JP7470032B2 - Green sheet and its manufacturing method - Google Patents

Green sheet and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP7470032B2
JP7470032B2 JP2020210910A JP2020210910A JP7470032B2 JP 7470032 B2 JP7470032 B2 JP 7470032B2 JP 2020210910 A JP2020210910 A JP 2020210910A JP 2020210910 A JP2020210910 A JP 2020210910A JP 7470032 B2 JP7470032 B2 JP 7470032B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
green sheet
water
nitride
resin binder
ceramic powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020210910A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022097775A (en
Inventor
康二 稲岡
正紀 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritake Co Ltd
Original Assignee
Noritake Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Noritake Co Ltd filed Critical Noritake Co Ltd
Priority to JP2020210910A priority Critical patent/JP7470032B2/en
Publication of JP2022097775A publication Critical patent/JP2022097775A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7470032B2 publication Critical patent/JP7470032B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

本発明は、グリーンシートおよびその製造方法に関する。詳しくは、窒化物系セラミック粉末を含むグリーンシートおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a green sheet and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a green sheet containing nitride ceramic powder and a method for manufacturing the same.

電気エネルギーを効率的に利用するために、電力用半導体素子(いわゆるパワーデバイス)が不可欠な存在となっている。また、省電力、高寿命の高輝度・パワーLEDランプ等に用いられる照明用半導体素子(いわゆるハイパワーLEDデバイス)の需要も高まっている。近年、特許文献1~5に示されるように、パワーデバイスの小型化、高密度化、および高速化に関する技術の研究開発が精力的に行われている。 Power semiconductor elements (so-called power devices) have become indispensable for the efficient use of electrical energy. There is also an increasing demand for lighting semiconductor elements (so-called high-power LED devices) used in energy-saving, long-life, high-brightness, and high-power LED lamps. In recent years, as shown in Patent Documents 1 to 5, there has been vigorous research and development into technologies for miniaturizing, increasing density, and increasing the speed of power devices.

特許6256158号公報Patent No. 6256158 特開2019-117916号公報JP 2019-117916 A 特開2004-339426号公報JP 2004-339426 A 特開2005-48124号公報JP 2005-48124 A 特開2005-272599号公報JP 2005-272599 A

ところで、パワーデバイスの適切な使用に関して、上掲の特許文献1~5では、セラミック粉末(例えば、酸化物系セラミック粉末、窒化物系セラミック粉末)および樹脂バインダを含むシート状組成物を用いることが提案されている。パワーデバイスが制御する電流が大きくなるほど、より大きな熱量が発生し得るため、パワーデバイスの使用によって発生した熱量を放出するための構成が求められている。その一例として、上記のようなシート状組成物を用いて、パワーデバイス使用によって発生した熱量を放出する構成が開示されている。 Regarding the appropriate use of power devices, the above-mentioned Patent Documents 1 to 5 propose the use of a sheet-like composition containing a ceramic powder (e.g., oxide-based ceramic powder, nitride-based ceramic powder) and a resin binder. The larger the current controlled by the power device, the greater the amount of heat that can be generated, so a configuration for discharging the amount of heat generated by the use of the power device is required. As an example, a configuration for discharging the amount of heat generated by the use of the power device using the above-mentioned sheet-like composition is disclosed.

上記のようなシート状組成物は、例えば、セラミック粉末、樹脂バインダ、および必要に応じてその他の材料と、水または有機溶剤とを混合してスラリーを調製し、該スラリーを塗膜することによって得ることができる。しかし、セラミック粉末として窒化物系セラミック粉末を用いる場合、該粉末は、水や有機溶剤に対する濡れ性が低いため、これらの溶媒を用いて他材料と均一に混合して、緻密なシート状組成物を製造することが困難であった。シート状組成物の緻密性が低いと、パワーデバイス、延いては電子機器の放熱が適切に行われなくなる虞があり、好ましくない。 The above-mentioned sheet-like composition can be obtained, for example, by mixing ceramic powder, a resin binder, and other materials as necessary with water or an organic solvent to prepare a slurry, and then coating the slurry. However, when a nitride-based ceramic powder is used as the ceramic powder, the powder has low wettability with water or an organic solvent, so it is difficult to uniformly mix the powder with other materials using these solvents to produce a dense sheet-like composition. If the density of the sheet-like composition is low, there is a risk that the power device, and therefore electronic devices, will not be able to properly dissipate heat, which is undesirable.

本発明は、かかる点を鑑みて創出されたものであり、その目的とするところは、緻密な窒化物系セラミック粉末を含むシート状組成物(グリーンシート)を製造する技術を提供することである。 The present invention was created in consideration of these points, and its purpose is to provide a technology for producing a sheet-shaped composition (green sheet) containing dense nitride-based ceramic powder.

ここで開示される技術によると、窒化物系セラミック粉末と、水溶性樹脂バインダと、可塑剤と、を含むグリーンシートが提供される。このグリーンシートは、上記水溶性樹脂バインダとして、ガラス転移点が30℃以下のアクリル樹脂を含む。本明細書において「グリーンシート」とは、乾燥処理の前後を問わず、未焼成のシート状構造体をいう。かかる構成のグリーンシートでは、ガラス転移点が30℃以下の水溶性アクリル樹脂を使用することによって、グリーンシートの緻密性を向上させることができる。 According to the technology disclosed herein, a green sheet is provided that contains a nitride ceramic powder, a water-soluble resin binder, and a plasticizer. The water-soluble resin binder in the green sheet is an acrylic resin having a glass transition point of 30°C or less. In this specification, the term "green sheet" refers to an unfired sheet-like structure, regardless of whether it has been subjected to a drying process or not. In a green sheet having such a configuration, the density of the green sheet can be improved by using a water-soluble acrylic resin having a glass transition point of 30°C or less.

好ましい一態様において、ここで開示されるグリーンシートは、上記窒化物系セラミック粉末の体積と上記水溶性樹脂バインダの体積との合計を100vol%としたときに、上記窒化物系セラミック粉末と上記水溶性樹脂バインダとを、以下の体積割合:
(1)前記窒化物系セラミック粉末 45vol%超過75vol%未満;および、
(2)前記水溶性樹脂バインダ 25vol%超過55vol%未満、
で含む。かかる構成によると、上記の効果に加えて、グリーンシートの熱伝導性を向上させることができる。
In a preferred embodiment, the green sheet disclosed herein has the following volume ratios of the nitride-based ceramic powder and the water-soluble resin binder, when the total volume of the nitride-based ceramic powder and the water-soluble resin binder is taken as 100 vol %:
(1) the nitride-based ceramic powder: more than 45 vol % and less than 75 vol %; and
(2) The water-soluble resin binder is more than 25 vol % and less than 55 vol %;
According to this configuration, in addition to the above-mentioned effects, the thermal conductivity of the green sheet can be improved.

他の好ましい一態様において、ここで開示されるグリーンシートは、密度が1.5g/cm以上2.5g/cm以下であることを特徴とする。かかる構成のグリーンシートでは、緻密性の向上が実現されている。また、かかる構成のグリーンシートでは、熱伝導性の向上が実現されている。 In another preferred embodiment, the green sheet disclosed herein has a density of 1.5 g/ cm3 or more and 2.5 g/ cm3 or less. In the green sheet having such a configuration, improved compactness is realized. In addition, in the green sheet having such a configuration, improved thermal conductivity is realized.

他の好ましい一態様において、ここで開示されるグリーンシートは、断面の電子顕微鏡観察下において、長径が30μm以上の空隙が存在しないことを特徴とする。かかる構成のグリーンシートでは、緻密性の向上が実現されている。また、かかる構成のグリーンシートでは、熱伝導性の向上が実現されている。 In another preferred embodiment, the green sheet disclosed herein is characterized in that, when observed in cross section under an electron microscope, there are no voids with a major axis of 30 μm or more. In a green sheet having such a configuration, improved density is achieved. In addition, in a green sheet having such a configuration, improved thermal conductivity is achieved.

他の好ましい一態様において、上記水溶性樹脂バインダ(A)と上記可塑剤(B)との体積比(A:B)は、99:2~65:35である。かかる構成によると、上記効果に加えて、成形性が向上されている。 In another preferred embodiment, the volume ratio (A:B) of the water-soluble resin binder (A) to the plasticizer (B) is 99:2 to 65:35. With this configuration, in addition to the above effects, moldability is improved.

他の好ましい一態様において、上記可塑剤は、グリセリン系可塑剤である。かかる構成によると、本発明の効果がより好適に発揮され得る。 In another preferred embodiment, the plasticizer is a glycerin-based plasticizer. With this configuration, the effects of the present invention can be more effectively achieved.

他の好ましい一態様において、上記窒化物系セラミック粉末は、窒化ホウ素、窒化ケイ素、および窒化アルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の窒化化合物を含む粉末である。かかる構成によると、窒化物セラミック粉末として上記のような化合物を含むグリーンシートを提供することができる。 In another preferred embodiment, the nitride ceramic powder is a powder containing at least one nitride compound selected from the group consisting of boron nitride, silicon nitride, and aluminum nitride. With this configuration, it is possible to provide a green sheet containing such a compound as the nitride ceramic powder.

また、ここで開示される技術によると、グリーンシートの製造方法が提供される。ここで開示される製造方法では、乾式粉末圧延法を用いて上記グリーンシートを製造する。かかる構成の製造方法では、乾式粉末圧延法を用いることによって、緻密な窒化物系セラミックグリーンシートを提供することができる。また、かかる構成の製造方法によると、熱伝導率が向上された窒化物系セラミックグリーンシートを提供することができる。 The technology disclosed herein also provides a method for manufacturing a green sheet. In the manufacturing method disclosed herein, the green sheet is manufactured using a dry powder rolling method. In the manufacturing method configured as above, a dense nitride-based ceramic green sheet can be provided by using the dry powder rolling method. In addition, the manufacturing method configured as above can provide a nitride-based ceramic green sheet with improved thermal conductivity.

