JPS602880A - セラミツク焼成用治具 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、セラミック焼成用治具、特にセラミック基板
（二進した焼成用治具に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来セラミック焼成体は次のよう々方法で製造されてい
た。第１図（＝従ってセラミック基板の代表的製品であ
るアルミナ基板の製造法を説明する。

アルミナ主原料の他（二酸化マグネシア（ＭｇＯ）無水
硅酸（Ｓ　ｉ　Ｏ，）、酸化カルシウム（Ｃａｂ）等を
各々の調合比率（二応じて秤量し、それら無機質原料を
、振動ミル等を用いて必要とする粒経９粒度分布（二々
るよう（′ニー、混合粉砕する。次いで、この無機質粉
体を乾燥した後、脱泡機中（二溶剤等と共に入れて攪拌
、脱泡し、スラリー（泥漿）の粘度を調整する。

粘度が２０．０００〜３０．０００七ンチポイズ（ＣＰ
）になったら、ドクターブレード装置にスラリーを供給
し、グリーン・シート（未焼成シート）を得る。

ドクターブレード装置とは、コントロールされた一定隙
間にスラリーを供給すると、その隙間からあふれ出たス
ラリーが、前方（二進むキャリアフィルム上に載り、そ
のまま、乾燥部を通過するととζ二よって、スラリー中
の溶剤成分が飛散し、一定厚さのグリーン・シートを得
る事が出来る装置でセラミック基板の製造には広く用い
られている公知技術である。

ドクターブレード装置で得られたグリーン・シートは、
一定寸法（＝切断された後、そのまま焼成し、いわゆる
単なるアルミナ基板、として使用する物、とグリーン・
シート上に導体ペーストと絶縁層とを交互にスクリーン
、印刷機を用いて多層化印刷する多ＷＪ基板として使用
する物と（二分かれる。多Ｎ！Ｉ基板は、その多層化形
成法としては、一枚のグリーン・シートに導体一層を印
刷した物を複数枚積層し、上下導体間は、グリーン・シ
ートに開けたスルーホール内への充填導体ペーストで接
続されるグリーン・シート多層法も広〈実施されている
。

多層基板は、多層化形成後、印刷配線パターンのオープ
ン・ショート等をチェック後、焼成される。焼成は一般
的に弱還元雰囲気中で１４００−１６００°０で行なわ
れる。

焼成されたままの多層基板は、その焼結体比重、グレン
サイズや空孔等の微細構造、誘電率（ε）、誘電損失（
ｔａｎδ）外形や厚さの寸法、ソリ、表面粗さ等の検査
を−される。この検査（二は、製品そのままの物では破
壊検査もあるので、実際には、非印刷物のアルミナ基板
で検査する事も行なわれている。

ソリの検査は、実際の印刷多層化された製品、その物（
一ついて行々うが、一般的（二はソリの値が大キク、こ
れを修正する為（二ンリ直し工程が必要である。ン’Ｊ
　’＋ｍ＋’、　Ｌは、焼成温度よりｌＯＯ〜２００°
０低い１３００〜１４００℃の炉中な通す事（−よって
行なわれる。

その後、再びソリ値をチェックされ規定ソリ値内（二人
っていれば良品として出画される。

この後、必要（二よってめっき、リードフレーム付け１
等の工程を経て、アルミナ多層基板が完成する。

他方の、いわめる単なるアルミナ基板は、その焼成は、
愼化雰囲気中で行なった方がセラミック、その物の焼結
性は良いが、しかし、別の専用酸化雰囲気焼成炉を用意
する必要があるので、多層基板と同じ弱還元性雰囲気炉
を用いて行なう事も多い。

このような、従来法、で問題、となっていた事は、塊成
後のソリ、及び焼結性の不完全、たとえば焼成基板の比
重が小さい１等があった。このうちで、焼結性の良否を
判定するには、最も簡単な方法として、非印刷物の焼結
比重を測定する事（二よっておおよその晃当がつく、つ
まり、比重が大きい物は焼結体の微細構造が密で、従っ
て空孔部も少なく、焼結性が良いと言える。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した従来法のセラミック基板の製造法で
問題となっている焼成後の基板のソリ、及び焼結性の改
善を図る事の出来るセラミック焼成用治具を提供する事
を目的とする。

〔発明の概要〕

第２図に示す如く、ドクターブレード成形されたグリー
ン・シート、及びグリーン・シートに多層化形成された
多層基板を焼成する時、表裏を貫通する多数の穴を有す
るモリブデン（Ｍｏ）あるいはタングステン（Ｗ）を主
成分とする板状の耐火性金属の上（二載せるか、あるい
は該耐火性金属を上下に、その中間にグリーン・シート
、あるいは、多層化形成されたグリーン・シートを入れ
て、焼成し、ソリ直し工程を不要とし、同時に焼結体比
重を高め、吸水率を改善した。

