JP7108704B2 - セラミック素地 - Google Patents
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Description
本発明は、セラミック素地に関する。
特許文献１には、セラミック素地の一例として、９０質量％以上のＡｌ２Ｏ３と、１～６質量％のＳｉＯ２と、Ｍｎ２Ｏ３換算で２～８質量％のＭｎＡｌ２Ｏ４と、２質量％以下のＭｏとを含む絶縁基板が開示されている。特許文献１に記載の絶縁基板では、強度の安定性改善のために、Ｍｇを酸化物換算で０．１～３質量％の割合で含むことが好ましいとされている。
特許文献２には、セラミック素地の一例として、主成分としてのＡｌ２Ｏ３と、３～７．５質量％のＳｉＯ２と、Ｍｎ２Ｏ３換算で２～５質量％のＭｎと、ＭｇＯ換算で０．３～０．７質量％のＭｇと、ＭｏＯ換算で０．３～０．７質量％のＭｏとを含む絶縁基板が開示されている。
特許文献３には、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で８９．０～９２．０質量％、ＳｉをＳｉＯ２換算で２．０～５．０質量％、ＭｎをＭｎＯ換算で２．０～５．０質量％、ＭｇをＭｇＯ換算で０～２．０質量％、ＺｒをＺｒＯ２換算で０．０５～２．０質量％含むセラミック素地が開示されている。
特許文献１～３に記載のセラミック素地では、寸法ばらつきが生じやすいという問題がある。本発明者等は、鋭意検討した結果、主成分であるＡｌ２Ｏ３と、焼結助剤としてのＳｉＯ２及びＭｎＯと、着色剤としてのＭｏ又は／及びＣｒ２Ｏ３とを除いた残部の含有量が寸法ばらつきに影響を与えているという新たな知見を得た。
本発明は、寸法ばらつきを抑制可能なセラミック素地の提供を目的とする。
本発明に係るセラミック素地は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２及びＭｎＯを必須成分として含み、Ｍｏ及びＣｒ２Ｏ３の少なくとも一方を任意成分として含む。セラミック素地において、Ａｌ２Ｏ３の含有量が、８２．０質量％以上９５．０質量％以下であり、ＳｉＯ２の含有量が、３．０質量％以上８．０質量％以下であり、ＭｎＯの含有量が、２．０質量％以上６．０質量％以下であり、ＭｏＯ３換算でのＭｏの含有量とＣｒ２Ｏ３の含有量との合計が、４．０質量％以下であり、残部の含有量が、０．１質量％未満である。
本発明によれば、寸法ばらつきを抑制可能なセラミック素地を提供することができる。
（セラミック素地）
セラミック素地とは、セラミックス材料粉末をテープ状に成形したグリーンシートやセラミックス材料粉末を圧粉成形した成形体を焼結することによって得られる組成物である。本実施形態に係るセラミック素地は、水晶振動子などの振動子を封止するセラミックパッケージ、ＣＭＯＳイメージセンサなどの半導体素子を封止するセラミックパッケージ、或いは、光半導体素子を封止するセラミックパッケージなどの各種セラミックパッケージに好適に用いられる。
セラミック素地とは、セラミックス材料粉末をテープ状に成形したグリーンシートやセラミックス材料粉末を圧粉成形した成形体を焼結することによって得られる組成物である。本実施形態に係るセラミック素地は、水晶振動子などの振動子を封止するセラミックパッケージ、ＣＭＯＳイメージセンサなどの半導体素子を封止するセラミックパッケージ、或いは、光半導体素子を封止するセラミックパッケージなどの各種セラミックパッケージに好適に用いられる。
本実施形態に係るセラミック素地は、主成分としてのＡｌ２Ｏ３（アルミナ）と、焼結助剤としてのＳｉＯ２（シリカ）及びＭｎＯ（酸化マンガン）とを必須成分として含む。
セラミック素地は、着色剤としてＭｏ（モリブデン）及びＣｒ２Ｏ３（酸化クロム）の少なくとも一方を任意成分として含む。セラミック素地は、着色剤として、Ｍｏのみを含有していてもよいし、Ｃｒ２Ｏ３のみを含有していてもよいし、Ｍｏ及びＣｒ２Ｏ３の両方を含有していてもよいし、さらに、Ｍｏ及びＣｒ２Ｏ３の両方を含有していなくてもよい。セラミック素地が着色剤としてＭｏを含有する場合、Ｍｏの少なくとも一部は金属として存在していてもよいし、Ｍｏの少なくとも一部は酸化物の形態（例えば、ＭｏＯ３）で存在していてもよい。
