JP5290267B2 - Ceramic substrate firing buffer sheet and method for producing ceramic substrate using the same - Google Patents

Ceramic substrate firing buffer sheet and method for producing ceramic substrate using the same Download PDF

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Description

本発明は、セラミック基板の焼成用バッファシート及びこれを用いたセラミック基板の製造方法に関し、より具体的には、焼成過程で発生するセラミック基板の反りを防止することができるセラミック基板の焼成用バッファシート及びこれを用いたセラミック基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a ceramic substrate firing buffer sheet and a method for producing a ceramic substrate using the same, and more specifically, a ceramic substrate firing buffer capable of preventing warpage of the ceramic substrate that occurs during the firing process. The present invention relates to a sheet and a method of manufacturing a ceramic substrate using the sheet.

一般的に、セラミック基板、特に低温同時焼成セラミック(Low Temperature Co−fired Ceramic:LTCC)基板は、熱的特性や誘電率などの電気的特性に優れ、超小型化が可能で複合的な機能を発揮することができ、様々な技術分野で使用されている。   Generally, ceramic substrates, especially low temperature co-fired ceramic (LTCC) substrates, have excellent electrical characteristics such as thermal characteristics and dielectric constant, and can be miniaturized and have multiple functions. It can be used and is used in various technical fields.

また、低温同時焼成セラミック基板は、拘束層を用いて面方向の無収縮焼成ができ、回路パターンの精度が要求される半導体検査用基板などにその応用が拡大されている。特に、半導体検査用基板は大面積でありながら、検査時に繰り返される圧力に耐えられるよう、厚く製作されている。そのため、優れた平坦度を有しながら、大面積の基板を反りなく焼成できる方法が求められている。   Further, the low-temperature co-fired ceramic substrate can be subjected to non-shrinkage firing in the surface direction by using a constraining layer, and its application has been expanded to a substrate for semiconductor inspection or the like that requires circuit pattern accuracy. In particular, the semiconductor inspection substrate has a large area and is manufactured to be thick enough to withstand repeated pressure during inspection. Therefore, there is a demand for a method capable of firing a large area substrate without warping while having excellent flatness.

セラミック基板の焼成工程は、一般的にグリーンシートが積層された成形体を焼成炉で焼成する工程であるが、焼成中、グリーンシート成形体は構造を支持するために焼成セッターに載置される。しかし、焼成過程中にグリーンシート成形体と焼成セッターの接触部位で発生する摩擦力と反応性によりグリーンシート成形体に局部的な焼成ストレスが生じ、よって、焼成後にセラミック基板に反りなどの多数の欠陥が発生する。   The firing process of the ceramic substrate is generally a process of firing a formed body on which green sheets are laminated in a firing furnace. During firing, the green sheet formed body is placed on a firing setter to support the structure. . However, local firing stress is generated in the green sheet molded body due to the frictional force and reactivity generated at the contact portion between the green sheet molded body and the fired setter during the firing process, and thus a large number of warps such as warpage of the ceramic substrate after firing. Defects occur.

特に、上述したように、最近はセラミック基板が大面積化されてその厚さも徐々に厚くなる傾向にあるため、上記問題はさらに深刻になっている。 In particular, as described above, since the ceramic substrate has recently been increased in area and its thickness tends to gradually increase, the above problem has become more serious.

韓国特許第2009−0061904号公報Korean Patent No. 2009-0061904 韓国特許第2009−0046600号公報Korean Patent No. 2009-0046600 特開2005−263597号公報JP 2005-263597 A

本発明は、上記のような問題点を解決するためのもので、その目的は、焼成過程で発生するセラミック基板の反りを防止できるセラミック基板の焼成用バッファシート、及びこれを用いたセラミック基板の製造方法を提供することにある。   The present invention is for solving the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic substrate firing buffer sheet capable of preventing warpage of the ceramic substrate during the firing process, and a ceramic substrate using the ceramic substrate. It is to provide a manufacturing method.

本発明の一実施形態は、セラミック基板が積載される第1面と上記第1面に対向する第2面とを有するバッファシートであり、上記バッファシートは板状形の第1粉末及び球形の第2粉末を含み、上記第1面は、上記第2面に比べ上記第2粉末より上記第1粉末の分布比率が高いセラミック基板の焼成用バッファシートを提供する。   One embodiment of the present invention is a buffer sheet having a first surface on which a ceramic substrate is stacked and a second surface opposite to the first surface, the buffer sheet having a plate-shaped first powder and a spherical shape. The first surface includes a second powder, and the first surface provides a firing buffer sheet for a ceramic substrate having a higher distribution ratio of the first powder than the second powder.

