专利名称：电介质陶瓷材料及层叠陶瓷基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及能低温烧结的电介质陶瓷材料和使用该材料的层叠陶瓷基板。
背景技术：
在近年普及的移动电话机等移动通讯仪器及便携式通讯终端中，由于要小型化，所以要求其中使用的高频电路部件的小型化和高性能化。
在高频电路基板中，代替在已有的印刷电路板表面上安装了电容器和电感线圈的组件，越来越多地使用在电介质陶瓷基板上形成层叠电容器和电感线圈的布线图案而小型化的基板。
层叠陶瓷基板，一般是将采用丝网印刷法等形成了规定布线图案的玻璃陶瓷等的生料片层叠，将其在900～1000℃左右温度下烧结而制作的。作为布线图案的材料，大多使用导电率高，而且能够在大气中烧结的银(Ag)。
由于用银(Ag)作为布线图案的材料，所以一般而言需要像上述那样在900～1000℃左右低温下煅烧，作为层叠陶瓷基板用的电介质陶瓷材料，可以使用混合了氧化铝等陶瓷填料和玻璃的能低温烧结的玻璃陶瓷材料(第3441924号特许公报和特开平10-120436号公报)。然而，一旦大量配入玻璃，就会出现机械强度降低的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种能低温烧结而且机械强度高的电介质陶瓷材料和使用该材料的层叠陶瓷基板。
本发明的电介质陶瓷材料，是以至少含有氧化铝粉末，和SiO2及MgO的玻璃粉末作原料，将其烧结得到的电介质陶瓷材料，其特征在于，MgAl2O4晶相(311)与Al2O3晶相(116)的X射线衍射强度比(MgAl2O4晶相(311)/Al2O3晶相(116))处于0.5以上。
本发明的发明人等发现，在以至少含有氧化铝粉末，和SiO2及MgO的玻璃粉末作原料的电介质陶瓷材料中，通过烧结得使MgAl2O4晶相(311)与Al2O3晶相(116)的X射线衍射强度比(MgAl2O4晶相(311)/Al2O3晶相(116))处于0.5以上，可以得到机械强度高的电介质陶瓷材料，因而完成了本发明。按照本发明，能够制成可在900～1000℃左右的低温下烧结，而且机械强度高的电介质陶瓷材料。
本发明中，MgAl2O4晶相，一般是能通过煅烧使其析出的。作为使MgAl2O4晶相析出的方法，优选在烧结时在玻璃粉末的软化点附近保持一定时间。具体讲，优选保持0.5～10小时。更优选保持1～5小时。而且优选将烧结时的温度设定在比玻璃粉末的结晶化开始温度高的温度下。
而且通过将氧化铝粉末与玻璃粉末之比调整到适当范围内，使MgAl2O4晶相容易析出。
本发明中使用的玻璃粉末，至少可以含有SiO2及MgO。本发明中，使用的玻璃粉末，优选结晶性玻璃，更优选使用含有SiO2、MgO和CaO的结晶性玻璃。这里所述的结晶性玻璃是指能因烧结而结晶化的玻璃。作为这种玻璃，可以举出具有SiO240～70重量％、CaO20～40重量％、MgO10～30重量％、ZnO10～20重量％组成的。
而且本发明中，对玻璃粉末与氧化铝粉末之间的混合比例并无特别限定，但是优选使用玻璃粉末氧化铝粉末之比处于30∶70～60∶40范围内的。
本发明的层叠陶瓷基板，是将在电介质层上形成了电极层的陶瓷生料片层叠烧结得到的层叠陶瓷基板，其特征在于，烧结后的电介质层是用本发明的电介质陶瓷材料形成的。
本发明的层叠陶瓷基板，由于用本发明的电介质陶瓷材料形成电介质层，所以是能低温烧结，而且是机械强度高的层叠陶瓷基板。
按照本发明，能够制成一种可在900～1000℃低温下烧结，而且机械强度优良的电介质陶瓷材料及层叠陶瓷基板。
图1是表示本发明的一个实施例中电介质陶瓷材料的XRD曲线图。
图2是表示本发明的一个实施例中的烧结曲线图。
图3是表示X射线衍射峰强度比(MgAl2O4晶相(311)/Al2O3晶相(116))与抗弯强度之间关系的图。
