CN117794881A - 陶瓷烧结体、陶瓷基板、安装用基板、电子设备及陶瓷烧结体的制造方法 - Google Patents

Abstract

陶瓷烧结体，由含有Al₂O₃(氧化铝)和添加剂，Al₂O₃的含量为94质量％以上的陶瓷烧结体形成。添加剂中含有SiO₂(二氧化硅)、CaO(氧化钙)、MgO(氧化镁)、TiO₂(氧化钛)和Fe₂O₃(氧化铁)。陶瓷烧结体中的Ti(钛)以TiO₂换算的含量为120ppm以上，并且，Fe(铁)以Fe₂O₃换算的含量为180ppm以上。

Description

陶瓷烧结体、陶瓷基板、安装用基板、电子设备及陶瓷烧结体 的制造方法

技术领域

发明的实施方式涉及陶瓷烧结体、陶瓷基板、安装用基板、电子设备及陶瓷烧结体的制造方法。

背景技术

历来，将陶瓷烧结体作为基板使用的陶瓷基板，由于具有优异的绝缘性和导热性，所以有作为用于安装电子元件的安装用基板利用的情况。例如，在专利文献1中公开有一种含有Al₂O₃(氧化铝)为主要成分，并含有TiO₂(氧化钛)作为添加剂的陶瓷基板。另外，在引用文献1中还记载有使用粒子尺寸为120nm～500nm的Al₂O₃粉末，并具有1μm以下的粒子尺寸。

在专利文献2中记载有一种在非活性气氛中加热相互接触的铜板和氧化铝基板，将铜板配置在氧化铝基板上而成的安装用基板。专利文献2所公开的方法，称为AMB(ActiveMetal Bonding)法。另外，在专利文献3中记载有一种用陶瓷与铜的直接接合法制作的安装用基板。专利文献3所公开的方法，称为DCB(Direct Copper Bonding)法。另外，在引用文献4中记载有一种电路基板的制造方法，运用热压工序，在氧化铝等的基板表面接合由铜或铜合金构成的金属板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－218368号公报

专利文献2：日本特开昭63－166774号公报

专利文献3：日本特开平5－243725号公报

专利文献4：日本特开2020－145335号公报

发明内容

实施方式的一个形态的陶瓷烧结体，其由如下的陶瓷烧结体形成，含有Al₂O₃(氧化铝)和添加剂，Al₂O₃的含量为94质量％以上。添加剂含有SiO₂(二氧化硅)、CaO(氧化钙)、MgO(氧化镁)、TiO₂(氧化钛)和Fe₂O₃(氧化铁)。陶瓷烧结体中的Ti(钛)以TiO₂换算的含量为120ppm以上，并且，Fe(铁)以Fe₂O₃换算的含量为180ppm以上。

附图说明

图1是显示实施方式的安装用基板概略的侧视图。

图2是实施方式的陶瓷烧结体表面的TEM照片。

图3是显示在与图2所示的TEM照片相同位置上的特定元素的分布的分析结果的EDX图像。

图4显示在与图2所示的TEM照片相同位置上的特定元素的分布的分析结果的EDX图像。

图5是显示在与图2所示的TEM照片相同位置上的特定元素的分布的分析结果的EDX图像。

图6是显示在与图2所示的TEM照片相同位置上的特定元素的分布的分析结果的EDX图像。

图7是显示在与图2所示的TEM照片相同位置上的特定元素的分布的分析结果的EDX图像。

图8是显示在与图2所示的TEM照片相同位置上的特定元素的分布的分析结果的EDX图像。

图9是显示在与图2所示的TEM照片相同位置上的特定元素的分布的分析结果的EDX图像。

图10是显示实施方式的电子设备一例的侧视图。

图11是显示表示调合含量与ICP含量的关系的近似函数的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对于本发明的陶瓷烧结体、陶瓷基板、安装用基板、电子设备和陶瓷烧结体的制造方法的实施方式进行说明。还有，本发明不受以下所示实施方式限定。另外需要注意的是，图纸是示意性的，各要素的尺寸关系、各要素的比率等有与现实不同的情况。此外，图纸彼此之间，有包括相互的尺寸关系和比率不同的部分的情况。

另外，以下所示的实施方式中，有时会采用“一定”、“正交”、“垂直”或“平行”这样的表达，但这些表达不需要是严格意义上的“一定”、“正交”、“垂直”或“平行”。即，上述的各表达，例如允许制造精度、设置精度等的误差。