上記第1粉末及び第2粉末は、上記セラミック基板の焼結温度で焼結されない難焼結性粉末であることができる。
上記第1粉末及び第2粉末は、互いに異なる材質または密度を有することができる。
The first powder and the second powder may be hardly sinterable powders that are not sintered at the sintering temperature of the ceramic substrate.
The first powder and the second powder may have different materials or densities.

上記第1粉末の80%以上は、上記バッファシートの第1面から一定の範囲の厚さに亘って分布されることができる。上記一定の範囲の厚さは、上記第1面を基準に上記バッファシートの厚さの10%〜80%の厚さの範囲にあることができる。 More than 80% of the first powder may be distributed over a certain range of thickness from the first surface of the buffer sheet. The thickness of the fixed range can 10% to 80% of the thickness range near Rukoto of the thickness of the buffer sheet relative to the first surface.

上記板状形の第1粉末の幅は5μm〜20μmであり、厚さは0.1μm〜1.0μmであることができる。   The plate-shaped first powder may have a width of 5 μm to 20 μm and a thickness of 0.1 μm to 1.0 μm.

上記球形の第2粉末の平均粒径は1μm〜3μmであることができる。   The average particle size of the spherical second powder may be 1 μm to 3 μm.

上記バッファシートの厚さは3μm〜300μmであることができる。   The buffer sheet may have a thickness of 3 μm to 300 μm.

本発明の他の実施形態は、板状形の第1粉末と球形の第2粉末を含むスラリーを製造するステップと、上記スラリーにせん断応力を与え、上記板状形の第1粉末が上部に配置され、上記球形の第2粉末が下部に配置されるようバッファシートを成形するステップと、を含むセラミック基板の焼成用バッファシートの製造方法を提供する。   According to another embodiment of the present invention, a slurry including a plate-shaped first powder and a spherical second powder is produced, and a shear stress is applied to the slurry, and the plate-shaped first powder is placed on the top. And a step of forming the buffer sheet so that the spherical second powder is disposed underneath, and a method for producing a buffer sheet for firing a ceramic substrate.

上記第1粉末及び第2粉末は、互いに異なる材質または密度を有することができる。   The first powder and the second powder may have different materials or densities.

本発明のさらに他の実施形態は、セラミック基板が積載される第1面と上記第1面に対向する第2面とを有し、板状形の第1粉末及び球形の第2粉末を含み、上記第1面は、上記第2面に比べ上記第2粉末より上記第1粉末の分布比率が高い焼成用バッファシートを、上記第2面が接触するよう焼成セッターに積載するステップと、上記第1面にセラミックグリーンシートを積載するステップと、上記セラミックグリーンシートを焼成するステップと、を含むセラミック基板の製造方法を提供する。   Still another embodiment of the present invention has a first surface on which a ceramic substrate is loaded and a second surface opposite to the first surface, and includes a plate-shaped first powder and a spherical second powder. The first surface is loaded with a firing buffer sheet having a higher distribution ratio of the first powder than the second powder on the firing setter so that the second surface is in contact with the second surface; There is provided a method for manufacturing a ceramic substrate, comprising: loading a ceramic green sheet on a first surface; and firing the ceramic green sheet.

上記第1粉末及び第2粉末は、上記セラミック基板の焼結温度で焼結されない難焼結性粉末であることができる。   The first powder and the second powder may be hardly sinterable powders that are not sintered at the sintering temperature of the ceramic substrate.

上記第1粉末及び第2粉末は、互いに異なる材質または密度を有することができる。   The first powder and the second powder may have different materials or densities.

上記第1粉末の80%以上は、上記バッファシートの第1面から一定の厚さに亘って分布されることができる。上記一定の範囲の厚さは、上記第1面を基準に上記バッファシートの厚さの10%〜80%の厚さの範囲にあることができる。 More than 80% of the first powder is distributed over a constant thickness from the first surface of the buffer sheet can Rukoto. The certain range of thicknesses may be in a range of 10% to 80% of the thickness of the buffer sheet based on the first surface .

上記板状形の第1粉末の幅は5μm〜20μmであり、厚さは0.1μm〜1.0μmであることができる。   The plate-shaped first powder may have a width of 5 μm to 20 μm and a thickness of 0.1 μm to 1.0 μm.

