JPH08238613A - セラミックスグリーンシートおよびそれを用いたセラミックス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平滑性が高くかつ薄肉なセラミックスグリ−
ンシ−トおよびそれを用いたセラミックス基板の製造方
法を提供するものである。 【構成】 第１の発明は、セラミックスグリ−ンシ−ト
を構成するセラミックス粒子が所定の値の球相当径と平
均凝集度からなる。第２の発明は、前記セラミックス粉
末を用いかつセラミックススラリ−中に含まれる凝集物
等をデプスタイプのフィルタ−または遠心分離処理によ
り除去するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板、多層回路基
板、振動板、弾性板等に用いられる、厚みが薄く、表面
欠陥の少ないセラミックス基板およびセラミックスグリ
ーンシートに関する。

【０００２】

【従来の技術】厚みが薄いセラミックスグリーンシート
またはセラミックス基板を得るためには、特開昭５５ー
１３４９９１号公報に示されているように、セラミック
ス粉末、有機バインダ、有機溶剤等を混合し、セラミッ
クススラリーを製作し、該セラミックススラリーを吸引
方法によって図６に示すメッシュネット（６０）で濾過
し、セラミックススラリー中の凝集物等を除去する方法
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、厚みが特に薄
い、例えば厚みの値が大きくとも３０μｍであるセラミ
ックス基板およびセラミックスグリーンシートが近年要
求されているが、それらを構成するセラミックス粒子の
好適な性状に関する知見は得られていなかった。そこ
で、従来のセラミックス技術を用い、粒子の大きさをよ
り微細なものとするなどの配慮がなされているが、表面
欠陥の少ない製品を得るのが困難であり、多くを不良品
として処分しなけばならなかった。

【０００４】一方、セラミックス粉末、有機バインダ、
有機溶剤を混合したセラミックススラリー中には、不純
物以外に、粗大凝集粒子、乾燥凝固状の粒状体、再凝集
物、あるいは微細な気泡などの粗大凝集粒子等を止むを
得ず含むのが通常である。このようなセラミックススラ
リーから得られるセラミックスグリーンシートまたはセ
ラミックス基板には、前記粗大凝集粒子等が欠陥として
内在することとなる。セラミックス基板の厚みが薄くな
ればなるほど、前記欠陥は顕在化し、表面平滑性の低
下、強度低下、クラックの発生、寸法安定性の低下、電
気絶縁性の低下、気密性の低下等を引き起こし易くな
る。また、リバースロールコータ法の場合、成形が転写
方式であるため、前記粗大凝集粒子等がセラミックスス
ラリー中に存在すると、セラミックスグリーンシート表
面に致命的な欠陥をつくり出す。特に、厚みの値が大き
くとも３０μｍである、回路基板、多層回路基板、振動
板、弾性板等に用いられる厚みの薄いセラミックス基板
の場合、これらの改善が製造技術上の問題であった。

【０００５】特開昭５５ー１３４９９１号公報記載の方
法によれば、粗大凝集粒子等を除去する方法として、１
００〜５００メッシュのネットを通過させる例が開示さ
れているが、このネットの場合、５００メッシュ（２５
μｍ目開）を使用しても２５μｍ以下の粗大凝集粒子等
を除去することができない。また、目開きを更に細かく
することは、メッシュの製作が極めて困難となるうえ、
短時間に目詰まりを起こすため全く実用に供されなかっ
た。また、上記の方法では吸引濾過しているため、セラ
ミックススラリー中の有機溶剤が蒸発しやすいので、好
ましくない気泡が発生したり、部分的に凝固乾燥物の発
生するなどの問題もあった。

【０００６】

【発明を解決するための手段】本発明は、前記問題を解
決すべくなされたもので、第１の発明であるセラミック
スグリーンシートは、請求項１の通り、セラミックス成
分として、１次粒子の球相当径が 0.01 〜 0.5μｍ、平
均凝集度が最大１０であるセラミックス粒子からなり、
粒子径20μｍ以上の２次粒子が体積割合で多くとも１％
であり、且つ、表面粗さＲａが大きくとも０．２μｍで
あることを特徴とする。

