JP2953569B2 - 電子部品焼成用セッター及びその製造方法 - Google Patents
電子部品焼成用セッター及びその製造方法Info
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Description
ク多層基板などの電子部品の焼成に用いるセラミック製
のセッターに関する。
特に電子回路は高密度化、高速化、高周波化へと向かっ
ており、この傾向はHDTV、自動車、通信、計測機器
などの分野において急速に進行している。このような電
子回路の進歩に対応して、実装基板は低誘電率化、低熱
膨張率化、多層化、LCR内蔵化、低導電抵抗化、低コ
スト化の要求が高まっている。
温焼成セラミック多層基板の開発が行われている。この
セラミック多層基板は、Al2O3やガラス成分からなる
グリーンシートの表面に導体ペーストを印刷し、これを
数枚積層した後、セラミック質のセッターに載せ、グリ
ーンシート内の有機バインダーを脱バインダー処理して
から、同時焼成することにより製造されている。
グリーンシートはAl2O3以外にガラス質成分を40〜
60重量%含んでおり、導電ペーストとしてはAg又は
Cuなどを使用し、焼成温度は900〜1100℃程度
で行っている。また、焼成用のセッターとしては、アル
ミナ質又はムライト質であって、セラミック粉末を焼結
して製造した緻密質のセッターが使用されている。
ンシートなどの電子部品の焼成には従来からセラミック
製のセッターが使用されているが、緻密質であるため、
特にグリーンシートの積層が益々多層化している現状で
は、その脱バインダ処理が非常に困難になってきてい
る。
ラス成分を多く含み、脱バインダー温度とガラスの軟化
温度が接近しているため、グリーンシート中の有機バイ
ンダーをセッター側からも迅速に排出できなければ、焼
成後の基板などの製品に亀裂が入ったり、あるいは変色
が発生するなどの欠点があった。
は、K2O、Na2O、SiO2などが多く含まれるの
で、これらが焼成用のセラミックセッターと反応しやす
く、更にグリーンシートの表層に設けたAg又はCuな
どの導電ペーストもセッターと非常に反応しやすいとい
う問題があった。
グリーンシートからの脱バインダー処理を容易に且つ迅
速に行うことができ、またグリーンシートやその表面の
導体ペーストとの反応が起こらず、グリーンシートなど
の焼成を効率良く且つ高い歩留りで安定して行うことが
できる、電子部品焼成用セッター及びその製造方法を提
供することを目的とする。
め、本発明が提供する電子部品焼成用セッターは、主に
セラミック繊維とセラミック粒子とからなり、アルミナ
含有量が75重量%以上、シリカ含有量が25重量%未
満であって、通気率が5×10-3cm2以上であること
を特徴とする。
を載置する表面の表面粗さがRaで30μm以下である
ことが好ましく、また電子部品を載置する表面に通気性
を有するアルミナ又はジルコニアの被覆層を設けること
が好ましい。
製造方法は、アルミナ含有量が75重量%以上及びシリ
カ含有量が25未満%以下となるようにセラミック繊維
とセラミック粒子とを混合し、耐熱性無機質結合剤を加
えて成形し、1100℃以上で焼成することを特徴とす
る。セラミック粒子としては、平均粒径0.2〜30μ
mのアルミナ粒子又はジルコニア粒子を用いることが好
ましい。
シリカを主成分としていて、セラミック粒子と共にセラ
ミック繊維を含むので、従来の緻密質のセッターが殆ど
通気性を有しないのに対して、非常に優れた通気性を備
えている。特に、低温焼成セラミック多層基板のグリー
ンシートを迅速に脱バインダー処理するためには、セッ
ターの通気率が5×10-3cm2以上必要である。ま
た、この通気率を達成するには、セッターの気孔率が7
0%以上であることが望ましい。
繊維の長さと直径、セラミック粒子の粒径などを変える
ことにより気孔の大きさをコントロールし、又は成形時
のプレス圧を変えてかさ密度を調整すること等によっ
て、制御することができる。例えば、セラミック繊維の
長さや直径を大きくすると、形成される気孔を大きくで
き、従ってセッターの通気率が大きくなる。上記のごと
くセッターの通気率を5×10-3cm2以上とするため
には、長さ1〜10mm程度、直径を1〜5μm程度の
セラミック繊維を使用することが好ましい。また、セラ
ミック粒子の粒径は0.2〜30μm程度とすることが
好ましい。
l2O3)の含有量は75重量%以上とする。これは、低
温焼成セラミック多層基板のグリーンシート中にはガラ
ス成分が多く含まれているので、ガラス質と比較的反応
しにくいAl2O3の含有量を高めた方が望ましいからで
ある。また、ガラス成分中に多く含まれるSiO2、K2
O、Na2Oなどとの反応、まるいは導体ペースト中の
AgやCuとの反応を抑制するため、シリカ(Si
O2)の含有量は少なくすることが望ましく、25重量
%以下とすることが好ましい。
平均粗さ)で30μm以下とすることが好ましい。低温
焼成セラミック多層基板のグリーンシートを焼成すると
き、グリーンシートは大きく収縮するので、セッターの
表面粗さがRaで30μmを越えると、焼成時のグリー
ンシート表面とセッター表面の摩擦により、得られる基
板表面や導電回路に傷が付く恐れがあるからである。
ック繊維を含むため、添加するセラミック粒子の粒径が
大きいほど平滑になりやすい。しかし、セラミック粒子
の平均粒径30μmを越えると、セッターの強度が低下
して使用に支障を来すうえ、表面から粒子の脱落が起こ
りやすくなるため、逆に表面粗さが大きくなる。また、
平均粒径が0.2μmより細かくなると、凝集が激し
く、分散が困難になる。従って、使用するセラミック粒
子の平均粒径は0.2〜30μmの範囲が好ましく、0.
5〜10μmの範囲が更に好ましい。
ついて説明する。骨格部分としてのセラミック繊維を水
中に撹拌しながら分散させ、次にセラミック粒子を添加
して撹拌する。更に、バインダーとなる通常の耐熱性無
機結合剤を添加し、最後に澱粉などを添加して凝集さ
せ、圧力を加えながら吸引して成形する。この成形体を
乾燥し、1100〜1500℃で焼成する。
ミナ質繊維やアルミノシリケート質繊維が好適に使用で
きる。アルミナ質繊維は、Al2O3:SiO2の重量比
が97〜70:3〜30程度であり、例えばイギリスI
CI社のサフィル(商品名)、又は三菱化学(株)製の
マフテックバルク繊維などがある。また、アルミノシリ
ケート質繊維は、アルミナ質繊維よりもSiO2を多く
含み、例えばイソライト工業(株)製のイソウール(商
品名)などがある。
ンシートや導体ペーストとの反応を避けるために、アル
ミナ粒子又はジルコニア(ZrO2)粒子が好ましい。
また、その平均粒径は、上記のごとく0.2〜30μm
の範囲が好ましい。尚、耐熱性無機結合剤としては、従
来から使用されているシリカゾルやアルミナゾル、又は
これらを組み合わせて使用することができる。
な強度及び耐熱性を有し、空気中において1400℃の
高温まで使用可能であると共に、表面粗さが制御されて
いて平滑であり、通気性にも優れている。しかも、この
セッターの表面に通気性を有するアルミナ又はジルコニ
アの薄い被覆層を設けることによって、低温焼成セラミ
ック多層基板のグリーンシートとセッターの反応を防止
し、使用中のセッター表面からの粒子の脱落を無くすこ
とができる。
ーコーティング、ディッピング、スプレー塗布などがあ
るが、セッターの通気率に大きな影響を与えないことが
必要である。そのための好ましい方法は、平均粒径0.
5μm以下のAl2O3又はZrO2粒子を使用して懸濁
液を作製し、これをセッターの表面にスプレー又はディ
ッピングでコーティングした後、1100℃以上で焼成
する方法である。使用する粒子の平均粒径が0.5μm
を越えると、セッター表面の気孔を塞ぎ、通気率を低下
させる場合がある。
2のゾルをスプレー又はディッピングでコーティング
し、100℃以上で乾燥した後、焼成する。使用する粒
子が細かければ細かいほど、乾燥時に粒子が表面側に移
行して、セッター表面に極く薄いコーティング層を形成
できるからである。尚、被覆層の重量は、セッターの重
量に対して10重量%以下が望ましい。
Al2O397%、SiO23%、平均繊維長5mm、平
均繊維径3μm)30重量%と、アルミノシリケート質
繊維(イソライト工業(株)製のイソウール、Al2O3
47%、SiO253%、平均繊維長1mm、平均繊維
径2.8μm)10重量%と、Al2O3粒子(住友化学
工業(株)製、平均粒径0.55μm)55重量%と、
SiO2含有量40重量%のシリカゾル5重量%(固形
分)を20リットルの水に添加し、数分間撹拌してスラ
リーを形成した。
凝集剤の水溶液を加えて凝集させ、板状に吸引成形し
た。得られた板状の成形体を120℃で乾燥した後、1
400℃で2時間焼成して、セッターを製造した。この
セッターのかさ密度は0.8g/cm3であった。また、
上記と同様にして、縦300×横300×厚さ5mmの
表面粗さ測定用試料と、直径25×厚さ5mmの通気率
測定用試料を製造し、表面粗さ(JIS B 0601)
及び通気率(JIS R 2115)を測定した。その結
果、このセッターの表面粗さはRaで6.5μm(測カ
ットオフ値=0.8mm、測定長=4mm)、及び通気
率はλ=0.068cm2であった。
セラミック多層基板のグリーンシートを載せて、950
℃で50回以上に焼成を行ったところ、脱バインダー不
良は全くなく、セッターとグリーンシート及び導体ペー
ストとの反応は起こらず、得られた基板製品の表面に傷
が生じることもなかった。
アルミノシリケート質繊維30重量%と、Al2O3粒子
(住友化学工業(株)製、平均粒径30μm)60重量
%と、SiO2含有量40重量%のシリカゾル5重量%
(固形分)を、20リットルの水に添加し、数分間撹拌
してスラリーを形成した。このスラリーを、実施例1と
同様に凝集させて吸引成形し、得られた板状の成形体を
乾燥した後、1400℃で2時間焼成して、セッターを
製造した。このセッターのかさ密度は0.9g/cm3で
あった。
の表面粗さ及び通気率を測定したところ、表面粗さはR
aで11.5μm(カットオフ値=0.8mm、測定長=
4mm)、及び通気率はλ=0.019cm2であった。
ラミック多層基板のグリーンシートを載せて、950℃
で50回以上に焼成を行ったところ、脱バインダー不良
は全くなく、セッターとグリーンシート及び導体ペース
トとの反応は起こらず、得られた基板製品の表面に傷が
生じることもなかった。
ト質繊維を用いたが、それぞれ30kg/cm2と15
0kg/cm2で粉砕して繊維長さを1mm以下にした
以外は実施例2と同様にして、セッターを製造した。
cm3、表面粗さはRa=10.0μm(カットオフ値=
0.8mm、測定長=4mm)、通気率はλ=0.004