上記球形の第2粉末の平均粒径は1μm〜3μmであることができる。   The average particle size of the spherical second powder may be 1 μm to 3 μm.

上記焼成用バッファシートの厚さは3μm〜300μmであることができる。   The firing buffer sheet may have a thickness of 3 μm to 300 μm.

本発明の一実施形態による焼成用バッファシートの第1面には粉末粒子の間隙が広い板状形の第1粉末が主に位置し、セラミックグリーンシートとの接触点が少ない。そのため、セラミックグリーンシートを焼成させると、セラミック基板からガラス成分を拡散するための毛細管力が不十分になり、セラミック基板と焼成用バッファシートとの反応を効果的に抑制できる。これにより、セラミック基板の重さに関わらず、セラミック基板と焼成セッターの反応を防止できる。   In the first surface of the firing buffer sheet according to an embodiment of the present invention, a plate-shaped first powder having a wide gap between powder particles is mainly located, and there are few contact points with the ceramic green sheet. Therefore, when the ceramic green sheet is fired, the capillary force for diffusing the glass component from the ceramic substrate becomes insufficient, and the reaction between the ceramic substrate and the firing buffer sheet can be effectively suppressed. Thereby, reaction of a ceramic substrate and a firing setter can be prevented regardless of the weight of the ceramic substrate.

また、球形の第2粉末は焼成用バッファシートの第2面に配置され、脱バインダー通路を確保するようになる。   In addition, the spherical second powder is disposed on the second surface of the firing buffer sheet to ensure a debinding path.

本発明の一実施形態によるセラミック基板の製造方法を示す概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing method of the ceramic substrate by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による焼成用バッファシートを概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the buffer sheet for baking by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による板状形の第1粉末及び球形の第2粉末を概略的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a plate-like first powder and a spherical second powder according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による板状形の第1粉末及び球形の第2粉末を概略的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a plate-like first powder and a spherical second powder according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による焼成用バッファシートの製造方法を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the manufacturing method of the buffer sheet for baking by one Embodiment of this invention.

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

しかし、本発明の実施形態は、様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下で説明する実施形態のみに限定されるわけではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野において通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面における構成要素の形状及びサイズなどは、より明確な説明のために誇張することもあり、図面上において同一の符号で示される構成要素は同一の構成要素である。   However, the embodiments of the present invention can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to only the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the components in the drawings may be exaggerated for a clearer description, and the components indicated by the same reference numerals in the drawings are the same components.

図1は、本発明の一実施形態によるセラミック基板の製造方法を示す概略的な断面図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a ceramic substrate according to an embodiment of the present invention.

図1を参照すると、本発明の一実施形態によるセラミック基板の製造方法は、焼成セッターSに焼成用バッファシート10を積載するステップと、上記焼成用バッファシート10にセラミックグリーンシートを配置するステップと、上記セラミックグリーンシートを焼成するステップとを含む。   Referring to FIG. 1, a method of manufacturing a ceramic substrate according to an embodiment of the present invention includes a step of stacking a firing buffer sheet 10 on a firing setter S, and a step of placing a ceramic green sheet on the firing buffer sheet 10. And firing the ceramic green sheet.

上記焼成用バッファシート10は、セラミック基板が積載される第1面と上記第1面に対向する第2面とを有するバッファシートであり、上記第1面にセラミック基板が積載されるよう、上記第2面を焼成セッターに接触させて配置する。上記バッファシートは、板状形の第1粉末及び球形の第2粉末を含み、上記第1面は、上記第2面に比べ上記第2粉末に対する上記第1粉末の比率が高い特徴を有する。これに対する具体的な事項については後述する。   The firing buffer sheet 10 is a buffer sheet having a first surface on which a ceramic substrate is stacked and a second surface facing the first surface, and the ceramic substrate is stacked on the first surface. The second surface is placed in contact with the firing setter. The buffer sheet includes a plate-shaped first powder and a spherical second powder, and the first surface is characterized by a higher ratio of the first powder to the second powder than the second surface. Specific matters for this will be described later.

セラミック基板は、一般的に、セラミックグリーンシートを製造後、セラミックグリーンシートを焼成して製造する。上記セラミックグリーンシートの焼成工程は、一般的に焼成炉で行われることができ、焼成中、セラミックグリーンシートは構造を支持するために焼成セッターに載置されて行われることができる。   The ceramic substrate is generally produced by producing a ceramic green sheet and then firing the ceramic green sheet. The firing process of the ceramic green sheet can be generally performed in a firing furnace, and during firing, the ceramic green sheet can be placed on a firing setter to support the structure.

