JP4454390B2 - グリーンシート積層体、およびセラミック構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)凹部7や空洞10の内面に導体層を形成して成る導波管や導波管回路基板、または凹部7や空洞10に導体を充填して成る回路配線やコンデンサ,インダクタンス等を有する配線基板、
(2)(1)の導波管回路基板や配線基板を用いた、LSI等の半導体集積回路素子,水晶振動子等の圧電振動子,フィトダイオードやCCD素子等の受光素子,各種センサー素子,各種電子部品等を収納するための電子部品収納用パッケージ、
(3)(1)の導波管、導波管回路、配線基板を用いたミリ波回路、ミリ波回路を用いた自動車等用のミリ波レーダー、
(3)凹部7の底面に導体層が形成されるとともに凹部7の内側に誘電体線路が設置され、凹部7が導体板で塞がれて成る非放射性誘電体線路、それを用いた自動車等用のミリ波レーダー、
(4)内部に酸素ガス,水素ガス,アルコール,炭化水素ガス等が流通するための流路が形成された燃料電池や燃料電池用改質器、
(5)内部に薬液、血液等の体液、化学反応用溶液、遺伝子や細菌,ウィルス等を含む溶液が流通するための流路、流路に繋がった反応部や処理部,加熱部等、および処理された液体を採取する採取部を有するマイクロ化学チップ、マイクロフルイディクス、
(6)圧電材料から成り、内部に形成された空洞10や流路からインクを圧電効果により外部に放出するインクジェットプリンターヘッド、
(7)圧電材料から成り、凹部7や空洞10を形成して成るアクチュエーター等の圧電素子、
(8)凹部7や空洞10の内面に電子部品等を搭載するための導体層が形成された光学用途の部品,基板、凹部7や空洞10によって光路が形成された光学用途の部品,基板、
(9)凹部7や空洞10の内面に電子部品等を搭載するための導体層が形成されたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems;微小電子機械システム)用の基体、凹部7や空洞10によって光路もしくは流体の流路が形成されたMEMS用の基体、
(10)内部にフラクタル構造の複数の空洞10が形成された電波吸収体、
がある。
(実施例1)
[1.グリーンシートの準備]
SiO2,Al2O3,CaO,ZnO,B2O3からなるガラスセラミック原料粉末100質量部に対して、メチルアクリレートとメチルメタクリレートの共重合組成物のバインダーを11質量部、可塑剤としてフタル酸ジブチルを5質量部添加し、トルエンを有機溶剤としてボールミルにより36時間混合しスラリーを調製した。得られたスラリーを用いてドクターブレード法により成形、乾燥して厚さ0.6mmおよび0.3mmのグリーンシートを作製した。次に、このグリーンシートに直径200μmの貫通孔(スルーホール)をパンチングで形成した。
(2−1)スルーホール充填用の導体ペースト(ビア導体形成用の導体ペースト)
Cu粉体100質量部に対し、メチルアクリレートとメチルメタクリレートの共重合組成物の樹脂バインダーを(グリーンシートと共通のものを使用)2重量部、テルピネオールおよびブチルカルビトールアセテートの混合溶剤を4重量部、フタル酸エステル系の可塑剤(DOP:ジ−2−エチルヘキシルフタレート,DBP:ジブチルフタレートの混合物)を2重量部添加し、これらを攪拌して混合した。その後、Cu粉体および樹脂バインダー等の凝集体がなくなるまで3本ロールミルで混合して導体ペーストを調製した。
Cu粉体100質量部に対し、メチルアクリレートとメチルメタクリレートの共重合組成物の樹脂バインダーを(グリーンシートと共通のものを使用)3重量部、テルピネオールおよびブチルカルビトールアセテートの混合溶剤を10重量部、フタル酸エステル系の可塑剤(DOP,DBPの混合物)を10重量部添加し、これらを攪拌して混合した。その後、Cu粉体および樹脂バインダー等の凝集体がなくなるまで3本ロールミルで混合して導体ペーストを調製した。
