JP3363227B2 - Manufacturing method of ceramic sintered body - Google Patents

Manufacturing method of ceramic sintered body

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JP3363227B2
JP3363227B2 JP32233293A JP32233293A JP3363227B2 JP 3363227 B2 JP3363227 B2 JP 3363227B2 JP 32233293 A JP32233293 A JP 32233293A JP 32233293 A JP32233293 A JP 32233293A JP 3363227 B2 JP3363227 B2 JP 3363227B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はセラミック焼結体の製造
方法、およびその方法を用いた製造装置に係り、特に高
寸法精度,高信頼性を確保できるセラミック焼結体の製
造方法、および製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic sintered body and a manufacturing apparatus using the method, and particularly to a method for manufacturing a ceramic sintered body capable of ensuring high dimensional accuracy and high reliability, and manufacturing. Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミックスは一般に加工コストが高い
ため、セラミック焼結体はできる限り最終寸法に近い形
で焼成することが好ましい。さらに、セラミック回路基
板等では半導体チップを搭載し、チップとの多数の電気
的な接続を形成するために、基板表面に形成する配線
(半導体チップとの接続用端子)位置が高精度であるこ
とが必須である。しかし、一般にセラミックスは焼成時
に大きな寸法変化(収縮)を伴い、この収縮量は原料や
プロセスのバラツキの影響を受けやすく、従って焼結後
の寸法精度を高く保つことは非常に難しい技術である。
2. Description of the Related Art Since ceramics are generally high in processing cost, it is preferable to sinter the ceramic sintered body in a shape as close to the final dimension as possible. In addition, a semiconductor chip is mounted on a ceramic circuit board, etc., and in order to form a large number of electrical connections with the chip, the position of the wiring (connection terminals with the semiconductor chip) formed on the surface of the board must be highly accurate. Is mandatory. However, ceramics generally undergo a large dimensional change (shrinkage) during firing, and this shrinkage amount is easily affected by variations in raw materials and processes, and therefore it is a very difficult technique to maintain high dimensional accuracy after sintering.

【0003】一般的なセラミック焼結体の製造方法は、
まずバインダを含むセラミック粉末を所定形状に成形す
るか、成形後機械加工して所定形状とする。また回路基
板等では、セラミック絶縁層およびその少なくとも表面
および内部のいずれかに導体となる層が形成された多層
の積層体(成形体)を作製した後、これを焼成する。焼成
工程は、基本的にセラミック粉末の成形用に添加したバ
インダを除去する工程(脱バインダ工程)、焼結工程、お
よび冷却工程からなり、各工程では成形体に加圧力をか
けない状態(無加圧焼成)で行うのが一般的である。し
かしながらこの方法では前述の通り焼成収縮量のバラツ
キを避けられず、焼成後の基板の寸法精度を高く安定さ
せることは非常に難しい。特に内部に複雑な導体層を有
するような回路基板等の場合には、その寸法精度の確保
がよりいっそう難しく、さらには焼結体の反り,ふく
れ,層間での剥離等の発生も大きな問題となる。
A general method for producing a ceramic sintered body is as follows.
First, a ceramic powder containing a binder is molded into a predetermined shape or is machined after molding to have a predetermined shape. In the case of a circuit board or the like, a ceramic insulating layer and a multilayer laminate (molded body) in which a layer serving as a conductor is formed on at least the surface or the inside of the ceramic insulating layer are produced and then fired. The firing process basically consists of a process of removing the binder added for molding the ceramic powder (debinding process), a sintering process, and a cooling process. It is generally performed by pressure baking). However, this method cannot avoid variations in the firing shrinkage amount as described above, and it is very difficult to stabilize the dimensional accuracy of the substrate after firing with high accuracy. In particular, in the case of a circuit board having a complicated conductor layer inside, it is more difficult to secure the dimensional accuracy thereof, and further, warpage, swelling, and peeling between layers of the sintered body are major problems. Become.

【0004】これらの問題に対処するため、本発明者ら
は韓国特許公開92-6255号公報において、成形体(積層
体)に脱バインダ工程および焼結工程を通して一定の加
圧力を加えながら焼結する方法、もしくは脱バインダ工
程を無加圧で行なった後、一定加圧力下で焼結する方法
を開示した。この方法により焼結体の加圧した面の焼結
収縮量そのものを小さく抑え、その結果焼成後の寸法バ
ラツキを比較的簡単に±0.5%以内と高く安定させる
ことができ、かつ、焼結体の反り,剥離,ふくれ等を低
減させることもできることを示した。
In order to address these problems, the inventors of the present invention disclosed in Korean Patent Publication No. 92-6255 sinter a molded body (laminate) while applying a constant pressure through a binder removal process and a sintering process. Or a method of performing the binder removal step without pressure and then sintering it under a constant pressure. With this method, the amount of sintering shrinkage itself on the pressed surface of the sintered body can be suppressed small, and as a result, the dimensional variation after firing can be stabilized relatively easily within ± 0.5%, and It was shown that the warp, peeling, and blistering of the ties can be reduced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】発明者等はさらにその
後、より寸法精度の高い焼結体を作製するための方法、
および対環境性の観点から積層体の作製を水溶性、もし
くは水に分散できるバインダを用いて特殊有機溶剤を使
用しないプロセスで行うこと等を目指したバインダの改
良を検討してきた。その結果、特に焼成後(焼結体)の
焼成前(成形体)と比べた寸法変化率を±0.3%以内
といったより高精度に制御するためには、ある種のバイ
ンダ材料を用いた場合、前記公報に開示の加圧方法では
実現できないことがわかった。この原因を調べた結果、
ある種のバインダでは脱バインダ時に従来予想されなか
ったかなり大きな収縮力が発生していることが判明し
た。しかも、この力がセラミックスの焼結(緻密化)時
に発生する収縮力よりかなり大きく、焼結工程に最適な
加圧力一定の条件で焼成する従来プロセスでは脱バイン
ダ時の寸法変化を抑えることができない為であることが
わかった。
Further, the inventors of the present invention have subsequently developed a method for producing a sintered body with higher dimensional accuracy,
In addition, from the viewpoint of environmental resistance, the improvement of the binder has been studied aiming at the production of the laminate by a process using a water-soluble or water-dispersible binder without using a special organic solvent. As a result, in particular, in order to control the dimensional change rate after firing (sintered body) compared with before firing (molded body) within ± 0.3% with higher accuracy, a certain kind of binder material was used. In this case, it has been found that the pressurizing method disclosed in the above publication cannot be realized. As a result of investigating this cause,
It was found that a certain type of binder generated a considerably large shrinking force, which was not expected in the past, during debinding. Moreover, this force is much larger than the shrinking force generated during the sintering (densification) of ceramics, and the dimensional change during binder removal cannot be suppressed by the conventional process in which the sintering is performed under the conditions of constant pressure that is optimal for the sintering process. It turned out to be a good thing.

【0006】一方、セラミック焼結体を様々な用途で信
頼性良く利用してゆくためには、焼結体中の欠陥を少な
くし強度を高めて信頼性を向上させることが必須であ
る。その為、欠陥となる最終的な焼結体中のボイド量を
低減すること、およびボイドの径を小さくすることが重
要となる。成形用に添加した前述のバインダは、焼成工
程中の脱バインダ工程で完全にセラミック成形体から除
去されるのが好ましいが、実際には、一部の有機成分が
炭化して残留カーボンという形で成形体内に残ってしま
い、これが焼結工程で焼結体内にボイドを発生させる原
因になったり、焼結体内でカーボン自身が欠陥として作
用する。従って脱バインダ工程で残留カーボン量をでき
るだけ低減しておくことが重要である。
On the other hand, in order to utilize the ceramic sintered body with reliability in various applications, it is essential to reduce defects in the sintered body and increase the strength to improve the reliability. Therefore, it is important to reduce the amount of voids in the final sintered body that become defects and to reduce the diameter of the voids. The above-mentioned binder added for molding is preferably completely removed from the ceramic molded body in the binder removal step during the firing step, but in reality, some organic components are carbonized to form residual carbon. It remains in the molded body, which causes the generation of voids in the sintered body in the sintering process, and carbon itself acts as a defect in the sintered body. Therefore, it is important to reduce the residual carbon amount in the binder removal step as much as possible.

【0007】そこで、本発明は、脱バインダ工程および
焼結工程を通してセラミック焼結体の寸法精度を従来以
上に向上させるとともに、焼結体中の残留カーボン量、
ボイド量、ボイド径を低減して焼結体の信頼性を向上さ
せるためのセラミック焼結体の製造方法、および該製造
方法を用いた製造装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention improves the dimensional accuracy of the ceramic sintered body more than ever before through the binder removal step and the sintering step, and the residual carbon amount in the sintered body,
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic sintered body for reducing the void amount and the void diameter to improve the reliability of the sintered body, and a manufacturing apparatus using the manufacturing method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、セラミック粉末とバインダとを含む成
形体を作製する成形体作製工程と、該成形体を加熱して
バインダを除去し、該成形体をさらに加熱して焼結体と
し、該焼結体を冷却する焼成工程とをこの順に有するセ
ラミック焼結体の製造方法において、上記焼成工程は、
その工程内において、上記成形体に圧力を印加するあら
かじめ定められた期間を有し、上記圧力は、上記期間の
終期では、上記期間の初期より低くなるように定められ
ていることを特徴とするセラミック焼結体の製造方法が
提供される。
In order to achieve the above object, in the present invention, a forming step of forming a formed body containing a ceramic powder and a binder, and heating the formed body to remove the binder, In the method for manufacturing a ceramic sintered body, which further comprises a firing step of heating the shaped body to obtain a sintered body, and cooling the sintered body in this order, the firing step comprises:
In the step, there is a predetermined period for applying pressure to the molded body, and the pressure is set to be lower than the initial period of the period at the end of the period. A method for manufacturing a ceramic sintered body is provided.

【0009】また、本発明では、セラミック粉末とバイ
ンダとを含む成形体を作製する成形体作製工程と、該成
形体を加熱してバインダを除去する脱バインダ工程と、
該成形体を加熱して焼結体とする焼結工程と、該焼結体
を冷却する冷却工程とをこの順に有するセラミック焼結
体の製造方法において、上記脱バインダ工程は、上記成
形体に圧力を印加しながら行ない、上記圧力は、工程の
終期では、工程の初期より低くなるように印加されるこ
とを特徴とするセラミック焼結体の製造方法が提供され
る。
Further, according to the present invention, a molded body manufacturing step of manufacturing a molded body containing ceramic powder and a binder, and a binder removal step of heating the molded body to remove the binder,
In the method for producing a ceramic sintered body, which comprises a sintering step of heating the molded body to form a sintered body and a cooling step of cooling the sintered body in this order, the binder removal step is performed on the molded body. There is provided a method for producing a ceramic sintered body, which is carried out while applying pressure, and the pressure is applied so as to be lower than that at the beginning of the process at the end of the process.

【0010】さらに、本発明では、セラミック粉末とバ
インダとを含む成形体を作製する成形体作製工程と、該
成形体を加熱してバインダを除去する脱バインダ工程
と、該成形体を加熱して焼結体とする焼結工程と、該焼
結体を冷却する冷却工程とをこの順に有するセラミック
焼結体の製造方法において、上記焼結工程は、上記成形
体に圧力を印加しながら、温度を低温域から高温域に変
化させて焼成を行なう工程であり、上記低温域で印加さ
れる圧力は、上記高温域で印加される圧力より大きいこ
とを特徴とするセラミック焼結体の製造方法が提供され
る。
Further, according to the present invention, a molded body manufacturing step for manufacturing a molded body containing ceramic powder and a binder, a binder removal step for heating the molded body to remove the binder, and a heating for the molded body. In a method for producing a ceramic sintered body, which comprises a sintering step of forming a sintered body and a cooling step of cooling the sintered body in this order, the sintering step is performed while applying a pressure to the molded body while controlling a temperature. In a step of changing the temperature from a low temperature range to a high temperature range and performing firing, and the pressure applied in the low temperature range is higher than the pressure applied in the high temperature range. Provided.

