JPH04293290A

JPH04293290A - 平滑セラミック基板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH04293290A
Application number: JP3081571A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Sue; 敏幸須恵
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-10-16

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品用薄膜基板な
どに利用される平滑セラミック基板に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】従来より、薄膜電子回路を形成するため
のセラミック基板として、焼成後の表面粗さが極めて小
さい平滑セラミック基板が用いられていた。例えば、特
開昭６２−９１４６１号公報には、アルミナ粒子の少な
くとも９０％が０．３μｍ以下で、９８％が１μｍ未満
の大きさとなるような、微粉で粒度分布の狭い原料を用
い、これを１３００〜１５００℃で０．２５〜２時間焼
成することによって、表面粗さ（Ｒａ）０．０４４μｍ
以下の平滑セラミック基板を得る製造方法が示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の平滑セラミック基板を得るためには、アルミナ
原料として、粒径が非常に小さく、かつ粒度分布の狭い
ものを用いなければならなかった。このようなアルミナ
原料を得るためには、市販のものをさらに粉砕、分級し
なければならず、非常に手間のかかるものであった。ま
た、粉砕、分級による回収率、歩留りは極めて低くコス
トの高いものであった。

【０００４】さらに、アルミナ原料が微粉で粒度分布が
狭いため、シート成形後の乾燥工程において水抜けが悪
く、急激に乾燥させるとクラックが生じるという問題点
があった。そのため、１０〜７２時間と長時間の乾燥工
程が必要であるという不都合があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本発明は、
純度９９．９％以上、粒子径０．１〜１．６μｍのアル
ミナ原料を用いるとともに、最終組成がＡｌ２　Ｏ３　
９９．０重量％以上、ＳｉＯ２　０．１０〜０．５０重
量％、ＭｇＯ０．１０〜０．４０重量％、ＣａＯ０．０
２〜０．１０重量％となるように焼結助剤を添加し、こ
の原料をドクターブレード法によりシート状に成形した
後、１５００〜１６００℃で焼成することにより、焼成
したままの面で表面粗さ（Ｒａ）０．０５μｍ以下の平
滑セラミック基板を得たものである。

【０００６】本発明によれば、アルミナ原料として純度
９９．９％以上と特に高純度のものを用いること、およ
びＡｌ２　Ｏ３　、ＳｉＯ２　、ＭｇＯ、ＣａＯの組成
比を所定範囲としたことによって、焼成時の粒成長を押
さえることができ、セラミック基板の平均結晶粒径を０
．７μｍ以下と極めて小さくできる。平均結晶粒径と表
面粗さは密接な関係があり、このように平均結晶粒径を
小さくできることから、焼成後の表面粗さ（Ｒａ）が０
．０５μｍ以下の極めて平滑性に優れたセラミック基板
を得ることができるのである。

【０００７】また、上記組成比とすることにより、アル
ミナ原料の粒子径が０．１〜１．６μｍで、平均粒子径
が０．４μｍ程度と、比較的粒子径が大きく、かつ粒度
分布の広い原料を用いることができる。そのため、アル
ミナ原料が容易に得られるとともに、シート成形後の乾
燥工程を３〜５時間と短くすることができる。

【０００８】さらに、本発明のセラミック基板の焼成条
件は、酸化雰囲気で、最高焼成温度１５００〜１６００
℃とし、最高焼成温度での保持時間を０．５〜４時間と
する。この保持時間が０．５時間より短いと完全に焼結
せず、一方４時間より長いと粒成長しすぎて表面粗さが
悪くなってしまう。例えば、１００℃／時で昇温し、１
５００℃で２時間保持する焼成方法や、あるいは２００
〜３００℃／時で昇温し、１５８０℃で０．５時間保持
する焼成方法などを行えばよい。なお、本発明で用いる
高純度アルミナ原料は、例えばアルコキシド法などによ
って得ることができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。まず、純度
９９．９％で平均粒子径０．４μｍのアルミナ原料を用
意し、このアルミナ１００重量部に対し、下記添加物を
加えて、アルミナボールを用いたボールミルによる湿式
粉砕を４５〜４８時間行った後、３２５メッシュパスを
して、６〜１２時間脱泡を行った。アルミナ　　　　１００　　　　（重量部）シリカ　　
　　　　　　　　０．６マグネシア　　　　　　０．１２バインダー　　　　１６可塑剤　　　　　　　　　　１分散剤　　　　　　　　　　１消泡剤　　　　　　　　　　０．０５中和剤　　　　　　　　　　１水　　　　　　　　　　３５

