JPH1029870A - セラミックスグリーンシート組成物 - Google Patents

セラミックスグリーンシート組成物

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JPH1029870A
JPH1029870A JP8185993A JP18599396A JPH1029870A JP H1029870 A JPH1029870 A JP H1029870A JP 8185993 A JP8185993 A JP 8185993A JP 18599396 A JP18599396 A JP 18599396A JP H1029870 A JPH1029870 A JP H1029870A
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JP
Japan
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green sheet
acrylic resin
plasticizer
alkyl
ceramic powder
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JP8185993A
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English (en)
Inventor
Koichi Takato
幸一 高戸
Keizo Yamamoto
恵造 山本
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 引張強度、弾性率、耐クラック性、剥離性、
表面平滑性に優れるセラミックスグリーンシート組成物
を提供する。 【解決手段】(A)セラミックス粉末、(B)アクリル系樹
脂、(C)可塑剤及び溶剤を添加した混合物からなるグリ
ーンシート組成物において、可塑剤(C)が、ジアルキル
イソフタレート、ジアルキルテレフタレートおよびトリ
アルキルトリメリテートから選択される少なくとも1種
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
ト組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シート腰強度(引
張弾性率)が大きく、シート剥離性、表面平滑性、耐ク
ラック性や耐変形性に優れるセラミックス基板やセラミ
ックスコンデンサーの成形材料として用いられるグリー
ンシート組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】セラミックス基板やセラミックスコンデ
ンサーの成形体としては、一般にドクターブレード法に
よるグリーンシートが用いられている。ドクターブレー
ド法とは、セラミックス粉末と有機バインダーを溶剤等
を用いて、スラリ化し、これをキャリアテープ上にブレ
ードで一定の厚みに塗布し、乾燥する事により固化させ
てグリーンシートを製造する方法である。得られたグリ
ーンシートは必要に応じて加工、焼結されセラミックス
成形体となる。
【0003】セラミックスコンデンサーや集積半導体素
子を実装した電子部品は通信機やコンピューターに利用
され、年々、小型化、薄型化、高性能化して、かつ量産
化の方向に向かっている。
【0004】セラミックス成形体の小型化を図るために
は、コンデンサーにおいては、グリーンシートの薄肉
化、積層化を、集積回路においては、表面に形成する回
路配線の線幅を小さくして、小さな面積に多くの回路配
線を形成する必要がある。更に、寸法精度の向上や量産
化のために、グリーンシートの成形性や強度向上が緊急
の課題となってきている。
【0005】グリーンシートの成形性や強度は、シート
中に存在するバインダー、即ち、樹脂、可塑剤、溶剤の
種類により変化する。樹脂に関しては、焼成時の残留炭
素による焼結阻害を防ぐため、より脱脂しやすい、熱分
解性の良好なアクリル樹脂が従来のポリビニルブチラー
ル(PVBと称する)に替えて提唱されている。しかし
ながら、アクリル樹脂はPVBに比べてグリーンシート
に十分な強度を付与することができていない。可塑剤に
関しては、一般にDOP、DBPが使用されている。近
年では、アジピン酸エステル(特開平6−164080
号公報)や重量平均分子量600〜8000のポリエス
テル可塑剤(特公平6−6503号公報)が提案されて
いるが、グリーンシートの薄層化、量産化に対応できる
だけの強度、剥離性、表面平滑性を付与することができ