【０００７】本発明のセラミックスグリーンシートの望
ましい態様には、前記セラミックス粒子の主成分が、部
分安定化ジルコニア、完全安定化ジルコニア、アルミナ
もしくはそれらの混合材料を主成分とする材料、または
焼成後にそれらの材料となる材料を用いて形成されてい
るものがある。

【０００８】また、本発明の第２の発明であるセラミッ
クス基板の製造方法は、請求項３記載の通り、厚みの値
が大きくとも３０μｍであるセラミックス基板の製造方
法において、セラミックス粉末に有機バインダおよび有
機溶剤を混合し、粘度を100〜10,000 mPa・s に調整し
たセラミックススラリーを製作する工程、このセラミッ
クススラリーから粗大凝集粒子を除去する工程、このセ
ラミックススラリーを用いてリバースロールコーター法
によりセラミックスグリーンシートを成形する工程、こ
のセラミックスグリーンシートを焼成し、焼結体の平均
結晶粒子径を最大２μｍとする工程を含むことを特徴と
するものである。

【０００９】そして、粗大凝集粒子を除去する工程の好
適なものとして、セラミックススラリーを加圧して平均
気孔径が大きくとも１００μｍのデプスタイプフィルタ
ーで濾過する工程が好ましい。

【００１０】また、粗大凝集粒子を除去する工程の好適
なものとして、セラミックススラリーに少なくとも１０
０ｍ／ｓ² の加速度を加えて粗大凝集粒子を分離する工
程が好ましい。

【００１１】また、前記セラミックス粉末が、１次粒子
の球相当径が 0.01 〜 0.5μｍ、平均凝集度が最大１０
であることが好ましい。

【００１２】ここにおいて、前記の球相当径とは、セラ
ミックス粒子の比表面積値から換算した球に相当する直
径（μｍ）＝６／ρＳで表されるもので、ρはセラミッ
クス粒子の密度（ｇ／ｃｍ³ ）、Ｓはセラミックス粒子
の気体吸着法（ＢＥＴ法）による比表面積値（ｍ² ／
ｇ）を表す。

【００１３】また、前記の平均凝集度は、セラミックス
粉末について、レーザ散乱法により測定されたメジアン
径を前記一次粒子の球相当径で除した値で表される。こ
の場合、レーザー散乱法による粒径測定に供される試料
として、ヘキサメタリン酸ナトリウム０．２％水溶液３
０ｍｌとセラミックス粉末５０ｍｇを秤量し、容器に入
れ、ホモジナイザー（超音波振動子）で１分間分散させ
たものを使用した。なお、測定機器は、株式会社堀場製
作所製のＬＡ−７００型を使用した。

【００１４】なお、セラミックスグリーンシートの一次
粒子の球相当径および平均凝集度の測定試料は、セラミ
ックスグリーンシートを酸化雰囲気下で図５に示すプロ
ファイルのように、ゆっくりと昇温し、最高温度３５０
℃で熱処理を行うことにより、バインダ類を十分分解、
除去し、セラミックス粉末化したものを用い、上記と同
様の方法で測定した。また、２次粒子の体積割合は、レ
ーザ散乱法により測定された粒子径２０μｍ以上の粒子
の合計値の体積割合を示す。

【００１５】また、上記した製造方法における、デプス
タイプのフィルターとしては、多孔質セラミックフィル
ターまたは多孔質樹脂フィルターであることが望まし
い。

【００１６】これらフィルターの平均気孔径とは、水銀
圧入法により測定したメジアン細孔径である。なお、測
定装置は、島津製作所製カルロ．エルベ水銀圧入式ポロ
シメータ オートポア９２２０型を使用した。

【００１７】前記有機バインダとしては、ポリビニル
ブチラール、エチルセルロース、ポリエチルアクリ
レート、ポリブチルアクリレート等のポリエステルアク
リレート類または、ポリメチルメタクリレート、ポリ
ブチルメタクリレート等のポリエステルメタクリレート
類等が好適であるが、有機溶剤に可溶な有機バインダで
あれば使用することができる。

