JP2800030B2 - Manufacturing method of ceramic substrate - Google Patents
Manufacturing method of ceramic substrateInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はセラミック基板の製造方法に関し、特にた
とえば薄膜回路用基板などとして使用される表面の平滑
性の高い、セラミック基板の製造方法に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic substrate, and more particularly to a method of manufacturing a ceramic substrate having a high surface smoothness used as, for example, a thin film circuit substrate.
（従来技術） マイクロエレクトロニクスの高速化，高密度化に伴
い、電気的，機械的，熱的性質に加えて、表面の平滑性
が重視されている。特に、薄膜回路用基板においては、
表面平滑性が不可欠な特性とされている。(Prior Art) As the speed and density of microelectronics increase, the smoothness of the surface is emphasized in addition to the electrical, mechanical and thermal properties. In particular, in thin film circuit substrates,
Surface smoothness is regarded as an essential property.
従来、表面の平滑性の高いセラミック基板を得るため
の方法として、たとえば次のような方法が用いられてい
た。Conventionally, as a method for obtaining a ceramic substrate having a high surface smoothness, for example, the following method has been used.
第１の方法は、特公昭50−17679号公報に示されるよ
うに、セラミックグリーンシートを加熱しながら圧延す
る方法である。この方法では、セラミックグリーンシー
トを所定の寸法に切断し、鏡面仕上げをしたローラを10
0〜150℃に加熱して圧延することによって、セラミック
グリーンシートが緻密化させられる。The first method is a method of rolling a ceramic green sheet while heating it, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 50-17679. In this method, a ceramic green sheet is cut into a predetermined size, and a mirror-finished roller is rolled for 10 minutes.
By heating to 0 to 150 ° C. and rolling, the ceramic green sheet is densified.
第２の方法は、特公昭48−91599号公報に示すよう
に、0.1〜0.4％のMgOと0.001〜0.1％のCr2O3とを添加す
る方法である。この方法では、MgOを添加することによ
ってアルミナの粒成長が抑制され、表面の空孔がCr2O3
で埋められることによって平滑性が得られる。The second method, as shown in Japanese Patent Publication No. Sho 48-91599, a method of adding a Cr 2 O 3 0.1 to 0.4% MgO and 0.001 to 0.1%. In this method, the grain growth of alumina is suppressed by adding MgO, and pores on the surface are reduced to Cr 2 O 3
By filling with, smoothness is obtained.
第３の方法は、特開昭49−69709号公報に示すよう
に、α−Al2O3とその５〜10％のγ−Al2O3からなる原料
を使用する方法である。この方法では、γ−Al2O3とγ
−Al2O3を変態させたα−Al2O3をを上述の比率で調合す
ることによって、平滑性の良好なセラミック基板が得ら
れる。The third method is a method using a raw material composed of α-Al 2 O 3 and 5 to 10% of γ-Al 2 O 3 as shown in JP-A-49-69709. In this method, γ-Al 2 O 3 and γ
By mixing α-Al 2 O 3 obtained by transforming —Al 2 O 3 at the above ratio, a ceramic substrate having good smoothness can be obtained.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の方法では、それぞれ
次のような問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, such conventional methods have the following problems.
第１の方法では、ローラの接触による傷や、圧延時に
おける空気中の塵の埋没によって、セラミック基板の表
面が傷ついてしまう。また、成形時におけるセラミック
グリーンシートのわずかな厚みの違いが圧延時の圧力差
となって、焼成したときにセラミック基板に反りが発生
する。そのため、セラミック基板の反り直しが必要とな
る。さらに、このような方法では、セラミックグリーン
シートの圧延工程にコストがかかる。In the first method, the surface of the ceramic substrate is damaged due to scratches caused by contact of the rollers or burial of dust in the air during rolling. In addition, a slight difference in thickness of the ceramic green sheet during molding becomes a pressure difference during rolling, and the ceramic substrate warps when fired. Therefore, it is necessary to re-warp the ceramic substrate. Further, in such a method, a cost is required for a step of rolling the ceramic green sheet.
第２の方法では、焼成したときのセラミック基板の反
りを防止することができないため、セラミック基板の反
り直しが必要となる。また、セラミックグリーンシート
の焼成が複雑であり、コストがかかってしまう。In the second method, the ceramic substrate cannot be prevented from warping when fired, so that the ceramic substrate needs to be warped again. In addition, the firing of the ceramic green sheet is complicated and costly.
