JPH0455842B2 - - Google Patents
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- JPH0455842B2 JPH0455842B2 JP62250882A JP25088287A JPH0455842B2 JP H0455842 B2 JPH0455842 B2 JP H0455842B2 JP 62250882 A JP62250882 A JP 62250882A JP 25088287 A JP25088287 A JP 25088287A JP H0455842 B2 JPH0455842 B2 JP H0455842B2
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はセラミツクス基板の製造方法に関す
る。
る。
（従来の技術）
ヒータなどに回路基板として用いるセラミツク
ス基板を製造する方法において、板形の成形体を
成形するためには、薄板を精度良く成形できるこ
とからドクターブレード法が採用されている。こ
の方法は、セラミツクス粉末に溶剤、結合剤、可
塑剤および界面活性剤などの有機成分を添加した
材料からなるスラリーを、送られてくるシートの
上に流し出し、その厚さをドクターで調整して板
形の成形体を成形する方法である。
ス基板を製造する方法において、板形の成形体を
成形するためには、薄板を精度良く成形できるこ
とからドクターブレード法が採用されている。こ
の方法は、セラミツクス粉末に溶剤、結合剤、可
塑剤および界面活性剤などの有機成分を添加した
材料からなるスラリーを、送られてくるシートの
上に流し出し、その厚さをドクターで調整して板
形の成形体を成形する方法である。
さらに、セラミツクス基板の製造において成形
体を焼結する方法として、パターンを形成するペ
ーストと焼結体とを強固に密着でき高い精度の品
質を得ることができるために同時焼成法が採用さ
れている。この方法は、焼結前に成形体にペース
トを印刷し、さらに焼結後に焼結体を複数に分割
する必要がある場合には分割仕切り用のスリツト
を形成し、その後で成形体の焼成とペーストの焼
成を一回の焼成で同時に行う方法である。なお、
セラミツクス基板では通常一方の面にパターンを
形成し、他方の面は他の部品と組合せるために絶
縁上の点でパターンを形成していない。
体を焼結する方法として、パターンを形成するペ
ーストと焼結体とを強固に密着でき高い精度の品
質を得ることができるために同時焼成法が採用さ
れている。この方法は、焼結前に成形体にペース
トを印刷し、さらに焼結後に焼結体を複数に分割
する必要がある場合には分割仕切り用のスリツト
を形成し、その後で成形体の焼成とペーストの焼
成を一回の焼成で同時に行う方法である。なお、
セラミツクス基板では通常一方の面にパターンを
形成し、他方の面は他の部品と組合せるために絶
縁上の点でパターンを形成していない。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、前記のようにドクターブレード
法により成形体を形成し、この成形体にペースト
を印刷し、さらに分割仕切り用のスリツトを形成
した後に形成体とこれに印刷したペーストを同時
に焼成してセラミツクス基板を製造する方法にお
いては次に述べる問題がある。
法により成形体を形成し、この成形体にペースト
を印刷し、さらに分割仕切り用のスリツトを形成
した後に形成体とこれに印刷したペーストを同時
に焼成してセラミツクス基板を製造する方法にお
いては次に述べる問題がある。
すなわち、焼成を行つて得られた焼成体は、ペ
ーストを印刷した面側およびスリツトを形成した
面側に大きな反り（この反りは第１図で示すよう
に焼成体１の四方の各側縁が同じ面側に向けて反
る状態をいう）、例えば70〜100μｍ／inch程度の
反りを発生することがある。このように大きな反
りを持つセラミツクス基板は、その平行度の精度
が良くないために、表面に例えば回路パターンを
精度良く印刷することができないなど回路基板と
して使用できないという問題がある。
ーストを印刷した面側およびスリツトを形成した
面側に大きな反り（この反りは第１図で示すよう
に焼成体１の四方の各側縁が同じ面側に向けて反
る状態をいう）、例えば70〜100μｍ／inch程度の
反りを発生することがある。このように大きな反
りを持つセラミツクス基板は、その平行度の精度
が良くないために、表面に例えば回路パターンを
精度良く印刷することができないなど回路基板と
して使用できないという問題がある。
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、
