JP2020157649A - Sheet member and method of manufacturing ceramic substrate - Google Patents

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昌樹 山田
卓也 山下
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Abstract

To provide a sheet member which allows a good ceramic substrate to be manufactured and a method of manufacturing a ceramic substrate.SOLUTION: A sheet member 1 is arranged between ceramic green sheets 20P containing a first binder resin when ceramic substrates 20 are manufactured. The sheet member 1 comprises ceramic particles, carbon particles, and a second binder resin different from the first binder resin. The thermal decomposition temperature of the second binder resin is lower than that of the first binder resin.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、シート部材及びセラミック基板の製造方法に関し、具体的には、セラミック基板を製造する際にセラミックグリーンシートの間に配置されるシート部材及び当該シート部材を用いたセラミック基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a sheet member and a ceramic substrate, and specifically, relates to a sheet member arranged between ceramic green sheets when manufacturing a ceramic substrate, and a method for manufacturing a ceramic substrate using the sheet member. ..

電子部品を搭載する基板の例として、セラミック基板を挙げることができる。このようなセラミック基板の製造工程には、セラミックグリーンシートと呼ばれる生シートを焼成してセラミック基板とする焼成工程が含まれる。一般的に、セラミック基板の製造工程に要する時間は、この焼成工程に要する時間に依存する傾向にある。したがって、セラミック基板の製造期間を短縮するために、複数のセラミックグリーンシートを積層した上、積層されたセラミックグリーンシートを一度に焼成することがある。しかし、この場合、積層されたセラミック基板同士が焼成の際に融着し、融着したセラミック基板同士を剥がす際にセラミック基板に割れなどが生じて、セラミック基板が不良化する懸念がある。 A ceramic substrate can be mentioned as an example of a substrate on which electronic components are mounted. The manufacturing process of such a ceramic substrate includes a firing step of firing a raw sheet called a ceramic green sheet to obtain a ceramic substrate. In general, the time required for the ceramic substrate manufacturing process tends to depend on the time required for this firing process. Therefore, in order to shorten the manufacturing period of the ceramic substrate, a plurality of ceramic green sheets may be laminated and the laminated ceramic green sheets may be fired at one time. However, in this case, there is a concern that the laminated ceramic substrates are fused at the time of firing, and the ceramic substrates are cracked when the fused ceramic substrates are peeled off, resulting in deterioration of the ceramic substrate.

そこで、例えば下記特許文献1に記載されているように、積層されるセラミックグリーンシートの間に高融点のセラミック粒子を含むシート部材を配置した上で、上記焼成工程を行うことがある。このような方法によれば、積層されたセラミックグリーンシートの間に上記シート部材が介在しているため、セラミック基板同士の融着を抑制することができるとされる。 Therefore, for example, as described in Patent Document 1 below, the firing step may be performed after arranging a sheet member containing ceramic particles having a high melting point between the laminated ceramic green sheets. According to such a method, since the sheet member is interposed between the laminated ceramic green sheets, it is said that fusion of ceramic substrates can be suppressed.

特開平9−77564号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-77564

しかし、上記特許文献1に記載されたようなセラミック基板の製造方法では、上記焼成工程に際にシート部材が熱変形して、この熱変形に伴ってシート部材の主面の形状が歪になる傾向がある。このようなシート部材の主面の形状が焼成工程の際にセラミックグリーンシートの主面に転写されると、焼結したセラミック基板の主面の形状が歪になり得、不良なセラミック基板が製造され得る。 However, in the method for manufacturing a ceramic substrate as described in Patent Document 1, the sheet member is thermally deformed during the firing step, and the shape of the main surface of the sheet member is distorted due to this thermal deformation. Tend. If the shape of the main surface of such a sheet member is transferred to the main surface of the ceramic green sheet during the firing process, the shape of the main surface of the sintered ceramic substrate can be distorted, and a defective ceramic substrate is manufactured. Can be done.

そこで、本発明は、良好なセラミック基板を製造することを可能にし得るシート部材及びセラミック基板の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sheet member and a method for manufacturing a ceramic substrate, which can make it possible to manufacture a good ceramic substrate.

上記目的の達成のため、本発明は、セラミック基板を製造する際に第1バインダ樹脂を含むセラミックグリーンシートの間に配置されるシート部材であって、セラミック粒子と、カーボン粒子と、前記第1バインダ樹脂とは異なる第2バインダ樹脂とを備え、前記第2バインダ樹脂の熱分解温度が、前記第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低いことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention is a sheet member arranged between ceramic green sheets containing a first binder resin when a ceramic substrate is manufactured, and the ceramic particles, carbon particles, and the first binder are used. A second binder resin different from the binder resin is provided, and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin.

また、上記目的達成のため、本発明のセラミック基板の製造方法は、第1バインダ樹脂を含む複数のセラミックグリーンシート、及び、セラミック粒子と、カーボン粒子と、前記第1バインダ樹脂とは異なる第2バインダ樹脂とを有し、前記第2バインダ樹脂の熱分解温度が、前記第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低い少なくとも1つのシート部材を準備する準備工程と、積層される前記セラミックグリーンシートの間に前記シート部材を配置して、セラミックグリーンシート積層体を形成する積層体形成工程と、前記セラミックグリーンシート積層体を焼成してセラミック基板積層体を形成する焼成工程と、前記セラミック基板積層体からセラミック基板を剥がす剥がし工程と、を備えることを特徴とするものである。 Further, in order to achieve the above object, the method for manufacturing the ceramic substrate of the present invention is different from the plurality of ceramic green sheets containing the first binder resin, the ceramic particles, the carbon particles, and the first binder resin. A preparatory step for preparing at least one sheet member having a binder resin and having a thermal decomposition temperature of the second binder resin lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin, and a ceramic green sheet to be laminated. A laminate forming step of arranging the sheet members between them to form a ceramic green sheet laminate, a firing step of firing the ceramic green sheet laminate to form a ceramic substrate laminate, and a ceramic substrate laminate. It is characterized by comprising a peeling step of peeling the ceramic substrate from the ceramic substrate.

本明細書において熱分解温度とは、熱重量測定(TG:Thermogravimetry)において、測定開始時の試料の重量を100wt%として、当該試料の重量が90wt%になる温度をいう。 In the present specification, the thermal decomposition temperature means a temperature at which the weight of the sample becomes 90 wt% in thermogravimetric analysis (TG: Thermogravimetry), where the weight of the sample at the start of measurement is 100 wt%.

発明者らは、シート部材の熱変形に伴ってセラミック基板が不良になる上記問題について鋭意研究した結果、以下の点を見出した。すなわち、セラミックグリーンシートに含まれる上記第1バインダ樹脂の熱分解温度と、シート部材に含まれる上記第2バインダ樹脂の熱分解温度とが概ね同じである場合、セラミックグリーンシートの間にシート部材が配置されたセラミックグリーンシート積層体を焼成する際に、第1バインダ樹脂と第2バインダ樹脂とが概ね同時に軟化し得る。この場合、第2バインダ樹脂の軟化によって歪になったシート部材の主面の形状が、第1バインダ樹脂の軟化によって変形し易くなったセラミックグリーンシートの主面に容易に転写され得る。したがって、当該セラミックグリーンシートを焼成してなるセラミック基板の主面の形状が歪になり得る。 As a result of diligent research on the above-mentioned problem that the ceramic substrate becomes defective due to thermal deformation of the sheet member, the inventors have found the following points. That is, when the thermal decomposition temperature of the first binder resin contained in the ceramic green sheet and the thermal decomposition temperature of the second binder resin contained in the sheet member are substantially the same, the sheet member is placed between the ceramic green sheets. When the arranged ceramic green sheet laminate is fired, the first binder resin and the second binder resin can be softened almost at the same time. In this case, the shape of the main surface of the sheet member distorted by the softening of the second binder resin can be easily transferred to the main surface of the ceramic green sheet which is easily deformed by the softening of the first binder resin. Therefore, the shape of the main surface of the ceramic substrate obtained by firing the ceramic green sheet can be distorted.