(安装用基板)

图1是表示实施方式的安装用基板1的概略的侧视图。图1所示的安装用基板1具备：由陶瓷烧结体形成的陶瓷基板2、和金属层3。还有，因为陶瓷烧结体与陶瓷基板2实质上相同，所以图中的符号省略。换言之，陶瓷烧结体的图中的符号是2。陶瓷烧结体可以用于例如棒状体、块状体或中空构件等的结构构件。

陶瓷基板2是由含有Al₂O₃(氧化铝)和添加剂，Al₂O₃的含量为94质量％以上的陶瓷烧结体形成的、厚度例如为0.2～1mm左右的板状构件。添加剂含有SiO₂(二氧化硅)、CaO(氧化钙)、MgO(氧化镁)、TiO₂(氧化钛)和Fe₂O₃(氧化铁)。

在实施方式的陶瓷基板2中，陶瓷烧结体中的Ti(钛)以TiO₂换算的含量为120ppm以上，并且，Fe(铁)以Fe₂O₃换算的含量为180ppm以上。由此，使用实施方式的陶瓷烧结体的陶瓷基板2，机械强度高。另外，实施方式的陶瓷烧结体，耐热冲击性优异。

陶瓷烧结体中的Ti以TiO₂换算的含量、和Fe以Fe₂O₃换算的含量，例如能够通过以下的方法确认。首先，使用ICP发射光谱分析装置(ICP)，进行陶瓷烧结体中的Ti和Fe的定量分析。而后，根据ICP测量出的Ti含量，求得换算成氧化物TiO₂的含量(ICP含量)，并且根据ICP测量出的Fe含量，求得换算成氧化物Fe₂O₃的含量(ICP含量)。

使用了实施方式的陶瓷烧结体的陶瓷基板2能够使机械强度提高的理由，考虑例如如下。即，通过使构成陶瓷基板2的陶瓷烧结体中含有TiO₂，则TiO₂位于陶瓷烧结体的晶界。若陶瓷烧结体中的TiO₂含量为120ppm以上，则位于陶瓷烧结体的晶界的TiO₂作为阻止容易在晶界发生的裂纹的发展的阻力体发挥功能。另外，位于陶瓷烧结体的晶界的TiO₂，由于成为相对于烧结助剂成分(例如，SiO₂、CaO和MgO)的晶核，所以能够使晶界多晶化且强韧化，能够抑制裂纹的发生。因此，通过以适当量在陶瓷烧结体中含有TiO₂，能够提高陶瓷基板2的机械强度。

另外，通过使构成陶瓷基板2的陶瓷烧结体中含有Fe₂O₃，从而Fe₂O₃位于陶瓷烧结体的晶界。若陶瓷烧结体中的Fe₂O₃的含量为180ppm以上，则位于陶瓷烧结体的晶界的Fe₂O₃使晶界移动，并引起使位于晶界的TiO₂移动的现象。因此，通过以适当含量在陶瓷烧结体中含有Fe₂O₃，能够使晶界和TiO₂适度分散。陶瓷基板2的机械强度，随着晶界和TiO₂分散的进展而提高。因此，根据实施方式的陶瓷基板2，能够使陶瓷基板2的机械强度提高。

另外，构成实施方式的陶瓷基板2的陶瓷烧结体，可以含有96质量％以上且98质量％以下的Al₂O₃。若Al₂O₃的含量少于96质量％，则烧结助剂成分(例如，SiO₂，CaO和MgO)在陶瓷烧结体中所占的比例变大，因此作为主要成分的Al₂O₃彼此的烧结可能变得脆弱。若Al₂O₃的含量高于98质量％，则Al₂O₃的晶体难以致密化，因此陶瓷基板2的机械强度可能降低。

另外，构成实施方式的陶瓷基板2的陶瓷烧结体中的Ti以TiO₂换算的含量，优选为350ppm以下。若TiO₂的含量高于350ppm，则位于陶瓷烧结体的晶界的TiO₂的分布发生偏在，因此陶瓷基板2的机械强度可能降低。

