JPH04243979A - グリーンシート基材の焼成方法 - Google Patents
グリーンシート基材の焼成方法Info
- Publication number
- JPH04243979A JPH04243979A JP3008682A JP868291A JPH04243979A JP H04243979 A JPH04243979 A JP H04243979A JP 3008682 A JP3008682 A JP 3008682A JP 868291 A JP868291 A JP 868291A JP H04243979 A JPH04243979 A JP H04243979A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- firing
- green sheet
- carbon
- sheet base
- scattering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックプリント配線
板の製造行程におけるグリーンシート基材の焼成方法に
関する。
板の製造行程におけるグリーンシート基材の焼成方法に
関する。
【０００２】近年のコンピュータシステムの処理能力増
加要求に伴い、半導体部品の性能が向上しており、これ
を搭載するプリント配線板も高密度化及び高性能化が要
求されている。
加要求に伴い、半導体部品の性能が向上しており、これ
を搭載するプリント配線板も高密度化及び高性能化が要
求されている。
【０００３】このため、プリント配線板としては、従来
の有機材を使ったものに代わって、より高密度化が可能
なセラミックプリント配線板が使われるようになってき
ている。
の有機材を使ったものに代わって、より高密度化が可能
なセラミックプリント配線板が使われるようになってき
ている。
【０００４】このセラミックプリント配線板の電気的特
性は、焼成後の残留炭素と関係する。残留炭素が多いと
電気的特性（絶縁、誘電率）が悪化し、残留炭素が少な
いと電気的特性が良好となる。
性は、焼成後の残留炭素と関係する。残留炭素が多いと
電気的特性（絶縁、誘電率）が悪化し、残留炭素が少な
いと電気的特性が良好となる。
【０００５】従って、グリーンシート基材の焼成は、焼
成後の残留炭素量が１００ｐｐｍ 程度にまで少なくな
るように行うことが必要とされる。
成後の残留炭素量が１００ｐｐｍ 程度にまで少なくな
るように行うことが必要とされる。
【０００６】焼成は、グリーンシート基材に含まれてい
るバインダ等の有機成分を飛散させることを目的とする
第１の焼成と、ガラスセラミックスの焼結と銅ペースト
の焼結を目的とする第２の焼成との二段階で行われる。
るバインダ等の有機成分を飛散させることを目的とする
第１の焼成と、ガラスセラミックスの焼結と銅ペースト
の焼結を目的とする第２の焼成との二段階で行われる。
【０００７】第１の焼成は、Ｎ２ ＋Ｈ２ Ｏ（水蒸気
）の雰囲気で行われ、第２の焼成はＮ２ の雰囲気で行
われる。
）の雰囲気で行われ、第２の焼成はＮ２ の雰囲気で行
われる。
【０００８】焼成後の残留炭素量は、第１の焼成と関係
する。
する。
【０００９】
【従来の技術】図３は従来の焼成の温度プロファイルを
示す。
示す。
【００１０】第１の焼成は、蒸発する有機成分を蒸発さ
せて飛散させる過程１と、蒸発しない有機成分を解重合
させる過程２と、解重合された炭素をＣＯ又はＣＯ２
として飛散させる過程３とを有する。
せて飛散させる過程１と、蒸発しない有機成分を解重合
させる過程２と、解重合された炭素をＣＯ又はＣＯ２
として飛散させる過程３とを有する。
【００１１】第１の焼成は、基板割れが発生しないよう
にすることに重点をおいた焼成プロファイルで行われて
おり、過程１の昇温速度は１℃／ｍｉｎ と遅く、且つ
過程３の昇温速度も過程１の昇温速度と等しかった。
にすることに重点をおいた焼成プロファイルで行われて
おり、過程１の昇温速度は１℃／ｍｉｎ と遅く、且つ
過程３の昇温速度も過程１の昇温速度と等しかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】焼成して得たセラミッ
ク基板の残留炭素量は、２２０ｐｐｍ 程度もあり、誘
電率は６．２程度もあり、電気的特性が良くなかった。
ク基板の残留炭素量は、２２０ｐｐｍ 程度もあり、誘
電率は６．２程度もあり、電気的特性が良くなかった。