【００１０】得られたスラリーをドクターブレード法に
よりシート状に成形し、熱風乾燥してセラミックグリー
ンシートを得た。そして、このセラミックグリーンシー
トを所定の形状に切断した後、酸化雰囲気にて、昇温速
度１００℃／時とし、１５００℃で２時間保持して焼成
した。

【００１１】このようにして得られたセラミック基板は
、焼成したままの面で表面粗さ（Ｒａ）０．０５μｍで
あり、平均結晶粒径０．４７μｍと極めて平滑な表面を
有していた。

【００１２】実験例次に、上記実施例と同様にして、純度の異なるアルミナ
原料を用意し、最終的なＡｌ２　Ｏ３　、ＳｉＯ２　、
ＭｇＯ、ＣａＯの組成比を変化させたものを試作した。それぞれ得られたセラミック基板表面の中心線平均粗さ
（Ｒａ）を触針式の表面粗さ計（小坂研究所製ＳＥ−３
Ｆ型）で測定した。結果は、表１に示す通りである。

【００１３】

【表１】

【００１４】表１中Ｎｏ．１〜１２は、アルミナ原料の
純度が９９．９％より低いため、セラミック基板の表面
粗さ（Ｒａ）が０．０７μｍ以上と大きかった。またＮ
ｏ．１３〜１５は、アルミナ原料の純度が９９．９％で
あるが、Ａｌ２　Ｏ３　、ＳｉＯ２　、ＭｇＯ、ＣａＯ
の組成比が本発明の範囲を外れているため、セラミック
基板の表面粗さ（Ｒａ）が０．０９μｍ以上と大きかっ
た。

【００１５】これに対して、本発明の範囲内であるＮｏ
．１６〜１８は、セラミック基板の表面粗さ（Ｒａ）を
０．０５μｍと小さくすることが可能であった。したが
って、表面粗さ（Ｒａ）を０．０５μｍ以下とするため
には、アルミナ原料の純度９９．９％以上とし、最終的
な組成を、Ａｌ２　Ｏ３　９９．０重量％以上、ＳｉＯ
２　０．１０〜０．５０重量％、ＭｇＯ０．１０〜０．
４０重量％、ＣａＯ０．０２〜０．１０重量％とすれば
よいことがわかる。

【００１６】

【発明の効果】このように本発明によれば、純度９９．
９％以上、粒子径０．１〜１．６μｍのアルミナ原料を
用いるとともに、最終組成がＡｌ２　Ｏ３　９９．０重
量％以上、ＳｉＯ２　０．１０〜０．５０重量％、Ｍｇ
Ｏ０．１０〜０．４０重量％、ＣａＯ０．０２〜０．１
０重量％となるように焼結助剤を添加し、この原料をド
クターブレード法によりシート状に成形した後、１５０
０〜１６００℃で焼成することにより、焼成したままの
面で表面粗さ（Ｒａ）０．０５μｍ以下となるような、
極めて平滑性に優れたセラミック基板を得ることができ
、薄膜基板として好適に用いることができる。また、本
発明によれば、アルミナ原料として、比較的粒子径が大
きく、粒度分布の広いものを用いることができるため、
製造が容易であり、低コストとできる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｌ２　Ｏ３　９９．０重量％以上、Ｓｉ
Ｏ２　０．１０〜０．５０重量％、ＭｇＯ０．１０〜０
．４０重量％、ＣａＯ０．０２〜０．１０重量％の組成
からなり、焼成したままの面の中心線平均粗さ（Ｒａ）
が０．０５μｍ以下であることを特徴とする平滑セラミ
ック基板。
【請求項２】純度９９．９％以上、粒子径０．１〜１．
６μｍのアルミナ原料を用い、所定の焼結助剤やバイン
ダー等を添加混合した後、ドクターブレード法でシート
状に成形し、１５００〜１６００℃の温度で焼成する工
程からなる平滑セラミック基板の製造方法。