專利名稱：氧化物陶瓷材料及其多層基片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化物陶瓷材料，該氧化物陶瓷材料主要由氧化鋁(氧化鋁，Al2O3)組成，且用作裝配LSI、IC及晶片部分的多層基片等的廣泛用途，本發(fā)明也涉及使用該材料制成的多層基片。
用于裝配半導(dǎo)體IC的多層基片大致上可分為主要由如環(huán)氧玻璃等有機(jī)材料組成的有機(jī)類基片及主要由如氧化鋁等的陶瓷或玻璃組成的無(wú)機(jī)類基片。總之，無(wú)機(jī)類基片的特征是耐高溫性、高導(dǎo)熱性、低熱膨脹率及高穩(wěn)定性。無(wú)機(jī)類基片得到廣泛的應(yīng)用。
無(wú)機(jī)類多層基片大致上可分為HTCC(高溫?zé)商沾?，High Temperature Co-fired Ceramics)及LTCC(低溫?zé)商沾?，Low Temperature Co-fired Ceramics)。HTCC系由使用Al2O3、AlN、BeO、SiC-BeO等作為基底而制得。這些陶瓷材料藉由形成一粉末狀原料后，在不低于1600℃的高溫下燒結(jié)而制得。因此，作為欲形成于該多層基片內(nèi)部的導(dǎo)體材料，使用了具有高熔點(diǎn)的Mo或W。Mo或W的缺點(diǎn)是它們作為導(dǎo)體的比電阻很高。然而，Ag或Cu的比電阻雖很低，但因其熔點(diǎn)也很低，在高溫?zé)Y(jié)下易熔化，所以不能用于導(dǎo)體布線。又，不低于1600℃的燒結(jié)溫度易導(dǎo)致大的能耗。
由此看見，只有LTCC才有可能在Ag或Cu不熔的低溫下燒結(jié)如氧化鋁等的陶瓷原料。LTCC可藉由將熔點(diǎn)低的玻璃原料與陶瓷原料在低溫下混合而燒結(jié)。其舉例有各種包括硼硅酸鹽玻璃與氧化鋁、硼硅酸鹽玻璃與堇青石及諸如此類的組成。由于這些組成可以在不大于900℃的溫度下燒結(jié)，因此，可以使用其比電阻低的Ag或Cu作為內(nèi)導(dǎo)體材料。從而，LTCC比起HTCC來(lái)，更廣泛地被用作無(wú)機(jī)多層基片的材料。
不過(guò)，LTCC含有不大于50％(重量)的用于低溫?zé)Y(jié)的玻璃。由于玻璃的導(dǎo)熱性較低，在LTCC中，就喪失了HTCC中的高的導(dǎo)熱性的特征。
本發(fā)明的目的是提供一種氧化物陶瓷，該陶瓷可在低溫下燒結(jié)，同時(shí)，保持具有高水平的高導(dǎo)熱性的氧化鋁成份，以解決上述問(wèn)題。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的氧化物陶瓷以氧化鋁作為主要成份，并含有至少二種或二種以上的金屬氧化物作為第二成份，上述金屬氧化物可以形成液相形成溫度在700-1060℃的化學(xué)計(jì)量的化合物。此處，“液相形成溫度”意指，在該溫度下，直至化學(xué)計(jì)量的化合物被加熱才形成液相。該化學(xué)計(jì)量的化合物幾乎全部分解，形成液相及其它的化合物。
可形成該化學(xué)計(jì)量的二種或二種以上的金屬氧化物中的至少一種以氧化錳或氧化釩為宜。特別好的是，所述金屬氧化物為氧化錳與氧化釩、氧化釩與氧化鎂、及氧化錳與氧化鉍的組合中之任一種。又，最好是含有氧化錳與氧化鈦?zhàn)鳛榈谒幕虻谖宸N成份。如含有氧化錳與氧化鈦?zhàn)鳛榭尚纬苫瘜W(xué)計(jì)量化合物的氧化物時(shí)，則只有另一種成份可被作為第四種成份。
特別好的是，所述陶瓷材料至少含有氧化錳、氧化釩、及氧化鈦?zhàn)鳛榈诙N成份，且，含有氧化鉍和氧化銅中的至少一種及/或氧化鈣、氧化鍶及氧化鋇中的至少一種。陶瓷中的氧化鋁含量以不小于70％(重量)為宜。所述材料較好的是在不大于1060℃，更好的是在不大于960℃的溫度下燒結(jié)。本發(fā)明的無(wú)機(jī)多層基片包括至少由上述陶瓷材料組成的絕緣層和導(dǎo)電層。上述導(dǎo)電層較好的是含有銅或銀為主成份。
