JPH054852A - セラミツク基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミック粉体の凝集を防止して表面平滑な
セラミック基板を製造する。 【構成】 セラミック粉体を水に投入して沸騰させるこ
とによってセラミック粉体の凝集を解離する。これを６
０℃以下の液温にまで冷却した後にメチルセルロースを
投入して溶解し、次に８０℃以上の液温にまで加熱して
メチルセルロースをゲル化させる。これを混練して杯土
を作成し、杯土を成形して焼成する。粒径が１μｍ以下
の微粒子のセラミック粉体を用いても沸騰エネルギーで
凝集を防ぐことができると共に、セラミック粉体をメチ
ルセルロースのゲルで表面をコーテングさせて再凝集を
防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板などに
加工して使用されるセラミック基板の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の基板や各種電子素子の
搭載基板などとしてセラミック基板が提供されている。
このセラミック基板は電気的特性や耐熱特性などにおい
て優れた性能を有するために、広く使用されつつある。
そしてこのようなセラミック基板は、アルミナ等のセラ
ミック粉体と焼結助剤とを混合すると共に、さらにバイ
ンダーとしてのメチルセルロースなどを混合し、これを
ロールミルなどで混練して杯土を作成し、次にこの杯土
を真空成形機等で押し出してシート状に成形し、これを
乾燥した後に焼成することによって製造されている。そ
してセラミック基板をプリント配線板の回路基板などと
して使用する場合、最近のファインパターンによる回路
形成や高密度実装に対応するために組織が緻密で且つ表
面が高度に平滑であることが要求され、この結果セラミ
ック粉体として粒径が１μｍ以下の微粒子が使用される
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのように微粒
子のセラミック粉体を使用した場合、粒子が凝集してセ
ラミック粉体の見掛け上の粒径が大きくなり、セラミッ
ク基板の表面にフィッシャーズアイと呼ばれる直径１０
０μｍ程度の大きさのセラミック凝集物が残り、基板表
面に凹凸が生じて回路基板として使用することができな
くなるという問題があった。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、セラミック粉体の凝集を防止して表面平滑なセラ
ミック基板を得ることができるセラミック基板の製造方
法を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るセラミック
基板の製造方法は、セラミック粉体を水に投入して沸騰
させることによってセラミック粉体の凝集を解離し、こ
れを６０℃以下の液温にまで冷却した後にメチルセルロ
ースを投入して溶解し、次に８０℃以上の液温にまで加
熱してメチルセルロースをゲル化させた後に混練して杯
土を作成し、この杯土を成形して焼成することを特徴と
するものである。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。セラミッ
ク粉体としては、アルミナ、フェライト、ジルコニアな
どの粉体を用いることができるものであり、本発明では
粒径が１μｍ以下の微粒子に調製されたものを用いる。
またセラミック粉体と共に焼結助剤としてタルクや、マ
グネシア、カルシア、シリカ等の粉体を用いる。

【０００７】そして先ず、セラミック粉体と焼結助剤と
を濃度が１〜２重量％程度になるように沸騰水に投入
し、加熱を維持して沸騰を継続させる。このようにセラ
ミック粉体と焼結助剤とを分散させた混合液を沸騰させ
ることによって、沸騰エネルギーでセラミック粉体を混
合すると共にセラミック粉体の微粒子の凝集を解離して
各微粒子をバラバラにするものである。このときセラミ
ック粉体の微粒子の凝集がほぐれるまで蒸気等を補給し
て混合液の濃度が１〜２重量％を保たれるようにするの
が好ましい。またセラミック粉体と焼結助剤との配合比
率は重量比で９０：１０〜９９：１の範囲に設定するの
が好ましい。

【０００８】次に、蒸気等の補給を停止した後にさらに
沸騰を継続することによって、混合液の濃度を１０〜１
２重量％程度にまで高める。この時点で加熱を停止する
と共に混合液を６０℃以下の温度にまで冷却する。６０
℃以下の温度になった時点でこの混合液にバインダーと
して使用するメチルセルロースを投入して攪拌すること
によって分散させる。メチルセルロースを均一に溶解さ
せるために６０℃以下の温度にまで混合液を冷却するも
のである。メチルセルロースは濃度が１〜２重量％の範
囲になるように投入するのが好ましい。次に、メチルセ
ルロースを溶解したこの混合液を加熱して８０℃以上の
温度にまで上昇させる。メチルセルロースは８０℃以上
の温度では水中でゲル化するものであり、加熱を継続し
て混合液が粘土状になるまで煮込む。このようにメチル
セルロースをゲル化させることによって、セラミック粉
体の微粒子はメチルセルロースのゲルで表面がコーテン
グされることになり、再凝集することを防ぐことができ
るものである。