ず、成形時または後工程において、クラック、破損、寸
法精度のばらつき等による歩留まり低下を生じていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、引張強度、
引張弾性率、耐クラック性、剥離性、表面平滑性に優れ
るセラミックスグリーンシート組成物を目的とするもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果、特定の可塑剤を用いることによって、上
記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成する
に至った。
【0008】即ち、本発明は、(A)セラミックス粉末、
(B)アクリル系樹脂、(C)可塑剤及び(D)溶剤を添加した
混合物からなるグリーンシートにおいて、可塑剤(C)が
ジアルキルイソフタレート、ジアルキルテレフタレート
およびトリアルキルトリメリテートから選択される少な
くとも1種以上であることを特徴とするセラミックスグ
リーンシート組成物、好ましくはセラミックス粉末(A)
が、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムであるこ
と、好ましくはジアルキルイソフタレート、ジアルキル
テレフタレート、トリアルキルトリメリテートのアルキ
ル基の炭素数が、4〜18のアルキルエステルであるこ
と、好ましくはアクリル系樹脂(B)が、炭素数1〜8の
アルキル基からなるアルキルメタクリレート、アルキル
アクリレートのいずれか、またはその混合物からなる重
合体で、かつその重量平均分子量が15万〜50万であ
ることを特徴とするグリーンシート組成物を提供するも
のである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のアクリル系樹脂(B)は、
好ましくは重量平均分子量が15万〜50万のうちから
選択する。重量平均分子量が15万より小さいとグリー
ンシート強度が弱く、50万を超えると、焼結工程での
熱分解性が遅く、量産化に適さない。アクリル系樹脂の
モノマー組成としては、アルキルメタクリレート、およ
びアルキルアクリレートのいずれか、または、その混合
物が、シート強度と熱分解性の点で優れている。アルキ
ル基の炭素数は、1〜8が好ましい。炭素数が8より大
きくなると、ガラス転移温度が高くなり、シートが脆く
なる。
【0010】本発明で使用するアルキルメタクリル酸樹
脂の原料としては、メチルメタクリレート、エチルメタ
クリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチル
メタクリレート、イソブチルメタクリレート、シクロヘ
キシルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、
n−オクチルメタクリレート、2ーエチルヘキシルメタク
リレート等である。アルキルアクリレートとしては、メ
チルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピル
アクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルア
クリレート、シクロヘキシルアクリレート、n−ヘキシ
ルアクリレート、n−オクチルアクリレート、2ーエチル
ヘキシルアクリレート等である。
【0011】アクリル系樹脂の使用量としては、セラミ
ックス粉体100重量部に対し、5部〜30部が好まし
い。
【0012】本発明の可塑剤(C)は、セラミックス混合
物のスラリ状態で、アクリル系樹脂と均一混合されやす
く、かつスラリ粘度を安定的に低下させて、成形しやす
くさせることにより、弾性率の大きい、いわゆる腰があ
り、強度の大きいグリーンシートを成形することができ
る。アクリル樹脂に対して可塑性の大きい可塑剤 例え
ばDOA(ジオクチルアジペート)はグリーンシートの
柔軟性付与効果が大きく、シートの伸び率の大きい腰の
ないシートになって、本発明のシート強度改良には好ま
しくない。また高分子量ポリエステル可塑剤はアクリル
樹脂との相溶性が不十分で均一混合性、ブリード性に劣
り、満足な強度を付与出来ない。
【0013】本発明で使用する可塑剤は、イソフタル
酸、テレフタル酸、トリメリット酸と炭素数4〜18の
アルコールからなるアルキルエステルであり、好ましく
はn−ブチル、イソブチル、n−ヘキシル、シクロヘキ
シル、n−オクチル、2ーエチルヘキシル、イソノニル、
ドデシル、イソデシル、トリデシル、オレイルアルコー