图4是表示本发明的一个实施例中层叠陶瓷基板的分解立体图。
图5是表示本发明的一个实施例中层叠陶瓷基板的立体图。
具体实施例方式
以下用实施例进一步说明本发明，但是本发明并不受以下实施例的限制。
〔电介质陶瓷材料的制备〕用球磨机将450克α氧化铝粉末(平均粒径3微米)、550克结晶性玻璃(SiO250重量％、CaO20重量％、MgO20重量％、ZnO10重量％，平均粒径3微米，软化点750℃，结晶开始温度800℃)、450克异丙醇(IPA)、300克乙酸丁酯、20克烯烃马来酸系分散材料、120克聚乙烯醇系粘结剂和50克丙烯系粘结剂粉碎混合4小时。
利用刀涂装置使得到的浆料在厚度50微米的片材上成形。将此片材剪切成50毫米大小的正方形，层叠20层后压接。从被压接的片材上切下长20毫米、宽5毫米的试验片。
将得到的试验片，按照表1和图2所示的烧结曲线(A)最高温度900℃、烧结曲线(A)最高温度950℃、烧结曲线(A)最高温度1000℃、和烧结曲线(B)等四种烧结曲线烧结。
而且在上述浆料的制备中，除了将α氧化铝粉末定为500克并将结晶性玻璃定为500克以外，与上述同样制备，使用这种浆料与上述同样制备和烧结了试验片。
表1
正如表1和图2表明的那样，在烧结曲线(A)中，在结晶性玻璃的软化点750℃下保持5小时。
〔抗弯强度的测定〕就得到的各样品测定了抗弯强度(三点弯曲强度)。测定结果示于表2中。
表2
〔X射线衍射(XRD)测定〕就表2所示编号为No.(1)～(7)的各样品，测定了XRD曲线。图1中表示样品编号为No.1、No.3和No.7的XRD曲线。正如图1所表明的那样，就编号为No.1和No.3的样品中发现了MgAl2O4晶相(311)的峰。而对编号为7的样品没有发现这种MgAl2O4晶相(311)的峰。
测定了上述MgAl2O4晶相(311)的峰强度与Al2O3晶相(116)峰强度之比(MgAl2O4晶相(311)/Al2O3晶相(116)，将其示于表2之中。而且在图3示出了这种X射线衍射峰强度比与抗弯强度之间的关系。
正如表2和图3所表明的那样，含有作为尖晶石型晶相MgAl2O4晶相的样品No.1～6，与不含此晶相的样品No.7相比，显示出更高的抗弯强度。而且正如图3所示的那样，随着X射线衍射峰强度比的增高，可以获得高的抗弯强度。特别是当X射线衍射峰强度比处于0.5以上时，可以获得大约200MPa以上的高抗弯强度。
〔层叠陶瓷基板〕图4和图5是表示本发明的层叠陶瓷基板一个实例的分解立体图和立体图。如图4所示，在电介质层2上形成有由银构成的电极层3。通过层叠烧结这种电介质层2，可以得到图5所示的层叠陶瓷基板1。按照电极层3的布线图案，可以在层叠陶瓷基板1上，在其内部形成电感线圈和电容器。
通过采用本发明的电介质陶瓷材料作为电介质层2的材料，如上所述，能够制成可在低温烧结而且具有高的抗弯强度的层叠陶瓷基板。
权利要求
1.一种电介质陶瓷材料，是以至少含有氧化铝粉末，和SiO2及MgO的玻璃粉末为原料，将其烧结得到的电介质陶瓷材料，其特征在于，MgAl2O4晶相(311)与Al2O3晶相(116)的X射线衍射强度之比处于0.5以上。
2.一种层叠陶瓷基板，是将在以所述氧化铝粉末和所述玻璃粉末为原料形成的电介质层上形成了电极层的陶瓷生料片层叠后烧结得到的层叠陶瓷基板，其特征在于，烧结后的所述电介质层是用权利要求1所述的电介质陶瓷材料形成的。
全文摘要
一种电介质陶瓷材料，是以至少含有氧化铝粉末、SiO
文档编号H01B3/02GK1673143SQ20051000676
公开日2005年9月28日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年3月26日
发明者昌原镐, 野野上宽, 胁坂健一郎 申请人:三洋电机株式会社