以下，詳述本發(fā)明的實(shí)施例。
使用一如球磨機(jī)的混合機(jī)械，充分混合氧化鋁(氧化鋁，Al2O3)及各種金屬氧化物粉末。所述混合粉末再混合以少量用于陶瓷成型的有機(jī)粘合劑(例如，聚乙烯醇等)，混合物通過(guò)一篩子，形成顆粒。生成的?；勰┭b入一具有大小適中的模中，加壓獲得成型制品。
將上述同樣的粉末和用于片材成型的有機(jī)粘合劑及一溶劑充分混合，混練，形成泥漿。該泥漿涂覆于一基片膜上形成片材，干燥后得到生坯片材。另一方面，將一含有導(dǎo)電金屬的有機(jī)載體化合物或其原始粉末和氧化物玻璃粉末、有機(jī)粘合劑及溶劑充分混合，混練，制得用于內(nèi)層布線的導(dǎo)電膏。根據(jù)如同上述的方式，制得用于比爾孔的導(dǎo)電膏，不同之處在于，保持同樣的成份，或僅是稍微改變其成份比例。
制得其上帶有比爾孔的預(yù)制生坯片材。然后，對(duì)該預(yù)制生坯片材上的比爾孔以導(dǎo)電膏膏作為通道。設(shè)有高導(dǎo)電性膏漿作為內(nèi)層導(dǎo)線，在該生坯片材上印刷導(dǎo)電布線圖案，疊加這些生坯片材形成迭片。
將所述形成的、分別含有本發(fā)明氧化物的制品及生坯片材迭片，在一加熱爐中約600℃的溫度下，作脫粘合劑處理(用于脫去粘合劑)。接著，在一約為1000℃的合適溫度下燒結(jié)，獲得一燒結(jié)體及一多層基片。
在本發(fā)明中，藉由將氧化鋁粉末和氧化錳、氧化釩及氧化鈦粉末混合，即可在遠(yuǎn)低于通常的氧化鋁的燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒結(jié)，且，使得用于燒結(jié)爐的能量及燒結(jié)成本變得非常有利。這是因?yàn)?，可以在不大?060℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，且可同時(shí)使用其電阻很低的Cu作為導(dǎo)體進(jìn)行燒結(jié)。由此，在將所述燒結(jié)體應(yīng)用至多層基片時(shí)，可以保持高的導(dǎo)熱性。另外，藉由混合氧化鉍或氧化銅粉末，可以在較低、及不大于960℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)。由此，可同時(shí)使用其電阻很低的Ag作為導(dǎo)體進(jìn)行燒結(jié)。
再有，如果所述燒結(jié)體含有氧化鈣、氧化鍶及氧化鋇中的至少一種氧化物，則可以改善其介電性能。其中，氧化鋁含量較好的是不大于基于包括該量在內(nèi)的總量計(jì)的70％(重量)，更好的是不大于基于包括該量在內(nèi)的總量計(jì)的80％(重量)。如果一不同于氧化鋁的添加劑的配合比例在一特定的范圍之內(nèi)，則其燒結(jié)特性及介電性能都可得到改善。
只要其粒徑并不是太大，用作原料的氧化鋁粉末的粒徑并無(wú)特別的限制。為獲得低溫下的高密度，所述氧化鋁的粒徑越小越好。例如，其粒徑較好的是不小于0.1μm。在成型時(shí)，如果所述粒徑太小，則成型難以控制。因此，該粒徑較好的是不小于0.1μm。不同于氧化鋁的添加劑的粒徑可以大于或小于氧化鋁粉末的粒徑。
用于本發(fā)明的多層基片的導(dǎo)體可以是任何一種。不過(guò)，以含低電阻的銅或銀作為主要成份的導(dǎo)體為宜，藉此，可充分利用其低溫?zé)Y(jié)特性。使用銀作為主要成份時(shí)的特別有利的一點(diǎn)是，可以在空氣中去除粘合劑。
制造成型制品或生坯片材的方法并無(wú)特別的限制，例如，可以使用鑄模單向成型法、等靜壓成形法、刮片法、壓延法、輥涂法等等。作為支承所述片材的基片，例如，可以使用聚乙烯樹脂片材、聚酯樹脂片材、紙質(zhì)片材等的基片。作為在絕緣片材上形成比爾孔的方法，可以使用例如沖孔法、激光機(jī)械打孔法等方法。