第３の方法では、γ−Al2O3の熱処理にコストがかか
る。また、焼成したときのセラミック基板に反りが生じ
るため、セラミック基板の反り直しが必要となる。さら
に、この方法では、他の方法に比べてセラミック基板の
表面の平滑性が低い。In the third method, the heat treatment of γ-Al 2 O 3 is costly. Further, since the ceramic substrate is warped when fired, the ceramic substrate needs to be warped again. Further, in this method, the smoothness of the surface of the ceramic substrate is lower than in other methods.
それゆえに、この発明の主たる目的は、焼成したとき
に反りが少なく、低コストで製造することができ、かつ
表面の平滑度の高いセラミック基板の製造方法を提供す
ることである。Therefore, a main object of the present invention is to provide a method of manufacturing a ceramic substrate which can be manufactured at low cost with less warpage when fired and has a high surface smoothness.
（課題を解決するための手段） この発明は、99.5重量％以上の純度を有するアルミナ
原料を準備する工程と、比表面積が50m2/g以上の超微粉
アルミナを準備する工程と、アルミナ原料を95〜99.5重
量％および超微粉アルミナを0.5〜５重量％配合し溶剤
を加えてスラリーを形成する工程と、スラリーを板状に
成形する工程と、板状に成形したスラリーの一方面側に
超微粉アルミナが集合するように乾燥させて、セラミッ
クグリーンシートを得る工程と、セラミックグリーンシ
ートを焼成する工程を含む、セラミック基板の製造方法
である。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a step of preparing an alumina raw material having a purity of 99.5% by weight or more, a step of preparing an ultrafine alumina having a specific surface area of 50 m 2 / g or more, A step of forming a slurry by adding 95 to 99.5% by weight and 0.5 to 5% by weight of ultrafine alumina and adding a solvent, a step of forming the slurry into a plate, and a step of forming a slurry on one side of the plate-shaped slurry. This is a method of manufacturing a ceramic substrate, including a step of drying ceramic fine sheets by drying so that fine powder alumina is collected, and a step of firing the ceramic green sheets.
（作用） アルミナ原料と超微粉アルミナとを配合して得られた
スラリーを板状に成形し、乾燥してセラミックグリーン
シートを形成する際に、その一方面側に超微粉アルミナ
が集合するため、セラミックグリーンシートを焼成した
とき、超微粉アルミナの集合した面が緻密になる。(Function) When a slurry obtained by blending an alumina raw material and ultrafine alumina is formed into a plate shape and dried to form a ceramic green sheet, the ultrafine alumina aggregates on one side thereof. When the ceramic green sheets are fired, the aggregated surface of the ultrafine alumina becomes dense.
このセラミック基板の材料となるアルミナ原料と超微
粉アルミナとの熱収縮率がほぼ等しい。The thermal contraction rate of the alumina raw material as the material of the ceramic substrate and that of the ultrafine alumina powder are almost equal.
（発明の効果） この発明によれば、表面の平滑性の高いセラミック基
板を得ることができる。また、材料となるアルミナ原料
と超微粉アルミナとの熱収縮率がほぼ等しいため、焼成
したときにセラミック基板の反りが少ない。さらに、超
微粉アルミナは極少量しか使用されないため、製造コス
トがあまり大きくならない。(Effect of the Invention) According to the present invention, a ceramic substrate having a high surface smoothness can be obtained. In addition, since the thermal shrinkage of the alumina raw material and the ultrafine alumina powder are substantially equal, the ceramic substrate is less warped when fired. Further, since only a very small amount of the ultrafine alumina powder is used, the production cost is not so large.
この発明の上述の目的、その他の目的，特徴および利
点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
（実施例） まず、材料として、99.5重量％以上の純度で平均粒径
0.1〜0.5μｍのアルミナ原料を準備した。さらに、99.5
重量％以上の純度で比表面積が50m2/g以上の超微粉アル
ミナを準備した。これらの材料とMgOとを別表に示す割
合で混合し、トルエン80％，エタノール20％からなる溶
剤を用いてスラリーを形成した。このスラリーをドクタ
ブレード法によって板状に成形し、乾燥した。このと
き、超微粉アルミナが軟凝集体を形成するような比較的
分散性の悪い条件で、グリーンシートの下面からの加熱
するかまたは室温において長時間放置することによって
乾燥した。このようにすることによって、図に示すよう
に、セラミックグリーンシート10の上面に超微粉アルミ
ナの層12が形成され、セラミックグリーンシート10の下
面にアルミナ原料の層14が形成される。(Example) First, as a material, the average particle size with a purity of 99.5% by weight or more
An alumina raw material of 0.1 to 0.5 μm was prepared. In addition, 99.5
An ultrafine alumina having a specific surface area of 50 m 2 / g or more with a purity of not less than wt% was prepared. These materials and MgO were mixed at the ratios shown in the separate table, and a slurry was formed using a solvent consisting of 80% toluene and 20% ethanol. This slurry was formed into a plate by a doctor blade method and dried. At this time, drying was performed by heating from the lower surface of the green sheet or by allowing it to stand at room temperature for a long time under conditions of relatively poor dispersibility such that the ultrafine alumina formed soft aggregates. By doing so, as shown in the figure, a layer 12 of ultrafine alumina powder is formed on the upper surface of the ceramic green sheet 10, and a layer 14 of alumina raw material is formed on the lower surface of the ceramic green sheet 10.