【００１３】本発明は、残留炭素量を少なくすることを
可能としたグリーンシート基材の焼成方法を提供するこ
とを目的とする。
可能としたグリーンシート基材の焼成方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、グリ
ーンシート基材を徐々に加熱し、蒸発する有機成分を蒸
発させて飛散させ、次いで蒸発しない有機成分を解重合
させ、解重合された炭素をＣＯ又はＣＯ２ として飛散
させて焼成を行う焼成方法において、解重合された炭素
を飛散させる過程の昇温を、蒸発する有機成分を蒸発さ
せて飛散させる過程の昇温速度より速い速度で行うよう
構成したものである。
ーンシート基材を徐々に加熱し、蒸発する有機成分を蒸
発させて飛散させ、次いで蒸発しない有機成分を解重合
させ、解重合された炭素をＣＯ又はＣＯ２ として飛散
させて焼成を行う焼成方法において、解重合された炭素
を飛散させる過程の昇温を、蒸発する有機成分を蒸発さ
せて飛散させる過程の昇温速度より速い速度で行うよう
構成したものである。
【００１５】請求項２の発明は、請求項１において、解
重合された炭素を飛散させる過程の昇温度速度を約０．
９ ℃／ｍｉｎ としたものである。
重合された炭素を飛散させる過程の昇温度速度を約０．
９ ℃／ｍｉｎ としたものである。
【００１６】
【作用】請求項１の発明において、解重合された炭素を
飛散させる過程の昇温速度を、有機成分を蒸発させる過
程の昇温速度より速い速度とすることは、焼結開始温度
を実質上上昇させて、焼結開始を遅らせ、炭素が抜け出
せなくなる時点を遅らせ、その分多くの炭素を飛散させ
る。
飛散させる過程の昇温速度を、有機成分を蒸発させる過
程の昇温速度より速い速度とすることは、焼結開始温度
を実質上上昇させて、焼結開始を遅らせ、炭素が抜け出
せなくなる時点を遅らせ、その分多くの炭素を飛散させ
る。
【００１７】請求項２の発明において、解重合された炭
素を飛散させる過程の昇温速度を約０．９ ℃／ｍｉｎ
とすることにより、焼成されたセラミック基板の残留
炭素量を１００ｐｐｍ とする。
素を飛散させる過程の昇温速度を約０．９ ℃／ｍｉｎ
とすることにより、焼成されたセラミック基板の残留
炭素量を１００ｐｐｍ とする。
【００１８】
【実施例】図１は本発明のグリーンシート基材の焼成方
法の一実施例の焼成温度プロファイルを示す。
法の一実施例の焼成温度プロファイルを示す。
【００１９】図中、図３に示す構成部分と対応する部分
には同一符号を付す。第１の焼成のうち、過程１では、
線Ｉで示すように、０．１ ℃／ｍｉｎ という極く遅
い昇温速度で加熱される。
には同一符号を付す。第１の焼成のうち、過程１では、
線Ｉで示すように、０．１ ℃／ｍｉｎ という極く遅
い昇温速度で加熱される。
【００２０】グリーンシート基材に割れは生じない。グ
リーンシート基材に含まれるバインダ等の有機成分のう
ち、熱分解（蒸発）により飛散するものが飛散する。こ
れにより、グリーンシート基材は重量が軽くなると共に
非常にもろくなる。過程２では、線ＩＩで示すように、
４３０℃に約５時間保たれる。
リーンシート基材に含まれるバインダ等の有機成分のう
ち、熱分解（蒸発）により飛散するものが飛散する。こ
れにより、グリーンシート基材は重量が軽くなると共に
非常にもろくなる。過程２では、線ＩＩで示すように、
４３０℃に約５時間保たれる。
【００２１】この過程２においては、上記の過程１にお
いて飛散させずに残っている有機成分の分子構造のつな
がりを断つ解重合が行われる。
いて飛散させずに残っている有機成分の分子構造のつな
がりを断つ解重合が行われる。
【００２２】続く過程３では、線ＩＩＩ で示すように
、０．９ ℃／ｍｉｎ という、過程１の昇温速度の９
倍速い昇温速度で加熱される。
、０．９ ℃／ｍｉｎ という、過程１の昇温速度の９
倍速い昇温速度で加熱される。
【００２３】この過程においては、解重合された炭素が
水蒸気として混入されているＨ２ Ｏの酸素と反応して
ＣＯ又はＣＯ２ となって飛散する。
水蒸気として混入されているＨ２ Ｏの酸素と反応して
ＣＯ又はＣＯ２ となって飛散する。
【００２４】飛散は、後述するように従来に比べて効率
良く行われ、炭素含有量が減る。炭素が飛散することに
より、グリーンシート基材の色はかなり白くなる。
良く行われ、炭素含有量が減る。炭素が飛散することに
より、グリーンシート基材の色はかなり白くなる。
【００２５】この段階では蒸発する成分は全て抜け出し