另外，构成实施方式的陶瓷基板2的陶瓷烧结体中的Fe以Fe₂O₃换算的含量，优选多于Ti以TiO₂换算的含量。若TiO₂的含量多于Fe的含量，则位于陶瓷烧结体的晶界的TiO₂的分布发生偏在，因此陶瓷基板2的机械强度可能降低。还有，构成陶瓷基板2的陶瓷烧结体中的Fe以Fe₂O₃换算的含量，优选为410ppm以下。

另外，构成实施方式的陶瓷基板2的陶瓷烧结体，不含ZrO₂(氧化锆)。ZrO₂(氧化锆)比较贵。因此，陶瓷烧结体不含ZrO₂，能够抑制原料价格。

另外，由于不含ZrO₂，实施方式的陶瓷基板2能够使导热率提高且减少介电损耗。例如，在按照Al₂O₃﹕ZrO₂(含Y₂O₃(氧化钇))＝90﹕10的比例含有ZrO₂的陶瓷基板中，导热率为23W/m·K，1MHz下的介电损耗为2×10^－4。相对于此，在实施方式的陶瓷基板2中，例如，导热率为25W/m·K，1MHz下的介电损耗为0.4×10^－4。根据实施方式的陶瓷基板2，从导热率和介电损耗这一观点出发，也能够得到有效的特征值。

另外，构成实施方式的陶瓷基板2的陶瓷烧结体中的TiO₂和Fe₂O₃位于晶界。陶瓷烧结体中的TiO₂和Fe₂O₃的位置，例如，能够通过使用带SEM(扫描型电子显微镜)或TEM(透射型电子显微镜)的EDX(能量色散型X射线分析装置)观察陶瓷基板2的表面进行确认。

图2是实施方式的陶瓷基板2表面的TEM照片。另外，图3～图9是显示特定元素在与图2所示的TEM照片相同位置上的分布的分析结果的EDX图像。

TEM和EDX进行的观察，以500000倍的倍率进行。在图2的TEM照片中，陶瓷烧结体的晶界由白色区域表示。

图3的EDX图像是显示O(氧)的分布的分析结果的复合图像。图4的EDX图像是显示Mg(镁)的分布的分析结果的复合图像。图5的EDX图像是显示Al(铝)的分布的分析结果的复合图像。图6的EDX图像是显示Si(硅)的分布的分析结果的复合图像。图7的EDX图像是显示Ca(钙)的分布的分析结果的复合图像。图8的EDX图像是显示Ti(钛)的分布的分析结果的复合图像。图9的EDX图像是显示Fe(铁)的分布的分析结果的复合图像。在图4～图9所示的EDX图像中，特定元素(即O、Mg、Al、Si、Ca、Ti或Fe)多的区域以白色表示。

由图2的TEM照片和图4～图9的EDX图像可知，构成陶瓷基板2的陶瓷烧结体中的TiO₂和Fe₂O₃与烧结助剂成分(例如，SiO₂、CaO和MgO)同样，位于陶瓷烧结体的晶界。

像这样通过使TiO₂和Fe₂O₃位于陶瓷烧结体的晶界，能够抑制晶界的裂纹的发生和发展。因此，根据实施方式的陶瓷基板2，能够进一步提高机械强度。

回到图1的说明。金属层3位于陶瓷基板2上。金属层3例如是金属板。金属板的厚度，例如可以为0.1～5mm左右。作为金属板的材料，例如能够使用铜或铝。金属板，例如，能够利用专利文献2所公开的AMB(Active Metal Bonding)法或专利文献3所公开的DCB(Direct Copper Bonding)法或专利文献4所公开的热压的方法等而接合在陶瓷基板上。还有，陶瓷基板2与金属板3的接合条件，不限定于专利文献2～4所公开的范围条件。另外，金属层3例如可以是以铜、银或铂等贵金属作为主要成分的金属膏。这种情况下，金属膏的厚度，例如可以为1～40μm左右。金属层3可以至少在陶瓷基板2侧含有Ti和Fe。因为在陶瓷基板2中包含Fe和Ti，所以在接合时，Ti和Fe从陶瓷基板2扩散到金属层3，由此使陶瓷基板2与金属层3的接合强度升高。另外，含有Ti、Fe和Cu的合金和化合物也可以位于金属层3中。金属层3可以位于陶瓷基板2的两面。另外，金属板3也可以位于陶瓷基板2的一个面，另一个面则设置散热构件。

(电子设备)