迭片的熱處理氣氛并無(wú)特別的限制，可以根據(jù)使用的金屬導(dǎo)體及脫膠、涂覆金屬及燒結(jié)目的而選用。例如，所述氣氛可以使用空氣、氫、二氧化碳或這些氣體的混合物。
本發(fā)明中，為何可以在低溫下燒結(jié)含有氧化鋁為主成份的陶瓷，其機(jī)理尚不清楚，但可推測(cè)不容易燒結(jié)的氧化鋁時(shí)在低溫下燒結(jié)，重要的一點(diǎn)是，使用添加劑，保持了液相的存在。然而，不光是液相的形成，且，液相的形成溫度也是重要的。這是因?yàn)槿绻合嘈纬傻臏囟冗^(guò)高，則要使其對(duì)低溫下的燒結(jié)產(chǎn)生有利影響勢(shì)必是不可能的。相反，如果液相是在如低于約650℃的過(guò)低溫度下形成，則過(guò)低的溫度使物質(zhì)遷移率低下。因此，既使在約650℃的溫度下，燒結(jié)也幾乎無(wú)法進(jìn)行。在存在液相時(shí)，如果燒結(jié)溫度提高至約800℃或物質(zhì)遷移率得以提高的更高的溫度，則，只有該液相在燒結(jié)進(jìn)行之前從該燒結(jié)體滲出。此時(shí)，不可能有助于燒結(jié)的進(jìn)行。相反，如果使用一具有特定液相形成溫度、可形成化學(xué)計(jì)量化合物的添加劑，則由于該化學(xué)計(jì)量化合物的形成，所述液相形成溫度限于一特殊的范圍。其結(jié)果，有可能有效地改善氧化鋁的燒結(jié)。同樣原因，化學(xué)計(jì)量化合物的液相形成溫度限于不低于700℃，及不大于1060℃的溫度范圍。為何包括氧化錳或氧化釩的系統(tǒng)特別有效的原因可認(rèn)為如下。即，處于所形成的液相及氧化鋁之間的潤(rùn)濕性，和氧化鋁在液相中的溶解度系根據(jù)液相的組成而變化。
實(shí)施例通過(guò)下述實(shí)施例詳述本發(fā)明。
實(shí)施例1起始原料使用氧化鋁(Al2O3)粉末作為反應(yīng)劑，又使用各種金屬氧化物粉末。對(duì)這些材料稱重，使其組成比例如表1所示，且總量為2000g。用氧化鋁球在球磨機(jī)中作濕磨混合12小時(shí)。粉末干燥后，用少量聚乙烯醇溶液混合，研磨混合物，然后，使其通過(guò)32目篩子造粒。粉末在模中單向壓制成形，形成直徑12mm、約為1mm厚的成型制品。生成的成型制品再于500℃的爐內(nèi)加熱1小時(shí)，以除去粘合劑。然后，在1060℃的溫度下燒結(jié)30分鐘。測(cè)得燒結(jié)體的尺寸及重量，計(jì)算得到燒結(jié)密度。制得多個(gè)上述燒結(jié)體，研磨，然后，用一比色計(jì)測(cè)得其真密度，并由所述燒結(jié)密度/真密度計(jì)算得到相對(duì)燒結(jié)密度。藉由激光閃爍法測(cè)得試樣的導(dǎo)熱率。其結(jié)果示于表1。
表1
<p>如從表1可見，在單獨(dú)使用氧化鋁，或僅僅使用多種添加劑中之一種時(shí)，燒結(jié)不能進(jìn)行，既使所使用的添加劑為低熔點(diǎn)的Bi2O3或V2O5。反之，如果使用可形成化學(xué)計(jì)量化合物的氧化物的混合物，該些氧化物具有不低于700℃和不大于1060℃的液相形成溫度，例如，試樣8、9、13、16、21、及24，則燒結(jié)密度相當(dāng)高，而其導(dǎo)熱率不低于10W/m.k。在試樣編號(hào)為11、18、20及22的場(chǎng)合，形成了化學(xué)計(jì)量的化合物，但其液相形成溫度過(guò)高。同樣，在試樣編號(hào)為15的化合物的場(chǎng)合，也形成了化學(xué)計(jì)量的化合物，但燒結(jié)幾乎無(wú)法進(jìn)行。因?yàn)榇藭r(shí)，所述氧化物的液相形成溫度為650℃，低于700℃。如從試樣16和24的化合物可見如果形成了二種或二種以上的化學(xué)計(jì)量的化合物，則其最低的液相形成溫度必須不低于700℃，及不大于1060℃。