【0011】また、本発明では、セラミック粉末とバイ
ンダとを含む成形体を加熱焼成する炉を備える加熱焼成
機構と、加熱焼成中の成形体に圧力を印加するための圧
力印加機構と、上記加熱焼成機構、および上記圧力印加
機構の制御を行ない、上記加熱焼成において、脱バイン
ダと焼結とを行なう制御装置とを備え、上記制御装置
は、上記炉内をあらかじめ定められた第1の温度域に
し、上記成形体にあらかじめ定められた第1の圧力を印
加して、あらかじめ定められた時間保持した後、上記炉
内を上記第1の温度域より高温の第2の温度域にし、上
記成形体に上記第1の圧力より小さい第2の圧力を印加
し、あらかじめ定められた時間保持する手段を有するこ
とを特徴とするセラミック焼結体の製造装置が提供され
る。
Further, according to the present invention, a heating and firing mechanism having a furnace for heating and firing a molded body containing ceramic powder and a binder, a pressure applying mechanism for applying a pressure to the molded body during heating and firing, and the above heating A control device for controlling the firing mechanism and the pressure application mechanism and for performing binder removal and sintering in the heating and firing is provided, and the control device has a predetermined first temperature range in the furnace. Then, after applying a predetermined first pressure to the molded body and holding it for a predetermined time, the inside of the furnace is brought to a second temperature range higher than the first temperature range, and the molding is performed. An apparatus for producing a ceramic sintered body is provided, which has means for applying a second pressure smaller than the first pressure to the body and holding the second pressure for a predetermined time.

【0012】さらに、本発明では、セラミック粉末とバ
インダとを含む成形体を加熱焼成する炉を備える加熱焼
成機構と、加熱焼成中の成形体に圧力を印加するための
圧力印加機構と、上記加熱焼成機構、および上記圧力印
加機構の制御を行ない、上記加熱焼成において、脱バイ
ンダと焼結とを行なう制御装置とを備え、上記制御装置
は、上記炉内をあらかじめ定められた第1の温度域に
し、上記成形体にあらかじめ定められた第1の圧力を印
加して、あらかじめ定められた時間保持した後、上記炉
内を上記第1の温度域より高温の第2の温度域にし、上
記成形体に上記第1の圧力より小さい第2の圧力を印加
し、あらかじめ定められた時間保持する脱バインダ処理
手段と、上記炉内を上記第2の温度域より高温の第3の
温度域にし、上記成形体に上記第2の圧力より高い第3
の圧力を印加して、あらかじめ定められた時間保持する
焼結処理手段とを備えることを特徴とするセラミック焼
結体の製造装置が提供される。
Further, in the present invention, a heating and firing mechanism including a furnace for heating and firing a molded body containing a ceramic powder and a binder, a pressure applying mechanism for applying a pressure to the molded body during heating and firing, and the above heating A control device for controlling the firing mechanism and the pressure application mechanism and for performing binder removal and sintering in the heating and firing is provided, and the control device has a predetermined first temperature range in the furnace. Then, after applying a predetermined first pressure to the molded body and holding it for a predetermined time, the inside of the furnace is brought to a second temperature range higher than the first temperature range, and the molding is performed. Applying a second pressure lower than the first pressure to the body and holding the binder for treating for a predetermined time, and setting the inside of the furnace to a third temperature range higher than the second temperature range, Above Body higher than the second pressure to the third
An apparatus for producing a ceramic sintered body is provided, which comprises: a sintering treatment means for applying a pressure of 1) and holding the pressure for a predetermined time.

【0013】[0013]

【作用】上記目的は、バインダを含む主としてセラミッ
ク粉末から成る成形体の焼成工程のうち、少なくとも脱
バインダ工程および焼結工程で成形体の外表面に加圧力
を加え、かつ脱バインダ工程で加える最大の加圧力を焼
結工程での加圧力より大きくすること、および脱バイン
ダ工程,焼結工程途中で、加える加圧力を変化させるこ
とにより達成できる。特に焼結体中の残留カーボン量の
低減のためには、脱バインダ工程における成形体中の開
気孔率を一定値以上に保つことが重要で、これを実現す
る焼成プロセス条件または材料組成を最適に選ぶことに
より残留カーボン量は低減できる。
The above-described object is to apply a pressure to the outer surface of the compact in at least the binder removal step and the sintering step in the firing step of the compact mainly composed of the ceramic powder containing the binder, and to apply the maximum in the binder removal step. This can be achieved by making the pressure applied to the pressure higher than the pressure applied in the sintering step, and changing the pressure applied during the binder removal step and the sintering step. In particular, in order to reduce the amount of residual carbon in the sintered compact, it is important to maintain the open porosity in the compact in the binder removal process to a certain value or more. Optimizing the firing process conditions or material composition to achieve this By selecting, the amount of residual carbon can be reduced.

【0014】発明者等はまず脱バインダ工程での寸法変
化を詳細に検討した。これらの脱バインダ工程での一般
的なバインダ除去に伴う重量減少および成形体の寸法変
化挙動(成形体の加圧なし)を図2に示す。なお、図2
は一定の速さで昇温した場合のXY方向(加圧方向をZ
軸としたときの、Z軸に直交する方向)の、寸法変化と
温度との関係201、および、重量変化と温度との関係
202を模式的にグラフにしたものである。
The inventors first examined in detail the dimensional change in the binder removal step. FIG. 2 shows the weight reduction and the dimensional change behavior of the molded body (without pressurization of the molded body) accompanying the general removal of the binder in these binder removal steps. Note that FIG.
Is the XY direction when the temperature is raised at a constant speed (pressurization direction is Z
2 is a graph schematically showing a relationship 201 between a dimensional change and a temperature and a relationship 202 between a weight change and a temperature in a direction orthogonal to the Z axis when the axis is used.

【0015】寸法の変化は、バインダの大部分が分解除
去される温度域(図2ではAとして図示)、およびその
後のごく少量のバインダ残渣がゆっくり除去される温度
域(図2ではBとして図示)の2段階で起こっているこ
とが明らかとなった。残留カーボン量としては、最終焼
結体のボイド量、径に及ぼす影響から考えて0.1%以
下、好ましくは0.05%以下、さらに電子材料等の用
途で電気的な絶縁性が必要な場合等には0.03%以下
が好ましく、本発明では用途に応じたこれらのレベルの
バインダ残渣とするまでの工程を脱バインダ工程と考え
ている。これを達成するためには脱バインダ工程での最
高温度はできるだけ高温にして、脱バインダ反応を促進
することが好ましい。しかしながら、あまり温度を上げ
過ぎるとセラミック材料自体の焼結が進行し、成形体が
緻密化してくるために逆に脱バインダ性は低下する。一
般には脱バインダ工程の最高温度としてはセラミック材
料自体の焼結がわずかに始まっている領域を選択する場
合が多いが、セラミック材料の種類によっては焼結収縮
が起こらず、かつ脱バインダ反応が充分に起こる温度が
両立するとは限らない。図2における高温域(温度域
B)での収縮もセラミック材料自体の焼結収縮が始まっ
ている事を示している。
The dimensional change is the temperature range in which most of the binder is decomposed and removed (shown as A in FIG. 2) and the temperature range in which a very small amount of the binder residue after that is slowly removed (shown as B in FIG. 2). It became clear that it occurred in two stages. The amount of residual carbon is 0.1% or less, preferably 0.05% or less in consideration of the influence on the void amount and diameter of the final sintered body, and it is necessary to have electrical insulation in applications such as electronic materials. In some cases, the content is preferably 0.03% or less, and in the present invention, the step of obtaining binder residues at these levels according to the application is considered to be the binder removal step. In order to achieve this, the maximum temperature in the binder removal step is preferably set as high as possible to promote the binder removal reaction. However, if the temperature is raised too much, the sintering of the ceramic material itself proceeds, and the compact becomes denser, so that the binder removal property decreases. Generally, as the maximum temperature of the binder removal process, it is often the case that the ceramic material itself begins to sinter slightly, but depending on the type of ceramic material, sintering shrinkage does not occur and the binder removal reaction is sufficient. There is no guarantee that the temperatures that occur in both will be compatible. The shrinkage in the high temperature range (temperature range B) in FIG. 2 also indicates that the sintering shrinkage of the ceramic material itself has started.

【0016】さらに上記脱バインダ工程での寸法変化
(収縮)を加圧力を印加した状態で検討した。板状成形
体の表裏2つの表面に直交する方向に圧力を加えなが
ら、一定の速さで昇温し、脱バインダした場合の、脱バ
インダ工程での加圧力と加圧面におけるXY方向(加圧
方向に直交する方向)の寸法変化の関係を図1に示す。
Further, the dimensional change (shrinkage) in the binder removal step was examined under the condition that a pressure was applied. When pressure is applied in a direction orthogonal to the two front and back surfaces of the plate-shaped molded product and the binder is removed at a constant rate to remove the binder, the pressure applied in the binder removal step and the XY direction (pressurized surface) FIG. 1 shows the relationship of dimensional change in the direction orthogonal to the direction).

【0017】加圧力が小さい場合(図1では102とし
て図示)には、前述の2段階の収縮は、無加圧の場合
(図1では101として図示)に比べれば小さいが、両
方共発生する。加圧力を大きくすると(図1では103
として図示)、前述の2段階の収縮のうち、2段目の収
縮(温度域Bの収縮)は小さく抑えることができるが、
1段目の収縮(温度域Aの収縮)、すなわちバインダの
大部分が急激に分解除去される温度域での収縮は依然発
生する。さらに加圧力を大きくすると(図1では104
として図示)、前述の2段階の収縮が両方共抑制できる
ようになる。この検討により、バインダの大部分が急激
に分解除去される際に発生する成形体の収縮力は、セラ
ミック材料自体が焼結収縮する際に発生する収縮力より
かなり大きいことが明らかとなった。
When the applied pressure is small (shown as 102 in FIG. 1), the two-stage contraction described above is smaller than that in the case where no pressure is applied (shown as 101 in FIG. 1), but both occur. . If the applied pressure is increased (103 in FIG. 1)
Of the two stages described above, the second stage contraction (contraction in the temperature range B) can be suppressed to a small level.
The first-stage shrinkage (shrinkage in the temperature range A), that is, the shrinkage in the temperature range where most of the binder is rapidly decomposed and removed, still occurs. When the applied pressure is further increased (104 in FIG. 1)
Both of the above-mentioned two stages of contraction can be suppressed. This study has revealed that the shrinkage force of the molded body generated when most of the binder is rapidly decomposed and removed is considerably larger than the shrinkage force generated when the ceramic material itself sinters and shrinks.

【0018】上記のように脱バインダ工程で寸法変化を
抑制するのに大きな加圧力を印加する必要がある場合、
焼結工程をそのまま同じ圧力で行うと、加圧力が大きす
ぎて焼結体がつぶれてしまうか、もしくは焼結体が加圧
面や側面の治具と強固に反応して固着する等の問題が生
じてしまう。従って焼成工程で印加する加圧力は、脱バ
インダ工程では大きな収縮力に対応するに十分な加圧力
とし、焼結時にはつぶれを防止しかつ加圧面の焼結収縮
を抑えることのできる範囲でより小さな加圧力に変更す
ることが有効となる。
When it is necessary to apply a large pressure to suppress the dimensional change in the binder removal step as described above,
If the sintering process is performed at the same pressure as it is, there is a problem that the applied pressure is too large and the sintered body is crushed, or the sintered body reacts strongly with the jig on the pressing surface or the side surface and is fixed. Will occur. Therefore, the pressure applied in the firing step should be sufficient in the binder removal step to correspond to a large shrinkage force, and should be smaller in the range that can prevent crushing during sintering and suppress sintering shrinkage of the pressing surface. It is effective to change the pressure.

【0019】さらには焼結工程において、初めの比較的
低温でつぶれが起きにくい領域では加圧力を大きくして
ボイド量およびボイド径を減少させ、より高温域におい
てはつぶれを防止するために加圧力を小さくして充分に
焼成する方法も有効である。焼成終了後の焼結体中の気
孔率は3%以下、好ましくは2%以下が良く、ボイド径
としては10μm以下、好ましくは5μm以下が望まし
い。ゆえに、このような気孔率、ボイド径を実現するよ
うに、あらかじめ圧力を定め、これを用いて焼結するこ
とが望ましい。
Further, in the sintering step, the pressing force is increased in the region where crushing does not easily occur at a relatively low temperature at the beginning to reduce the void amount and the void diameter, and in the higher temperature region, the pressing force is applied to prevent the crushing. It is also effective to reduce the amount of heat and to perform sufficient firing. The porosity in the sintered body after firing is 3% or less, preferably 2% or less, and the void diameter is 10 μm or less, preferably 5 μm or less. Therefore, it is desirable to set the pressure in advance so as to realize the porosity and the void diameter, and to use the pressure for sintering.