8cm2であった。また、このセッターの表面上に低温
焼成セラミック多層基板のグリーンシートを載せて95
0℃で焼成を行った結果、通気率が小さいため脱バイン
ダー不良が発生し、得られた基板製品の表面に変色が起
こった。
のアルミナゾル(日産化学(株)製AS−520)をス
プレーコーティングし、120で乾燥した後、1200
℃で2時間焼成した。得られたセッターの最終かさ密度
は0.71g/cm3であった。
の表面粗さ及び通気率を測定したところ、表面粗さはR
aで10.5μm(カットオフ値=0.8mm、測定長=
4mm)、及び通気率はλ=0.066cm2であった。
セラミック多層基板のグリーンシートを載せて950℃
で50回以上に焼成を行った結果、脱バインダー不良は
全くなく、セッターとグリーンシート及び導体ペースト
との反応は起こらず、得られた基板製品の表面に傷が生
じることもなかった。また、50回使用後におけるセッ
ター表面の粒子の脱落は認められなかった。
ミック粒子の組合せによって、1400℃まで使用可能
であると共に、小さな表面粗さに制御され、優れた通気
率を有する電子部品焼成用セッターを提供することがで
きる。
より、リーンシートからの脱バインダー処理を容易に且
つ迅速に行うことができ、またグリーンシートやその表
面の導体ペーストとの反応が起こらず、グリーンシート
などの焼成を効率良く且つ高い歩留りで安定して行うこ
とができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 主にセラミック繊維とセラミック粒子と
からなり、アルミナ含有量が75重量%以上、シリカ含
有量が25重量%未満であって、通気率が5×10-3c
m2以上、及び電子部品を搭載する表面の表面粗さがR
aで30μm以下であることを特徴とする電子部品焼成
用セッター。 - 【請求項2】 電子部品を搭載する表面に、通気性を有
するアルミナ又はジルコニアの被覆層を有することを特
徴とする、請求項1に記載の電子部品焼成用セッター。 - 【請求項3】 アルミナ含有量が75重量%以上及びシ
リカ含有量が25重量%未満となるようにセラミック繊
維とセラミック粒子とを混合し、耐熱性無機質結合剤を
加えて成形し、1100℃以上で焼成することを特徴と
する電子部品焼成用セッターの製造方法。 - 【請求項4】 セラミック粒子として平均粒径0.2〜
30μmのアルミナ粒子又はジルコニア粒子を用いるこ
とを特徴とする、請求項3 に記載の電子部品焼成用セ
ッターの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10044741A JP2953569B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 電子部品焼成用セッター及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP10044741A JP2953569B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 電子部品焼成用セッター及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11240769A JPH11240769A (ja) | 1999-09-07 |
JP2953569B2 true JP2953569B2 (ja) | 1999-09-27 |
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ID=12699882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10044741A Expired - Lifetime JP2953569B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 電子部品焼成用セッター及びその製造方法 |
Country Status (1)
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---|---|---|---|---|
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JP4707225B2 (ja) * | 2000-12-22 | 2011-06-22 | イソライト工業株式会社 | 表面コーティングしたセラミックファイバー成形体の製造方法 |
JP4920227B2 (ja) * | 2005-09-28 | 2012-04-18 | モレックス インコーポレイテド | 焼成用治具 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP10044741A patent/JP2953569B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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