JPS62121012A - 平滑な曲面端部を有するセラミックス基板とその製法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、新規な形状のセラミック基板及びその製法に
関する。更に、詳しくは、少なくとも１つの平滑な曲面
の端部を持つセラミ／り基板に関する。

［従来の技術］ 従来のセラミック基板は、一般的に云えば、テープ成形
法、押し出し成形法、プレス成形法の３つの製造方法の
いずれかにより製造きれる。

テープ成形法は、セラミック粉体とバインダーと溶剤を
混合して得られるスラリーをドクターブレードにより、
キャリアテープ上に均一に塗付し、乾燥することにより
グリーンテープを得る。

その後、プレス打ち抜きにより所望の形状に切断し、焼
成してセラミック基板を得る。

押し出し成形法は、セラミック粉体とバインダーと溶剤
を混練して得られる坏土を長方形をした口金部を通して
押し出し、そして、乾燥することにより、グリーンシー
トを得る。その後の処理工程は、テープ成形法と同じで
ある。

プレス成形法は、セラミック粉体とバインダーと溶剤を
混合し、スプレードライヤー等で均一な２次粒子に造粒
したものを、プレス金型に充填し、圧力をかけて成形し
、成形物を得る。焼成以降の処理工程は、テープ成形法
と同じである。

上記の３つの方法は、セラミ／り基板の上下面のみを使
用する場合には、十分な表面の平滑性を有する。然し乍
ら、最近のコンピュータ、通信。

民生機器等の多くの分野で高密度配線が強く要求されて
いるため、セラミック基板の上下面のみならず、端面を
も配線面として、利用することが望まれ、そのとき１次
のような問題点がある。先ず、テープ成形と押し出し成
形法においては、基板の端面ば、グリーンテープの打ち
抜き切断面に該当し１面の性状は、非常に荒れており、
その後の焼成によっても改善されることはない、プレス
成形法においては、基板の端面ば、プレス金型の側面に
相当し、端面自体の性状は、良好であるが、多くの場合
基板表面と端面のかどには、プレス金型の下型と上型の
クリアランスが原因で、パリと呼ばれる鋭角的な突起が
ある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は１以上の如く殆ど利用きれていなかった
端面をも利用できるようにすることである。即ち、基板
の端面にも導体層を形成することを可能とするような平
滑な曲面の端部を持つセラミ７り基板を提供することを
１本発明の目的とする。前記のように、従来のセラミッ
ク基板では。

直接に平滑な端面を持つ基板を製造出来なかった。また
、従来の方法で作られたセラミック基板の端面を研摩す
ることにより導体層を直接に形成できる平滑性を得るこ
とは非常に困難であり、十分な平滑性を得るには、多大
な労力を必要である。側面の研摩を例えば平砥石で行な
う場合、多数の平面で構成されるために不連続のあるカ
ドが存在し、導体形成時に断線等の可能性が著しく高く
、信頼性に欠ける。また９曲面を有する砥石を持ち入る
場合にも、グリーンシート成形時の厚さのバラツキによ
り、平面と端面の部分には、不連続の角度が存在するた
め同様に信頼性に欠ける。

研摩のために生じた不連続の角をなくすために、ガラス
層を形成する方法もあるが、その方法も角の部分のガラ
ス層が薄くなるため、安全を見て厚めにガラスグレーズ
層を形成するのが通例である。然し乍ら、ガラスグレー
ズ層は、熱の伝導率カ低いなめ、この端面を例えばサー
マルプリンター用ヘッドとして、使用する場合には、ガ
ラスグレーズ層が、厚いために印字の際の尾引きが生じ
、高速化の要求には、対応しにくい等の問題がある。こ
れらの問題を、解決するために本発明のセラミック基板
を発明した。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、セラミックグリーンシードを成形し、そのグ
リーンシートを折り曲げ、接合して。

折り曲げ部分が曲面を形成しているグリーンシート成形
体を焼成することにより製造された１曲面を有するセラ
ミック基板及び、セラミックグリーンシートを成形し、
そのグリーンシートを折り曲げ、接合して、折り曲げ部
分が曲面を形成しているグリーンシート成形体を焼成す
ることによる。

平滑な曲面端部を有するセラミック基板の製法である。

本発明は、セラミック基板の新規な形状を提供するもの
である。少なくとも１端部に平滑な曲面を有するセラミ
ック基板であり、これにより、基板の端面にも、連続的
に電気的な接続を得ることができるようしたものである
。

尚１本明細書において、［セラミック基板］とは、電気
部品１回路をその上に載置するため２アルミナ、シリカ
、マグネシア、タルク、カオリン珪石、炭酸カルシウム
などの無機酸化物、無機粉末物或いはその混合物の粉末
を所定の形状に成形し、焼成することにより得られる製
品をいう。

また、［グリーンシート］とは、焼成前の、成形された
だけのセラミック基板プリフォームをいう。

本発明は、第１図（ｂ）の如き構造を持つセラミック基
板１である。即ち、折り曲げられたセラミックグリーン
シート１より構成きれる。少なくとも１端部に曲面端面
を有するセラミック成形体を焼成することに得られる少
なくとも１端面に平滑な曲面を有するセラミック基板で
ある。新規な形状を持つセラミックグリーンシート構成
体を焼成することで、十分な平滑性を持つ曲面端部を有
することができた。

本発明のセラミック基板の製造方法を第１図（ａ）（ｂ
）に模式的に示す、第１図の（ａ）のＡ、Ａ’、Ｂ。

Ｂ’、Ｃ，Ｃ’の長方形の１枚のセラミックグリーンシ
ート１を打ち抜き或いは切断し、用意する。

このグリーンシート１を第１図（ｂ）の如く折り曲げセ
ラミック成形体２を作る。

即ち、グリーンシート１を中央部ｃ−ｃ’からＡがＢに
、Ａ′がＢｏに重なるように２つ折りにし、接合する。

このことにより、１端部４に曲面ができる。

このｃ−ｃ　’の曲面の端部４は２元来基板の表面であ
った部分であるために、基板表面と同様に平滑であり、
しかも、基板表面と曲面端部４とのつながりは、連続的
な曲面である。従って、このセラミック成形体を焼成し
て、セラミック基板とした場合にも、この性状は、変わ
らなく、端面４の平滑性の高いセラミック基板を得るこ
とができる。

用いるべきセラミ／フグリーンシートは、アルミナ、シ
リカ、マグネシア、タルり、カオリンエ圭石、炭酸カル
シウムなどのセラミック基板の材料になる無機酸化物或
いはその混合物の或いは無機粉末原料或いは、それらに
融点を下げるためにフラックス材料、ガラス化物質を混
入したものの粉末よりなるスラリー又は坏土を、ドクタ
ーブレード法または押し出し成形法などでシート状に成
形したものである。

その厚さは、０．０１ｍｍ　〜３．０ｍｍの範囲のもの
であり、好適には０．０５〜１．０ｍｍの範囲であり、
それは、基板設計及び製造すべき回路設計に依存するも
のである。

導体層に利用される材料としては、金、銀。

銅、白金、モリブデン、タングステンなど電気良導性金
属であり、そのペーストをスクリーン印刷法などにより
セラミック基板表面上に印刷し、導体層とすることがで
きる。

実施例では、アルミナ基板を例として示したが、セラミ
ック基板としては、他に、　ＳｉＣ，ＡＩＮ等の高熱伝
導性の基板材料、ＰＺＴ等の圧電性基板、ＢａＯ−工１
０８等の誘電性基板、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等の磁性基
板等においても、同様に９本発明のセラミ／り基板を適
用し１作成することができる。

無機酸化物、無機粉末等のセラミック基板の原料として
、アルミナ、カオリン、タルク、珪石。

炭酸カルシウム等を挙げることができるが、これらは、
粘土鉱物であり、鉱物の産地、ロット等により２組成は
、かなり異なり、使用に際しては。

鉱物を分析して、目標の組成値に合うように配合量を変
えて調整しなければならない、更に、上記に粘度物質以
外、純粋な化学原料又は同様な組成のガラス原料を用い
ることもできる。

セラミックグリーンシート成形のための技法は、非水系
と水系に分けられる。非水系での形成法は、セラミック
基板の原料の無機粉末を有機溶剤で、混練し、成形する
方法である。水系のグリーンシート成形は、水で混練し
、成形するものである０本発明は、非水系、水系いずれ
によってでも適用できる。

非水系でのグリーンシート形成法における。バインダー
としては、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂、ニト
ロセルロース、ボリエデレン、ポリ塩化ビニル等を使用
でき、可塑剤としては、フタル酸ジプチル、フタル酸ジ
メチル、フタル酸ジオクチル、ステアリン酸ブデル等が
あり９分散剤としては、モノオレイン、脂肪酸、魚油、
ベンゼンスルホン酸等がある。また、溶剤としては、メ
タノール、エタノール、インプロパツール、ブタノール
、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエ
チルケトン、トリクロロエチレン等の有機溶剤を用いる
ことができる。

更に、水系でのグリーンシート形成法では、バインダー
として、アクリル樹脂、エチレンオキサイドポリマー、
エチルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルアル
コール、ポリビニルピロリドン、インシアナート、ワッ
クス等を用いることができる。可塑剤としては、エチレ
ングリフール、フタル酸ジプチル、フタル酸ブチルベン
ジル、トルエンスルホン酸エチル等を用いることができ
る０分散剤としては、ポリカルボン酸アンモニウム塩、
リン酸ガラス、スルホン酸アリル等を用いることができ
る。

本発明により得られるセラミック基板は１例えば、サー
マルヘッド基板、ＩＣ基板などに使用され得る。

次に９本発明のセラミック基板成形体の製造について説
明するが１本発明は２次の実施例に限定されるものでは
なく、他のグリーンシート組成でも用いられるものであ
る。

［実施例１］ アルミナ粉末３００ｇ、タルク４ｇ、粘土１５＆の組成
の９６％アルミナ組成とするセラミック原料粉末に、バ
インダーとして、ポリビニルブチラール３０ｇ、ｉｌＦ
剤として、トリクロロエデレンとエタノール合わせて２
００ｍ１．可ｍ剤としてフタル酸ジブデル１５ｍ１を加
え、２４時間。