【００１８】また、上記した製造方法における、粘度
は、ＢＲＯＯＫ ＦＩＥＬＤ社製粘度計、ＬＶＴ型を用
い、測定条件は、No.3ローター、回転数12ｒｐｍとし、
試料のセラミックススラリーの温度は２５℃とした。

【００１９】

【作用】本発明のセラミックスグリーンシートは、ま
ず、その構成成分であるセラミックス粒子の一次粒子の
球相当径が 0.01 〜 0.5μｍ、かつ平均凝集度が１０以
下であるセラミックス粒子をセラミックス成分として含
むものであり、このように一次粒子の球相当径と平均凝
集度を特定の範囲に規定することにより、厚みの薄いセ
ラミックス基板の製作に好適となる。

【００２０】一次粒子の球相当径としては、より好まし
くは 0.05 〜 0.3μｍ、さらに好ましくは 0.1〜 0.2μ
ｍの範囲がよい。この球相当径が大きいと、セラミック
ス基板とするときの焼成温度の高温化を招くまたは結晶
粒子が粗大に成長するため表面平滑性の低下やセラミッ
クス基板の強度低下を招くなど好ましくない。また、球
相当径が小さいと、セラミックス粒子相互の凝集力が強
くなりセラミックススラリーでの均質な分散が困難とな
り、成形に適したスラリー性状が得られないので均一な
厚みのセラミックスグリーンシートが得られない、ま
た、スラリー中に粗大凝集粒子を形成し易く、スラリー
からシートに変化する際の乾燥収縮が不均一となるの
で、変形、亀裂を生じやすく好ましくない。また、焼成
時においては粗大凝集粒子の焼成収縮率が他の部分と大
きく異なるため、焼成後の寸法安定性の低下が起こる。
なお、１次粒子の球相当径は粉末作製法として共沈法を
用いる場合、例えば、共沈させる際の溶液のｐＨ、温
度、濃度等により変化させることができ、更に共沈後の
粉末仮焼温度に依存し、高温であるほど大きくすること
ができる。また、固相反応法を用いる場合においては、
出発原料粉末の粒径や粉末合成のための仮焼温度に依存
する。また、更に、それぞれの合成法とも、粉砕工程の
条件や粉砕後の熱処理温度等によっても１次粒子の球相
当径を制御することができる。

【００２１】本発明においては、セラミックス粒子の平
均凝集度を管理することが特徴であり、最大で10、好ま
しくは７、より好ましくは５を超えないのがよい。この
セラミックス粒子の平均凝集度が過大となると、セラミ
ックスグリーンシートの厚みが不均一となったり変形、
亀裂を生じたり、、セラミックス基板となったときの表
面粗さが粗大となり、また、寸法安定性が低下するなど
厚みの薄いセラミックス基板に不適当となる。

【００２２】さらに、セラミックス粒子の平均凝集度の
大きな粒子は、セラミックス基板となったときの表面欠
陥の原因となるだけでなく、リバースロールコータ法に
て成形する際にもセラミックスグリーンシート表面にキ
ズ等の欠陥をつくり出す。したがって、本発明において
は、粒子径２０μｍ以上の２次粒子を体積割合で１％よ
り多く含まないことも必須の要件としており、好ましく
は１０μｍ以上の２次粒子を、さらに好ましくは５μｍ
以上の２次粒子を、それぞれ、体積割合で１％より多く
含まないことが望ましい。なお、平均凝集度は、前記１
次粒子の球相当径制御と同様の手法によって、制御する
ことができる。