乾式粉末圧延法を用いて一実施形態に係るグリーンシートを製造する方法を説明する模式図である。1A to 1C are schematic diagrams illustrating a method for producing a green sheet according to an embodiment using a dry powder rolling method. 好適な一実施例で得られたグリーンシートの電子顕微鏡観察画像である。1 is an electron microscope image of a green sheet obtained in a preferred embodiment. 一比較例で得られたグリーンシートの電子顕微鏡観察画像である。1 is an electron microscope image of a green sheet obtained in a comparative example.

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、本明細書により教示されている技術内容と、当該分野における当業者の一般的な技術常識とに基づいて理解することができる。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。本明細書および特許請求の範囲において、所定の数値範囲をA~B(A、Bは任意の数値)と記すときは、A以上B以下を意味する。したがって、かかる記載は、Aを上回り、かつ、Bを下回る場合を包含する。 The following describes preferred embodiments of the present invention. Matters other than those specifically mentioned in this specification that are necessary for implementing the present invention can be understood based on the technical content taught by this specification and the general technical common sense of those skilled in the art in the relevant field. The present invention can be implemented based on the content disclosed in this specification and the technical common sense of those in the relevant field. In this specification and claims, when a certain numerical range is described as A to B (A and B are arbitrary numerical values), it means A or more and B or less. Therefore, such a description includes the case where it is greater than A and less than B.

[グリーンシート]
ここで開示されるグリーンシートは、未焼成のシート状構造体であり、窒化物系セラミック粉末と、水溶性樹脂バインダと、可塑剤と、を含む。このグリーンシートは、典型的には、上記の材料を含む造粒粉末を圧縮成形(例えば後述の乾式粉末圧延方法等)することによって得られる圧縮成形体である。
[Green sheet]
The green sheet disclosed herein is an unfired sheet-like structure that contains a nitride ceramic powder, a water-soluble resin binder, and a plasticizer. This green sheet is typically a compression molded body obtained by compression molding (for example, the dry powder rolling method described below) a granulated powder containing the above materials.

ここで開示されるグリーンシートは、密度が1.5g/cm以上となるように成形され得る。上記密度範囲のグリーンシートは、緻密性の向上が実現されている。グリーンシートの密度は、グリーンシートに含まれる原料の種類によって異なり得るが、典型的には、2.5g/cm以下(例えば、2.45g/cm以下、2.4g/cm以下)とすることができる。また、熱伝導性や成形性向上の観点から、密度を1.6g/cm以上、1.7g/cm以上、1.8g/cm以上、1.9g/cm以上、あるいは2.0g/cm以上とすることができる。同様の観点から、1.9g/cm以下、1.8g/cm以下、1.7g/cm以下、あるいは1.6g/cm以下としてもよい。なお、上記密度は、例えば、以下の実施例に記載されるように、グリーンシート(測定用に試験片を用意してもよい。)の外径と重量とを測定し、これらの実測値に基づいて得られる実測密度であり得る。 The green sheet disclosed herein can be molded to have a density of 1.5 g/cm 3 or more. The green sheet in the above density range realizes improved denseness. The density of the green sheet may vary depending on the type of raw material contained in the green sheet, but can typically be 2.5 g/cm 3 or less (e.g., 2.45 g/cm 3 or less, 2.4 g/cm 3 or less). From the viewpoint of improving thermal conductivity and moldability, the density can be 1.6 g/cm 3 or more, 1.7 g/cm 3 or more, 1.8 g/cm 3 or more, 1.9 g/cm 3 or more, or 2.0 g/cm 3 or more. From the same viewpoint, the density may be 1.9 g/cm 3 or less, 1.8 g/cm 3 or less, 1.7 g/cm 3 or less, or 1.6 g/cm 3 or less. The density may be, for example, an actual density obtained by measuring the outer diameter and weight of a green sheet (a test piece may be prepared for measurement) as described in the following examples, and based on these actual measured values.

上記密度を、ここで開示されるグリーンシートの緻密性の一指標として使用することができる。また、緻密性の評価の指標の他の例として、以下の実施例に記載されるとおり、理論密度比(%)を使用してもよい。理論密度比(%)は、下記式(1):
理論密度比(%)=(実測密度)/(理論密度)×100 (1)
に基づいて算出することができる。理論密度とは、グリーンシートの成形に用いた材料の比重と調合比率とに基づく計算値である。理論密度比(%)が大きいほど緻密性が高く、85%以上、好ましくは88%以上、より好ましくは90%以上であり、上限値(100%)に近いほどよい。
The density can be used as an index of the denseness of the green sheet disclosed herein. As another example of an index for evaluating denseness, the theoretical density ratio (%) may be used as described in the following examples. The theoretical density ratio (%) is calculated by the following formula (1):
Theoretical density ratio (%) = (actual density) / (theoretical density) × 100 (1)
The theoretical density is a calculated value based on the specific gravity and the mixing ratio of the materials used to form the green sheet. The higher the theoretical density ratio (%), the higher the density, and is 85% or more, preferably 88% or more, more preferably 90% or more, and the closer to the upper limit (100%), the better.

あるいは、下記式(2):
空隙率(%)=(1-(実測密度)/(理論密度))×100 (2)
に基づいてグリーンシートの空隙率(%)を算出して、緻密性を評価してもよい。空隙率(%)が小さいほど緻密性が高く、15%以下、好ましくは12%以下、より好ましくは10%以下であり、下限値(0%)に近いほどよい。
Alternatively, the following formula (2):
Porosity (%) = (1 - (actual density) / (theoretical density)) x 100 (2)
The porosity (%) of the green sheet may be calculated based on the above formula to evaluate the density. The smaller the porosity (%), the higher the density. The porosity (%) is 15% or less, preferably 12% or less, more preferably 10% or less, and the closer to the lower limit (0%), the better.

ここで開示されるグリーンシートは、断面の電子顕微鏡観察下において、長径が30μm以上の空隙が存在しないことが好ましい。上記空隙が存在しないように成形することで、グリーンシートの緻密性を向上することができる。また、上記空隙の不存在は、グリーンシートの熱伝導性を向上する観点から、好ましい。例えば以下の実施例に記載されるとおり、グリーンシートの表面に垂直な断面(厚み方向(グリーンシートの面方向に直交する方向をいう。以下同じ。)に沿う断面)を観察できるような試料を用意して、該断面を走査型電子顕微鏡(Scannning Electron Microscope:SEM)を用いて観察し、上記空隙の存在の有無を確認するとよい。SEMの観察倍率は、特に限定されないが、例えば、1000倍~3000倍程度に設定するとよい。また、特に限定するものではないが、複数(例えば5以上、10以上、15以上、またはそれ以上)の観察視野を無作為に得て、上記空隙の存在の有無を確認するとよい。なお、グリーンシートには、断面の電子顕微鏡観察下において、長径が30μm以上の空隙が存在しない限りは、長径が30μm未満の空隙は存在してもよい。 It is preferable that the green sheet disclosed herein does not have voids with a major axis of 30 μm or more when observed under an electron microscope. By forming the green sheet so that the voids do not exist, the density of the green sheet can be improved. In addition, the absence of the voids is preferable from the viewpoint of improving the thermal conductivity of the green sheet. For example, as described in the following examples, a sample is prepared so that a cross section perpendicular to the surface of the green sheet (a cross section along the thickness direction (a direction perpendicular to the surface direction of the green sheet; the same applies below)) can be observed, and the cross section can be observed using a scanning electron microscope (SEM) to confirm the presence or absence of the voids. The observation magnification of the SEM is not particularly limited, but may be set to, for example, about 1000 to 3000 times. In addition, although not particularly limited, multiple observation fields (for example, 5 or more, 10 or more, 15 or more, or more) can be randomly obtained to confirm the presence or absence of the voids. In addition, the green sheet may have voids with a major axis of less than 30 μm, as long as no voids with a major axis of 30 μm or more are present when observed in cross section under an electron microscope.

窒化物系セラミック粉末として熱伝導性が高いものを含ませると、グリーンシートの熱伝導性を向上することができる。かかるグリーンシートの厚み方向における熱伝導率は、例えば1.7W/m・K以上、好ましくは2.0W/m・K以上、より好ましくは2.5W/m・K以上、さらに好ましくは3.0W/m・K以上とすることができる。 The inclusion of a nitride ceramic powder with high thermal conductivity can improve the thermal conductivity of the green sheet. The thermal conductivity of such a green sheet in the thickness direction can be, for example, 1.7 W/m·K or more, preferably 2.0 W/m·K or more, more preferably 2.5 W/m·K or more, and even more preferably 3.0 W/m·K or more.

グリーンシートの厚みは、特に限定されないが、例えば10μm以上、20μm以上、50μm以上、または100μm以上であり得る。また、上記厚みは、例えば3000μm以下、2000μm以下、1000μm以下、または500μm以下であり得る。 The thickness of the green sheet is not particularly limited, but may be, for example, 10 μm or more, 20 μm or more, 50 μm or more, or 100 μm or more. In addition, the thickness may be, for example, 3000 μm or less, 2000 μm or less, 1000 μm or less, or 500 μm or less.

窒化物系セラミック粉末は、窒化化合物からなるセラミックを主体とする粉末である。また、「Aを主体とする」とは、少なくとも90質量%以上、好ましくは95質量%以上、より好ましくは98質量%以上、さらに好ましくは99%質量%以上、あるいは100質量%のAを含むことをいう。窒化物系セラミックの具体例としては、窒化ホウ素(BN)、窒化ケイ素(Si)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ガリウム(GaN)等が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。上記窒化化合物は熱伝導性に優れており、ここで開示されるグリーンシートの熱伝導性を向上させる観点から好適である。この観点から、窒化物系セラミック粉末は、BN、Si、およびAlNからなる群から選ばれる少なくとも一種の窒化化合物を含む粉末であることが好ましい。 The nitride ceramic powder is a powder mainly composed of ceramics made of nitride compounds. In addition, "mainly composed of A" means that A is contained in at least 90 mass% or more, preferably 95 mass% or more, more preferably 98 mass% or more, and even more preferably 99% mass% or more, or 100 mass%. Specific examples of nitride ceramics include boron nitride (BN), silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN), gallium nitride (GaN), and the like. These can be used alone or in combination of two or more. The above nitride compounds have excellent thermal conductivity and are suitable from the viewpoint of improving the thermal conductivity of the green sheet disclosed herein. From this viewpoint, the nitride ceramic powder is preferably a powder containing at least one nitride compound selected from the group consisting of BN, Si 3 N 4 , and AlN.

