JPH0625030B2 - グリーンシートの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセラミック回路基板を製造するためのアルミナ
を主成分としたセラミックグリーンシートの製造方法に
関し、一層詳細には、アクリル系樹脂を有機バインダー
として含有するアルミナグリーンシートの製造方法に関
する。

［従来の技術］ セラミック回路基板は、セラミック粉末と有機バインダ
ーと界面活性剤と可塑剤とからなる素地をドクターブレ
ード法等によってグリーンシートに成形し、次いでこの
グリーンシート上へ導体ペーストをスクリーン印刷等の
手法により印刷し、積層し且つ焼成することによって製
造されることが従来知られている。またグリーンシート
を作成するためのセラミック粉末としてアルミナ、ジル
コニア、炭化珪素、窒化アルミニウム等各種のセラミッ
ク材料が用いられることも従来知られている。さらに、
有機バインダーとしてエチルセルロース等のセルロース
系樹脂、ポリビニルブチラール等のブチラール系樹脂、
あるいはブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂が用
いられることも当業界で知られている。

本発明は、前記したように、アルミナを主成分とするセ
ラミック粉末を用い有機バインダーとしてアクリル系樹
脂を用いるアルミナグリーンシートの製造方法に関する
ものである。

［発明が解決しようとする課題］ 従来、この種の有機バインダーを用いたグリーンシート
を乾燥時に亀裂が生じ易く、また、焼成時の収縮が大き
い等の欠点を有することが知られている。これらの欠点
を解消すべく、当業界では適切な有機バインダーを探求
する多くの努力がなされている。例えば、特開昭第62−
246857号公報には前記有機バインダーとして特定のアク
リル酸エステルと特定のメタクリル酸エステルとの共重
合体を用いる技術的思想が開示されており、また、特開
昭第62−283858号公報にはアクリル酸エステル若しくは
メタクリル酸エステルと界面活性機能を有するモノマー
との共重合体を有機バインダーとする技術的思想が開示
されている。

然しながら、いずれの技術的思想においても特定の共重
合体を選択すべく試みているが、特定のモノマーに着目
してその官能基をコントロールすることにより従来の欠
点を解消することについては何ら教示されていない。

そこで、本発明者等は、特定のモノマーを選択すると共
にその官能基をコントロールすることにより、従来技術
の欠点を克服し且つ成形ロットのばらつきを少なくし、
製品形状や肉厚差とは無関係に均一な低収縮率を得るこ
とが出来、セラミックパッケージの高機能化および微細
化を達成し得ることを突き止めた。

従って、本発明の課題は、製品形状や肉厚差によらずに
均一な低収縮率を示すと共に成形ロットのばらつきが少
なく且つ脱バインダー性が良好であって、セラミックパ
ッケージの高機能および微細化を達成し得るアルミナグ
リーンシートの製造法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明はメタクリル酸ｎ−
ブチルを主体とするアクリル系樹脂を有機バインダーと
して含有するアルミナグリーンシートの製造方法におい
て、溶剤として有機溶剤を使用して、樹脂１kg当り0.01
〜 0.1モルのカルボキシル基を有する前記メタクリル酸
ｎ−ブチルを主体とするアクリル樹脂を３〜25重量％の
量で含有させたグリーンシートを製造することを特徴と
する。

［好適具体例の説明］ 本発明においては、アクリル系樹脂のモノマーとして極
めて多くの種類が存在する中から、特にメタクリル酸ｎ
−ブチルを選択する。その理由は、主モノマーの選択に
より肉厚依存性が可変であって、メタクリル酸ｎ−ブチ
ルを選択すれば、例えば、メチルメタクリレートとエチ
ルアクリレート共重合体等と対比して最良の結果が得ら
れるからである。

さらに、メタクリル酸ｎ−ブチルを主体とするアクリル
樹脂に関し、本発明においては官能基としてカルボキシ
ル基を選択することが必須である。何故なら、例えば、
アミノ基やヒドロキシル基と比較して焼成時の収縮率だ
けでなく収縮変動幅も最小となるからである。

カルボキシル基を官能基として選択した場合、本発明に
おいて臨界的なファクターはアクリル樹脂に対するカル
ボキシル基の含有量である。この含有量はアルミナグリ
ーンシートを焼成する際と収縮率に著しい影響を及ぼす
ことが判明し、樹脂１kg当り0.01〜 0.1モルのカルボキ
シル基にて収縮率が最小且つ均一となることを突き止め
た。このような特定のアクリル樹脂は、メタクリル酸ｎ
−ブチルとメタクリル酸とトルエンと酢酸エチルとか
ら、例えば、過酸化ベンゾイル等の重合開始剤を用いて
製造することが出来る。

本発明によれば、上記の特定アクリル樹脂を３〜25重量
％の量でアルミナグリーンシートに含有させる。３％以
下ではグリーンシート乾燥時に亀裂を発生する一方、25
％以上ではグリーンシート乾燥時に溶剤が蒸発し難くな
ると同時にボイドが発生し易くなるという欠点を有する
からである。

