[发明专利]多层陶瓷基板

说明书

技术领域

本发明涉及多层陶瓷基板，特别涉及用于提高利用所谓的无收缩工艺制造的多层陶瓷基板的强度的改进。

背景技术

本发明的专利申请人在日本专利特许第3601671号公报(专利文献1)中，提出了以下复合层叠体的制造方法：即，将含有第一粉状体的第一片材层、以及含有在第一粉状体的烧结温度下不会发生烧结的第二粉状体的第二片材层进行交替层叠，在烧成工序中，使第一粉状体发生烧结，并使第一片材层的材料流动至第二片材层，从而使第二粉状体发生固接。该制造方法作为能在制造多层陶瓷基板时、抑制沿其主面方向所发生的收缩的技术而受到瞩目。

在应用上述制造方法的情况下，作为第二片材层的厚度，必须厚到使得能抑制第一片材层的收缩的力(约束力)充分起作用的程度，同时，必须薄到能使得通过第一片材层的材料流动从而致密化的程度。

关于这一点，本发明的申请人在日本专利特开2002-94244号公报(专利文献2)中，提出了以下的技术：即，使约束层(第二片材层)含有软化流动性粉末(例如玻璃)，从而即使在约束层较厚的情况下，也能使约束层致密化。这里，作为软化流动性粉末，可以使用以下材料：即，所述材料在基材层(第一片材层)中的陶瓷原料粉末(第一粉末)的收缩开始温度下实质上不会发生软化流动，但在烧结结束时会发生软化流动，从而能使约束层致密化。

但是，即使在使用专利文献2所记载的技术的情况下，也与专利文献1所记载的技术的情况相同，约束层形成得比基材层要薄。

然而，作为上述基材层所使用的陶瓷原料粉末，虽然可以使用将氧化铝粉末和硼硅酸类玻璃粉末进行混合后所获得的玻璃类低温烧结陶瓷材料等的、各种玻璃陶瓷，但由于玻璃粉末的成本较高，因此，在更考虑成本方面的情况下，使用例如在对Ba-Al-Si类氧化物陶瓷等进行烧成时会产生玻璃成分的非玻璃类低温烧结陶瓷。

另一方面，在使用Ba-Al-Si类氧化物陶瓷作为基材层的材料的情况下，由于需要满足上述软化流动性粉末的条件，因此，使用将氧化铝粉末和Ba-Al-Si类玻璃粉末进行混合后所获得的材料作为约束层材料(例如，参照日本专利特开2009-170566号公报(专利文献3))。此外，在该专利文献3中，也揭示了约束层形成得比基材层要薄的结构。

然而，已知在如专利文献1～3所记载的、约束层形成得比基材层要薄的多层陶瓷基板中，在使用如专利文献3所揭示的那样的材料的情况下，具体而言，在使用Ba-Al-Si类氧化物陶瓷作为基材层、使用氧化铝粉末和Ba-Al-Si类玻璃粉末作为约束层的情况下，存在无法获得所希望的基板强度的问题。

专利文献1：日本专利特许第3601671号公报

专利文献2：日本专利特开2002-94244号公报

专利文献3：日本专利特开2009-170566号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于，想要提供一种能解决如上所述的问题的、即、进一步提高了强度的多层陶瓷基板。

为了探寻无法获得所希望的基板强度的主要原因，本发明人注意到用于获得多层陶瓷基板的烧成工序之后所析出的结晶相。这是因为，微细的结晶相越多，越能提高基板强度。其结果是，虽然基材层的厚度比约束层要厚，其占整个基板的厚度的比例较高，但当关注烧成后所存在的结晶相时，发现了作为微细的结晶相的钡长石(BaAl₂Si₂O₈)的存在量少于约束层的情况。

与约束层相比，基材层中的钡长石的存在量较少，可以认为，其原因是由于与约束层相比，基材层的Al成分较少。基材层必须单独进行烧结，而另一方面，约束层不能单独进行烧结，由于存在以上限制，因此，在约束层中氧化铝粉末较多，而在基材层中氧化铝粉末较少。因此，可以认为，基材层的Al成分比约束层要少，其结果是，较难析出钡长石。这里，若为了多使钡长石析出而在基材层中增加Al成分，则无法对基材层进行烧结。

因此，简而言之，本发明旨在想要通过对基材层添加Ti成分，在基材层中使作为除钡长石以外的微细的结晶相的硅钛钡石(Ba₂TiSi₂O₈)析出，从而提高基板强度。

更详细而言，本发明所关注的是包含由第一陶瓷层和厚度比第一陶瓷层要薄的第二陶瓷层交替层叠而形成的部分的多层陶瓷基板。在该多层陶瓷基板中，第一陶瓷层和第二陶瓷层都含有钡长石，第一陶瓷层的钡长石的存在量比第二陶瓷层的钡长石的存在量要少。而且，为了解决上述技术问题，本发明的特征在于，第一陶瓷层还含有硅钛钡石。