次に、比較例８では、９８０℃の温度で焼
成したため、十分に緻密化しており、結晶も析出してい
るが、焼成温度が低いために結晶度が低く、よって誘電
損失がやや大きかった。
成したため、十分に緻密化しており、結晶も析出してい
るが、焼成温度が低いために結晶度が低く、よって誘電
損失がやや大きかった。
【００８０】次に、比較例９では、１０３０℃の温度で
焼成したため、焼結が完了していないうちに結晶化が進
行し、その結果、非常にポーラスな焼結体となった。
焼成したため、焼結が完了していないうちに結晶化が進
行し、その結果、非常にポーラスな焼結体となった。
【００８１】これらに対して、実施例３では、焼結緻密
化をほぼ完了してから、十分に高い温度まで昇温して、
結晶を析出させているため、実施例１および２の場合と
同様、機械的特性および電気的特性のいずれについても
優れた焼結体が得られた。また、実施例３によれば、実
施例１および２の場合と同様、焼結の進行が結晶化の速
度に依存しないため、焼結後の密度や収縮率の公差が小
さくなり、電子部品などの高い精度が要求される用途に
適した焼結体が得られた。
化をほぼ完了してから、十分に高い温度まで昇温して、
結晶を析出させているため、実施例１および２の場合と
同様、機械的特性および電気的特性のいずれについても
優れた焼結体が得られた。また、実施例３によれば、実
施例１および２の場合と同様、焼結の進行が結晶化の速
度に依存しないため、焼結後の密度や収縮率の公差が小
さくなり、電子部品などの高い精度が要求される用途に
適した焼結体が得られた。
【００８２】また、実施例３および比較例７〜９の各々
について、実施例１等の場合と同様の方法によりＱ値お
よび抗折強度を評価したものが表３に示されている。
について、実施例１等の場合と同様の方法によりＱ値お
よび抗折強度を評価したものが表３に示されている。
【００８３】
【表３】
【００８４】表３から、実施例３に係る焼結体によれ
ば、比較例７〜９の各々に係る焼結体と比較して、優れ
た機械的特性および電気的特性が得られることがわか
る。
ば、比較例７〜９の各々に係る焼結体と比較して、優れ
た機械的特性および電気的特性が得られることがわか
る。
【００８５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、易焼
結性の低温相から難焼結性の高温相を生成させ得るもの
であって、低温相の中心粒径が１．０μｍ以下である粉
末成形体の焼結温度以下においては高温相の生成が実質
上起こらない物質の低温相を含むセラミック組成物を主
成分とする原材料を焼成するにあたって、原材料を上記
焼結温度以上であって高温相が実質上生成しない第１の
温度で熱処理することによって、焼結緻密化された中間
焼結体を得るための１次熱処理工程と、中間焼結体を第
１の温度より高い第２の温度で熱処理することによっ
て、高温相を生成させ、それによって、目的とするセラ
ミック焼結体を得るための２次熱処理工程との２段階の
焼成工程を実施するようにしている。
結性の低温相から難焼結性の高温相を生成させ得るもの
であって、低温相の中心粒径が１．０μｍ以下である粉
末成形体の焼結温度以下においては高温相の生成が実質
上起こらない物質の低温相を含むセラミック組成物を主
成分とする原材料を焼成するにあたって、原材料を上記
焼結温度以上であって高温相が実質上生成しない第１の
温度で熱処理することによって、焼結緻密化された中間
焼結体を得るための１次熱処理工程と、中間焼結体を第
１の温度より高い第２の温度で熱処理することによっ
て、高温相を生成させ、それによって、目的とするセラ
ミック焼結体を得るための２次熱処理工程との２段階の
焼成工程を実施するようにしている。
【００８６】したがって、１次熱処理工程では、焼結は
進行するが、結晶化は実質上起こらないため、緻密化を
十分に進行させることができ、２次熱処理工程では、結
晶を十分に析出させることができる。
進行するが、結晶化は実質上起こらないため、緻密化を
十分に進行させることができ、２次熱処理工程では、結
晶を十分に析出させることができる。
【００８７】そのため、得られたセラミック焼結体の機
械的特性および電気的特性を優れたものとすることがで
きる。また、この発明によれば、焼結の進行が結晶化の
速度に依存しないため、焼結後の密度や収縮率の公差が
小さくなり、高い精度が要求される積層型セラミック電
子部品のような電子部品の用途に適したセラミック焼結
体を得ることができる。
械的特性および電気的特性を優れたものとすることがで
きる。また、この発明によれば、焼結の進行が結晶化の
速度に依存しないため、焼結後の密度や収縮率の公差が
小さくなり、高い精度が要求される積層型セラミック電
子部品のような電子部品の用途に適したセラミック焼結
体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による製造方法を適用し
て得られた積層型セラミック電子部品の一例としての多
層セラミック基板１を図解的に示す断面図である。
て得られた積層型セラミック電子部品の一例としての多
層セラミック基板１を図解的に示す断面図である。
【図２】実施例１における混合物のＸＲＤパターンを示
す図である。
す図である。
【図３】実施例１における仮焼物のＸＲＤパターンを示
す図である。
す図である。
１ 多層セラミック基板 ２ セラミック層 ３ 焼結積層体 ４，５ 外部導体膜 ６ 内部導体膜 ７ ビアホール導体
Claims (9)
- 【請求項１】 易焼結性の低温相から難焼結性の高温相
を生成させ得るものであって、前記低温相の中心粒径が
１．０μｍ以下である粉末成形体の焼結温度以下におい
ては高温相の生成が実質上起こらない物質の低温相を含
むセラミック組成物を主成分とする原材料を用意する工
程と、 前記原材料を前記焼結温度以上であって前記高温相が実
質上生成しない第１の温度で熱処理することによって、
焼結緻密化された中間焼結体を得るための１次熱処理工
程と、 前記中間焼結体を前記第１の温度より高い第２の温度で
熱処理することによって、高温相を生成させ、それによ
って、目的とするセラミック焼結体を得るための２次熱
処理工程とを備える、セラミック焼結体の製造方法。 - 【請求項２】 前記１次熱処理工程は、前記中間焼結体
の吸水率が５％以下となるまで実施される、請求項１に
記載のセラミック焼結体の製造方法。 - 【請求項３】 前記１次熱処理工程では、８００〜９３
０℃の温度範囲で１０分間以上の熱処理が実施され、前
記２次熱処理工程では、１０５０℃以下の温度で熱処理
が実施される、請求項１に記載のセラミック焼結体の製
造方法。 - 【請求項４】 前記１次熱処理工程では、前記中間焼結
体の吸水率が５％以下となるまで８００〜９３０℃の温
度範囲での熱処理が実施され、前記２次熱処理工程で
は、１０５０℃以下の温度で熱処理が実施される、請求