［作 用］ メタクリル酸ｎ−ブチルを主体とし且つ１kg当り0.01〜
0.1モルのカルボキシル基を有するアクリル樹脂を有機
バインダーとして３〜25重量％の量で含有させることに
より、バインダーとしての機能を果すことは勿論のこ
と、さらに、成形ロットのばらつきを少なくし得ると共
に焼成時のアルミナグリーンシートの収縮率のみならず
収縮変動幅も著しく減少させることが出来る。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに説明する。

実施例１ この実施例は、本発明のアルミナグリーンシートの製造
方法に用いる有機バインダーとしてのアクリル樹脂の製
造例を示す メタクリル酸ｎ−ブチル49.9重量部とメタクリル酸0.1
重量部とトルエン25.0重量部と酢酸エチル25.0重量部と
を調合し、これに重合開始剤として適量の過酸化ベンゾ
イルを用いることにより常法で重合反応を行ない、メタ
クリル酸に基づくカルボキシル基の含有量が0.012mol／
樹脂１kgであるアクリル樹脂を得た。

メタクリル酸とメタクリル酸ｎ−ブチルとの比率を変化
させる以外は、同様にして、カルボキシル含有量が0.01
〜0.1mol／樹脂１kgの範囲内にあるメタクリル酸ｎ−ブ
チルを主体とするアクリル樹脂を得ることが出来る。

実施例２ 平均粒径約 3.0μｍのアルミナ粉末90重量部と、フラッ
クス10重量部と顔料４重量部とを乾式混合し、これにト
ルエン28部およびプロピルアルコール３部を有機溶剤と
して添加し、さらにＤＯＰを１重量部と実施例１で作成
したアクリル樹脂バインダー７重量部とを添加してボー
ルミルで混合した後、減圧脱泡し、次いで得られた材料
をドクターブレードによりシートに成形して厚さ 0.6mm
のアルミナグリーンシートを得た。

同様にして、種々異なるカルボキシル含有量を有するア
クリル樹脂をバインダーとして用いることにより、アル
ミナグリーンシートを作成した。

次いで、各アルミナグリーンシートについて常法に従っ
て打抜、印刷、積層および切断の各処理を行なった後、
通常の条件下で焼成を行なった。その結果を第１図に示
す。

この図から諒解されるように、メタクリル酸ｎ−ブチル
を主体とするアクリル樹脂バインダーに関し、カルボキ
シル基の含有量が樹脂１kg当り0.01〜 0.1モルの範囲に
あれば収縮率が最小を示すと共に、収縮率が13〜14％の
範囲にて略一定化する。

実施例３および比較実験 実施例２と同様にして所定厚さのグリーンシートを作成
する一方、官能基としてアミノ基若しくはヒドロキシル
基を有するアクリル樹脂または官能基を持たないアクリ
ル樹脂またはＰＶＢをバインダーとして用いることによ
り、比較の目的で同様に同じ厚さのグリーンシートを作
成した。

次いで各グリーンシートにつき、実施例２と同様に焼成
を行なって下記第１表および添付第２図に示す結果を得
た。

第１表および第２図から諒解されるように、メタクリル
酸ｎ−ブチルを主体とし、カルボキシル基を官能基とす
るアクリル樹脂をバインダーとして使用すれば、焼成時
の収縮率が最小となる。さらに、第２図から、カルボキ
シル基の場合に収縮変動幅も最小となることが諒解され
る。なお、変動幅は標準偏差の３倍、すなわち、３σ幅
に選択されている。

実施例４および比較実験 グリーンシートの厚さを変化させた以外は、実施例２お
よびその比較実験と同様にして焼成時の収縮率を対比
し、第３図に示す結果を得た。

この図からは、カルボキシル基を官能基として所定量含
有させれば、グリーンシートの厚さとは無関係に焼成時
の収縮率が最小となるだけでなく、収縮変動幅も最小と
なることが判る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、肉厚差や製品形状によ
り左右されずに焼成時の均一な低収縮率が達成されると
共に、成形ロットのばらつきの少ない製品が得られ、セ
ラミックパッケージの高機能化および微細化に資すると
ころ大である。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図はメタクリル酸ｎ−ブチルを主体とするアクリル
樹脂に関するそのカルボキシル基含有量とアルミナグリ
ーンシートの焼成収縮率との関係を示す特性図、 第２図はアクリル樹脂における官能基の種類と焼成収縮
率との関係を示す特性図、 第３図は官能基の種類とグリーンシートの厚さと焼成収
縮率との関係を示す特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メタクリル酸ｎ−ブチルを主体とするアク
   リル系樹脂を有機バインダーとして含有するアルミナグ
   リーンシートの製造方法において、溶剤として有機溶剤
   を使用して、樹脂１kg当り0.01〜 0.1モルのカルボキシ
   ル基を有する前記メタクリル酸ｎ−ブチルを主体とする
   アクリル樹脂を３〜25重量％の量で含有させたグリーン
   シートを製造することを特徴とするアルミナグリーンシ
   ートの製造方法。