上記セラミック基板Cは、低温同時焼成セラミック基板であることができる。低温同時焼成セラミック基板は誘電体シートを製造し、上記誘電体のビアホール形成及びピーリング工程、導体パターン印刷工程、ラミネーション工程を経てグリーンシート積層体を形成し、上記グリーンシート積層体を焼成して製造されることができる。   The ceramic substrate C may be a low temperature co-fired ceramic substrate. Low temperature co-fired ceramic substrate is manufactured by producing dielectric sheet, forming via sheet formation and peeling process of dielectric, conductive pattern printing process, lamination process, forming green sheet laminate, and firing the green sheet laminate Can be done.

本実施形態によると、焼成セッターSとセラミックグリーンシートCとの間に焼成用バッファシート10が積載される。   According to the present embodiment, the firing buffer sheet 10 is stacked between the firing setter S and the ceramic green sheet C.

一般的に、セラミックグリーンシートの焼成過程ではセラミックグリーンシートに含有されたガラス成分が外部に溶出して焼成セッターと反応できる。これによってセラミックグリーンシートと焼成セッターの反応部位で部分的に焼結収縮が妨害され、セラミック基板の収縮挙動にばらつきが生じ、焼成後にセラミック基板が反る恐れがある。   Generally, in the firing process of the ceramic green sheet, the glass component contained in the ceramic green sheet is eluted to the outside and can react with the fired setter. As a result, the sintering shrinkage is partially disturbed at the reaction site between the ceramic green sheet and the firing setter, causing a variation in the shrinking behavior of the ceramic substrate, which may warp the ceramic substrate after firing.

しかし、本実施形態によると、上記焼成用バッファシート10は、焼成過程において焼成セッターSとセラミックグリーンシートCとの反応を防止する役割をする。   However, according to the present embodiment, the firing buffer sheet 10 serves to prevent a reaction between the firing setter S and the ceramic green sheet C in the firing process.

本発明の一実施形態による焼成用バッファシートの第1面には粉末粒子の間隙が広い板状形の第1粉末が主に位置し、セラミックグリーンシートとの接触点が少ない。そのため、セラミックグリーンシートと第1面を接触させたまま焼成させると、セラミック基板からガラス成分を拡散するための毛細管力が不十分なため、セラミック基板と焼成用バッファシートとの反応を効果的に抑制できる。これにより、セラミック基板の重さに関わらず、セラミック基板と焼成セッターの反応を防止できる。また、セラミック基板と焼成用バッファシートとの反応も効果的に抑制できる。   In the first surface of the firing buffer sheet according to an embodiment of the present invention, a plate-shaped first powder having a wide gap between powder particles is mainly located, and there are few contact points with the ceramic green sheet. Therefore, if the ceramic green sheet is fired while being in contact with the first surface, the capillary force for diffusing the glass component from the ceramic substrate is insufficient, so that the reaction between the ceramic substrate and the firing buffer sheet is effectively performed. Can be suppressed. Thereby, reaction of a ceramic substrate and a firing setter can be prevented regardless of the weight of the ceramic substrate. In addition, the reaction between the ceramic substrate and the firing buffer sheet can be effectively suppressed.

また、球形の第2粉末は、焼成用バッファシートの下部に配置され、脱バインダー通路を確保するようになる。   Further, the spherical second powder is disposed at the lower part of the firing buffer sheet to secure a debinding path.

図2は、本発明の一実施形態による焼成用バッファシート10を概略的に示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a firing buffer sheet 10 according to an embodiment of the present invention.

図2を参照すると、焼成用バッファシート10は、第1面10aと上記第1面に対向する第2面10bを有する。上記第1面10aはセラミック基板が積載される面であり、上記第2面10bは焼成セッターと接触する面である。   Referring to FIG. 2, the firing buffer sheet 10 has a first surface 10a and a second surface 10b facing the first surface. The first surface 10a is a surface on which a ceramic substrate is loaded, and the second surface 10b is a surface in contact with the firing setter.

本実施形態による焼成用バッファシート10は、板状形の第1粉末11と球形の第2粉末12を含む。上記第1及び第2粉末は、セラミックグリーンシートの焼成温度で焼結されない難焼結性粉末であることができる。   The firing buffer sheet 10 according to the present embodiment includes a plate-shaped first powder 11 and a spherical second powder 12. The first and second powders may be hardly sinterable powders that are not sintered at the firing temperature of the ceramic green sheet.