【００２３】本発明のセラミックス粒子としては、部分
安定化ジルコニア、完全安定化ジルコニア、アルミナ、
スピネル、ムライト、窒化珪素、窒化アルミ、炭化珪
素、チタニア、ベリリア、あるいはそれらの混合物を主
成分とする材料、または、焼成後にそれらの材料になる
材料が用いられるが、特に部分安定化ジルコニア、完全
安定化ジルコニア、アルミナ、あるいはそれらの混合物
を主成分とする材料が望ましい。その中でも、ジルコニ
アに、酸化イットリウム等の化合物を添加せしめて、結
晶相が、主として正方晶、もしくは主として立方晶、正
方晶、単斜晶の内、少なくとも２種以上の結晶相からな
る混晶とすることで部分安定化したジルコニアを主成分
とするものがより好ましい。なお、ここで言う部分安定
化ジルコニアとは、熱や応力などが加えられたときに結
晶変態が部分的にしか起こらないように、結晶相を部分
的に安定化せしめた酸化ジルコニウム（ジルコニア）を
意味する。なお、上記材料に最多３０％の焼結助剤、例
えば、粘土、シリカ、マグネシア、遷移金属酸化物等を
含んでもよい。

【００２４】さらに、本発明のセラミックスグリーンシ
ートの表面粗さＲａは、０．２μｍ以下とすることも必
須の要件としており、好ましくは０．１５μｍ以下、さ
らに好ましくは０．１０μｍ以下であるのが望ましい。
前記の表面の粗さＲａは、表面粗さ計 東京精密製サー
フコム４７０Ａを使用し、先端ダイヤモンド形状が５μ
ｍＲ９０°円錐、カットオフ値が０．８０ｍｍ，トレー
ス速度が０．３０ｍｍ／ｓ，測定長さが２．５ｍｍの３
ポイント測定の中心線平均粗さの平均値として測定され
たものである。

【００２５】また、本発明の第２の発明であるセラミッ
クス基板の製造方法にあっては、前記のセラミックス粉
末と有機バインダおよび有機溶剤とを混合し、セラミッ
クススラリーを形成するにあたり、その粘度を望ましく
は１００〜１００００ｍＰａ・ｓに、より望ましくは５
００〜２０００ｍＰａ・ｓに調整する。この理由は、粘
度が高い場合は、次の工程である粗大凝集粒子を除去す
る工程において、粗大凝集粒子の除去を困難にするから
であり、例えば、デプスタイプフィルターで濾過する場
合は目詰まりを起こしやすく、濾過効率が低下する、ま
た、加速度を加えて粗大凝集粒子を分離する工程におい
ても、粗大凝集粒子の移動速度が低下し分離効率が低下
する。一方、粘度が低過ぎると、グリーンシート成形が
困難となり、また、セラミックススラリーの均質性が低
下する。

【００２６】フィルターとしては、そのメディアの構造
から図３に示す、サーフェイスタイプと、デプスタイプ
の二つに大きく分類できる。サーフェイスタイプとはス
テンレス線などで構成されるスクリーンメッシュに代表
されるように、被濾過物の通過するメディアの距離が短
いものを言う。このタイプは表面の目開きで除去できる
粒子の大きさが決まるが、本発明の技術分野におけるよ
うな粒子径の小さい物の濾過では目詰りし易くかつ、全
く実用にならないことが分かった。

【００２７】他方、デプスタイプのフィルターによる濾
過は、深層濾過または体積濾過とも言い、メディアの厚
さをある程度持たせたものである。本発明の方法の好ま
しい態様では、粗大凝集粒子を除去するのにこのデプス
タイプのフィルターによる濾過を用いるところにある。
以下にその態様を図１および図２を用いて説明する。

【００２８】セラミックススラリー中の粗大凝集粒子を
除去するため、粘度調整されたセラミックススラリーを
加圧して、図示の流れに従ってデプスタイプのフィルタ
ー（１）、例えば多孔質セラミックスまたは多孔質樹脂
からなるフィルターで濾過する。ここで用いるフィルタ
ーは、平均気孔径は１００μｍ以下、望ましくは５０μ
ｍ以下、さらに望ましくは３０μｍ以下である。フィル
ター（１）の厚さ（ｔ）は、本発明の場合、５ｍｍ以上
が望ましいが、濾過すべき粗粒子の大きさ、フィルター
本体の強度等を考慮し適宜定めればよい。スラリーを加
圧する圧力は、０．１〜５．０Ｋｇ／ｃｍ² の範囲内が
望ましい。低圧すぎると、セラミックススラリーの濾過
に時間がかかりすぎる、また、高圧にすぎると、フィル
ターの気孔が拡大したり、破壊が起こり、所定の粒子径
以上の粒子が通過するおそれが生じる。濾過前後でセラ
ミックススラリーを減圧脱泡処理するのも好適である。

