JPH04175261A

JPH04175261A - 水性セラミツクバインダー

Info

Publication number: JPH04175261A
Application number: JP2304716A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Miyake; 三宅　祥隆; Takamasa Nitta; 新田　隆政; Tsunehiro Masaoka; 正岡　恒博
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1992-06-23
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPH0717461B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は水性セラミックバインダーに関し、詳しくは、
グリーンシートの調製に際して、泥漿物が脱泡性にすぐ
れ、容易に増粘させることができる水溶性セラミックバ
インダーに関する。

（従来の技術）セラミック回路基板は、通常、アルミナ、ジルコニア、
ケイ酸アルミニウム、酸化チタン等のようなセラミック
粉末をバインダー樹脂と可塑剤とを含む溶液に加え、混
合、脱泡し、泥漿物を調製し、これをポリエステルフィ
ルムのような適宜の支持体上に塗布し、加熱乾燥させた
後、支持体を剥離してグリーンシートを得、次いで、こ
れを適宜の形状に打抜き、必要に応じて、回路、文字等
を印刷し、積層圧着し、焼成し、バインダーを分解させ
て製造されている。

上記セラミックバインダーにおけるバインダー樹脂とし
ては、従来、エチルセルロース等のセルロース系樹脂、
ポリビニルブチラール樹脂等のブチラール樹脂が用いら
れており、従って、溶剤としては、これらを溶解する有
機溶剤が用いられている。しかし、近年、環境汚染や毒
性の観点から、セラミックバインダーにも水を溶剤とす
るものが要求されるに至っている。

このような水性セラミックバインダーとしては、従来、
バインダー樹脂としてポリビニルアルコールを用いるも
のが知られている。しかし、このような従来の水性セラ
ミックバインダーを用いると、セラミック粉末とバイン
ダー樹脂と可塑剤とを含む混合物から泥漿物を調製する
際に、混合物が脱泡し難い、このような問題を解決する
ために、混合物に消泡剤を加える手法も採用されている
が、泥漿物が増粘するにつれて、表面張力を低下させる
という消泡剤の効果が減殺され、結局、泥漿物を調製す
る際の脱泡の困難性は、十分に解決されていない。

更に、上記したような従来の水性セラミックバインダー
には、得られるグリーンシートのハンドリング性と後加
工性を高めるために、可塑剤としてエチレングリコール
を配合してなるものが知られている。

しかしながら、セラミック回路基板の高集積化が進展す
るにつれて、グリーンシートを所定形状に賦形し、それ
ぞれに所定の回路を印刷した後、数枚乃至数十枚を重ね
、熱融着して一体化し、これを焼成して、ハイブリッド
回路基板とすることが求められている。

前述したような従来の水性セラミックバインダーは、グ
リーンシートの熱融着性を必要としない一般用途向けの
セラミック回路基板の製造には、通常、支障なく用いら
れるが、ハイブリッド回路基板の製造のためには、グリ
ーンシートの熱融着性に劣るので、用いるには適さない
。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、従来の水性セラミックバインダーにおける上
記した問題を解決するためになされたものであって、グ
リーンシートの調製に際して、泥漿物が脱泡性にすぐれ
、容易に増粘させることができる水溶性セラミックバイ
ンダーを提供することを目的とする。

更に、本発明は、得られるグリーンシートにすぐれた熱
融着性を与える水性セラミックバインダーを提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明による水性セラミックバインダーは、セラミック
粉末と水溶性ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤を主成
分として含有し、溶剤が水と沸点１００℃以下であるア
ルコール類との混合物であることを特徴とする。

本発明においてバインダー樹脂として用いる水溶性ポリ
ビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアルコールに酸触
媒の存在下にアルデヒドの適量を反応させることによっ
て得られる。用いるポリビニルアルコールは、重合度が
３００〜２０００、ケン化度が７５〜９９．８モル％で
あるものが好ましく、更に、アセタール化度については
、例えば、ブチラール化度は５〜１５モル％、アセトア
セタール化度はｌＯ〜５０モル％程度が好ましい。また
、２種以上のアルデヒドにてアセタール化された樹脂で
あっても、水溶性を有するものであれば、本発明におい
てバインダー樹脂として用いることができる。

本発明によるセラミックバインダーにおいては、溶剤と
して水と沸点１００℃以下のアルコール類との混合物が
用いられる。このようなアルコール類としては、例えば
、メチルアルコール（沸点６３．９℃）、エチルアルコ
ール（沸点７８．７℃）、イソプロピルアルコール（沸
点８２．９℃）等を挙げることができる。