【0020】一方、脱バインダ工程内においても、脱バ
インダ工程のうち1段目の収縮(バインダが急激に分解
除去されることによる収縮)を抑えるための、第1の温
度域Aにおける第1の加圧力のまま、脱バインダ促進の
ためさらに昇温し、第1の温度域Aより高温の第2の温
度域Bにすると、焼結に伴う収縮も同時に促進され,脱
バインダ性がかえって低下する。これは焼結収縮により
成形体中の空隙が減少したためと考えられるが、これま
で脱バインダ性との関係は詳細には知られていなかっ
た。
On the other hand, even in the binder removal process, the first temperature range A for suppressing the first stage shrinkage of the binder removal process (shrinkage due to abrupt decomposition and removal of the binder). When the temperature is further increased to accelerate the binder removal while maintaining the applied pressure to the second temperature range B which is higher than the first temperature range A, the contraction accompanying sintering is also promoted, and the binder removal property is rather deteriorated. . It is considered that this is because the voids in the molded body were reduced by the sintering shrinkage, but the relationship with the binder removal property has not been known in detail so far.

【0021】そこで発明者らは、成形体中の空隙と脱バ
インダ性との関係を調べた結果、成形体中の空隙(開気
孔、閉気孔)のうち、特に成形体の開気孔率および開気
孔径と脱バインダ性との間に密接な関係があることがわ
かった。開気孔率と残留カーボン量との関係を図3に示
し、開気孔径と残留カーボン量との関係を図4に示す。
なお、開気孔率および開気孔径は水銀圧入式のポロシメ
ータにて測定した。これらの図からもわかるように、成
形体の外側とつながった成形体内部からのバインダの逃
げ道、すなわち開気孔の量を充分に確保し、さらにこの
開気孔の大きさを大きく保つことで脱バインダ性は大幅
に向上できる。上記の検討の結果から、成形体の開気孔
率としては15%以上、好ましくは20%以上に維持す
ることが、また開気孔径としては、0.2μm以上、好
ましくは0.3μm以上とすることが脱バインダに有効
であることが明らかとなった。ゆえに、印加する圧力を
大きくすると、開気孔率、開気孔径が小さくなる傾向が
あるため、上記の開気孔率、開気孔径を実現するような
圧力をあらかじめ定めて、該圧力を用いて脱バインダ処
理を行なうことが望ましい。
[0021] Therefore, as a result of examining the relationship between the voids in the molded body and the binder removal property, the inventors have found that among the voids (open pores, closed pores) in the molded body, the open porosity and the open porosity of the molded body are particularly preferable. It was found that there is a close relationship between the pore size and the binder removal property. The relationship between the open porosity and the residual carbon amount is shown in FIG. 3, and the relationship between the open pore diameter and the residual carbon amount is shown in FIG.
The open porosity and the open pore diameter were measured by a mercury porosimetry porosimeter. As can be seen from these figures, the binder escape path from the inside of the molded body, which is connected to the outside of the molded body, that is, the amount of open pores is sufficiently secured, and the size of the open pores is kept large to remove the binder. Sex can be greatly improved. From the results of the above examination, the open porosity of the molded body should be maintained at 15% or more, preferably 20% or more, and the open pore diameter should be 0.2 μm or more, preferably 0.3 μm or more. It has become clear that this is effective for binder removal. Therefore, if the applied pressure is increased, the open porosity and the open pore diameter tend to be smaller.Therefore, a pressure that achieves the above open porosity and open pore diameter is set in advance and decompression is performed using the pressure. It is desirable to perform binder processing.

【0022】従って、残留カーボンをより効果的に減少
させるためには、上記条件を実現できるプロセス上の条
件として、脱バインダ工程の途中で加圧力を変更するこ
と、より具体的には脱バインダ工程のうち1段目のバイ
ンダの急激な減少に伴う収縮(温度域Aの収縮)を抑え
るために、まず第1の大きな加圧力下で焼成する第1の
工程を施した後、前記第1の加圧力より小さな第2の加
圧力下で成形体の開気孔率および開気孔径を確保しなが
ら焼成して残留カーボンを低減する第2の工程を行うこ
とが有効である。寸法変化を抑えるために必要な加圧力
は、バインダ除去量が多くなるにつれて小さくできる。
従って、より具体的には脱バインダ工程における加圧力
を、少なくともバインダの50%が分解除去されるまで
は大きく保ち、その後連続的に加圧力を小さくする方法
が好ましい。より高い寸法精度を確保するためには、第
2の加圧力を加えるのはバインダの80%が分解除去さ
れた後とすることが好ましい。
Therefore, in order to reduce the residual carbon more effectively, as a process condition that can realize the above conditions, the pressing force is changed during the binder removal process, more specifically, the binder removal process. In order to suppress the shrinkage (shrinkage in the temperature range A) due to the rapid decrease of the binder in the first step, first, the first step of firing under the first large applied pressure is performed, and then the first step is performed. It is effective to perform the second step of reducing the residual carbon by firing while maintaining the open porosity and the open pore diameter of the molded body under the second pressurizing force smaller than the pressurizing force. The pressing force required to suppress the dimensional change can be reduced as the binder removal amount increases.
Therefore, more specifically, a method is preferable in which the pressing force in the binder removal step is kept large until at least 50% of the binder is decomposed and removed, and then the pressing force is continuously reduced. In order to secure higher dimensional accuracy, it is preferable to apply the second pressing force after 80% of the binder has been decomposed and removed.

【0023】また、加圧力はバインダの添加量、種類、
成形体のサイズなどに応じて定められるべきであるが、
寸法変化を抑制するのに十分であり、かつ成形体が破損
しない圧力として、つぎに挙げる範囲であることが好ま
しい。すなわち、脱バインダ工程での加圧力は0.5〜
100kg/cm2が好ましい。脱バインダ工程におけ
る第1の加圧力は、1〜100kg/cm2、好ましく
は5〜50kg/cm2とすることが望ましい。脱バイ
ンダ工程における第2の加圧力は、0.5〜10kg/
cm2、好ましくは0.5〜5kg/cm2とすることが
望ましい。
Further, the applied pressure depends on the amount and type of binder added,
Although it should be determined according to the size of the molded body,
The pressures which are sufficient to suppress the dimensional change and which do not damage the molded body are preferably in the following ranges. That is, the pressing force in the binder removal step is 0.5 to
100 kg / cm 2 is preferred. The first applied pressure in the binder removal step is desirably 1 to 100 kg / cm 2 , preferably 5 to 50 kg / cm 2 . The second pressing force in the binder removal step is 0.5 to 10 kg /
It is desirable to set it to be cm 2 , preferably 0.5 to 5 kg / cm 2 .

【0024】一方、焼結時の加圧力は、寸法変化を抑制
するのに十分であり、かつ成形体の形状を保つことので
きる圧力として、1〜20kg/cm2、好ましくは
1.5〜10kg/cm2が好適である。焼結工程にお
いて加圧力を変更する場合には、第1の加圧力は2〜2
0kg/cm2、好ましくは1.5〜10kg/cm2
望ましく、第2の加圧力は1〜10kg/cm2、好ま
しくは1〜5kg/cm2が望ましい。
On the other hand, the pressure applied during sintering is 1 to 20 kg / cm 2 , preferably 1.5 to 10 as a pressure sufficient for suppressing dimensional change and maintaining the shape of the molded body. 10 kg / cm 2 is preferred. When changing the pressing force in the sintering process, the first pressing force is 2 to 2
0 kg / cm 2, preferably desirably 1.5~10kg / cm 2, the second pressure is 1 to 10 kg / cm 2, preferably 1-5 kg / cm 2 is desirable.

【0025】また、脱バインダ工程の最高温度は400
〜1000℃、焼結工程での最高温度は700〜170
0℃の範囲で行われることが望ましい。低すぎると、十
分な緻密化が起こらず、高すぎると成形体の形状を保つ
ことができない。
The maximum temperature of the binder removal process is 400
~ 1000 ℃, the maximum temperature in the sintering process is 700 ~ 170
It is desirable to be performed in the range of 0 ° C. If it is too low, sufficient densification does not occur, and if it is too high, the shape of the molded article cannot be maintained.

【0026】さらに、脱バインダ工程は、酸化性ガス雰
囲気、もしくは加湿不活性ガス雰囲気中で行われるのが
好ましい。酸化性雰囲気中での脱バインダ工程が終了し
た後は、場合により引き続き還元性の雰囲気中で焼成す
る工程を行うことが好ましい。その場合には、還元工程
が脱バインダ工程と同じかより低温で、かつ脱バインダ
工程での最大加圧力より小さい加圧条件下、もしくは加
圧しないで行うことが好ましい。これは還元工程での寸
法変化を抑え、かつセラミックスの焼結収縮が進行する
ことをできるだけ抑制し、還元反応を充分に行うためで
ある。この場合にも、成形体の開気孔率としては15%
以上、好ましくは20%以上に維持することが好まし
い。
Further, the binder removal step is preferably carried out in an oxidizing gas atmosphere or a humidified inert gas atmosphere. After completion of the binder removal step in an oxidizing atmosphere, it is preferable to carry out a step of firing in a reducing atmosphere as the case may be. In that case, it is preferable that the reduction step is performed at the same temperature as that of the binder removal step or at a lower temperature, and under a pressure condition smaller than the maximum pressure applied in the binder removal step or without pressure. This is for suppressing the dimensional change in the reduction step, suppressing the progress of sintering shrinkage of the ceramics as much as possible, and sufficiently performing the reduction reaction. Even in this case, the open porosity of the molded body is 15%.
Above, it is preferable to maintain at 20% or more.

【0027】一般に必要な加圧力は、バインダ材料の種
類,添加量や積層体の厚さによって変化し、焼成する積
層体の厚さが厚くなるにつれて大きくなる。また各種バ
インダにつき検討を行った結果、脱バインダ工程中、バ
インダの少なくとも一部が熱分解過程で液体状の物質を
生成する場合に、特に大きな収縮力を発生することがわ
かった。さらに液体状のバインダ熱分解物を調べた結
果、それらの主成分は元の高分子バインダを構成するモ
ノマーまたはそのオリゴマーであった。特に水溶性、も
しくは水分散性を有するバインダがこの特徴を示した。
脱バインダ時の大きな収縮力は、液体状の粘稠な物質が
セラミック粉末の集合体の空隙部に発生し、その表面張
力によりセラミック粉末を凝集させようとする力による
と考えられる。なお、セラミック粉末成形用のバインダ
としては、セラミック粉末を結合して成形性を主として
付与する為に最も多く添加する結合剤の他に、可塑剤、
分散剤、消泡剤等の少量の添加剤を加えることがある。
Generally, the required pressing force changes depending on the type of binder material, the addition amount, and the thickness of the laminated body, and increases as the thickness of the laminated body to be fired increases. Further, as a result of studying various binders, it was found that a particularly large shrinkage force is generated when at least a part of the binder produces a liquid substance in the thermal decomposition process during the binder removal process. Further, as a result of examining the liquid pyrolyzed binder, the main components thereof were the monomer or the oligomer thereof constituting the original polymer binder. In particular, a binder which is water-soluble or water-dispersible exhibits this characteristic.
It is considered that the large contraction force at the time of removing the binder is due to the force of the liquid viscous substance generated in the voids of the aggregate of the ceramic powder, and the surface tension thereof causing the ceramic powder to aggregate. As the binder for molding the ceramic powder, in addition to the binder that is most added to bond the ceramic powder to mainly impart moldability, a plasticizer,
A small amount of additives such as dispersants and defoamers may be added.

【0028】本願においては、加圧力を加える面の焼成
収縮が抑制されたと表現するのは、焼成前の寸法に比べ
た変化率で±0.3%以内の場合である。変化率がこの
範囲であれば、寸法変化が実質的に無視できると考えら
れるからである。ただし、より高い寸法精度を要求され
る実装基板等の用途に用いるセラミック焼結体の場合
は、無視できる範囲を、変化率が±0.2%以内、好ま
しくは±0.1%以内とすべきな場合もある。なお、上
記成形体の加圧力を加える面は、成形体の複数の面のう
ち最も面積の大きな面が好ましい。
In the present application, the expression that the firing shrinkage of the surface to which the pressing force is applied is suppressed is the case where the rate of change compared with the dimension before firing is within ± 0.3%. This is because it is considered that the dimensional change can be substantially ignored if the rate of change is in this range. However, in the case of a ceramic sintered body that is used for applications such as mounting boards that require higher dimensional accuracy, the negligible range is within ± 0.2%, preferably within ± 0.1%. Sometimes it should be. The surface of the molded body to which the pressing force is applied is preferably the surface having the largest area among the plurality of surfaces of the molded body.