なお、上記セラミックおよび後述のセラミックは、代表組成を併せて記しているが、必ずしも厳密に当該組成をとるものに限定されない。例えば、所望の特性を得る目的等で、各種の他の元素が添加されたものや複合化されたものであってよい。 Note that while the ceramics mentioned above and those described below are given with representative compositions, they are not necessarily limited to those that have that exact composition. For example, they may contain various other elements or be composites in order to obtain desired characteristics.

窒化物系セラミック粉末の形状は、特に限定されないが、球状(略球状を含む。)、鱗片状、繊維状、板状、不定形状、凝集粉、顆粒等であり得る。 The shape of the nitride ceramic powder is not particularly limited, but may be spherical (including nearly spherical), scaly, fibrous, plate-like, irregular, agglomerated powder, granular, etc.

窒化物系セラミック粉末を構成する粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、0.01μm~50μm程度であり得る。熱伝導性の観点から、平均粒子径を0.1μm以上とすることが好ましく、0.5μm以上とすることもできる。また、シート加工性の観点から、平均粒子径は45μm以下であってよく、30μm以下であってよく、15μm以下であってもよい。なお、本明細書において「平均粒子径」とは、一般的なレーザー回折・光散乱法に基づく粒度分布測定により測定した体積基準の粒度分布において、微粒子側から累積50%に相当する粒径(D50粒径ともいう。)をいう。 The average particle size of the particles constituting the nitride ceramic powder is not particularly limited, but may be about 0.01 μm to 50 μm. From the viewpoint of thermal conductivity, the average particle size is preferably 0.1 μm or more, and may be 0.5 μm or more. From the viewpoint of sheet processability, the average particle size may be 45 μm or less, 30 μm or less, or 15 μm or less. In this specification, the "average particle size" refers to a particle size (also called D 50 particle size) corresponding to a cumulative 50% from the fine particle side in a volume-based particle size distribution measured by a particle size distribution measurement based on a general laser diffraction/light scattering method.

特に限定するものではないが、窒化物系セラミック粉末の平均アスペクト比は、1~100程度であり得る。平均アスペクト比は、窒化物系セラミック粉末をSEMで観察し、得られた観察画像から複数(例えば10~300個)の粒子を無作為に選択し、各粒子における長径と短径とに基づいてアスペクト比(長径と短径との比)を算出し、その算術平均値を得ることによって得ることができる。 Although not particularly limited, the average aspect ratio of the nitride ceramic powder can be about 1 to 100. The average aspect ratio can be obtained by observing the nitride ceramic powder with an SEM, randomly selecting a number of particles (e.g., 10 to 300 particles) from the obtained observation image, calculating the aspect ratio (ratio of major axis to minor axis) based on the major axis and minor axis of each particle, and obtaining the arithmetic average value.

ここで開示されるグリーンシートは、水溶性樹脂バインダを含む。水溶性樹脂バインダは、窒化物系セラミック粉末およびその他のグリーンシート構成材料を結着する成分である。水溶性バインダとしては、グリーンシートを乾燥させるための加熱処理(典型的には、100℃~200℃の加熱処理)によっては分解されず、かつ、脱バインダ処理(典型的には、200℃超過600℃以下程度の加熱処理)や600℃超過(例えば1500℃~2500℃)での焼成工程によって分解除去し易いものを好ましく用いることができる。ここで、「水溶性樹脂バインダ」とは、水系溶媒中で完全に溶解した状態となる樹脂バインダ、または、水中で分散状態となる樹脂バインダを意味する。水系溶媒としては、イオン交換水(脱イオン水)、純水、超純水、蒸留水等の水を好ましく用いることができる。なお、水系溶媒は、本発明の効果を損なわない範囲において、水と均一に混合し得る非水系溶媒(低級アルコール、低級ケトン等)を必要に応じて含有してもよい。この場合、水系溶媒の95vol%以上が水であることが好ましく、99vol%以上が水であることがより好ましい。 The green sheet disclosed herein includes a water-soluble resin binder. The water-soluble resin binder is a component that binds the nitride ceramic powder and other green sheet constituent materials. As the water-soluble binder, one that is not decomposed by a heat treatment for drying the green sheet (typically, a heat treatment at 100°C to 200°C) and is easily decomposed and removed by a debindering treatment (typically, a heat treatment at more than 200°C to less than 600°C) or a firing process at more than 600°C (for example, 1500°C to 2500°C) can be preferably used. Here, the "water-soluble resin binder" means a resin binder that is completely dissolved in an aqueous solvent, or a resin binder that is dispersed in water. As the aqueous solvent, water such as ion-exchanged water (deionized water), pure water, ultrapure water, and distilled water can be preferably used. In addition, the aqueous solvent may contain a non-aqueous solvent (lower alcohol, lower ketone, etc.) that can be mixed uniformly with water as necessary, within a range that does not impair the effects of the present invention. In this case, it is preferable that the aqueous solvent is 95 vol% or more water, and more preferably 99 vol% or more water.

セラミック粉末と樹脂バインダとの混合物を用いてグリーンシートを作製する時、一般的な一手法として、ドクターブレードを用いる方法(以下、「ドクターブレード法」ともいう。)等の湿式プロセスが挙げられる。ドクターブレード法では、典型的には、セラミック粉末、樹脂バインダ、および必要に応じて各種添加剤の混合物を用意して、該混合物に液性材料(例えば水系溶媒、有機系溶媒)を加えてスラリーを調製する。該スラリーを基材等に塗膜して、乾燥等によって上記液性材料を除去し、グリーンシートを作製することができる。 When making a green sheet using a mixture of ceramic powder and resin binder, one common method is a wet process such as a doctor blade method (hereinafter also referred to as the "doctor blade method"). In the doctor blade method, typically, a mixture of ceramic powder, resin binder, and various additives as necessary is prepared, and a liquid material (e.g., aqueous solvent, organic solvent) is added to the mixture to prepare a slurry. The slurry is applied to a substrate or the like, and the liquid material is removed by drying or the like to produce a green sheet.

しかし、セラミック粉末として窒化物系セラミック粉末を用いると、窒化物系セラミック粉末は水系溶媒や有機系溶媒に対する濡れ性が低く、他材料との混合不良や成形不良を起こしやすい。そのため、湿式プロセスを用いて窒化物系セラミック粉末が高い密度で充填されたグリーンシートを得ることは、困難であった。これに対して、従来では、大きな圧力を加えて窒化物系セラミック粉末を含むグリーンシートの高密度化が検討されてきた。しかし、湿式プロセスにおける加圧は、窒化物系セラミック粉末が、その長径がグリーンシートの面方向に沿うように配向する要因となり得た。かかる配向は、グリーンシートの緻密性を低下させる要因となり得る。そうすると、一例として、窒化物系セラミック粉末を含むグリーンシートを放熱用途で使用する場合に、良好な熱伝導性を実現することができず、好ましくない。なお、特に、窒化物系セラミック粉末の外形が板状や繊維状等である場合に、上記傾向は多くみられていた。 However, when nitride ceramic powder is used as the ceramic powder, the nitride ceramic powder has low wettability to aqueous and organic solvents, and is prone to poor mixing with other materials and poor molding. Therefore, it has been difficult to obtain a green sheet filled with nitride ceramic powder at a high density using a wet process. In response to this, in the past, studies have been conducted on increasing the density of green sheets containing nitride ceramic powder by applying a large pressure. However, the pressure applied in the wet process can cause the nitride ceramic powder to be oriented so that its major axis is aligned with the surface direction of the green sheet. Such an orientation can cause the green sheet to have a lower density. As a result, for example, when a green sheet containing nitride ceramic powder is used for heat dissipation purposes, good thermal conductivity cannot be achieved, which is not preferable. The above tendency was particularly common when the nitride ceramic powder had a plate-like or fibrous outer shape.

そこで、本発明者らは、窒化物系セラミック粉末を含むグリーンシートの作製を、上記のような湿式プロセスではなく、乾式粉末圧延法等の乾式プロセスを採用することに着目した。本発明者らの鋭意検討の結果、窒化物系セラミック粉末と混合する樹脂バインダとして水溶性樹脂バインダを採用し、さらに該水溶性樹脂バインダにガラス転移点が30℃以下のアクリル樹脂を含ませることによって、乾式プロセスによって、緻密なグリーンシートを作製することができた。そして、かかるグリーンシートでは、緻密性の向上とともに、熱伝導率の向上も確認された。 The inventors therefore focused on using a dry process, such as a dry powder rolling method, to produce green sheets containing nitride ceramic powder, rather than the wet process described above. As a result of the inventors' intensive research, they were able to produce dense green sheets using a dry process by using a water-soluble resin binder as the resin binder to be mixed with the nitride ceramic powder, and further by having the water-soluble resin binder contain an acrylic resin with a glass transition point of 30°C or less. In addition to improving the density of such green sheets, they also confirmed improved thermal conductivity.

ここで開示されるグリーンシートは、水溶性樹脂バインダとして、少なくとも、ガラス転移点が30℃以下のアクリル樹脂からなる水溶性樹脂バインダA1を含む。アクリル樹脂としては、上記範囲のガラス転移点を有するものであれば特に限定されず、各種のアクリル系高分子化合物を使用することができる。上記アクリル系高分子化合物は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホ基、アミノ基等の種々の親水性官能基を含んでよい。 The green sheet disclosed herein contains, as a water-soluble resin binder, at least a water-soluble resin binder A1 made of an acrylic resin having a glass transition point of 30°C or less. The acrylic resin is not particularly limited as long as it has a glass transition point in the above range, and various acrylic polymer compounds can be used. The acrylic polymer compounds may contain various hydrophilic functional groups such as hydroxyl groups, carboxyl groups, sulfo groups, phospho groups, and amino groups.

