JPS6183668A

JPS6183668A - セラミツクグリ−ンシ−ト

Info

Publication number: JPS6183668A
Application number: JP59204162A
Authority: JP
Inventors: 岩村　亮二; 碩哉村上; 高崎　光弘; 和久市本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-10-01
Filing date: 1984-10-01
Publication date: 1986-04-28
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPH0637325B2; JPH0751461B2; JPH05319906A

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】〔発明の利用分野〕本発明はセラミックグリーンシートに係シ、特に高精度
でかつ高密度のスルーホール加工に好適なセラミックグ
リーンシートの組成に関する。

〔発明の背景〕

セラミックグリーンシートの組成は、成形性。

積層性、焼結性などから決められており、積層した時上
、下配線パターンを接続する為のスルーホールを高密度
にかつ高精度に打抜きする為のグリーンシート組成、あ
るいはグリーンシートの機械的特性に関しては考慮され
ていなかった（例えば％開昭５４−３５６７９．特開昭
５６−５５２１０など）。

従って、このようなセラミックグリーンシートに直径０
．１５＋ｗのスルーホールを高密度に打抜くと、例えば
第８図に示すようにピッチが小さくなるとたるみが発生
し、穴位置精度が得られなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は高密度かつ高精度にスルーホールの打抜
きが行なえるセラミックグリーンシートを提供すること
にある。

〔発明の概要〕

一般に、セラミックグリーンシートの機械特性は第１図
に示すようになっておシ、引張ｂｉ形に対する変形抵抗
が非常に小さく、圧縮に対する変形抵抗が非常に大きく
、ぜん断はその中間である。

一方、スルーホールの打抜きにおいては、第２図に示す
現象が生じている。つまυ、穴１，２゜３．４があけら
れているセラミックグリーンシートに穴５を打抜くと、
ポンチ押込みにょシ穴５の周囲には内圧Ｐが作用し、こ
の内圧Ｐにょシ穴５の周囲が変形し、変形領域６かすで
に打抜かれた穴（第２図で穴２．４）に達した時にはセ
ラミックグリーンシートが引張変形し、スルーホールの
位置精度が損われることになる。

今、半径方向に発生する最大応力をσｒｍａｘとすると
σｒｍａｘは次の（１）式で表わされる関数である。

σｒｍｈｘ　＝：　ｆ　（ｋｓ　）　　　　　　川・・
・（１）（ここでに８はぜん断降伏応力）一方、変形領域がすでに打抜かれた穴に達する圧力つま
シ限昇内圧Ｐｅｒは次の（２）式で表わされる。

Ｐｃｒ＝ｆ（１ｃｒ＋ａ、ｄ）　　＋−・・−１２）こ
こで、ｋＴ；引張）降伏応力ａ；スルーホールピッチｄ；スルーホール直径従って、σｒｍａｘがＰｃｒよ）大きくなった時セラミ
ックグリーンシートがたるみ、ピッチ精度が悪くなる。

今、このσｒｍａｘとＰａｒの比をスルーホールピッチ
との関係で取ると第３図のようにな）、ヌル−ホールピ
ッチがｌトさくなるに従ってこの値が大きくなシ、σｒ
ｍａｘ　／　Ｐｅｒの比が１以上のピッチで、第８図に
示したようにたるみが発生する。この原因は第３図に示
したように一般にセラミックグリーンシートが引張９に
対して非常に弱いことに帰因している。

従って、セラミックグリーンシートに微小ピッチでスル
ーホールを打抜くには、セラミックグリーンシートの引
張夛変形に対する抵抗を大きくするか、ぜん断に対する
抵抗を小さくすれは良い。

このことは（引張変形抵抗）／（ぜん断変形抵抗）を大
きくすることであシ、セラミック粒子を囲む有機物によ
って左右されると考えられた。つまシ、有機バインダの
１合度金大きくするかそのｉｔを多くする、あるいは可
塑剤の量を少なくすることによシこの値を大きくするこ
とが考えられた。セラミックグリーンシートでは金属の
場合のように引張シ、あるいはぜん断変形抵抗を求める
ことは困難であシ、引張）強さとせん断強さの比′！ｉ
−変形抵抗比として考えた。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例によシ更に説明する。セラミック
粉末としてアルミナ粉末を用い、アルミナ粉末９０重量
部に有機バインダＰ、Ｖ、Ｂ、（ポリビニルブチラール
）、可塑剤Ｂ、　Ｐ、　Ｂ、　ｃ、、　（ブチルフタリ
ルブチルグリコレート）及び溶剤を加えて混合してスラ
リーとした。このスラリーを、ドクターブレード法で厚
さ０．２５ａ＋ｍのグリーンシートに成形した。なおグ
リーンシート中の溶剤は、製造工程において揮散してい
る。

引張試験は幅１０　ｗＩｓ　チャック間距離８０簡の条
件で、せん断試験は直径２４．０３　ｍのダイ穴を設け
たダイ上にグリーンシートを！き、直径２４瓢のポンチ
でダイ穴とのクリアランスを両側Ｉμｍで行なった。こ
こで、ひずみ速度は両試験とも０．１　ｓｅｃ””であ
った。

また、スルーホールの打抜きは、直径０．１５ｍのポン
チと穴直径０．１８ｍｍのダイを用いてピッチ０．５鴎
で行なった。

第４図はａｇの重合度ＯＦ、　Ｖ、　Ｂ、　’ｔ−用い
、Ｂ、　Ｐ、　Ｂ。

Ｇ、の量を変えたグリーンシートの変形抵抗比７とたる
み量８ｔ−示す。これかられかるようにたるみ発生領域
Ｂでたるみが発生し、可塑剤量を減らすことによシ、た
るみが生じなくな夛、その童はＰ。

ｖ、Ｂ、の重合度によって異なるが、その時の変形抵抗
比７（引張強さ／ぜん断強さ）は０．６４以上（第４図
中変形抵抗比０．６４以上の領域大）となっている。

一方、Ｐ、Ｖ、Ｂ、の重合度が変わった時のグリーンシ
ートの成形性は第５図に示すように成形可能領域Ｃ１混
合不元分領域り１割れ発生領域Ｅが変わシ、気温、成形
前の脱泡によυ粘度が約３０００　ｃｐＢ変動すること
を考慮に入れるとＰ、　Ｖ、　Ｂ、の重合度の上限は２
０００と考えられる。

また、Ｂ、　Ｐ、　Ｂ、　Ｇ、の量を減らすと第６図に
示すように伸びが減少する。伸びが１％以下になるとグ
リーンシートが脆くな如ハンドリング性が悪くなる。こ
のことからＢ、　Ｐ、　Ｂ、　Ｇ、　ｔの下限は５チと
考えられる。

これからグリーンシートを変形させることなく０．５ｍ
ｍ以下のピッチで打抜くには変形抵抗比を０．６４以上
にすれば良く、その時、Ｐ、Ｖ、Ｂ、の重合度は１００
０〜２０００　、　Ｂ、　Ｐ、　Ｂ、　Ｇ、の童は５〜
７．３　ｖｏｔ　’Ｘ）が良い。

また、Ｐ、　Ｖ、　Ｂ、の量を変えた場合、第７図に示
すようにＰ、　Ｖ、　Ｂ、の量を増やすことによυたる
みが発生しなくなシ、その時の変形抵抗はやに、９０．
６４以上（第７図中ハツチング部分人）となっている。

しかし、Ｐ、　Ｖ、　Ｂ、のｔを垢やすと焼結時、ふく
れあるいは割れが発生しやすく、その上限は３０　ＶＯ
Ｌ％が良い。

以上、述べたように、微細穴を高密度にかつ高精度に打
抜くにはグリーンシートの変形抵抗比を大きくすれば良
く、直径０．１５ｍのスルーホールをピッチ０．５ｗ以
下で高精度に打抜くには変形抵抗比ｔ−０，６４以上に
すれば良い。この時Ｐ、　Ｖ、　Ｂ、の重合度は１００
０〜２０００　、配合量は２０〜３０　ｖｏＬ％、Ｂ、
　Ｐ。