【００２９】本発明の方法の態様において、デプスタイ
プの濾過を用いるのは、サーフェイスタイプの濾過とは
異なり、濾過層本体の目開きに相当する平均気孔径より
かなり小さい粒子の除去が可能であるにもかかわらず、
目詰まりしにくく濾過効率が高い結果をえた研究結果の
知見に基づく。目詰まりしにくいのは、濾過層本体の気
孔が、ある程度距離を持っている表裏間に複雑に連結し
ていることと、気孔の内側に吸着した比較的軟質なスラ
リー層が粗大凝集粒子の流れを阻止するなどによるもの
と考えられる。

【００３０】本発明における粗大凝集粒子を除去する工
程として、セラミックススラリーに少なくとも１００ｍ
／ｓ² の加速度を加えて粗大凝集粒子を分離する工程
が、上記の濾過工程とは異なる態様として推奨される。
例えば、１００ｍ／ｓ² の加速度は、遠心分離処理の形
式で図４に示すように与えられる。容器に収容したセラ
ミックススラリーを遠心分離処理することにより、容器
内の底面に凝集物、セラミックススラリーの乾燥物等の
粗大凝集粒子を沈降固着させて分離するすることができ
る。この場合の加速度は、１００ｍ／ｓ² 以上、望まし
くは１０００ｍ／ｓ² 以上、さらに望ましくは５０００
ｍ／ｓ² 以上である。さらに、フィルターにおいては、
平均凝集度が１０以上のセラミックス粒子を用いると粗
大凝集粒子による目詰まりのため分離困難なことがある
が、遠心分離法では平均凝集度に関係なく分離すること
が可能である。なお、沈降固着する割合が多くなるとセ
ラミックス粒子と有機物組成の比が変わるので、使用す
るセラミックス粉末の一次粒子の球相当径が 0.01 〜
0.5μｍ、かつ平均凝集度が１０以下であるあることが
好ましい。

【００３１】次に、本発明のセラミックススラリーを用
いてセラミックスグリーンシートを成形する工程におい
ては、リバースロールコーター法が採用される。シート
成形法で広く使われているドクターブレード法は、薄く
て、均一な膜厚のグリーンシート成形が困難であり、薄
肉シートの表面には、ブレードでかきとった跡が縦筋と
なって残留し、強度の低下、表面平滑度の低下の原因と
なる。従って、表面欠陥の少ないシートを得るため、リ
バースロールコーター法による成形が必須となる。

【００３２】次に、本発明において、上記セラミックス
グリーンシートは従来と同様に脱バインダおよび焼結等
に適した条件で、用途に応じて、他のグリーンシートを
積層して、または単独で、焼成される。この場合、セラ
ミックス成分の平均結晶粒子径を最大２μｍとする焼結
体に焼成することが必須要件である。また、平均結晶粒
子径を最大２μｍとする範囲内で、表面粗さＲａを０．
３０μｍ以下とするのが好ましく、０．２０μｍ以下に
制御するのが特に好ましい。本発明のような厚さの薄い
セラミックス基板の製造方法にあっては、表面欠陥が少
なく、かつ表面の平滑度が優れたことが要求されるから
である。なお、平均結晶粒子径は、セラミックス基板断
面を研磨、鏡面仕上げした後、常法に従ってサーマルエ
ッチングして粒界を現出させ、電子顕微鏡にて、粒子数
ｎとその面積Ｓ（μｍ² ）を測定し、平均結晶粒子径Ｄ
（μｍ）＝√（４Ｓ／πｎ）にて算出した。

【００３３】前記セラミックス基板の表面粗さＲａは、
前記グリーンシートの測定と同じ表面粗さ計を使用し、
先端ダイヤモンド形状が５μｍＲ９０°円錐、カットオ
フ値が０．８０ｍｍ，トレース速度が０．３０ｍｍ／
ｓ，測定長さが２．５ｍｍの３ポイント測定の中心線平
均粗さの平均値として測定されたものである。

