JPS6112868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子部品用半導体容器として高い電
気絶縁特性、低い誘電正切（tanδ）と同時に遮
光性を併せ有するアルミナセラミツクスに係る。
特に、この遮光性を、他の諸特性を害うことな
く、いかに持たせるかについて従来、銅、チタ
ン、ニツケル、コバルト、クローム、マンガン、
鉄、バナジウム、モリブデン、タングステン等の
化合物（主として酸化物）を数％迄添加すること
により着色する方法がとられていた。しかしこれ
らの方法では、一般に絶縁抵抗を下げたり、誘電
正切tanδを大きくしたりするなど、アルミナ磁
器本来の性質に悪影響を及ぼすものが多かつた。
即ち、上記の着色剤は一般にセラミツク母体と安
定した固熔体を形成する様に添加しないと発色に
貢献しない場合や色むらを生ぜしめる。 またその焼成は、一般に加湿水素、窒素雰囲気
中で1500〜1600℃において行うが、添加量を厳密
に規定し、しかも焼成雰囲気をも厳密に条件付け
ないと極度に絶縁性を劣化させるものがある。 本発明はこれらの欠点を改良することを日的と
する。即ち、酸化クロームはアルミナと完全な固
溶体を形成して波長600ｍμ以下（紫外線も含
む）の光を遮光しうると同時に、モリブデン、タ
ングステン、又はこれらの酸化物（以下モリブデ
ン等という）を分割隔離状態においてこのアルミ
ナ・酸化クローム固溶体中に介在せしめることに
より、他の電気特性を害することなく、全波長域
に亘り完全な遮光性を得ることができることが本
発明により判明した。前記酸化クロームをアルミ
ナ80〜94％、鉱化剤６〜10％から成るアルミナ磁
器配合物100重量部に対し0.5〜８重量部固溶化含
有したα−アルミナ・酸化クローム系の赤紫色固
溶体は、前記の波長600ｍμ以下の光の遮光効果
を他の電気特性等を害うことなく有する。このこ
とは半導体に対し主として光化学作用を特に強く
引越すのが低波長側の光であることから極めて好
ましいが、これだけでは他の全波長域に亘る遮光
性は生じない。本発明は、このアルミナ・酸化ク
ローム固溶体が他の機械的・電気的諸特性を害う
ことなく前記酸化クロームの２分の１以下の
Mo，Ｗを分割隔離状態下に含有せしめることが
可能であり、さらにその比較的少量の含有により
600ｍμ以上の波長域の光に対する遮光性も容易
に得られるとの知見に基くものである。 上記セラミツク焼結体の素地組成は、アルミナ
90〜94％、残部鉱化剤から成るアルミナ磁器配合
物100重量部に対し、酸化クローム又は焼成によ
り酸化クロームを生成するクローム化合物と、該
クローム化合物と等量以下の金属モリブデン及
び／又はタングステンとを合計0.5〜８重量部添
加したものである。更に好ましくは前記アルミナ
磁器配合物100重量部に対し、酸化クローム0.5〜
５重量部及びMoを0.5〜２重量部添加したもので
ある。 後掲の対照例に示す如く、金属Mo又はＷの添
加量は酸化クローム添加量と等量以下であること
が体積固有抵抗値、tanδ、抗折力等の全ての必
要条件を充足するために必要であることが本発明
により明らかになつた。 この焼結体の色調はかくて各成分の含量に基き
赤紫色ないし黒色の間で変化する。酸化クローム
（Cr₂O₃）は六方最密充填結晶構造をもち、α−ア
ルミナと全域に亘り完全に固溶し（同型置換固溶
体を生成）、かつ共融物を生成しない。そして従
来技術の如き固溶化の困難性を有しないので上記
組成範囲内において自由に用途・目的に応じて増
減できることは本発明の一つの利点である。本発
明のもう一つの利点は、前記アルミナ・酸化クロ
ーム固溶体の安定したベース（低波長域における
遮光性）に対し比較的少量の弧立性（分離隔離）
モリブデン等を分散含有せしめることにより容易
に他の全波長域の遮光性を生じ、併せて何らの機
械的・電気的特性をも害わないということであ
る。このモリブデン等の金属は弧立的に分散して
いるので、金属添加において生じがちな絶縁抵抗
劣化は、本方法によれば生じないのである。ま
た、このモリブデン等の分散弧立含有は、色調と