上記第1面10aには球形の第2粉末12より板状形の第1粉末11が主に配置され、上記第2面10bには板状形の第1粉末11より球形の第2粉末12が主に配置されており、第1面10aは、第2面10bに比べ第2粉末12より第1粉末11の分布比率が高くなり得る。このような配置は焼成用バッファシートの製造過程で形成できる。   The first surface 10a is mainly arranged with a plate-shaped first powder 11 from the spherical second powder 12, and the second surface 10b is arranged with the second powder 12 having a spherical shape from the plate-shaped first powder 11. The first surface 10a may have a higher distribution ratio of the first powder 11 than the second powder 12 compared to the second surface 10b. Such an arrangement can be formed during the manufacturing process of the firing buffer sheet.

図3a及び図3bは、本発明の一実施形態による板状形の第1粉末11及び球形の第2粉末12を概略的に示す斜視図である。   3a and 3b are perspective views schematically showing a plate-shaped first powder 11 and a spherical second powder 12 according to an embodiment of the present invention.

図3a及び図3bを参照すると、上記板状形の第1粉末11において横方向の大きさである幅wは5μm〜20μmであり、縦方向の大きさである厚さtは0.1μm〜1.0μmであることができる。   Referring to FIGS. 3a and 3b, in the first powder 11 having the plate shape, a width w which is a horizontal size is 5 μm to 20 μm, and a thickness t which is a vertical size is 0.1 μm to It can be 1.0 μm.

上記板状形の第1粉末11は焼成用バッファシート10内で水平に配列され、粒子との間隙が広く、セラミック基板との接触点が低減する。そのため、セラミック基板からガラス成分がバッファシート側に浸透し、結合を形成するための毛細管力が不十分になり、セラミック基板と焼成用バッファシートとの反応を防止できる。   The plate-shaped first powders 11 are horizontally arranged in the firing buffer sheet 10, have a wide gap with the particles, and reduce the contact point with the ceramic substrate. Therefore, the glass component penetrates from the ceramic substrate to the buffer sheet side, and the capillary force for forming the bond becomes insufficient, and the reaction between the ceramic substrate and the firing buffer sheet can be prevented.

上記板状形の第1粉末11は、これに制限されないが、板状形に容易に製造できるアルミナまたはジルコニア材質であることができる。   The plate-shaped first powder 11 is not limited thereto, but may be made of an alumina or zirconia material that can be easily manufactured into a plate-like shape.

上記球形の第2粉末12は、平均粒径dが1μm〜3μmであることができる。   The spherical second powder 12 may have an average particle diameter d of 1 μm to 3 μm.

上記球形の第2粉末12は、これに制限されないが、アルミナまたはジルコニア材質であることができる。   The spherical second powder 12 may be made of alumina or zirconia, but is not limited thereto.

球形の第2粉末12は焼成用バッファシートの第2面に主に配列され、第2粉末の粒子との間隙はセラミックグリーンシートの焼成過程で脱バインダーの通路として作用できる。これにより、板状形の第1粉末による脱バインダー通路の不足を解決することができ、また、焼成用バッファシートの厚さを増加することができ、焼成しようとするセラミック基板の重さまたは厚さが増加しても、セラミック基板を変形させることなく焼成できる。   The spherical second powder 12 is mainly arranged on the second surface of the firing buffer sheet, and the gap between the second powder particles can act as a debinding path in the firing process of the ceramic green sheet. Thereby, the shortage of the debinding path due to the plate-shaped first powder can be solved, the thickness of the buffer sheet for firing can be increased, and the weight or thickness of the ceramic substrate to be fired can be increased. Even if the thickness increases, the ceramic substrate can be fired without being deformed.

上記板状形の第1粉末11の多くはバッファシートの第1面に分布されていることができる。より具体的に、上記第1粉末の80%以上は、上記バッファシートの第1面から一定の厚さに亘って分布されることができる。上記一定の範囲の厚さは、上記第1面を基準に上記バッファシートの厚さの10%〜80%の厚さの範囲にある。板状形の第1粉末がバッファシートの表面を覆い、板状形の第1粉末の分布範囲が広くなると脱バインダー通路が塞がり、脱バインダーが確実に行われない恐れがあるため、バッファシートの一定の範囲の厚さ内に存在することが好ましい。 Many of the plate-shaped first powders 11 may be distributed on the first surface of the buffer sheet. More specifically, the first 80% of the powder are distributed over a first predetermined thickness from the surface of the buffer sheet can Rukoto. The thickness of the certain range is in the range of thickness of 10% to 80% of the thickness of the buffer sheet relative to the first surface. Since the plate-shaped first powder covers the surface of the buffer sheet and the distribution range of the plate-shaped first powder becomes wide, the debinding path may be blocked and debinding may not be performed reliably. It is preferable to exist within a certain range of thickness.