これに対し、本発明のシート部材のバインダ樹脂は、セラミックグリーンシートに含まれる上記第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低い熱分解温度を有する第2バインダ樹脂から形成される。また、本発明のセラミック基板の製造方法では、このような第2バインダ樹脂を有するシート部材がセラミックグリーンシートの間に配置される。したがって、本発明のシート部材及び本発明のセラミック基板の製造方法によれば、セラミックグリーンシート積層体を焼成する場合において、第2バインダ樹脂の軟化が第1バインダ樹脂の軟化よりも先に始まる。つまり、第2バインダ樹脂の軟化が始まるこの段階では、第1バインダ樹脂は第2バインダ樹脂ほど軟化しないため、セラミックグリーンシートはシート部材に比べて変形し難い。このため、歪になったシート部材の主面の形状がセラミックグリーンシートの主面に転写されることが抑制され得る。よって、本発明のシート部材及びセラミック基板の製造方法によれば、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度とが概ね同じである場合に比べて、焼結したセラミック基板の主面の形状が歪になることが抑制され得、良好なセラミック基板が製造され得る。 On the other hand, the binder resin of the sheet member of the present invention is formed from a second binder resin having a thermal decomposition temperature lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin contained in the ceramic green sheet. Further, in the method for manufacturing a ceramic substrate of the present invention, a sheet member having such a second binder resin is arranged between ceramic green sheets. Therefore, according to the method for manufacturing the sheet member of the present invention and the ceramic substrate of the present invention, the softening of the second binder resin starts before the softening of the first binder resin when the ceramic green sheet laminate is fired. That is, at this stage when the second binder resin begins to soften, the first binder resin does not soften as much as the second binder resin, so that the ceramic green sheet is less likely to be deformed than the sheet member. Therefore, it is possible to prevent the shape of the distorted main surface of the sheet member from being transferred to the main surface of the ceramic green sheet. Therefore, according to the method for manufacturing the sheet member and the ceramic substrate of the present invention, the sintered ceramic substrate is compared with the case where the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin are substantially the same. The shape of the main surface of the surface can be suppressed from being distorted, and a good ceramic substrate can be produced.

なお、前記第1バインダ樹脂の熱分解温度と前記第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が10℃以上100℃以下であることが好ましい。 The difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is preferably 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が10℃以上である場合、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が0℃よりも大きく10℃よりも小さい場合に比べて、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度との間に差があるため、シート部材の軟化が始まった段階においてセラミックグリーンシートはより変形し難い傾向にある。このため、歪になったシート部材の主面の形状がセラミックグリーンシートに転写されることが、より効果的に抑制され得る。一方、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が100℃以下の場合、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が100℃より大きい場合に比べて、シート部材の製造時に使用されるコーターの温風等によるシート部材の熱分解及び熱収縮が抑制され得、製造されるシート部材をより平坦にし得る。したがって、このような平坦性が良好なシート部材を用いることで、より良好なセラミック基板を製造し得る。 When the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is 10 ° C. or more, the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is 0. Since there is a difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin as compared with the case where the temperature is larger than ° C and smaller than 10 ° C, the ceramic is formed at the stage when the sheet member starts to soften. Green sheets tend to be more resistant to deformation. Therefore, the transfer of the distorted shape of the main surface of the sheet member to the ceramic green sheet can be suppressed more effectively. On the other hand, when the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is 100 ° C. or less, the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is Compared with the case where the temperature is higher than 100 ° C., thermal decomposition and thermal shrinkage of the sheet member due to warm air of the coater used at the time of manufacturing the sheet member can be suppressed, and the manufactured sheet member can be made flatter. Therefore, by using such a sheet member having good flatness, a better ceramic substrate can be manufactured.

なお、この場合、前記第1バインダ樹脂の熱分解温度と前記第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が25℃以上60℃以下であってもよい。 In this case, the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin may be 25 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.

この場合、セラミック基板の主面の形状が歪になることをより効果的に抑制し得る。 In this case, it is possible to more effectively suppress the shape of the main surface of the ceramic substrate from becoming distorted.

以上のように、本発明によれば、良好なセラミック基板を製造することを可能にし得るシート部材及びセラミック基板の製造方法が提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided a sheet member and a method for manufacturing a ceramic substrate, which can make it possible to manufacture a good ceramic substrate.

本発明のシート部材を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the sheet member of this invention. 本発明のセラミック基板の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the ceramic substrate of this invention. 積層体形成工程の様子を概略的に示す図である。It is a figure which shows the state of the laminated body forming process schematicly. 焼成工程により形成されたセラミック基板積層体の様子を概略的に示す図である。It is a figure which shows the state of the ceramic substrate laminated body formed by a firing process schematicly. 剥がし工程の様子を概略的に示す図である。It is a figure which shows the state of the peeling process roughly. 第1バインダ樹脂及び第2バインダ樹脂の熱分解温度を示すグラフである。It is a graph which shows the thermal decomposition temperature of the 1st binder resin and the 2nd binder resin.

以下、本発明に係るシート部材及びセラミック基板の製造方法を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。なお、以下に参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the method for manufacturing the sheet member and the ceramic substrate according to the present invention will be illustrated together with the accompanying drawings. The embodiments illustrated below are for facilitating the understanding of the present invention, and are not for limiting the interpretation of the present invention. The present invention can be modified or improved from the following embodiments without departing from the gist thereof. In the drawings referred to below, the dimensions of each member may be changed for ease of understanding.

本発明のシート部材は、後述するように、セラミック基板を製造するために使用することができる。具体的には、本発明のシート部材は、後述するように、セラミックグリーンシートを積層して焼成するセラミック基板の製造方法において、積層されるセラミックグリーンシートの間に配置することができる。 The sheet member of the present invention can be used for manufacturing a ceramic substrate, as will be described later. Specifically, as will be described later, the sheet member of the present invention can be arranged between the ceramic green sheets to be laminated in the method for manufacturing a ceramic substrate in which the ceramic green sheets are laminated and fired.

ここで、上記シート部材について詳細に説明する前に、まず上記セラミックグリーンシートについて説明する。 Here, before explaining the sheet member in detail, first, the ceramic green sheet will be described.

セラミックグリーンシートは、焼成することによりセラミック焼結体となる生シートである。このようなセラミックグリーンシートは、例えば以下のようにして作製することができる。まず、所定のセラミック粉末、所定の焼結助剤、バインダ樹脂としての第1バインダ樹脂、所定の溶剤、所定の可塑剤等を所定の配合量で混合してスラリーを調製する。次に、調製したスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法等の方法により、平坦なシート状に成形して単層のセラミックグリーンシートを作製する。なお、セラミックグリーンシートは、原料粉末を成型機に充填して、加圧成形して作製することもできる。 The ceramic green sheet is a raw sheet that becomes a ceramic sintered body by firing. Such a ceramic green sheet can be produced, for example, as follows. First, a predetermined ceramic powder, a predetermined sintering aid, a first binder resin as a binder resin, a predetermined solvent, a predetermined plasticizer, and the like are mixed in a predetermined blending amount to prepare a slurry. Next, the prepared slurry is molded into a flat sheet by a method such as a doctor blade method or a calendar roll method to prepare a single-layer ceramic green sheet. The ceramic green sheet can also be produced by filling a molding machine with raw material powder and pressure molding.

なお、上記スラリーを調製するためのセラミック粉末としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、或いは酸化アルミニウムと二酸化ケイ素との化合物を用いてもよい。また、第1バインダ樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリビニルブチラール(PVB)系樹脂などを用いることができる。この第1バインダ樹脂のスラリーにおける配合量は、特に限定されないが、例えば4.0wt%〜10.0wt%であってもよい。 The ceramic powder for preparing the slurry is not particularly limited, but aluminum oxide, aluminum nitride, or a compound of aluminum oxide and silicon dioxide may be used. Further, as the first binder resin, for example, an acrylic resin, a polyvinyl butyral (PVB) resin, or the like can be used. The blending amount of the first binder resin in the slurry is not particularly limited, but may be, for example, 4.0 wt% to 10.0 wt%.

次に、本発明のシート部材について詳細に説明する。 Next, the seat member of the present invention will be described in detail.

図1は、本発明のシート部材1を概略的に示す斜視図である。図1に示すように、シート部材1は、薄い板状の外形を有している。本実施形態において、例えば、シート部材1の主面10,11のそれぞれの長手方向の長さWは概ね80mmとされ、主面10,11の長手方向に垂直な垂直方向の長さLは概ね70mmとされる。また、シート部材1の厚みHは、例えば、概ね0.07mmとされる。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing the seat member 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the sheet member 1 has a thin plate-like outer shape. In the present embodiment, for example, the length W of the main surfaces 10 and 11 of the sheet member 1 in the longitudinal direction is approximately 80 mm, and the length L of the main surfaces 10 and 11 in the vertical direction perpendicular to the longitudinal direction is approximately 80 mm. It is set to 70 mm. The thickness H of the sheet member 1 is, for example, approximately 0.07 mm.

シート部材1は、セラミック粒子と、カーボン粒子と、バインダ樹脂としての第2バインダ樹脂とを含んでいる。 The sheet member 1 contains ceramic particles, carbon particles, and a second binder resin as a binder resin.

上記セラミック粒子としては、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、或いは酸化アルミニウムと二酸化ケイ素との化合物などを用いることができる。このセラミック粒子の平均粒子径は特に限定さないが、例えばレーザー回折散乱法により測定された平均粒子径が0.1μm〜20.0μmのものを用いることができる。 As the ceramic particles, for example, aluminum oxide, aluminum nitride, or a compound of aluminum oxide and silicon dioxide can be used. The average particle size of the ceramic particles is not particularly limited, but for example, those having an average particle size of 0.1 μm to 20.0 μm measured by a laser diffraction / scattering method can be used.

カーボン粒子としては、特に限定されないが、例えばレーザー回折散乱法により測定された平均粒子径が20.0μm〜30.0μmのものを用いることができる。 The carbon particles are not particularly limited, and for example, carbon particles having an average particle diameter of 20.0 μm to 30.0 μm measured by a laser diffraction / scattering method can be used.

上記第2バインダ樹脂は、セラミックグリーンシートの上記第1バインダ樹脂とは異なる樹脂とされ、第2バインダ樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂などを用いることができる。また、アクリル系樹脂として、例えば、メタクリルブタジエンスチレン樹脂やメタクリル酸メチル樹脂などを用いることができる。 The second binder resin is a resin different from the first binder resin of the ceramic green sheet, and as the second binder resin, for example, an acrylic resin or the like can be used. Further, as the acrylic resin, for example, methacrylic butadiene styrene resin, methyl methacrylate resin, or the like can be used.

なお、上記「異なる樹脂」には、系列が異なる樹脂だけでなく、同じ系列の樹脂であっても、例えば、組成、主鎖に結合する官能基の種類、助剤添加の有無、添加されている助剤の種類等が相違する樹脂が含まれる。上述のように、第2バインダ樹脂は第1バインダ樹脂とは異なる樹脂である。したがって、第1バインダ樹脂及び第2バインダ樹脂がともにアクリル系樹脂であっても、第2バインダ樹脂は、例えば、組成、主鎖に結合する官能基の種類、助剤の添加の有無、添加されている助剤の種類等が第1バインダ樹脂とは異なる樹脂とされる。このため、第1バインダ樹脂と第2バインダ樹脂とがたとえ同じ系列の樹脂であっても、これら樹脂の例えば熱分解温度などの特性が異なり得る。 It should be noted that the above-mentioned "different resins" include not only resins having different series but also resins of the same series, for example, the composition, the type of functional group bonded to the main chain, the presence or absence of an auxiliary agent added, and the addition. Contains resins with different types of auxiliaries. As described above, the second binder resin is a resin different from the first binder resin. Therefore, even if both the first binder resin and the second binder resin are acrylic resins, the second binder resin is added, for example, with respect to the composition, the type of functional group bonded to the main chain, the presence or absence of an auxiliary agent, and the addition. The type of auxiliary agent used is different from that of the first binder resin. Therefore, even if the first binder resin and the second binder resin are of the same series, the characteristics of these resins, such as the thermal decomposition temperature, may differ.

このような第2バインダ樹脂は、第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低い熱分解温度を有する。第2バインダ樹脂の熱分解温度は、後述するセラミック基板の製造方法によって良好なセラミック基板を製造する観点などから、例えば、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度の差が10℃以上100℃以下であることが好ましく、例えば、上記差が25℃以上60℃以下であってもよい。 Such a second binder resin has a thermal decomposition temperature lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin. The thermal decomposition temperature of the second binder resin is, for example, the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin from the viewpoint of producing a good ceramic substrate by the method for producing a ceramic substrate described later. Is preferably 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and for example, the above difference may be 25 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.

また、第2バインダ樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、後述するシート部材1の製造工程において作製されるシート部材1の品質を向上させる観点などから、80万〜150万が好ましく、90万〜110万がより好ましい。 The weight average molecular weight of the second binder resin is not particularly limited, but is preferably 800,000 to 1,500,000, preferably 900,000 to 1,500,000 from the viewpoint of improving the quality of the sheet member 1 produced in the manufacturing process of the sheet member 1, which will be described later. 10,000 to 1.1 million is more preferable.

次に、本発明のシート部材1を用いたセラミック基板の製造方法について説明する。本実施形態では、アルミナセラミックスから成るセラミック基板の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing a ceramic substrate using the sheet member 1 of the present invention will be described. In this embodiment, a method for manufacturing a ceramic substrate made of alumina ceramics will be described.

図2は、シート部材1を用いたセラミック基板の製造方法を示すフローチャートである。図2に示すように、このセラミック基板の製造方法は、準備工程P1と、積層体形成工程P2と、焼成工程P3と、剥がし工程P4とを備える。 FIG. 2 is a flowchart showing a method of manufacturing a ceramic substrate using the sheet member 1. As shown in FIG. 2, this method for manufacturing a ceramic substrate includes a preparation step P1, a laminate forming step P2, a firing step P3, and a peeling step P4.

<準備工程P1>
まず、本工程を行う。本工程は、上記シート部材1と上記セラミックグリーンシートとを準備する工程である。
<Preparation process P1>
First, this step is performed. This step is a step of preparing the sheet member 1 and the ceramic green sheet.

シート部材1は、例えば以下のようにして作製することができる。まず、セラミック粒子、上記第2バインダ樹脂、カーボン粒子、及び分散剤を含む分散液を調製する。なお、セラミック粒子としては、上述のように、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、或いは酸化アルミニウムと二酸化ケイ素との化合物などを用いてもよく、分散液における配合量を例えば0.1wt%〜20.0wt%としてもよい。上記第2バインダ樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、上述のように、80万〜150万が好ましく、90万〜110万がより好ましい。また、上記第2バインダ樹脂の分散液における配合量を例えば20.0wt%〜40.0wt%としてもよい。上記分散剤としては、特に限定されないが、例えばソルビタンセスキオレートなどを使用することができ、分散液における配合量を例えば0.4wt%〜1.6wt%としてもよい。 The sheet member 1 can be manufactured, for example, as follows. First, a dispersion liquid containing ceramic particles, the second binder resin, carbon particles, and a dispersant is prepared. As the ceramic particles, as described above, aluminum oxide, aluminum nitride, or a compound of aluminum oxide and silicon dioxide may be used, and the blending amount in the dispersion is, for example, 0.1 wt% to 20.0 wt%. May be. The weight average molecular weight of the second binder resin is not particularly limited, but as described above, it is preferably 800,000 to 1,500,000, more preferably 900,000 to 1,100,000. Further, the blending amount of the second binder resin in the dispersion liquid may be, for example, 20.0 wt% to 40.0 wt%. The dispersant is not particularly limited, but for example, sorbitan sesquiolate or the like can be used, and the blending amount in the dispersion liquid may be, for example, 0.4 wt% to 1.6 wt%.

その後、この分散液をコーターでシート状に塗工して乾燥させることにより、シート部材1を作製することができる。この際、上記第2バインダ樹脂の重量平均分子量が80万〜150万とされる場合、コーターで分散液を塗工する際に分散液が伸びすぎたり、コーターに分散液が貼り付いたりすることが抑制され、より良好なシート部材1を作製し得る。なお、第2バインダ樹脂の重量平均分子量が90万〜110万であれば、コーターで分散液を塗工する際に分散液が伸びすぎたり、コーターに分散液が貼り付いたりすることがより抑制され、さらに良好なシート部材1を作製し得る。 Then, the sheet member 1 can be produced by applying this dispersion liquid in a sheet shape with a coater and drying it. At this time, if the weight average molecular weight of the second binder resin is 800,000 to 1,500,000, the dispersion may be too stretched when the dispersion is applied with the coater, or the dispersion may stick to the coater. Is suppressed, and a better sheet member 1 can be produced. If the weight average molecular weight of the second binder resin is 900,000 to 1.1 million, it is more likely that the dispersion liquid will not stretch too much or stick to the coater when the dispersion liquid is applied with the coater. A better sheet member 1 can be produced.

なお、得られたシート部材1を金型を用いて所望の寸法に切断してもよい。例えば、上述のように、主面10,11の長手方向の長さWが概ね80mm、主面10,11の垂直方向の長さLが概ね70mm、また、シート部材1の厚みHが概ね0.07mmになるように、シート部材1を作製してもよい。 The obtained sheet member 1 may be cut to a desired size using a mold. For example, as described above, the length W of the main surfaces 10 and 11 in the longitudinal direction is approximately 80 mm, the length L of the main surfaces 10 and 11 in the vertical direction is approximately 70 mm, and the thickness H of the sheet member 1 is approximately 0. The sheet member 1 may be manufactured so as to have a thickness of .07 mm.

また、本工程において、セラミックグリーンシートを準備する。このセラミックグリーンシートは、上述したように、酸化アルミニウム粉末、焼結助剤、上記第1バインダ樹脂、溶剤、可塑剤等を適宜混合してスラリーを調製した後、調製したスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法等の方法により、平坦なシート状に成形することによって作製することができる。 In addition, a ceramic green sheet is prepared in this step. As described above, this ceramic green sheet is prepared by appropriately mixing aluminum oxide powder, a sintering aid, the first binder resin, a solvent, a plasticizer, etc., and then using the prepared slurry by the doctor blade method or the like. It can be produced by molding into a flat sheet by a method such as a calendar roll method.

このセラミックグリーンシートは、主面の寸法がシート部材1と同様の寸法になるように作製されてもよい。例えば、主面の寸法が概ね80mm×70mm、厚みが例えば0.1mm〜1.0mmとなるようにセラミックグリーンシートを作製してもよい。 The ceramic green sheet may be manufactured so that the dimensions of the main surface are the same as those of the sheet member 1. For example, the ceramic green sheet may be produced so that the dimensions of the main surface are approximately 80 mm × 70 mm and the thickness is, for example, 0.1 mm to 1.0 mm.

<積層体形成工程P2>
次に、本工程を行う。本工程は、積層されるセラミックグリーンシートの間に前記シート部材を配置して、セラミックグリーンシート積層体を形成する工程である。
<Laminate body forming step P2>
Next, this step is performed. This step is a step of arranging the sheet member between the ceramic green sheets to be laminated to form a ceramic green sheet laminate.

図3は、本工程の様子を概略的に示す図である。図3に示すように、本工程では、準備工程P1で作製したシート部材1の主面10,11の少なくとも一方に、準備工程P1で作成したセラミックグリーンシート20Pを重ねる。こうして、積層されるセラミックグリーンシート20Pの間にシート部材1が配置されて成るセラミックグリーンシート積層体30Pが形成される。なお、図3では、準備工程P1において、シート部材1の主面10,11の寸法と、セラミックグリーンシート20Pの主面の寸法とが概ね同じになるようにシート部材1とセラミックグリーンシート20Pとが作製された例が示されている。 FIG. 3 is a diagram schematically showing the state of this process. As shown in FIG. 3, in this step, the ceramic green sheet 20P made in the preparation step P1 is superposed on at least one of the main surfaces 10 and 11 of the sheet member 1 made in the preparation step P1. In this way, the ceramic green sheet laminated body 30P formed by arranging the sheet member 1 between the ceramic green sheets 20P to be laminated is formed. In FIG. 3, in the preparation step P1, the sheet member 1 and the ceramic green sheet 20P are arranged so that the dimensions of the main surfaces 10 and 11 of the sheet member 1 and the dimensions of the main surface of the ceramic green sheet 20P are substantially the same. An example in which was made is shown.

<焼成工程P3>
次に、本工程を行う。本工程は、セラミックグリーンシート積層体30Pを焼成してセラミック基板積層体を形成する工程である。上記のように、本製造方法により製造されるセラミック基板がアルミナセラミックスから成る場合には、セラミックグリーンシート積層体30Pにおけるセラミックグリーンシート20Pの酸化アルミニウムが焼結し得る所定の温度で焼成される。なお、この所定の温度は、例えば、1400℃から1600℃程度の温度とされる。
<Baking process P3>
Next, this step is performed. This step is a step of firing the ceramic green sheet laminate 30P to form a ceramic substrate laminate. As described above, when the ceramic substrate produced by this production method is made of alumina ceramics, the aluminum oxide of the ceramic green sheet 20P in the ceramic green sheet laminate 30P is fired at a predetermined temperature at which it can be sintered. The predetermined temperature is, for example, a temperature of about 1400 ° C to 1600 ° C.

上述のように、第2バインダ樹脂の熱分解温度は第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低い。このため、本工程では、シート部材1の第2バインダ樹脂の軟化がセラミックグリーンシート20Pの第1バインダ樹脂の軟化よりも先に始まる。 As described above, the thermal decomposition temperature of the second binder resin is lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin. Therefore, in this step, the softening of the second binder resin of the sheet member 1 starts before the softening of the first binder resin of the ceramic green sheet 20P.

したがって、セラミックグリーンシート積層体30Pを焼成すると、まず、第2バインダ樹脂の軟化が始まり、シート部材1の熱変形が始まる。その後、第1バインダ樹脂の軟化が始まる。さらに時間が経過すると、セラミックグリーンシート20Pの第1バインダ樹脂、焼結助剤、溶剤、可塑剤等が消失してセラミック粒子が残存し、この残存したセラミック粒子が焼結することにより、セラミックグリーンシート20Pがセラミック基板となる。また、シート部材1の第2バインダ樹脂、カーボン粒子、及び分散剤等が消失してセラミック粒子が残存する。こうして、図4に示すように、焼結したセラミック基板20の間にシート部材1のセラミック粒子が介在するセラミック基板積層体30が形成される。 Therefore, when the ceramic green sheet laminate 30P is fired, first, the second binder resin begins to soften, and the sheet member 1 begins to be thermally deformed. After that, softening of the first binder resin begins. After a further lapse of time, the first binder resin, sintering aid, solvent, plasticizer, etc. of the ceramic green sheet 20P disappeared and ceramic particles remained, and the remaining ceramic particles were sintered to obtain ceramic green. The sheet 20P serves as a ceramic substrate. Further, the second binder resin, carbon particles, dispersant and the like of the sheet member 1 disappear, and ceramic particles remain. In this way, as shown in FIG. 4, the ceramic substrate laminate 30 in which the ceramic particles of the sheet member 1 are interposed between the sintered ceramic substrates 20 is formed.

<剥がし工程P4>
次に、本工程を行う。本工程は、焼成工程P3で形成されたセラミック基板積層体からセラミック基板20を剥がす工程である。
<Peeling process P4>
Next, this step is performed. This step is a step of peeling the ceramic substrate 20 from the ceramic substrate laminate formed in the firing step P3.

上述のように、セラミック基板積層体30のセラミック基板20の間には、シート部材1に由来するセラミック粒子が介在している。このため、焼成工程P3において、シート部材1のセラミック粒子を介して積層されたセラミックグリーンシート20P同士が離間した状態が保たれ、セラミックグリーンシート20P同士が融着することが抑制される。なお、図4では、セラミック基板20の寸法に対してシート部材1に由来するセラミック粒子の寸法は極めて小さいため、積層されたセラミック基板20が接触しているように示されているが、実際には、シート部材1に由来するセラミック粒子を介してセラミック基板20が離間している。したがって、本工程では、図5に示すように、セラミック基板積層体30からセラミック基板20を容易に剥がすことができ、セラミック基板積層体30からセラミック基板20を剥がす際にセラミック基板20が割れたり破損したりすることが抑制される。 As described above, the ceramic particles derived from the sheet member 1 are interposed between the ceramic substrates 20 of the ceramic substrate laminate 30. Therefore, in the firing step P3, the ceramic green sheets 20P laminated via the ceramic particles of the sheet member 1 are kept separated from each other, and the ceramic green sheets 20P are prevented from being fused to each other. In FIG. 4, since the size of the ceramic particles derived from the sheet member 1 is extremely small with respect to the size of the ceramic substrate 20, it is shown that the laminated ceramic substrates 20 are in contact with each other. Is separated from the ceramic substrate 20 via the ceramic particles derived from the sheet member 1. Therefore, in this step, as shown in FIG. 5, the ceramic substrate 20 can be easily peeled off from the ceramic substrate laminate 30, and the ceramic substrate 20 is cracked or damaged when the ceramic substrate 20 is peeled off from the ceramic substrate laminate 30. It is suppressed.

このように、準備工程P1と、積層体形成工程P2と、焼成工程P3と、剥がし工程P4を経て、1つのセラミックグリーンシート積層体30Pから複数のセラミック基板20を製造することができる。 As described above, a plurality of ceramic substrates 20 can be manufactured from one ceramic green sheet laminate 30P through the preparation step P1, the laminate forming step P2, the firing step P3, and the peeling step P4.

以上のように、本実施形態のシート部材1は、セラミック基板を製造する際に第1バインダ樹脂を含むセラミックグリーンシートの間に配置されるシート部材であり、セラミック粒子と、カーボン粒子と、第1バインダ樹脂とは異なる第2バインダ樹脂とを備え、第2バインダ樹脂の熱分解温度が、第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低いことを特徴とする。 As described above, the sheet member 1 of the present embodiment is a sheet member arranged between the ceramic green sheets containing the first binder resin when the ceramic substrate is manufactured, and the ceramic particles, the carbon particles, and the first A second binder resin different from the first binder resin is provided, and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin.

また、本実施形態のセラミック基板の製造方法は、第1バインダ樹脂を含む複数のセラミックグリーンシート20P、及び、セラミック粒子と、カーボン粒子と、第1バインダ樹脂とは異なる第2バインダ樹脂とを有し、第2バインダ樹脂の熱分解温度が、第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低い少なくとも1つのシート部材1を準備する準備工程P1と、積層されるセラミックグリーンシート20Pの間にシート部材1を配置して、セラミックグリーンシート積層体30Pを形成する積層体形成工程P2と、セラミックグリーンシート積層体30Pを焼成してセラミック基板積層体30を形成する焼成工程P3と、セラミック基板積層体30からセラミック基板20を剥がす剥がし工程P4と、を備えることを特徴とする。 Further, the method for manufacturing the ceramic substrate of the present embodiment includes a plurality of ceramic green sheets 20P containing the first binder resin, ceramic particles, carbon particles, and a second binder resin different from the first binder resin. Then, the sheet member 1 is between the preparatory step P1 for preparing at least one sheet member 1 whose thermal decomposition temperature of the second binder resin is lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the ceramic green sheet 20P to be laminated. From the laminate forming step P2 for forming the ceramic green sheet laminate 30P, the firing step P3 for firing the ceramic green sheet laminate 30P to form the ceramic substrate laminate 30, and the ceramic substrate laminate 30. It is characterized by comprising a peeling step P4 for peeling the ceramic substrate 20.

シート部材を介在させずにセラミックグリーンシートを直接積層する場合、直接積層されたセラミックグリーンシート同士が焼成工程において融着しやすい。このため、セラミック基板積層体からセラミック基板を剥がす際にセラミック基板に割れや破損が生じ得、製造されたセラミック基板が不良になり得る。しかし、上記本実施形態のセラミック基板の製造方法では、セラミックグリーンシート20Pの間に上記シート部材1を介在させたセラミックグリーンシート積層体30Pを焼成するものであるため、上述のように、焼成工程P3において、シート部材1のセラミック粒子によって、積層されたセラミックグリーンシート20P同士が離間した状態が保たれ、セラミックグリーンシート20P同士が融着することが抑制される。したがって、本実施形態のセラミック基板の製造方法によれば、セラミック基板積層体30からセラミック基板20を容易に剥がすことができ、セラミック基板積層体30からセラミック基板20を剥がす際にセラミック基板20が割れたり破損したりすることが抑制される。このため、良好なセラミック基板20が製造され得る。 When the ceramic green sheets are directly laminated without interposing a sheet member, the directly laminated ceramic green sheets are likely to be fused to each other in the firing step. Therefore, when the ceramic substrate is peeled off from the ceramic substrate laminate, the ceramic substrate may be cracked or damaged, and the manufactured ceramic substrate may be defective. However, in the method for manufacturing the ceramic substrate of the present embodiment, the ceramic green sheet laminate 30P in which the sheet member 1 is interposed between the ceramic green sheets 20P is fired. Therefore, as described above, the firing step In P3, the ceramic particles of the sheet member 1 keep the laminated ceramic green sheets 20P apart from each other, and prevent the ceramic green sheets 20P from being fused to each other. Therefore, according to the method for manufacturing a ceramic substrate of the present embodiment, the ceramic substrate 20 can be easily peeled off from the ceramic substrate laminate 30, and the ceramic substrate 20 cracks when the ceramic substrate 20 is peeled off from the ceramic substrate laminate 30. It is suppressed from being damaged or damaged. Therefore, a good ceramic substrate 20 can be manufactured.

ところで、上述のように、セラミックグリーンシートに含まれる上記第1バインダ樹脂の熱分解温度と、シート部材に含まれる上記第2バインダ樹脂の熱分解温度とが概ね同じである場合、セラミックグリーンシートの間にシート部材が配置されたセラミックグリーンシート積層体を焼成する際に、第1バインダ樹脂と第2バインダ樹脂とが同時に軟化し得る。この場合、第2バインダ樹脂の軟化によって歪になったシート部材の主面の形状が、第1バインダ樹脂の軟化によって変形し易くなったセラミックグリーンシートの主面に容易に転写され得る。したがって、当該セラミックグリーンシートを焼成してなるセラミック基板の主面の形状が歪になり得る。 By the way, as described above, when the thermal decomposition temperature of the first binder resin contained in the ceramic green sheet and the thermal decomposition temperature of the second binder resin contained in the sheet member are substantially the same, the ceramic green sheet is used. When firing the ceramic green sheet laminate in which the sheet member is arranged between them, the first binder resin and the second binder resin can be softened at the same time. In this case, the shape of the main surface of the sheet member distorted by the softening of the second binder resin can be easily transferred to the main surface of the ceramic green sheet which is easily deformed by the softening of the first binder resin. Therefore, the shape of the main surface of the ceramic substrate obtained by firing the ceramic green sheet can be distorted.

これに対し、本実施形態のシート部材1のバインダ樹脂は、セラミックグリーンシート20Pに含まれる上記第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低い熱分解温度を有する第2バインダ樹脂から形成される。また、本実施形態のセラミック基板の製造方法では、このような第2バインダ樹脂を有するシート部材1がセラミックグリーンシート20Pの間に配置される。したがって、本実施形態のシート部材1及びセラミック基板の製造方法によれば、セラミックグリーンシート積層体30Pを焼成する場合において、第2バインダ樹脂の軟化が第1バインダ樹脂の軟化よりも先に始まる。つまり、第2バインダ樹脂の軟化が始まるこの段階では、第1バインダ樹脂は第2バインダ樹脂ほど軟化しないため、セラミックグリーンシート20Pはシート部材1に比べて変形し難い。このため、第1バインダ樹脂の軟化によって歪になったシート部材1の主面10,11の形状がセラミックグリーンシート20Pの主面に転写されることが抑制され得る。よって、本実施形態のシート部材1及びセラミック基板の製造方法によれば、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度とが概ね同じである場合に比べて、焼結したセラミック基板の主面の形状が歪になることが抑制され得、良好なセラミック基板が製造され得る。 On the other hand, the binder resin of the sheet member 1 of the present embodiment is formed of a second binder resin having a thermal decomposition temperature lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin contained in the ceramic green sheet 20P. Further, in the method for manufacturing a ceramic substrate of the present embodiment, the sheet member 1 having such a second binder resin is arranged between the ceramic green sheets 20P. Therefore, according to the method for manufacturing the sheet member 1 and the ceramic substrate of the present embodiment, when the ceramic green sheet laminate 30P is fired, the softening of the second binder resin starts before the softening of the first binder resin. That is, at this stage when the second binder resin begins to soften, the first binder resin does not soften as much as the second binder resin, so that the ceramic green sheet 20P is less likely to be deformed than the sheet member 1. Therefore, it is possible to prevent the shapes of the main surfaces 10 and 11 of the sheet member 1 distorted by the softening of the first binder resin from being transferred to the main surface of the ceramic green sheet 20P. Therefore, according to the method for manufacturing the sheet member 1 and the ceramic substrate of the present embodiment, the sintering is performed as compared with the case where the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin are substantially the same. The shape of the main surface of the ceramic substrate can be suppressed from being distorted, and a good ceramic substrate can be manufactured.

なお、前記第1バインダ樹脂の熱分解温度と前記第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が10℃以上100℃以下であることが好ましい。 The difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is preferably 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が10℃以上である場合、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が0℃よりも大きく10℃よりも小さい場合に比べて、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度との間に差があるため、シート部材の軟化が始まった段階においてセラミックグリーンシートはより変形し難い傾向にある。このため、歪になったシート部材の主面の形状がセラミックグリーンシートに転写されることが、より効果的に抑制され得る。一方、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が100℃以下の場合、第1バインダ樹脂の熱分解温度と第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が100℃より大きい場合に比べて、シート部材の製造時に使用されるコーターの温風等によるシート部材の熱分解及び熱収縮が抑制され得、製造されるシート部材をより平坦にし得る。したがって、このような平坦性が良好なシート部材を用いることで、より良好なセラミック基板を製造し得る。 When the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is 10 ° C. or more, the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is 0. Since there is a difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin as compared with the case where the temperature is larger than ° C and smaller than 10 ° C, the ceramic is formed at the stage when the sheet member starts to soften. Green sheets tend to be more resistant to deformation. Therefore, the transfer of the distorted shape of the main surface of the sheet member to the ceramic green sheet can be suppressed more effectively. On the other hand, when the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is 100 ° C. or less, the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is Compared with the case where the temperature is higher than 100 ° C., thermal decomposition and thermal shrinkage of the sheet member due to warm air of the coater used at the time of manufacturing the sheet member can be suppressed, and the manufactured sheet member can be made flatter. Therefore, by using such a sheet member having good flatness, a better ceramic substrate can be manufactured.

また、前記第1バインダ樹脂の熱分解温度と前記第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が25℃以上60℃以下であってもよい。 Further, the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin may be 25 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.

この場合、後述するように、セラミック基板20の主面の形状が歪になることをより効果的に抑制し得る。 In this case, as will be described later, it is possible to more effectively suppress the shape of the main surface of the ceramic substrate 20 from becoming distorted.

なお、第2バインダ樹脂の熱分解温度が第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低いのであれば、第2のバインダ樹脂の熱分解温度と第1バインダ樹脂の熱分解温度との差の範囲の下限は10℃よりも小さくてもよく、上限は100℃よりも大きくてもよい。 If the thermal decomposition temperature of the second binder resin is lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin, it is within the range of the difference between the thermal decomposition temperature of the second binder resin and the thermal decomposition temperature of the first binder resin. The lower limit may be less than 10 ° C. and the upper limit may be greater than 100 ° C.

また、上記実施形態では、積層されるすべてのセラミックグリーンシート20Pの間にシート部材1が配置される例を説明したが、隣接する少なくとも1対のセラミックグリーンシート20Pの間にシート部材1が配置されれば、シート部材1が配置されたセラミックグリーンシート20Pから形成されるセラミック基板20の主面が歪になることを抑制することができる。 Further, in the above embodiment, the example in which the sheet member 1 is arranged between all the ceramic green sheets 20P to be laminated has been described, but the sheet member 1 is arranged between at least one pair of adjacent ceramic green sheets 20P. If this is done, it is possible to prevent the main surface of the ceramic substrate 20 formed from the ceramic green sheet 20P on which the sheet member 1 is arranged from becoming distorted.

次に、本発明の具体的な実施例について比較例とともに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Next, specific examples of the present invention will be described together with comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

後述する実施例1、実施例2、及び比較例を行う前に、実施例1、実施例2、及び比較例に使用する第1バインダ樹脂及び第2バインダ樹脂のそれぞれの熱分解温度を測定した。 Before performing Examples 1, 2 and Comparative Examples described later, the thermal decomposition temperatures of the first binder resin and the second binder resin used in Examples 1, 2 and Comparative Examples were measured. ..

具体的には、第1バインダ樹脂として、アクリル系樹脂A、ポリビニルブチラール(PVB)系樹脂を準備した。また、第2バインダ樹脂として、アクリル系樹脂Aとは異なるアクリル系樹脂Bを準備した。 Specifically, acrylic resin A and polyvinyl butyral (PVB) resin were prepared as the first binder resin. Further, as the second binder resin, an acrylic resin B different from the acrylic resin A was prepared.

次に、熱重量測定(TG:Thermogravimetry)によって、アクリル系樹脂A、ポリビニルブチラール(PVB)系樹脂、アクリル系樹脂Bのそれぞれの熱分解温度を測定した。具体的には、試料の温度を室温から600℃まで昇温し、室温である測定開始時の試料の重量を100wt%として、当該試料の重量が90wt%になる温度を測定した。この重量が90wt%になる温度を熱分解温度とした。この結果を図6に示す。 Next, the thermal decomposition temperatures of the acrylic resin A, the polyvinyl butyral (PVB) resin, and the acrylic resin B were measured by thermogravimetric analysis (TG). Specifically, the temperature of the sample was raised from room temperature to 600 ° C., and the weight of the sample at the start of measurement at room temperature was 100 wt%, and the temperature at which the weight of the sample became 90 wt% was measured. The temperature at which this weight became 90 wt% was defined as the thermal decomposition temperature. The result is shown in FIG.

図6に示すように、アクリル系樹脂Bの重量が90wt%となる熱分解温度が277.5℃であることが分かった。また、アクリル系樹脂Aの重量が90wt%となる熱分解温度が307.5℃であることが分かった。また、PVB系樹脂の重量が90wt%となる熱分解温度が334.0℃であることが分かった。すなわち、第2バインダ樹脂であるアクリル系樹脂Bの熱分解温度が、第1バインダ樹脂であるアクリル系樹脂Aの熱分解温度よりも30℃低いことが分かった。また、第2バインダ樹脂であるアクリル系樹脂Bの熱分解温度が、第1バインダ樹脂であるPVB系樹脂よりも56.5℃低いことが分かった。 As shown in FIG. 6, it was found that the thermal decomposition temperature at which the weight of the acrylic resin B was 90 wt% was 277.5 ° C. Further, it was found that the thermal decomposition temperature at which the weight of the acrylic resin A was 90 wt% was 307.5 ° C. Further, it was found that the thermal decomposition temperature at which the weight of the PVB-based resin was 90 wt% was 334.0 ° C. That is, it was found that the thermal decomposition temperature of the acrylic resin B, which is the second binder resin, is 30 ° C. lower than the thermal decomposition temperature of the acrylic resin A, which is the first binder resin. It was also found that the thermal decomposition temperature of the acrylic resin B, which is the second binder resin, is 56.5 ° C. lower than that of the PVB resin, which is the first binder resin.

(実施例1)
次に、第1バインダ樹脂として上記PVB系樹脂を含むセラミックグリーンシート20Pを作製するとともに、第2バインダ樹脂として上記アクリル系樹脂Bを含むシート部材1を作製した。
(Example 1)
Next, a ceramic green sheet 20P containing the PVB-based resin was prepared as the first binder resin, and a sheet member 1 containing the acrylic resin B was prepared as the second binder resin.

具体的には、セラミックグリーンシート20Pを以下のようにして作製した。 Specifically, the ceramic green sheet 20P was produced as follows.

まず、酸化アルミニウム、焼結助剤、第1バインダ樹脂としての上記PVB系樹脂、所定の溶剤、所定の可塑剤をそれぞれ所定量混合して、スラリーを調製した。なお、第1バインダ樹脂であるPVB系樹脂のスラリーにおける配合量を6.1wt%とした。次に、このスラリーを用いて、主面の寸法が80mm×70mm、厚さが0.34mmのセラミックグリーンシート20Pを複数作製した。 First, a slurry was prepared by mixing a predetermined amount of each of aluminum oxide, a sintering aid, the PVB-based resin as the first binder resin, a predetermined solvent, and a predetermined plasticizer. The blending amount of the PVB-based resin, which is the first binder resin, in the slurry was set to 6.1 wt%. Next, using this slurry, a plurality of ceramic green sheets 20P having a main surface size of 80 mm × 70 mm and a thickness of 0.34 mm were produced.

また、シート部材1を以下のようにして作製した。 Further, the sheet member 1 was manufactured as follows.

まず、酸化アルミニウム、第2バインダ樹脂としての上記アクリル系樹脂B、カーボン粒子、及び分散剤を含む分散液を作製した。なお、第2バインダ樹脂であるアクリル系樹脂Bの分散液における配合量を30.0wt%とした。また、分散剤としてソルビタンセスキオレートを使用し、この分散剤の分散液における配合量を0.8wt%とした。次に、この分散液を用いて、主面の寸法が80mm×70mm、厚さが0.07mmのシート部材1を複数作製した。 First, a dispersion liquid containing aluminum oxide, the acrylic resin B as the second binder resin, carbon particles, and a dispersant was prepared. The blending amount of the acrylic resin B, which is the second binder resin, in the dispersion liquid was set to 30.0 wt%. Further, sorbitan sesquiolate was used as a dispersant, and the blending amount of this dispersant in the dispersion was set to 0.8 wt%. Next, using this dispersion, a plurality of sheet members 1 having a main surface size of 80 mm × 70 mm and a thickness of 0.07 mm were produced.

次に、上記積層体形成工程P2に基づいて、9枚のシート部材1と、10枚のセラミックグリーンシート20Pとを1枚ずつ交互に重ねてセラミックグリーンシート積層体30Pを形成した。その後、焼成工程P3を行った。具体的には、電気炉を用いて、1560℃の温度で所定時間、セラミックグリーンシート積層体30Pを焼成した。こうして、セラミック基板積層体30を作製した。その後、剥がし工程P4を行い、セラミック基板積層体30からセラミック基板20を1枚ずつ剥がした。 Next, based on the laminate forming step P2, nine sheet members 1 and ten ceramic green sheets 20P were alternately laminated one by one to form a ceramic green sheet laminate 30P. Then, the firing step P3 was performed. Specifically, the ceramic green sheet laminate 30P was fired at a temperature of 1560 ° C. for a predetermined time using an electric furnace. In this way, the ceramic substrate laminate 30 was produced. Then, the peeling step P4 was performed, and the ceramic substrates 20 were peeled off one by one from the ceramic substrate laminate 30.

この剥がし工程P4後におけるセラミック基板20の主面の状態を確認した。具体的には、焼成工程P3においてシート部材1の主面10,11のいずれかに接するセラミック基板20の主面の状態を確認した。この確認は、以下のようにして行った。 The state of the main surface of the ceramic substrate 20 after the peeling step P4 was confirmed. Specifically, in the firing step P3, the state of the main surface of the ceramic substrate 20 in contact with any of the main surfaces 10 and 11 of the sheet member 1 was confirmed. This confirmation was performed as follows.

上述のように、焼成工程P3後、積層されたセラミック基板20の間には、シート部材1に由来するセラミック粒子が残存する。したがって、焼成工程P3においてセラミック基板20の主面に窪みが形成されると、当該窪みにシート部材1に由来するセラミック粒子が入り込み得る。セラミック基板20の主面の形状が歪であり、窪みの形状が歪であると、当該窪みにシート部材1に由来するセラミック粒子が嵌まり込み、当該セラミック粒子を取り除くことが難しくなり得る。 As described above, after the firing step P3, the ceramic particles derived from the sheet member 1 remain between the laminated ceramic substrates 20. Therefore, when a recess is formed on the main surface of the ceramic substrate 20 in the firing step P3, ceramic particles derived from the sheet member 1 can enter the recess. If the shape of the main surface of the ceramic substrate 20 is distorted and the shape of the recess is distorted, the ceramic particles derived from the sheet member 1 are fitted into the recess, and it may be difficult to remove the ceramic particles.

そこで、発明者らは、窪みに入り込んだセラミック粒子を取り除くことができない程度に歪な窪みがセラミック基板20の主面に存在しない場合を、セラミック基板の主面に荒れがなく、セラミック基板の主面が良好であると評価した。 Therefore, the inventors have determined that when the main surface of the ceramic substrate 20 does not have a dent that is so distorted that the ceramic particles that have entered the dent cannot be removed, the main surface of the ceramic substrate is not roughened and the main surface of the ceramic substrate is main. The surface was evaluated as good.

一方、発明者らは、窪みに入り込んだセラミック粒子を取り除くことができない程度に歪な窪みがセラミック基板20の主面に存在する場合を、セラミック基板の主面に荒れがあると評価した。 On the other hand, the inventors evaluated that when the main surface of the ceramic substrate 20 had a dent that was so distorted that the ceramic particles that had entered the dent could not be removed, the main surface of the ceramic substrate was rough.

(実施例2)
また、セラミックグリーンシートの第1バインダ樹脂が上記アクリル系樹脂Aである点を除いて、配合量、焼成温度、焼成時間等の諸条件を実施例1と同様にして、セラミック基板20を作製し、このセラミック基板20の主面の荒れについて実施例1と同様の基準で評価した。
(Example 2)
Further, the ceramic substrate 20 was produced by making various conditions such as the blending amount, the firing temperature, and the firing time the same as in Example 1 except that the first binder resin of the ceramic green sheet was the acrylic resin A. The roughness of the main surface of the ceramic substrate 20 was evaluated according to the same criteria as in Example 1.

(比較例)
また、セラミックグリーンシートの第1バインダ樹脂が第2バインダ樹脂と同じアクリル系樹脂Bである点を除いて、配合量、焼成温度、焼成時間等の諸条件を実施例1と同様にして、セラミック基板20を作製し、このセラミック基板20の主面の荒れについて実施例1と同様の基準で評価した。すなわち、この比較例では、第1バインダ樹脂と第2バインダ樹脂との熱分解温度が同じである。
(Comparison example)
Further, except that the first binder resin of the ceramic green sheet is the same acrylic resin B as the second binder resin, various conditions such as the blending amount, the firing temperature, and the firing time are the same as in Example 1, and the ceramic is ceramic. A substrate 20 was produced, and the roughness of the main surface of the ceramic substrate 20 was evaluated according to the same criteria as in Example 1. That is, in this comparative example, the thermal decomposition temperatures of the first binder resin and the second binder resin are the same.

上記実施例1、実施例2、及び比較例の結果を表1に示す。 The results of Example 1, Example 2, and Comparative Example are shown in Table 1.

Figure 2020157649
Figure 2020157649

表1に示すように、実施例1では、剥がし工程P4で得られた各セラミック基板20の主面には、窪みに入り込んだセラミック粒子を取り除くことができない程度に歪な窪みが存在しないことが確認された。すなわち、セラミック基板の主面に荒れがなく、セラミック基板の主面が良好であることが確認された。 As shown in Table 1, in Example 1, the main surface of each ceramic substrate 20 obtained in the peeling step P4 does not have a dent that is so distorted that the ceramic particles that have entered the dent cannot be removed. confirmed. That is, it was confirmed that the main surface of the ceramic substrate was not rough and the main surface of the ceramic substrate was good.

また、表1に示すように、実施例2でも、剥がし工程P4で得られた各セラミック基板20の主面には、窪みに入り込んだセラミック粒子を取り除くことができない程度に歪な窪みが存在しないことが確認された。すなわち、セラミック基板の主面に荒れがなく、セラミック基板の主面が良好であることを確認された。 Further, as shown in Table 1, also in Example 2, there is no dent that is so distorted that the ceramic particles that have entered the dent cannot be removed from the main surface of each ceramic substrate 20 obtained in the peeling step P4. It was confirmed that. That is, it was confirmed that the main surface of the ceramic substrate was not rough and the main surface of the ceramic substrate was good.

一方、表1に示すように、比較例1では、剥がし工程P4で得られた各セラミック基板20の主面に、窪みに入り込んだセラミック粒子を取り除くことができない程度に歪な窪みが存在することが確認された。すなわち、セラミック基板の主面に荒れがあることが確認された。 On the other hand, as shown in Table 1, in Comparative Example 1, the main surface of each ceramic substrate 20 obtained in the peeling step P4 has a dent that is so distorted that the ceramic particles that have entered the dent cannot be removed. Was confirmed. That is, it was confirmed that the main surface of the ceramic substrate was rough.

以上のように、熱分解温度が第1バインダ樹脂よりも56.5℃低いPVB系樹脂を第2バインダ樹脂として含むシート部材1を用いて、上記セラミックグリーンシート積層体30Pを形成し、このセラミックグリーンシート積層体30Pを焼成する場合、第1バインダ樹脂と第2バインダ樹脂との熱分解温度が同じである場合に比べて、良好な主面を有するセラミック基板20を製造し得ることが分かった。 As described above, the ceramic green sheet laminate 30P is formed by using the sheet member 1 containing the PVB-based resin whose thermal decomposition temperature is 56.5 ° C. lower than that of the first binder resin as the second binder resin, and this ceramic. It was found that when the green sheet laminate 30P is fired, the ceramic substrate 20 having a better main surface can be produced as compared with the case where the first binder resin and the second binder resin have the same thermal decomposition temperature. ..

また、熱分解温度が第1バインダ樹脂よりも30℃低いアクリル系樹脂Aを第2バインダ樹脂として含むシート部材1を用いて、上記セラミックグリーンシート積層体30Pを形成し、このセラミックグリーンシート積層体30Pを焼成する場合、第1バインダ樹脂と第2バインダ樹脂との熱分解温度が同じである場合に比べて、良好な主面を有するセラミック基板20を製造し得ることが分かった。 Further, the ceramic green sheet laminate 30P is formed by using the sheet member 1 containing the acrylic resin A whose thermal decomposition temperature is 30 ° C. lower than that of the first binder resin as the second binder resin, and the ceramic green sheet laminate 30P is formed. It was found that when 30P is fired, the ceramic substrate 20 having a better main surface can be produced as compared with the case where the first binder resin and the second binder resin have the same thermal decomposition temperature.

すなわち、第2バインダ樹脂の熱分解温度が第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低い場合、良好な主面を有するセラミック基板20を製造し得、特に、第2バインダ樹脂の熱分解温度が第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも25℃以上60℃以下の範囲で低い場合、良好な主面を有するセラミック基板20をより効果的に製造し得ることが確認された。 That is, when the thermal decomposition temperature of the second binder resin is lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin, the ceramic substrate 20 having a good main surface can be manufactured, and in particular, the thermal decomposition temperature of the second binder resin is the second. It was confirmed that the ceramic substrate 20 having a good main surface can be produced more effectively when the temperature is lower than the thermal decomposition temperature of the binder resin in the range of 25 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.

本発明によれば、良好なセラミック基板を製造することを可能にし得るシート部材及びセラミック基板の製造方法が提供され、電子部品搭載用のセラミック基板や他のセラミック基板を製造する分野で利用することができる。 According to the present invention, a method for manufacturing a sheet member and a ceramic substrate that can manufacture a good ceramic substrate is provided, and is used in the field of manufacturing a ceramic substrate for mounting electronic components and other ceramic substrates. Can be done.

1・・・シート部材
10,11・・・主面
20P・・・セラミックグリーンシート
20・・・セラミック基板
30P・・・セラミックグリーンシート積層体
30・・・セラミック基板積層体
1 ... Sheet members 10, 11 ... Main surface 20P ... Ceramic green sheet 20 ... Ceramic substrate 30P ... Ceramic green sheet laminate 30 ... Ceramic substrate laminate

Claims (6)

セラミック基板を製造する際に第1バインダ樹脂を含むセラミックグリーンシートの間に配置されるシート部材であって、
セラミック粒子と、カーボン粒子と、前記第1バインダ樹脂とは異なる第2バインダ樹脂とを備え、
前記第2バインダ樹脂の熱分解温度が、前記第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低い
ことを特徴とするシート部材。
A sheet member arranged between ceramic green sheets containing a first binder resin when a ceramic substrate is manufactured.
It is provided with ceramic particles, carbon particles, and a second binder resin different from the first binder resin.
A sheet member characterized in that the thermal decomposition temperature of the second binder resin is lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin.
前記第1バインダ樹脂の熱分解温度と前記第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が10℃以上100℃以下である
ことを特徴とする請求項1に記載のシート部材。
The sheet member according to claim 1, wherein the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
前記第1バインダ樹脂の熱分解温度と前記第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が25℃以上60℃以下である
ことを特徴とする請求項2に記載のシート部材。
The sheet member according to claim 2, wherein the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is 25 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.
第1バインダ樹脂を含む複数のセラミックグリーンシート、及び、セラミック粒子と、カーボン粒子と、前記第1バインダ樹脂とは異なる第2バインダ樹脂とを有し、前記第2バインダ樹脂の熱分解温度が、前記第1バインダ樹脂の熱分解温度よりも低い少なくとも1つのシート部材を準備する準備工程と、
積層される前記セラミックグリーンシートの間に前記シート部材を配置して、セラミックグリーンシート積層体を形成する積層体形成工程と、
前記セラミックグリーンシート積層体を焼成してセラミック基板積層体を形成する焼成工程と、
前記セラミック基板積層体からセラミック基板を剥がす剥がし工程と、
を備える
ことを特徴とするセラミック基板の製造方法。
It has a plurality of ceramic green sheets containing the first binder resin, ceramic particles, carbon particles, and a second binder resin different from the first binder resin, and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is determined. A preparatory step of preparing at least one sheet member having a temperature lower than the thermal decomposition temperature of the first binder resin, and
A laminate forming step of arranging the sheet members between the ceramic green sheets to be laminated to form a ceramic green sheet laminate, and
A firing step of firing the ceramic green sheet laminate to form a ceramic substrate laminate,
The peeling step of peeling the ceramic substrate from the ceramic substrate laminate and
A method for manufacturing a ceramic substrate, which comprises.
前記第1バインダ樹脂の熱分解温度と前記第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が10℃以上100℃以下である
ことを特徴とする請求項4に記載のセラミック基板の製造方法。
The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 4, wherein the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
前記第1バインダ樹脂の熱分解温度と前記第2バインダ樹脂の熱分解温度との差が25℃以上60℃以下である
ことを特徴とする請求項5にセラミック基板の製造方法。
The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 5, wherein the difference between the thermal decomposition temperature of the first binder resin and the thermal decomposition temperature of the second binder resin is 25 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.
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