Ｂ、　Ｇ、の配合量は５〜７、ａ　ｖｏｔチが良い。

重合度１．２５０のＰ、　Ｖ、　Ｂ、を２０　ｖｏｔ％
、Ｂ、　Ｐ、　Ｂ、　Ｇ。

を７　ｖｏｔ％含有する残部アルミナよυなるグリーン
シートニ直径０．１５ｍのスルーホールをピッチ０．５
ｍで１２０　Ｘ　１２０閣の領域に打抜いた結果、たる
みはなく、はとんど位置ずれのない高精度のスルーホー
ル加工が出来た。

さらに、有機バインダ量を均やすことはセラミックグリ
ーンシートの面粗さを向上することになシ、配線の印刷
性が向上する。

また、セラミックはアルミナに限らずムライトなどでも
良い。

また、前記のスラリーに焼結助剤を８〜１２重量部加え
たものを、ドクターブレード法でグリーンシートを作成
したものも同様の結果が得られた。

また、グリーンシートの変形抵抗比とたるみを発生しな
いスルーホールピッチ（限界スルーホールピッチ）は第
９図に示すようになっており、これにより、０．５以下
のピッチでスルーホールを打抜く時グリーンシートの変
形抵抗比が決められる。

〔発明め効果〕

以上述べたごとく本発明によれば微小ピッチでスルーホ
ールの打抜きが可能なため、回路基板が約１７４に小さ
く出来、性能は２倍以上になることが期待出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はセラミックグリーンシートの機械的特性（ひず
み速度０．１５ｅｃ−’　）を示す図、第２図はたるみ
の発生を示す模式図、第３図はスルーホールピッチとス
ルーホールの打抜きにおける半径方向最大応力と限外内
圧の比との関係を示す計算結果を示す図、第４図はＢ、
　Ｐ、　Ｂ、　ａ、　′ｊｉとたるみ量及び変形抵抗比
との関係を示す図、第５図はグリーンシートの成形性を
示す図、第６図はＢ、　Ｐ、　Ｂ、　Ｇ、愈と伸びの関
係を示す図、第７図はＰ、　Ｖ、　Ｂ、の蓋とたるみ量
及び変形抵抗比の関係を示す図、第８図はセラミックグ
リーンシートのスルーホールピッチとたるみ量との関係
を示す図、第９図はグリーンシートの変形抵抗比とたる
みを発生しないスルーホールピッチの関係を示す図であ
る。１．２．３．４．５・・・穴、６・・・変形領域、７・
・・変形抵抗比、８・・・たるみ鉦、Ａ・・・変形抵抗
比０．６４以上の領域、Ｂ・・・たるみ発生領域、Ｃ・
・・成形可能領域、Ｄ・・・混合不充分領域、Ｅ・・・
割れ発生領域。代理人　弁理士　　秋　　本　　正　　実第１図ひＡ゛２．（％）第２図第３図スルーエール第４図Ｂ．Ｐ８．Ｇｔ　（ｖｏ７％）第５図瓜をｊ量（ｖｏｔ％）第６図ＢＰ、Ｂ、Ｇ　’ｆ：　（ｖｏｌ　ｏｌｏ）第７図Ｆ！Ｖ、Ｂ量（ｖＯ（％）第８図スル、スールビ・ソｆ（ｍｍ）第９図史予北１克ｒヒ

Claims

【特許請求の範囲】１、引張り強さとせん断強さの比が０．６４以上である
ことを特徴としたセラミックグリーンシート。２、特許請求の範囲第１項において、セラミックグリー
ンシートがアルミナ粉末６２．７〜７５ｖｏｌを％、重
合度１，０００〜２，０００のポリビニルブチラール２
０〜３０ｖｏｌ％、ブチルフタリルブチルグリコレート
５〜７．３ｖｏｌ％よりなるものであることを特徴とす
るセラミックグリーンシート。