【００３４】本発明において、使用される有機バイン
ダ、有機溶剤、および特性を改善するために使用され得
る可塑剤、分散剤として以下のものが推奨される。有機
バインダとしては、ポリビニルブチラール、ポリエステ
ルメタクリレート、エチルセルロース等が好適である
が、有機溶剤に可溶な有機バインダであれば使用でき
る。有機溶剤としては、メチルアルコール、エチルアル
コール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコー
ル等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等
の芳香族炭化水素類、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、アセトン等のケトン類、トリクロロエチ
レン、テトラクロロエチレン等の一般的な有機溶剤また
はそれらの混合溶剤が使用できる。可塑剤としては、フ
タル酸エステル類、セバシン酸エステル類、エチレング
リコール等、一般的なものが使用できる。分散剤として
は、ソルビタン脂肪酸エステル系分散剤等一般的な分散
剤、表面活性剤が使用できる。

【００３５】また、本発明のセラミックス基板は、相対
密度が、一般に９０％以上の緻密体、好ましくは９５％
以上の緻密体、より好ましくは９８％以上の緻密体であ
ることが、強度、ヤング率等の材料特性上望ましい。

【００３６】本発明のセラミックスグリーンシート、お
よびセラミックス基板の製造方法は多層セラミックス
基板、ＩＣ基板、燃料電池用固体電解質体、および
各種センサー、アクチュエーター、発信子、振動子、
ディスプレイ、マイクロホン、スピーカーおよびフィル
ター等に用いられる振動板、弾性板などおよびその製造
に好ましく適用することができる。また、上記用途での
適用手段としては、セラミックスグリーンシートを単独
に用いるだけでなく、セラミックスグリーンシート上に
印刷し、それらを積層することにより多層化したり、振
動板、弾性板として使用する際には、基体となる他のセ
ラミックスグリーンシートと積層して用い、基板上に受
動素子、能動素子を形成する、等の手段が挙げられる。

【００３７】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づき説明する。 （実施例１）表中に記載された球相当径および平均凝集
度を有するセラミックス粉末を準備する。セラミックス
粉末として、酸化イットリウム３ｍｏｌ％を含有する部
分安定化ジルコニア粉末１００重量部、可塑剤としてフ
タル酸ジオクチル４．５重量部、ソルビタン脂肪酸エス
テル系分散剤２重量部、溶剤としてトルエン２０重量
部、イソプロピルアルコール３０重量部を、アルミナ製
容器にジルコニア製玉石と共に投入し、５時間ボールミ
ル混合する。次に、有機バインダ溶液として、ポリビニ
ルブチラール樹脂９重量部、トルエン１０重量部、イソ
プロピルアルコール１０重量部を前記アルミナ製容器に
追加投入し、３０時間ボールミル混合する。このときセ
ラミックススラリーの粘度は、１５００ｍＰａ・ｓに調
整する。このスラリーを樹脂製円筒形フィルター（フィ
ルター厚さｔ：２０ｍｍ，外径Ｄ₁：７０ｍｍφ，内径
Ｄ₂：３０ｍｍφ，フィルター幅Ｌ：２５０ｍｍ）を用
いて、１Ｋｇ／ｃｍ² の加圧下で濾過する。かくして得
られたセラミックススラリーをリバースロールコータに
より約１０μｍの厚みのセラミックスグリーンシートを
成形した。図１にここに使用した円筒形デプスフィルタ
ー装置の濾過部模式断面図を示す。なお、セラミックス
粉末は、共沈法で得た原料を仮焼し、ボールミル粉砕
し、熱処理した。１次粒子の球相当径は、前記仮焼温度
に依存し、高温であるほど大きくすることができ、ま
た、前記共沈工程の条件、例えば、ｐＨ、温度、濃度等
により変化させることができる。さらに、ボールミル粉
砕工程、熱処理工程の条件によっても変化させることが
できる。平均凝集度は、前記ボールミル粉砕工程、熱処
理工程の処理条件により変化させることができる。こう
して得られたセラミックスグリーンシートを所定の温度
で焼成（大気中）し、厚さ７μｍのセラミックス基板を
得た。