１．６１容量のボールミルで混合して得たスラリーをド
クターブレード法にて成形し、乾燥し、厚さ０．６ｍｍ
のグリーンシートを得た。このグリーンシートを、第１
図のような方法により、折り曲げ、熱圧着により接合し
、焼成した。焼成後。

取り出した製品には１割れた率は、かなり多かったもの
の２割れが生じないで得られた製品では。

端部の曲面の表面粗跡は、平均粗さで、約０．４μｍで
あった。これは、焼成セラミック基板の表面と同等の粗
さであり、突起等の表面欠陥が、ないために、スクリー
ン印刷等の手法によって端面表面へ導体層を形成するた
めには、十分な表面性状である。

［実施例２］ 実施例１の可凹剤の量を３倍量として、同様な試験を行
なった。得られたセラミックグリーンシートは、より柔
軟性の高いものであった。その柔軟性の増したグリーン
シートを用いて、焼成し。

セラミック基板を得た。その結果、熱圧着及び焼成時の
割れの減少した曲面端部を持つセラミック基板を得るこ
とができた。

［実施例３］ 実施例１と同じロフトのグリーンシートを折り曲げ接合
する部分に、有機溶剤を塗布し、折り曲げ、接合し、焼
成し、セラミック基板を得た。その結果、より平滑な曲
面端部を持つ一体となったセラミック基板を得ることが
できた。

［実施例４］ χ流側３の有機溶剤の代わりに、有機溶剤にバインダー
を溶解し１ｌｔＬ、た接着剤を用いて塗布し、同様な製
造方法によってセラミック基板を製造した。その結果、
より滑らかな曲面端部を持つ一体となったセラミック基
板を得ることができた。

本発明において、アルミナ等のセラミック基板の原料の
配合は、そのセラミック基板の用途により、変えて、基
板目的に適合するものにしなけれ。

ばならない、また、無機粉末とバインダー等との配合比
についても、無機粉末の粒度分布、バインダーの重合度
、粘度等により、大きく異なり、キャスティング性及び
グリーンシートのハンドリング性により決定しなければ
ならない。

また、上記の例では、ドクターブレードによるキャステ
ィング成形法による場合で説明したが。

これ以外に、押し出し成形法及び湿式加圧成形法等のい
ずれによっても１本発明に従い２作成し。

グリーンシートを処理することにより１本発明の新規な
形状を有するセラミック基板を製造することができる。

［発明の効果］ 本発明により、上記のように、端面をも電気回路を載置
できる面として利用できるセラミｙり基板が提供できる
。導体層の形成が出来なかった端面をも利用できるセラ
ミンク基板が、可能になり、ハイブリッドＩＣ，その他
の電気部品及び回路の設計において、より可能性を高め
ることができ、設計の自由度を高め、そして、立体性を
有効に活用するコンパクトな電気部品を可能にするもの
である。

更に１本発明により、複雑な構造のセラミック基板、集
積回路を簡単な工程で、安価に、製造することが可能に
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明のセラミック基板の構成と成形体の製
造法を示す斜視図である。 ［主要部分の符号の説明コ １１．、セラミックグリーンシート； ２９１．セラミック成形体； ４００９曲面端部： 特許出願人　　三菱鉱業セメント株式会社代理人　　弁
理士　　倉　持　　裕 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示　昭和６０年特許願第２６１３８５号２
、発明の名称 平滑な曲面端部を有するセラミック丸基板とその製法３
、補正をする者　　事件との関係　　出願人住所　東京
都千代田区丸の内−丁目５番１号三菱鉱業セメント株式
会社 代表者小林久明 ４、代理人 〒１０２東京都千代田区一番町１１の１電話（０３）２
６４−４４０２ ５、補正により増加する発明の数　　　　　　０６、補
正の対象 ７、補正の内容 く１）明細書の第３頁第１７行の［かどコを［角］に訂
正 、　　する。 （２）明細書の第４頁第１３行の［不連続のあるカド］
を［不連続の角］に訂正する。 （３）明細書の第７頁第１３行、同頁第１４行及び同頁
第１６行の［端部３コを［端部４コに訂正する。 （４）明細書の第９頁第１２行の［粘度物質］を［粘土
物質コに訂正する。 （５）明細書の第１３頁第８行の［調整］を［調製コに
訂正する。 （６）明細書の第１５頁第７行の［，４、、、曲面端部
］を［３，、、曲面端部コに訂正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックグリーンシートを成形し、そのグリー
   ンシートを折り曲げ、接合して、折り曲げ部分が曲面を
   形成しているグリーンシート成形体を焼成することによ
   り製造されることを特徴とする平滑な曲面端部を有する
   セラミック基板。
2. （２）セラミックグリーンシートを成形し、そのグリー
   ンシートを折り曲げ、接合して、折り曲げ部分が曲面を
   形成しているグリーンシート成形体を焼成することを特
   徴とする平滑な曲面端部を有するセラミック基板の製法
   。