JPH06219819A - Ceramic green sheet and ceramic substrate - Google Patents

Ceramic green sheet and ceramic substrate

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Publication number
JPH06219819A
JPH06219819A JP5024808A JP2480893A JPH06219819A JP H06219819 A JPH06219819 A JP H06219819A JP 5024808 A JP5024808 A JP 5024808A JP 2480893 A JP2480893 A JP 2480893A JP H06219819 A JPH06219819 A JP H06219819A
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JP
Japan
Prior art keywords
green sheet
ceramic
molecular weight
ceramic green
average molecular
Prior art date
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Pending
Application number
JP5024808A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masako Sasaki
雅子 佐々木
Keiichi Kawakami
圭一 川上
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.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06219819A publication Critical patent/JPH06219819A/en
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a ceramic green sheet having a high rate of filling and high strength and a dense ceramic substrate. CONSTITUTION:The objective ceramic green sheet contains a mixture of at least two or more kinds of (meth)acrylate polymers. At least one of the polymers has >=1 acid value and <100,000wt. average mol.wt. and at least one of the polymers has >=100,000wt. average mol.wt. The objective ceramic substrate is made of the ceramic green sheet.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスグリーン
シート及びそれを用いたセラミックス基板に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic green sheet and a ceramic substrate using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミックスグリーンシートのバインダ
ーとしては、焼結性を向上させるために、アクリル酸エ
ステルもしくはメタクリル酸エステルの重合体が用いら
れてきた。しかし、アクリル酸エステルもしくはメタク
リル酸エステル重合体のみでは、セラミックス粉の分散
が悪く、焼結性が悪くなるという問題があった。そこ
で、セラミックス粉の分散を向上させるために、酸価を
持つアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステル
重合体が用いることが提案されているが、重合体の分子
量によってグリーンシートの充填率もしくは強度におい
て良好な結果が得られず、グリーンシートの取扱い性や
焼結性が悪くなるという問題があった。
2. Description of the Related Art As a binder for ceramic green sheets, polymers of acrylic acid esters or methacrylic acid esters have been used in order to improve the sinterability. However, there is a problem in that the dispersion of the ceramic powder is poor and the sinterability is poor only with the acrylic ester or methacrylic ester polymer. Therefore, in order to improve the dispersion of the ceramic powder, it has been proposed to use an acrylic acid ester or methacrylic acid ester polymer having an acid value. However, depending on the molecular weight of the polymer, good filling rate or strength of the green sheet is obtained. No results were obtained, and there was the problem that the handleability and sinterability of the green sheet deteriorated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
有する前述の欠点を解消することを目的とするものであ
り、従来知られていなかったセラミックスグリーンシー
ト及びセラミックス基板を新規に提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and newly provides a ceramic green sheet and a ceramic substrate which have hitherto not been known. Is.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべくなされたものであり、(メタ)アクリル酸エ
ステル重合体等の高分子化合物の2種以上を混合してな
る有機バインダーを用いたセラミックスグリーンシート
であって、該高分子化合物は、少なくとも1種は酸価が
1以上で重量平均分子量が10万未満であり、かつ、少
なくとも1種は重量平均分子量が10万以上であること
を特徴とするセラミックスグリーンシート、及び、上記
のセラミックスグリーンシートを焼成してなるセラミッ
クス基板を提供する。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is an organic binder obtained by mixing two or more kinds of polymer compounds such as (meth) acrylic acid ester polymers. Of the polymer compound, wherein at least one of them has an acid value of 1 or more and a weight average molecular weight of less than 100,000, and at least one of which has a weight average molecular weight of 100,000 or more. There is provided a ceramic green sheet characterized by the above, and a ceramic substrate obtained by firing the above ceramic green sheet.

【0005】本発明のセラミックスグリーンシートの有
機バインダーとして用いることのできる重合体を構成す
る単量体は、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等の
アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチ
ルヘキシル、メタクリル酸ステアリル等のメタクリル酸
エステルの他、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メ
タクリル酸ジメチルアミノ等の官能基を有する単量体が
使用できる。これらの単量体の1種または2種以上を重
合すればよい。酸価の導入は、アクリル酸、メタクリル
酸、フマル酸、マレイン酸等、炭素間に二重結合を有す
るカルボン酸を共重合させるなどの方法で行える。
Monomers constituting the polymer that can be used as the organic binder of the ceramic green sheet of the present invention are acrylic acid esters such as methyl acrylate and ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate and methacrylic acid. In addition to methacrylic acid esters such as butyl, 2-ethylhexyl methacrylate and stearyl methacrylate, monomers having a functional group such as 2-hydroxyethyl methacrylate and dimethylamino methacrylate can be used. One kind or two or more kinds of these monomers may be polymerized. The acid value can be introduced by a method of copolymerizing a carboxylic acid having a double bond between carbons such as acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid and maleic acid.

【0006】本発明において、高分子化合物に含まれる
重合体のうち少なくとも1種は、上記単量体の1種もし
くは2種以上の重合体で、酸価を導入したものである。
この酸価を導入した重合体の重量平均分子量は、10万
未満であり、特に6〜8万が望ましい。酸価は、1以上
であり、好ましくは1.5〜10、特に好ましくは1.
5〜5である。平均分子量を10万未満、酸価を1以上
とするのは、酸価が1未満では分散が良好とならず、酸
価が1以上でも分子量が10万以上であると、やはり分
散が良好とならないからである。また、酸価が10を超
えると、セラミックス粉の分散に関与しないカルボン酸
が残り、混合するバインダーとの相溶性が悪くなるとい
う問題が生じるおそれがある。
In the present invention, at least one of the polymers contained in the polymer compound is a polymer of one or more of the above-mentioned monomers and has an acid value introduced therein.
The weight average molecular weight of the polymer having this acid value introduced is less than 100,000, and particularly preferably 60,000 to 80,000. The acid value is 1 or more, preferably 1.5 to 10, particularly preferably 1.
5 to 5. The reason why the average molecular weight is less than 100,000 and the acid value is 1 or more is that when the acid value is less than 1, the dispersion is not good, and when the acid value is 1 or more, the molecular weight is 100,000 or more, the dispersion is also good. It will not happen. If the acid value exceeds 10, the carboxylic acid that does not participate in the dispersion of the ceramic powder remains and the compatibility with the binder to be mixed may deteriorate.

【0007】また、高分子化合物に含まれる重合体のう
ち少なくとも1種は、前述単量体の1種もしくは2種以
上の重合体で、重量平均分子量が10万以上である。平
均分子量は、12〜40万であることがさらに望まし
い。平均分子量が10万未満であるとグリーンシート強
度が弱くなり、良好なグリーンシートが得られない。ま
た、酸価は導入されていないものであることが好まし
い。充填率及び強度がともに良好なグリーンシートが得
られにくくなるおそれがあるからである。
At least one of the polymers contained in the polymer compound is a polymer of one or more of the above-mentioned monomers and has a weight average molecular weight of 100,000 or more. It is more desirable that the average molecular weight is from 1 to 400,000. If the average molecular weight is less than 100,000, the strength of the green sheet becomes weak and a good green sheet cannot be obtained. Moreover, it is preferable that the acid value is not introduced. This is because it may be difficult to obtain a green sheet having both good filling rate and good strength.

【0008】また、重合体を混合する割合は、酸価の導
入されている重合体を10〜90重量%、重量平均分子
量が10万以上で、酸価の導入されていない重合体を9
0〜10重量%とすることが好ましいが、この範囲のな
かで任意に変えることができる。配合比率を適宜変え
て、グリーンシート充填率、強度等の最適となる混合比
率を見いだせばよい。
The proportion of the polymer mixed is 10 to 90% by weight of the polymer having an acid value introduced, and the polymer having a weight average molecular weight of 100,000 or more and not having an acid value introduced is 9%.
It is preferably 0 to 10% by weight, but can be arbitrarily changed within this range. The mixing ratio may be appropriately changed to find the optimum mixing ratio such as the green sheet filling ratio and the strength.

【0009】このように少なくとも2種の有機重合体を
混合することにより、セラミックス粉の分散が良好で、
グリーンシート強度、グリーンシート充填率も向上し、
グリーンシート取扱い性及び焼結性が良好となることが
明らかとなった。
By mixing at least two kinds of organic polymers in this way, the dispersion of the ceramic powder is good,
The green sheet strength and green sheet filling rate are also improved,
It was clarified that the handleability and sinterability of the green sheet were good.