ルからなるジエステルまたはトリエステルである。
【0014】可塑剤の使用量としては、セラミックス粉
体100重量部に対し、3部〜20部が好ましい。
【0015】本発明で使用するセラミックス粉体(A)と
しては、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、チタン酸
バリウム、炭化珪素、窒化珪素等である。電子部材とし
て、安価に入手できるアルミナや熱伝導性に優れた窒化
アルミは、本発明の高強度グリーンシートの材料として
好適である。
【0016】溶剤は、セラミックス混合物のスラリ状態
で、アクリル系樹脂、可塑剤を均一分散させ、スラリの
粘度安定性を向上させ、キャリアテープに薄く塗布する
ために必要なものであり、しかも、スラリ状態からグリ
ーンシートへの乾燥工程で速やかに除去されるために、
沸点は150℃以下で、ケトン系、アルコール系、炭化
水素系等が好ましい。ケトン系としては、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であり、
アルコール系としては、メタノール、エタノール、イソ
プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチ
ルアルコール、ter−ブチルアルコール等であり、炭
化水素系としてはトルエン、キシレン等がある。
【0017】スラリの均一分散性を向上させるために、
必要に応じ少量の分散剤を添加することが好ましい。分
散剤としては、例えば、グリセリンモノオレエート等の
グリセリンエステル、大豆油やパーム油、魚油等の動植
物油脂、合成界面活性剤等が挙げられる。
【0018】以上の条件を満たすようなセラミックス粉
体(A)、アクリル系樹脂(B)、可塑剤(C)、溶剤および分
散剤を組み合わせてスラリを作成した後、グリーンシー
トを成形する。成形されたグリーンシートは均一性や表
面平滑性を損なうことなく、亀裂、破損のない、強度の
高い電子部材として有用なものである。
【0019】
【実施例】次に、本発明を製造例、実施例、比較例によ
り説明する。本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。なお、以下の部および%は特に断りのないかぎ
りすべて重量基準である。
【0020】(アクリル系樹脂の製造例1)攪拌機、還
流冷却器、滴下装置および温度計をつけた反応機内にキ
シレン550gを取り、窒素雰囲気下、イソブチルメタ
クリレート450gとBPO(ヘ゛ンソ゛イルハ゜ーオキサイト゛)1.3
gを15gのキシレンに溶解した開始剤を用意する。8
0℃に加温し、2時間でモノマーと触媒を滴下させ、適
下終了後、110℃に昇温し、10時間ホールドして重
合を完結させた。得られたイソブチルメタクリレート樹
脂は、不揮発分39%、粘度1200mPa s、重量平均
分子量21万、ガラス転移温度58℃であった。これを
アクリル系樹脂:A−1とした。
【0021】(アクリル系樹脂の製造例2)製造例1の
モノマーの代わりにエチルメタクリレート290gとメ
チルアクリレート175gの混合モノマーを使用した以
外は製造例1と同様に反応を行い、アクリル系樹脂:A
−2を得た。A−2の不揮発分39%、粘度3500mP
as、重量平均分子量18万、ガラス転移温度48℃であ
った。
【0022】(アクリル樹脂の製造例3)製造例1のキ
シレンを700g,イソブチルメタクリレート300
g,開始剤を1.5g使用した以外は製造例1と同様に
行い、アクリル系樹脂:A−3を得た。A−3の不揮発
分27%、粘度 65mPa s、重量平均分子量12万、ガ
ラス転移温度58℃であった。
【0023】[実施例1〜4、比較例1〜3]アルミナ
粉体(昭和電工社製:AL−160SG−4)100g
に表1に示すアクリル系樹脂、可塑剤及び、溶剤として
メチルエチルケトン、分散剤としてグリセリンモノステ
アレートを加えて、スラリ粘度を調整した。これにガラ
スビーズ100部を加えて充分に混合分散させ、濾過し
てガラスビーズを取り除き、脱泡してスラリ体をえた。
このスラリ体をポリエステルフィルム上に均一に塗布
し、80℃の乾燥機中で2時間乾燥させ、厚さ300μ
のグリーンシートを得た。このグリーンシートの引張強
度、引張弾性率、動的弾性率(E’)を測定すると共
に、ポリエステルフィルムからのグリーンシート剥離
性、表面の平滑性やクラックの有無を相対評価した。更
に上記シートを2週間、70℃、95%相対湿度中に放
置後の表面吹き出し性(ブリード性)を目視評価した。
なお目視相対判定基準は以下の通りである。結果を第1