接下来，参照图10对于具备上述安装用基板1的电子设备10的结构进行说明。图10是示出实施方式的电子设备10的一例的侧视图。

如图10所示，电子设备10具备安装用基板1、和位于安装用基板1的金属层3上的电子元件4。还有，在安装用基板1的金属层3所设置的面的相反侧的面上，可以设置用于进行从电子元件4散热的散热片和流道构件。

作为电子元件4，例如，能够使用发光二极管(LED)元件、绝缘栅双极晶体管(IGBT)元件、智能功率模块(IPM)元件、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)元件、续流二极管(FWD)元件、巨型晶体管(GTR)元件、肖特基势垒二极管(SBD)等半导体元件、热升华型热敏打印头元件、热敏喷墨打印头元件和珀耳帖元件等放热元件。

(制造方法)

接着，对于实施方式的安装用基板1具备的陶瓷基板2的制造方法进行说明。

作为主要原料，准备Al₂O₃(氧化铝)粉末。另外，作为添加剂，准备SiO₂(二氧化硅)、CaO(氧化钙)、MgO(氧化镁)、TiO₂(氧化钛)和Fe₂O₃(氧化铁)的各粉末。

首先，以使Al₂O₃的含量为94质量％以上的方式调配Al₂O₃的粉末和添加剂的粉末而得到调合粉末。这时的配料组成为以下组成。陶瓷基板2中包含的Al以Al₂O₃换算为94质量％以上。Si换算成SiO₂、Ca换算成CaO、Mg换算成MgO、Ti换算成TiO₂、Fe换算成Fe₂O₃的换算值的合计(换言之，就是陶瓷基板2中包含的添加剂)为1.0质量％以上6.0质量％以下。添加剂中的SiO₂的质量比率，例如为38质量％以上且60质量％以下。添加剂中的CaO的质量比率，例如为20质量％以上且43质量％以下。添加剂中的MgO的质量比率，例如为14质量％以上且37质量％以下。另外，Al₂O₃的粉末中作为杂质被包含的Fe以Fe₂O₃换算的含量为100～300ppm。

另外，优选添加剂中的Ti以TiO₂换算的含量(调合含量)为0.48质量％以上且1.18质量％以下，并且，Fe以Fe₂O₃换算的含量(调合含量)为0.48质量％以上。

接着，在调合Al₂O₃粉末和添加剂粉末而得到的调合粉末中添加溶剂和粘合剂后，对其例如用球磨机等进行混合和粉碎，制作浆料。

接着，使用喷雾干燥机，对浆料进行喷雾干燥，制作颗粒。

其后，通过冲压成形法或辊压成形法等将颗粒成形，制作希望形状的成形体。还有，也可以不制作颗粒，而通过刮刀法成形浆料，制作片状的成形体。另外，也可以根据需要，利用钻头或激光等在制作的成形体上切口，形成孔或凹部等。

接着，对成形体实施热处理而进行脱脂后，对成形体进行烧成。烧成温度例如在1500℃以上且1600℃以下的范围内。烧成后的组成除了TiO₂和Fe₂O₃以外，均与配料组成相同。还有，也可以根据需要，对于经成形体烧成而得到的陶瓷烧结体实施研磨、磨削、钻孔加工、激光加工或喷丸加工等。根据以上方式，能够得到使用了实施方式的陶瓷烧结体的陶瓷基板2。

实施例

以下，具体说明实施方式的陶瓷基板2的实施例。

＜实施例1＞

以如下方式制作实施例1的陶瓷烧结体(试料No.3～8)。以使陶瓷烧结体所包含的Al₂O₃和添加剂的各含量(质量％)为表1所示的含量的方式调合Al₂O₃的粉末和添加剂的粉末，制作调合粉末。接着，在调合粉末中添加溶剂和粘合剂后，由浆料制作颗粒，通过冲压成形使颗粒达成希望的形状，制作成形体。其后，通过脱脂除去粘合剂成分之后，对成形体进行烧成，得到陶瓷烧结体(试料No.3～8)。

(关于ICP含量)

接着，通过ICP测量所得到的陶瓷烧结体中的金属元素(Ti、Fe)的含量，并求得换算成氧化物(TiO₂、Fe₂O₃)的含量(ICP含量)。取得的各ICP含量的数值显示在表1中。

还有，表1所示的ICP含量之中，带下划线的ICP含量的数值，是使用表达调合含量(即，添加剂中的Ti、Fe以TiO₂、Fe₂O₃换算的含量)与ICP含量的关系的近似函数推定得到的值。