項１に記載のセラミック焼結体の製造方法。 - 【請求項５】 前記セラミック組成物は、 （１）灼熱後の酸化物重量換算で６２〜８２重量部の、
カオリナイト族の層状アルミノ珪酸塩またはこれを１０
００℃以下の温度で熱処理して得られるＡｌＳｉ系層状
酸化物の粉末と、 （２）灼熱後の酸化物重量換算で１８〜３８重量部の、
ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ） 2 およびＣａＣＯ3 から選ばれた
Ｃａ化合物の微細粉末とを混合し、 この混合物を８００〜９５０℃の温度で仮焼して得られ
たものである、請求項１ないし４のいずれかに記載のセ
ラミック焼結体の製造方法。 - 【請求項６】 前記セラミック組成物は、前記混合物１
００重量部に、さらに、１〜３０重量部の硼珪酸ガラス
を混合し、この混合物を８００〜９５０℃の温度で仮焼
して得られたものである、請求項５に記載のセラミック
焼結体の製造方法。 - 【請求項７】 前記セラミック組成物は、 （１）カオリナイト族の層状アルミノ珪酸塩またはこれ
を１０００℃以下の温度で熱処理して得られるＡｌＳｉ
系層状酸化物の粉末と、 （２）ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2 およびＭｇＣＯ3 から選
ばれたＭｇ化合物の微細粉末とを、Ａｌ2 Ｏ3 の１モル
に対してＭｇＯが０．８〜１．０モルとなる割合で混合
し、 この混合物を８００〜９５０℃の温度で仮焼して得られ
たものである、請求項１ないし４のいずれかに記載のセ
ラミック焼結体の製造方法。 - 【請求項８】 前記セラミック組成物は、前記混合物１
００重量部に、さらに、０．１〜３．５重量部の硼素化
合物を混合し、この混合物を８００〜９５０℃の温度で
仮焼して得られたものである、請求項７に記載のセラミ
ック焼結体の製造方法。 - 【請求項９】 易焼結性の低温相から難焼結性の高温相
を生成させ得るものであって、前記低温相の中心粒径が
１．０μｍ以下である粉末成形体の焼結温度以下におい
ては高温相の生成が実質上起こらない物質の低温相を含
むセラミック組成物を含む、セラミックスラリーを用意
する工程と、 前記セラミックスラリーをもって形成された、複数の積
層されたセラミックグリーン層、および前記セラミック
グリーン層の特定のものに関連して設けられる配線導体
を備える、生の積層体を作製する工程と、 前記生の積層体を前記焼結温度以上であって前記高温相
が実質上生成しない第１の温度で熱処理することによっ
て、焼結緻密化された中間焼結体を得るための１次熱処
理工程と、 前記中間焼結体を前記第１の温度より高い第２の温度で
熱処理することによって、高温相を生成させ、それによ
って、目的とする積層型セラミック電子部品のための焼
結積層体を得るための２次熱処理工程とを備える、積層
型セラミック電子部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001127387A JP2002321970A (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | セラミック焼結体の製造方法および積層型セラミック電子部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001127387A JP2002321970A (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | セラミック焼結体の製造方法および積層型セラミック電子部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002321970A true JP2002321970A (ja) | 2002-11-08 |
Family
ID=18976257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001127387A Pending JP2002321970A (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | セラミック焼結体の製造方法および積層型セラミック電子部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002321970A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101761008B1 (ko) | 2015-02-13 | 2017-07-24 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 금속 산화물 적층 구조체 및 그 형성 방법 |
-
2001
- 2001-04-25 JP JP2001127387A patent/JP2002321970A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101761008B1 (ko) | 2015-02-13 | 2017-07-24 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 금속 산화물 적층 구조체 및 그 형성 방법 |
| US10153175B2 (en) | 2015-02-13 | 2018-12-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Metal oxide layered structure and methods of forming the same |
| US10658195B2 (en) | 2015-02-13 | 2020-05-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Metal oxide layered structure and methods of forming the same |
| US11443957B2 (en) | 2015-02-13 | 2022-09-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Metal oxide layered structure and methods of forming the same |
| US11854826B2 (en) | 2015-02-13 | 2023-12-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Metal oxide layered structure and methods of forming the same |
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