〔発明の効果〕

イ）ソリ直し工程が必要となり、工数の削減、コストダ
ウンが可能となった。

口）焼結比重を高める事が出来、焼結性向上を図った。

ハ）耐火部数き板は、穴を多数個あけること（＝よって
、高温焼成（二よる敷き板そのもののソリを極力小さく
することが出来る。

〔発明の実施例〕

酸化アルミニウム（Ａ／、Ｏ，）９２重量％（以下同様
）無水硅酸（Ｓｉｎ２）５％、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）酸化カルシウム（Ｃａｂ）各々１．５チを秤量し、
振動ミルで平均粒経が１８μｍ（二なるように粉砕混合
し、乾燥粉体を得た。この粉体に アルミナ粉体　１００部 トリクロールエチレン　２０〃 ｎ−ブタノール　ｌＯ〃 テトラ・クロルエチレン　８〃 ポリビニール・ブチラール　５〃 ＴＨＰ　２　ｔｔ の割合で溶剤バインダー、可塑剤を添加し、脱泡機で、
スリップ調整をした。３０．０００　ｃ　ｐｉ−なった
スリップを、ドクターブレード成形機（＝供給し、厚さ
０．６龍　のグリーン・シートを得た。

このグリーン・シートを３０　Ｘ　４０　ｍ角板、に打
抜いた試料Ａを用意した。同時（二、４Ｑ　Ｘ　５０　
＋＋ｎのグリーン・シート±ｉ二、Ｗペーストを用い、
導体を３層、絶巌層をその導体層間（−、スクリーン、
印刷機を用いて多層化形成した多層基板Ｂを作った。

このＡ、Ｂ、試料を、高アルミナ質台板上に置いたセラ
ミック焼成用治具としてのモリブデン（〜ｌｏ）装入あ
き敷き板上（−１第３図（＝斜視的に示す如く載せて焼
成した。

焼成温度は１５５０°Ｃで炉内（二はウェットガスを注
入し、水素（トいと窒素（Ｎ２）との混合ガス雰囲気中
で焼成した。

この時、比較の為にＭｏ製の敷き板を用いずに直接、高
アルミナ買上（−試料を置いた物、及び、穴あきでない
Ｍｏ敷き板上（二試料を置いた場合も同時に焼成した。

この焼成結果を＄５図及び第６図に示し友。

第５図は、焼結体比重を示し、非印刷試料Ａを直接高ア
ルミナ質上に直接載せた場合（ａ）、穴なしＭｏ敷き板
上に載せた場合（ｂ）、及び本発明の穴あきＭｏ敷き板
上に載せた場合（Ｃ）、及び上下を穴あきＭ。

敷き板ではさんだ場合（ｄ）、につぃて各々１０個づつ
について測定し、その平均値を示している。

測定は、水中浮力法（二よって行なった。

第６図は焼成後のソリ値を示し導体印刷をした試料Ｂに
ついて、長さ５０ｙｕｎに対するソリ値を上記比重と同
様各々１０個の試料について測定しその平均値を示して
いる。なお図中の記号ａ、ｂ、ｃ、ｄは第５図と同様で
ある。

測定は、登坂技研（株）製、万能表面形状万能測定器（
３Ｅ３Ｃ）を用いて行な騒、長さ５０糖方向について測
定した。

この第５図、第６図から明らかなように、直接高アルミ
ナ質合板−ヒに置いて焼成した場合は、比重は最も高い
がソリも太きく　１．８本ｍ１５０ｍもある。

このように大きなソリがあるのでは、この後でリードフ
レームをつける事も不可能であるし、ましてや、基板上
にＩＣやＲ，Ｃ１等の子ツブマウントも出来々Ｉ／）ｏ
一般的に後工徨で問題とならな込ンり値としては、２０
０μｍ１５（ｌ　ｈ鷹が普通の多層基板に要求されてｂ
る。比重は一般的に３．６８以上が要求されている。

一方、穴なしのＭｏ板上に載せた場合は、ソリは７００
μｍ７５０ｍｍと、がなり改善はされているが、しかし
これでもまだ要求値の３倍以上のソリ値である。さら（
二比唯が３４８と低く、従って焼結性が不完全である。

これに対し、本発明に係る穴あきＮｏ製部数板を用い、
その上に載せて焼成した物は、比重３，６２、ソリ、２
００μｒｎ１５［１層ｍと一般的要求を満たす。従って
、従来法の第１図に示すような、ソリ直し工程は不ヅと
なり、第２図のような工程とする事が出来工数で１０％
、コストで５饅低減する事が出来た。