反りの発生が無い焼成体のセラミツクス基板を得
ることができるセラミツクス基板の製造方法を提
供することを目的とする。
反りの発生が無い焼成体のセラミツクス基板を得
ることができるセラミツ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］
（問題点を解決するための手段と作用）
本発明の発明者は、ドクターブレード法による
成形体の成形と同時焼成法とを組合せたセラミツ
クス基板の製造方法において、焼結体に反りが発
生する問題について種々研究を行つてきたが、こ
のなかで反りの発生原因を追求するために実験を
行つた。従来からドクターブレード法で成形体を
成形する場合には、セラミツクス粉末に添加した
有機成分が、成形体の表面と裏面の両方に均等に
分散することが好ましいとされ、このように有機
成分が均等に分散するようにコントロールして成
形体の成形を行つている。そこで、まず有機成分
が均等に分散するように成形した成形体を使用
し、表面と裏面の両方ともに加工、すなわちペー
ストの印刷およびスリツトの形成を施さずに焼成
を行つた。この結果、焼成体には両方の面側にも
反りが発生しなかつた。次に前と同じく有機成分
が均等い分散した成形体を使用し、この成形体の
一方の面にペースト印刷のみを施したもの、一方
の面にスリツトのみを形成したものを夫々焼成し
た。この結果、得られた焼成体のいずれともペー
ストを印刷した面及びスリツトを形成した面が内
側となる大きな反りが発生した。これにより反り
の原因が成形体に施す加工、すなわちペースト印
刷およびスリツト形成体にあることがわかつた。
これは、前者の場合はセラミツクス成形体とベー
ストの熱膨張係数が異なることにより反りが発生
し、後者の場合なスリツトの存在により成形体の
各面の熱膨張係数が異なるために反りが発生する
と考えられる。
成形体の成形と同時焼成法とを組合せたセラミツ
クス基板の製造方法において、焼結体に反りが発
生する問題について種々研究を行つてきたが、こ
のなかで反りの発生原因を追求するために実験を
行つた。従来からドクターブレード法で成形体を
成形する場合には、セラミツクス粉末に添加した
有機成分が、成形体の表面と裏面の両方に均等に
分散することが好ましいとされ、このように有機
成分が均等に分散するようにコントロールして成
形体の成形を行つている。そこで、まず有機成分
が均等に分散するように成形した成形体を使用
し、表面と裏面の両方ともに加工、すなわちペー
ストの印刷およびスリツトの形成を施さずに焼成
を行つた。この結果、焼成体には両方の面側にも
反りが発生しなかつた。次に前と同じく有機成分
が均等い分散した成形体を使用し、この成形体の
一方の面にペースト印刷のみを施したもの、一方
の面にスリツトのみを形成したものを夫々焼成し
た。この結果、得られた焼成体のいずれともペー
ストを印刷した面及びスリツトを形成した面が内
側となる大きな反りが発生した。これにより反り
の原因が成形体に施す加工、すなわちペースト印
刷およびスリツト形成体にあることがわかつた。
これは、前者の場合はセラミツクス成形体とベー
ストの熱膨張係数が異なることにより反りが発生
し、後者の場合なスリツトの存在により成形体の
各面の熱膨張係数が異なるために反りが発生する
と考えられる。
しかしながら、セラミツクス基板として回路パ
ターンなどの加工は必要であり、これを回避する
訳にはいかない。そこで、発明者は焼成体の反り
の発生を抑制する要素として、成形体に添加され
ている有機成分の存在に着目して種々の実験を行
つた。この結果、発明者はドクターブレード法に
より成形した成形体における表面と裏面に存在す
る有機成分の量が異なる場合、すなわち有機成分
が不均等に分散している場合に、この成形体を焼
成すると、得られた焼結体における有機成分が少
ない方の面が外側となる大きな反りが発生するこ
とを見出した。
ターンなどの加工は必要であり、これを回避する
訳にはいかない。そこで、発明者は焼成体の反り
の発生を抑制する要素として、成形体に添加され
ている有機成分の存在に着目して種々の実験を行
つた。この結果、発明者はドクターブレード法に
より成形した成形体における表面と裏面に存在す
る有機成分の量が異なる場合、すなわち有機成分
が不均等に分散している場合に、この成形体を焼
成すると、得られた焼結体における有機成分が少
ない方の面が外側となる大きな反りが発生するこ
とを見出した。
そこで、発明者は有機成分の量の不均等により
反りが発生することに着目して、この現象を成形
体の加工による反りの発生を抑制する手段として
利用して反りの発生が小さいセラミツクス基板の
製造方法を見出した。これはドクターブレード法