图11是示出表达调合含量与ICP含量的关系的近似函数的一例的图。在图11中显示表达关于TiO₂的调合含量与ICP含量的关系的近似函数、和表达关于Fe₂O₃的调合含量与ICP含量的关系的近似函数。各近似函数基于ICP含量相对于调合含量的各测量值创建。表1所示的ICP含量之中，带下划线的ICP含量的数值，能够通过在图11所示的各近似函数中适用各调合含量而进行推定。还有，在表1中，带下划线的ICP含量的数值(即，推定值)，是小数点以后四舍五入而得到的数值。

(关于3点弯曲强度试验、耐热冲击试验)

另外，得到的陶瓷烧结体的各试料的试料形状为3mm×4mm×40mm的试验片(以下也称为“JIS片”。)。JIS片通过冲压成形法制作。使用此JIS片，进行3点弯曲强度试验和耐热冲击试验。耐热冲击试验的结果后述。

对于各试料，依据JIS R1601－2008测量3点弯曲强度。用于3点弯曲强度的测量的十字头速度为0.5mm/min。得到的3点弯曲强度试验的结果如表1所示。耐热冲击试验依据JIS R1648－2002进行。耐热冲击试验的十字头速度也是0.5mm/min。

＜比较例1＞

制作比较例1的陶瓷烧结体(试料No.1)，除了在Al₂O₃的粉末中没有调合TiO₂的粉末作为添加剂这一点以外，制作条件均与实施例1相同。

对于得到的陶瓷烧结体中的金属元素(Ti、Fe)，进行上述同样的ICP含量的测量和推定。得到的各ICP含量的数值显示在表1中。还有，在表1中，陶瓷烧结体中的TiO₂的ICP含量不为0。这是因为，被调合的Al₂O₃的粉末中作为杂质而包含TiO₂。

另外，对于得到的陶瓷烧结体，进行与实施例1同样的3点弯曲强度试验。3点弯曲强度试验的结果发表1所示。

＜比较例2＞

制作比较例2的陶瓷烧结体(试料No.2)，除了在Al₂O₃的粉末没有调合Fe₂O₃的粉末作为添加剂这一点以外，制作条件均与实施例1相同。

对于得到的陶瓷烧结体中的金属元素(Ti，Fe)，进行与实施例1同样的ICP含量的测量和推定。得到的各ICP含量的数值显示在表1中。还有，在表1中，陶瓷烧结体中的Fe₂O₃的ICP含量不为0。这是因为，在被调合的Al₂O₃的粉末中作为杂质包含Fe₂O₃。

另外，对于得到的陶瓷烧结体，进行与实施例1同样的3点弯曲强度试验。3点弯曲强度试验的结果如表1所示。

【表1】

(表1)

在Al₂O₃的粉末中没有添加TiO₂的粉末或Fe₂O₃的粉末作为添加剂的试料No.1、2，3点弯曲强度低于490MPa。相对于此，作为实施例1的陶瓷烧结体的试料No.3～8，3点弯曲强度为490MPa以上。

根据以上的结果，优选陶瓷烧结体中的Ti(钛)以TiO₂换算的含量为120ppm以上，并且，Fe(铁)以Fe₂O₃换算的含量为180ppm以上。

＜实施例2＞

变更Al₂O₃和添加剂的各含量(质量％)而制作陶瓷烧结体(试料No.9～12)。将陶瓷烧结体包含的Al₂O₃和添加剂的各含量(质量％)变更为表2所示的含量，除这一点以外的条件与实施例1相同。还有，试料No.9、10、12分别是与试料No.7、5、8相同的试料。

另外，进行与实施例1同样的ICP含量的测量和推定，以及进行与实施例1同样的3点弯曲强度试验。得到的各ICP含量的数值显示在表2中。另外，得到的3点弯曲强度试验的结果如表2所示。

【表2】

(表2)

Al₂O₃的含量为96质量％以上且98质量％以下的试料No.10、11，与Al₂O₃的含量低于96质量％的试料No.9和Al₂O₃的含量高于98质量％的试料No.12相比，3点弯曲强度大。