セラミック粉末としては、従来より知られているものが
適宜に用いられる。このようなセラミック粉末としては
、例えば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、サイア
ロン、スピネル、ムライト、結晶化ガラス、炭化ケイ素
、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の粉末、ＭｇＯ−５
ｉＯ２−ＣａＯ系、Ｂｚ０３−ＳｉＯ２系、Ｐｂ０−Ｂ
ｚＯｚ−ＳｉＯｘ系、ＣａＯ−３ｉＯｚＣａＯ−３ｉＯ
ｚ−系、ＰｂＯ−−５ｉＯｚ−ＢｚＯｚ−ＣａＯ系等の
ガラスフリットを挙げることができる。

また、可塑剤としては水溶性ポリビニルアセタール樹脂
との相溶性がよく、しかも揮発性の小さいものが実用上
適当であり、沸点２３０℃以上の多価アルコール類が好
ましく用いられる。このような多価アルコール類として
は、例えば、ジエチレングリコール（沸点２４５℃）、
トリエチレングリコール（沸点２７８℃）、グリセリン
（沸点２９０℃）、ヘキサメチレングリコール（沸点２
５０℃）等を挙げることができる。これらのなかでは、
可塑化効果にもすぐれるグリセリンが特に好ましく用い
られる。

本発明によるセラミックバインダーは、セラミツク粉末
１００重量部に対して、通常、ポリビニルアセタール樹
脂が５〜１５重量部の範囲となるように用いられ、また
、可塑ｉＰＪは、ポリビニルアセクール樹脂１００重量
部に対して１０〜６０重量部、好ましくは２０〜４０重
量部の範囲となるように用いられる。溶剤である水及び
アルコールの量は、特に、限定されるものではなく、得
られる泥漿物が適度の混練性をもてばよいが、通常、セ
ラミック粉末１００重量部に対して、５０〜２００重量
部の範囲で用いられる。また、水とアルコールとの割合
は、重量比にて１０ニア０〜６５：１５の範囲が好適で
ある。

本発明によるセラミックバインダーは、従来のものと同
様にして、例えば、セラミック回路基板の製造に用いら
れる。即ち、セラミック粉末をバインダー樹脂と可塑剤
とを含む水−アルコール溶液に加え、混合、脱泡し、泥
漿物を調製し、これを支持体上に塗布し、加熱乾燥させ
た後、支持体を剥離してグリーンシートを得、次いで、
これを適宜の形状に打抜き、必要に応じて、回路、文字
等を印刷し、必要に応じて、複数枚を重ね、熱融着して
一体化し、これを焼成して、ハイブリッド回路基板を得
る。

（発明の効果）溶剤として水とｎ−ブチルアルコール（沸点１１７．７
℃）を用いても、脱泡性は改善されない。

その理由は、セラミック粉末とバインダー樹脂と可塑剤
と上記溶剤とを混合し、増粘させる過程において、水が
優先的に揮散するために、脱泡性が改善されないとみら
れる。

これに対して、本発明に従って、沸点が１００℃以下の
アルコール類を水と共に溶剤として用いるときは、この
アルコール類が水よりも低沸点であるために、水よりも
優先して揮散し、混合物からの溶剤の揮散を容易にする
のみならず、脱泡促進剤として作用するので、脱泡性に
すぐれるものとみられる。

また、バインダー樹脂として水溶性ポリビニルアセター
ル樹脂を用いるとき、可塑剤としてのエチレングリコー
ルの配合量を増大しても、グリーンシートの可撓性は増
すが、熱融着性は改善されない。その理由は、泥漿を支
持体上に塗布し、乾燥させるときに水と共にエチレング
リコールが共沸等によって揮散し、特にグリーンシート
の表面上での量が低減するために、熱融着性が改善され
ないとみられる。

これに対して、本発明に従って、沸点が２３０℃以上の
グリコール類を可塑剤として用いるときは、泥漿物の真
空脱泡時や本乾燥時にも可塑剤がグリーンシート表面に
有効に残存し、その結果として、すぐれた熱融着性を有
するグリーンシートを得ることができるものとみられる
。