架橋イソブチルメタクリレートの樹脂ビーズ100重量部に対して、樹脂バインダーとしてイソブチルメタクリレート55重量部、DOP5重量部、ポリエチレングリコール5重量部、メチルイソブチルケトン150重量部を加えた組成物を混合してスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法により成形し、乾燥して厚さ600μmの樹脂シート2aを作製した。
樹脂シート2a,2bを用いて図2のグリーンシート積層体を形成した。即ち、図1の打ち抜き法によって、グリーンシートA1(縦50mm×横50mm×厚さ0.6mm、貫通孔部分:縦2mm×横2mm×深さ0.6mm)およびグリーンシートA2(縦50mm×横50mm×厚さ0.3mm、貫通孔部分:縦2mm×横2mm×深さ0.3mm)に樹脂シート2a,2bをそれぞれ嵌め込んだ。
(比較例1)
(比較例2)
(比較例3)
(比較例4)
(実施例2)
[1.グリーンシートの準備]
SiO2,Al2O3,CaO,ZnO,B2O3からなるガラスセラミック原料粉末100質量部に対して、メチルアクリレートとメチルメタクリレートの共重合組成物の樹脂バインダーを11質量部、可塑剤としてフタル酸ジブチルを5質量部添加し、トルエンを有機溶剤としてボールミルにより36時間混合しスラリーを調製した。得られたスラリーを用いてドクターブレード法により成形、乾燥して厚さ0.6mmおよび0.3mmのグリーンシートを作製した。次に、このグリーンシートに直径200μmのスルーホールをパンチングで形成した。
(2−1)スルーホール充填用の導体ペースト(ビア導体形成用の導体ペースト)
Cu粉体100質量部に対し、メチルアクリレートとメチルメタクリレートの共重合組成物のバインダーを(グリーンシートと共通のものを使用)2重量部、テルピネオールおよびブチルカルビトールアセテートの混合溶剤を4重量部、フタル酸エステル系の可塑剤(DOP,DBPの混合物)を2重量部添加し、これらを攪拌して混合した。その後、Cu粉体および樹脂バインダー類の凝集体がなくなるまで3本ロールミルで混合して導体ペーストを調製した。
Cu粉体100質量部に対し、メチルアクリレートとメチルメタクリレートの共重合組成物のバインダーを(グリーンシートと共通のものを使用)3重量部、テルピネオールおよびブチルカルビトールアセテートの混合溶剤を10重量部、フタル酸エステル系の可塑剤(DOP,DBPの混合物)を10重量部添加し、これらを攪拌して混合した。その後、Cu粉体および樹脂バインダー類の凝集体がなくなるまで3本ロールミルで混合して導体ペーストを調製した。
架橋イソブチルメタクリレートの樹脂ビーズ100重量部に対して、樹脂バインダーとしてイソブチルメタクリレート55重量部、DOP5重量部、ポリエチレングリコール5重量部、メチルイソブチルケトン150重量部を加えた組成物を混合してスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法により成形し、乾燥して厚さ600μmの樹脂シート2aを作製した。
樹脂シート2a,2bを用いて図2のグリーンシート積層体を形成した。即ち、図1で示した打ち抜き法によって、グリーンシートA1(縦50mm×横50mm×厚さ0.6mm、貫通孔部分:縦2mm×横2mm×深さ0.6mm)およびグリーンシートA2(縦50mm×横50mm×厚さ0.3mm、貫通孔部分:縦2mm×横2mm×深さ0.3mm)に樹脂シート2a,2bをそれぞれ嵌め込んだ。
(比較例5)
(比較例6)
(比較例7)
(比較例8)
2,2a,2b:樹脂シート
3:貫通孔
7:凹部
A,A1,A2:セラミックグリーンシート
