JPH0474768A - 焼成方法および焼成治具 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は積層体の焼結に関し、特にセラミック多層基板
用グリーンシート積層体の焼成方法および焼成治具に関
する。

［従来の技術１ 従来この種の積層体の焼結は、セラミックグリーンシー
トの特性上、厚膜ペーストと比較して有機物の含有量か
多くなっていると同時に、常温下において有機物か乾燥
しにくいように工夫されている。これはグ１）−ンシー
トの取り扱いを容易にするためて、グリーンシートに対
する厚膜印刷やウィアホール形成においてシート性を保
証するもので、重要な特性になっている。また、厚膜印
刷ヤウィアホール形成後の乾燥工程においても、グリー
ンシートの有機物か乾燥しにくい工夫かなされており、
乾燥機内の温度条件や空気量について管理されている。

このようなグリーンシートに対して厚膜印刷により導体
配線および上下層の接続ウイアフイルを形成し、しかる
のちに複数枚積層し、プレス成形し、焼成し、多層基板
を形成する。

焼成においては前述のグリーンシートの特徴より、積層
体は有機物を多く含有した状態になっている。一般的に
焼成工程は脱バインダー工程と焼結工程に大きく分けら
れており、特に脱バインダー工程について有機物を効率
的に分解する工夫かなされている。一般的な方法として
は、脱パインダー工程における昇温速度を遅くしたり、
有機物の分解温度付近で保持したり、循環空気量を増加
したりする工夫かなされている。

また、生産ラインにおいては、族パインター工程を２つ
に分け、比較的低温で分解する有機物を効率的に蒸発さ
せる樹脂扱き工程と有機物を酸化させる工程とに分ける
方法かあり、樹脂扱きに対しては専用の電気炉を使用し
、樹脂扱き後の積層体を脱バインダーと焼結を行う電気
炉に移し、焼成する方法か広く採用されている。

［発明か解決しようとする課題］ しかし、上述した従来の技術においては、積層体の脱バ
インダー工程の温度条件を工夫したり、循環空気量を制
御したりすることにより、次のような問題か指摘されて
いる。

昇温速度を遅くする方法や有機物の分解温度で保持する
方法は、脱バインダー時間が長くなると同時に、積層体
の設置方法によっては積層体内の脱バインダー状態での
通気性が悪くなり、積層体の反り、収縮率の不整合、破
損や、部分的な脱バインダー不十分によるボイドの発生
かめる。

また、脱バインダー工程で樹脂扱き工程と酸化工程に分
ける方法においては専用の電気炉を必要とすることと、
樹脂抜き後の積層体を取り汲うことによる破損、汚染な
との問題か生ずる恐れかめった。

さらに焼結工程においては、積層体に形成された導体配
線および上下層の接続ヴイアフイル材料の融点が焼結温
度に近いために、導体材料か蒸発する現象が発生する。

このことは低温焼結カラスセラミック基板において導体
にＡｇや、八〇　、／　Ｐ　ｄ混合物を使用したときに
顕著にみられる。これはカラスセラミック材料の焼結温
度かＡｇの融点に近いことにより発生するもので、特に
積層体の層数か多く、また積層体のサイズか大きいもの
（よ炒成時間が長く、このような現象かより顕著に現れ
、しばしば問題となっている。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、脱バインダーか十分に行われ、かつ均一
な乾燥状態か得られると共に、導体材料か蒸発しにくい
焼成方法ならびに該方法に用いられる焼成治具を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段１ 本発明は、板状形状を有する被焼結物の焼成方法におい
て、被焼結物の下方板面もしくは上下方の画板面を、片
面に金属を塗布した板状形状の多孔体構造物でおる焼成
治具で保持し、焼成することを特徴とする焼成方法であ
る。

また上記の方法に用いられる焼成治具は、片面に金属を
塗布した板状形状の多孔体構造物でおることを特徴とす
る。

［作用コ 本発明の焼成治具は多孔体構造物であり、この焼成治具
を被焼結物の下方板面もしくは上下方の両板面で保持し
て焼結すると、被焼結物が乾燥空気に直接触れる部分か
少なくなり、しかも多孔体であるので通気性は良好に保
持される。その結果、脱バインダーか十分に行われ、均
一な乾燥となる。

また、焼成治具の片面は金属てコーティングされている
ので、燻結時にはこの金属か蒸発することにより、被焼
結物の板面の近傍か蒸発金属で飽和状態に保持される。

そのため、被焼結物中の導体材料の蒸散か抑制される。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明による方法の一実施例を説明するための
焼成時にあける積層体の断面図、第２図は本発明の焼成
治具の一例を示す斜視図、第３図は従来の技術を説明す
るための焼成時における積層体の断面図である。

第１図において、積層体４は低温焼結カラスセラミック
グリーンシートの積層体で導体材料にＡｑ／Ｐｄを使用
してあり、多孔体３により表裏面を覆われた状態で、ク
ォーツマツフル２内【こ設置されている。多孔体３とし
ては、空隙率８０％以上で空隙サイズ１〜３ｍφのもの
を用い、片面にＡｇを厚模印刷法で形成したものを約８
００　’Ｃで仮焼成したものを使用している。積層体４
の上下面に多孔体３を配置し、この状態で焼結炉内の上
部および下部面よりヒータ１，５で加熱する。クォーツ
マツフル２の底部と上部には積層体４の両面に対し乾燥
空気を当てるための送風ロアが開けられている。

いま、積層体４の脱バインダー工程において、まず炉内
の温度を室温より１２５°Ｃまで毎時５０’（１：の速
度て上昇させる。この間、送風口より毎秒的０．４ｍ／
ｓで１？５°Ｃの乾燥空気を積層体４の両面に多孔体３
を介して当てる。つまり、炉内の高温雰囲気により、グ
リーンシート内の有機物であるシンナー成分と導体材料
内のシンナー成分が、この１２５°Ｃ近辺で蒸発する。

この蒸発物を乾燥空気により炉外に導くものでおり、仮
に多孔体３がない場合は、第２図のごとく乾燥空気が直
接積層体９に触れ、炉内の温度条件の不均一および乾燥
空気の流れの不均一により乾燥斑が生ずる恐れがある。

また、積層体４の裏面とセラミツクセツタ６が接してい
るため、乾燥空気の通気性がなく、脱バインダーか不十
分になる。しかし、本発明の実施例の場合、多孔体３を
介して乾燥空気が積層体４の面に触れるため、均一な乾
燥となる。

次に、１２５°Ｃから２５０’Ｃまて毎時１０℃の速度
で温度上昇させ、送風ロアより毎秒１ｍ程度で２５０’
Ｃに予熱された乾燥空気を積層体４０両面に多孔体３を
介して当てる。つまり、２５０°Ｃの炉内雰囲気により
、グリーンシート内のバインダー成分と導体材料内の有
機ビヒクル成分が酸化し、ＣＯ２、Ｈ２０の形になって
炉外に排出される。

更に、炉内温度を毎時１０〜２０℃の範囲で上昇させ、
８００°Ｃおよび９００℃で約６０分焼結を行う。この
焼結工程においては、焼結温度が積層体４に厚膜印刷さ
れたＡｑ／Ｐｄ導体材料の融点温度に近くなることと焼
結時間が長いことにより、Ａｃｔの蒸発が発生する。本
発明においては焼結時に送風ロアよりの乾燥空気の導入
を停止してＡＱの蒸散を抑えると共に、多孔体３０片面
に塗布したＡｃｔペーストの蒸発により、積層体４の近
傍が八〇の蒸気で覆われ、積層体４に形成されたＡｇ−
’　Ｐ　ｄ材料の蒸発か抑制される。

本実施例においては、多孔体３の空隙サイズか比較的大
きいため、厚膜印刷されたＡｃｔペーストは空隙率を大
きく低下させることなく形成される。

このために樹脂１友き、および脱バインダー工程におい
ても乾燥空気が十分導入されると同時に、焼結時におい
ても＠層体４近傍へのＡｃｔ蒸気の供給か良好に行われ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば被焼結物か乾燥空
気に直接触れる面積が小ざく、しかも通気性は保持され
るので均一な乾燥となる。また、被焼結物と多孔体との
接触面積か小さいので、収縮時の面抵抗か小さくなり、
良好な収縮性か得られると同時に、積層体に形成された
導体材料の蒸発か抑制され、安定した導体が形成できる
という効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の焼成時における積層体の断
面図、第２図は本発明の焼成治具の一例を示す斜視図、
第３図は従来の技術を説明するための焼成時における積
層体の断面図で必る。 １・・・上部ヒータ　　　２・・・クォーツマツフル３
・・・多孔体　　　　　４・・・積層体５・・・下部ヒ
ータ　　　６・・・セラミツクセツタ７・・・送風口　
　　　　８・・・やぐら９・・・金属コーティング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）板状形状を有する被焼結物の焼成方法において、
   被焼結物の下方板面もしくは上下方の両板面を、片面に
   金属を塗布した板状形状の多孔体構造物である焼成治具
   で保持し、焼成することを特徴とする焼成方法。
2. （２）片面に金属を塗布した板状形状の多孔体構造物で
   あることを特徴とする焼成治具。