JP3145731B2 - Manufacturing method of ceramic substrate - Google Patents
Manufacturing method of ceramic substrateInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板などに
加工して使用されるセラミック基板の製造方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic substrate used for processing a printed wiring board or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プリント配線板の基板や各種電子素子の
搭載基板などとして、セラミック基板が提供されてい
る。このセラミック基板は電気的特性や耐熱特性などに
おいて優れた性能を有するために、広く使用されつつあ
る。そしてこのようなセラミック基板は、アルミナ等の
セラミック粉体に焼結助剤を混合すると共に水やグリセ
リン等の液体バインダーを混合し、これをロールミルな
どで混練することによって坏土を作成し、次にこの坏土
を真空成形押出機等で押し出してシート状に成形し、こ
れを乾燥した後に焼結することによって製造がおこなわ
れている。2. Description of the Related Art Ceramic substrates have been provided as substrates for printed wiring boards and substrates for mounting various electronic elements. This ceramic substrate has been widely used because it has excellent performance in electrical characteristics, heat resistance characteristics and the like. Then, such a ceramic substrate is prepared by mixing a sintering aid with a ceramic powder such as alumina and a liquid binder such as water and glycerin, and kneading the mixture with a roll mill or the like to form a kneaded material. The kneaded material is extruded by a vacuum forming extruder or the like, formed into a sheet shape, dried, and then sintered to manufacture.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のようにし
て製造されるセラミック基板にあって、セラミック基板
の表面に直径が１０〜１００μｍ、深さが１０〜１００
μｍの「ポア」と称される泡跡が発生し、多い場合には
１０ｃｍ四方内に１００個程度ものポアが発生してい
た。このポアの発生原因は成形性を付与するために配合
する液体バインダーの偏在にあると考えられている。す
なわち、セラミック粉体と焼結助剤に液体バインダーを
混合して混練することによって杯土を作成する際に液体
バインダーが均一に分散していないで偏在していると、
乾燥・焼成時に液体バインダーが消失する際に液体バイ
ンダーの偏在跡がポアとして泡跡になるのである。However, in the ceramic substrate manufactured as described above, the surface of the ceramic substrate has a diameter of 10 to 100 μm and a depth of 10 to 100 μm.
Bubble marks called “pores” of μm were generated, and in many cases, about 100 pores were generated within 10 cm square. It is considered that the cause of the generation of pores is uneven distribution of the liquid binder to be added for imparting moldability. In other words, when the liquid binder is not uniformly dispersed and unevenly distributed when making the fill by mixing and kneading the liquid binder with the ceramic powder and the sintering aid,
When the liquid binder disappears during drying and firing, the uneven distribution trace of the liquid binder becomes a bubble trace as pores.
【０００４】そしてこのように大きなポアが多数発生す
るとセラミック基板の表面の凹凸が大きくなるために、
セラミック基板の表面にメッキ等で印刷回路を形成する
にあたって、微細な回路を設ける場合の断線やショート
等の不良が多発し、回路印刷の歩留まりが悪くなるとい
う問題が発生するものであった。本発明は上記の点に鑑
みてなされたものであり、ポアの発生を低減して回路印
刷の歩留まりを高めることができる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ものである。[0004] When a large number of such large pores are generated, the unevenness of the surface of the ceramic substrate becomes large.
When a printed circuit is formed on a surface of a ceramic substrate by plating or the like, a problem such as disconnection or short circuit occurring when a fine circuit is provided frequently occurs, and the yield of circuit printing deteriorates. The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a ceramic substrate capable of reducing the generation of pores and increasing the yield of circuit printing.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係るセラミック
基板の製造方法は、アルミナ粉体と焼結助剤に、水や水
溶性の可塑剤、水溶性の分散剤からなる液体バインダー
を噴霧して添加しながら混合し、この混合物を混練して
坏土を作成し、この坏土を成形して焼成することを特徴
とするものである。液体バインダーとしては、ポリカル
ボン酸アンモニウムとグリセリンとを混合したものを用
いることが好ましい。 According to a method of manufacturing a ceramic substrate according to the present invention , water or water is added to an alumina powder and a sintering aid.
A liquid plasticizer composed of a soluble plasticizer and a water-soluble dispersant is sprayed and mixed while being added. The mixture is kneaded to form a kneaded material, and the kneaded material is formed and fired. Things. Polycarbonate as a liquid binder
Use a mixture of ammonium bonate and glycerin
Is preferred.