比較顯示低溫?zé)Y(jié)特性的試樣8、9、13、16、21、23及24的化合物，其中，試樣8、9及13顯示了最高的密度，試樣23及24次之，而試樣16及21則顯示了較其它為低的低密度。從而可見，含有氧化錳或氧化釩的混合物的效果是大的，特別是含有氧化錳和氧化釩的混合物、氧化釩和氧化鎂的混合物、氧化錳和氧化鉍的混合物顯示了最大的效果。
實(shí)施例2根據(jù)如同實(shí)施例1的方式，制得其組成比例如表2中所示的原料粉末。根據(jù)如同實(shí)施例1的方式，在940℃的溫度下燒結(jié)原料粉末6小時(shí)，制得燒結(jié)體。根據(jù)同樣方式，計(jì)算得到相對(duì)燒結(jié)密度及其導(dǎo)熱率。其結(jié)果示于表2。
表2
<p>如從表2可見，在單獨(dú)使用氧化鋁，或僅僅使用多種添加劑中之一種時(shí)，燒結(jié)體的溫度不高，其熱傳導(dǎo)率較低，即使所使用的低熔點(diǎn)添加劑含量大至40％(重量)。反之，如果添加可形成化學(xué)計(jì)量化合物、具有低的液相形成溫度的Mn和V的氧化物的混合物，則即使在其添加量較少的場(chǎng)合，也可見到顯著的致密效果。不過(guò)，如其添加量達(dá)到一定水平時(shí)，則其導(dǎo)熱率開始下降。如其添加量達(dá)40％(重量)時(shí)，其導(dǎo)熱率下降顯著。為何氧化鋁添加量須限于70％(重量)或其以上？其理由是即，如其添加量小于70％(重量)，則氧化鋁含量減少過(guò)多，欲顯示如該實(shí)施例中所示的氧化鋁固有特性即不可能。所述氧化鋁添加量更好的是，不大于80％(重量)。另一方面，如果所述氧化鋁的含量在預(yù)定的范圍之內(nèi)，則就致密度及導(dǎo)熱率而言，無(wú)須將二種氧化物，即，該實(shí)施例中氧化鎂和氧化釩的混合比例保持于如試樣13～15中所示的1∶1的范圍。因此，可以在相當(dāng)大的比例范圍內(nèi)使用它們。
比較其氧化鋁含量相同(88％)、但含有Mn和V的氧化物的13號(hào)試樣的例子。不過(guò)，試樣18進(jìn)一步含有Ti的氧化物，且同時(shí)含有Mn和Ti的氧化物。其結(jié)果，與僅含有Mn和Vn的試樣13相比，獲得了高密度及高導(dǎo)熱率。同樣的關(guān)系也存在于含有Mg和V的氧化物的試樣19和其中進(jìn)一步添加有Mn和Ti的氧化物的試樣20之間。即，如表1所示，如僅添加Mn和Ti的氧化物，則幾乎不影響低溫?zé)Y(jié)。不過(guò)，在二種可形成低溫?zé)Y(jié)的金屬氧化物中進(jìn)一步含有Mn和Ti的氧化物，可以進(jìn)一步致密所制得的燒結(jié)體，并產(chǎn)生高的導(dǎo)熱率。如果所述二種氧化物中之一種為Mn或Ti的氧化物，則從試樣18可見，只有另一種氧化物可添加。
在除了Mn和V之外，進(jìn)一步添了Bi的試樣21的例子中，比較起僅含有Mn和V的氧化物的試樣13及僅含有Mn和Bi的氧化物的試樣17來(lái)，燒結(jié)體進(jìn)一步致密。該試樣為一含有二組二種可形成具有低液相形成溫度的化學(xué)計(jì)量化合物的氧化物的混合(例如，Mn和V及Mn和Bi)系統(tǒng)。藉由一所述方式含有多種氧化物，其效果更加顯著。類似地，試樣22含有Mg和V及Mn和V，而試樣23含有Mg和V及Mn和Bi。所以，它們的效果更加明顯。不過(guò)，即使含有第三種成份，試樣24并不優(yōu)于試樣19。與顯示高密度及高熱傳導(dǎo)率的試樣18、19、21及23號(hào)化合物比較起來(lái)，試樣18和20同時(shí)含有Mn、V和Ti的三種成份，其特征是介電損耗特別小。