ており、昇温速度が０．９ ℃／ｍｉｎ と速くても、
基材は割れない。
ており、昇温速度が０．９ ℃／ｍｉｎ と速くても、
基材は割れない。
【００２６】続く過程４では、線ＩＶで示すように、８
４０℃に、約３時間保たれる。過程３の途中の７００℃
付近から焼結が開始し、過程４全体に亘って焼結が行わ
れ、グリーンシート基材は少し焼結され、脆さが多少改
善され、取り扱い易くなる。
４０℃に、約３時間保たれる。過程３の途中の７００℃
付近から焼結が開始し、過程４全体に亘って焼結が行わ
れ、グリーンシート基材は少し焼結され、脆さが多少改
善され、取り扱い易くなる。
【００２７】続いて過程５において、線Ｖで示すように
、冷却される。この後、Ｎ２ 雰囲気とされている別の
焼成炉において、１００８℃にまで加熱し、この温度に
約３時間保ち、その後徐冷することにより、第２焼成を
行う。
、冷却される。この後、Ｎ２ 雰囲気とされている別の
焼成炉において、１００８℃にまで加熱し、この温度に
約３時間保ち、その後徐冷することにより、第２焼成を
行う。
【００２８】この第２焼成によって、ガラスセラミック
が焼結し、銅ペーストが焼結し、セラミック基板となる
。
が焼結し、銅ペーストが焼結し、セラミック基板となる
。
【００２９】このセラミック基板を適宜加工し、表面に
薄膜導体パターンを形成すると、セラミックプリント配
線板が完成する。
薄膜導体パターンを形成すると、セラミックプリント配
線板が完成する。
【００３０】第２焼成完了後のセラミック基板の残留炭
素量を測定したところ約１００ｐｐｍ と少なくなって
いた。
素量を測定したところ約１００ｐｐｍ と少なくなって
いた。
【００３１】このため、セラミック基板の誘電率は５．
７程度となり、従来に比べて高くなり、良好な電気的特
性を有する。
７程度となり、従来に比べて高くなり、良好な電気的特
性を有する。
【００３２】なお、前記過程３の昇温速度を０．４ ℃
／ｍｉｎ に設定した場合には、第２焼成完了後のセラ
ミック基板の残留炭素量は約２００ｐｐｍ であった。
／ｍｉｎ に設定した場合には、第２焼成完了後のセラ
ミック基板の残留炭素量は約２００ｐｐｍ であった。
【００３３】このことから、過程３の昇温速度と、焼成
されたセラミック基板の残留炭素量との間には、図３中
線Ｘで示す関係があることが分かる。
されたセラミック基板の残留炭素量との間には、図３中
線Ｘで示す関係があることが分かる。
【００３４】次に、第１焼成のうち過程３の昇温速度を
速くすることにより、炭素がグリーンシート基材より抜
け易くなる理由について説明する。
速くすることにより、炭素がグリーンシート基材より抜
け易くなる理由について説明する。
【００３５】一般に、昇温速度が遅いと、焼結開始温度
が低く、昇温速度が速いと、焼結開始が遅れて焼結開始
温度が実質上上昇することが知られている。
が低く、昇温速度が速いと、焼結開始が遅れて焼結開始
温度が実質上上昇することが知られている。
【００３６】ガラスセラミックは、通常それを構成する
成分（アルミナ、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス）の内
、ホウケイ酸ガラスの焼結によりセラミックになる。 焼結が始まるとホウケイ酸ガラスの粒子は互いに結合し
て粒径が大きくなって行き、他の成分（アルミナ、石英
ガラス）を包み込んでしまう。この時、焼結前に存在し
ていた粒子間の空隙は、焼結が進むにつれて外に追い出
され基板の密度は高くなり、同時に基板サイズは収縮す
る。
成分（アルミナ、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス）の内
、ホウケイ酸ガラスの焼結によりセラミックになる。 焼結が始まるとホウケイ酸ガラスの粒子は互いに結合し
て粒径が大きくなって行き、他の成分（アルミナ、石英
ガラス）を包み込んでしまう。この時、焼結前に存在し
ていた粒子間の空隙は、焼結が進むにつれて外に追い出
され基板の密度は高くなり、同時に基板サイズは収縮す
る。
【００３７】また焼結が進むと、それまでＣＯ又はＣＯ
２ が抜け出す空間となっていた部分が閉じられてしま
う。
２ が抜け出す空間となっていた部分が閉じられてしま
う。
【００３８】焼結開始温度が上昇すると、粒子間の空間
が閉じる時点が遅れ、それだけ多くの量の炭素が抜け出
し、焼成後のセラミック基板に残る炭素量が減る。
が閉じる時点が遅れ、それだけ多くの量の炭素が抜け出