セラミック素地を構成する各成分の含有量は、以下の通りである。
・Ａｌ２Ｏ３：
８２．０質量％以上９５．０質量％以下
・ＳｉＯ２：
３．０質量％以上８．０質量％以下
・ＭｎＯ：
２．０質量％以上６．０質量％以下
・ＭｏＯ３換算でのＭｏの含有量とＣｒ２Ｏ３の含有量との合計：
４．０質量％以下
・残部：
０．１質量％未満
８２．０質量％以上９５．０質量％以下
・ＳｉＯ２：
３．０質量％以上８．０質量％以下
・ＭｎＯ：
２．０質量％以上６．０質量％以下
・ＭｏＯ３換算でのＭｏの含有量とＣｒ２Ｏ３の含有量との合計：
４．０質量％以下
・残部：
０．１質量％未満
このように、本実施形態に係るセラミック素地では、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ及び着色剤（Ｍｏ又は／及びＣｒ２Ｏ３）以外の残部の含有量が０．１質量％未満に抑えられているため、各成分が偏析することなく分散された状態で均一に焼結されている。そのため、本実施形態に係るセラミック素地では、寸法ばらつきが抑制されている。
また、セラミック素地は、残部の含有量が０．１質量％未満に抑えられることによって、各成分が偏析することなく分散された状態で均一に焼結されるため、ガラス成分のフラックス中に低融点領域が局所的に発生することを抑制できる。そのため、セラミック素地が焼成セッターに貼り付くことを抑制できる。
さらに、セラミック素地は、残部の含有量が０．１質量％未満に抑えられることによって、各成分が偏析することなく分散された状態で均一に焼結されるため、焼成セッター側の裏側領域でガラス成分が溶融するタイミングを、焼成セッターと反対側の表側領域でガラス成分が溶融するタイミングに合わせることができる。そのため、セラミック素地が厚み方向に反ることを抑制できる。
セラミック素地における残部の含有量は、０．０５質量％未満がより好ましい。これによって、セラミック素地の寸法ばらつきを更に抑制できる。
セラミック素地における残部の含有量は、０質量％であることが特に好ましい。これによって、セラミック素地の寸法ばらつきを更に抑制できるだけでなく、セラミック素地が焼成セッターに貼り付くことを更に抑制できる。
セラミック素地において、ＭｎＯの含有量に対するＳｉＯ２の含有量の比は特に制限されないが、０．８以上３．５以下が好ましい。この範囲であれば、セラミック素地中にＭｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２が析出することを抑制できるため、Ｍｎ３Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１２の析出に起因する色むらの発生を低減することができる。さらに、セラミック素地が、振動子又は半導体素子を封止するセラミックパッケージに適用される場合、ＭｎＯの含有量に対するＳｉＯ２の含有量の比は、０．８以上２．１以下が特に好ましい。これにより、セラミック素地の曲げ強度を特に向上させることができる。一方、セラミック素地が、光半導体素子を封止するセラミックパッケージに適用される場合、ＭｎＯの含有量に対するＳｉＯ２の含有量の比は１．９以上３．５以下が特に好ましい。これにより、セラミック素地の曲げ強度は若干低下するものの、セラミック素地の比誘電率を８．０以上９．０以下に調整しやすくなる。
セラミック素地は、結晶相とガラス相とを含む。セラミック素地が着色剤としてＭｏを含有している場合、結晶相は、主結晶相としてのＡｌ２Ｏ３結晶相と、副結晶相としてのＭｏ結晶相とを含む。結晶相は、Ａｌ２Ｏ３結晶相及びＭｏ結晶相以外の結晶相（以下、「残部の結晶相」という。）を含んでいてもよい。一方、セラミック素地が着色剤としてＭｏを含有しない場合、結晶相は、主結晶相としてのＡｌ２Ｏ３結晶相を含む。結晶相は、Ａｌ２Ｏ３結晶相以外に残部の結晶相を含んでいてもよい。結晶相は、残部の結晶相として、１種の結晶相のみを含んでいてもよいし、複数種の結晶相を含んでいてもよい。