根据以上的结果，优选构成陶瓷基板2的陶瓷烧结体含有96质量％以上且98质量％以下的Al₂O₃。

TiO₂的ICP含量为350ppm以下的试料No.10～12，与TiO₂的ICP含量高于350ppm的试料No.9相比，3点弯曲强度大。

根据以上的结果，优选构成陶瓷基板2的陶瓷烧结体中的Ti以TiO₂换算的含量为350ppm以下。

＜实施例3＞

变更陶瓷烧结体中的Fe以Fe₂O₃换算的含量和Ti以TiO₂换算的含量而制作陶瓷烧结体(试料No.13、14)。将陶瓷烧结体中的Fe以Fe₂O₃换算的含量和Ti以TiO₂换算的含量变更为表3所示的ICP含量，以及将陶瓷烧结体所含的Al₂O₃和添加剂的各含量(质量％)变更为表3所示的含量，除以上两点以外的条件与实施例1相同。

另外，进行与实施例1同样的ICP含量的测量和推定。得到的各ICP含量的数值显示在表3中。

(关于3点弯曲强度试验)

另外，得到的陶瓷烧结体的各试料的试料形状为24mm×40mm×0.32mm的试验片(以下称为“测试基板”。)。测试基板通过辊压成形法制作。

对于各试料，依据JIS R1601－2008测量3点弯曲强度。用于3点弯曲强度的测量的十字头速度为5mm/min。得到的3点弯曲强度试验的结果如表3所示。

【表3】

(表3)

Fe₂O₃的ICP含量比TiO₂的ICP含量大200ppm以上的试料No.14，与Fe₂O₃的ICP含量与TiO₂的ICP含量之差在20ppm以下的试料No.13相比，3点弯曲强度大。

根据以上的结果，优选构成陶瓷基板2的陶瓷烧结体中的Fe以Fe₂O₃换算的含量多于Ti以TiO₂换算的含量。

＜实施例4＞

以如下方式制作实施例4的陶瓷烧结体(试料No.18～20、22、23)。以使陶瓷烧结体所含的Al₂O₃和添加剂的各含量(质量％)为表4所示的含量的方式调合Al₂O₃的粉末和添加剂的粉末而制作调合粉末。在此，添加剂中的Ti以TiO₂换算的含量与Fe以Fe₂O₃换算的含量，分别为表4所示的调合含量。接着，在调合粉末中添加溶剂和粘合剂之后，由浆料制作颗粒，通过冲压成形使颗粒达成希望的形状，制作成形体。其后，通过脱脂除去粘合剂成分后，对成形体进行烧成，得到陶瓷烧结体(试料No.18～20、22、23)。还有，试料No.18～20、22、23分别是与试料No.3、5、6、7、11相同的试料。

另外，对于得到的各试料，进行与实施例1同样的3点弯曲强度试验。3点弯曲强度试验的结果如表4所示。

＜比较例3＞

制作比较例3的陶瓷烧结体(试料No.16)，除了在Al₂O₃的粉末中没有调合TiO₂的粉末作为添加剂这一点以外，制作条件与实施例4相同。还有，试料No.16是与试料No.1相同的试料。

另外，对于得到的陶瓷烧结体，进行与实施例4同样的3点弯曲强度试验。3点弯曲强度试验的结果如表4所示。

＜比较例4＞

制作比较例4的陶瓷烧结体(试料No.17)，除了没有在Al₂O₃的粉末中调合Fe₂O₃的粉末作为添加剂这一点以外，制作条件与实施例4相同。还有，试料No.17是与试料No.2相同的试料。

另外，对于得到的陶瓷烧结体，进行与实施例4同样的3点弯曲强度试验。3点弯曲强度试验的结果如表4所示。

＜比较例5＞

制作比较例5的陶瓷烧结体(试料No.21)，除了将添加剂中的Ti以TiO₂换算的含量变更为表4所示的调合含量这一点以外，制作条件与实施例4相同。

另外，对于得到的陶瓷烧结体，进行与实施例4同样的3点弯曲强度试验。3点弯曲强度试验的结果如表4所示。

【表4】

(表4)

在Al₂O₃的粉末中没有添加TiO₂的粉末或Fe₂O₃的粉末作为添加剂的试料No.16、17和TiO₂的调合含量高于1.18质量％的试料No.21，3点弯曲强度低于490MPa。相对于此，作为实施例4的陶瓷烧结体的试料No.18～20、22、23，3点弯曲强度为490MPa以上。