さらに、第４図（：１所面的に示すように、上下に穴あ
きＡＩｏ板を設けて焼成Ｌｆｃ場合は、比ｉ　３．６ｏ
ソリ０．１２謔１５０ｍｍと、ソリＶｉ、最も少なかっ
た、が比重がＫあきＭ、Ｌｏ製部数仮が１枚の時より低
く、３，６゜と彦った。しかし一般的要求の３．６．　
ｌ二は々つていた。

このよう（−１本発明（二よればＸあきＭＯ製部数板を
用い、その上に被焼成体を載せるだけでも、あるいは被
焼成体をはさんで、上下に穴あきＮｏ製部数板を置いて
も、どちらでも従来必要とされていたソリ直し工程が不
要となった。

蜆結性の重要な場合は、１枚の穴あきＭｏ板、ソリ値を
極力小さくしたい場合には２枚の穴あきＭ。

板を用いればよい。

次（二、ＭＯ製部数板のソリについて述べる。

新しいＭｏｉき板は５０μｍ７５０　ｍｍのソリ以内で
あった。これを上記実施例のような弱還元炉中で３回、
試料を載せ彦い状態で焼成すると、第７図；二示す如り
、穴なしＭｏ板（６０ｘ　５０　ｘ　２．（ｈ＋＊）　
（ｅ）　ｌｄ　３枚平均で５００μｍ１５Ｑ　ｇ　、同
様に穴ありのＭｏ板（６０Ｘ５０Ｘ２．０１１　＞　（
ｆ）ｌｄ同じ３枚平均で１００μｍ１５０ｍｍのソリで
あった。つまり、穴あきの敷き板の場合は、それ自体の
ソリも小さく、従って焼成基板のソリも小さい、という
事がイ）かった。

本実施例に示した穴あき敷き板の穴は縦、横５ｍｍ間隔
の点に３＋＋＋ｍ［径のドリルを用いて９９個、全面に
等間隔であけた敷き板を用いた。

なお上記実施例ではＭＯ製部数板を用いた例を示したが
、この耐火製金属としてはＷ製の物を用いても同様の効
果が得られる。

また穴あき耐火部数き板の穴径、及び形状は、何ら制限
するものではない、穴径が小さく、その数が少なければ
焼結基板の焼結性が低下し、たとえば比重が下ってくる
し、又、ソリも大きくなる。

また、極端に穴径を犬きく、その間隔が狭く力ると、機
械的な強度が低下し、焼成中、あるーは取扱中に破壊す
る事もあり、各々、その焼成基板の必要とされる規格値
に合わせて作製すればよい。

さらに、高アルミナ質台板の上（二直接被焼結基板を置
き、その上に穴あき基板をのせてもソリ、比重は一般的
要求値（−近い値と々るが、合板と接した面は、どうし
ても、合板そのものの凹凸、ソリ、等（二起因す乙ソリ
あるいは表面粗さが大となる。結局、ソリや表面粗さ、
等あまり問題と々らない場合であれば、このような方法
を用いても良い０ 多層基板で、基、板・１上１７Ｄの印ＥＩＪ配線パター
ンが微細で３〜５本／　ｖ、ａ　ｆ二も達している。鴨
合（＝は、印刷後第１回目の焼成で、この印刷された被
焼成基板上にＭｏ敷き；反を載せろと、配線パターンが
かすれたりし導体抵抗が上る事もある。

このような場合には、−回目の焼成の時には穴あき敷き
板の上（二液焼成基板を載せただけで行ない、次（−１
その上に穴あき敷き板を載せて再焼成行々う方法もとれ
る。

実施例ではアルミナ質セラミック基板について述べたが
、他の一般的セラミック基板、構造物に対しても、本発
明（ｒｉ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来法のセラミック基板製造工程を示す図、
第２図は本発明を採用した場合の改善された工程図、第
３図は本発明に係るセラミック焼成用治具を示す肩視図
、第４図は本発明に係るセラミック焼成用治具を示す断
面図、第５図乃至第７図は本発明に係る焼成用治具を用
いて焼成したセラミック基板の緒特性を示す図。 ２・・・セラミック焼成用治具（穴あき敷き板）３・・
・穴 代理人　弁理士　則近憲佑（ほか１名）−３９（ 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）表裏を貫通する多数の穴を有する板状の耐火性金属
   からなる事を特徴とするセラミック焼成用治具。 ２、特許請求の範囲第１項において、耐火性金属は、モ
   リブデン（Ｍｏ）　、タングステン（町を主成分とする
   事を特徴とするセラミック焼成用治具。