ここで、セラミック素地を粉砕してＸ線回折パターンから結晶相を同定した場合、残部の結晶相のＸ線回折パターンのメインピーク強度は、Ａｌ２Ｏ３結晶相のＸ線回折パターンのメインピーク強度に対して、０．５％以下であることが好ましい。これにより、残部の結晶相の存在によりガラス相に歪みが生じることを抑制できるため、セラミック素地の曲げ強度（いわゆる、抗折強度）を向上させることができる。
セラミック素地の曲げ強度は、セラミック素地が適用されるセラミックパッケージに求められる特性に応じて設定される。例えば、セラミック素地が、振動子又は半導体素子を封止するセラミックパッケージに適用される場合、セラミック素地の曲げ強度は、７００ＭＰａ以上が好ましい。また、セラミック素地が、光半導体素子を封止するセラミックパッケージに適用される場合、セラミック素地の曲げ強度は、３９０ＭＰａ以上が好ましい。本実施形態において、“曲げ強度”とは、３点曲げ強度を意味し、ＪＩＳＲ１６０１（ファインセラミックスの曲げ試験方法）に準拠し室温にて測定した値である。
セラミック素地の比誘電率は、セラミック素地が適用されるセラミックパッケージに求められる特性に応じて設定される。例えば、セラミック素地が、振動子又は半導体素子を封止するセラミックパッケージに適用される場合、セラミック素地の比誘電率は特に制限されない。セラミック素地が、光半導体素子を封止するセラミックパッケージに適用される場合、セラミック素地の比誘電率は、８.０以上９．０以下が好ましい。
セラミック素地の気孔率は、セラミック素地が適用されるセラミックパッケージに求められる特性に応じて設定される。例えば、セラミック素地が、振動子又は半導体素子を封止するセラミックパッケージに適用される場合、セラミック素地の気孔率は、３％以下が好ましい。また、セラミック素地が、光半導体素子を封止するセラミックパッケージに適用される場合、セラミック素地の気孔率は、３％以上８％以下が好ましい。本実施形態において、“気孔率”とは、研磨したセラミック断面を電子顕微鏡で撮影し、画像処理ソフトにより２値化して測定した値である。
（セラミックパッケージ）
ここで、本実施形態に係るセラミック素地を適用したセラミックパッケージの２つの構成例について、図面を参照しながら説明する。
ここで、本実施形態に係るセラミック素地を適用したセラミックパッケージの２つの構成例について、図面を参照しながら説明する。
（１）第１セラミックパッケージ１００
図１は、第１セラミックパッケージ１００の断面図である。
図１は、第１セラミックパッケージ１００の断面図である。
第１セラミックパッケージ１００は、絶縁基板１、複数の導体層２、メタライズ層３、水晶振動子４、ＣＭＯＳイメージセンサ６、メッキ層８、及び蓋体１０を備える。第１セラミックパッケージ１００は、水晶振動子４及びＣＭＯＳイメージセンサ６を封止している。
絶縁基板１は、上述したセラミック素地によって構成される。絶縁基板１を構成する各成分の含有量は、以下の通りである。
・Ａｌ２Ｏ３：
８２．０質量％以上９５．０質量％以下
・ＳｉＯ２：
３．０質量％以上８．０質量％以下
・ＭｎＯ：
２．０質量％以上６．０質量％以下
・ＭｏＯ３換算でのＭｏの含有量とＣｒ２Ｏ３の含有量との合計：
４．０質量％以下
・残部：
０．１質量％未満
８２．０質量％以上９５．０質量％以下
・ＳｉＯ２：
３．０質量％以上８．０質量％以下
・ＭｎＯ：
２．０質量％以上６．０質量％以下
・ＭｏＯ３換算でのＭｏの含有量とＣｒ２Ｏ３の含有量との合計：
４．０質量％以下
・残部：
０．１質量％未満
このように、本実施形態に係る絶縁基板１では、残部の含有量が０．１質量％未満に抑えられているため、各成分が偏析することなく分散された状態で均一に焼結されることによって、寸法ばらつきが抑制されている。絶縁基板１の曲げ強度は、７００ＭＰａ以上が好ましい。絶縁基板１の気孔率は、３％以下が好ましい。
絶縁基板１は、底部１ａと、側壁部１ｂとを有する。側壁部１ｂは、底部１ａの外縁上に配置される。底部１ａと側壁部１ｂは、一体的に形成されていてもよい。
各導体層２は、底部１ａを貫通するように設けられる。メタライズ層３は、側壁部１ｂの上面に配置される。メタライズ層３は、環状に形成される。メタライズ層３は、導体としてＷ又はＭｏを主成分とし、これにセラミック成分を若干添加することによって構成できる。また、本実施形態に係る絶縁基板１と上記メタライズ層３は、水素、窒素、水蒸気を含む還元雰囲気で同時焼成することによって作製される。