次に、板状のセラミックグリーンシートを焼成後の寸
法が２インチ角となるように切断し、大気中において15
50℃で２時間焼成した。そして、得られたセラミック基
板の中心線平均粗さ，反りおよび密度を調べ、その結果
を別表に示した。Next, the plate-shaped ceramic green sheet is cut so that the size after firing becomes 2 inches square,
Baking was performed at 50 ° C. for 2 hours. Then, the center line average roughness, warpage, and density of the obtained ceramic substrate were examined, and the results are shown in a separate table.
別表からわかるように、超微粉アルミナが0.5〜５重
量％の範囲内にあるとき、中心線平均粗さが0.05μm,反
りが0.2mm/2インチ以下，密度が3.95g/cm3以上という値
を得ることができた。As can be seen from the attached table, when the ultrafine alumina is in the range of 0.5 to 5% by weight, the center line average roughness is 0.05 μm, the warpage is 0.2 mm / 2 inch or less, and the density is 3.95 g / cm 3 or more. Could be obtained.
このように、この発明の方法を用いることによって、
反りが少なく、かつ表面平滑度の高いセラミック基板を
得ることができる。また、この方法では、超微粉アルミ
ナの使用量が極少ないため、製造コストがあまり大きく
ならない。Thus, by using the method of the present invention,
A ceramic substrate with little warpage and high surface smoothness can be obtained. In addition, in this method, since the amount of the ultrafine alumina powder used is extremely small, the production cost does not increase so much.
図はこの発明の方法を用いて形成したセラミックグリー
ンシートの一例を示す図解図である。 図において、10はセラミックグリーンシート、12は超微
粉アルミナの層、14はアルミナ原料の層を示す。The figure is an illustrative view showing one example of a ceramic green sheet formed by using the method of the present invention. In the figure, 10 is a ceramic green sheet, 12 is a layer of ultrafine alumina, and 14 is a layer of alumina raw material.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05K 1/03──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H05K 1/03
Claims (1)
料を準備する工程、 比表面積が50m2/g以上の超微粉アルミナを準備する工
程、 前記アルミナ原料を95〜99.5重量％および前記超微粉ア
ルミナを0.5〜５重量％配合し溶剤を加えてスラリーを
形成する工程、 前記スラリーを板状に成形する工程、 板状に成形した前記スラリーの一方面側に前記超微粉ア
ルミナが集合するように乾燥させて、セラミックグリー
ンシートを得る工程、および 前記セラミックグリーンシートを焼成する工程を含む、
セラミック基板の製造方法。A step of preparing an alumina raw material having a purity of 99.5% by weight or more; a step of preparing an ultrafine alumina having a specific surface area of 50 m 2 / g or more; 95 to 99.5% by weight of the alumina raw material and the ultrafine powder; A step of forming a slurry by adding 0.5 to 5% by weight of alumina and adding a solvent, a step of forming the slurry into a plate, and a step of forming the slurry into a plate so that the ultrafine alumina is collected on one side of the slurry. Drying to obtain a ceramic green sheet, and firing the ceramic green sheet,
A method for manufacturing a ceramic substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176411A JP2800030B2 (en) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | Manufacturing method of ceramic substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1176411A JP2800030B2 (en) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | Manufacturing method of ceramic substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0341792A JPH0341792A (en) | 1991-02-22 |
| JP2800030B2 true JP2800030B2 (en) | 1998-09-21 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP1176411A Expired - Fee Related JP2800030B2 (en) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | Manufacturing method of ceramic substrate |
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| JP (1) | JP2800030B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0717459B2 (en) * | 1985-12-17 | 1995-03-01 | 日本電装株式会社 | Method for producing highly insulating and highly alumina-based porcelain composition |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP1176411A patent/JP2800030B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0341792A (en) | 1991-02-22 |
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