JPS63112473A - セラミツク基板の製造方法 - 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 本発明は、セラミック基板の製造方法に係り、特に電子
部品を組み込んだり、搭載するときに使用するもので、
抗折強度を向上させたセラミック基板に関する。

従来の技術 セラミック基板は、電子部品を組み込んだり、搭載する
ために広く使用されている。これらの電子部品は小型化
、軽量化が指向されており、これに伴ってセラミック基
板も薄型化が指向されている。

しかしながら、このようなセラミック基板は、脆く、電
子部品を組み込むときや、搭載するとき、あるいはこれ
らの電子部品を装着した基板を電子機器に組み込むとき
に折れることがある。

そのため薄型セラミック基板の抗折強度を向上する工夫
が施されている。例えばセラミック原料粉末の純度を９
９．９％以上に高めたり、その粒径を１μｍ程度に微粒
化して焼成したセラミック板はその気孔率が１〜２％程
度に減少し、組織が緻密化されて抗折強度が向上する。

例えば、巾８，５　ｔ＊、長さ５０顛、厚さ２．０鰭の
基板の抗折強度は２６００ｒ−４／ｄであった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このように高純度セラミック原料や微粒
子のセラミック原料を用いても十分な抗折強度が得られ
ていない。また、このような高純度原料は高価であり、
得られるセラミック基板は高いものになるという問題点
があった。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、未焼成セラミ
ック板の両主面にこの未焼成セラミック板の焼成収縮率
より小さな焼成収縮率の未焼成セラミック層を積層して
一体に焼成することを特徴とするセラミック基板の製造
方法を提供するものである。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明のセラミック基板の製造方法は、焼成工程におけ
るセラミック層の焼成収縮率をセラミック板の焼成収縮
率より小さくし、セラミック層にセラミック板による圧
縮力を作用させてその組織を緻密化する。この焼成収縮
率αは、 Ｌｏ　−Ｌｓ α＝　−□　ｘｌｏｏ　（％） し０ で表される。ここで、Ｌｏは焼成前の長さ、Ｌｓは焼成
後の長さである。

セラミック板とセラミック層のそれぞれの焼成収縮率α
の差は０．３〜３．５％の範囲であることが好ましい。

この差が大き過ぎると、セラミック層にクランクが住じ
ることがあり、また小さ過ぎるとセラミック層の収縮応
力の効果が不十分になる。

また、各セラミック層の厚さはセラミック板の厚さの１
７６以下が好ましいが、１／２以下であれば良い。この
際各セラミック層は同じ厚さであることが好ましい。

本発明に係わるセラミック基板は、セラミック板とその
両主面に設けられるセラミック層からなるが、このセラ
ミック板を作成するには、セラミック原料を樹脂、可塑
剤、溶剤、添加剤等とともにボールミル等により混練し
、これを例えばドクターブレード法等の適宜手段により
塗布し、例えば７０〜１００℃で乾燥させて未焼成セラ
ミック原料シート板を作成する。一方、セラミック層は
上記セラミック板と同様にシートを作成し、これをセラ
ミック板両面に重ねて上記と同様に圧着してから焼成す
る方法、あるいは上記セラミック板の表面にセラミック
原料を樹脂、可塑剤、溶剤、添加剤等とともに混練して
作成したペーストを例えばスクリーン印刷等の適宜手段
にて塗布し、乾燥させたのち焼成する方法が例示される
。

上記のセラミック板、セラミック層に使用される圧着シ
ートは単体のものでも良いが、それぞれの！シートを積
層したものでも良い。

上記のようにして作成された未焼成セラミック原料シー
トやこれに塗布されたペースト膜が焼成されると、可燃
物は焼失してセラミックのみが残され、これによりセラ
ミック板とセラミック層が一体になり、かつその焼成過
程でセラミック板がセラミ７り層より多く収縮し、この
結果セラミック層に収縮力が作用してその組織が緻密化
される。

作用 セラミック板にセラミック層を形成し、このセラミック
層の焼成収縮率をセラミック板の焼成収縮率より小さく
したので、焼成によってセラミック層に収縮力が作用し
、セラミック層の組織が緻密化され、折れ曲げ強度が向
上し、抗折強度を高めることができる。

実施例 次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ 純度９６〜９９％のセラミック原料粉末を用いて表１の
Ａ掴の混合物（平均粒径２．５μｍ）を開製し、この混
合物１００重量部とポリビニルブチラール樹脂７重量部
、ジブチルフタレート７重量部、アセトン３０重量部、
オレイン酸０．５重量部からなる樹脂溶液４４．５重量
部とをボールミルにて混練してスラリーを作成し、この
スラリーを用いてドクターブレード法によりポリエチレ
ンテレフタレートフィルム上に塗工速度１．０ｍ／ｍｉ
ｎで塗布し８０℃で加熱乾燥後、幅１００　ｔｍ、厚さ
２５０μｍの長尺な未焼成セラミック原料シートａを作
成した。

また、上記において表１のＡｔ＆ｌの樹脂溶液組成及び
その使用量を表１のＢ＆ｌに記載したものにした以外は
同様にして未焼成セラミック原料シートｂを作成した。

この未焼成セラミック原料シー）ｂを８枚重ね、さらに
その上下に上記未焼成セラミック原料シートａを各１枚
重ねて９０℃、２５０Ｋｇ／ｃ＋ｄの圧力で圧着して圧
着板を形成した。この圧着板を幅ＩＱｗｍＸ長さ６０ｍ
に切断し、昇温速度６００℃／ｍｉｎで９５０℃まで昇
温し、この９５０℃で２時間保持した後、冷却速度６０
０℃／ｍｉｎで常温まで冷却し、試験片とした。

この試験片の曲げ強度（抗折強度）を曲げ強度試験機に
より支点間隔３０龍で測定した結果を表２に示す。

なお、それぞれの未焼成セラミック原料シートａ、ｂの
焼成収縮率及び抗折強度を次のようにして求め、その結
果を表１に示す。

それぞれの未焼成セラミック原料シートａ、ｂを１００
ｕ四方に切断し、その１０枚を重ねて９０℃、２５０　
Ｋｇ／ａｄの圧力で圧着し、この圧着シートを幅ｌＱｍ
Ｘ長さ６０’ｔｍに切断して試験片とする。その長さＬ
Ｏをマイクロメータで測定したのち、９５０℃で２時間
保持する上記と同様の焼成プロファイルでこの試験片を
焼成してその長さＬｓを測定する。焼成収縮率αを上記
式より求める。次にこの試験片の曲げ強度（抗折強度）
を上記と同様に曲げ試験機により求める。

実施例２ 実施例１において、表１のＡ＋ＦｙＪに記載された組成
物からなるペーストのドクターブレード法による塗工速
度を１．５ｍ／ｒｎｉｎとした以外は同様にして未焼成
セラミック原料シートｃを作成し、この未焼成セラミッ
クシートＣを未焼成セラミックシートａの代わりに用い
た以外は同様にして試験片を作成し、この試験片につい
て実施例１と同様に抗折強度を測定し、その結果を表２
に示す。なお、未焼成セラミック原料シートＣについて
も実施例１の場合と同様に焼成収縮率αを求め、その抗
折強度を求めた結果とともに表１に示す。

実施例３ 実施例１において、表１のＡ欄のセラミック原料混合物
の代わりにＤ欄のセラミック原料混合物を用いた以外は
同様にして未焼成セラミ７クシートｄを作成し、これを
未焼成セラミックシートｂの代わりに用いた以外は同様
にして試験片を作成し、この試験片についても上記と同
様に抗折強度を測定し、その結果を表２に示す。なお、
未焼成セラミックシートｄについても上記と同様に焼成
収縮率αを求め、その抗折強度を求めた結果とともに表
１に示す。

実施例４ 実施例１において、未焼成セラミック原料シートｂを８
枚用いる代わりに６枚用い、未焼成セラミックシートａ
を各１枚用いる代わりに各２枚用いた以外は同様にして
試験片を作成し、この試験片について上記と同様に抗折
強度を測定し、その結果を表２に示す。

実施例５ 純度９９．９％の表１のセラミック原料混合物１００重
量部にエチルセルローズ４重量部、ターピネオール４０
重量部、オレイン酸０．５重量部を加えてボールミルで
混練してセラミックペーストを作成し、このセラミック
ペーストを実施例１で作成した未焼成セラミック原料シ
ー）３１０枚を圧着して作成した圧着板の両主面にシル
クスクリーン印刷により塗布し、１２０℃で加熱乾燥さ
せて成膜しく乾燥膜厚４０μｍ）、ついで焼成し、試験
片を作成した。

この試験片についても上記と同様に抗折強度を測定し、
その結果を表２に示す。

比較例１〜４ 純度９９．９９％、平均粒径１μｍのセラミ７り原料粉
末を用いて表１のＡ欄、Ｂ掴、Ｃ欄、Ｄ欄に記載した組
成のペーストを実施例１と同様に調製し、このそれぞれ
のペーストから実施例１と同様にそれぞれの未焼成セラ
ミック原料シートを作成しついでそれぞれのシートから
それぞれ厚さ２．５μｍの圧着板を作成し、これから実
施例１と同様にして焼成した試験片を作成し、上記と同
様にその曲げ強度を測定した結果を表２に示す。

（この頁以下余白） 表１ 表２ 以上の結果から、実施例のものはいずれも焼成収縮率の
同じ層からなるセラミック板に比べ、その抗折強度が向
上しているのみならず、高純度のセラミック原料を用い
た比較例のものよりも抗折強度が向上していることがわ
かる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、セラミック板の両
主面にセラミック層を積層したセラミック基板を焼成す
るに際し、セラミック層の焼成収縮率をセラミック板の
焼成収縮率の小さくしたので、その焼成過程でセラミッ
ク層はセラミック板より収縮力を受け、これによりセラ
ミック層の組織が緻密になり、抗折強度を向上すること
ができる。これにより、従来のように高純度のセラミッ
ク原料を用いたり、粒径の小さいセラミック原料を用い
ることなく常用のセラミック原料を用いることができ、
コストの低減になるのみならず、従来のものより抗折強
度が高いので特に多層配線基板等の積層圧着する基板の
実用価値を増大することができる。

昭和６１年１０月２８日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）未焼成セラミック板の両主面にこの未焼成セラミ
   ック板の焼成収縮率より小さな焼成収縮率の未焼成セラ
   ミック層を積層して一体に焼成することを特徴とするセ
   ラミック基板の製造方法。