水晶振動子４は、振動子の一例である。水晶振動子４は、導電性接着剤５を介して導体層２に接続される。ＣＭＯＳイメージセンサ６は、半導体素子の一例である。ＣＭＯＳイメージセンサ６は、ワイヤボンディング７を介して導体層２に接続される。
メッキ層８は、メタライズ層３の上面に配置される。メッキ層８は、環状に形成される。蓋体１０は、共晶Ａｇ－Ｃｕロウ材９を介して、メッキ層８上に配置される。蓋体１０は、側壁部１ｂの開口を塞ぐ。蓋体１０は、金属材料によって構成することができる。
（２）第２セラミックパッケージ２００
図２は、第２セラミックパッケージ２００の断面図である。
図２は、第２セラミックパッケージ２００の断面図である。
第２セラミックパッケージ２００は、基台１１、電子冷却素子１２、光半導体素子１３、多層回路基板１４、枠体１５、シールリング１６、蓋１７、透光性窓部材１８、パイプ１９、光ファイバ接続管２０ａ、及び光ファイバ２０ｂを備える。第２セラミックパッケージ２００は、光半導体素子１３を封止する。第２セラミックパッケージ２００は、いわゆる光モジュールである。
基台１１は、板状に形成される。基台１１は、銅タングステンなどの熱伝導率の高い材料によって構成される。電子冷却素子１２は、基台１１上に配置される。光半導体素子１３は、電子冷却素子１２上に配置される。
多層回路基板１４は、基台１１の外縁上に配置される。多層回路基板１４には、パッケージ外部に露出する入力端子３０ａ，３０ｂと、パッケージ内部に露出する出力端子３１ａ，３１ｂとが設けられている。入力端子３０ａには、外部から正相信号が入力される。入力端子３０ｂには、正相信号と逆相の逆相信号が入力される。入力端子３０ａに入力された正相信号は、ボンディングワイヤ１３ａを介して、出力端子３１ａから光半導体素子１３に出力される。入力端子３０ｂに入力された逆相信号は、ボンディングワイヤ１３ｂを介して、出力端子３１ｂから光半導体素子１３に出力される。以下の説明では、正相信号と逆相信号とを合わせて差動信号と略称する。
枠体１５は、多層回路基板１４上に配置される。シールリング１６は、枠体１５の上面に配置される。シールリング１６は、蓋１７を溶接するための部材である。シールリング１６及び蓋１７のそれぞれは、ニッケル及びコバルトを鉄に配合したコバールなどによって構成することができる。
多層回路基板１４と枠体１５との間に形成された孔１９ａには、パイプ１９が嵌め込まれる。パイプ１９は、透光性窓部材１８を収容する。透光性窓部材１８は、サファイア、ガラスなどによって構成される。パイプ１９には、光ファイバ接続管２０ａが接続される。パイプ１９及び光ファイバ接続管２０ａのそれぞれは、コバールなどによって構成することができる。光ファイバ接続管２０ａには、光ファイバ２０ｂが固定される。
ここで、図３は、多層回路基板１４の構成を示す分解斜視図である。
多層回路基板１４は、６層の回路基板１４ａ～１４ｆ、第１信号線２１ａ，２２ａ，２３ａ、第２信号線２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ、グランド層２４ａ，２４ｂ，２４ｃ、グランドビア２５ａ，２５ｂ，２５ｃ、及びグランド端子２６ａ，２６ｂ，２６ｃを備える。
各回路基板１４ａ～１４ｆは、上述したセラミック素地によって構成される。各回路基板１４ａ～１４ｆを構成する各成分の含有量は、以下の通りである。
・Ａｌ２Ｏ３：
８２．０質量％以上９５．０質量％以下
・ＳｉＯ２：
３．０質量％以上８．０質量％以下
・ＭｎＯ：
２．０質量％以上６．０質量％以下
・ＭｏＯ３換算でのＭｏの含有量とＣｒ２Ｏ３の含有量との合計：
４．０質量％以下
・残部：
０．１質量％未満
８２．０質量％以上９５．０質量％以下
・ＳｉＯ２：
３．０質量％以上８．０質量％以下
・ＭｎＯ：
２．０質量％以上６．０質量％以下
・ＭｏＯ３換算でのＭｏの含有量とＣｒ２Ｏ３の含有量との合計：
４．０質量％以下
・残部：
０．１質量％未満
このように、本実施形態に係る各回路基板１４ａ～１４ｆでは、残部の含有量が０．１質量％未満に抑えられているため、各成分が偏析することなく分散された状態で均一に焼結されることによって、寸法ばらつきが抑制されている。各回路基板１４ａ～１４ｆの比誘電率は、８．０以上９．０以下が好ましい。各回路基板１４ａ～１４ｆの曲げ強度は、３９０ＭＰａ以上が好ましい。各回路基板１４ａ～１４ｆの気孔率は、３％以上８％以下とすることができる。
６層の回路基板１４ａ～１４ｆは、この順で積層される。６層目の回路基板１４ｆには、上述した入力端子３０ａ，３０ｂと出力端子３１ａ，３１ｂとが設けられる。
第１信号線２１ａ，２２ａ，２３ａのうち入力側ビア接続部２１ａは、６層目の回路基板１４ｆから３層目の回路基板１４ｃまでを貫通するビア導体として構成され、第１入力端子３０ａと層間配線部２２ａの間を接続する。第１信号線２１ｂ，２２ｂ，２３ｂのうち入力側ビア接続部２１ｂは、６層目の回路基板１４ｆから５層目の回路基板１４ｅまでを貫通するビア導体として構成され、第２入力端子３０ｂと層間配線部２２ｂの間を接続する。
第１の信号線２１ａ，２２ａ，２３ａのうち出力側ビア接続部２３ａは、６層目の回路基板１４ｆから３層目の回路基板１４ｃまでを貫通するビア導体として構成され、第１出力端子３１ａと層間配線部２２ａの間を接続する。第２信号線２１ｂ，２２ｂ，２３ｂのうち出力側ビア接続部２３ｂは、６層目の回路基板１４ｆから５層目の回路基板１４ｅまでを貫通するビア導体として構成され、第２出力端子３１ｂと層間配線部２２ｂの間を接続する。
２本の層間配線部２２ａ，２２ｂの間には、グランド層２４ｂが配置される。層間配線部２２ａが設けられた１層目の回路基板１４ａには、グランド層２４ａが設けられる。層間配線部２２ｂが設けられた５層目の回路基板１４ｅには、グランド層２４ｃが設けられる。
グランド層２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、導電性の金属電極を構成する。グランド層２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、グランドビア２５ａ，２５ｂ，２５ｃを介して、６層目の回路基板１４ｆ上のグランド端子２６ａ，２６ｂ，２６ｃに接続される。
以上の構成を有する多層回路基板１４によって、入力端子３０ａに入力された正相信号は、第１信号線２１ａ，２２ａ，２３ａを介して出力端子３１ａに伝送された後、ボンディングワイヤ１３ａを介して光半導体素子１３に出力される。また、入力端子３０ｂに入力された逆相信号は、第２信号線２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを介して第２出力端子３１ｂに伝送された後、ボンディングワイヤ１３ｂを介して光半導体素子１３に出力される。光半導体素子１３は、出力端子３１ａ，３１ｂから入力される差動信号によって駆動され、レーザ光信号を透光性窓部材１８側に出力する。光半導体素子１３から出力された光信号は、光ファイバ２０ｂによって伝送される。
実施例１～１７及び比較例１～８に係るセラミック素地について、寸法ばらつき、焼成セッターへの貼り付き、反り、色むら、曲げ強度及び比誘電率を確認した。
（サンプルの作製）
各原料粉末を表１に示す割合で混合して混合粉末を得た。
（サンプルの作製）
各原料粉末を表１に示す割合で混合して混合粉末を得た。
得られた混合粉末に、有機成分としてポリビニルブチラール及び３級アミン及びフタル酸エステル（フタル酸ジイソノニル：ＤＩＮＰ）を混合し、さらに、溶剤としてＩＰＡ（イソプロピルアルコール）及びトルエンを混合してスラリーを調製した。
調製したスラリーを用いて、ドクターブレード法にて厚さ５０～４００μｍのセラミックテープを作製した。得られたセラミックテープを、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍにカットし、Ｍｏ製の焼成セッター上に並べて、表１に示す焼成温度（最高温度）で焼成（２時間）した。これによって、実施例１～１７及び比較例１～８それぞれの焼成基板を１００枚ずつ作成した。なお、表１に示す焼成温度で焼成した際の炉内の温度ばらつきは±５℃の範囲内であった。