B1,B2,B3:セラミックグリーンシート
F:セラミックグリーンシート
C,E,G:セラミックグリーンシート積層体
D:表面に凹部を有するセラミック構造体
H:内部に空洞を有するセラミック構造体
20:貫通穴
21a,21b,21c,21d,21e:セラミックグリーンシート
22:凹部
23:セラミック構造体
Claims (7)
- 複数枚積層されたセラミックグリーンシートと、
前記複数枚積層されたセラミックグリーンシートを焼成することによって、表面の凹部および内部の空洞の少なくとも一方を有するセラミック構造体を製造するに際して、前記セラミックグリーンシートの前記凹部となる部位および前記空洞となる部位に樹脂シートが載置され、前記複数枚積層されたセラミックグリーンシートを焼成する際に熱分解されて除去される樹脂シートであって、該樹脂シートの最上層部の80%重量減少温度をTa℃、最下層部の80%重量減少温度をTb℃、前記樹脂シートが載置される前記セラミックグリーンシートに含まれる樹脂バインダーの20%重量減少温度をTc℃としたときに、Ta<Tb≦Tcの関係を満たす樹脂シートと、を備えるグリーンシート積層体。 - 前記樹脂シートは、600℃において99重量%以上熱分解する、請求項1に記載のグリーンシート積層体。
- 前記樹脂シートは、樹脂ビーズと、樹脂バインダーと、可塑剤および滑剤の少なくとも一方とを含む、請求項1または2に記載のグリーンシート積層体。
- セラミックグリーンシートを複数枚積層し焼成することによって、表面の凹部および内部の空洞の少なくとも一方を有するセラミック構造体を製造するに際して、前記セラミックグリーンシートの前記凹部となる部位および前記空洞となる部位に樹脂シートを載置する工程と、前記セラミックグリーンシートを複数枚積層する工程と、前記セラミックグリーンシートの積層体を焼成する際に前記樹脂シートを熱分解させて除去する工程とを含み、前記樹脂シートの最上層部の80%重量減少温度をTa℃、最下層部の80%重量減少温度をTb℃、前記樹脂シートが載置される前記セラミックグリーンシートに含まれる樹脂バインダーの20%重量減少温度をTc℃としたときに、Ta<Tb≦Tcの関係を満たす、セラミック構造体の製造方法。
- 前記セラミックグリーンシートの積層体を焼成する際に前記樹脂シートを熱分解させて除去する工程は、前記Ta℃を所定時間維持して前記樹脂シートの最上層部を熱分解させて除去する第一の脱バインダー工程と、前記Tb℃を所定時間維持して前記樹脂シートの最下層部を熱分解させて除去する第二の脱バインダー工程とを含む、請求項4に記載のセラミック構造体の製造方法。
- セラミックグリーンシートを複数枚積層し焼成することによって内部に空洞を有するセラミック構造体を製造するに際して、前記セラミックグリーンシートの前記空洞となる部位に樹脂シートを載置する工程と、前記セラミックグリーンシートを複数枚積層して前記樹脂シートが充填された凹部を有する前記セラミックグリーンシートの積層体を形成する工程と、前記Ta℃を所定時間維持して前記樹脂シートの最上層部を熱分解させて除去した後に室温まで降温する第一の脱バインダー工程と、前記積層体上に前記樹脂シートが充填された凹部を塞ぐように他の前記セラミックグリーンシートを積層して内部に空洞を有する積層体を形成する工程と、前記Tb℃を所定時間維持して前記樹脂シートの最下層部を熱分解させて除去する第二の脱バインダー工程とを含む、請求項4または5に記載のセラミック構造体の製造方法。
- 前記セラミックグリーンシートの積層体を焼成する際に前記樹脂シートを熱分解させて除去する工程は、前記Tc℃を超える温度を所定時間維持する第三の脱バインダー工程を含む、請求項5または6に記載のセラミック構造体の製造方法。
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