上記第1粉末と上記第2粉末は、焼成用バッファシートの製造過程で第1粉末と第2粉末の配置位置をより安定的に区分するために、互いに異なる物質を使用したり、密度が互いに異なる物質を使用できる。例えば、第2面が下部に位置するように焼成用バッファシートを製造する場合、焼成用バッファシートの下部に沈殿する第2粉末は第1粉末に比べ、より高い密度を有する物質を使用することができる。   The first powder and the second powder may use different substances or have different densities in order to more stably classify the arrangement positions of the first powder and the second powder in the process of manufacturing the buffer sheet for firing. Different substances can be used. For example, when the firing buffer sheet is manufactured so that the second surface is located at the lower part, the second powder that precipitates at the lower part of the firing buffer sheet uses a substance having a higher density than the first powder. Can do.

上記焼成用バッファシート10の厚さは3μm〜300μmであることができる。上記焼成用バッファシートの厚さが300μmを超過すると、セラミック基板の重さによって脱バインダー特性が低下する一方、上記焼成用バッファシートの厚さが3μm未満であると、セラミック基板と焼成セッターの反応が十分に抑制されない恐れがある。   The thickness of the firing buffer sheet 10 may be 3 μm to 300 μm. When the thickness of the firing buffer sheet exceeds 300 μm, the debinding property is lowered due to the weight of the ceramic substrate, while when the thickness of the firing buffer sheet is less than 3 μm, the reaction between the ceramic substrate and the firing setter. May not be sufficiently suppressed.

図4は、本発明の一実施形態による焼成用バッファシートの製造方法を概略的に示す断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a method for producing a firing buffer sheet according to an embodiment of the present invention.

まず、板状形の第1粉末と球形の第2粉末を結合剤、分散剤及び溶媒などと混合してスラリー10Aを製造する。   First, the plate-like first powder and the spherical second powder are mixed with a binder, a dispersant, a solvent, and the like to produce a slurry 10A.

上記スラリー10AをブレードBを用いてベースフィルム12上に塗布した後、乾燥させて焼成用バッファシートを製造する。上記ベースフィルム12としては、PET(Polyethylene Terephthalate)フィルムを使用できる。   The slurry 10A is applied onto the base film 12 using the blade B, and then dried to produce a firing buffer sheet. As the base film 12, a PET (Polyethylene Terephthalate) film can be used.

上記スラリーがベースフィルム上に塗布される過程で、板状形の第1粉末はベースフィルムとブレードとの間に存在するせん断応力及び溶媒の流れによって水平に配列され、浮力を受ける面積が増加し、乾燥過程で下方に沈殿し難く、バッファシートの上部に主に位置する一方、相対的に球形である第2粉末は、スラリーの乾燥過程で比較的自在に沈下浸透し、バッファシートの下部に主に位置するようになる。また、板状形の第1粉末が球形の第2粉末より大きい密度を有する場合、第1粉末と第2粉末の配置位置をより安定的に区分できる。   In the process of applying the slurry onto the base film, the plate-shaped first powder is horizontally arranged due to the shear stress and the solvent flow existing between the base film and the blade, and the area receiving buoyancy increases. The second powder, which is less likely to settle downward during the drying process and is mainly located at the upper part of the buffer sheet, is relatively spherical and penetrates and settles relatively freely during the drying process of the slurry. Becomes mainly located. In addition, when the plate-shaped first powder has a higher density than the spherical second powder, the arrangement positions of the first powder and the second powder can be more stably distinguished.

上記バッファシートの上部はセラミック基板が積載される第1面であり、バッファシートの下部は焼成セッターと接合する第2面である。   The upper part of the buffer sheet is a first surface on which the ceramic substrate is stacked, and the lower part of the buffer sheet is a second surface to be joined to the firing setter.