【０００９】次に、このようにして得られた粘土状物を
三本ロール等の混練機で混練し、また必要に応じてグリ
セリンなどの成形助剤を加えながら混練をおこない、杯
土を作成する。このとき、水を噴霧器等で噴霧して供給
することによって、含水率が１５〜２５重量％になるよ
うに水分調製しながら混練をおこなうのがよい。そして
この杯土を真空押出成形機などで所定の厚みに押し出し
成形し、乾燥して所定の寸法に打ち抜いた後に、焼成を
おなうことによってセラミック基板を得ることができ
る。焼成条件は特に限定されるものではないが、昇温速
度を１００〜２００℃／ｈに設定し、１５５０〜１６５
０℃程度の温度で１〜４時間焼成をおこなうよにするの
がよい。

【００１０】

【作用】セラミック粉体を水に投入して沸騰させること
によってセラミック粉体の凝集を解離するようにしてい
るために、粒径が１μｍ以下の微粒子のセラミック粉体
を用いても粒子の凝集なくセラミック基板を製造するこ
とができる。また、メチルセルロースをゲル化させた後
に混練して杯土を作成するようにしているために、セラ
ミック粉体をメチルセルロースのゲルで表面をコーテン
グさせてセラミック粉体の粒子が再凝集することなくセ
ラミック基板を製造することができる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。実施例 粒径０．４μｍのアルミナ粉体と焼結助剤としての
タルク粉体とを９６：４の重量比で混合し、これを沸騰
している熱水に濃度が１重量％になるまで添加した。
次に、この混合液に蒸気を供給して１重量％の濃度を
維持しながら加熱を継続して、１時間沸騰を続けた。
次に、蒸気の供給を停止したのち、さらに加熱を継続
して１時間沸騰させ、混合液を濃度が１０重量％になる
まで濃縮した。 このように混合液を濃縮した後、加
熱を停止して５０℃まで冷却し、メチルセルロースを混
合液に２重量％の濃度になるように添加し、振動ミルで
１時間攪拌混合した。 このように混合をおこなった
後に、混合液体をミルから取り出して再び加熱し、９０
℃の温度まで上昇させて混合液体中のメチルセルロース
をゲル化させた。 メチルセルロースをゲル化させる
ことによって粘土状になった混合液を三本ロールミルで
混練しつつ成形助剤のグリセンリンを３重量％加え、水
を噴霧して含水率が２０±５重量％になるように調整し
ながら混練して、杯土を作成した。 このようにして
作成した杯土を真空押出成形機で押し出し成形して厚み
０．８ｍｍのシートを作成し、このシートを１６００℃
で２時間焼成することによって、セラミック基板を得
た。

【００１２】比較例 粒径０．４μｍのアルミナ粉体とタルク粉体とを９
６：４の重量比で混合し、これを水に濃度が１重量％に
なるまで添加した。 これを約１時間ボールミルで湿
式混合してアルミナ粉体とタルク粉体を分散させた。
次に、この混合液にメチルセルロースを濃度が２重量
％になるように添加し、ボールミルで１時間混合した。
あとは実施例の〜と同様にしてセラミック基板を得
た。

【００１３】上記のようにして実施例及び比較例で得た
セラミック基板の表面を検査したところ、比較例のセラ
ミック基板の表面にはセラミック粉体の凝集による直径
１００μｍ程度の大きさのフィッシャーズアイがみられ
たが、実施例のセラミック基板にはこのようなセラミッ
ク粉体の凝集みられず、表面の平滑度は非常に高いもの
であった。

【００１４】

【発明の効果】上記のように本発明は、セラミック粉体
を水に投入して沸騰させることによってセラミック粉体
の凝集を解離し、これを６０℃以下の液温にまで冷却し
た後にメチルセルロースを投入して溶解し、次に８０℃
以上の液温にまで加熱してメチルセルロースをゲル化さ
せた後に混練して杯土を作成するようにしたので、粒径
が１μｍ以下の微粒子のセラミック粉体を用いても沸騰
エネルギーでセラミック粉体の凝集を解離して粒子の凝
集を防ぐことができると共に、セラミック粉体をメチル
セルロースのゲルで表面をコーテングさせてセラミック
粉体の粒子が再凝集することを防ぐことができ、セラミ
ック粉体の凝集のない表面平滑なセラミック基板を得る
ことができるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 セラミック粉体を水に投入して沸騰させ
   ることによってセラミック粉体の凝集を解離し、これを
   ６０℃以下の液温にまで冷却した後にメチルセルロース
   を投入して溶解し、次に８０℃以上の液温にまで加熱し
   てメチルセルロースをゲル化させた後に混練して杯土を
   作成し、この杯土を成形して焼成することを特徴とする
   セラミック基板の製造方法。