JPH0416566A - セラミック基板の焼成方法 - 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】 〔概要〕 セラミック基板の焼成方法に関し、 焼成によるセラミック基板の反りを減少させることを目
的とし、 未焼成のセラミック基板を比較的低温度でバインダを飛
散させる有機成分飛散工程と、この後にセラミンク基板
を比較的高温度で焼結させる焼結工程とからなるセラミ
ック基板の焼成方法において、セラミンク基板の一方の
面を所定時間にわたり焼成した後、セラミック基板を反
転させて、他方の面を更に所定時間にわたり焼成する構
成とした。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、セラミック基板の焼成方法に関する。

Ｃ従来の技術〕 従来、セラミック基板を焼成する場合には、例えば第２
図に示すように、積層された未焼成のセラミック基板１
をその裏面１ａを下にして例えばアルミナを主成分とす
る焼結体からなる治具２の上に載置し、例えばアルミナ
を主成分とする焼結体からなるカバー３で覆ってから窒
素等の不活性ガスを充満させた焼成炉４に挿入し、焼成
炉４の上下左右に配置されたヒータ５を作動させて加熱
する、という手順で行われている。加熱は、例えば第３
図に示すように、セラミック基板１から有機バインダを
飛散させる目的で例えば約４００℃程度の比較的低温で
セラミック基板１を約５時間にわたり加熱した後、セラ
ミックを焼結させる目的で例えば約１０００℃程度の比
較的高温で約３時間にわたってセラミック基板１を加熱
するという手順で行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来のセラミック基板の焼成方法においては
、焼き上がったセラミック基板に比較的反りが顕著に発
生する。例えば３６０鶴四方の大きさと１５鶴（焼成前
）程度の厚さを有するセラミック基板１を焼成すると、
０．９ｍｍ程度の反りが発生する。

セラミック基ｖｉ１に反りが発生する原因は、セラミッ
ク基板１の裏面１ａには熱が雰囲気によって加熱された
治具２から伝導伝達されるのに対し、セラミック基板ｌ
の表面１ｂには雰囲気から熱が伝導伝達されるため、セ
ラミック基板１の表面側と裏面ｌａ側とでの温度履歴に
差異が生じ、表裏両面の焼結度に差異が生じることにあ
ると考えられている。

ところで、セラミック基板１の表裏両面は、この後研磨
して平面化されるが、反りが大きければ大きい程研磨寸
法が大きくなり、研磨時間も長くなる。また、研磨の結
果、内層パターンが破断されるおそれも生じてくる。従
って、セラミック基板の焼成による反りを減少させるこ
とは、研磨時間を短くする上で有効であることは自明で
あるが、これまでのところこの反りを減少させる有効な
手段は見当たらない。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、焼
成によるセラミック基板の反りを減少させることができ
るセラミック基板の焼成方法を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、例えば第１図に示すように、未焼成のセラミ
ック基板１を比較的低温度でバインダを飛散させる有機
成分飛散工程と、この後にセラミック基板１を比較的高
温度で焼結させる焼結工程とからなるセラミック基板の
焼成方法を前提として、上記の目的を達成するため、次
のような手段を講じている。

即ち、セラミック基板１の一方の面を所定時間にわたり
焼成した後、セラミック基板１を反転させて、他方の面
を更に所定時間にわたり焼成する、という手段を講じて
いる。

〔作　　　用〕

本発明においては、セラミック基板ｌの有機成分を飛散
させた後、セラミ・ツク基板１を焼結させる過程でセラ
ミック基板１が表裏反転されるので、セラミック基板ｌ
の両面がいずれも治具に接触しながら加熱される期間と
雰囲気に接触しながら加熱される期間とを経験すること
になり、温度履歴の差異が少なくなり、セラミック基板
１の表裏両面の焼結度の差異が小さくなる。

Ｃ実　施　例〕 以下、本発明の一実施例に係るセラミック基板の焼成方
法を図面に基づき説明する。

このセラミック基板の焼成方法は加熱の温度プロファイ
ルを除けば、従来と同様である。

即ち、第２図に示すように、未焼成のセラミック基板ｌ
をアルミナを主成分とする焼結体からなる治具２の上に
裏面１ａを下にして載置し、アルミナを主成分とする焼
結体からなるカバー３で覆ってから窒素を充満させた焼
成炉４に挿入し、焼成炉４の上下左右に配置されたヒー
タ５を作動させて加熱する。

加熱は、第１図（ａ）に示すように、有機成分飛散工程
及び焼結工程の前半工程を連続して行う第１焼成と、第
２図（ｂ）に示すように焼結工程の後半工程を行う第２
焼成とに分けて行われる。

第１焼成においては、まず、有機成分飛散工程が行われ
る。即ち、炉内温度を室温から３０℃／時間の温度勾配
で上昇させ、約４００℃程度の温度に達した後、約５時
間にわたってこの温度に保持する。これにより、セラミ
ック基板１内の有機成分が炉内に飛散する。

次に、有機成分飛散工程に連続して焼結工程の前半工程
が行われる。すなわち、窒素中で炉内温度を４００℃か
ら４０°／時間程度の温度勾配で昇温させ、７００℃以
上になるとセラミック粒子のガラス化が起こるので焼結
工程に入ることになる。焼結工程では、８００〜９００
℃程度（ここでは９００℃程度）の比較的高温で約４時
間にわたりセラミック基板１を加熱する。この焼結工程
の前半工程では、セラミック基板１はガラス点まで昇温
したところからガラス化し始め順次その範囲が広がって
行くが、ガラス化の進み具合は比較的高温になるセラミ
ック基板１の裏面１ａ側では速（、表面Ｉｂ側では焼結
がゆっくりと進む。ガラス化の進行が速いセラミック基
板１の裏面ｌａ側では焼結度が高く、焼結に伴う収縮率
も高くなるので、セラミック基板１は中高に反り返るこ
とになる。

炉内温度を室温まで低下させた後、セラミ、り基板１を
焼成炉４から取り出し、表裏反転させて治具２の上に載
置し、アルミナを主成分とする焼結体からなるカバー３
で覆ってから窒素を充満させた焼成炉４に挿入し、焼結
工程の後半よりなる第２焼成工程を行う。

即ち、焼成炉４の上下左右に配置されたヒータ５を作動
させて加熱し、炉内温度を室温から８０”Ｃ／Ｈの温度
勾配で上昇させ、１０００℃程度の比較的高温に約３時
間保持した後、自然放冷により低下させる。

この第２焼成工程では、第１焼成工程で治具２に接触し
ながら加熱されていた裏面１ａが雰囲気に接触しながら
加熱され、第１焼成工程で雰囲気に接触しながら加熱さ
れていた表面１ｂが治具２に接触しながら加熱されるこ
とになる。

この第２焼成工程でもセラミック基板１のガラス点まで
昇温しなところからガラス化し始め順次その範囲が広が
って行き、ガラス化の進み具合は比較的高温になるセラ
ミック基板Ｉの表面Ｉｂ側では速（、裏面ｌａ側ではガ
ラス化がゆっくりと進む。そして、粒子同士が焼結され
て収縮する。

しかし、セラミック基板１の裏面Ｉａ側はすでに第１焼
成工程で焼結か進んでいるので、セラミック基板Ｉの表
面Ｉｂ側と裏面Ｉａ側との収縮量の差は小さくなり、セ
ラミック基板ｌの反りは小さくなる。例えば、３６０鶴
四方、厚さ１５Ｎ（焼成前）のセラミック基板工の場合
、従来方法によれば０．９ｍ程度の反りが発注していた
が、この実施例では反りの大きさを０．４ｔｍ程度に減
少させることができた。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、焼成工程においてセラ
ミンク基板を表裏反転させて、セラミック基板の両面に
治具に接触しながら加熱される期間と雰囲気に接触しな
がら加熱される期間とを経験させるので、表裏両面の温
度履歴の差異が少なくなり、焼結度の差異が小さくなる
結果、セラミック基板の反りを減少させることができる
。

また、セラミック基板の反りを減少できるので、後に行
われる研磨工程の研磨時間を短縮することができるとと
もに、研磨による内層パターンの露出や破断を防止する
ことができる等の波及的効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るセラミック基板の焼成
方法の温度プロファイル図であり、第２図は焼成炉の構
成図であり、第３図は従来方法の温度プロファイル図で
ある 図中、 Ｉ・・・セラミンク基板。 ズ先へかの構へ図 第 図 Ｌ！（列の譬り＆プロファイル 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕未焼成のセラミック基板（１）を比較的低温度で
   バインダを飛散させる有機成分飛散工程と、この後にセ
   ラミック基板（１）を比較的高温度で焼結させる焼結工
   程とからなるセラミック基板の焼成方法において、 セラミック基板（１）の一方の面を所定時間にわたり焼
   成した後、セラミック基板（１）を反転させて、他方の
   面を更に所定時間にわたり焼成することを特徴とする、
   セラミック基板の焼成方法。