上記アクリル樹脂の一例として、アルキル(メタ)アクリレートを主モノマー(単量体全体の50重量%超を占める成分)として含み、当該主モノマーと共重合性を有する副モノマーをさらに含むモノマー混合物が挙げられる。該モノマー混合物は、上記主モノマーおよび上記副モノマーに加えて、任意に、他の共重合成分を含むことができる。これらのモノマーが共重合することによって、所定の機能を有するアクリル系高分子化合物が形成され得る。なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートを意味する。同様に、「(メタ)アクリル」はアクリルおよびメタクリルを意味する。 An example of the acrylic resin is a monomer mixture that contains an alkyl (meth)acrylate as a main monomer (a component that accounts for more than 50% by weight of the total monomers) and further contains a secondary monomer that is copolymerizable with the main monomer. In addition to the main monomer and secondary monomer, the monomer mixture may optionally contain other copolymerization components. By copolymerizing these monomers, an acrylic polymer compound having a specified function can be formed. In this specification, "(meth)acrylate" means acrylate and methacrylate. Similarly, "(meth)acrylic" means acrylic and methacrylic.

アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、一般式:CH=C(R)COORで表される化合物を好適に用いることができる。ここで、式中のRは水素原子またはメチル基を示している。また、Rは炭素原子数が1~20の鎖状アルキル基を示している。Rは、炭素原子数が1~14の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、炭素原子数が1~12の鎖状アルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートがより好ましい。 As the alkyl(meth)acrylate, for example, a compound represented by the general formula: CH 2 ═C(R 1 )COOR 2 can be suitably used. Here, R 1 in the formula represents a hydrogen atom or a methyl group. Furthermore, R 2 represents a chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R 2 is preferably an alkyl(meth)acrylate which is a chain alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, and more preferably an alkyl(meth)acrylate which is a chain alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.

副モノマーとしては、アクリル系高分子化合物に架橋点を導入したり、アクリル系高分子化合物の結着性を制御したりする機能を有し、所望のバインダ特性に応じて各種の官能基を含むモノマー成分を用いることができる。かかる官能基は、例えば、カルボキシル基、ヒドロキシ基、アミド基、アミノ基、エポキシ基等であり得る。副モノマーの量は特に限定されず、グリーンシートに所望の緻密性が実現されるように適宜設計することができる。なお、ここに例示した副モノマー以外の他の共重合成分を含むようにしてもよい。上記モノマー(主モノマーと副モノマーの総量)に占める副モノマーの割合は、所望の架橋度に応じて適宜選択すればよく、例えば、全モノマー成分100質量%に対して、1~10質量%程度とすることができる。また、モノマー混合物を重合する方法は特に制限されず、従来公知の一般的な重合方法(エマルション重合、溶液重合等)を採用することができる。 As the secondary monomer, a monomer component having a function of introducing a crosslinking point into an acrylic polymer compound or controlling the binding property of the acrylic polymer compound and containing various functional groups according to the desired binder properties can be used. Such functional groups can be, for example, a carboxyl group, a hydroxyl group, an amide group, an amino group, an epoxy group, etc. The amount of the secondary monomer is not particularly limited, and can be appropriately designed so that the desired density is achieved in the green sheet. It is also possible to include other copolymerization components other than the secondary monomers exemplified here. The ratio of the secondary monomer to the above monomer (total amount of main monomer and secondary monomer) can be appropriately selected according to the desired degree of crosslinking, and can be, for example, about 1 to 10 mass% with respect to 100 mass% of the total monomer components. In addition, the method of polymerizing the monomer mixture is not particularly limited, and a conventionally known general polymerization method (emulsion polymerization, solution polymerization, etc.) can be adopted.

水溶性樹脂バインダA1のガラス転移点は、30℃以下であり、グリーンシートの加工容易性、柔軟性、緻密性の向上の観点から、25℃以下とすることもできる。水溶性樹脂バインダのガラス転移点は、20℃以下、10℃以下、0℃以下、-10℃以下または-20℃以下とすることができる。また、上記ガラス転移点は、例えば-200℃以上であってよく、-100℃以上でもよく、-80℃以上でもよく、-60℃以上でもよい。なお、ガラス転移点の測定は、一般的な示差走査熱量計(Differential Scanning Calorimetry:DSC)を用いて測定することができる。また、必要に応じてメーカーの公称値を使用することができる。 The glass transition point of the water-soluble resin binder A1 is 30°C or less, and may be 25°C or less from the viewpoint of improving the ease of processing, flexibility, and density of the green sheet. The glass transition point of the water-soluble resin binder may be 20°C or less, 10°C or less, 0°C or less, -10°C or less, or -20°C or less. The glass transition point may be, for example, -200°C or more, -100°C or more, -80°C or more, or -60°C or more. The glass transition point may be measured using a general differential scanning calorimetry (DSC). The manufacturer's nominal value may be used as necessary.

特に限定するものではないが、水溶性樹脂バインダA1の重量平均分子量は、概ね5千以上(例えば1万以上)とすることができる。また、上記重量平均分子量は、概ね100万以下、典型的には50万以下、例えば30万以下、20万以下、10万以下とすることができる。なお、水溶性樹脂バインダA1の重量平均分子量は、ゲルクロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)によって測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した重量基準の平均分子量を採用し得る。あるいは、メーカーの公称値を採用してもよい。 Although not particularly limited, the weight average molecular weight of the water-soluble resin binder A1 can be approximately 5,000 or more (e.g., 10,000 or more). The weight average molecular weight can be approximately 1,000,000 or less, typically 500,000 or less, for example, 300,000 or less, 200,000 or less, or 100,000 or less. The weight average molecular weight of the water-soluble resin binder A1 can be measured by gel permeation chromatography (GPC) and the weight-based average molecular weight converted using a standard polystyrene calibration curve can be used. Alternatively, the manufacturer's nominal value can be used.

ここで開示される技術の効果を実現できる限り、水溶性樹脂バインダとして、水溶性樹脂バインダA1以外の水溶性樹脂バインダA2を含んでよい。水溶性樹脂バインダA2としては、特に限定されないが、例えば、ガラス転移点が30℃を超えるアクリル系樹脂、種々のポリエーテル樹脂、セルロース系化合物、ポリビニルアルコール等が挙げられる。 As long as the effects of the technology disclosed herein can be realized, the water-soluble resin binder may include a water-soluble resin binder A2 other than the water-soluble resin binder A1. Examples of the water-soluble resin binder A2 include, but are not limited to, acrylic resins with a glass transition point exceeding 30°C, various polyether resins, cellulose compounds, polyvinyl alcohol, etc.

水溶性樹脂バインダA1の体積と水溶性樹脂バインダA2の体積との合計を100vol%とすると、水溶性樹脂バインダA1の体積割合は、70vol%以上であることが好ましい。グリーンシートの成形性、緻密性、熱伝導性を向上する観点から、水溶性樹脂バインダA1の体積割合は、例えば80vol%以上とするとよく、好ましくは90vol%以上、より好ましくは95vol%以上、さらに好ましくは98vol%以上である。水溶性樹脂バインダは、水溶性樹脂バインダA1からなってもよい。 If the sum of the volumes of the water-soluble resin binder A1 and the water-soluble resin binder A2 is 100 vol%, the volume ratio of the water-soluble resin binder A1 is preferably 70 vol% or more. From the viewpoint of improving the moldability, density, and thermal conductivity of the green sheet, the volume ratio of the water-soluble resin binder A1 may be, for example, 80 vol% or more, preferably 90 vol% or more, more preferably 95 vol% or more, and even more preferably 98 vol% or more. The water-soluble resin binder may consist of the water-soluble resin binder A1.

窒化物系セラミック粉末の体積と水溶性樹脂バインダの体積との合計を100vol%とすると、窒化物系セラミック粉末の体積割合は45vol%超過であり得る。グリーンシートの緻密性、熱伝導性を向上する観点から、窒化物系セラミック粉末の体積割合は、例えば50vol%以上とするとよく、好ましくは55vol%以上、より好ましくは60vol%以上、さらに好ましくは65vol%以上である。また、成形性の観点から、上記体積割合は、75vol%未満、あるいは70vol%以下、または65vol%以下とすることができる。一方、水溶性樹脂バインダの体積割合は、成形性および加工容易性の観点から、55vol%未満であり、グリーンシートの熱伝導性を向上する観点から、好ましくは50vol%以下であり、45vol%以下であってよく、40vol%以下でもよく、35vol%以下でもよく、30vol%以下でもよく、25vol%超過とすることが適当である。 If the total volume of the nitride ceramic powder and the water-soluble resin binder is 100 vol%, the volume ratio of the nitride ceramic powder may be more than 45 vol%. From the viewpoint of improving the density and thermal conductivity of the green sheet, the volume ratio of the nitride ceramic powder may be, for example, 50 vol% or more, preferably 55 vol% or more, more preferably 60 vol% or more, and even more preferably 65 vol% or more. From the viewpoint of formability, the above volume ratio can be less than 75 vol%, or 70 vol% or less, or 65 vol% or less. On the other hand, the volume ratio of the water-soluble resin binder is less than 55 vol% from the viewpoint of formability and ease of processing, and from the viewpoint of improving the thermal conductivity of the green sheet, it is preferably 50 vol% or less, may be 45 vol% or less, may be 40 vol% or less, may be 35 vol% or less, may be 30 vol% or less, and is appropriate to be more than 25 vol%.