（実施例）実施例１水８０ｇとエチルアルコール６０ｇとからなる溶液に水
溶性ポリビニルアセタール樹脂（重合度５００、ケン化
度８８モル％、ブチラール化度１０モル％）２０ｇを溶
解させ、これに可塑剤としてグリセリン（沸点２９０℃
）４ｇとアルミナ粉末２００ｇとを加え、ボールミルに
て約１５時間混合した。

得られた泥漿物を攪拌下、５■Ｈｇの減圧下に脱泡しな
がら、１０ボイズの粘度に調整した後、これを離型処理
したポリエステルフィルム上に厚さ約０．５間部度に塗
布し、１日間風乾した後、１１０℃のギヤーオープン中
で約３時間乾燥させ、厚さ約０．１５ｍのグリーンシー
トを得た。

得られたグリーンシートには、泥漿物中への気泡の巻き
込みによる凹みがほとんど認められなかった。

実施例２溶剤として水４５ｇとエチルアルコール９５ｇとからな
る溶液を用いると共に、水溶性ポリビニルアセタール樹
脂（重合度８００、ケン化度９５モル％、ブチラール化
度８モル％）２０ｇを用いた以外は、実施例１と同様に
して、厚さ約０．２閣のグリーンシートを得た。

実施例３溶剤として水７０ｇとメチルアルコール７０ｇとからな
る溶液を用いると共に、水溶性ポリビニルアセタール樹
脂（重合度１８００、ケン化度８８モル％、アセトアセ
タール化度１５モル％）２０ｇを用いた以外は、実施例
１と同様にして、厚さ約０．２　ｔｘｍのグリーンシー
トを得た。

実施例４溶剤として水８０ｇとイソプロピルアルコール６０ｇと
からなる溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、
厚さ約０．１５■のグリーンシートを得た。

得られたグリーンシートには、泥漿物中への気泡の巻き
込みによる凹みがわずかに認められただけであった。

比較例１水１４０　ｇに水溶性ポリビニルアセタール樹脂（重合
度５００、ケン化度８８モル％、ブチラール化度ｌＯモ
ル％）２０ｇを溶解させ、これに可塑剤としてグリセリ
ン（沸点２９０″Ｃ）４ｇとアルミナ粉末２００ｇとを
加え、ボールミルにて約１５時間混合した。

得られた泥漿物を攪拌下、５ｍｍＨｇの減圧下においた
ところ、粘度の上昇と共に泥漿物に多数の気泡の巻き込
みを生じて、常圧下に戻しても、気泡が残存していた。

この泥漿物を用いて、実施例１と同様にしてグリーンシ
ートを調製したところ、得られたグリーンシートには、
泥漿物中への気泡の巻き込みによる凹みが多数認められ
た。

比較例２可塑剤としてエチレングリコール（沸点１９７”Ｃ）４
ｇを用いた以外は、比較例１と同様にして厚さ約０．１
５−のグリーンシートを得た。

得られたグリンシートには、泥漿物中への気泡の巻き込
みによる凹みが多数認められた。

以上のようにして得られたそれぞれのグリーンシートに
ついて強伸度測定、熱融着性測定及び表面状態評価を行
った。結果を第１表に示す。

試験方法は以下のとおりである。

ｌ捜皮Ｉ定グリーンシートよりＪＩＳ　Ｋ６３０１による２号ダン
ベルにて打ち抜いて試験片（標線間２０ｍ）を作成し、
−晩２３℃１５０％ＲＨにて状Ｂ調節を行った後、オー
トグラフにて引張り速度Ｌｏｏｍ／分で測定し、破断強
度及び破断伸びを評価した。

塾鳳ｌユ皿定グリーンシートより５０１角の試験片を切出−し、１０
枚重ねた後、１００℃にて１００Ｋｇ／ｃｊの圧力をか
け、１０分間プレス成形を行った後、手で割り、断面の
目視観察を行い、積層面が見えない場合を○、明らかに
見える場合を×として評価した。

１１巳ｍ値グリーンシートより１００閣角の試験片を切出し、その
表面の凹みの状態を目視にて観察を行なった。尚、評価
は◎がほとんど凹みなし、Ｏがわずかに凹みあり、×が
多数の凹みあり、の３段階とした。

特許出願人　積水化学工業株式会社代表者　廣１）　馨

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミツク粉末と水溶性ポリビニルアセタール樹
脂と可塑剤を主成分として含有し、溶剤が水と沸点１０
０℃以下であるアルコール類との混合物であることを特
徴とする水性セラミツクバインダー。