【００３８】該セラミックスグリーンシートの表面粗さ
Ｒａ、および該セラミックスグリーンシートを３５０℃
にて仮焼することにより、セラミックス粉末化し、その
球相当径、平均凝集度、２次粒子の体積割合を測定し
た。その結果を表１に示す。また、焼成後のセラミック
ス基板の表面に存在する１０μｍ以上の欠陥数（実体顕
微鏡で観察）、表面粗さＲａおよび平均結晶粒子径を表
２に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】（実施例２）セラミックス成分として酸化
イットリウム３ｍｏｌ％含有する部分安定化ジルコニア
粉末１００重量部、可塑剤としてフタル酸ジオクチル
４．５重量部、ソルビタン脂肪酸エステル系分散剤２重
量部、溶剤としてトルエン２０重量部、イソプロピルア
ルコール３０重量部を、アルミナ製容器にジルコニア製
玉石と共に投入し、５時間ボールミル混合する。次に、
有機バインダー溶液として、ポリビニルブチラール樹脂
９重量部、トルエン１０重量部、イソプロピルアルコー
ル１０重量部を前記アルミナ製容器に追加投入し、３０
時間ボールミル混合する。このときセラミックススラリ
ーの粘度は、１５００ｍＰａ・ｓに調整する。次いで、
ふた付きガラス容器に入れて、遠心分離機にて３０分間
処理し、前記セラミックススラリーをリバースロールコ
ータ法で約１０μｍの厚みのセラミックスグリーンシー
トを成形した。こうして得られたセラミックスグリーン
シートを所定の温度で焼成（大気中）し、厚さ７μｍの
セラミックス基板を得た。その結果を表３および表４に
示す。評価方法は実施例１と同じ。

【００４２】

【表３】

【００４３】

【表４】

【００４４】（比較例１）セラミックス粉末として酸化
イットリウム３ｍｏｌ％含有部分安定化ジルコニア粉末
１００重量部、可塑剤としてフタル酸ジオクチル４．５
重量部、ソルビタン脂肪酸エステル系分散剤２重量部、
溶剤としてトルエン２０重量部、イソプロピルアルコー
ル３０重量部を、アルミナ製容器にジルコニア製玉石と
共に投入し、５時間ボールミル混合する。次に、有機バ
インダー溶液として、ポリビニルブチラール樹脂９重量
部、トルエン１０重量部、イソプロピルアルコール１０
重量部を前記アルミナ製容器に追加投入し、３０時間ボ
ールミル混合する。このときセラミックススラリーの粘
度は、１５００ｍＰａ・ｓに調整する。次いで、３２５
メッシュのステンレスメッシュ（目開き４４μｍ）で濾
過し、前記セラミックススラリーをリバースロールコー
タで約１０μｍの厚みのセラミックスグリーンシートを
成形した。こうして得られたセラミックスグリーンシー
トを所定の温度で焼成（大気中）し、厚さ７μｍのセラ
ミックス基板を得た。その結果を表５および表６に示
す。評価方法は実施例１と同じ。

【００４５】

【表５】

【００４６】

【表６】

【００４７】（実施例３）次の事項を除いて実施例１の
操作と全く同様に行われるものである。なお、樹脂製の
円筒形フィルタの平均気孔径は、３０μｍのものを用い
た。セラミックス粉末として完全安定化ジルコニア粉
末（表７および８の試料Ｎｏ．２３）、アルミナ粉末
（同Ｎｏ．２１）、部分安定化ジルコニア粉末９０重
量部＋アルミナ粉末１０重量部（同Ｎｏ．２２）の３種
類を用いた。その結果を表７および表８に示す。評価方
法は実施例１と同じ。

【００４８】

【表７】

【００４９】

【表８】

【００５０】（実施例４）次の事項を除いて実施例２の
操作と全く同様に行われるものである。なお、遠心分離
による加速度は、６０００ｍ／ｓ² である。セラミック
ス粉末として完全安定化ジルコニア粉末（表９および
１０の試料Ｎｏ．２６）、アルミナ粉末（同Ｎｏ．２
４）、部分安定化ジルコニア粉末９０重量部＋アルミ
ナ粉末１０重量部（同Ｎｏ．２５）の３種類を用いた。
その結果を表９および表１０に示す。評価方法は実施例
１と同じ。