【0010】本発明の有機バインダーを用いたグリーン
シートにおいて、グリーンシート特性を好適にするため
に可塑剤を併用できる。可塑剤としては、フタル酸ジブ
チル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル、
その他の通常使用されている可塑剤が使用できる。
In the green sheet using the organic binder of the present invention, a plasticizer can be used in combination so as to make the green sheet characteristics suitable. As the plasticizer, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, butylbenzyl phthalate,
Other commonly used plasticizers can be used.

【0011】本発明に使用する溶剤としては、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の
ケトン系溶剤、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等のアルコール系溶剤、ベンゼン、トル
エン、キシレン等の芳香族系溶剤、クロロホルム、1,
1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエ
チレン等のハロゲン系溶剤、R−113等のフロン系溶
剤の単独あるいは混合系で使用することができる。
Examples of the solvent used in the present invention include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol and butanol, aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene. Chloroform, 1,
Halogen-based solvents such as 1,1-trichloroethane and 1,1,2-trichloroethylene, and freon-based solvents such as R-113 can be used alone or in a mixed system.

【0012】本発明の有機バインダーを用いたグリーン
シートにおいてセラミックスとしては、アルミナ、ムラ
イト、コージェライト等の成分単独もしくは、これらの
1種以上をフィラーとしてガラス粉末との混合系を使用
することができる。
As the ceramics in the green sheet using the organic binder of the present invention, it is possible to use a single component such as alumina, mullite or cordierite, or a mixed system of one or more of these with glass powder as a filler. .

【0013】バインダーとセラミックス粉の割合(重量
比)は、セラミックス粉100に対してバインダーは3
〜20が好ましく、バインダーが3未満では分散が悪く
良好なグリーンシートとならず、20を超えると、焼成
時にバインダーを分解させるのが困難になるおそれがあ
る。
The ratio (weight ratio) of the binder to the ceramic powder is 3 for 100 parts of the ceramic powder.
-20 is preferable, and when the binder is less than 3, the dispersion is poor and a good green sheet is not obtained. When it exceeds 20, it may be difficult to decompose the binder during firing.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

[グリーンシートの成形]アルミナとホウケイ酸系ガラ
スを50重量部ずつ混合した原料100重量部に対し、
トルエン60重量部、表1の試料番号No.1〜11の
組成の高分子化合物からなるバインダー10重量部、フ
タル酸ジオクチル2重量部を加え、ボールミルで20時
間混合し、スラリーとした。次いでこのスラリーをドク
ターブレードマシンにより、0.2mmの厚さに成形
し、60〜80℃で2時間乾燥し、グリーンシートを得
た。なお、試料番号No.1〜5は実施例であり、他は
比較例である。
[Molding of green sheet] For 100 parts by weight of a raw material obtained by mixing 50 parts by weight of alumina and 50 parts by weight of borosilicate glass,
60 parts by weight of toluene, sample No. 10 parts by weight of a binder composed of a polymer compound having a composition of 1 to 11 and 2 parts by weight of dioctyl phthalate were added and mixed in a ball mill for 20 hours to obtain a slurry. Then, this slurry was formed into a thickness of 0.2 mm by a doctor blade machine and dried at 60 to 80 ° C. for 2 hours to obtain a green sheet. The sample number No. 1 to 5 are examples, and others are comparative examples.

【0015】[グリーンシートの評価]グリーンシート
を引っ張り試験機で引っ張り、その切断強度を比較し
た。また、グリーンシートを55mm角に切り出し、厚
みと重量を測定してグリーンシート密度を求め、セラミ
ックス粉の比重から充填率を求め比較した。評価結果を
表1に示す。
[Evaluation of Green Sheet] The green sheets were pulled by a tensile tester and their cutting strengths were compared. Further, the green sheet was cut into 55 mm square, the thickness and the weight were measured to determine the green sheet density, and the filling rate was determined from the specific gravity of the ceramic powder for comparison. The evaluation results are shown in Table 1.

【0016】No.1〜5では、グリーンシート(G
S)充填率、グリーンシート(GS)強度とも良好にな
っていることがわかる。バインダーとして1種類の高分
子化合物を用いたNo.8〜11では充填率もしくは強
度のいずれかが良好でない。
No. In 1 to 5, the green sheet (G
It can be seen that both the S) filling rate and the green sheet (GS) strength are good. No. 1 using one kind of polymer compound as a binder In 8 to 11, either the filling rate or the strength is not good.

【0017】No.6〜7では、バインダーとして2種
の高分子化合物を混合して用いているが、分子量、酸価
が適切でないためにグリーンシート充填率もしくはグリ
ーンシート強度のいずれかにおいて良好な結果が得られ
ていないことがわかる。
No. In Nos. 6 to 7, two types of polymer compounds were mixed and used as a binder, but since the molecular weight and the acid value were not appropriate, good results were obtained in either the green sheet filling rate or the green sheet strength. I know there isn't.

【0018】[セラミックス基板の作製]グリーンシー
トを6枚重ねて熱圧着し、300℃/hrで昇温し、3
50℃で1時間保持した後、300℃/hrで降温して
有機バインダー類を脱脂後、1600℃/hrで昇温
し、850℃で10分間保持した後、1600℃/hr
で降温してセラミックス基板を得た。得られた基板につ
いてアルキメデス法でかさ密度を求め、粉体密度から相
対密度を求めた。結果を表1に併記する。実施例に相当
する試料については、緻密な基板が得られていることが
わかる。
[Preparation of Ceramic Substrate] Six green sheets were stacked and thermocompression bonded, and the temperature was raised at 300 ° C./hr, and
After holding at 50 ° C for 1 hour, the temperature was lowered at 300 ° C / hr to degrease the organic binders, the temperature was raised at 1600 ° C / hr, and the temperature was kept at 850 ° C for 10 minutes, then 1600 ° C / hr.
Then, the temperature was lowered to obtain a ceramic substrate. The bulk density of the obtained substrate was determined by the Archimedes method, and the relative density was determined from the powder density. The results are also shown in Table 1. It can be seen that a dense substrate was obtained for the samples corresponding to the examples.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の有機バインダーによりセラミッ
クス粉の分散が良くかつグリーンシート充填率、グリー
ンシート強度の良好なグリーンシート及び緻密なセラミ
ックス基板を得ることができる。
The organic binder of the present invention makes it possible to obtain a green sheet and a dense ceramic substrate in which the ceramic powder is well dispersed and the green sheet filling rate and green sheet strength are good.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】2種以上の高分子化合物を混合してなる有
機バインダーを用いたセラミックスグリーンシートであ
って、該高分子化合物は、少なくとも1種は酸価が1以
上で重量平均分子量が10万未満であり、かつ、少なく
とも1種は重量平均分子量が10万以上であることを特
徴とするセラミックスグリーンシート。
1. A ceramic green sheet using an organic binder prepared by mixing two or more polymer compounds, wherein at least one polymer compound has an acid value of 1 or more and a weight average molecular weight of 10 or more. Less than 10,000, and at least one of them has a weight average molecular weight of 100,000 or more.
【請求項2】(メタ)アクリル酸エステル重合体のうち
少なくとも2種以上を混合してなる有機バインダーを用
いたセラミックスグリーンシートであって、該(メタ)
アクリル酸エステル重合体は、少なくとも1種は酸価が
1以上で重量平均分子量が10万未満であり、かつ、少
なくとも1種は重量平均分子量が10万以上であること
を特徴とするセラミックスグリーンシート。
2. A ceramic green sheet using an organic binder obtained by mixing at least two kinds of (meth) acrylic acid ester polymers, said (meth)
At least one of the acrylic acid ester polymers has an acid value of 1 or more and a weight average molecular weight of less than 100,000, and at least one of them has a weight average molecular weight of 100,000 or more. .
【請求項3】請求項1または請求項2記載のセラミック
スグリーンシートを焼成してなるセラミックス基板。
3. A ceramic substrate obtained by firing the ceramic green sheet according to claim 1 or 2.
JP5024808A 1993-01-20 1993-01-20 Ceramic green sheet and ceramic substrate Pending JPH06219819A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100462451B1 (en) * 2000-06-29 2004-12-17 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 Polymer and ceramic composite electronic substrates

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