により有機成分の分散が不均等な成形体を形成
し、この成形体の有機成分の量が少ない方の面に
ペースト印刷などの加工を施して同時焼成を行う
と、焼結時に成形体に存在する要素を原因とする
各面の反りが相互に抑制されて、結果として反り
の発生がほとんど無い焼成体を得ることができる
方法である。
反りが発生することに着目して、この現象を成形
体の加工による反りの発生を抑制する手段として
利用して反りの発生が小さいセラミツクス基板の
製造方法を見出した。これはドクターブレード法
により有機成分の分散が不均等な成形体を形成
し、この成形体の有機成分の量が少ない方の面に
ペースト印刷などの加工を施して同時焼成を行う
と、焼結時に成形体に存在する要素を原因とする
各面の反りが相互に抑制されて、結果として反り
の発生がほとんど無い焼成体を得ることができる
方法である。
すなわち、本発明のセラミツクス基板の製造方
法は、セラミツクス粉末に有機成分を添加した材
料を使用するセラミツクス基板の製造方法におい
て、前記有機成分の存在する量が第一の面と他の
面で異なる板形のセラミツクス成形体を成形する
工程と、前記セラミツクス成形体の両面のうち前
記有機成分の量が少ない方の面に加工を施す工程
と、前記加工を施したセラミツクス成形体を焼結
する工程とを具備することを特徴とするものであ
る。
法は、セラミツクス粉末に有機成分を添加した材
料を使用するセラミツクス基板の製造方法におい
て、前記有機成分の存在する量が第一の面と他の
面で異なる板形のセラミツクス成形体を成形する
工程と、前記セラミツクス成形体の両面のうち前
記有機成分の量が少ない方の面に加工を施す工程
と、前記加工を施したセラミツクス成形体を焼結
する工程とを具備することを特徴とするものであ
る。
以下本発明のセラミツクスの製造方法について
説明する。
説明する。
本発明は厚さ0.3〜2.0mm程度の薄板のセラミツ
クス基板を対象とする。
クス基板を対象とする。
先ず、セラミツクス粉末に有機成分を添加して
スラリーを作り、このスラリーを使用してドクタ
ーブレード法により第一の面と他の面において存
在する有機成分の量が異なる板形のセラミツクス
成形体を成形する。
スラリーを作り、このスラリーを使用してドクタ
ーブレード法により第一の面と他の面において存
在する有機成分の量が異なる板形のセラミツクス
成形体を成形する。
セラミツクス材料としては、アルミナ、窒化け
い素などの広い範囲のセラミツクスを対象にでき
る。セラミツクス粉末に添加する有機成分はドク
ターブレード法において一般に使用するものであ
り、溶剤として１、１、１、トリクロロエタン、
ｎ−ブタノール、テトラクロロエチレンなどがあ
り、可塑剤、結合剤、界面活性剤などとして
TBP、PBVなどがあげられる。有機成分の添加
割合は、成形工程で有機成分を不均等に分散する
ように制御することを考慮して設定する。例え
ば、重量比で８〜13％の有機成分を添加する。
い素などの広い範囲のセラミツクスを対象にでき
る。セラミツクス粉末に添加する有機成分はドク
ターブレード法において一般に使用するものであ
り、溶剤として１、１、１、トリクロロエタン、
ｎ−ブタノール、テトラクロロエチレンなどがあ
り、可塑剤、結合剤、界面活性剤などとして
TBP、PBVなどがあげられる。有機成分の添加
割合は、成形工程で有機成分を不均等に分散する
ように制御することを考慮して設定する。例え
ば、重量比で８〜13％の有機成分を添加する。
ドクターブレード法により製造する成形体の厚
さは約0.2〜1.0mmである。このドクターブレード
法により成形体を成形するに際しては、成形体の
第一の面と他の面に存在する有機成分の量が異な
るように成形条件を制御する。例えば、シートの
上で成形される成形体の正面（上面）における有
機成分の量をセラミツクスに対して４〜６％と
し、裏面（下面）の有機成分の量をセラミツクス
に対して２〜４％として、表面側の有機成分の量
を下面側に比較して２〜４％多くする。このよう
に成形体における有機成分の分散量を制御するた
めに、成形条件を例えば最高温度100〜130℃、ス
ラリーの送り速度を12ｍ／時間とする。
さは約0.2〜1.0mmである。このドクターブレード
法により成形体を成形するに際しては、成形体の
第一の面と他の面に存在する有機成分の量が異な
るように成形条件を制御する。例えば、シートの
上で成形される成形体の正面（上面）における有
機成分の量をセラミツクスに対して４〜６％と
し、裏面（下面）の有機成分の量をセラミツクス
に対して２〜４％として、表面側の有機成分の量
を下面側に比較して２〜４％多くする。このよう
に成形体における有機成分の分散量を制御するた