綜上所述，藉由含有二組或二組以上的二種類的、可形成具有低液相形成溫度的化學(xué)計(jì)量化合物的氧化物的混合物，或在含有如上所述的一組氧化物的混合物的基礎(chǔ)上再含有Mn和Ti，則與僅含有如上所述一組氧化物的混合物的場(chǎng)合比較起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)較高的致密度及較高的導(dǎo)熱率。考慮到介電損耗的減少，最理想的是，所述混合物同時(shí)含有Mn、V和Ti三種成份。
實(shí)施例3根據(jù)如同實(shí)施例1的方式，制得其中各氧化物的重量比為表3所示的組成比例的原料粉末。作為堿土元素，使用碳酸鈣、碳酸鍶及碳酸鋇作為原料粉末。稱重，使熱分解后所獲得的CaO、SrO及BaO的重量比如表3所示。再根據(jù)如同實(shí)施例1所示的方式，在900℃-1040℃的溫度范圍內(nèi)的各個(gè)溫度下燒結(jié)原料粉末1小時(shí)，獲得燒結(jié)體。測(cè)得生成燒結(jié)體的相對(duì)密度，最低燒結(jié)溫度下的相對(duì)密度不小于96％。此時(shí)，又測(cè)得燒結(jié)體的熱傳導(dǎo)率及介電損耗。其結(jié)果示于表3。
表3
如從表3可見，藉由對(duì)Mn、V及Ti進(jìn)一步添加Bi及/或Cu，使得在低溫下的致密成為可能。添加Ca、Sr及Ba，可以顯著改善介電損耗。
實(shí)施例4根據(jù)如同實(shí)施例3所述的方式，制得原料粉末。其中氧化鋁含量為90％(重量)，其它成份含量為10％(重量)。在其它成份中，各個(gè)氧化物的重量比如表4所示。又根據(jù)如同實(shí)施例3所述的方式，在920℃下燒結(jié)原料粉末2小時(shí)，獲得燒結(jié)體。測(cè)得生成的燒結(jié)體的相對(duì)燒結(jié)密度，導(dǎo)熱率及介電損耗。其結(jié)果示于表4。
表4
如從表4可見，藉由同時(shí)添加下述量的Mn、V、Ti、Bi、Cu及Sr，可以改善密度，導(dǎo)熱率及介電損耗。即，氧化鎂的添加量不小于15％(重量)、不大于40％(重量)；氧化釩的添加量不小于20％(重量)、不大于70％(重量)；氧化鈦的添加量不小于1％(重量)、不大于5％(重量)；氧化鉍及氧化銅的總添加量不小于5％(重量)、不大于40％(重量)；碳酸鍶的添加量以氧化鍶的重量計(jì)，不小于1％(重量)、不大于10％(重量)。本發(fā)明者根據(jù)如同上述的方式進(jìn)行了測(cè)試，不同之處在于，使用鈣、鋇或其組合，以取代鍶。發(fā)現(xiàn)在任一種情況下，如其以氧化物表示的總量不小于1％(重量)，不大于10％(重量)，則其所有的密度、導(dǎo)熱率及介電損耗都可得到改善。本發(fā)明者根據(jù)如同上述的方式進(jìn)行了測(cè)試，不同之處在于，氧化鋁的添加量控制在70％-98％的范圍內(nèi)。本發(fā)明者們進(jìn)行了測(cè)試。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)氧化鋁含量增加時(shí)，需在高溫下燒結(jié)，由此可以獲得更好的特性。氧化鋁的含量越少，則生成的燒結(jié)體的導(dǎo)熱率越低?？色@得最佳性能時(shí)的各添加劑的添加比例如下即，氧化鎂的添加量不小于15％(重量)、不大于40％(重量)；氧化釩的添加量不小于20％(重量)、不大于70％(重量)；氧化鈦的添加量不小于1％(重量)、不大于5％(重量)；氧化鉍及氧化銅的總添加量不小于5％(重量)、不大于40％(重量)；碳酸鈣、碳酸鍶及碳酸鋇的添加總量以其氧化物重量計(jì)，不小于1％(重量)、不大于10％(重量)。