し、焼成後のセラミック基板に残る炭素量が減る。
【００３９】以上のように昇温速度を速くすると、焼結
開始温度が上昇し、焼結開始が遅れ、遅れた分だけ多く
の量の炭素が抜け出し、焼成後のセラミック基板に残る
炭素量が減ることになると考えられる。
開始温度が上昇し、焼結開始が遅れ、遅れた分だけ多く
の量の炭素が抜け出し、焼成後のセラミック基板に残る
炭素量が減ることになると考えられる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明した様に、請求項１の発明によ
れば、セラミック基板の炭素残留量を従来に比べて少な
くすることが出来、その分電気的特性の良好なセラミッ
ク基板（セラミックプリント配線板）を製造することが
出来る。
れば、セラミック基板の炭素残留量を従来に比べて少な
くすることが出来、その分電気的特性の良好なセラミッ
ク基板（セラミックプリント配線板）を製造することが
出来る。
【００４１】請求項２の発明によれば、炭素残留量が１
００ｐｐｍ 程度と少なく、電気的特性に優れたセラミ
ック基板（セラミックプリント配線板）を製造すること
が出来る。
００ｐｐｍ 程度と少なく、電気的特性に優れたセラミ
ック基板（セラミックプリント配線板）を製造すること
が出来る。
【図１】本発明のグリーンシート基材の焼成方法の一実
施例の温度プロファイルを示す図である。
施例の温度プロファイルを示す図である。
【図２】図１の過程３の昇温速度と残留炭素量との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図３】従来のグリーンシート基材の焼成方法の１例の
温度プロファイルを示す図である。
温度プロファイルを示す図である。
１ 蒸発する有機成分を蒸発させて飛散させる過程２
蒸発しない有機成分を解重合させる過程３ 解重
合された炭素をＣＯ又はＣＯ２ として飛散させる過程 ４ 焼成過程 ５ 冷却過程
蒸発しない有機成分を解重合させる過程３ 解重
合された炭素をＣＯ又はＣＯ２ として飛散させる過程 ４ 焼成過程 ５ 冷却過程
Claims (2)
- 【請求項１】 グリーンシート基材を徐々に加熱し、
蒸発する有機成分を蒸発させて飛散させ、次いで蒸発し
ない有機成分を解重合させ、解重合された炭素をＣＯ又
はＣＯ２ として飛散させて焼成を行う焼成方法におい
て、解重合された炭素を飛散させる過程（３）の昇温を
、蒸発する有機成分を蒸発させて飛散させる過程（１）
の昇温速度より速い速度で行うよう構成したことを特徴
とするグリーンシート基材の焼成方法。 - 【請求項２】 請求項１において、解重合された炭素
を飛散させる過程（３）の昇温度速度を約０．９ ℃／
ｍｉｎ としたことを特徴とするグリーンシート基材の
焼成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008682A JPH04243979A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | グリーンシート基材の焼成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008682A JPH04243979A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | グリーンシート基材の焼成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04243979A true JPH04243979A (ja) | 1992-09-01 |
Family
ID=11699696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008682A Withdrawn JPH04243979A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | グリーンシート基材の焼成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04243979A (ja) |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP3008682A patent/JPH04243979A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |