JPH04265268A - アルミナ基板の製法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミナ基板の製法に
関し、この製法によったアルミナ基板は、例えば回路パ
ターンを形成する絶縁基板として有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミナ基板で代表されるセラミックス
基板は、基板表面に導体ペーストを用いて印刷する厚膜
法あるいは蒸着による薄膜法、またはメッキ等により回
路パターンを形成した回路板の絶縁基板として使用され
るものであるが、最近回路板の小型化、多機能化に伴い
回路パターンの高密度化とともに回路幅を狭くするいわ
ゆるファインパターン化が要求されている。この様な要
求に応えるアルミナ基板としては、当然のことながら高
い寸法精度、低いそり、等の品質が求められる。

【０００３】このような寸法精度とそりは、アルミナ基
板の製法に深く関係しており、概して焼成時の収縮率が
小さいものが有利である。アルミナ基板を得るための焼
成を施す成形品は、一般的には押出成形とドクターブレ
ード法によって得られるが、押出成形による成形品は高
い密度を有し、焼成時の収縮率が小さい点で寸法精度、
そりに対して有利である。

【０００４】これらのことに加えて、近年、高周波用の
アルミナ基板の要求が急速に高まり、従来の純度９６％
程度のアルミナ基板では、これらの要求を十分に満たし
きれないため、純度９９％以上の高純度アルミナ基板が
、この要求に応えるものとして使用されてきている。 このような高純度アルミナ基板に用いられるアルミナ粉
末は、粒径の小さい微粉末であるので、収縮率の小さい
成形品を製造するのに適した押出成形を採用した場合に
は、粉末の表面エネルギーが大きいため凝集しやすく、
かつ押出成形時に用いる坏土は、水分が少ないため成形
品に粉末凝集物が発生しやすく、この凝集物は焼成後は
幾分小さくなるものの、得られるアルミナ基板は表面粗
度の大きなものとなる。

【０００５】さらには、成形品中に含むバインダーとし
てメチルセルロースを用いた場合、メチルセルロース中
に水に不溶の成分が含まれていると、この不溶成分は焼
成後はポアの発生原因となる。そしてこのポアは、回路
の断線の原因となり、ファインパターンになるほど回路
の断線の危険が増える。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、この発明
は、粉末凝集物の少ない焼成前の成形品を得ることによ
って、表面粗度の小さいアルミナ基板を製造することを
課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るアルミナ
基板の製法は、アルミナ粉末、メチルセルロース水溶液
の濾液、及び添加剤とを含むスラリーを乾燥する工程と
、この乾燥工程で得られた乾燥物に水を添加して混練し
た後、押出成形して得られた成形品を焼成する工程とを
含むことを特徴とするものである。

【０００８】以下、本発明を詳しく説明する。本発明で
用いるアルミナ粉末の平均粒径は、約１．　０μｍ以下
の微粉末が好ましい。このアルミナ粉末のバインダーと
してのメチルセルロース、その他の添加剤が水中に分散
したスラリーを乾燥する工程において、この発明の特徴
は特定の処理を経たメチルセルロースを用いる点にある
。 すなわちメチルセルロースは、一旦原料であるメチルセ
ルロースを水に溶解した水溶液を濾過した濾液で用いる
ものである。　　添加剤は、例えば可塑剤、離型剤及び
滑剤等適宜スラリー中に溶解して含むものであり、もち
ろんその他の添加剤がスラリーに含むことを除くもので
はない。

【０００９】以上のスラリーを乾燥すると、アルミナ粉
末の表面にメチルセルロースがコーティングされた顆粒
状に造粒された乾燥物が得られる。この顆粒状の乾燥物
は、水添によってセルロースが溶解して軟らかくなり、
混練によって顆粒が破壊し、てアルミナ粉末が粉末が独
立に解離した一次粒子の性状を帯び、水溶液の状態にま
で均質に分散する。ここで顆粒状の乾燥物の破壊しやす
さは、アルミナ粉末の表面にコーティングされたメチル
セルロースの溶解しやすさに関係し、乾燥物の含水率が
３ｗｔ％以上で調製すると効果的である。すなわち乾燥
物に含まれる水が多いと、顆粒状乾燥物への水の浸透が
促進し、メチルセルロースも溶解しやすくアルミナ粉末
の均一な分散を高める。なお、乾燥物の含水率が３ｗｔ
％に達していない場合は、メチルセルロースの溶解に時
間を要するため、混練前にねかしが必要である。乾燥物
の含水率の上限は、１５ｗｔ％を越えると押出成形によ
って一定の形状を保持する成形品の製造が困難となる。

【００１０】押出成形によって得られた成形品は、焼成
を受け、目的とするアルミナ基板となる。焼成条件は、
特に制限はなく通常約１６００℃の焼成温度でなされる
。

【００１１】

【実施例１】平均粒径０．　４μｍのアルミナ粉末（住
友化学社製　　商標；ＡＥＳ−１１Ｃ）１００重量部（
以下，単に部と表す）にポリカルボン酸アンモニューム
塩から成る分散剤（花王社製　　商標；ポイズ５３２Ａ
）として１．　２５部，及びイオン交換水３０部を加え
、ボールミルで２０時間混合し、アルミナ粉末が一次粒
子で含有する一次スラリーを調製した。バインダーとし
て粉末のメチルセルロース（松本油脂社製　　商標；マ
ーポローズ　　６０ＳＨ−４０００）を一旦イオン交換
水に溶かして２％の水溶液に調製し、孔径１０μｍの濾
紙で濾過した。この濾液３００部を上記の一次スラリー
に添加し、可塑剤としてグリセリンを４部、ソルビタン
モノカプリレート複合エステルから成る離型剤（日本油
脂社製　　商標；セラミゾールＣ−０８）を２部、さら
にポリオキシアルキレンブチルエーテルから成る滑剤（
日本油脂社製　　ユニループ５０ＭＢ−２６）を２部添
加し、十分に混合し、二次スラリーとした。この二次ス
ラレーをロータリーキルンで乾燥し、乾燥物を得た。こ
の乾燥物の含水率は、１０．　５ｗｔ％であった。なお
、含水率は、１１０℃２時間乾燥した時の重量変化から
求めた。

【００１２】この乾燥物を用いて、アルミナ粉末１００
部に対して水が１７部になるように不足の水を５部添加
し、十分に混合後セラミックス製の三本ロールを用いて
混練し、押出成形用の坏土とした。この坏土を用いて押
出成形機によって成形品として、厚み約０．　８ｍｍの
グリーンシートを得た。さらにこの成形品のグリーンシ
ートを約１０ｃｍ角に打抜き、１６００℃で焼成しアル
ミナ基板とした。

【００１３】

【実施例２】実施例１での二次スラリーをドラムドライ
ヤーで乾燥して乾燥物を得た。この乾燥物の含水率は２
．　２ｗｔ％であった。　　この乾燥物を用いて、アル
ミナ粉末１００部に対して水が１７部になるように不足
の水を１４．５部添加し、充分に混合した。つぎにこの
材料を水が蒸発しないようにポリ袋で密封し、２４時間
放置後セラミックス製の三本ロールを用いて混練し、押
出成形用の坏土とした。この坏土を用いて実施例１と同
一の条件で目的とするアルミナ基板を得た。

【００１４】

【比較例１】平均粒径０．　４μｍの実施例１のアルミ
ナ粉末１００部にバインダーとして実施例１の粉末のメ
チルセルロースを６部加え、ボールミルで充分に混合後
、可塑剤としてグリセリンを４部、実施例１の離型剤を
２部、実施例１の滑剤を２部、水を１７部添加し十分に
混合した。混合後、実施例１と同一の条件で成形品とし
てのグリーンシート及び最終製品のセラミックス基板を
得た。

【００１５】以上の実施例と比較例において得られたグ
リーンシートとアルミナ基板の表面１ｃｍ四方を顕微鏡
で約１００倍の倍率によって観察し、５０μｍ以上の突
起物として現れる粉末凝集物の数を数えた。この観察を
一個の試料について５点行い、その平均値をその試料の
粉末凝集物数として表１に示した。

【００１６】また、アルミナ基板の表面粗度については
、ＪＩＳ−Ｂ０６０１に準じた表面粗さＲａ，Ｒｍａｘ
を測定した。さらにアルミナ基板を染料によって全面を
染めた後に洗い流してポアのみを染色し、５ｃｍ四方に
ついて、顕微鏡の倍率約１００倍で３０μｍ以上のポア
の数を数え、その結果も併せて表１に示した。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】この発明に係るアルミナ基板の製法によ
ると、表面粗度の小さいアルミナ基板を製造することが
でき、回路パターンのファインパターン化に有効なもの
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アルミナ粉末、メチルセルロース水溶
   液の濾液、及び添加剤とを含むスラリーを乾燥する工程
   と、この乾燥工程で得られた乾燥物に水を添加して混練
   した後、押出成形して得られた成形品を焼成する工程と
   を含むことを特徴とするアルミナ基板の製法。
2. 【請求項２】　　上記乾燥物の含水率が３ｗｔ％以上で
   ある請求項１のアルミナ基板の製法。