【０００６】セラミック粉体としては、アルミナを用い
るものである。また焼結助剤としてはマグネシア（Ｍｇ
Ｏ）、カルシア（ＣａＯ）、シリカ（ＳｉＯ 2 ）、タル
クなどの粉体を用いることができる。そして先ず、セラ
ミック粉体と焼結助剤とをミル等で混合する。セラミッ
ク粉体と焼結助剤との配合割合は、重量比で１００：２
〜１０程度の範囲が好ましい。As the ceramic powder, alumina is used.
Things. In addition, magnesia (Mg
O), calcia (CaO), silica (SiO 2 ), powder such as talc can be used. First, the ceramic powder and the sintering aid are mixed by a mill or the like. The mixing ratio of the ceramic powder and the sintering aid is 100: 2 by weight.
A range of about 10 to about 10 is preferable.
【０００７】このようにセラミック粉体と焼結助剤とを
混合した後に、これに液体バインダーを添加する。液体
バインダーとしては、水や水溶性の可塑剤、分散剤を使
用するものである。この水溶性の可塑剤としては、グリ
セリンやエチレングリコール、その他ユニループ（日本
油脂社商品名）、水溶性アクリンなどを用いることがで
き、また水溶性の分散剤としてはポリカルボン酸アンモ
ニウム塩などのポリカルボン酸系分散剤を用いることが
でき、例えば花王石鹸社から「ポイズ５３２Ａ」や「ポ
イズ５３０」として提供されているもの、中京油脂社か
ら「セルナＤ−３０５」や「セルナＤ−７３５」として
提供されているもの、サンノプコ社から「ＳＮディスパ
ーサント５４６８」として提供されているもの、東亜合
成化学社から「アロンＡ−３０ＳＬ」や「アロンＡ−６
１１４」として提供されているものなどである。そして
本発明では液体バインダーの添加は液体のままセラミッ
ク粉体と焼結助剤に加えるのではなく、噴霧器から霧状
にして、セラミック粉体と焼結助剤を混合しながらこれ
に噴霧して添加するものである。液体バインダーの添加
量はこの混合物を均一に混練することができる量であれ
ば特に制限されるものではなく、セラミック粉体と焼結
助剤の合計量１００重量部に対して、例えば水を１０〜
２０重量部、グリセリンを１〜５重量部程度が好まし
い。After mixing the ceramic powder and the sintering aid, a liquid binder is added thereto. The liquid binder, water and a water-soluble plasticizer, is to use a dispersing agent. As the water-soluble plasticizer, glycerin, ethylene glycol, other Uniloop (trade name of Nippon Oil & Fats Co., Ltd.), water-soluble acrin, and the like can be used. Carboxylic acid-based dispersants can be used, for example, those provided as "Poise 532A" or "Poise 530" by Kao Soap Co., Ltd., and "Celna D-305" or "Celna D-735" from Chukyo Yushi "Alon A-30SL" and "Alon A-6" from Toa Gosei Chemical Co., Ltd., those provided as "SN Dispersant 5468" by San Nopco, Inc.
114 ". And, in the present invention, the addition of the liquid binder is not added to the ceramic powder and the sintering aid as a liquid, but in the form of a mist from a sprayer, and the ceramic powder and the sintering aid are sprayed while mixing. It is to be added. The addition amount of the liquid binder is not particularly limited as long as the mixture can be uniformly kneaded. For example, 10 parts by weight of water is added to 100 parts by weight of the total amount of the ceramic powder and the sintering aid. ~
20 parts by weight and about 1 to 5 parts by weight of glycerin are preferred.
【０００８】次ぎに、この混合物をロールやニーダー等
の混練機で混練することによって坏土を作成する。そし
てこの坏土を押出成形機などで所定厚さに押し出し成形
し、乾燥して所定寸法に打ち抜いた後に焼成をおこなう
ことによって、セラミック基板を得ることができるもの
である。焼成条件は特に限定されるものではないが、昇
温速度を１００〜２００℃／ｈに設定し、１５５０〜１
６５０℃程度の温度で１〜４時間焼成をおこなうように
するのが好ましい。Next, the mixture is kneaded with a kneading machine such as a roll or a kneader to prepare a kneaded material. Then, the kneaded material is extruded into a predetermined thickness by an extruder or the like, dried, punched to a predetermined size, and then fired to obtain a ceramic substrate. The firing conditions are not particularly limited, but the heating rate is set to 100 to 200 ° C./h, and
It is preferable to perform firing at a temperature of about 650 ° C. for 1 to 4 hours.
【０００９】[0009]
【作用】アルミナ粉体と焼結助剤に、水や水溶性の可塑
剤、水溶性の分散剤からなる液体バインダーを噴霧して
添加しながら混合し、この混合物を混練して坏土を作成
するようにしているために、アルミナ粉体と焼結助剤に
対して液体バインダーを均一に分散させた状態で混合し
て緻密な坏土を作成することができ、坏土中に液体バイ
ンダーが偏在することを防ぐことができることになり、
液体バインダーの偏在に起因するセラミック基板のポア
の発生を低減することができる。[Function] Water or water-soluble plasticizer is used for alumina powder and sintering aid.
Agents, in order to have mixed while adding by spraying a liquid binder comprising a water-soluble dispersing agent, so as to create a clay by kneading the mixture, based on the alumina powder and the sintering aids were mixed in a state of uniformly dispersing the liquid binder can create dense clay, have to be able to prevent that you liquid binder is unevenly distributed in the clay,
Generation of pores in the ceramic substrate due to uneven distribution of the liquid binder can be reduced.
【００１０】[0010]
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。実施例 粒径が２．０μｍのアルミナ粉体９６重量部と、焼
結助剤としてのシリカ粉体４重量部を振動ミルで混合し
た。 このアルミナ粉体と焼結助剤に液体バインダー
を噴霧器で霧状に噴霧して添加しながらプラネタリーミ
キサで混合した。この液体バインダーとしてはポリカル
ボン酸アンモニウムとグリセリンとを重量比で１：３で
混合したものを用い、アルミナ粉体と焼結助剤の合計量
１００重量部に対して１８重量部添加した。 次にこ
れをこれを三本ロールミルを用いて混練することによっ
て坏土を作成した。 そしてこの杯土を真空成形押出
成形機で押し出し成形して厚み１．０ｍｍのシートを成
形し、このように成形したシートを１６００℃で２時間
焼成することによって、セラミック基板を得た。Next, the present invention will be described specifically with reference to examples. Example 96 parts by weight of alumina powder having a particle size of 2.0 μm and 4 parts by weight of silica powder as a sintering aid were mixed by a vibration mill. A liquid binder was sprayed to the alumina powder and the sintering aid in the form of a mist using a sprayer, and mixed with a planetary mixer. As this liquid binder, a mixture of ammonium polycarboxylate and glycerin in a weight ratio of 1: 3 was used, and 18 parts by weight was added to 100 parts by weight of the total amount of the alumina powder and the sintering aid. Next, this was kneaded using a three-roll mill to prepare a clay. Then, the cover clay was extruded by a vacuum forming extruder to form a sheet having a thickness of 1.0 mm, and the sheet thus formed was fired at 1600 ° C. for 2 hours to obtain a ceramic substrate.
【００１１】比較例 アルミナ粉体９６重量部、シリカ粉体４重量部、メ
チルセルロース粉体７重量部をボールミルで乾式混合し
た。 この混合粉体１００重量部に液体バインダーと
して水２０重量部とグリセリン５重量部を加えた後にミ
キサーで混合し、これを三本ロールミルを用いて混練す
ることによって坏土を作成した。あとは実施例のと同
様に成形及び焼成をおこなってセラミック基板を得た。 Comparative Example 96 parts by weight of alumina powder, 4 parts by weight of silica powder and 7 parts by weight of methylcellulose powder were dry-mixed in a ball mill. After adding 20 parts by weight of water and 5 parts by weight of glycerin as a liquid binder to 100 parts by weight of the mixed powder, the mixture was mixed by a mixer, and the mixture was kneaded using a three-roll mill to prepare a clay. After that, molding and firing were performed in the same manner as in the example to obtain a ceramic substrate.
【００１２】上記のようにして作成したセラミック基板
について、その表面のポアの有無を顕微鏡で観察した。
その結果、実施例のものではポアの発生は１０ｃｍ四方
当たり０〜３個であるのに対して、比較例のものでは１
０ｃｍ四方当たり１００個のポアが発生するものであっ
た。また実施例及び比較例で得られたセラミック基板の
表面粗さを測定したところ、最大粗さＲmax が実施例の
ものでは２μｍ、比較例のものでは３μｍであった。The presence or absence of pores on the surface of the ceramic substrate prepared as described above was observed with a microscope.
As a result, the number of pores was 0 to 3 per 10 cm square in the example, whereas the number of pores was 1 in the comparative example.
100 pores were generated per square of 0 cm. When the surface roughness of the ceramic substrates obtained in the examples and comparative examples was measured, the maximum roughness Rmax was 2 μm in the examples and 3 μm in the comparative examples.
【００１３】[0013]
【発明の効果】上述のように本発明は、アルミナ粉体と
焼結助剤に、水や水溶性の可塑剤、水溶性の分散剤から
なる液体バインダーを噴霧して添加しながら混合し、こ
の混合物を混練して坏土を作成するようにしたので、セ
ラミック粉体と焼結助剤に対して液体バインダーを均一
に分散させた状態で混合して緻密な坏土を作成すること
ができ、坏土中に液体バインダーが偏在することを防ぐ
ことができることになり、液体バインダーの偏在に起因
するセラミック基板のポアの発生を低減することができ
るものであって、セラミック基板への微細回路の形成の
歩留まりを高くすることができるものである。しかも、
液体バインダーの噴霧を行うにあたり、霧状に噴霧して
アルミナ粉体や焼結助剤に均一に付着させるのに適して
おり、有機溶媒を用いる場合のように低沸点の有機溶媒
が揮発するようなおそれがなく、爆発の危険性がないと
共に揮発分を考慮して溶媒を多量に用いるような必要が
なく、更にこのように爆発の危険性がないため防爆設備
を必要とせず、設備投資を低減することができるもので
ある。また、有機溶媒を用いる場合は防爆のために窒素
ガス等の不活性ガスを用いなければならない場合がある
が、水や水溶性の可塑剤、水溶性の分散剤からなる液体
バインダーを噴霧する場合はこのような特別なガスを必
要とせず、空気を用いて容易に噴霧することができるも
のである。更に、水や水溶性の可塑剤、水溶性の分散剤
からなる液体バインダーは、有機溶媒を用いる場合より
も表面張力が大きくなり、その結果、セラミック粉体や
焼結助剤に対する液体バインダーの付着力が大きくなっ
て、高いバインダー効果が得られるものである。特に液
体バインダーとしてポリカルボン酸アンモニウムとグリ
セリンとの混合したものを用いると、液体バインダーの
表面張力をより向上することができ、更に高いバインダ
ー効果を得ることができるものである。 As described above, according to the present invention , water, a water-soluble plasticizer, and a water-soluble dispersant are added to alumina powder and a sintering aid.
The liquid binder was sprayed and mixed while being added, and the mixture was kneaded to form a kneaded clay, so that the liquid binder was uniformly dispersed in the ceramic powder and the sintering aid. mixed and can create a dense clay, will be liquid binder can be prevented and this is ubiquitous, to reduce the occurrence of the ceramic substrate pores due to uneven distribution of the liquid binder can in clay Which can increase the yield of forming fine circuits on a ceramic substrate. Moreover,
When spraying the liquid binder, spray it in mist
Suitable for uniformly attaching to alumina powder and sintering aid
And low-boiling organic solvents such as those using organic solvents.
There is no danger of volatilization and there is no danger of explosion
In both cases, it is necessary to use a large amount of solvent in consideration of volatile matter.
No explosion-proof equipment because there is no danger of explosion
That can reduce capital investment without the need for
is there. When using an organic solvent, use nitrogen for explosion protection.
In some cases, inert gas such as gas must be used.
But liquid composed of water, water-soluble plasticizer, and water-soluble dispersant
When spraying the binder, such a special gas is required.
It can be easily sprayed with air without need
It is. In addition, water and water-soluble plasticizers, water-soluble dispersants
Liquid binder consisting of
Also increase the surface tension, resulting in ceramic powder and
Adhesive strength of liquid binder to sintering aid increased
Thus, a high binder effect can be obtained. Especially liquid
Ammonium polycarboxylate and
When using a mixture with serine,
Surface tension can be further improved and higher binder
-The effect can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/00 - 35/22 C04B 35/622 - 35/636 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 35/00-35/22 C04B 35/622-35/636
Claims (2)
の可塑剤、水溶性の分散剤からなる液体バインダーを噴
霧して添加しながら混合し、この混合物を混練して坏土
を作成し、この坏土を成形して焼成することを特徴とす
るセラミック基板の製造方法。1. A water-soluble or water-soluble alumina powder and a sintering aid .
A ceramic characterized in that a liquid binder composed of a plasticizer and a water-soluble dispersant is sprayed and mixed while being added, the mixture is kneaded to form a kneaded material, and the kneaded material is formed and fired. Substrate manufacturing method.
ンモニウムとグリセリンとを混合したものを用いることUse a mixture of ammonium and glycerin
を特徴とする請求項１に記載のセラミック基板の製造方The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 1, wherein
法。Law.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15283691A JP3145731B2 (en) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | Manufacturing method of ceramic substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15283691A JP3145731B2 (en) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | Manufacturing method of ceramic substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH054856A JPH054856A (en) | 1993-01-14 |
| JP3145731B2 true JP3145731B2 (en) | 2001-03-12 |
Family
ID=15549196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15283691A Expired - Fee Related JP3145731B2 (en) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | Manufacturing method of ceramic substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3145731B2 (en) |
-
1991
- 1991-06-25 JP JP15283691A patent/JP3145731B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH054856A (en) | 1993-01-14 |
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