下記表1は、本発明の一実施形態によるセラミック基板の焼成過程において上述した焼成用バッファシートを適用した実施例1及び実施例2、焼成バッファを適用しない比較例1及び比較例2、球形の粉末のみを含む焼成用バッファシートを適用した比較例3及び4に対する実験結果である。上記実施例及び比較例に適用された焼成用バッファシートの厚さはいずれも60μmであった。実施例1及び2において焼成用バッファシートの厚さのうち板状形の第1粉末が80%以上を占める層の厚さは10μmであった。   Table 1 below shows Examples 1 and 2 to which the above-described firing buffer sheet is applied in the firing process of the ceramic substrate according to an embodiment of the present invention, Comparative Examples 1 and 2 to which the firing buffer is not applied, and spherical shapes. It is an experimental result with respect to the comparative examples 3 and 4 to which the buffer sheet for baking containing only powder was applied. The thickness of the firing buffer sheet applied to the above Examples and Comparative Examples was 60 μm. In Examples 1 and 2, the thickness of the layer in which the plate-shaped first powder occupies 80% or more of the thickness of the firing buffer sheet was 10 μm.

実施例1、比較例1及び比較例3は、18cm×18cm×0.5cm(横×縦×厚さ)のセラミック基板を使用し、実施例2、比較例2及び比較例4は、25cm×25cm×0.5cm(横×縦×厚さ)であるセラミック基板を使用した。   Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 3 use a 18 cm × 18 cm × 0.5 cm (horizontal × vertical × thickness) ceramic substrate, and Example 2, Comparative Example 2 and Comparative Example 4 are 25 cm × A ceramic substrate having a size of 25 cm × 0.5 cm (width × length × thickness) was used.

キャンバー(camber)は焼成後、セラミック基板全体の反りを測定し、残炭量は1×1cm(横×縦)に切断して測定した。 The camber measured the warp of the entire ceramic substrate after firing, and the amount of residual carbon was measured by cutting it into 1 × 1 cm 2 (horizontal × vertical).

Figure 0005290267
Figure 0005290267

上記表1を参照すると、比較例1及び比較例2は脱バインダー通路が不十分なため、残炭量が少なかったが、焼成用バッファシートの不使用によりセラミック基板と焼成セッターの反応により基板の変形が発生し、セラミック基板のキャンバーが非常に大きかった。比較例3は、焼成用バッファシートによりセラミック基板と焼成セッターの反応が抑制され、キャンバーは少なかったが、比較例4では、セラミック基板の重さが増加しながらキャンバーが大きく増加した。これは、重いセラミック基板が焼成用バッファシートを加圧しながら接合され、焼成用バッファシートが無収縮焼成工程の拘束層のように作用した結果である。即ち、セラミック基板の一面のみに拘束層が接合された非対称構造で焼成され、キャンバーが増加したものである。一方、実施例1及び実施例2は、板状形粉末がセラミック基板と焼成セッターの反応を効果的に抑制して、キャンバーについても改善した結果を示し、球形の粉末が存在することで残炭量の増加も抑えられた。   Referring to Table 1 above, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 had a small amount of residual carbon because the debinding path was insufficient, but due to the reaction between the ceramic substrate and the firing setter due to the non-use of the firing buffer sheet, Deformation occurred and the camber of the ceramic substrate was very large. In Comparative Example 3, the reaction between the ceramic substrate and the firing setter was suppressed by the firing buffer sheet, and the camber was small. In Comparative Example 4, the camber was greatly increased while the weight of the ceramic substrate was increased. This is a result of the heavy ceramic substrates being bonded while pressing the firing buffer sheet, and the firing buffer sheet acting like a constraining layer in the non-shrink firing process. That is, the camber is increased by firing with an asymmetric structure in which a constraining layer is bonded to only one surface of the ceramic substrate. On the other hand, Example 1 and Example 2 show the result that the plate-shaped powder effectively suppresses the reaction between the ceramic substrate and the firing setter, and also improves the camber, and the residual carbon is due to the presence of the spherical powder. The increase in quantity was also suppressed.

本発明は上述した実施形態及び添付された図面により限定されるものではなく、添付された請求範囲により限定される。従って、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能であるということは当技術分野の通常の知識を有した者に自明であり、これも請求範囲に記載された技術的事項に属する。   The present invention is not limited by the above-described embodiments and attached drawings, but is limited by the appended claims. Accordingly, it is obvious to those skilled in the art that various forms of substitution, modification, and change are possible without departing from the technical idea of the present invention described in the claims. Yes, this also belongs to the technical matters described in the claims.

10 焼成用バッファシート
11 板状形の第1粉末
12 球形の第2粉末
C セラミック基板
S 焼成セッター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Baking buffer sheet 11 Plate-shaped first powder 12 Spherical second powder C Ceramic substrate S Firing setter

Claims (9)

板状形の第1粉末と球形の第2粉末を含むスラリーを製造するステップと、
上記スラリーにせん断応力を与え、上記板状形の第1粉末が上部に配置され、上記球形の第2粉末が下部に配置されるようバッファシートを成形するステップと、
を含むセラミック基板の焼成用バッファシートの製造方法。
Producing a slurry comprising a plate-shaped first powder and a spherical second powder;
Applying shear stress to the slurry, and molding the buffer sheet so that the plate-shaped first powder is disposed at the top and the spherical second powder is disposed at the bottom;
A method for producing a buffer sheet for firing ceramic substrates.
上記第1粉末及び第2粉末は互いに異なる材質または密度を有することを特徴とする請求項に記載のセラミック基板の焼成用バッファシートの製造方法。 The method for manufacturing a buffer sheet for firing a ceramic substrate according to claim 1 , wherein the first powder and the second powder have different materials or densities. セラミック基板が積載される第1面と上記第1面に対向する第2面とを有し、板状形の第1粉末及び球形の第2粉末を含み、上記第1面は、上記第2面に比べ上記第2粉末より上記第1粉末の分布比率が高い焼成用バッファシートを設けるステップと、
上記第2面が接触するよう焼成セッターに積載するステップと、
上記第1面にセラミックグリーンシートを積載するステップと、
上記セラミックグリーンシートを焼成するステップと、を含み、
上記焼成用バッファシートを設けるステップは、上記板状形の第1粉末と上記球形の第2粉末を含むスラリーを製造するステップと、
上記スラリーにせん断応力を与え、上記板状形の第1粉末が上部に配置され、上記球形の第2粉末が下部に配置されるようバッファシートを成形するステップと、
を含むセラミック基板の製造方法。
The ceramic substrate includes a first surface on which a ceramic substrate is loaded and a second surface opposite to the first surface, and includes a plate-shaped first powder and a spherical second powder, and the first surface includes the second surface. Providing a firing buffer sheet having a higher distribution ratio of the first powder than the second powder compared to the surface;
Loading the firing setter so that the second surface is in contact;
Loading ceramic green sheets on the first surface;
Firing the ceramic green sheet,
Providing the firing buffer sheet comprises producing a slurry containing the plate-like first powder and the spherical second powder;
Applying shear stress to the slurry, and molding the buffer sheet so that the plate-shaped first powder is disposed at the top and the spherical second powder is disposed at the bottom;
A method for manufacturing a ceramic substrate comprising:
上記第1粉末及び第2粉末は、上記セラミック基板の焼結温度で焼結されない難焼結性粉末であることを特徴とする請求項に記載のセラミック基板の製造方法。 The method for producing a ceramic substrate according to claim 3 , wherein the first powder and the second powder are hardly sinterable powders that are not sintered at the sintering temperature of the ceramic substrate. 上記第1粉末及び第2粉末は、互いに異なる材質または密度を有することを特徴とする請求項に記載のセラミック基板の製造方法。 The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 3 , wherein the first powder and the second powder have different materials or densities. 上記第1粉末の80%以上は、上記バッファシートの第1面から一定の範囲の厚さに亘って分布され、
上記一定の範囲の厚さは、上記第1面を基準に上記バッファシートの厚さの10%〜80%の厚さの範囲にあることを特徴とする請求項に記載のセラミック基板の製造方法。
80% or more of the first powder is distributed over a certain range of thickness from the first surface of the buffer sheet,
4. The method of manufacturing a ceramic substrate according to claim 3 , wherein the certain range of thickness is in the range of 10% to 80% of the thickness of the buffer sheet based on the first surface. 5. Method.
上記板状形の第1粉末の幅は5μm〜20μmであり、厚さは0.1μm〜1.0μmであることを特徴とする請求項に記載のセラミック基板の製造方法。 4. The method of manufacturing a ceramic substrate according to claim 3 , wherein the first powder having a plate shape has a width of 5 μm to 20 μm and a thickness of 0.1 μm to 1.0 μm. 上記球形の第2粉末の平均粒径は1μm〜3μmであることを特徴とする請求項に記載のセラミック基板の製造方法。 4. The method of manufacturing a ceramic substrate according to claim 3 , wherein the spherical second powder has an average particle size of 1 μm to 3 μm. 上記焼成用バッファシートの厚さは3μm〜300μmであることを特徴とする請求項に記載のセラミック基板の製造方法。 The method for producing a ceramic substrate according to claim 3 , wherein the firing buffer sheet has a thickness of 3 µm to 300 µm.
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