【0029】成形体に接して加圧力を伝達する部材は、
成形体の焼成温度において寸法安定で、かつ気孔率50
%以上、より好ましくは70%以上の多孔質な材料が好
ましい。これは、成形体から脱離したバインダが雰囲気
中に抜け出るための経路を確保するためである。バイン
ダの加熱分解・燃焼成分をこの多孔質の板状物を通して
上下面からも容易に外部に排出させることができるた
め、多孔質の板状物を成形体の上下面に配置して、これ
を介して圧力を加えながら焼結することは、バインダの
除去(脱バインダ)に有効である。特に、耐熱セラミッ
ク繊維材を複合化(セラミック繊維とセラミック粒子と
の混合物を用いて調製)した多孔質板は、強度低下を抑
えて開気孔率を大きくすることができるので、有効な材
料である。
The member that is in contact with the molded body and transmits the pressing force is
Dimensionally stable and porosity of 50 at firing temperature of molded body
% Or more, and more preferably 70% or more of a porous material is preferable. This is to secure a path for the binder released from the molded body to escape into the atmosphere. Since the thermal decomposition / combustion components of the binder can be easily discharged to the outside from the upper and lower surfaces through this porous plate, the porous plate is placed on the upper and lower surfaces of the molded body and Sintering while applying pressure through it is effective for removing the binder (debinding). In particular, a porous plate obtained by compounding a heat-resistant ceramic fiber material (prepared by using a mixture of ceramic fibers and ceramic particles) is an effective material because it can suppress the decrease in strength and increase the open porosity. .

【0030】表面の平滑性が特に要求される場合には、
研削等の方法により焼結後にわずかな加工を施せばよ
い。この場合、本発明の方法により得られるサンプル
は、寸法精度やサンプル全体の反りが非常に小さいた
め、研削量が少なくて済むというメリットがある。
When surface smoothness is particularly required,
A slight processing may be performed after sintering by a method such as grinding. In this case, since the sample obtained by the method of the present invention has very small dimensional accuracy and warp of the entire sample, there is an advantage that a grinding amount can be small.

【0031】成形体の焼成は、酸化性,不活性,還元性
雰囲気、もしくは真空のいずれかの中で行なう。また、
焼成雰囲気を、これらのうちの2以上の雰囲気に段階的
に変えるようにしてもよい。特に、耐酸化性の小さな導
体材料が使用されているような配線基板等の場合は、A
r/H2O,N2/H2O,N2/H2/H2Oなどの加湿した雰
囲気ガス中での脱バインダ工程が好ましい。脱バインダ
工程を空気中などの酸化性雰囲気で行うことは、脱バイ
ンダ工程時間を短縮でき有効である。但し、耐酸化性の
小さな導体材料を使用する場合は脱バインダ工程終了
後、酸化された導体材料を還元する工程が必要となる。
必要に応じて脱バインダ性促進のために、大気圧よりも
大きなガス圧雰囲気中で焼成することも有効である。
The molding is fired in an oxidizing, inert or reducing atmosphere or in a vacuum. Also,
The firing atmosphere may be changed stepwise to two or more of them. In particular, in the case of a wiring board or the like in which a conductive material having low oxidation resistance is used, A
A binder removal step in a humidified atmosphere gas such as r / H 2 O, N 2 / H 2 O, N 2 / H 2 / H 2 O is preferable. Performing the binder removal step in an oxidizing atmosphere such as in air is effective in shortening the binder removal step time. However, when using a conductive material having low oxidation resistance, a step of reducing the oxidized conductive material is required after the binder removal step is completed.
It is also effective to perform firing in a gas pressure atmosphere larger than atmospheric pressure in order to accelerate the binder removal property if necessary.

【0032】本発明のセラミック成形体の焼成装置は、
焼成工程(脱バインダ,焼結,及び冷却を含む)の少な
くとも一部で、成形体の少なくとも一部に加圧力を加え
る手段を備え、しかも焼成工程において少なくとも第1
の温度域において第1の加圧力を加える第1の工程、お
よび第1の温度より高い第2の温度域において第1の加
圧力より低い第2の加圧力が加えられる第2の工程を制
御するための手段を備えている。さらに、本装置では上
記の如き加圧力と温度を同時に連動して制御する制御装
置を有する。また、前記加圧力を成形体に加える際に、
成形体に衝撃を与えずに圧力を印加できる機構を備えて
いるか、または、成形体を加圧する為の部材を一定速度
で成形体に当てる機構を備えていることが好ましい。こ
のような機構を備えていれば、特に脱バインダ後の成形
体は非常にもろいため、脱バインダ工程終了後に新たに
加圧力を印加する必要のある場合にはクラック等を生じ
ることなく圧力を印加する方法として有効である。
The ceramic compact firing apparatus of the present invention comprises:
At least a part of the firing step (including binder removal, sintering, and cooling) is provided with means for applying a pressing force to at least a part of the molded body, and at least the first step in the firing step.
Controlling a first step of applying a first pressurizing force in a temperature range of, and a second step of applying a second pressurizing force lower than the first pressurizing force in a second temperature range higher than the first temperature Means for doing so. Further, the present apparatus has a control device for controlling the pressing force and the temperature as described above at the same time. Also, when applying the pressing force to the molded body,
It is preferable to have a mechanism that can apply pressure without giving an impact to the molded body or a mechanism that applies a member for pressurizing the molded body to the molded body at a constant speed. If such a mechanism is provided, the molded body after debindering is very brittle, so if it is necessary to newly apply a pressure after the debindering step, the pressure is applied without causing cracks or the like. This is an effective way to do

【0033】本発明に用いるセラミック材料としては、
アルミナ,ムライト,シリカ,ジルコニア,窒化アルミ
ニウム,窒化ホウ素,窒化ケイ素,炭化ケイ素,サイア
ロンまたはこれらの混合物を主成分とするセラミックス
や、ホウケイ酸ガラス,アルミノケイ酸ガラス等の各種
ガラス,コージェライト,β−ユークリプタイト等の結
晶を含む結晶化ガラス、およびこれらとアルミナ,シリ
カ,ムライト,ジルコニア,マグネシア,窒化ケイ素,
炭化ケイ素,サイアロン,窒化アルミニウム,窒化ホウ
素,ダイヤモンド,コージェライト,β−ユークリプタ
イト等のセラミックスフィラとの複合材や、チタン酸バ
リウム,チタン酸鉛、その他の鉛を含む複合ペロブスカ
イト化合物より主として構成されるコンデンサや圧電素
子に好適な材料など、各種のセラミックスを用いること
ができる。
As the ceramic material used in the present invention,
Ceramics containing alumina, mullite, silica, zirconia, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, sialon or a mixture thereof as a main component, various glasses such as borosilicate glass, aluminosilicate glass, cordierite, β- Crystallized glass containing crystals such as eucryptite, and these, alumina, silica, mullite, zirconia, magnesia, silicon nitride,
Mainly composed of composite materials with ceramic fillers such as silicon carbide, sialon, aluminum nitride, boron nitride, diamond, cordierite, β-eucryptite, and complex perovskite compounds containing barium titanate, lead titanate and other lead Various ceramics can be used, such as a material suitable for a capacitor and a piezoelectric element to be used.

【0034】特にセラミック原料粉末組成物としては、
脱バインダ工程終了時点での成形体の開気孔率が15%
以上となる物が好ましく、さらに焼成工程終了後の焼結
体の気孔率が3%以下となる材料組成であることが望ま
しい。これらの原料粉末材料は400〜1000℃の範
囲の脱バインダ工程後、開気孔径が0.2μm以上とな
り、さらに700〜1700℃の焼結工程後、焼結体の
ボイド径が10μm以下となる粉末組成であることが好
ましい。上記条件を満たすセラミック粉末組成物として
は、単一粉末の他、異種の粉末を混合したものを選ぶこ
とができる。特にガラス粉末と結晶性セラミック粉末の
混合物からなり、さらに結晶性セラミック粉末の混合比
が50vol%より大きいセラミック原料粉末組成物は、
上記条件を満たす粉末組成物として特に好適である。
Particularly, as the ceramic raw material powder composition,
The open porosity of the molded product is 15% at the end of the binder removal process.
The above materials are preferable, and the material composition is preferably such that the porosity of the sintered body after the firing step is 3% or less. These raw material powder materials have an open pore diameter of 0.2 μm or more after the binder removal step in the range of 400 to 1000 ° C., and a void diameter of 10 μm or less after the sintering step of 700 to 1700 ° C. The powder composition is preferable. As the ceramic powder composition satisfying the above conditions, a single powder or a mixture of different kinds of powder can be selected. In particular, a ceramic raw material powder composition comprising a mixture of glass powder and crystalline ceramic powder, and further having a mixing ratio of crystalline ceramic powder of more than 50 vol%,
It is particularly suitable as a powder composition satisfying the above conditions.

【0035】セラミック焼結体の表面および内部に導体
層を形成する場合の材料としては、Cu,Ag,Au,Ag
/Pd,Ni,W,Mo,Pd,Ptまたはこれらの組合せか
ら選ばれる材料が好適である。上記の組合せで選ばれる
導体材料は、あらかじめ合金として用いてもよいし、印
刷後、焼成中に反応して少なくとも一部に合金を形成す
るものでもよい。また、焼成後でも実質的に互いに反応
せず、複合材として一体に存在するものでもよい。これ
により、導体材料として、焼成雰囲気,熱膨張係数,電
気伝導率(抵抗率)等を、広く選択できる。
As the material for forming the conductor layer on the surface and inside of the ceramic sintered body, Cu, Ag, Au, Ag are used.
A material selected from / Pd, Ni, W, Mo, Pd, Pt or a combination thereof is suitable. The conductor material selected from the above combination may be used as an alloy in advance, or may be one which reacts during printing and firing to form an alloy in at least a part thereof. Further, it may be a composite material that does not substantially react with each other even after firing and exists integrally as a composite material. Thereby, the firing atmosphere, the thermal expansion coefficient, the electrical conductivity (resistivity), etc. can be widely selected as the conductor material.

【0036】[0036]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。 (実施例1)酸化物に換算してSiO2を60〜75重量
%、Al23を15〜30重量%、Li2Oを10重量
%以下、その他を15重量%以下とする組成を有する平
均粒径2μmのリチウムアルミノケイ酸塩ガラス粉末4
5体積%と、平均粒径1μmのアルミナ粉末25体積
%、平均粒径2μmのムライト粉末30体積%、及び水
溶性の変性アクリル系のバインダ、水を加えて、ボール
ミルで24h湿式混合してスラリーを作製した。これを
成形型に流し込み、板状の成形体を作製した。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Example 1) oxide in terms of the SiO 2 60 to 75 wt%, Al 2 O 3 15 to 30 wt%, Li 2 O and 10 wt% or less, the composition others and 15 wt% or less Lithium aluminosilicate glass powder 4 having an average particle size of 2 μm
5% by volume, 25% by volume of alumina powder having an average particle size of 1 μm, 30% by volume of mullite powder having an average particle size of 2 μm, a water-soluble modified acrylic binder, and water were added, and the mixture was wet-mixed in a ball mill for 24 hours to form a slurry. Was produced. This was poured into a molding die to produce a plate-shaped molded body.

【0037】この成形体を、アルミナ繊維/ムライト複
合多孔質板(気孔率約60%,平均気孔径8μm)で上
下面を挾んで炉内に設置して、窒素,水蒸気の混合気流
中で900℃まで昇温して脱バインダを十分に行った。
本実施例では、加圧を行なう期間には、脱バインダ工程
と、焼結工程と、冷却工程の最初の6分間とが含まれ
る。この脱バインダの際の加圧力は、まず室温で毎分
0.3kg/cm2の速度で10kg/cm2まで昇圧し、温度が大
部分のバインダが除去される約600℃になるまで10
kg/cm2の圧力を保持した。その後、加圧力を毎分0.2
kg/cm2の速度でゆっくり減じて1kg/cm2とし900℃ま
で昇温、10時間保持した。この段階では、成形体の加
圧面の寸法変化は起こっていなかった。その後、さらに
加圧力を3kg/cm2に変更(毎分0.5kg/cm2の速度で昇
圧)して、窒素中で1200℃まで昇温し、2時間保持
して焼結した。保持終了後は、加圧を解除(毎分0.5
kg/cm2の速度で降圧)しながら、焼結体を室温まで除冷
した。
This compact was placed in a furnace with an alumina fiber / mullite composite porous plate (porosity about 60%, average pore diameter 8 μm) sandwiched between the upper and lower surfaces, and 900 The binder was sufficiently removed by raising the temperature to ℃.
In this embodiment, the period of applying pressure includes the binder removal step, the sintering step, and the first 6 minutes of the cooling step. Pressure during the binder removal, until first boost at a rate of 0.3 kg / cm 2 to 10 kg / cm 2 at room temperature, of about 600 ° C. the temperature most of the binder is removed 10
A pressure of kg / cm 2 was maintained. After that, the applied pressure is 0.2 per minute.
slowly reduced to 1 kg / cm 2 and the temperature was raised to 900 ° C. at a rate of kg / cm 2, and held for 10 hours. At this stage, the dimensional change of the pressing surface of the molded body did not occur. Then, the applied pressure was further changed to 3 kg / cm 2 (pressurized at a rate of 0.5 kg / cm 2 per minute), the temperature was raised to 1200 ° C. in nitrogen, and the mixture was held for 2 hours for sintering. After holding, release pressure (0.5 min / min)
While lowering the pressure at a rate of kg / cm 2 ), the sintered body was cooled to room temperature.