めに、成形条件を例えば最高温度100〜130℃、ス
ラリーの送り速度を12ｍ／時間とする。
次に前記のように成形した成形体において、両
面の内有機成分の存在する割合が少ない方の面、
例えば前記裏面に導電ペーストあるいは絶縁ペー
ストをスクリーン印刷法により印刷する。さら
に、焼結後に焼結体を複数に分割する必要がある
場合には、分割仕切り用スリツトを金型を用いた
プレス加工により切り込み形成する。
面の内有機成分の存在する割合が少ない方の面、
例えば前記裏面に導電ペーストあるいは絶縁ペー
ストをスクリーン印刷法により印刷する。さら
に、焼結後に焼結体を複数に分割する必要がある
場合には、分割仕切り用スリツトを金型を用いた
プレス加工により切り込み形成する。
次に加工を終えた成形体を焼成炉で焼成する。
この焼成により成形体が焼成されて焼成体になる
と共に、成形体に印刷したペーストも一緒に焼成
されて焼成体に確実に固着する。焼成温度は例え
ば1500〜1600℃である。この焼成において、成形
体は有機成分の量が少ない上面側に反ろうとする
とともに、ペーストを印刷した下面側に反ろうと
し、この相反する方向へ反ろとする力が相互に抑
制し合つて、大きな反りを生じることが無く僅か
にいずれか一方の面側に向けて実用上差支えの無
い大変小さな反りを生じるだけである。例えば焼
成体の反りはペーストを塗布した印刷した裏面側
に約39μｍ／inchと、従来の反りの大きさ100μ
ｍ／inchに比較して３分の１以下と大変小さい。
このように焼成工程では焼成体に実用上で支障を
来たすような大きな反りが発生せず、平行度が高
い焼成体を得ることができる。
この焼成により成形体が焼成されて焼成体になる
と共に、成形体に印刷したペーストも一緒に焼成
されて焼成体に確実に固着する。焼成温度は例え
ば1500〜1600℃である。この焼成において、成形
体は有機成分の量が少ない上面側に反ろうとする
とともに、ペーストを印刷した下面側に反ろうと
し、この相反する方向へ反ろとする力が相互に抑
制し合つて、大きな反りを生じることが無く僅か
にいずれか一方の面側に向けて実用上差支えの無
い大変小さな反りを生じるだけである。例えば焼
成体の反りはペーストを塗布した印刷した裏面側
に約39μｍ／inchと、従来の反りの大きさ100μ
ｍ／inchに比較して３分の１以下と大変小さい。
このように焼成工程では焼成体に実用上で支障を
来たすような大きな反りが発生せず、平行度が高
い焼成体を得ることができる。
焼成後には、例えば焼成体の表面にスクリーン
印刷によりさらに導体パターン用のペーストを印
刷する。この場合、焼成体は大変平行度が高いの
でペーストの印刷がダレなどが無く精度良く行え
る。
印刷によりさらに導体パターン用のペーストを印
刷する。この場合、焼成体は大変平行度が高いの
でペーストの印刷がダレなどが無く精度良く行え
る。
なお、本発明はドクターブレード法により成形
体を成形し、さらに成形体に加工した後に焼成を
行い焼成体を形成する方法に広く適用できる。
体を成形し、さらに成形体に加工した後に焼成を
行い焼成体を形成する方法に広く適用できる。
本発明を焼成体から複数のヒータ用基板を形成
する場合に適用した実施例について説明する。
する場合に適用した実施例について説明する。
Al2O3粉末に有機成分として１、１、１、トリ
クロロエタン、ｎ−ブタノール、テトラクロロエ
チレン、TBP、PBVを10％の割合で添加してス
ラリをつくり、このスラリーを使用して温度100
℃、速度12ｍ／時間という成形条件でドクターブ
レード法により厚さ0.4mm×長さ110mm×巾80mmの
シート状（板状）を成す成形体を成形した。この
成形体における表面と裏面の有機成分の量を調べ
た所、表面が６％、裏面が３％であつた。次にこ
の成形体の裏面にタングステンペーストを使用し
て格子状に並んだ分割すべき144個の部分に夫々
所定のパターンでスクリーン印刷により印刷を行
い、さらに成形体の裏面にプレス加工により縦４
mm×横５mm×深さ０，１mmの大きさのスリツトを
144個格子状に並べて切り込み形成した。その後
で、成形体を温度1600℃で焼成を行い焼成体を形
成した。得られた焼成に対して反りの大きを測定
した結果、焼成体は裏面側に30μｍ／inchの反り
があつた。
クロロエタン、ｎ−ブタノール、テトラクロロエ
チレン、TBP、PBVを10％の割合で添加してス
ラリをつくり、このスラリーを使用して温度100
℃、速度12ｍ／時間という成形条件でドクターブ
レード法により厚さ0.4mm×長さ110mm×巾80mmの
シート状（板状）を成す成形体を成形した。この
成形体における表面と裏面の有機成分の量を調べ