可塑剤は、主として上記水溶性樹脂バインダを構成するポリマーの分子間に入り込んでポリマーの分子間力を弱め、それぞれの分子を動きやすくすることによって、ポリマーに柔軟性を付与する機能を有する成分である。ここで開示される技術において、可塑剤は、グリーンシートの緻密性向上や加工性向上に寄与し得る。可塑剤としては、グリーンシートを乾燥させるための加熱処理(典型的には、100℃~200℃の加熱処理)によっては分解されず、かつ、脱バインダ処理(典型的には、200℃超過600℃以下程度の加熱処理)や600℃超過(例えば1500℃~2500℃)での焼成工程によって分解除去し易いものを好ましく用いることができる。 A plasticizer is a component that mainly functions to impart flexibility to the polymer by penetrating between the molecules of the polymer that constitute the water-soluble resin binder, weakening the intermolecular forces of the polymer and making each molecule easier to move. In the technology disclosed herein, the plasticizer can contribute to improving the density and processability of the green sheet. As a plasticizer, one that is not decomposed by the heat treatment for drying the green sheet (typically, heat treatment at 100°C to 200°C) and is easily decomposed and removed by the binder removal treatment (typically, heat treatment at more than 200°C and not more than 600°C) or the firing process at more than 600°C (for example, 1500°C to 2500°C) can be preferably used.

可塑剤として、水溶性可塑剤を好ましく用いることができる。水溶性可塑剤としては、公知の水溶性可塑剤を特に制限なく使用することができるが、例えば、多価アルコール、ポリエーテル等を使用することができる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。ここで開示される技術の効果を実現し得る限りは、水溶性可塑剤の種類、平均分子量、その他の性状は特に限定されない。 As the plasticizer, a water-soluble plasticizer can be preferably used. As the water-soluble plasticizer, any known water-soluble plasticizer can be used without particular limitation, and for example, polyhydric alcohols, polyethers, etc. can be used. These can be used alone or in combination of two or more. As long as the effects of the technology disclosed herein can be realized, the type, average molecular weight, and other properties of the water-soluble plasticizer are not particularly limited.

多価アルコールは、3価以上のアルコールであり得る。具体例としては、グリセリン、ポリグリセリン等が挙げられる。ポリグリセリンは、2以上のグリセリンが重合した構造を有する化合物であり、例えばジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン等が挙げられる。 The polyhydric alcohol may be a trihydric or higher alcohol. Specific examples include glycerin and polyglycerin. Polyglycerin is a compound having a structure in which two or more glycerins are polymerized, and examples of such polyglycerin include diglycerin, triglycerin, and tetraglycerin.

ポリエーテルは、ポリオキシアルキレングリセリルエーテル、ポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等であり得る。ポリオキシアルキレングリセリルエーテル、およびポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルは、グリセリンまたはポリグリセリンにオキシアルキレンを付加重合して得られる化合物である。ポリオキシアルキレンを構成するオキシアルキレン基は、例えば、オキシエチレン基、オキシプロピレン基であり得る。即ち、ポリオキシアルキレングリセリルエーテルの具体例としては、ポリオキシエチレングリセリルエーテル、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル等が挙げられる。ポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルの具体例としては、ポリオキシエチレンポリグリセリルエーテル、ポリオキシプロピレンポリグリセリルエーテル等が挙げられる。なお、オキシアルキレン基の繰り返し数は、1以上であるが、特に限定されず、適宜設定することができる。また、ポリオキシアルキレンを構成するオキシアルキレン基は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。 The polyether may be polyoxyalkylene glyceryl ether, polyoxyalkylene polyglyceryl ether, polyethylene glycol, polypropylene glycol, etc. Polyoxyalkylene glyceryl ether and polyoxyalkylene polyglyceryl ether are compounds obtained by addition polymerization of oxyalkylene to glycerin or polyglycerin. The oxyalkylene group constituting the polyoxyalkylene may be, for example, an oxyethylene group or an oxypropylene group. That is, specific examples of polyoxyalkylene glyceryl ether include polyoxyethylene glyceryl ether and polyoxypropylene glyceryl ether. Specific examples of polyoxyalkylene polyglyceryl ether include polyoxyethylene polyglyceryl ether and polyoxypropylene polyglyceryl ether. The number of repetitions of the oxyalkylene group is 1 or more, but is not particularly limited and can be set appropriately. The oxyalkylene group constituting the polyoxyalkylene may be one type or two or more types.

グリーンシートの成形性、加工容易性、および緻密性を向上する観点から、上記化合物の中でも、グリセリン系可塑剤を好ましく用いることができる。グリセリン系可塑剤は、グリセリン、ポリグリセリン、ポリオキシアルキレングリセリルエーテル、およびポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルを含む。また、グリセリン系可塑剤は、グリーンシートの保存安定性を向上する観点からも、好ましく使用され得る。 Among the above compounds, glycerin-based plasticizers can be preferably used from the viewpoint of improving the moldability, ease of processing, and density of the green sheet. Glycerin-based plasticizers include glycerin, polyglycerin, polyoxyalkylene glyceryl ether, and polyoxyalkylene polyglyceryl ether. Glycerin-based plasticizers can also be preferably used from the viewpoint of improving the storage stability of the green sheet.

グリーンシートの成形性、緻密性、および熱伝導性を向上する観点から、好ましくは、水溶性樹脂バインダ(A)と可塑剤(B)との体積比(A:B)は、98:2~65:35となるように設定される。ただし、水溶性樹脂バインダの体積と水溶性バインダの体積との体積比の好適範囲は、これらの構成材料によって、上記範囲内あるいは範囲外にも適宜変更され得る。 From the viewpoint of improving the moldability, density, and thermal conductivity of the green sheet, the volume ratio (A:B) of the water-soluble resin binder (A) to the plasticizer (B) is preferably set to 98:2 to 65:35. However, the preferred range of the volume ratio of the water-soluble resin binder to the water-soluble binder can be changed appropriately within or outside the above range depending on the constituent materials.

ここで開示されるグリーンシートは、上記のとおり、窒化物系セラミック粉末の含有を必須とするが、その他のセラミック粉末を含んでもよい。その他のセラミック粉末を構成するセラミックとしては、例えば、炭化ケイ素等の炭化物系セラミック、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン等の酸化物系セラミック等が挙げられる。これらを1種単独でまたは2種以上含んでよい。なお、上記その他のセラミック粉末を含む場合、グリーンシートに含まれる窒化物系セラミック粉末の含有量とその他のセラミック粉末の含有量との合計を100質量%とすると、窒化物系セラミック粉末の含有量は、70質量%以上であってよく、80質量%以上とすることが好ましく、90質量%以上とすることがより好ましい。グリーンシートに含まれるセラミック成分を、すべて窒化物系セラミック粉末としてもよい。 The green sheet disclosed herein, as described above, must contain nitride-based ceramic powder, but may contain other ceramic powders. Examples of ceramics constituting the other ceramic powder include carbide-based ceramics such as silicon carbide, and oxide-based ceramics such as aluminum oxide, zinc oxide, magnesium oxide, beryllium oxide, and titanium oxide. These may be contained alone or in combination of two or more. In addition, when the above-mentioned other ceramic powders are contained, the content of the nitride-based ceramic powder may be 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more, assuming that the total content of the nitride-based ceramic powder and the content of the other ceramic powder contained in the green sheet is 100% by mass. All the ceramic components contained in the green sheet may be nitride-based ceramic powder.

ここで開示されるグリーンシートは、必要に応じて、上記成分のほか、分散剤、離型剤、消泡剤、酸化防止剤、増粘剤等の各種添加剤等を含んでよい。 The green sheet disclosed herein may contain, in addition to the above components, various additives such as dispersants, release agents, defoamers, antioxidants, thickeners, etc., as necessary.

[グリーンシートの製造方法]
ここで開示されるグリーンシートを製造する方法の好適例としては、乾式粉末圧延法(例えばロール成形)が挙げられる。乾式粉末圧延法は、例えば図1に示される乾式粉末圧延装置5を使用して実施され得る。乾式粉末圧延装置5は、おおまかにいって、貯留タンク1と、一対のロール2とを備える。貯留タンク1は、グリーンシート10Gの原料で構成される造粒粉末1aを貯留する容器である。また、貯留タンク1は、その底部にフィーダー1bを備えており、フィーダー1bの吐出口から一定量の造粒粉末1aを一対のロール2の間に連続的に供給するよう構成されている。フィーダー1bとしては、定量性に優れるものであれば特に限定されず、例えばスクリュー式、振動式、流動式等の各種フィーダーを適宜採用し得る。
[Method of manufacturing green sheet]
A suitable example of the method for producing the green sheet disclosed herein is a dry powder rolling method (e.g., roll molding). The dry powder rolling method can be carried out using, for example, a dry powder rolling apparatus 5 shown in FIG. 1. The dry powder rolling apparatus 5 roughly includes a storage tank 1 and a pair of rolls 2. The storage tank 1 is a container for storing granulated powder 1a composed of the raw material of the green sheet 10G. The storage tank 1 also includes a feeder 1b at its bottom, and is configured to continuously supply a certain amount of granulated powder 1a from the discharge port of the feeder 1b between the pair of rolls 2. The feeder 1b is not particularly limited as long as it has excellent quantitative performance, and various feeders such as a screw type, a vibration type, and a fluid type can be appropriately adopted.

上記製造方法は、おおまかにいって、原料用意工程、造粒工程、およびシート成形工程を含む。原料用意工程では、グリーンシート10Gの原料として、窒化物系セラミック粉末、水溶性樹脂バインダ、可塑剤、および、必要に応じて各種添加剤を含む原料を用意する。これらの構成材料および体積割合等については上記のとおりである。 The above manufacturing method broadly includes a raw material preparation process, a granulation process, and a sheet forming process. In the raw material preparation process, raw materials containing nitride ceramic powder, water-soluble resin binder, plasticizer, and various additives as necessary are prepared as raw materials for green sheet 10G. The constituent materials and volume ratios, etc. of these are as described above.

造粒工程では、上記原料を用いて造粒粉末1aを作製する。造粒方法は特に限定されず、湿式造粒および乾式造粒のいずれを採用してもよい。造粒方法としては、例えば、転動造粒法、流動層造粒法、撹拌造粒法、圧縮造粒法、押出造粒法、破砕造粒法、スプレードライ法(噴霧造粒法)等が挙げられる。より微細な原料粉末を扱いやすいという観点からは、噴霧造粒法等の湿式造粒法の採用が好ましい。噴霧造粒法では、まず、用意した原料の混合物を調製し、該混合物を分散媒中に分散して、原料スラリーを得る。原料の混合方法は特に限定されず、従来公知の撹拌・混合装置を使用することができる。例えば、ボールミル、ミキサー、ディスパー、ニーダ等を使用することができる。混合物分散媒としては、環境負荷を減らす観点から、例えば水が好適例として挙げられる。次いで、スプレードライ装置を用いて、上記原料スラリーを液的状に噴霧して乾燥させることで、造粒粉末を得ることができる。造粒粉末のサイズは、特に限定されず、例えば10μm以上200μm以下とすることができる。 In the granulation process, the granulated powder 1a is prepared using the raw materials. The granulation method is not particularly limited, and either wet granulation or dry granulation may be used. Examples of the granulation method include rolling granulation, fluidized bed granulation, stirring granulation, compression granulation, extrusion granulation, crushing granulation, and spray drying (spray granulation). From the viewpoint of easier handling of finer raw powder, it is preferable to adopt a wet granulation method such as spray granulation. In the spray granulation method, first, a mixture of the prepared raw materials is prepared, and the mixture is dispersed in a dispersion medium to obtain a raw material slurry. The method of mixing the raw materials is not particularly limited, and a conventionally known stirring/mixing device can be used. For example, a ball mill, a mixer, a disperser, a kneader, etc. can be used. As the mixture dispersion medium, for example, water is a suitable example from the viewpoint of reducing the environmental load. Next, the raw material slurry is sprayed in a liquid state using a spray dryer and dried to obtain a granulated powder. The size of the granulated powder is not particularly limited, but can be, for example, 10 μm or more and 200 μm or less.

シート成形工程では、上記造粒粉末をシート状に成形する。具体的には、図1に示されるように、上記造粒工程で得られた造粒粉末1aを、乾式粉末圧延装置5の貯留タンク1に投入する。造粒粉末1aは、貯留タンク1の底部のフィーダー1bを通って外部に吐出される。そして、吐出された造粒粉末1aは、一対のロール2の間に供給される。そして、ロール2が回転(図1中の矢印を参照。)することによって、上記供給された造粒粉末1aが圧縮されることによって、シート状に成形されて、グリーンシート10Gが得られる。ここでの温度条件や圧力条件は、原料の種類等によって異なり得るため、特に制限されず、適宜変更され得る。また、ロール2の間の間隔は、グリーンシート10Gの厚みとして所望される厚みを実現できるように、適宜変更され得る。 In the sheet forming process, the granulated powder is formed into a sheet. Specifically, as shown in FIG. 1, the granulated powder 1a obtained in the granulation process is fed into the storage tank 1 of the dry powder rolling device 5. The granulated powder 1a is discharged to the outside through the feeder 1b at the bottom of the storage tank 1. The discharged granulated powder 1a is then supplied between a pair of rolls 2. The rolls 2 rotate (see the arrow in FIG. 1), compressing the supplied granulated powder 1a and forming it into a sheet to obtain a green sheet 10G. The temperature and pressure conditions here are not particularly limited and may vary depending on the type of raw material, etc., and may be changed as appropriate. The gap between the rolls 2 may be changed as appropriate so as to achieve the desired thickness of the green sheet 10G.

上記製造方法では、グリーンシートの原料を含む造粒粉末を作製して用いることによって、成形されたグリーンシートにおける原料の分離を抑制することができる。また、窒化物系セラミック粉末の、グリーンシートの面方向における配向を抑制することができる。そして、グリーンシートにより多くの窒化物系セラミック粉末を含ませることができる。 In the above manufacturing method, by preparing and using granulated powder containing the raw materials for the green sheet, separation of the raw materials in the formed green sheet can be suppressed. Also, orientation of the nitride ceramic powder in the surface direction of the green sheet can be suppressed. As a result, more nitride ceramic powder can be contained in the green sheet.

<グリーンシートの用途>
ここで開示されるグリーンシートの用途は、特に限定されないが、例えば、放熱材料として使用することができる。一例として、発熱部品(例えばパワーデバイス等)と放熱部品(放熱フィン、ヒートシンク、放熱板等)との間に介在させて、あるいは、放熱部品に替えて、発熱部品の放熱を行う放熱シートを作製するためのグリーンシートとして使用することができる。また、上記放熱部品と組み合わせた放熱装置を構成する材料としても使用され得る。
<Uses of Green Sheet>
The use of the green sheet disclosed herein is not particularly limited, but it can be used, for example, as a heat dissipation material. As an example, it can be used as a green sheet for preparing a heat dissipation sheet that dissipates heat from a heat generating component by being interposed between a heat generating component (e.g., a power device, etc.) and a heat dissipation component (heat dissipation fin, heat sink, heat dissipation plate, etc.) or by replacing the heat dissipation component. It can also be used as a material for constituting a heat dissipation device in combination with the heat dissipation component.

ここで開示される技術によると、窒化物系セラミック粉末と、水溶性樹脂バインダと、可塑剤とを含み、上記水溶性樹脂バインダとしてガラス転移点が30℃以下のアクリル樹脂を含み、さらに上記窒化物セラミック粉末の体積割合と、上記水溶性樹脂バインダの体積割合とを所定範囲内とすることによって、グリーンシートの緻密性を向上することができる。 According to the technology disclosed herein, the green sheet contains a nitride ceramic powder, a water-soluble resin binder, and a plasticizer, and the water-soluble resin binder contains an acrylic resin with a glass transition point of 30°C or less. Furthermore, the volumetric proportion of the nitride ceramic powder and the volumetric proportion of the water-soluble resin binder are set within a predetermined range, thereby improving the density of the green sheet.

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明を係る実施例に示すものに限定することを意図したものではない。 Several examples of the present invention are described below, but it is not intended that the present invention be limited to those examples.

<1.水溶性アクリル樹脂の検討>
水溶性アクリル樹脂として、アクリル樹脂A~Eを用意した。アクリル樹脂A~Eとして、以下に記載の市販のアクリル樹脂:
アクリル樹脂Aとして、ボンコート5494EF(DIC株式会社);
アクリル樹脂Bとして、ボンコートCE-8510(DIC株式会社);
アクリル樹脂Cとして、ボンコートCE-1400(DIC株式会社);
アクリル樹脂Dとして、ボンコートYG-651(DIC株式会社);および、
アクリル樹脂Eとして、グランドールPP-1000EF(DIC株式会社)、
を使用した。アクリル樹脂A~Eのガラス転移点を、市販の示差走査熱量分析装置(Differential Scanning Calorimetry(株式会社リガク))を用いて測定した。当該装置を用いて測定されたガラス転移点を、表1の該当欄に示す。
<1. Study of water-soluble acrylic resin>
As the water-soluble acrylic resin, acrylic resins A to E were prepared. The following commercially available acrylic resins were used as the acrylic resins A to E:
Acrylic resin A: Boncoat 5494EF (DIC Corporation);
Acrylic resin B: Boncoat CE-8510 (DIC Corporation);
Acrylic resin C: Boncoat CE-1400 (DIC Corporation);
Acrylic resin D: Boncoat YG-651 (DIC Corporation); and
Acrylic resin E: Grandor PP-1000EF (DIC Corporation);
The glass transition points of the acrylic resins A to E were measured using a commercially available differential scanning calorimetry (Rigaku Corporation). The glass transition points measured using this device are shown in the corresponding columns in Table 1.

[グリーンシートの作製]
-例1~例5-
窒化物系セラミック粉末としての窒化ホウ素粉末(BN、平均粒子径5.7μm、UHP-G1H(昭和電工))、水溶性樹脂バインダとしての水溶性アクリル樹脂(種類については表1参照)、可塑剤(PEG-1500(三洋化成工業株式会社))、離型剤、分散剤、および消泡剤を用意した。BNは、板状(鱗片状)の一次粒子を凝集させて顆粒状にしたものである。窒化物系セラミック粉末の体積と水溶性樹脂バインダの体積との合計を100vol%としたときに、窒化物系セラミック粉末は60vol%であり、水溶性樹脂バインダは40vol%であった(体積比1)。水溶性樹脂バインダの体積と可塑剤の体積との合計を100vol%としたときに、水溶性樹脂バインダは90vol%であり、可塑剤は10vol%であった(体積比2)。
[Preparation of green sheet]
-Examples 1 to 5-
Boron nitride powder (BN, average particle size 5.7 μm, UHP-G1H (Showa Denko)) as the nitride ceramic powder, water-soluble acrylic resin (see Table 1 for the type) as the water-soluble resin binder, plasticizer (PEG-1500 (Sanyo Chemical Industries, Ltd.)), release agent, dispersant, and defoamer were prepared. BN is a granular material formed by agglomerating plate-like (scale-like) primary particles. When the total volume of the nitride ceramic powder and the water-soluble resin binder was 100 vol%, the nitride ceramic powder was 60 vol% and the water-soluble resin binder was 40 vol% (volume ratio 1). When the total volume of the water-soluble resin binder and the plasticizer was 100 vol%, the water-soluble resin binder was 90 vol% and the plasticizer was 10 vol% (volume ratio 2).

用意した材料を、同質量の水(分散媒)と共にポットミルに投入し、混合することで造粒用スラリーを調製した。スプレードライ装置を用いてこの造粒用スラリーを噴霧乾燥して、各例に係る造粒粉末を作製した。造粒粉末の平均粒子径が、それぞれ約80μmとなるように噴霧条件を設定した。噴霧乾燥における乾燥温度は180~200℃程度であり、造粒粉末中に含まれる分散媒の残量は、ほぼ0質量%であった。 The prepared materials were put into a pot mill together with an equal mass of water (dispersion medium) and mixed to prepare a slurry for granulation. This slurry for granulation was spray-dried using a spray dryer to produce the granulated powder for each example. The spray conditions were set so that the average particle size of the granulated powder was approximately 80 μm. The drying temperature in the spray drying was approximately 180 to 200°C, and the remaining amount of dispersion medium contained in the granulated powder was almost 0% by mass.

上述のように作製した造粒粉末を用いて、乾式粉末圧延装置を用いて各例に係るグリーンシートを作製した。グリーンシートの厚みを表1の該当欄に示す。 The granulated powder prepared as described above was used to produce green sheets for each example using a dry powder rolling machine. The thickness of the green sheets is shown in the corresponding column in Table 1.

[シート密度]
各例に係るグリーンシートを所定の寸法に加工して、試験片を用意した。試験片の外径寸法と重量とを測定して、実測密度を算出した。得られた結果を表1の該当欄に示す。上記式(1)を用いてグリーンシートの理論密度比(%)を算出した。結果を表1の該当欄に示す。
[Sheet density]
The green sheets according to each example were processed to a predetermined size to prepare test pieces. The outer diameter and weight of the test pieces were measured to calculate the actual density. The results are shown in the corresponding columns of Table 1. The theoretical density ratio (%) of the green sheets was calculated using the above formula (1). The results are shown in the corresponding columns of Table 1.

[熱伝導率]
熱伝導率測定装置(LFA 467 HyperFlash(登録商標)(NETZSCH社))を用いて、装置のマニュアルに従って、各例に係るグリーンシートの厚み方向における熱伝導率(W/m・K)を測定した。結果を表1の該当欄に示す。
[Thermal conductivity]
The thermal conductivity (W/m·K) in the thickness direction of the green sheet according to each example was measured using a thermal conductivity measuring device (LFA 467 HyperFlash (registered trademark) (NETZSCH)) according to the manual of the device. The results are shown in the corresponding columns of Table 1.

[電子顕微鏡観察]
SEMを用いて、各例に係るグリーンシートの表面に垂直な断面(厚み方向に沿う断面)の観察を行った。観察倍率2000倍の断面SEM像を得て、グリーンシートの断面における、長径が30μm以上の空隙の有無を評価した。結果を表1の該当欄に示す。表1の該当欄における「なし」は、長径が30μm以上の空隙が観察されなかったことを示す。「あり」は、上記空隙が1個以上観察されたことを示す。なお、上記空隙の有無の評価は、無作為に得られた10個の上記断面SEM像を用いて行った。また、一実施例における断面SEM像を図2に、一比較例における断面SEM像を図3に示す。
[Electron microscope observation]
Using an SEM, a cross section perpendicular to the surface of the green sheet according to each example (cross section along the thickness direction) was observed. A cross-sectional SEM image was obtained at a magnification of 2000 times, and the presence or absence of voids with a major axis of 30 μm or more in the cross section of the green sheet was evaluated. The results are shown in the corresponding column in Table 1. "None" in the corresponding column in Table 1 indicates that no voids with a major axis of 30 μm or more were observed. "Present" indicates that one or more voids were observed. The presence or absence of the voids was evaluated using 10 cross-sectional SEM images obtained at random. A cross-sectional SEM image of one example is shown in FIG. 2, and a cross-sectional SEM image of one comparative example is shown in FIG. 3.

Figure 0007470032000001
Figure 0007470032000001

[結果]
表1に示されるように、例1~5において、窒化物系セラミック粉末と、水溶性樹脂バインダと、可塑剤と、を含むグリーンシートが得られた。例1~5に係るグリーンシートは、いずれも密度が1.5g/cm以上であった。ただし、水溶性バインダとして、ガラス転移点が30℃以下の水溶性アクリル樹脂を含む例1~3と、ガラス転移点が30℃超の水溶性アクリル樹脂のみを含む例4,5とを比較すると、例1~3のグリーンシートでは、SEM観察において長径が30μm以上の空隙が観察されなかったのに対して、例4,5のグリーンシートでは、長径が30μm以上の空隙が観察された。このことから、水溶性樹脂バインダとしてガラス転移点が30℃以下の水溶性アクリル樹脂を含むことによって、グリーンシートの緻密性が向上し得ることが確認された。また、例1~3のグリーンシートでは、熱伝導率の向上が確認された。
[result]
As shown in Table 1, in Examples 1 to 5, green sheets containing nitride ceramic powder, a water-soluble resin binder, and a plasticizer were obtained. The green sheets according to Examples 1 to 5 all had a density of 1.5 g/cm 3 or more. However, when Examples 1 to 3 containing a water-soluble acrylic resin having a glass transition point of 30° C. or less as the water-soluble binder are compared with Examples 4 and 5 containing only a water-soluble acrylic resin having a glass transition point of more than 30° C., in the green sheets of Examples 1 to 3, no voids with a major axis of 30 μm or more were observed in SEM observation, whereas in the green sheets of Examples 4 and 5, voids with a major axis of 30 μm or more were observed. From this, it was confirmed that the density of the green sheets can be improved by containing a water-soluble acrylic resin having a glass transition point of 30° C. or less as the water-soluble resin binder. In addition, an improvement in thermal conductivity was confirmed in the green sheets of Examples 1 to 3.

<2.窒化物系セラミック粉末および水溶性樹脂バインダの体積割合の検討>
本例では、窒化物系セラミック粉末の体積と水溶性樹脂バインダの体積との比を変更した検討を行った。
2. Examination of the volume ratio of nitride ceramic powder and water-soluble resin binder
In this example, a study was carried out in which the ratio of the volume of the nitride ceramic powder to the volume of the water-soluble resin binder was changed.

[グリーンシートの作製]
-例6~例10-
窒化物系セラミック粉末の体積と水溶性樹脂バインダの体積との合計を100vol%としたときの、窒化物系セラミック粉末の体積割合と、水溶性樹脂バインダの体積割合とを表2の「体積比1」欄に記載のとおりとしたこと以外は例3と同様の材料および手順を用いて、例6~10に係るグリーンシートを作製した。
[Preparation of green sheet]
--Examples 6 to 10--
Green sheets according to Examples 6 to 10 were produced using the same materials and procedures as in Example 3, except that the volume ratio of the nitride-based ceramic powder and the volume ratio of the water-soluble resin binder were as shown in the "Volume Ratio 1" column in Table 2, when the total volume of the nitride-based ceramic powder and the volume of the water-soluble resin binder was 100 vol.%.

また、上記1.に記載のとおり、上記各例に係るグリーンシートの厚み、密度、熱伝導率、および長径が30μm以上の空隙の存在を評価した。結果を表2の該当欄に示す。 As described in 1. above, the thickness, density, thermal conductivity, and presence of voids with a major axis of 30 μm or more of the green sheets in each of the above examples were evaluated. The results are shown in the corresponding columns in Table 2.

Figure 0007470032000002
Figure 0007470032000002

[結果]
例3,6~10において、グリーンシートに含まれる窒化物系セラミック粉末の体積割合と、水溶性樹脂バインダの体積割合とを検討すると、例3,6~9に係るグリーンシートは、いずれも密度が1.5g/cm以上であった。また、水溶性樹脂バインダの体積割合を大きくすると、SEM観察において長径が30μm以上の空隙の形成が抑制された(例3,6~8,10)。上記空隙の形成を抑制しつつ窒化物系セラミック粉末の体積割合を大きくすると、良好な熱伝導率が実現されることが確認された(例3,6~8)。
[result]
In Examples 3, 6 to 10, when the volumetric ratio of the nitride ceramic powder and the volumetric ratio of the water-soluble resin binder contained in the green sheets were examined, the green sheets according to Examples 3, 6 to 9 all had a density of 1.5 g/ cm3 or more. In addition, when the volumetric ratio of the water-soluble resin binder was increased, the formation of voids with a major axis of 30 μm or more was suppressed in SEM observation (Examples 3, 6 to 8, and 10). It was confirmed that good thermal conductivity was achieved by increasing the volumetric ratio of the nitride ceramic powder while suppressing the formation of the above-mentioned voids (Examples 3, 6 to 8).

<3.水溶性樹脂バインダおよび可塑剤の体積割合の検討>
本例では、水溶性樹脂バインダの体積と可塑剤の体積との比を変更した検討を行った。
<3. Consideration of the volume ratio of water-soluble resin binder and plasticizer>
In this example, a study was carried out in which the ratio of the volume of the water-soluble resin binder to the volume of the plasticizer was changed.

[グリーンシートの作製]
-例11~例15-
水溶性樹脂バインダの体積と可塑剤の体積との合計を100vol%としたときの、水溶性樹脂バインダの体積割合と、可塑剤の体積割合とを表3の「体積比2」欄に記載のとおりとしたこと以外は例3と同様の材料および手順を用いて、例11~例15に係るグリーンシートを作製した。ただし、例14ではグリーンシートが成形できなかった。
[Preparation of green sheet]
--Examples 11 to 15--
Green sheets according to Examples 11 to 15 were produced using the same materials and procedures as in Example 3, except that the volume ratio of the water-soluble resin binder and the volume ratio of the plasticizer, when the total of the volume of the water-soluble resin binder and the volume of the plasticizer was 100 vol%, were as shown in the "Volume ratio 2" column in Table 3. However, in Example 14, a green sheet could not be formed.

上記1.に記載のとおり、上記各例に係るグリーンシートの厚み、密度、熱伝導率、および長径が30μm以上の空隙を評価した。結果を表3の該当欄に示す。なお、例14については上記評価を省略しており、表3の該当欄に「-」と示している。 As described in 1. above, the thickness, density, thermal conductivity, and voids with a major axis of 30 μm or more of the green sheets for each of the above examples were evaluated. The results are shown in the corresponding columns in Table 3. Note that the above evaluation was omitted for Example 14, and the corresponding column in Table 3 is indicated with a "-".

Figure 0007470032000003
Figure 0007470032000003

[結果]
表3に示されるように、可塑剤を含む例3、11~13と、可塑剤を含まない例15とを比較すると、可塑剤の含有によって、SEM観察において長径が30μm以上の空隙の形成が抑制された。また、良好な熱伝導率が実現されることが確認された。
[result]
As shown in Table 3, comparing Examples 3, 11 to 13 containing a plasticizer with Example 15 not containing a plasticizer, the inclusion of a plasticizer suppressed the formation of voids with a major axis of 30 μm or more in SEM observation. It was also confirmed that good thermal conductivity was achieved.

<4.窒化物系セラミック粉末の種類の検討>
本例では、窒化物系セラミック粉末の種類を変更した検討を行った。窒化物系セラミック粉末として、窒化ケイ素(青島社製)および窒化アルミニウム(株式会社燃焼合成製)を用意した。上記窒化ケイ素は不定形であり、平均粒子径は0.8μmであった。上記窒化アルミニウムは不定形であり、平均粒子径は5μmであった。
4. Examination of types of nitride ceramic powders
In this example, a study was conducted in which the type of nitride ceramic powder was changed. Silicon nitride (manufactured by Aoshima) and aluminum nitride (manufactured by Combustion Synthesis Co., Ltd.) were prepared as nitride ceramic powders. The silicon nitride was amorphous and had an average particle size of 0.8 μm. The aluminum nitride was amorphous and had an average particle size of 5 μm.

[グリーンシートの作製]
-例16、例17-
窒化物系セラミック粉末として窒化ケイ素(例16)および窒化アルミニウム(例17)を使用したこと以外は例3と同様の材料および手順を用いて、例16、例17に係るグリーンシートを作製した。
[Preparation of green sheet]
-Example 16, Example 17-
Green sheets according to Examples 16 and 17 were produced using the same materials and procedures as in Example 3, except that silicon nitride (Example 16) and aluminum nitride (Example 17) were used as the nitride ceramic powder.

上記1.に記載のとおり、上記各例に係るグリーンシートの厚み、密度、熱伝導率、および長径が30μm以上の空隙を評価した。結果を表4の該当欄に示す。 As described in 1. above, the thickness, density, thermal conductivity, and voids with a major axis of 30 μm or more of the green sheets in each of the above examples were evaluated. The results are shown in the corresponding columns in Table 4.

Figure 0007470032000004
Figure 0007470032000004

[結果]
表4に示されるように、窒化物系セラミック粉末の他の例として窒化ケイ素や窒化アルミニウムを使用した場合であっても、グリーンシートの緻密性を向上し得ることが確認された。また、例16、例17に係るグリーンシートでは、良好な熱伝導率が実現されることが確認された。
[result]
As shown in Table 4, it was confirmed that the density of the green sheet can be improved even when silicon nitride or aluminum nitride is used as another example of the nitride ceramic powder. Also, it was confirmed that the green sheets according to Examples 16 and 17 have good thermal conductivity.

以上より、ここで開示される技術によると、窒化物系セラミック粉末と、水溶性樹脂バインダと、可塑剤と、を含むグリーンシートが提供される。当該グリーンシートは、上記水溶性樹脂バインダとして、ガラス転移点が30℃以下のアクリル樹脂を含む。ここで開示される技術によると、窒化物系セラミック粉末を含む、緻密なグリーンシートを製造する技術が提供される。 As described above, the technology disclosed herein provides a green sheet containing a nitride ceramic powder, a water-soluble resin binder, and a plasticizer. The green sheet contains an acrylic resin with a glass transition point of 30°C or less as the water-soluble resin binder. The technology disclosed herein provides a technology for manufacturing a dense green sheet containing nitride ceramic powder.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and variations of the specific examples given above.

1 貯留タンク
1a 造粒粉末
1b フィーダー
2 ロール
5 乾式粉末圧延装置
10G グリーンシート
1 Storage tank 1a Granulated powder 1b Feeder 2 Roll 5 Dry powder rolling device 10G Green sheet

Claims (6)

窒化物系セラミック粉末と、水溶性樹脂バインダと、可塑剤と、を含み、
前記水溶性樹脂バインダとして、ガラス転移点が30℃以下のアクリル樹脂を含み、
前記窒化物系セラミック粉末の体積と前記水溶性樹脂バインダの体積との合計を100vol%としたときに、前記窒化物系セラミック粉末と前記水溶性樹脂バインダとを、以下の体積割合:
(1)前記窒化物系セラミック粉末 45vol%超過75vol%未満;および、
(2)前記水溶性樹脂バインダ 25vol%超過55vol%未満、
で含み、
前記水溶性樹脂バインダ(A)と前記可塑剤(B)との体積比(A:B)は、98:2~65:35である、グリーンシート。
The ceramic composition includes a nitride ceramic powder, a water-soluble resin binder, and a plasticizer,
The water-soluble resin binder contains an acrylic resin having a glass transition point of 30° C. or less,
When the total volume of the nitride-based ceramic powder and the water-soluble resin binder is taken as 100 vol%, the nitride-based ceramic powder and the water-soluble resin binder are mixed in the following volume ratio:
(1) the nitride-based ceramic powder is more than 45 vol % and less than 75 vol %; and
(2) The water-soluble resin binder is more than 25 vol % and less than 55 vol %;
Including,
The volume ratio (A:B) of the water-soluble resin binder (A) to the plasticizer (B) is 98:2 to 65:35 .
密度が1.5g/cm以上2.5g/cm以下である、請求項1に記載のグリーンシート。 2. The green sheet according to claim 1 , having a density of 1.5 g/ cm3 or more and 2.5 g/ cm3 or less. 断面の電子顕微鏡観察下において、長径が30μm以上の空隙が存在しない、請求項1または2に記載のグリーンシート。 3. The green sheet according to claim 1, wherein , when a cross section of the green sheet is observed under an electron microscope, there are no voids having a major axis of 30 μm or more. 前記可塑剤は、グリセリン系可塑剤である、請求項1~のいずれか一項に記載のグリーンシート。 The green sheet according to any one of claims 1 to 3 , wherein the plasticizer is a glycerin-based plasticizer. 前記窒化物系セラミック粉末は、窒化ホウ素、窒化ケイ素、および窒化アルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の窒化化合物を含む粉末である、請求項1~のいずれか1項に記載のグリーンシート。 5. The green sheet according to claim 1 , wherein the nitride ceramic powder is a powder containing at least one nitride compound selected from the group consisting of boron nitride, silicon nitride, and aluminum nitride. グリーンシートの製造方法であって、
乾式粉末圧延法を用いて請求項1~のいずれか一項に記載のグリーンシートを製造する方法。
A method for producing a green sheet, comprising the steps of:
A method for producing the green sheet according to any one of claims 1 to 5 , comprising the steps of:
JP2020210910A 2020-12-21 2020-12-21 Green sheet and its manufacturing method Active JP7470032B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020210910A JP7470032B2 (en) 2020-12-21 2020-12-21 Green sheet and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020210910A JP7470032B2 (en) 2020-12-21 2020-12-21 Green sheet and its manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022097775A JP2022097775A (en) 2022-07-01
JP7470032B2 true JP7470032B2 (en) 2024-04-17

Family

ID=82165812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020210910A Active JP7470032B2 (en) 2020-12-21 2020-12-21 Green sheet and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7470032B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005090032A1 (en) 2004-03-19 2005-09-29 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Process for producing ceramic sheet, ceramic substrate utilizing the same and use thereof
JP2012006809A (en) 2010-06-28 2012-01-12 Kyocera Corp Ceramic green sheet and method of manufacturing the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH059060A (en) * 1991-06-28 1993-01-19 Lion Corp Binder for molding ceramics
JPH06237054A (en) * 1993-02-10 1994-08-23 Ibiden Co Ltd Green sheet for ceramic substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005090032A1 (en) 2004-03-19 2005-09-29 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Process for producing ceramic sheet, ceramic substrate utilizing the same and use thereof
JP2012006809A (en) 2010-06-28 2012-01-12 Kyocera Corp Ceramic green sheet and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022097775A (en) 2022-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104926313B (en) A kind of high heat conductance reaction sintering silicon carbide ceramic material and preparation method thereof
JP6720014B2 (en) Hexagonal boron nitride primary particle aggregate, resin composition and use thereof
US9334391B2 (en) Sintered spherical BN particles, method of producing the same, and polymer material
JP6815152B2 (en) Hexagonal Boron Nitride Primary Particle Aggregates
JP2007261911A (en) Slurry composition for ceramic production
JP6646404B2 (en) Polymer dispersant for inorganic pigment
JP7470032B2 (en) Green sheet and its manufacturing method
WO2010024188A1 (en) Molded ceramic and process for producing multilayered ceramic electronic part
JP6587831B2 (en) Method for producing aggregated β-type silicon nitride, method for producing resin composition, and method for producing thermally conductive material
JP2024145399A (en) Green sheets and granulated powder
JP2022157233A (en) Green sheet and manufacturing method thereof
JP4572290B2 (en) Manufacturing method of conductive ceramic products
JP7261378B2 (en) slurry composition
US6030564A (en) Process for preparing green bodies
JP3385654B2 (en) Method for manufacturing ceramic molded body
JPH05186679A (en) Ethylene oxide/propylene oxide block as green binder for ceramic
WO2024048377A1 (en) Method for producing sheet, and sheet
JP5230361B2 (en) Manufacturing method of resin composition for molding
WO2024048375A1 (en) Boron nitride powder and resin composition
JP3572692B2 (en) α-Alumina powder-containing resin composition and rubber composition
JP2007022870A (en) Mixture for manufacturing ceramic green molding
JP7438442B1 (en) Boron nitride aggregated particles, sheet member, and method for producing boron nitride aggregated particles
JP7438443B1 (en) Boron nitride aggregated particles, sheet member, and method for producing boron nitride aggregated particles
JP2023150556A (en) green sheet
WO2023210492A1 (en) Resin composition and alumina powder used therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231012

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231211

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240314

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240405

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7470032

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350