表に示す。
【0024】[シート剥離性] 評価法:幅10mm、長さ80mmの短冊状のテープをPET
フィルムから手で引張ながら剥がす。
【0025】判定法: ◎;抵抗なく剥がれる ○;剥がされた後のPETフィルムに薄く汚れる。
【0026】 △;テープがPETフィルムに極部的に付着する。 X;剥がれ難く、テープが変形する。
【0027】[表面平滑性] 評価法:幅10mm,長さ80mmの短冊状の表面を指
触する。 判定法: ◎;表面がつるつるしている。
【0028】 ○;極部的にあれている。 △;全面がわずかにあれている。 ×;全面があれてざらざらしている。
【0029】[クラック性] 評価法:10cmx8cmのシート中のクラックの数を目視
でかぞえる。 判定法: ◎;クラックなし。
【0030】 ○;クラック数 3以下 △;クラック数 3〜10 ×;クラック数 10以上
【0031】[ブリード性] 評価法:シート表面を指触する。 判定法: ◎;全くべとつかない。
【0032】 ○;わずかにべとつく。 ×;全面がべとべとしている。
【0033】[実施例5〜8、比較例4〜6]窒化アル
ミニウム(徳山曹達社製:微粉末窒化アルミHグレー
ド)100gに表2に示すアクリル系樹脂、可塑剤及
び、メチルエチルケトン/n−ブチルアルコール混合溶
剤とグリセリンモノオレートを加えて、スラリ粘度を調
整した。これにガラスビーズ100部を加えて充分に混
合分散させ、濾過してガラスビーズを取り除き、脱泡し
てスラリ体をえた。このスラリ体をポリエステルフィル
ム上に均一に塗布し、80℃の乾燥機中で2時間乾燥さ
せ、厚さ300μのグリーンシートを得た。このグリー
ンシートの引張強度、引張弾性率を測定すると共に、ポ
リエステルフィルムからのグリーンシート剥離性、表面
の平滑性やクラックの有無を相対評価した。結果を第2
表に示す。
【0034】
【表1】 * ホ゜リエステル可塑剤;アシ゛ヒ゜ン酸/1,3ーフ゛チルク゛リコール/オクチルアルコール, 重量平均分子量 2600
【0035】
【表2】
【0036】
【発明の効果】本発明のセラミックスグリーンシート組
成物は、成形することにより、強靱かつ作業性(剥離
性)の良好なグリーンシートを得ることが出来る。しか
も、本発明によれば、シート腰強度(引張弾性率)が大
きく、シート剥離性、表面平滑性、耐クラック性や変形
が起きにくい。従って、薄層化、高密度配線を必要とす
るコンデンサーや集積回路基板として非常に好ましく、
その工学的価値は大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 33/08 LHW C04B 35/00 108

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)セラミックス粉末、(B)アクリル系樹
    脂、(C)可塑剤及び溶剤を添加した混合物からなるグリ
    ーンシート組成物において、可塑剤(C)が、ジアルキル
    イソフタレート、ジアルキルテレフタレートおよびトリ
    アルキルトリメリテートから選択される少なくとも1種
    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
    ト組成物。
  2. 【請求項2】 セラミックス粉末(A)が、酸化アルミニ
    ウムまたは窒化アルミニウムであることを特徴とする請
    求項1記載のセラミックスグリーンシート組成物。
  3. 【請求項3】 ジアルキルイソフタレート、ジアルキル
    テレフタレート、トリアルキルトリメリテートのアルキ
    ル基の炭素数が、4〜18のアルキルエステルであるこ
    とを特徴とする請求項1記載のセラミックスグリーンシ
    ート組成物。
  4. 【請求項4】 アクリル系樹脂(B)が、炭素数1〜8の
    アルキル基からなるアルキルメタクリレート、アルキル
    アクリレートのいずれか、またはその混合物からなる重
    合体で、かつその重量平均分子量が15万〜50万であ
    ることを特徴とする請求項1記載のセラミックスグリー
    ンシート組成物。
JP8185993A 1996-07-16 1996-07-16 セラミックスグリーンシート組成物 Pending JPH1029870A (ja)

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Cited By (4)

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