た所、表面が６％、裏面が３％であつた。次にこ
の成形体の裏面にタングステンペーストを使用し
て格子状に並んだ分割すべき144個の部分に夫々
所定のパターンでスクリーン印刷により印刷を行
い、さらに成形体の裏面にプレス加工により縦４
mm×横５mm×深さ０，１mmの大きさのスリツトを
144個格子状に並べて切り込み形成した。その後
で、成形体を温度1600℃で焼成を行い焼成体を形
成した。得られた焼成に対して反りの大きを測定
した結果、焼成体は裏面側に30μｍ／inchの反り
があつた。
これに対して比較例としてドクターブレード法
により表面と裏面の有機成分の量が均等な成形体
を成形し、本実施例と同じようにペースト印刷と
スリツト形成を行い、成形体を焼成して焼成体を
形成した。この焼成の反りを測定したところ裏面
側に100μｍ／inchの反りが発生していた。
により表面と裏面の有機成分の量が均等な成形体
を成形し、本実施例と同じようにペースト印刷と
スリツト形成を行い、成形体を焼成して焼成体を
形成した。この焼成の反りを測定したところ裏面
側に100μｍ／inchの反りが発生していた。
［発明の効果］
以上説明したように本発明のセラミツクス基板
の製造方法によれば、焼成による反りの発生を抑
制して高い平行度を有する焼成体からなるセラミ
ツクス基板を得ることができる。
の製造方法によれば、焼成による反りの発生を抑
制して高い平行度を有する焼成体からなるセラミ
ツクス基板を得ることができる。
第１図は焼成体の反りを示す説明図である。
１……焼成体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セラミツクス粉末に有機成分を添加した材料
を使用するセラミツクス基板の製造方法におい
て、前記有機成分の存在する量が第一の面と他の
面で異なる板形のセラミツクス成形体を成形する
工程と、前記セラミツクス成形体の両面のうち前
記有機成分の量が少ない方の面に加工を施す工程
と、前記加工を施したセラミツクス成形体を焼結
する工程とを具備することを特徴とするセラミツ
クス基板の製造方法。 ２ セラミツクス成形体を成形する方法はドクタ
ーブレード法である特許請求の範囲第１項記載の
セラミツクス基板の製造方法。 ３ セラミツクス成形体の面に施す加工はペース
トを印刷することである特許請求の範囲第１項記
載のセラミツクス基板の製造方法。 ４ セラミツクス成形体の面に施す加工は切込み
を形成することである特許請求の範囲第１項記載
のセラミツクス基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25088287A JPH0193302A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | セラミックス基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25088287A JPH0193302A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | セラミックス基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0193302A JPH0193302A (ja) | 1989-04-12 |
| JPH0455842B2 true JPH0455842B2 (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=17214420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25088287A Granted JPH0193302A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | セラミックス基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0193302A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH068721B2 (ja) * | 1983-07-28 | 1994-02-02 | 京セラ株式会社 | セラミック製ゲージ |
-
1987
- 1987-10-05 JP JP25088287A patent/JPH0193302A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0193302A (ja) | 1989-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |