JP2561624B2

JP2561624B2 - セラミック基板焼成用シート

Info

Publication number: JP2561624B2
Application number: JP6103048A
Authority: JP
Inventors: 治助田中; 幸泰打田
Original assignee: TANAKA SEISHI KOGYO KK
Current assignee: TANAKA SEISHI KOGYO KK
Priority date: 1994-05-17
Filing date: 1994-05-17
Publication date: 1996-12-11
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JPH07309672A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路基板の材料と
して採用されるアルミナ基板等のセラミック基板を多数
同時に焼成する際に、各セラミック基板間に配置されて
各基板間の融着を防止するために用いられるセラミック
基板焼成用シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のセラミック基板焼成用シートと
しては、例えば特開昭６２−４９１８８号公報にて提案
されているようなものが既にある。この公報に示された
セラミック基板焼成用シートは、「可撓性シートの表面
に、アルミナ、ジルコニア等の高融点のセラミックス粉
体とカーボン粉とを含むコーティング層を形成した」も
のであり、セラミック基板の焼成時にセラミック基板ど
うしの融着を確実に防止することができて、製造が容易
でコストが安く、しかも焼成されたセラミック基板のう
ねりやピンホールの発生を防止することができるもので
あると考えられる。

【０００３】しかしながら、この特開昭６２−４９１８
８号公報にて提案されているセラミック基板焼成用シー
トは、シートの表面に形成したコーティング層がセラミ
ックスとカーボンとの粉体からなるものであるから、こ
れらの粉体が当該セラミック基板焼成用シートの取扱い
時等に容易に離脱してしまうものであり、周囲を汚すも
のであるだけでなく、取扱い方によっては所期の効果を
発揮できなくなる程度にまで各粉体が脱落することもあ
り得るものである。

【０００４】そこで、本発明者は、以上のような多数の
セラミック基板を同時に焼成する際に使用されるセラミ
ック基板焼成用シートについて、その取扱いをも容易に
行うことができるようにするにはどうしたらよいかにつ
いて種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な実状に鑑みてなされたもので、その解決しようとする
課題は、この種セラミック基板焼成用シートを取扱い易
くすることである。

【０００６】そして、本発明の目的とするところは、多
数のセラミック基板を重ねて焼成する際にこれらのセラ
ミック基板の融着を防止することができることは勿論、
その製造そのものが容易に行えて、しかも取扱いをより
一層行い易くすることのできるセラミック基板焼成用シ
ートを、簡単な構成によって提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１に係る発明の採った手段は、「抄造によ
って形成されるセラミック基板焼成用シートであって、
乾燥重量に換算して、直径が２μｍ〜５０μｍで繊維長
が０．７ｍｍ〜６ｍｍのカーボン繊維を１０〜３０重量
％と、パルプ繊維を１０〜２０重量％と、残部が０．１
μｍ〜１００μｍのセラミック粉末とからなり、坪量が
３０ｇ／ｍ² 〜２００ｇ／ｍ² であることを特徴とする
セラミック基板焼成用シート」である。

【０００８】すなわち、このセラミック基板焼成用シー
トは、カーボン繊維、パルプ繊維及びセラミック粉末か
らなるものであることがまず必要である。その理由は、
カーボン繊維単独で抄造することは非常に困難であるた
めに、このカーボン繊維をパルプ繊維内に混在させるよ
うにして抄造できるようにするためであり、またこれら
カーボン繊維及びパルプ繊維中にセラミック粉末を保持
させるためである。セラミック粉末は、カーボン繊維と
ともに、各セラミック基板間の融着を防止するためのも
のであるが、非常に高価なカーボン繊維の量を相対的に
少なくして、セラミック基板焼成用シート全体のコスト
を安価にするために必要なものである。

【０００９】また、カーボン繊維は、直径が２μｍ〜５
０μｍで繊維長が０．７ｍｍ〜６ｍｍのものである必要
がある。その理由は、カーボン繊維の直径及び繊維長を
このような範囲内のものにしないと、抄造のための材料
として、分散液（通常は水）中に分散させたとき、当該
カーボン繊維の間にパルプ繊維を介在させてその分散性
を良好にすることができなくなるだけでなく、当該カー
ボン繊維及びパルプ繊維内に対する後述のセラミック粉
末の分散性も良好にすることができなくなるからであ
る。より具体的には、当該カーボン繊維の直径が２μｍ
より小さくて、繊維長が０．７ｍｍより短いと、パルプ
繊維に絡み付くことのできないものとなってしまって分
散性の非常に悪いものとなるからであり、直径が５０μ
ｍより大きくて繊維長が６ｍｍより長いと、当該セラミ
ック基板焼成用シートは、焼成時におけるパルプ繊維の
収縮に追随しないものとなるからである。そして、この
カーボン繊維は、乾燥重量に換算して、セラミック基板
焼成用シート中の１０重量％〜３０重量％を占めるもの
とする必要がある。その理由は、このカーボン繊維が１
０重量％よりも少ないと、セラミック基板焼成用シート
として構成したときの取扱いが困難なものとなるからで
あり、一方３０重量％よりも多いとセラミック基板焼成
用シートの柔軟性が無くなってこれまた取扱いを困難に
してしまうだけでなく、高価なカーボン繊維を大量に使
用することになって、セラミック基板焼成用シートのコ
ストを引き上げてしまうからである。なかでも、カーボ
ン繊維の割合を２０重量％前後とするのが、最適であ
る。

【００１０】パルプ繊維については、乾燥重量に換算し
て、セラミック基板焼成用シート中の１０重量％〜２０
重量％を占めるものとする必要がある。その理由は、こ
のパルプ繊維が１０重量％より少ないと、カーボン繊維
の抄造を困難にするからであり、一方２０重量％よりも
多くても抄造をそれ程容易にすることができないだけで
なく、セラミック基板の焼成時に多くの灰分を残すこと
になって余り良くないからである。

【００１１】セラミック粉末としては、セラミック基板
を構成しているのと同じ材料を採用することが好まし
く、中でも、結晶質のものを採用するのが、セラミック
基板に対して融着しにくいことからより最適である。そ
して、このセラミック粉末としては、０．１μｍ〜１０
０μｍの粒径を有するものであることが必要である。そ
の理由は、セラミック粉末の粒径が０．１μｍより小さ
いものは、コストが高くなるだけでそれ程の効果を発揮
することができないからであり、一方１００μｍより粒
径の大きいものは、カーボン繊維やパルプ繊維による保
持が十分なされなくなってしまうからである。

【００１２】そして、以上のような材料によって形成し
たセラミック基板焼成用シートは、その坪量が３０ｇ／
ｍ²〜２００ｇ／ｍ²であることが必要であるが、その理
由は、坪量が３０ｇ／ｍ²よりも小さいと、言わば非常
に薄いセラミック基板焼成用シートとなって、破れ易く
なるだけでなく、セラミック粉末の十分な保持を行うこ
とができないものとなり、結果として、取扱いのしにく
いセラミック基板焼成用シートとなってしまうからであ
る。逆に、２００ｇ／ｍ²よりも大きい坪量のセラミッ
ク基板焼成用シートでは、セラミック粉末の保持は十分
に行えるものの、可撓性の小さいものとなって取扱いが
困難なものとなるだけでなく、大量のカーボン繊維を採
用してコスト高となり、しかもセラミック基板の焼成後
においてパルプ繊維の灰分を大量に残すものとなって、
不都合だからである。中でも、このセラミック基板焼成
用シートの坪量は、８０ｇ／ｍ²前後のものとするの
が、最もバランスがとれて最適なものとなるのである。

【００１３】また、請求項２に係る発明の採った手段
は、上記請求項セラミック基板焼成用シート中にアクリ
ル樹脂繊維またはアクリルエマルジョンを含有させたこ
とにあり、そのセラミック基板焼成用シート中に対する
割合を１重量％〜１０重量％としたものである。この発
明において、セラミック基板焼成用シート中にアクリル
樹脂繊維またはアクリルエマルジョンを含有させる必要
があるのは、これらのアクリル樹脂繊維またはアクリル
エマルジョンによってカーボン繊維及びパルプ繊維の絡
まりを良好にするためであり、かつセラミック粉末のカ
ーボン繊維またはパルプ繊維に対する付着を十分なもの
とするためである。特に、これらのアクリル樹脂繊維ま
たはアクリルエマルジョンは、抄造後のセラミック基板
焼成用シートを乾燥させる際に加えられる熱によって溶
融し得るものであるため、乾燥後のセラミック基板焼成
用シート中におけるカーボン繊維、パルプ繊維及びセラ
ミック粉末の絡まりや付着を確実にしてくれるものであ
る。

【００１４】これらのアクリル樹脂繊維またはアクリル
エマルジョンは、セラミック基板焼成用シート中に１重
量％〜１０重量％含有させる必要があるが、その理由
は、これらが１重量％より少ないと、前述したカーボン
繊維、パルプ繊維及びセラミック粉末の絡まりや付着を
十分に行うことができないからであり、逆に１０重量％
より多くても、それ程の効果が期待できないからであ
る。

【００１５】

【発明の作用】以上のように構成した各請求項に係るセ
ラミック基板焼成用シートの作用を、その使用する態様
とともに説明すると以下の通りである。

【００１６】・請求項１に係るセラミック基板焼成用シ
ートについてまず、このセラミック基板焼成用シート
は、抄造のための材料として、前述したような形態のカ
ーボン繊維、パルプ繊維及びセラミック粉末を採用して
いるため、分散液（通常は水）中に分散させたとき、カ
ーボン繊維の間にパルプ繊維が介在するからその分散性
が非常に良くなるのであり、これらカーボン繊維及びパ
ルプ繊維内に対するセラミック粉末の分散性も非常に良
くなるのである。従って、このセラミック基板焼成用シ
ートは、紙を抄造するための一般的な抄造機で十分製造
し得るものとなっているのである。

【００１７】また、抄造後に乾燥されたセラミック基板
焼成用シート２は、前述した割合で比較的柔軟性に富ん
だパルプ繊維が存在しているので、折れ易いカーボン繊
維を含んで、あたかもテイッシュペーパーを取り扱うよ
うな感覚で取り扱うことが可能となっているのである。
また、このセラミック基板焼成用シート２の取り扱い時
に、各セラミック粉末はカーボン繊維やパルプ繊維間に
分散して保持されているため、こぼれ落ちてしまうこと
がないのである。

【００１８】以上のようにセラミック基板焼成用シート
２は、図１に示すようにして、未焼成のセラミック基板
１間に配置されるのであり、この配置作業は当該セラミ
ック基板焼成用シート２が前述したような取り扱い易さ
を有しているため、容易に行えるものである。

【００１９】そして、図１に示したようにした全体を炉
において焼成するのであるが、その初期においてまずパ
ルプ繊維が炭化を始める。パルプ繊維が炭化する際に、
その繊維が少し縮むことになるが、このパルプ繊維は前
述した割合でカーボン繊維と混在したものとなっている
ため、パルプ繊維の縮みはカーボン繊維によって顕在化
しないものとなり、焼成によってセラミック基板焼成用
シート自体にうねり等の変化は生じないのである。従っ
て、各セラミック基板１は、当初の平面状態を維持した
まま焼成させることになり、焼成後の各セラミック基板
１にうねり等の変化は全く生じないのである。

【００２０】勿論、これらのセラミック基板１の間に
は、セラミック基板１と融着しないカーボン繊維及びセ
ラミック粉末が存在していることになるから、各セラミ
ック基板１にカーボン繊維やセラミック粉末が融着しな
いことは当然として、各セラミック基板１どうしも融着
しないのである。

【００２１】・請求項２に係るセラミック基板焼成用シ
ートについてこのセラミック基板１は、上述した請求項１に係るセラ
ミック基板１と同様の作用を発揮するものであることは
当然として、このセラミック基板１がアクリル樹脂繊維
またはアクリルエマルジョンを含有していることによ
り、次の作用をも発揮するのである。

【００２２】すなわち、この請求項２に係るセラミック
基板１を抄造する場合、カーボン繊維、パルプ繊維及び
セラミック粉末の分散液中にアクリル樹脂繊維またはア
クリルエマルジョンも分散させることになるため、カー
ボン繊維、パルプ繊維及びセラミック粉末の分散性をよ
り一層向上させるのである。しかも、抄造後の乾燥のた
めに加熱することになるが、この加熱によってセラミッ
ク基板１中に分散して存在しているアクリル樹脂繊維ま
たはアクリルエマルジョンは溶融することになり、これ
らのアクリル樹脂繊維及びアクリルエマルジョンは、乾
燥終了後にカーボン繊維、パルプ繊維及びセラミック粉
末間において冷却固化するから、これより当該セラミッ
ク基板１中の各材料どうしの結合を行なうのである。

【００２３】従って、このアクリル樹脂繊維またはアク
リルエマルジョンを含有させたセラミック基板１は、取
り扱い中にケバ立ったり破損したりすることがないだけ
でなく、各セラミック粉末のセラミック基板１中に対す
る保持がより一層しっかりとなされて、その取り扱いが
非常にし易いものとなっているのである。

【００２４】

【実施例】次に、各請求項に係るセラミック基板１を、
その抄造工程をも含めた実施例について説明すると、次
の通りである。

【００２５】（実施例１）まず、２００ｇのパルプ繊維
を大量の水中に分散させた後に、平均繊維長が３ｍｍで
直径が２μｍのカーボン繊維を２００ｇ投入して数分攪
拌した。その後に、平均粒径が２μｍ程度のセラミック
粉末をさらに投入して数分攪拌して分散液を調整した。

【００２６】以上の分散液を、紙を抄造する一般的な抄
造機にかけてシート化を行った。この抄造機は、湿シー
トを形成する抄き網部と、この湿シートの脱水を行なう
脱水部、及びシートの乾燥を行なう乾燥部を有している
ものであり、前述した分散液からセラミック基板焼成用
シート２を連続的に抄造するものである。

【００２７】以上のように連続抄造されたセラミック基
板焼成用シート２は、未焼成のセラミック基板１と同一
の形状に打ち抜くことにより製品化されるのであるが、
打ち抜かれたセラミック基板焼成用シート２は、図１に
示したように、未焼成のセラミック基板１間に配置され
るものである。以上のようにして形成したセラミック基
板１は、厚さが０．２５ｍｍで５０ｇ／ｍ²のものであ
った。なお、各セラミック基板１を支持する焼成用セラ
ミック台板３は市販のもので、厚さ約１５ｍｍのアルミ
ナ製のものを使用している。

【００２８】図１に示したように配置されるものは、非
酸化性雰囲気の焼成炉中にこのままの状態で搬入される
ことになるのであるが、これにより、各セラミック基板
１の焼成がなされるのである。このとき、セラミック基
板焼成用シート２中のパルプ繊維は炭化するのみであ
り、カーボン繊維やセラミック粉末は変化しないのであ
る。

【００２９】また、未焼成のセラミック基板１は焼成す
ることにより１０〜２０％程度収縮するものであるが、
本発明に係るセラミック基板焼成用シート２はその中に
パルプ繊維を含んでいるものであるから、セラミック基
板１の焼成収縮に追随するものとなっていた。

【００３０】このようにして得られたセラミック基板１
についてみてみると、その両面に配置してあったセラミ
ック基板焼成用シート２の付着が全くみられないもので
あり、従ってセラミック基板１どうしの付着あるいは反
応もないものであった。また、以上のセラミック基板１
の焼成では、従来一般に使用されている敷粉に代えてセ
ラミック基板焼成用シート２を使用しているのであるか
ら、敷粉の偏による反りやうねりがセラミック基板１に
生じてはいなかった。

【００３１】（実施例２）上記の実施例で示した分散液
中に、アクリル樹脂繊維またはアクリルエマルジョンを
５０ｇ程度投入して攪拌し、これを前述した抄造機にか
けてセラミック基板焼成用シート２を形成した。

【００３２】このセラミック基板焼成用シート２をみて
みると、各カーボン繊維、パルプ繊維及びセラミック粉
末間に、抄造機の乾燥部における加熱によって溶融した
とみられるアクリル樹脂繊維またはアクリルエマルジョ
ンが均等に分散しており、これらのアクリル樹脂繊維及
びアクリルエマルジョンはカーボン繊維、パルプ繊維及
びセラミック粉末間の接着の役割を果たしていることが
認められた。

【００３３】このセラミック基板焼成用シート２を使用
してセラミック基板１の焼成を行ったところ、アクリル
樹脂繊維及びアクリルエマルジョンはパルプ繊維と同様
に炭化したのみで、他は何等変化がなく、各セラミック
基板１を単独で取り出せたとともに、取り出したセラミ
ック基板１に反りやうねりはみられなかった。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述した通り、まず請求項１に係る
セラミック基板焼成用シートにおいては、上記実施例に
て例示した如く、「抄造によって形成されるセラミック
基板焼成用シートであって、乾燥重量に換算して、直径
が２μｍ〜５０μｍで繊維長が０．７ｍｍ〜６ｍｍのカ
ーボン繊維を１０〜３０重量％と、パルプ繊維を１０〜
２０重量％と、残部が０．１μｍ〜１００μｍのセラミ
ック粉末とからなり、坪量が３０ｇ／ｍ² 〜２００ｇ／
ｍ² であること」にその構成上の特徴があり、これによ
り多数のセラミック基板を重ねて焼成する際にこれらの
セラミック基板の融着を防止することができることは勿
論、その製造そのものが容易に行えて、しかも取扱いを
より一層行い易くすることのできるセラミック基板焼成
用シートを、簡単な構成によって提供することができる
のである。

【００３５】また、請求項２に係るセラミック基板焼成
用シートによれば、上記請求項１のセラミック基板焼成
用シート中に１〜１０％のアクリル樹脂繊維またはアク
リルエマルジョンを添加したことにその構成上の特徴が
あり、これにより、カーボン繊維、パルプ繊維及びセラ
ミック粉末間の絡まりや付着をより良好なものとするこ
とができて、上記請求項に係るセラミック基板焼成用シ
ートにおける効果を、より一層向上させることができる
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセラミック基板焼成用シートの
セラミック基板間に配置して多数のセラミック基板を積
み重ねた状態の断面図である。

【符号の説明】

１セラミック基板２セラミック基板焼成用シート３焼成用セラミック台板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】抄造によって形成されるセラミック基板焼
成用シートであって、乾燥重量に換算して、直径が２μ
ｍ〜５０μｍで繊維長が０．７ｍｍ〜６ｍｍのカーボン
繊維を１０〜３０重量％と、パルプ繊維を１０〜２０重
量％と、残部が０．１μｍ〜１００μｍのセラミック粉
末とからなり、坪量が３０ｇ／ｍ² 〜２００ｇ／ｍ² で
あることを特徴とするセラミック基板焼成用シート。
【請求項２】前記セラミック基板焼成用シートは、１
重量％〜１０重量％のアクリル樹脂繊維またはアクリル
エマルジョンを含有したものであることを特徴とする請
求項１に記載のセラミック基板焼成用シート。