JPS6331419B2

JPS6331419B2 -

Info

Publication number: JPS6331419B2
Application number: JP14831982A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kondo; Masahiko Okuyama
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1982-08-26
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1988-06-23
Also published as: JPS5939783A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は結晶化グレーズ基板に関するものであ
る。さらに詳しくは、本発明は、表面が平滑で加
工時におけるクラツクの発生が少く耐熱性に富
み、例えばフアクシミリグレーズ基板特にサーマ
ルヘツド用の基盤として好適な結晶化グレーズ基
板に関するものである。サーマルヘツド用の基板としては高アルミナ磁
器が用いられ、この表面に、例えばクロム、タン
タルのような金属薄膜を真空蒸着等により被着し
た後、エツチング等を行うものであるが、この場
合、基板表面の粗度が問題となり、実用上、差支
えない程度までに平滑性を確保するため、通常表
面に例えばSiO₂：57.2モル％、BaO：4.2モル％、
Al₂O₃：3.2モル％、B₂O₃：16.1モル％、CaO：
5.6モル％、MgO：1.0モル％、PbO：8.1モル％、
Na₂O：3.8モル％、K₂O：0.8モル％のような組
成分からなるガラスが塗布焼成される。ところが
このガラスは本質的に耐熱性が低いために加工時
にクラツクを生じ易くリード線の熱圧着の際には
がれてしまうという欠点がある。また、厚膜方式
のサーマルヘツドの場合には配線を印刷したあと
の焼成で表面に塗布したガラスが軟化して配線が
破壊されるなどの難点があり、薄膜方式の場合に
は高速化に伴う高熱のためにガラスがとけてしま
うといつた欠点がある。本発明はこのような従来
のグレーズ基板の表面に塗布焼成されたガラスに
みられる欠点を改善するべく種々検討の結果、従
来のガラスの代りにBaO・Al₂O₃・2SiO₂を主結
晶とするガラス成分およびこれに特定の核形成成
分の組み合わせからなる結晶化ガラス成分あるい
はそれらの成分に更に特定の成分を加えたもの
を、例えばアルミナ磁器のようなセラミツク基板
に塗布焼成することにより、表面が平滑で表面ガ
ラスと基板との熱膨脹係数が近似しており耐熱性
に富み加工時におけるクラツクの発生の少いセラ
ミツク基板が得られるとの知見をえて本発明に至
つた。すなわち本願第１発明は、SiO₂：50〜65
モル％、BaO：14〜26モル％、Al₂O₃：６〜16モ
ル％の成分と、Y₂O₃：4.5〜８モル％、La₂O₃：
4.5〜８モル％、ZrO₂：４〜８モル％の１種また
は２種以上の核形成剤とからなる結晶化ガラス成
分をセラミツク基板に塗布し、焼成結晶化させて
なる結晶化グレーズ基板を要旨とするものであ
り、第２発明はSiO₂：50〜65モル％、BaO：14
〜26モル％、Al₂O₃：６〜16モル％の主成分と、
Y₂O₃：4.5〜８モル％、La₂O₃：4.5〜８モル％、
ZrO₂：４〜８モル％の１種または２種以上の核
形成剤と、６モル％以下のB₂O₃、３モル％以下
のMgO、８モル％以下のCaO、５モル％以下の
SrO、３モル％以下のP₂O₅の１種または２種以
上の成分とからなる結晶化ガラス成分をセラミツ
ク基板に塗布し、焼成結晶化させてなることを特
徴とする結晶化グレーズ基板を要旨とするもので
ある。以下、本願発明を更に詳細に説明すると、第１
発明の結晶化グレーズ基板はセラミツク基板、代
表的にはアルミナ磁器よりなるセラミツク基板に
SiO₂、BaO、Al₂O₃の成分と、Y₂O₃、La₂O₃、
ZrO₂の１種または２種以上の核形成剤とを組み
会わせた結晶化ガラス成分を塗布焼成して表面を
平滑化してなるものであり、第２発明の結晶化グ
レーズ基板はセラミツク基板、代表的にはアルミ
ナ磁器よりなるセラミツク基板にSiO₂、BaO、
Al₂O₃の成分と、B₂O₃、MgO、CaO、SrO、
P₂O₅の１種または２種以上の成分と、Y₂O₃、
La₂O₃、ZrO₂の１種または２種以上の核形成剤と
を組み合わせた結晶化ガラス成分を塗布の焼成し
て表面を平滑化してなるものである。上記結晶化ガラスを構成する各成分の組成割合
について説明すると次のとおりである。 SiO₂は50〜65モル％の範囲とする。この範囲
よりも少ないと表面失透傾向が強く焼成結晶化後
も、気密体とならず、気孔が存在し、平滑なグレ
ーズ面が得られず、逆にこの範囲よりも多くなる
と結晶化が進みにくい。BaOは14〜26モル％の
範囲とする。この範囲よりも少いと結晶化が進み
にくい。逆にこの範囲よりも多くなると結晶化が
均一に行われず、平滑なグレーズ面が得られな
い。Al₂O₃は６〜16モル％の範囲とする。この範
囲より少ないと均一な結晶化が行われず、また
BaO・Al₂O₃・2SiO₂の結晶すなわち、重土長石
が均一に折出しない。またこの範囲以上では溶融
が難しく焼成時におけるセラミツク基板への融着
が困難となる。又、第２発明において、第１発明同一成分に添
加される成分については次の通りである。 B₂O₃は６モル％以下の範囲とする。この範囲
までは溶融を助長するが、この範囲以上では溶融
は容易となつても結晶化が困難となる。 MgOは３モル％以下、CaOは８モル％以下、
SrOは５モル％以下、P₂O₅は３モル％以下、と
する。この範囲内であるとガラスの溶融を助長
し、焼成時に正ずる泡を抜け易くする効果があ
る。しかし、この範囲以上となると重土長石の均
一な析出が困難となり、残存ガラス相が多くな
り、耐熱温度が低下するとともに、一般のグレー
ズと同様に、クラツクが発生とやすい傾向があ
る。次に、本発明の特徴である加工時におけるクラ
ツクが少なく耐熱性に優れた結晶化グレーズ基板
を形成するために加えられる核形成成分について
説明する。 Y₂O₃とLa₂O₃とはいずれも4.5〜８モル％とす
る。この範囲では核形成剤として、結晶化の促進
に極めて有効である。しかし、この範囲より少な
い含有量であると、結晶化に対する効果が少な
く、均一な結晶化が得られない。逆に、この範囲
以上添加しても効果は変らず、却つてコスト的に
不経済であり、又、溶融が困難となる。 ZrO₂は４〜８モル％の範囲とする。この範囲
よりも少ないと結晶化が困難となる。逆にこの範
囲以上では、溶融が困難となる。第１発明の結晶化グレーズ基板は例えば次のよ
うにして製作することができる。即ち、原料とし
てSiO₂、Al（OH）₃、BaCO₃、Y₂O₃、La₂O₃、
ZnO₂を用い、これらを所定量秤量し、混合、溶
融して得たガラスを細粉し既製のセラミツク基板
に塗布し、該基板と共に焼成して結晶化グレーズ
表面を形成させる。第２発明は上記第１発明の原料であるSiO₂、
Al（OH）₃、BaCO₃、Y₂O₃、La₂O₃、ZrO₂に更に
H₃BO₃、CaCO₃、SrCO₃、MgCO₃、H₃PO₄を原
料として用い第１発明と同様の方法により製作す
ることができる。本発明は、以上述べた、一定割合の特定の成分
と特定の核形成成分とを組み合わせてなる結晶化
ガラス成分をセラミツク基板の表面に塗布焼成し
てなる結晶グレーズ基板であり、表面が平滑で耐
熱性に優れ、加工時におけるクラツクの発生が起
り難いといつた長所を有し、しかもセラミツク基
板と表面の結晶化グレーズ面のガラス層との熱膨
張係数が極めて近似しているので、フアクシミリ
のグレーズ基板、厚膜基板、部分グレーズ基板、
あるいはプリンタヘツド基板、特にサーマルヘツ
ド用の基板として好適である。実施例原料として、SiO₂、Al（OH）₃、BaCO₃、
H₃BO₃、CaCO₃、SrCO₃、MgCO₃、H₃PO₄、
Y₂O₃、La₂O₃、ZrO₂を用い、モル％で次の第１
表の組成となるよう秤量して、公知のらいかい機
に入れて混合して粉砕した。これをアルミナ質る
つぼ、または、白金るつぼに入れ、1400〜1500℃
に加熱溶融後、融液を水中に投入し、急冷して固
化し、ガラスを得た。このガラスをアルミナ製の
ボールミルにて細かく粉砕し、ガラス末（フリツ
ト）とし、アルミナ含有量97％、寸法が50mm×50
mm×1.0mmのアルミナ基板表面に塗布し、１時間
当り、100℃の昇温スピードで加熱炉内にて加熱
し1000〜1200℃で焼成結晶化させて、結晶化グレ
ーズ基板を得た。なお、第１表の成分組成から明
らかなようにNo.１ないしNo.４は本願第２発明の実
験例を示し、No.５は本願第１発明の実験例を示し
ている。得られた結晶化グレーズ基板につき、熱
膨張係数、ならびに、結晶化温度を測定し、第１
表のような結果を得た。

【表】

【表】 (注)
＊判定は肉眼で行なつた。ガラス相が多いと透明が
かえつて見え、結晶相が多いと白く見える。
また、結晶化が不均一におこると、気孔が存在し
てしまう傾向がある。
以上の結果から明らかなとおり、本発明の結晶
化グレーズ基板は、範囲外の結晶化グレーズ基板
に較べて結晶化温度が高くしかも熱膨張係数が小
さいことが判つた。なお、No.６の試料は結晶化は
するが熱膨張係数が大きく実用に共し得ない。

Claims

【特許請求の範囲】１ SiO₂：50〜65モル％、BaO：14〜26モル％、
Al₂O₃：６〜16モル％の成分と、Y₂O₃：4.5〜８
モル％、La₂O₃：4.5〜８モル％、ZrO₂：４〜８
モル％の１種または２種以上の核形成剤とからな
る結晶化ガラス成分をセラミツク基板に塗布し、
焼成結晶化させてなることを特徴とする結晶化グ
レーズ基板。２結晶化ガラス成分がBaO・Al₂O₃・2SiO₂を
主結晶とするものである特許請求の範囲第１項に
記載する結晶化グレーズ基板。３セラミツク基板がアルミセラミツク基板であ
る特許請求の範囲第１項あるいは第２項に記載す
る結晶化グレーズ基板。４ SiO₂：50〜65モル％、BaO：14〜26モル％、
Al₂O₃：６〜16モル％の成分と、Y₂O₃：4.5〜８
モル％、La₂O₃：4.5〜８モル％、ZrO₂：４〜８
モル％の１種または２種以上の核形成剤と、６モ
ル％以下のB₂O₃、３モル％以下のMgO、８モル
％以下のCaO、５モル％以下のSrO、３モル％以
下のP₂O₅の１種または２種以上の成分とからな
る結晶化ガラス成分をセラミツク基板に塗布し、
焼成結晶化させてなることを特徴とする結晶化グ
レーズ基板。