しては、少量ながら黒色化に十分寄与する。 前記酸化クロームは、酸化クロームとして又は
加熱、焼成により酸化クロームを生ずる化合物と
して添加することができる。またタングステン等
は、金属状態で添加することが焼結体の高密度化
のためには好ましい、アルミナとしては平均粒径
1.5μ以下のものが好ましい。また、酸化クロー
ム、タングステン、モリブデン等はアルミナと同
等以下の平均粒径のものを用いることが分散のた
め好ましい。その場合対応する焼結体のアルミナ
平均結晶粒径は凡そ２〜８μｍになる。 また、鉱化剤としては、SiO₂，MgO，CaOを
主体とするものが使用でき、その組成は重量比に
てSiO₂50〜80％、MgO，CaO各５〜50％が好ま
しく、その他B₂O₃，BaO等を少量含むこともで
きる。 本発明は更に、上記構成にかゝる焼結体の新規
な製造方法をも提供する。即ち、前記組成におい
て、アルミナに酸化クローム（又は焼成により酸
化クロームを生成する化合物）、及びタングステ
ン等のうち１以上を公知の鉱化剤と共に添加・混
合し、公知のバインダーを添加して成形し、非酸
化性雰囲気中において1450〜1650℃好ましくは約
1500〜1600℃、さらに好ましくは約1550において
焼結する。この方法により容易に安定した色調を
有する高品質のアルミナ質着色セラミツクスが得
られる。 以下に記載する実施例により、本発明はより明
瞭に理解される。 実施例 １（実験番号１〜11） アルミナ含有量99.8％、平均粒径１μのα−
Al₂O₃ 粉末94％及び残部SiO₂：MgO：CaO比
６：１：１の鉱化剤から成るアルミナ磁器配合物
100重量部に対し、平均粒径１μのCr₂O₃、平均
粒径0.5μの金属Mo及び／又は金属Ｗを第１表の
各実験番号（１〜11）毎に示す各重量部添加混合
した原料粉末に、ブチラール樹脂をトリクロール
エチレンと共に加えてスラリーとした、これから
ドクターブレード法によつて製作した厚さ1.2mm
のシートを２枚重ねてプレスで圧着することによ
り厚さ2.4mmのシートとし、それより直径60mmの
円板と8.4mm×36mmの長方形板を切断してグリー
ンシート基板とした。これを水素雰囲気中で1550
℃にて１時間焼成し、グリーンテープ基板を焼結
して厚さ２mm、７mm×30mmの長方形板状の試料を
作成した。これらの試料について必要な諸特性を
測定しその結果を同じく第１表に示す。その結果
は必要な諸特性を全て充たしている。 対照例 １（実験番号R1） 対照例として前記アルミナ94％及び実施例に用
いるものと同一の鉱化剤６％のみから成り、
Cr₂O₃，Mo等無添加の試料を実施例１と同様に
プレスし、以降も同様な工程において焼結せしめ
て基準試料を得た。その諸特性をR1として第１
表に示す。 対照例 ２（実験番号R2〜R4） 前記実施例１に対比し、Cr₂O₃の等量を越える
Mo及び／又はＷを添加した試料を、実施例１と
同様な工程により作成し、その結果を同じく第１
表に示す。その結果、体積固有抵抗、tanδ及び
抗折力の全てにおいて劣化が認められた。

【表】 本発明は、通常この他に遮光性増大のために他
の成分を添加することは要しないが、色調を整え
る目的で極く少量、公知の着色剤のうち、アルミ
ナと共融物を形成しない金属又は金属化合物の添
加を妨げるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る着色セラミツクスの粒子
構造を示す反射電子像写真（倍率×400）、第２図
は第１図と同一部位において元素の濃度分布状態
を示すｘ線微量分析写真（倍率×400）で、尚、
第２図における白点がMoの分布状態を示すもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミナ90〜94％、残部鉱化剤から成るアル
   ミナ磁気組成物100重量部と、酸化クロームと、
   該酸化クロームの等量以下の金属モリブデン及
   び／又はタングステンとの合計0.5〜８重量部と
   から成り、前記アルミナと前記酸化クロームとを
   固溶化して有り、前記金属モリブデン又は金属タ
   ングステンを弧立分散して有する着色セラミツク
   ス。