根据以上的结果，优选在制作调合粉末时，添加剂中的Ti以TiO₂换算的含量为0.48质量％以上且1.18质量％以下，并且，Fe以Fe₂O₃换算的含量为0.48质量％以上。

使用实施例1中的试料No.1、2、8进行耐热冲击试验。耐热冲击试验的结果如表5所示。试料No.1、2是比较例，试料No.8是实施例。表5中，也显示未进行耐热冲击试验的情况下，评价JIS片的3点弯曲强度的结果。未进行耐热冲击试验的JIS片的3点弯曲强度，没有温度的记载。另外，表5中显示，将JIS片加热至190℃、240℃、265℃、290℃之后，将JIS片投入水温为10℃的水中而急冷之后进行3点弯曲试验而测量的JIS片的3点弯曲强度。

【表5】

(表5)

作为比较例的试料No.1和试料No.2，在265℃下，3点弯曲强度大约劣化30％，在290℃下，3点弯曲强度劣化大约80％。另一方面，作为实施例的试料No.8，在265℃下的强度劣化停留在4％左右，在290℃下3点弯曲强度劣化大约61％。根据以上，从耐热冲击性的观点来看，也优选陶瓷烧结体中的Ti(钛)以TiO₂换算的含量为120ppm以上，并且，Fe(铁)以Fe₂O₃换算的含量为180ppm以上。

进一步的效果和变形例能够由本领域技术人员轻易导出。因此，本发明更广泛的方式，不限定于如上表述且所记述的特定细节和代表性的实施方式。因此，在不脱离附加的发明要求范围及其均等物所定义的汇总性的发明概念的精神或范围，可以进行各种变更。

符号说明

1 安装用基板

2 陶瓷基板

3 金属层

4 电子元件

10 电子设备

Claims (13)

1.一种陶瓷烧结体，其包含：含有Al₂O₃和添加剂，所述Al₂O₃的含量为94质量％以上的陶瓷烧结体，

所述添加剂含有SiO₂、CaO、MgO、TiO₂和Fe₂O₃，

所述陶瓷烧结体中的Ti以TiO₂换算的含量为120ppm以上，并且，Fe以Fe₂O₃换算的含量为180ppm以上。

2.根据权利要求1所述的陶瓷烧结体，其中，所述陶瓷烧结体含有96质量％以上且98质量％以下的所述Al₂O₃。

3.根据权利要求1或2所述的陶瓷烧结体，其中，所述陶瓷烧结体中的Ti以TiO₂换算的含量为350ppm以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的陶瓷烧结体，其中，所述陶瓷烧结体中的Fe以Fe₂O₃换算的含量多于Ti以TiO₂换算的含量。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的陶瓷烧结体，其中，所述陶瓷烧结体中的Fe以Fe₂O₃换算的含量为410ppm以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的陶瓷烧结体，其中，所述陶瓷烧结体不含ZrO₂。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的陶瓷烧结体，其中，所述陶瓷烧结体中的TiO₂和Fe₂O₃位于晶界。

8.一种陶瓷基板，其使权利要求1～7中任一项所述的陶瓷烧结体为板状而成。

9.一种安装用基板，其具备：

权利要求8所述的陶瓷基板；

位于所述陶瓷基板上的金属层。

10.根据权利要求9所述的安装用基板，其中，所述金属层至少在所述陶瓷基板侧含有Ti和Fe。

11.一种电子设备，其具备：

权利要求9或10所述的安装用基板；

位于所述安装用基板的所述金属层上的电子元件。

12.一种陶瓷烧结体的制造方法，其中，包括如下工序：

以使Al₂O₃的含量为94质量％以上的方式调合Al₂O₃的粉末和添加剂的粉末而制作调合粉末的工序；

使用所述调合粉末制作成形体的工序；

对所述成形体进行烧成的工序，

在制作所述调合粉末的工序中，在所述Al₂O₃的粉末中，调合SiO₂、CaO、MgO、TiO₂和Fe₂O₃的各粉末作为所述添加剂，制作所述调合粉末，

所述添加剂中的Ti以TiO₂换算的含量为0.48质量％以上且1.18质量％以下，并且，Fe以Fe₂O₃换算的含量为0.48质量％以上。

13.根据权利要求12所述的陶瓷烧结体的制造方法，其中，所述Al₂O₃的粉末中作为杂质包含的Fe以Fe₂O₃换算的含量为100～300ppm。