【0038】得られた焼結体の加圧面表面パターンの寸
法変化率は0.2%以下だった。また、一部サンプルを
脱バインダ工程終了時点で取り出して調べた結果、成形
体中の開気孔率は18%、開気孔径は0.25μmであ
り、残留カーボン量は0.02%まで減少していた。
The dimensional change rate of the surface pattern of the pressure surface of the obtained sintered body was 0.2% or less. Further, as a result of taking out and examining a part of the sample at the end of the binder removal step, the open porosity in the molded body was 18%, the open pore diameter was 0.25 μm, and the residual carbon amount decreased to 0.02%. Was there.

【0039】(実施例2)酸化物に換算してSiO2を6
5〜85重量%、B23を10〜30重量%、Al23
を0〜15重量%、アルカリ金属酸化物を10重量%以
下、その他を1重量%以下とする組成を有する平均粒径
3μmのホウケイ酸ガラス粉末48体積%と、平均粒径
1μmのアルミナ粉末15体積%、平均粒径2μmのコ
ージェライト粉末22体積%、及び平均粒径2μmのシ
リカガラス粉末15体積%とを混合し、更にこの粉末に
変性アクリル系のバインダ及び、可塑剤、分散剤及び溶
媒を加えて、ボールミルで24h湿式混合してスラリー
を作製した。次に、このスラリーを用いてドクターブレ
ード法によりグリーンシートを得た。これらのグリーン
シートに、パンチ法により50〜100μmφの穴をあ
け、これにCu系の導体ペーストを充填してビアを形成
した。グリーンシート上にも、Cu系ペーストを用いて
配線を印刷した。これらの各種の配線回路を印刷したグ
リーンシートを45枚積層して、120℃,150kg/c
m2の条件で加熱圧着し、配線が三次元状に形成された多
層セラミック積層体を作製した。
(Example 2) Converting to oxide, 6 of SiO 2 was used.
5 to 85% by weight, B 2 O 3 to 10 to 30% by weight, Al 2 O 3
Of 0 to 15% by weight, alkali metal oxides of 10% by weight or less, and other components of 1% by weight or less, and 48% by volume of borosilicate glass powder having an average particle size of 3 μm, and alumina powder 15 having an average particle size of 1 μm. % By volume, 22% by volume of cordierite powder with an average particle size of 2 μm, and 15% by volume of silica glass powder with an average particle size of 2 μm, and further mixed with a modified acrylic binder, a plasticizer, a dispersant, and a solvent. Was added and wet mixed for 24 hours with a ball mill to prepare a slurry. Next, using this slurry, a green sheet was obtained by a doctor blade method. Holes of 50 to 100 μmφ were punched in these green sheets by a punching method, and Cu-based conductor paste was filled in the holes to form vias. Wiring was also printed on the green sheet using a Cu-based paste. Forty-five green sheets printed with these various wiring circuits are stacked at 120 ° C, 150 kg / c
By thermocompression bonding under the condition of m 2 , a multi-layer ceramic laminate having wiring formed in a three-dimensional shape was produced.

【0040】この積層体をアルミナ繊維を配合したムラ
イト質複合多孔質板(気孔率約70%,気孔径12μ
m)で上下面を挟み、さらにその上から圧力を加え、室
温で毎分0.5kg/cm2の速度で15kg/cm2まで昇温し
た。この圧力をバインダの80%以上が除去される50
0℃まで窒素雰囲気中で保持した。その後、雰囲気を、
窒素,水素,水蒸気の混合気流とし、さらに温度を85
0℃に昇温するまでの間に毎分0.1kg/cm2の速度で徐
々に加圧力を1kg/cm2まで減少し、850℃で20時間
保持して脱バインダ処理した。この際、100℃/h以
下のゆっくりした速度で昇温を行い、さらにガス雰囲気
圧力を大気圧より高くして加湿ガスの積層体内部への拡
散を促進することにより脱バインダを十分に行った。8
50℃での脱バインダ処理終了後、温度を変えずにまず
加圧力を10kg/cm2(毎分0.2kg/cm2の速度で昇圧)
とし、次に昇温して950℃で2時間保持した後、さら
に加圧力を2kg/cm2(毎分0.3kg/cm2の速度で降圧)
として1050℃で2時間保持した。焼結後の冷却工程
においてもこの加圧力を保持した。
A mullite composite porous plate (a porosity of about 70%, a pore diameter of 12 μm) prepared by mixing this laminate with alumina fibers.
The upper and lower surfaces were sandwiched by m), and pressure was further applied from above to raise the temperature to 15 kg / cm 2 at room temperature at a rate of 0.5 kg / cm 2 . At this pressure, 80% or more of the binder is removed 50
It was kept in a nitrogen atmosphere up to 0 ° C. After that, the atmosphere,
A mixed gas stream of nitrogen, hydrogen, and water vapor, and a temperature of 85
0 decreases gradually applied pressure at a rate of 0.1 kg / cm 2 until the temperature is raised to ° C. until 1 kg / cm 2, and treated binder removal holding at 850 ° C. 20 hours. At this time, the binder was sufficiently removed by raising the temperature at a slow rate of 100 ° C./h or less and further increasing the gas atmosphere pressure above the atmospheric pressure to promote the diffusion of the humidified gas into the inside of the laminate. . 8
After the binder removal process is completed at 50 ° C., the first pressure without changing the temperature 10 kg / cm 2 (boosting per minute 0.2 kg / cm 2 speed)
And then, then was held for 2 hours at a heating to 950 ° C., and (Buck at a rate of 0.3 kg / cm 2) the pressure 2 kg / cm 2
Was maintained at 1050 ° C. for 2 hours. This pressure was maintained even in the cooling step after sintering.

【0041】このようにして得られた焼結体中のボイド
量は、1%以下と非常に少なく、ボイドの径は5μm以
下であった。また焼結体の大きなつぶれは見られず、内
部に形成したCu導体部分も非常に緻密に焼結されてい
た。一部サンプルを焼結工程前半の950℃で2時間保
持した後の時点で取り出して調べた結果、ボイド量、ボ
イド径は最終焼結体の状態とほぼ同じであったが、内部
に形成したCu導体部分に多少の大きなボイドが見られ
た。
The void amount in the sintered body thus obtained was very small, 1% or less, and the void diameter was 5 μm or less. No large crushing of the sintered body was observed, and the Cu conductor portion formed inside was also sintered very densely. A part of the sample was taken out and examined at a time point after being held at 950 ° C. for 2 hours in the first half of the sintering process, and as a result, the void amount and the void diameter were almost the same as the state of the final sintered body, but they were formed inside. Some large voids were found in the Cu conductor portion.

【0042】(実施例3)酸化物に換算してSiO2を6
5〜85重量%、B23を10〜30重量%、Al23
を0〜10重量%、アルカリ金属酸化物を10重量%以
下、その他を1重量%以下とする組成を有する平均粒径
3μmのホウケイ酸ガラス粉末65体積%、平均粒径2
μmのアルミナ粉末15体積%、及び平均粒径2μmの
コージェライト粉末20体積%とを混合し、更にこの混
合粉末に2種類のバインダをセラミック粉末に対して1
5重量部それぞれ添加した。バインダとして、熱分解生
成物の一部が液体状となる水溶性の変性アクリルバイン
ダ及び液体状生成物の少ないメタクリル酸系バインダを
用いた。それぞれに少量の可塑剤、分散剤、消泡剤及び
水を含む溶剤を加えて、ボールミルで24h湿式混合し
て2種類のスラリーを作製した。次に、このスラリーを
用いてドクターブレード法によりグリーンシートを得
た。これらのグリーンシートに、パンチ法により100
〜150μmφの穴をあけ、これにCuの導体ペースト
を充填してビアを形成した。グリーンシート上にも、C
uのペーストを用いて配線を印刷した。これらの各種の
配線回路を印刷したグリーンシートを40枚積層して、
100℃,150kg/cm2の条件で加熱圧着し、配線が三
次元状に形成された多層セラミック積層体を作製した。
(Embodiment 3) Converting to oxide, 6 of SiO 2 is used.
5 to 85% by weight, B 2 O 3 to 10 to 30% by weight, Al 2 O 3
Of 0 to 10% by weight, alkali metal oxides of 10% by weight or less, and other components of 1% by weight or less, 65% by volume of borosilicate glass powder having an average particle size of 3 μm, and an average particle size of 2
15% by volume of alumina powder having a particle diameter of 2 μm and 20% by volume of cordierite powder having an average particle diameter of 2 μm are mixed, and two kinds of binders are added to the mixed powder in an amount of 1 with respect to the ceramic powder.
5 parts by weight each were added. As the binder, a water-soluble modified acrylic binder in which a part of the thermal decomposition product becomes liquid and a methacrylic acid-based binder with little liquid product were used. A small amount of a plasticizer, a dispersant, a defoaming agent, and a solvent containing water were added to each, and wet-mixed for 24 hours in a ball mill to prepare two types of slurries. Next, using this slurry, a green sheet was obtained by a doctor blade method. These green sheets are punched with 100
A hole having a diameter of ˜150 μm was opened, and a conductor paste of Cu was filled in the hole to form a via. C on the green sheet
Wiring was printed using u paste. Forty green sheets printed with these various wiring circuits are stacked,
By thermocompression bonding under the conditions of 100 ° C. and 150 kg / cm 2 , a multilayer ceramic laminate having wiring formed in a three-dimensional shape was produced.

【0043】この積層体を、上下2枚のアルミナ/シリ
カ複合多孔質板(気孔率約70%,平均気孔径10μ
m)で挾み、脱バインダ工程では更にその上からそれぞ
れ2〜8kg/cm2の一定加圧力を加えながら、加湿窒素/
水素雰囲気中、700℃で50時間焼成した。その後の
焼結工程においては、2kg/cm2の加圧力を加えながら、
窒素雰囲気中、950℃で1時間焼成し、加圧力を保持
したまま冷却した。
This laminated body was formed into upper and lower two alumina / silica composite porous plates (porosity about 70%, average pore diameter 10 μm).
m), and in the binder removal step, while applying a constant pressure of 2 to 8 kg / cm 2 respectively, apply nitrogen / humidification
Firing was performed at 700 ° C. for 50 hours in a hydrogen atmosphere. In the subsequent sintering process, while applying a pressure of 2 kg / cm 2 ,
Firing was performed at 950 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, and cooling was performed while maintaining the applied pressure.

