JPH04357004A - セラミックグリーンシートの製造方法 - Google Patents

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】本発明はクラックや反りの発生の
ないセラミックグリーンシートの製造方法に関する。

【０００２】大量の情報を高速に処理する必要から、情
報処理装置の主体を構成する半導体装置は高度の集積化
が行われてＬＳＩ　やＶＬＳＩが実用化しているが、こ
の集積化と共に電力消費量も増大しており、そのため半
導体集積回路が形成されている半導体チップを搭載する
パッケージや回路基板の構成材料としては耐熱性が優れ
たセラミックスが使用されている。

【０００３】

【従来の技術】セラミックパッケージやセラミック回路
基板の製造方法としてセラミックグリーンシートを作り
、これを所定の大きさに成形した後に焼成してセラミッ
クスとする方法が採られている。

【０００４】また、セラミックスの原料としては耐熱性
や絶縁抵抗が優れ、誘電率が比較的少ないアルミナが多
く用いられている。例えば、アルミナ（　Ａｌ２Ｏ３）
粉末を主成分とし、少量の硅酸ガラス（ＳｉＯ２）など
をフラックスとし、これにバインダ，可塑剤および溶剤
を加えたものをボールミルなどを用いて混練してスラリ
ーとする。

【０００５】次に、このスラリーをドクタブレード法な
どにより必要とする厚さに引き延ばして成形した後、溶
剤の沸点以下の温度で乾燥し溶剤を除去してグリーンシ
ートとする。

【０００６】次に、このグリーンシートをパッケージや
回路基板など所定の寸法に切断して後、１５００℃程度
の高温焼成を施すことによりセラミックスとしている。 然し、スラリーをドクタブレード法によりグリーンシー
トとする段階でアルミナの粒子径やスラリーのミーリン
グ条件により異なるものゝ、第２図（Ａ）に示すように
ポリエチレンテレフタレートなどからなる支持フィルム
１の上に引き延ばしたスラリー２の厚さが８００μｍ　
と厚い場合は、溶剤の除去が充分に行われず、内部では
乾燥が進まないのに対して表面が乾燥する結果として、
同図（Ｂ）に示すようにグリーンシート３に反りが発生
したり、同図（Ｃ）に示すようにひび割れ４が発生した
りする。

【０００７】例えば、アルミナの粒径が３〜５μｍ　の
場合は５００　〜６００　μｍ　の厚さでクラックが発
生し、また粒径がこれより小な場合は５００　μｍ　以
下の厚さでクラックが発生する。

【０００８】このようにスラリーよりグリーンシートを
形成する工程で、グリーンシートの厚さが厚い場合は溶
剤の除去が充分に行われず、製造収率を低下させている
。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ドクタブレード法によ
りグリーンシートを形成する場合に、グリーンシートの
厚さが薄い場合はスラリーを構成する溶剤の除去が比較
的容易に行われるものゝ、８００　μｍ　以上と厚い場
合は数時間をかけて乾燥を行っても内部では溶剤が残存
しており、表面のみ乾燥する結果としてグリーンシート
の弯曲やひび割れが発生し易く、製造収率を低下させて
いる。

【００１０】そこで、この問題を解決することが課題で
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題は従来の製造
工程を改め、セラミック粉末，フラックス，バインダ，
可塑剤および溶剤を混練してスラリーを得る工程と、こ
のスラリーを成形してグリーンチップまたはグリーン粉
末とする工程と、金型にこのグリーンチップまたはグリ
ーン粉末の所要量を供給した後、この金型に嵌合する蓋
を当接する工程と、加熱機構を備えたプレス固定部上に
金型を載置し、加熱しながら金型の内部を排気する工程
と、プレス可動部により金型の蓋を加圧して金型中のチ
ップまたは粉末を成形してグリーンシートとを得る工程
とを含むことを特徴としてセラミックグリーンシートの
製造方法を構成することにより解決することができる。

【００１２】

【作用】本発明は厚いグリーンシート形成する際に生ず
る反りやクラックを無くする方法として溶剤を用いない
でグリーンシートを形成するものである。

【００１３】すなわち、従来はセラミック粉末，フラッ
クス，バインダ，可塑剤および溶剤を混練して高粘度の
スラリーとし、これを成形してグリーンシートにしてい
たのに対し、本発明はスラリーを原料としてグリーンチ
ップかグリーン粉末を作り、予め溶剤を除いておいた状
態で加熱しながら加圧することにより成形してグリーン
シートとするものである。

【００１４】すなわち、従来は作業性よくグリーンシー
トを形成するためには流動性の優れたスラリーが必要で
あり、粘度調整のために溶剤の存在が不可欠であったの
に対し、本発明においては、溶剤はセラミック粉末，フ
ラックス，バインダおよび可塑剤を混練して均等な組成
比をもつグリーンチップやグリーン粉末を作るために使
用するものである。

【００１５】そしてグリーンシートの成形はバインダと
可塑剤が加熱状態で加圧することにより軟化して溶融し
、セラミックス粉末およびフラックス粉末を相互に粘着
させるようにしたものである。

【００１６】このような方法をとると、溶剤を不要とす
る以外に高密度のグリーンシートを形成することができ
る。こゝで、グリーンチップの形成法としては、■　　
スラリーを毛管押し出し法により線状体を作り切断する
。 ■　　スラリーより粒状体を作る。などがよく、実験の
結果は粒径２〜３ｍｍ程度が適当であった。

【００１７】また、グリーン粉末はスプレードライ法な
どで作ることができ、平均粒径が１ｍｍの場合に作業性
が良好であった。

【００１８】

【実施例】

　　セラミック粉末（Ａｌ２Ｏ３，平均粒径１μｍ　）
・・・・・・・・・・１００　重量部　　フラックス粉
末（　ＳｉＯ２，　　　　　〃　　　　　　　　）　・
・・・・・・・・・　１０　　　〃　　バインダ（ポリ
ビニルブチラール）・・・・・・・・・・・・・　１５
　重量部　　可塑剤（　ジブチルフタレート）　・・・
・・・・・・・・・・・・　１０　　　〃　　溶剤（　
メタノール：イソプロピルアルコール＝１：１）　・・
・・１００　　　〃をボールミルにより混練してスラリ
ーとし、毛管押し出し法により直径２ｍｍの線状とした
後、２ｍｍの長さに切断してグリーンチップを作成した
。

【００１９】このように形成したグリーンチップ６を図
１（Ａ）に示すように金型７に充填した後、この金型７
に嵌合する蓋８を当接した。（以上同図Ｂ）次に、この
金型７を加熱機構を備えたプレス固定部９に載置し、１
１０　℃に加熱しながら金型７の内部を排気し、プレス
可動部１０を押下し１２０ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で１０
分間保持することによりグリーンシートを形成した。（
　以上同図Ｃ）このようにして形成したグリーンシート
は反りやひび割れがないのは勿論、溶剤の蒸発がないた
めに従来に較べて焼成収縮率を少なくすることができる
。

【００２０】

【発明の効果】以上記したように本発明の実施により厚
いグリーンシートについても製造収率を向上することが
でき、また、従来に較べて焼成収縮率を少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るグリーンシートの製造工程を示す
断面図である。

【図２】従来のグリーンシートの製造工程を示す断面図
である。

【符号の説明】

２　　　　　　スラリー ３　　　　　　グリーンシート ６　　　　　　グリーンチップ ７　　　　　　金型 ８　　　　　　蓋 ９　　　　　　プレス固定部 １０　　　　　　プレス可動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　セラミック粉末，フラックス，バイン
   ダ，可塑剤および溶剤を混練してスラリーを得る工程と
   、該スラリーを成形してグリーンチップまたはグリーン
   粉末を得る工程と、金型に該グリーンチップまたはグリ
   ーン粉末の所要量を供給した後、該金型に嵌合する蓋を
   当接する工程と、加熱機構を備えたプレス固定部上に前
   記金型を載置し、加熱しながら金型の内部を排気する工
   程と、プレス可動部により前記金型の蓋を加圧して金型
   中のチップまたは粉末を成形してグリーンシートとを得
   る工程と、を含むことを特徴とするセラミックグリーン
   シートの製造方法。