實(shí)施例5根據(jù)如同實(shí)施例1所述的方式，制得原料泥漿，稱重，使其中氧化鋁(Al2O3)含量為90％(重量)，氧化錳(Mn3O4)含量為3％(重量)，氧化釩(V2O5)含量為5％(重量)，氧化鈦(TiO2)含量為2％(重量)?；旌希稍锖?，獲得混合物粉末。再將所述的混合物粉末70％(重量)、丙烯酸樹脂15％(重量)作為粘合劑，甲苯15％(重量)作為溶劑在一球磨機(jī)中混合?；炀毢筮M(jìn)一步去除泡沫。所述泥漿涂覆于一其表面以刮刀涂布法形成厚度200μm的薄膜的脫模的基片(聚苯硫)上。作為比較，根據(jù)如上所述的方式，制得原料泥漿，不同之處在于，所述粉末包括含量為99％(重量)的氧化鋁(Al2O3)，及含量為1％(重量)的氧化鎂(MgO)，接著，在基片上制得氧化鋁的生坯片材。
然后，制備銀或銅及玻璃的粉末作為導(dǎo)電膏的原料。對(duì)這些粉末添加乙基纖維素樹脂作為有機(jī)粘合劑，及添加一足夠量的松油醇作為粘合劑。接著，用一三輥磨機(jī)充分混合，混練，分別制得用于內(nèi)層布線導(dǎo)體及通導(dǎo)件的導(dǎo)電膏。
在用所述膏填充所需絕緣片材的比爾孔，以用作導(dǎo)孔之后，在所述生坯片材的預(yù)定位置處沖孔形成直徑0.15mm的導(dǎo)孔。用所述膏在該片材上印刷出布線圖案，用作內(nèi)層導(dǎo)線。剝離去基片后，疊加該絕緣片材，于80℃下熱壓，得到層壓件。
如果所述導(dǎo)體中的金屬為銀，則將生成的層壓件在、600℃的加熱爐內(nèi)于空氣中作脫膠處理，然后，在預(yù)定的溫度下燒結(jié)。如果所述導(dǎo)體中的金屬為銅，則將生成的層壓件在700℃、含氧60ppm的氮?dú)夥罩凶髅撃z處理，然后，在預(yù)定的溫度下，在含氧200ppm的氮?dú)夥罩羞M(jìn)行燒結(jié)。估算得到所獲得的內(nèi)層布線及無(wú)機(jī)多層基片的導(dǎo)孔的導(dǎo)電性，以及該基片的強(qiáng)度。其結(jié)果示于表5。
表5
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從表5可見，在使用含有具有低電阻的銀或銅的導(dǎo)體作為主成份時(shí)，則根據(jù)熔點(diǎn)不同，在使用Ag作為導(dǎo)體的場(chǎng)合下，須在不大于940℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)；在使用Cu作為導(dǎo)體的場(chǎng)合下，須在不大于1060℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)。在使用本發(fā)明的材料時(shí)，即使是在不大于900℃的溫度下也可進(jìn)行致密化。因此，可以選用的合適的用于燒結(jié)的溫度為不大于1060℃，而導(dǎo)體的導(dǎo)電性及基片的強(qiáng)度已足夠。反之，在通常使用氧化鋁的場(chǎng)合下，如果在獲得上述強(qiáng)度的基片的溫度下(不低于1500℃)進(jìn)行燒結(jié)，則銀或銅熔融，導(dǎo)體導(dǎo)線斷裂。因此不宜使用。
如上所述，本發(fā)明提供了一種含有氧化鋁及二種或二種以上的特殊金屬氧化物。本發(fā)明可以在遠(yuǎn)低于通常的燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒結(jié)，由此，能耗成本的限制及所使用的爐子并不苛刻。因?yàn)檠趸X的含量大，通常原料顯示了類似于那些氧化鋁自身的，例如，高的導(dǎo)熱率的特性，且，可用作氧化鋁基片?？梢栽诓淮笥?060℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，且，含有低電阻的銀或銅的導(dǎo)體作為主成份可以保持其中。這樣，所述陶瓷材料非常適用于無(wú)機(jī)多層基片及其它的包括電極及導(dǎo)線的目的。
權(quán)利要求
1．一種氧化物陶瓷材料，所述陶瓷材料含有氧化鋁作為其主要成份，并含有至少二種或二種以上的金屬氧化物作為第二成份，上述金屬氧化物可以形成其液相形成溫度在700-1060℃的化學(xué)計(jì)量的化合物。
2．如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述至少一種金屬氧化物為氧化錳或氧化釩。
3．如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述金屬氧化物選自氧化錳與氧化釩、氧化釩與氧化鎂、及氧化錳與氧化鉍的組合中之一種。
4．如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述氧化物陶瓷材料包括氧化錳或氧化銅。
5．如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述氧化物陶瓷材料包括選自氧化錳、氧化釩或氧化鈦中的至少一種作為第二成份，且包括選自下述A組的氧化物的至少一種A組氧化鉍和氧化銅。
6．如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述氧化物陶瓷材料包括選自氧化錳、氧化釩或氧化鈦中的至少一種作為第二成份，且包括選自下述B組的氧化物的至少一種B組氧化鈣、氧化鍶及氧化鋇。
7．如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述氧化物陶瓷材料包括選自氧化錳、氧化釩或氧化鈦中的至少一種作為第二成份，且包括選自下述B組的氧化物的至少一種A組氧化鉍和氧化銅，B組氧化鈣、氧化鍶及氧化鋇。
8．如權(quán)利要求7所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述氧化錳、氧化釩、氧化鈦及A、B組的氧化物的比例范圍如下15％(重量)≤氧化錳≤40％(重量)，20％(重量)≤氧化釩≤70％(重量)，1％(重量)≤氧化鈦≤10％(重量)，5％(重量)≤A組氧化物≤40％(重量)，1％(重量)≤B組氧化物≤10％(重量)。
9．如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述氧化鋁的含量不小于70％(重量)，不大于98％(重量)。
10．如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述氧化物陶瓷材料在不大于1060℃的溫度下燒結(jié)。
11．如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述氧化物陶瓷材料在不大于960℃的溫度下燒結(jié)。
12．如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料，其特征在于，所述氧化物陶瓷材料的導(dǎo)熱率不小于5W/m·K。
13．一種無(wú)機(jī)多層基片，所述基片包括一導(dǎo)體及含有如權(quán)利要求1所述的氧化物陶瓷材料的絕緣層。
14．如權(quán)利要求13所述的多層基片，其特征在于，所述導(dǎo)體含有銅或銀中之一種作為主成份。
全文摘要
一種以含量不小于70%(重量)的氧化鋁為主要成分的陶瓷組合物,具有氧化鋁的固有特性(例如,高的熱傳導(dǎo)率等)和低的燒結(jié)溫度,在此溫度下,可以燒結(jié)得到所述陶瓷組合物中的比電阻低的導(dǎo)體金屬,并制得多層基片。所述陶瓷組合物并含有至少二種或二種以上、可形成液相形成溫度在700—1060℃的化學(xué)計(jì)量化合物的金屬氧化物作為第二成分。該金屬氧化物為氧化錳與氧化釩、氧化釩與氧化鎂、及氧化錳與氧化鉍的組合中之任一種。
文檔編號(hào)H01B3/12GK1212245SQ98119510
公開日1999年3月31日 申請(qǐng)日期1998年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月19日
發(fā)明者井上修, 菅谷康博, 加藤純一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社