【0044】表1に脱バインダ時の各加圧力と、脱バイ
ンダ工程終了後の加圧面(XY方向)の寸法変化率、及
び加圧力2kg/cm2での焼結後の寸法変化率とを示した。
脱バインダ時の寸法変化は、メタクリル酸系バインダを
用いた場合には、焼結に最適な加圧力と同じ2kg/cm2
加圧力で寸法変化が0.2%となっている。これに対し
て変性アクリルバインダを用いた場合には、2kg/cm2
加圧力では収縮を完全に抑制することができず、更に加
圧力を大きくして8kg/cm2となったところで初めて寸法
変化が0.2%以下となった。
Table 1 shows each pressing force at the time of debinding, the dimensional change rate of the pressing surface (XY direction) after the debinding process, and the dimensional change rate after sintering at a pressing force of 2 kg / cm 2. Indicated.
When using a methacrylic acid-based binder, the dimensional change during binder removal is 0.2% at a pressure of 2 kg / cm 2 , which is the same as the optimum pressure for sintering. In the case of using the modified acrylic binder contrast, can not be completely suppressed shrinkage in pressure of 2 kg / cm 2, the first dimension was a 8 kg / cm 2 by increasing further the pressing force The change was 0.2% or less.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】(実施例4)ムライト(3Al23・2S
iO2:平均粒径3μm)70〜80重量%、焼結助剤と
してSiO220〜30重量%、Al230.3〜10重
量%、MgO0.3〜2重量%で、総量を100%とした
混合粉末に変性アクリル系バインダ,可塑剤及び溶剤を
加えて、ボールミルで24h湿式混合してスラリーを作
製した。実施例3と同様に、グリーンシートを作製し、
Wの導体ペーストを用いて、ビア及びグリーンシート上
に配線回路や電極層を形成した。これらの各種の配線回
路を印刷したグリーンシートを多数枚積層して加熱圧着
し、配線が三次元状に形成された多層セラミック積層体
を作製した。
(Example 4) Mullite (3Al 2 O 3 .2S)
iO 2: average particle size 3 [mu] m) 70 to 80 wt%, SiO 2 20 to 30% by weight as a sintering aid, Al 2 O 3 0.3 to 10 wt%, in MgO0.3~2 wt%, the total amount A modified acrylic binder, a plasticizer and a solvent were added to 100% mixed powder and wet mixed for 24 hours with a ball mill to prepare a slurry. A green sheet was prepared in the same manner as in Example 3,
A wiring circuit and an electrode layer were formed on the via and the green sheet by using the W conductive paste. A large number of green sheets printed with these various kinds of wiring circuits were laminated and thermocompression-bonded to produce a multilayer ceramic laminate having wiring formed in a three-dimensional shape.

【0047】この積層体を表面粗さ(Ra)が約2〜3
μmの窒化硼素板で挾んで炉内に設置して、窒素,水
素,水蒸気の混合気流中で1000℃まで昇温し、脱バ
インダを十分に行った。なお、この脱バインダ工程にお
いては、大部分のバインダが除去される約800℃まで
は、積層体に10kg/cm2の加圧を行ない、その後加圧力
をゆっくり減じて5kg/cm2として1000℃まで昇温し
た。この段階では、積層体の加圧面の寸法変化は起こっ
ていなかった。
This laminate has a surface roughness (Ra) of about 2-3.
It was placed in a furnace sandwiched by a boron nitride plate of μm, heated to 1000 ° C. in a mixed gas stream of nitrogen, hydrogen, and steam to sufficiently remove the binder. In this binder removal process, the laminated body is pressurized to 10 kg / cm 2 up to about 800 ° C. at which most of the binder is removed, and then the applied pressure is slowly reduced to 5 kg / cm 2 to 1000 ° C. The temperature was raised to. At this stage, the dimensional change of the pressure surface of the laminate did not occur.

【0048】その後、5kg/cm2の加圧力を加えながら、
窒素,水素,水蒸気の混合気流中で、1600℃で5時
間焼結した。保持終了後、直ちに加圧を解除し、サンプ
ルは急冷した。得られたセラミック多層回路基板の加圧
面表面パターンの寸法変化率は0.2%以下だった。
Thereafter, while applying a pressure of 5 kg / cm 2 ,
Sintering was performed at 1600 ° C. for 5 hours in a mixed gas stream of nitrogen, hydrogen and steam. Immediately after the holding, the pressure was released and the sample was rapidly cooled. The dimensional change rate of the pressing surface pattern of the obtained ceramic multilayer circuit board was 0.2% or less.

【0049】(実施例5)酸化物に換算してSiO2を6
5〜85重量%、B23を10〜30重量%、Al23
を0〜15重量%、アルカリ金属酸化物を10重量%以
下、その他を1重量%以下とする組成を有する平均粒径
3μmのホウケイ酸ガラス粉末55体積%と、平均粒径
1μmのアルミナ粉末10体積%、平均粒径2μmのコ
ージェライト粉末25体積%、及び平均粒径1μmの石
英ガラス粉末10体積%とを混合し、更にこの粉末に水
溶性の変性アクリル系のバインダ及び、可塑剤、分散剤
及び水を加えて、ボールミルで24h湿式混合してスラ
リーを作製した。次に、実施例3と同じ方法でグリーン
シートとし、これにCu導体ペーストを用いて印刷法に
より配線を印刷した。これらのグリーンシートを40枚
積層した積層体を作製した。
(Embodiment 5) The amount of SiO 2 converted to oxide is 6
5 to 85% by weight, B 2 O 3 to 10 to 30% by weight, Al 2 O 3
Of 0 to 15% by weight, alkali metal oxides of 10% by weight or less, and other components of 1% by weight or less and 55% by volume of borosilicate glass powder having an average particle size of 3 μm, and alumina powder 10 having an average particle size of 1 μm. % By volume, 25% by volume of cordierite powder having an average particle size of 2 μm, and 10% by volume of quartz glass powder having an average particle size of 1 μm, and further mixed with a water-soluble modified acrylic binder, a plasticizer, and a dispersion. The agent and water were added and wet-mixed for 24 hours with a ball mill to prepare a slurry. Next, a green sheet was formed by the same method as in Example 3, and wiring was printed on this using a Cu conductor paste by a printing method. A laminate was prepared by laminating 40 of these green sheets.

【0050】この積層体を、上下2枚のコージェライト
質の多孔質板(気孔率約60%,平均気孔径5μm,熱
膨張係数3.5×10~6/℃)で挟み、さらにその上か
らバインダの約80%が除去される350℃まで10kg
/cm2の加圧力を加え、その後加圧力を3kg/cm2に変更し
て、窒素,水素,水蒸気の混合気流中で800℃まで昇
温し、約20時間保持して脱バインダ処理した。この脱
バインダ処理においては、100℃/h以下のゆっくり
した速度で昇温を行い、さらにガス雰囲気圧力を大気圧
より高くして加湿ガスの積層体内部への拡散を促進する
ことにより脱バインダを十分に行った。焼結は加圧力2
kg/cm2、950℃で2時間保持することにより行なっ
た。焼結体の表面層パタ−ンの寸法変化率は、0.1%
であった。
This laminated body was sandwiched between two upper and lower cordierite porous plates (porosity about 60%, average pore diameter 5 μm, coefficient of thermal expansion 3.5 × 10 6 / ° C.), and further above it. 10kg up to 350 ° C where about 80% of the binder is removed from
A pressure of / cm 2 was applied, and then the pressure was changed to 3 kg / cm 2 , the temperature was raised to 800 ° C. in a mixed gas stream of nitrogen, hydrogen and steam, and the temperature was maintained for about 20 hours for binder removal treatment. In this binder removal treatment, the binder is removed by raising the temperature at a slow rate of 100 ° C./h or less and further increasing the gas atmosphere pressure above atmospheric pressure to promote the diffusion of the humidified gas into the laminate. Well done. Sintering pressure 2
It was carried out by holding at 950 ° C. for 2 hours at kg / cm 2 . The dimensional change rate of the surface layer pattern of the sintered body is 0.1%
Met.

【0051】(実施例6)酸化物に換算してSiO2を4
0〜60重量%、B23を0〜10重量%、Al23
10〜35重量%、MgOを5〜25重量%、CaOを0
〜25重量%、アルカリ金属酸化物を0〜5重量%と
し、総量100%となる様に選んだ結晶化ガラス組成の
ガラス粉末(平均粒径2μm)に水分散性メタクリル酸
系バインダ,可塑剤及,分散剤,及び水を含む溶剤を加
えて、ボールミルで24h湿式混合してスラリーを作製
した。実施例3と同様に、Cu配線が三次元状に形成さ
れた多層セラミック積層体を作製した。
(Example 6) Converting to oxide, 4 of SiO 2 was used.
0-60 wt%, B 2 O 3 0-10 wt%, Al 2 O 3 10-35 wt%, MgO 5-25 wt%, CaO 0
To 25% by weight, 0 to 5% by weight of alkali metal oxide, and a water-dispersible methacrylic acid binder and a plasticizer to a glass powder (average particle size 2 μm) of a crystallized glass composition selected so that the total amount is 100%. Then, a dispersant and a solvent containing water were added and wet mixed for 24 hours with a ball mill to prepare a slurry. In the same manner as in Example 3, a multilayer ceramic laminate having Cu wiring formed in a three-dimensional shape was produced.

【0052】この積層体を、アルミナ/ムライト質の多
孔質板に載置し、上面にも同様の多孔質板を置き、さら
にその上から20kg/cm2の加圧力を加えながら、大気
中、600℃で、3時間の脱バインダ処理を行った。
This laminated body was placed on an alumina / mullite porous plate, a similar porous plate was placed on the upper surface, and a pressure of 20 kg / cm 2 was applied from the top of the porous plate to the atmosphere, The binder removal treatment was performed at 600 ° C. for 3 hours.

【0053】その後、引き続き600℃において3時
間、水素/窒素ガス中で導体部分の還元処理を行った。
この還元工程では、加圧力は1kg/cm2とした。
Thereafter, the conductor portion was continuously subjected to reduction treatment in hydrogen / nitrogen gas at 600 ° C. for 3 hours.
In this reduction step, the pressure applied was 1 kg / cm 2 .

【0054】つぎに、加圧力を3kg/cm2とし、主として
基板の緻密化のため900℃で2時間加熱した後、更に
基板部分の結晶化処理及び導体及び基板部分の最終緻密
化のために、加圧力2kg/cm2、950℃、1時間の条件
で加熱焼結した。その後は圧力を徐々に(毎分1kg/
cm2)減少しながら、冷却した。
Next, after applying a pressure of 3 kg / cm 2 and heating at 900 ° C. for 2 hours mainly for densification of the substrate, for further crystallization treatment of the substrate part and final densification of the conductor and the substrate part. The sample was heat-sintered under the conditions of a pressing force of 2 kg / cm 2 and 950 ° C. for 1 hour. After that, gradually increase the pressure (1 kg / min /
cm 2 ) Cooling while decreasing.

【0055】得られたセラミック多層回路基板の表面層
のX,Y方向寸法変化率は脱バインダ後、還元後、焼結
後でそれぞれ測定したが、いずれも0.2%以下だっ
た。
The rate of dimensional change in the X and Y directions of the surface layer of the obtained ceramic multilayer circuit board was measured after removing the binder, after reducing, and after sintering.

【0056】(実施例7)つぎに、セラミック焼結体製
造装置を用いた実施例について説明する。本実施例のセ
ラミック焼結体製造装置の構成を図5に示す。本実施例
のセラミック焼結体製造装置は、成形体2を加熱焼成す
る加熱焼成部10と、成形体2を搬送し、炉1内に送り
込み、取り出す搬送機構(図示せず)と、加熱焼成中の
成形体2に圧力を印加するための圧力印加機構20と、
加熱焼成機構10、搬送機構、および圧力印加機構20
の制御を行なう制御機構(制御装置)7と、上記各機構
に電力を供給する電源(図示せず)とを有している。
(Embodiment 7) Next, an embodiment using a ceramic sintered body manufacturing apparatus will be described. The configuration of the ceramic sintered body manufacturing apparatus of this example is shown in FIG. The ceramic sintered body manufacturing apparatus according to the present embodiment includes a heating and firing unit 10 for heating and firing the molded body 2, a transport mechanism (not shown) for transporting the molded body 2, feeding it into the furnace 1, and taking it out. A pressure applying mechanism 20 for applying a pressure to the molded body 2 therein,
Heating / baking mechanism 10, transport mechanism, and pressure applying mechanism 20
It has a control mechanism (control device) 7 for controlling the above and a power source (not shown) for supplying electric power to each of the above mechanisms.

【0057】加熱焼成機構10は、炉1と、炉1内の昇
温のためのヒータ3と、該ヒータ3に印加する電圧を制
御する電圧制御部4と、炉内の雰囲気を変えるための雰
囲気調整部11と、炉1内の温度を測定する温度センサ
(図示せず)とを備える。雰囲気調整部11は、各種の
気体を保持するボンベを備え、炉1内の雰囲気を、窒
素、水素、および水蒸気の混合気流雰囲気や、乾燥雰囲
気にする手段を備える。
The heating / firing mechanism 10 includes a furnace 1, a heater 3 for raising the temperature in the furnace 1, a voltage controller 4 for controlling the voltage applied to the heater 3, and an atmosphere in the furnace. The atmosphere adjusting unit 11 and a temperature sensor (not shown) that measures the temperature inside the furnace 1 are provided. The atmosphere adjusting unit 11 includes a cylinder that holds various gases, and includes means for changing the atmosphere in the furnace 1 to a mixed airflow atmosphere of nitrogen, hydrogen, and steam, or a dry atmosphere.

【0058】搬送機構は、モータ部(図示せず)を備
え、該モータ部の駆動により動作する。また、炉1の扉
(図示せず)は、搬送機構による成形体の移動に伴って
開閉するようになっている。
The transport mechanism is provided with a motor section (not shown) and operates by driving the motor section. Further, the door (not shown) of the furnace 1 is adapted to open and close as the molded body is moved by the transfer mechanism.

【0059】圧力印加機構20は、成形体を挾持し、圧
力を加える圧力印加部5と、圧力印加部5を上下動させ
るためのアクチュエータ6と、圧力印加部5の印加して
いる圧力を検出する圧力センサ(図示せず)とを備え
る。圧力印加部5は、成形体2を挾持するための2つの
プレス盤9を有し、該プレス盤9は成形体2を上下に挾
持する。
The pressure applying mechanism 20 holds the molded body and applies a pressure, a pressure applying section 5, an actuator 6 for moving the pressure applying section 5 up and down, and a pressure applied by the pressure applying section 5. Pressure sensor (not shown). The pressure applying section 5 has two press plates 9 for holding the compact 2 and the press plate 9 vertically holds the compact 2.

【0060】制御機構7は、電圧制御部4、アクチュエ
ータ6、および搬送機構のモータ部に信号線により接続
されており、制御信号を介してこれらの装置を制御す
る。制御機構7は、中央処理装置と記憶装置とを備え、
あらかじめ定められた手続きに従って処理を行なう。制
御機構7の処理の流れを図6に示す。
The control mechanism 7 is connected to the voltage control section 4, the actuator 6, and the motor section of the transport mechanism by signal lines, and controls these devices via control signals. The control mechanism 7 includes a central processing unit and a storage device,
Perform processing according to a predetermined procedure. The processing flow of the control mechanism 7 is shown in FIG.

【0061】まず、制御機構7は、搬送機構に、あらか
じめ搬送機構の所定位置にセットされた成形体炉1内の
所定位置(下側のプレス盤9上のあらかじめ定められた
位置)に搬送し、セットさせる(ステップ601)。な
お、本実施例では、成形体として、焼成する対象の多層
セラミック積層体2を、二枚の挾持板8で挾んだものに
加圧、加熱処理を加えた。さらに、制御機構7は、積層
体2に衝撃を与えずに圧力を印加するため、アクチュエ
ータ6に、下側のプレス盤9の0.5mm/分の速度で
の上昇の開始を指示し(ステップ602)、上記成形体
に印加される圧力が初期プレス圧(0.05kg/cm
2)になったことを圧力センサにより検出すると(ステ
ップ603)、下側プレス盤9の上昇の停止をアクチュ
エータ6に指示する(ステップ604)。つぎに、制御
機構7は、アクチュエータ6、ヒータ3の電圧制御部
4、雰囲気調整部11を制御して、脱バインダ処理(ス
テップ605)、および、焼結処理(ステップ606)
を実行する。これにより、焼結が完了すると、制御機構
7は、アクチュエータ6に指示して、下側プレス盤9を
初期位置(ステップ601実行時の位置)に戻させ(ス
テップ607)、搬送機構に成形体を炉から搬出させる
(608)。
First, the control mechanism 7 conveys to the conveyance mechanism to a predetermined position (predetermined position on the lower press plate 9) in the compact body furnace 1 which is set at a predetermined position of the conveyance mechanism in advance. , Are set (step 601). In this example, as a molded body, the multilayer ceramic laminate 2 to be fired was sandwiched between two holding plates 8 and subjected to pressure and heat treatment. Further, since the control mechanism 7 applies pressure without giving an impact to the laminated body 2, the control mechanism 7 instructs the actuator 6 to start rising of the lower press platen 9 at a speed of 0.5 mm / min (step 602), the pressure applied to the molded body is the initial pressing pressure (0.05 kg / cm).
When the pressure sensor detects that ( 2 ) has been reached (step 603), it instructs the actuator 6 to stop the lifting of the lower press platen 9 (step 604). Next, the control mechanism 7 controls the actuator 6, the voltage controller 4 of the heater 3, and the atmosphere adjuster 11 to remove the binder (step 605) and the sintering (step 606).
To execute. As a result, when the sintering is completed, the control mechanism 7 instructs the actuator 6 to return the lower press platen 9 to the initial position (the position at the time of executing step 601) (step 607), and causes the transfer mechanism to move the molded body. Is removed from the furnace (608).

【0062】上記の脱バインダ処理(ステップ605)
の流れを図7に示す。脱バインダ処理において、まず、
制御機構7は、アクチュエータ6に、毎分0.5kg/
cm2の速度での昇圧の開始を指示し(ステップ70
1)、圧力センサによりプレス盤9の加圧が10kg/
cm2に達したことを検出すると(ステップ702)、
アクチュエータ6に昇圧の停止を指示し、圧力保持処理
を開始する(ステップ703)。ここで、圧力保持処理
とは、圧力センサからの入力に応じて、フィードバック
処理を行ない、、圧力保持を停止するまで、常に一定の
圧力が維持されるようにする処理である。圧力印加部5
の熱膨張等による圧力の変動を抑制するため、このよう
な処理が必要となる。
The above binder removal processing (step 605)
The flow of is shown in FIG. In the binder removal processing, first,
The control mechanism 7 causes the actuator 6 to have a flow rate of 0.5 kg / min.
Instruct to start pressurization at a speed of cm 2 (step 70
1), the pressure of the press board 9 is 10 kg /
When it detects that it has reached cm 2 (step 702),
The actuator 6 is instructed to stop boosting, and the pressure holding process is started (step 703). Here, the pressure holding process is a process of performing a feedback process in accordance with an input from the pressure sensor and constantly maintaining a constant pressure until the pressure holding is stopped. Pressure application part 5
Such a treatment is necessary in order to suppress the pressure fluctuation due to the thermal expansion of the.

【0063】つぎに、制御機構7は、電圧制御部4に1
00℃/時の速さによる昇温の開始を指示し(ステップ
704)、温度センサにより炉1内の温度が500℃に
達したことを検出すると(ステップ705)、制御機構
7は、雰囲気調整部11に、炉1内の雰囲気を窒素、水
素、および水蒸気の混合気流とするように指示する(ス
テップ706)。さらに、制御機構7は、圧力保持を停
止し、アクチュエータ6に毎分0.1kg/cm2の速
さの降圧を指示する(ステップ707)。制御機構7
は、炉1内の温度が800℃に達すると電圧制御部4に
昇温の停止を指示して温度保持処理を開始し、プレス盤
の加圧が0.5kg/cm2に達すると、アクチュエー
タに降圧の停止を指示して圧力保持処理を開始する(ス
テップ708)。なお、温度保持処理も、上記の圧力保
持処理と同様、温度センサからの入力に応じてフィード
バック処理を行ない、温度保持を停止するまで、炉1内
の温度を一定に維持する処理である。最後に、制御機構
7は、温度および圧力を保持した状態で、50時間経過
するのを待ち、脱バインダ処理を終了する(ステップ7
09)。
Next, the control mechanism 7 controls the voltage control unit 4 to have one
When the temperature sensor detects that the temperature inside the furnace 1 has reached 500 ° C. (step 705), the control mechanism 7 controls the atmosphere. The section 11 is instructed to set the atmosphere in the furnace 1 to be a mixed air stream of nitrogen, hydrogen, and steam (step 706). Further, the control mechanism 7 stops the pressure holding and instructs the actuator 6 to reduce the pressure at a rate of 0.1 kg / cm 2 per minute (step 707). Control mechanism 7
When the temperature in the furnace 1 reaches 800 ° C., the voltage control unit 4 is instructed to stop the temperature rise and the temperature holding process is started. When the pressurization of the press platen reaches 0.5 kg / cm 2 , the actuator Is instructed to stop the pressure reduction and the pressure holding process is started (step 708). It should be noted that the temperature holding process is, like the pressure holding process described above, a process of performing a feedback process according to an input from the temperature sensor and maintaining the temperature inside the furnace 1 constant until the temperature holding is stopped. Finally, the control mechanism 7 waits for 50 hours while keeping the temperature and the pressure, and finishes the binder removal processing (step 7).
09).

【0064】脱バインダ処理を終了すると、制御機構7
は焼結処理(ステップ606)を実行する。焼結処理の
流れを図8に示す。焼結処理において、まず、制御機構
7は雰囲気調整部11に、炉1内を乾燥窒素雰囲気にす
るよう指示する(ステップ801)。つぎに、制御機構
7は、圧力の保持(脱バインダ処理のステップ708で
開始したまま継続中)を停止し、アクチュエータ6に毎
分0.2kg/cm2の速度の昇圧の開始を指示し(ス
テップ803)、圧力センサによりプレス盤9の加圧が
8kg/cm2に達したことを検出すると(ステップ8
03)、アクチュエータ6に昇圧の停止を指示し、圧力
保持処理を開始する(ステップ804)。さらに、制御
機構7は、炉1内の温度保持(圧力保持と同様、脱バイ
ンダ処理のステップ708で開始したまま継続中)を停
止し、電圧制御部4に100℃/時の速さの昇温の開始
を指示し(ステップ805)、温度センサにより炉1内
の温度が1050℃に達したことを検出すると(ステッ
プ806)、電圧制御部4に昇温の停止を指示し、温度
保持処理を開始する(ステップ807)。制御機構7
は、温度および圧力を保持した状態で、2時間経過する
のを待ち(ステップ808)、温度保持を停止し、降温
の開始を電圧制御部4に指示する(ステップ809)。
炉1内が常温になると(ステップ810)、制御機構7
は、圧力保持を停止し、アクチュエータ6に毎分1kg
/cm2の速さでの降圧の開始を指示し(ステップ81
1)、プレス盤9の加圧がなくなると、焼結処理を終了
する(ステップ812)。
When the binder removal processing is completed, the control mechanism 7
Performs the sintering process (step 606). The flow of the sintering process is shown in FIG. In the sintering process, first, the control mechanism 7 instructs the atmosphere adjusting unit 11 to make the inside of the furnace 1 a dry nitrogen atmosphere (step 801). Next, the control mechanism 7 stops holding the pressure (while continuing to start in step 708 of the binder removal processing), and instructs the actuator 6 to start increasing the pressure at a rate of 0.2 kg / cm 2 per minute ( In step 803), when the pressure sensor detects that the pressurization of the press platen 9 has reached 8 kg / cm 2 (step 8).
03), the actuator 6 is instructed to stop the pressurization, and the pressure holding process is started (step 804). Further, the control mechanism 7 stops keeping the temperature in the furnace 1 (similar to the pressure keeping and continues to start at step 708 of the binder removal processing) and causes the voltage control unit 4 to increase the speed at 100 ° C./hour. When the temperature sensor gives an instruction to start the temperature (step 805) and the temperature sensor detects that the temperature in the furnace 1 has reached 1050 ° C. (step 806), the voltage controller 4 is instructed to stop the temperature rise, and the temperature holding process is performed. Is started (step 807). Control mechanism 7
Waits for 2 hours while keeping the temperature and the pressure (step 808), stops the temperature keeping, and instructs the voltage controller 4 to start the temperature reduction (step 809).
When the temperature inside the furnace 1 reaches room temperature (step 810), the control mechanism 7
Stops holding pressure and puts 1 kg / min on the actuator 6.
Instruct to start the step-down at a speed of / cm 2 (Step 81
1) When the press plate 9 is no longer pressed, the sintering process is finished (step 812).

【0065】なお、本実施例では、挾持板8には、アル
ミナ繊維とシリカ粉末を混合焼成した、210mm×2
10mm×10mmの大きさの複合多孔質板(気孔率7
0%)を用いた。また、多層セラミック積層体2には、
200mm×200mm×10mmの大きさの多層セラ
ミック積層体を用いた。この多層セラミック積層体は、
つぎのようにして作製した。すなわち、酸化物に換算し
てSiO2を65〜85重量%、B23を10〜30重量
%、Al23を0〜15重量%、アルカリ金属酸化物を
10重量%以下、その他を1重量%以下とする組成を有
する平均粒径3μmのホウケイ酸ガラス粉末48体積%
と、平均粒径2μmのシリカ粉末12体積%、および平
均粒径2μmのムライト粉末40体積%とを混合し、更
にこの粉末に変性アクリル系のバインダ、可塑剤、分散
剤、および溶媒を加えて、実施例2と同様の方法でCu
系配線が三次元状に形成された多層セラミック積層体を
作製した。
In this embodiment, the holding plate 8 is 210 mm × 2, which is obtained by mixing and firing alumina fiber and silica powder.
Composite porous plate with a size of 10 mm x 10 mm (porosity 7
0%) was used. In addition, the multilayer ceramic laminate 2 includes
A multilayer ceramic laminate having a size of 200 mm × 200 mm × 10 mm was used. This multilayer ceramic laminate is
It was produced as follows. That is, in terms of oxide, 65 to 85% by weight of SiO 2 , 10 to 30% by weight of B 2 O 3 , 0 to 15% by weight of Al 2 O 3 , 10% by weight or less of alkali metal oxide, and others 48% by volume of borosilicate glass powder having an average particle size of 3 μm and having a composition of 1% by weight or less
12% by volume of silica powder having an average particle size of 2 μm and 40% by volume of mullite powder having an average particle size of 2 μm are mixed, and a modified acrylic binder, a plasticizer, a dispersant, and a solvent are added to the powder. , Cu in the same manner as in Example 2
A multi-layer ceramic laminated body in which system wiring was formed three-dimensionally was produced.

【0066】本実施例のセラミック焼結体製造装置を用
いた焼成により得られたセラミック多層回路基板の加圧
面のパタ−ンの寸法変化率は、0.2%以下であった。
The dimensional change rate of the pattern of the pressing surface of the ceramic multilayer circuit board obtained by firing using the ceramic sintered body manufacturing apparatus of this example was 0.2% or less.

【0067】なお、焼結処理については加圧を行なわな
い場合や、脱バインダ処理における圧力の変更を行なわ
ない場合は、制御機構7には、上記炉内をあらかじめ定
められた第1の温度域にし、成形体にあらかじめ定めら
れた第1の圧力を印加して、あらかじめ定められた時間
保持した後、炉内を上記第1の温度域より高温の第2の
温度域にし、成形体に第1の圧力より小さい第2の圧力
を印加し、あらかじめ定められた時間保持する手段があ
ればよく、本実施例のように、さらに第3の温度域にし
て第3の圧力を印加し、あらかじめ定められた時間保持
する手段はなくてもよい。
When no pressure is applied in the sintering process or when the pressure in the binder removal process is not changed, the control mechanism 7 controls the inside of the furnace in a predetermined first temperature range. Then, after applying a predetermined first pressure to the molded body and holding it for a predetermined time, the inside of the furnace is brought to a second temperature range higher than the first temperature range, and A means for applying a second pressure smaller than the pressure of 1 and holding the pressure for a predetermined time is enough. As in the present embodiment, the third pressure is further applied and the third pressure is applied in advance. There is no need to have a means for holding for a fixed time.

【0068】また、焼結処理において、温度および圧力
を2段階に変更する場合は、制御機構7が、本実施例の
焼結処理のステップ808の後に、さらに温度および圧
力を変更して、炉内を上記第3の温度域より高温の第4
の温度域にし、上記成形体に上記第3の圧力より小さい
第4の圧力を印加し、あらかじめ定められた時間保持す
る手段をさらに備えるようにすればよい。
When the temperature and the pressure are changed in two steps in the sintering process, the control mechanism 7 further changes the temperature and the pressure after the step 808 of the sintering process of the present embodiment, and the furnace is changed. Inside the fourth temperature higher than the third temperature range
The temperature range may be set to, and a means for applying a fourth pressure smaller than the third pressure to the molded body and holding it for a predetermined time may be further provided.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば、従来から一般的な無加
圧焼成法,あるいはその後提案された一定加圧による加
圧焼成法では達成出来なかった高い寸法精度の焼結体が
得られ、焼結体の焼成収縮バラツキも小さく、さらに反
り,剥離等のない焼結体が得らる。また、同時に残留カ
ーボン量を低減し、ボイドの少ない機械的信頼性に優れ
た焼結体を実現できる。特に、本発明により得られるセ
ラミック基板は、部品搭載面の寸法精度を非常に高くで
きるので、電子計算機のLSI実装用基板のほか、高周
波用電子部品など各種電子機器に用いられる多層セラミ
ック部品等、広く用いることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to obtain a sintered body with high dimensional accuracy which could not be achieved by the conventional pressureless firing method which is generally used or the pressure firing method which is proposed thereafter with constant pressure. In addition, variations in firing shrinkage of the sintered body are small, and a sintered body free from warpage and peeling can be obtained. At the same time, it is possible to reduce the amount of residual carbon and realize a sintered body with few voids and excellent mechanical reliability. In particular, since the ceramic substrate obtained by the present invention can have extremely high dimensional accuracy of the component mounting surface, in addition to the LSI mounting substrate of a computer, a multilayer ceramic component used in various electronic devices such as high frequency electronic components, It can be widely used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】基板の対向する2つの表面(XY方向)に一定
加圧力を加えながら脱バインダした場合の、加圧力と寸
法変化(加圧面,XY方向)の一般的な関係を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a general relationship between a pressing force and a dimensional change (pressurized surface, XY direction) when a binder is removed while applying a constant pressing force to two opposing surfaces (XY directions) of a substrate. .

【図2】脱バインダ工程でのバインダ除去に伴う重量減
少及び積層体の寸法変化挙動(積層体の加圧なし)を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing weight reduction and dimensional change behavior of a laminate (without pressurization of the laminate) due to removal of a binder in a binder removal step.

【図3】脱バインダ性と成形体中の開気孔率の関係を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a binder removal property and an open porosity in a molded body.

【図4】脱バインダ性と成形体中の開気孔径の関係を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the binder removal property and the open pore diameter in the molded body.

【図5】セラミック焼結体製造装置の構成例を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a ceramic sintered body manufacturing apparatus.

【図6】セラミック焼結体製造装置の制御機構の処理の
全体の流れを示す流れ図である。
FIG. 6 is a flowchart showing an overall flow of processing of a control mechanism of the ceramic sintered body manufacturing apparatus.

【図7】セラミック焼結体製造装置の制御機構の脱バイ
ンダ処理の流れを示す流れ図である。
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of binder removal processing of a control mechanism of the ceramic sintered body manufacturing apparatus.

【図8】本発明のセラミック焼結体製造装置の制御機構
の焼結処理の流れを示す流れ図である。
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a sintering process of a control mechanism of the ceramic sintered body manufacturing apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…炉、2…多層セラミック積層体、3…ヒータ、4…
電圧制御部、5…圧力印加部、6…アクチュエータ、7
…制御機構、8…挾持板、9…プレス盤、10…加熱焼
成機構、11…雰囲気調整部、20…加圧機構。
1 ... Furnace, 2 ... Multilayer ceramic laminate, 3 ... Heater, 4 ...
Voltage control unit, 5 ... Pressure applying unit, 6 ... Actuator, 7
... Control mechanism, 8 ... Holding plate, 9 ... Press board, 10 ... Heating and firing mechanism, 11 ... Atmosphere adjusting section, 20 ... Pressurizing mechanism.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩永 昭一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社 日立製作所 生産技術研究所 内 (72)発明者 鈴木 秀夫 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 岡本 正英 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社 日立製作所 生産技術研究所 内 (72)発明者 石原 昌作 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社 日立製作所 生産技術研究所 内 (72)発明者 皆川 修一 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社 日立製作所 汎用コンピュータ事業部 内 (72)発明者 藤田 毅 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社 日立製作所 汎用コンピュータ事業部 内 (56)参考文献 特開 昭63−35459(JP,A) 特開 平5−8212(JP,A) 特開 平2−305904(JP,A) 特開 平2−5449(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/645,35/638 H05K 3/46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Shoichi Iwanaga 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd. Production Engineering Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Hideo Suzuki Inc. 1-7, Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki No. 1 Hitachi Ltd. in Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Masahide Okamoto 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi Ltd. Production Technology Research Laboratory (72) Inventor Masasaku Ishihara Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 292 Hitachi, Ltd. Production Technology Research Laboratory (72) Inventor Shuichi Minagawa 1 Horiyamashita, Hadano City, Kanagawa Pref. Hitachi Ltd. General Computer Division (72) Inventor Takeshi Fujita 1 Horiyamashita, Hadano City, Kanagawa Prefecture Hitachi, Ltd. General-purpose computer division (56) References 63-35459 (JP, A) JP-A-5-8212 (JP, A) JP-A-2-305904 (JP, A) JP-A-2-5449 (JP, A) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) C04B 35/645, 35/638 H05K 3/46

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】セラミック粉末とバインダとを含む成形体
を作製する成形体作製工程と、該成形体を加熱してバイ
ンダを除去する脱バインダ工程と、該成形体を加熱して
緻密化し焼結体とする焼結工程と、該焼結体を冷却する
冷却工程とをこの順に有するセラミック焼結体の製造方
法において、 上記焼結工程は、 上記成形体に圧力を印加しながら、温度を低温域から高
温域に変化させて焼成を行なう工程であり、 上記低温域で印加される圧力は、上記高温域で印加され
る圧力より大きいことを特徴とするセラミック焼結体の
製造方法。
1. A molded body manufacturing step of manufacturing a molded body containing ceramic powder and a binder, a binder removal step of heating the molded body to remove the binder, and heating the molded body to densify and sinter it. In a method for producing a ceramic sintered body, which comprises a sintering step for forming a body and a cooling step for cooling the sintered body in this order, in the sintering step, the temperature is low while applying pressure to the formed body. A method for producing a ceramic sintered body, which is a step of performing firing by changing from a temperature range to a high temperature range, wherein a pressure applied in the low temperature range is higher than a pressure applied in the high temperature range.
【請求項2】請求項において、 前記成形体は、 少なくとも一層のセラミック粉末とバインダとを含むセ
ラミック絶縁層と、 少なくとも一層の導体よりなる導体層とを、積層してな
る積層体であり、 前記焼結体は、セラミック多層回路基板であることを特
徴とするセラミック焼結体の製造方法。
2. The molded body according to claim 1 , wherein the molded body is a laminated body formed by laminating a ceramic insulating layer containing at least one layer of ceramic powder and a binder, and a conductor layer made of at least one layer of conductor, The method for producing a ceramic sintered body, wherein the sintered body is a ceramic multilayer circuit board.
【請求項3】請求項において、 前記焼結工程での最高温度は、700〜1700℃の範
囲にあることを特徴とするセラミック焼結体の製造方
法。
3. The method for producing a ceramic sintered body according to claim 1 , wherein the maximum temperature in the sintering step is in the range of 700 to 1700 ° C.
【請求項4】請求項において、 前記焼結工程において印加される圧力は、1〜20kg
/cm2であることを特徴とするセラミック焼結体の製
造方法。
4. The pressure applied in the sintering step according to claim 1 , wherein the pressure is 1 to 20 kg.
/ Cm 2 A method for producing a ceramic sintered body, characterized in that
【請求項5】請求項において、 前記焼結工程における圧力の印加は、前記成形体を挾む
挾持板を介して行なわれ、 上記挾持板は、前記成形体の焼成温度において寸法安定
で、かつ気孔率50%以上の通気性を有する多孔質な材
料からなることを特徴とするセラミック焼結体の製造方
法。
5. The method of claim 1, the application of pressure in the sintering step is performed via a clamping plate sandwiching the shaped body, the clamping plate is dimensionally stable at the firing temperature of the shaped body, A method for producing a ceramic sintered body, which is made of a porous material having air permeability with a porosity of 50% or more.
【請求項6】セラミック粉末とバインダとを含む成形体
を作製する成形体作製工程と、該成形体を加熱してバイ
ンダを除去し、該成形体をさらに加熱して焼結体とし、
該焼結体を冷却する焼成工程とをこの順に有するセラミ
ック焼結体の製造方法において、 上記焼成工程は、その工程内において、上記成形体に圧
力を印加するあらかじめ定められた期間を有し、 上記圧力は、上記期間の終期では、上記期間の初期より
低くなるように定められていることを特徴とするセラミ
ック焼結体の製造方法。
6. A molded body producing step of producing a molded body containing ceramic powder and a binder, heating the molded body to remove the binder, and further heating the molded body to obtain a sintered body,
In the method for manufacturing a ceramic sintered body, which has a firing step of cooling the sintered body in this order, the firing step has a predetermined period of applying pressure to the molded body within the step, The method for producing a ceramic sintered body, wherein the pressure is set to be lower than that at the beginning of the period at the end of the period.
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