（寸法ばらつき）
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、表１に示す焼成温度で焼成した際の寸法ばらつきを測定した。具体的には、寸法測定装置を用いて焼成基板の外形寸法を測定し、その平均値および標準偏差を算出し、標準偏差を平均値で割った値を寸法ばらつきとした。表１では、寸法ばらつきが０．２０未満のものを○と評価し、寸法ばらつきが０．２０以上０．５０未満のものを△と評価し、寸法ばらつきが０．５０以上のものを×と評価した。
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、表１に示す焼成温度で焼成した際の寸法ばらつきを測定した。具体的には、寸法測定装置を用いて焼成基板の外形寸法を測定し、その平均値および標準偏差を算出し、標準偏差を平均値で割った値を寸法ばらつきとした。表１では、寸法ばらつきが０．２０未満のものを○と評価し、寸法ばらつきが０．２０以上０．５０未満のものを△と評価し、寸法ばらつきが０．５０以上のものを×と評価した。
（焼成セッターへの貼り付き）
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、焼成セッターに貼り付いてセラミック素地に欠損が生じた焼成基板の枚数を数えた。表１では、１枚も欠損が生じなかったものを○と評価し、１～４枚に欠損が生じたものを△と評価し、５枚以上に欠損が生じたものを×と評価した。
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、焼成セッターに貼り付いてセラミック素地に欠損が生じた焼成基板の枚数を数えた。表１では、１枚も欠損が生じなかったものを○と評価し、１～４枚に欠損が生じたものを△と評価し、５枚以上に欠損が生じたものを×と評価した。
（反り）
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、三次元形状測定器を用いて、焼成基板の反り量の平均値を測定した。表１では、反り量が１００μｍ未満のものを○と評価し、反り量が１００μｍ以上２００μｍ未満のものを△と評価し、反り量が２００μｍ以上のものを×と評価した。
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、三次元形状測定器を用いて、焼成基板の反り量の平均値を測定した。表１では、反り量が１００μｍ未満のものを○と評価し、反り量が１００μｍ以上２００μｍ未満のものを△と評価し、反り量が２００μｍ以上のものを×と評価した。
（色むら）
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、実体顕微鏡を用いて、焼成基板の色むらを観察した。表１では、色むらが無かったものを○と評価し、色むらが有ったものを×と評価した。
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、実体顕微鏡を用いて、焼成基板の色むらを観察した。表１では、色むらが無かったものを○と評価し、色むらが有ったものを×と評価した。
（強度）
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、焼成基板の曲げ強度を、ＪＩＳＲ１６０１の３点曲げ強度試験に従って室温で測定した。
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、焼成基板の曲げ強度を、ＪＩＳＲ１６０１の３点曲げ強度試験に従って室温で測定した。
（比誘電率）
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、焼成基板の比誘電率を、ＪＩＳＲ１６４１の空洞共振法に従って室温、周波数１０ＧＨｚで測定した。
実施例１～１７及び比較例１～８それぞれについて、焼成基板の比誘電率を、ＪＩＳＲ１６４１の空洞共振法に従って室温、周波数１０ＧＨｚで測定した。