【００５１】

【表９】

【００５２】

【表１０】

【００５３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の第１の発明
であるセラミックスグリーンシートにおいては、セラミ
ックス粒子の球相当径かつ平均凝集度を管理することに
より表面欠陥の少なく、平滑性が高くかつ薄肉なセラミ
ックスグリーンシートを得ることができた。本発明の第
２の発明であるセラミックスシートの製造方法において
は、セラミックス粒子の球相当径かつ平均凝集度を管理
し、セラミックススラリ中の粗大凝集粒子を除去するこ
とにより、表面欠陥の少なく、平滑性が高くかつ薄肉な
セラミックスシートを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 円筒形デプスフィルター装置の濾過部模式断
面図

【図２】 円筒形デプスフィルターのメディアの斜視図

【図３】 サーフェイスフィルターおよびデプスフィル
ターの模式図

【図４】 遠心分離処理の説明図

【図５】 セラミックスグリーンシートを粉末化するた
めのプロファイル

【図６】 従来のサーフェイスフィルターの濾過器

【符号の説明】

１：フィルター、２：容器Ａ，３：スラリー供給口、
４：凝集物を除去したスラリー排出口、５：容器Ａ、１
０：スラリー、２０：凝集粒子またはスラリー乾燥物、
３０：気泡、、４０：沈降した凝集物等、５０：濾過用
の器、６０：ネット、７０：吸引用瓶、８０：真空管、
９０：凝集物を除去したスラリー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 高宏 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックス成分として、１次粒子の球
   相当径が 0.01 〜 0.5μｍ、平均凝集度が最大１０であ
   るセラミックス粒子からなり、粒子径20μｍ以上の２次
   粒子が体積割合で多くとも１％であり、且つ、表面粗さ
   Ｒａが大きくとも０．２μｍ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. 【請求項２】 前記セラミックス粒子の主成分が、部分
   安定化ジルコニア、完全安定化ジルコニア、アルミナも
   しくはそれらの混合材料、または焼成後にそれらの成分
   となる材料であることを特徴とする請求項１に記載のセ
   ラミックスグリーンシート。
3. 【請求項３】 厚みの値が大きくとも３０μｍであるセ
   ラミックス基板の製造方法において、セラミックス粉末
   に有機バインダおよび有機溶剤を混合し、粘度を100 〜
   10,000 mPa・s に調整したセラミックススラリーを製作
   する工程、このセラミックススラリーから粗大凝集粒子
   を除去する工程、このセラミックススラリーを用いてリ
   バースロールコーター法によりセラミックスグリーンシ
   ートを成形する工程、このセラミックスグリーンシート
   を焼成し、焼結体の平均結晶粒子径を最大２μｍとする
   工程を含むことを特徴とするセラミックス基板の製造方
   法。
4. 【請求項４】 前記セラミックス粉末が、１次粒子の球
   相当径が 0.01 〜 0.5μｍ、平均凝集度が最大１０であ
   るセラミックス粒子からなり、前記粗大凝集粒子を除去
   する工程が、セラミックススラリーを加圧して平均気孔
   径が大きくとも１００μｍのデプスタイプフィルターで
   濾過する工程である請求項３に記載のセラミックス基板
   の製造方法。
5. 【請求項５】 前記粗大凝集粒子を除去する工程が、セ
   ラミックススラリーに少なくとも１００ｍ／ｓ² の加速
   度を加えて粗大凝集粒子を分離する工程である請求項３
   に記載のセラミックス基板の製造方法。
6. 【請求項６】 前記セラミックス粉末が、１次粒子の球
   相当径が 0.01 〜 0.5μｍ、平均凝集度が最大１０であ
   るセラミックス粒子からなることを特徴とする請求項３
   または請求項５に記載のセラミックス基板の製造方法。