JPH02149470A

JPH02149470A - セラミックス基板の製造方法

Info

Publication number: JPH02149470A
Application number: JP63302675A
Authority: JP
Inventors: Norimi Kikuchi; 菊池　紀實
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-08
Also published as: JPH0465028B2

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、セラミックス基板の製造方法に関する。

（従来の技術）近年、セラミックスは、耐熱性、耐摩耗性などの機械的
性質のほか、電磁気的、光学的機能、さらに生体適合性
など種々の優れた性質を備えたものが作製され、多くの
分野で使用されている。

特に、熱伝導率、絶縁性などに優れた窒化アルミニウム
やベリリア製のセラミックスは、エレクトロニクス分野
においてハイブリッドＩＣなどの回路基板として重要な
役割を果たしている。

このようなセラミックス基板は、原料のセラミックス粉
末に適量の焼結助剤、有機バインダ滑剤などを添加した
後、ペースト状とし、このペーストをドクターブレード
法などによってシート状に成形しく以下、未焼成のセラ
ミックスシートを、グリーンシートと称する。）脱脂、
焼成することによって作製されている。

焼成は、添加した焼結助剤によって形成される液相によ
る緻密化焼結によっておこなわれ、回路の形成されてい
ないグリーンシートは、通常、同一成分のグリーンシー
トを複数枚重ねて焼成されている。

そして、グリーンシートを複数枚重ねて同時に多数のセ
ラミックス基板を作製する場合は、個々のグリーンシー
トが相互に付着しないように、ボロンナイトライドやア
ルミナなどの敷き粉をそれぞれのグリーンシート間に介
在させて重ねていた。

この敷き粉は、容器中に入れた敷き粉のなかにグリーン
シートを入れ、２〜３回敷き粉中を通過させることによ
ってグリーンシート表面にまぶされ、さらに焼成は、常
圧焼結または雰囲気加圧焼結などの方法で行われる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述した焼成方法によると、焼成するグ
リーンシートの厚さか０．０ｍｍ以下と薄くなるにつれ
て、得られた焼結体に反りが生じ、この反りを修正する
ために反り直しの工程が必要であった。

しかも、生じる反りは２〜３ｍｍ　／６０＋＋ｖにもお
よび、１回の反り直しでは所望の精度の基板が得られず
、数回の反り直し作業が必要であった。

そこで、このような反りを防ぐために、複数枚重ねたグ
リーンシートの上に耐熱性部材からなる重しを載せて焼
成することが行われている。

ところが、グリーンシートは脱脂および焼成時に有機バ
インダーや水分か除去されるために生じる体積の収縮が
あり、重しを載せることによって重しとグリーンシート
の収縮率の差から、複数枚重ねたグリーンシートの上層
側と下層側ではグリーンシートの収縮が不均一となり、
この不均一な収縮によって、反りや外形寸法のばらつき
が生じるという問題かあった。

さらに、反り直し時には基板が割れる確率が高く、歩留
りの低下が問題となっていた。

本発明はこのような問題に対処するためになされたもの
で、０．６１１ｍ以下の薄いグリーンシートを用いた場
合でも、焼成時に基板の反りを生じさせず、均一な寸法
精度を有するセラミックス基板を多量生産することが可
能なセラミックス基板の製造方法を提供することを目的
とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明のセラミックス基板の製造方法は、セラミックス
粉末に結合剤を加えて所定形状に成形したセラミックス
シートを脱脂、焼成してセラミックス基板を製造するに
際し、前記焼成を、前記セラミックスシート上に該セラ
ミックスと同一材質の脱脂体からなる重しを載せて行う
ことを特徴としている。

本発明に使用するセラミックスは、アルミナ、ジルコニ
アなどの酸化物系セラミックス、または窒化アルミニウ
ム、窒化ケイ素などの非酸化物系セラミックスなど、各
種のセラミックスを使用することが可能で、特に限定は
ない。

そして、これらのセラミックス粉末にたとえば焼結助剤
、有機系バインダーなどを適量添加し、ペースト状にし
た後、ドクターブレード法などによってセラミックスペ
ーストをシート状に成形する。

または、プレス成形、ロール成形などの方法を用いても
よい。

その後、このグリーンシートの上に、焼成しようとする
グリーンシートと同一成分でかつ、このグリーンシート
１層当たりの重さより重い脱脂体からなる重しを載せて
焼成する。

あるいは、脱脂していない重しをグリーンシト上に載せ
て、重しとグリーンシートを同時に脱脂してもよい。

重しの重さは、焼成しようとするグリーンシート１層の
重さに対して１．５倍から　３倍の範囲が好ましい。

重しの重さが焼成しようとするグリーンシート１層の重
さに対して１．５倍以下であると、焼成後に得られるセ
ラミックス基板の反りが１〜２ｍｍ／６０１―と大きく
、１回の反り直しでは修正することができない。

一方、重しの重さが焼成しようとするグリーンシートの
重さに対して３倍以上であると、グリーンシートの焼成
時の収縮が一定にならず、形状寸法にばらつきを生む原
因となる。

なお、焼成は、不活性ガス中による常圧下や加圧下で焼
成したり、あるいは、ホットプレス法などによって行う
。

（作　用）本発明のセラミックス基板の製造方法によれば、セラミ
ックスシート上にこのセラミックスと同一材質の脱脂体
からなる重しを載せて焼成している。

したがって、グリーンシートと重しの焼成時における収
縮率の差をなくし、焼成後に生じるセラミックス基板の
反りを・最少限におさえ、寸法精度の高いセラミックス
基板を得ることができる。

さらに、反り直しの作業が１回で済むため、反り直しの
工程におけるセラミックス基板の破損が減少し、歩留り
の向上ならびにコストダウンを図ることができる。

（実施例）次に、本発明の実施例について説明する。

実施例第１図は、本発明のセラミックス基板の製造方法におけ
る焼成時の状態を示す図である。

はじめに、セラミックス粉末として窒化アルミニウム粉
末を使用し、窒化アルミニウム粉末９５重量％、焼結助
剤としてＹ２Ｏ３を３重量％、バインダーを所定量混合
し、原料粉末を調製した。

そして、この原料粉末によるペーストをドクターブレー
ド法によって厚さ　０．８ｍｍ±　０．０４ｍｎ＋のシ
ト状に成形した後、１３０ｍｍＸ　ＧＯｍ＋ｎの外形寸
法に切断してグリーンシート１を作製した。

このグリーンシート１には、グリーンシートを積層した
時にグリーンシート同士が相互付着しないように敷き粉
（ボロンナイトライド）を堆積させた。

なお、敷き粉は以下のような方法によって堆積させた。

底面にメツシュを有する容器中に敷き粉を入れる。この
容器には、さらに衝撃揚動部が設けられており、この衝
撃揚動部を介して衝撃か容器に伝達され、容器中の敷き
粉がメツシュを通過して落ちるようになっている。

このような容器を移動ベルト上空に固定し、移動ベルト
上に配置したグリーンシートに敷き粉がかかるように設
定する。

上述したような容器と移動ベルトを用いた方法を用いる
ことにより、敷き粉を均一な厚さでかたよりなく、グリ
ーンシート上に堆積させることができた。

このような方法でグリーンシート１に敷き粉を堆積させ
た後、敷き粉を介してグリーンシート１を４枚重ね、窒
化アルミニウム製のセフタ２上に配置し、次いで、アル
カリ浴によって脱脂を行った。

一方、上述したグリーンシート１と同一成分で、かつ、
グリーンシート１層当たりのおちさより、２．５倍の重
さを有する重し３を、上記グリーンシート１と同一条件
で脱脂した。

そして、敷き粉を介して重し３をグリーンシート１上に
載せ、窒素ガス中、１７５０℃で２時間焼成した。

なお、脱脂は、重し３をグリーンシート１上に載せた後
、同時に行うこともできる。

こうして作製されたセラミックス基板は、反りが１ｉｎ
７８０ｍｍ以下におさえられ、個々のセラミックス基板
の外形寸法のばらつきもみられなかった。

また、２枚以上のグリーンシートを重ねて焼成する際、
個々のグリーンシート間に敷き粉を介在させることによ
ってグリーンシート同士の相互付着を防止することがで
き、歩留りが向上した。

比較例実施例と同一条件でグリーンシートを作製し、各グリー
ンシート間には敷き粉を介在させて実施例と同様のセラ
ミックス積層体とした。

そして、グリーンシート１層当たりのおちさより、５倍
の重さを有する重しを、上記グリーンシートと同一条件
で脱脂した。

そして、敷き粉を介して重しをグリーンシート上に載せ
、窒素ガス中、１７５０℃で２時間焼成した。

こうして作製されたセラミックス基板は、重しが重すぎ
たためにグリーンシートの収縮が一定にならず、形状寸
法にばらつきが生じ、４回の反り直しが必要であった。

［発明の効果］以上説明したように、本発明のセラミックス基板の製造
方法によれば、焼成時にグリーンシートと同一材質の脱
脂体からなる重しを載せて焼成するため、０．６＋ｎｎ
＋以下程度の薄いグリーンシートを用いた場合でも、焼
成時に生じる基板の反りを最小限に抑えることができ、
寸法精度の高いセラミックス基板を得ることができる。

また、反り直しの回数が削減されるためコストダウンを
図ることができる。

さらに、反り直し回数の削減によって、反り直し工程に
おけるセラミックス基板の破損率が低下し、歩留りを向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のセラミックス基板の製造方法におけ
る焼成時の状態を示す図である。１・・・・・・・・・グリーンシート２・・・・・・・・・セッター３・・・・・・・・・重し出願人　　　　　　株式会社　東芝

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミックス粉末に結合剤を加えて所定形状に成
形したセラミックスシートを脱脂、焼成してセラミック
ス基板を製造するに際し、前記焼成を、前記セラミックスシート上に該セラミック
スと同一材質の脱脂体からなる重しを載せて行うことを
特徴とするセラミックス基板の製造方法。