実施例１～１７では、比較例１～８に比べて、寸法ばらつき、セッターへの貼り付き、及び反りを抑制することができた。これは、セラミック素地が含有するＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ及び着色剤（Ｍｏ又は／及びＣｒ２Ｏ３）以外の残部の含有量を０．１質量％未満に抑えたため、各成分が偏析することなく分散された状態で均一に焼結させることができたためである。なお、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＣａＯ及びＢａＯ以外の添加物を添加した場合においても、同様の結果を得られることが実験的に確認されている。
また、残部の含有量を０．０７質量％以下とした実施例１～９及び１２～１７では、反りを更に抑制することができた。
また、残部の含有量を０．０５質量％未満とした実施例１～８及び１２～１７では、寸法ばらつきを更に抑制することができた。
また、残部の含有量を０質量％未満とした実施例１～５及び１２～１７では、寸法ばらつきだけでなくセッターへの貼り付きも更に抑制することができた。
また、ＭｎＯの含有量に対するＳｉＯ２の含有量の比を０．８以上２．１以下とした実施例１～１５では、曲げ強度を７００ＭＰａ以上とすることができた。従って１～１５は、強度を要するセラミックパッケージ（例えば、振動子又は半導体素子を封止するもの）に好適であることが分かった。
また、ＭｎＯの含有量に対するＳｉＯ２の含有量の比を１．９以上３．５以下とした実施例１５～１７では、８．０以上９．０以下の比誘電率と３９０ＭＰａ以上の抗折強度とを両立することができた。従って、実施例１５～１７は、比較的低い比誘電率を要するセラミックパッケージ（例えば、光半導体素子を封止するもの）に好適であることが分かった。
１００ 第１セラミックパッケージ
１ 絶縁基板
２００ 第２セラミックパッケージ
６ 多層回路基板
１４ａ～１４ｆ 回路基板
１ 絶縁基板
２００ 第２セラミックパッケージ
６ 多層回路基板
１４ａ～１４ｆ 回路基板
Claims (5)
- Ａｌ２Ｏ３ と、ＳｉＯ２ と、ＭｎＯと、Ｍｏ及びＣｒ ２ Ｏ ３ の少なくとも一方とを含み、
Ａｌ２Ｏ３の含有量が、８２．０質量％以上９５．０質量％以下であり、
ＳｉＯ２の含有量が、３．０質量％以上８．０質量％以下であり、
ＭｎＯの含有量が、２．０質量％以上６．０質量％以下であり、
ＭｏＯ３換算でのＭｏの含有量とＣｒ２Ｏ３の含有量との合計が、４．０質量％以下であり、
残部の含有量が、０．１質量％未満である、
セラミック素地。 - 残部の含有量が、０．０５質量％未満である、
請求項１に記載のセラミック素地。 - ＭｎＯの含有量に対するＳｉＯ２の含有量の比が、０．８以上３．５以下である、
請求項１又は２に記載のセラミック素地。 - Ａｌ ２ Ｏ ３ 、ＳｉＯ ２ 及びＭｎＯを必須成分として含み、Ｍｏ及びＣｒ ２ Ｏ ３ の少なくとも一方を任意成分として含み、
Ａｌ ２ Ｏ ３ の含有量が、８２．０質量％以上９５．０質量％以下であり、
ＳｉＯ ２ の含有量が、３．０質量％以上８．０質量％以下であり、
ＭｎＯの含有量が、２．０質量％以上６．０質量％以下であり、
ＭｏＯ ３ 換算でのＭｏの含有量とＣｒ ２ Ｏ ３ の含有量との合計が、４．０質量％以下であり、
残部の含有量が、０．１質量％未満であり、
抗折強度が、７００ＭＰａ以上である、
セラミック素地。 - Ａｌ ２ Ｏ ３ 、ＳｉＯ ２ 及びＭｎＯを必須成分として含み、Ｍｏ及びＣｒ ２ Ｏ ３ の少なくとも一方を任意成分として含み、
Ａｌ ２ Ｏ ３ の含有量が、８２．０質量％以上９５．０質量％以下であり、
ＳｉＯ ２ の含有量が、３．０質量％以上８．０質量％以下であり、
ＭｎＯの含有量が、２．０質量％以上６．０質量％以下であり、
ＭｏＯ ３ 換算でのＭｏの含有量とＣｒ ２ Ｏ ３ の含有量との合計が、４．０質量％以下であり、
残部の含有量が、０．１質量％未満であり、
１０ＧＨｚでの比誘電率が、８．０以上９．０以下であり、
抗折強度が、３９０ＭＰａ以上である、
セラミック素地。
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