JPH09202664A - グリーンシートの製造方法 - Google Patents

グリーンシートの製造方法

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JPH09202664A
JPH09202664A JP7324935A JP32493595A JPH09202664A JP H09202664 A JPH09202664 A JP H09202664A JP 7324935 A JP7324935 A JP 7324935A JP 32493595 A JP32493595 A JP 32493595A JP H09202664 A JPH09202664 A JP H09202664A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
green sheet
binder
mixture
oxide
producing
Prior art date
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Pending
Application number
JP7324935A
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English (en)
Inventor
Makoto Aoki
信 青木
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】焼成したセラミクス薄板にクラック等の欠陥の
生じないグリーンシートの製造方法を提供する。 【解決手段】セラミックス粉末とバインダとの混合から
なり、焼成されてセラミクス薄板とされるためにシート
状に成型されるグリーンシートの製造方法において、バ
インダとして剪断応力によりフィブリル化を起こす樹脂
バインダを用い、原料粉末とともに混練した後、カレン
ダーロール法により圧延することを特徴とする。樹脂バ
インダはポリテトラフルオロエチレンであると良く、セ
ラミックス粉末は酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、
酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウ
ム、窒化ケイ素または炭化ケイ素のいずれか、またはそ
れらの混合物であると良い。図1において1はセラミク
ス粉末、2はフィブリル化した樹脂である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体回路基板
を始めとするセラミックス薄板の製造に用いるグリーン
シートの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックスの薄板は半導体回路基板、
コンデンサーの誘電体、固体電解質型燃料電池の電解質
板等に広く利用されている。このような薄板は一般に、
原料粉末とバインダまたは溶媒に溶かしたバインダとの
混合物をプレス法、ドクターブレード法(シート成形
法)、押し出し成形法またはカレンダロール法によりグ
リーンシートを先ず製造し、得られたグリーンシートを
乾燥後、高温で焼成することにより製造される。用いら
れるバインダとしてはポリビニルアルコールやポリビニ
ルブチラールが代表的である。
【0003】プレス法は原料粉末をバインダともに加圧
成形することによりグリーンシートを得る手法であり、
簡便であり、また比較的厚いグリーンシートを得るには
適した手法であるが、半導体回路基板で必要とされる焼
結後の厚さが0.8mm以下の薄板の製造は困難である。
焼結体を研磨することにより、さらに薄い薄板を製造す
ることは可能であるが、コスト面で大変に不利である。
【0004】ドクターブレード法は原料粉末をバインダ
と溶媒とともに混合し、得られたスラリーをドクターブ
レードと呼ばれるブレード(刃)により厚さを調整しつ
つキャリアシート上にスラリーの層を形成し、乾燥後キ
ャリアシートから堆積層を剥がすことによりグリーンシ
ートを得る手法であり、半導体回路基板等の薄板の製造
に広く用いられている。しかし、プレス法とは逆に焼結
後の厚さが1mm以上の薄板の製造が困難である上に、グ
リーンシートの性状は製造条件の微小な差異により影響
を受けやすく、クラック等の微小な欠陥を含みやすいた
め、原料の種類や製造するグリーンシートの厚さ等が変
わるごとにスラリーの製造法や乾燥法、成形速度等を厳
密に最適化し、また製造環境を厳密に管理する必要があ
る。
【0005】押し出し成形法は原料粉末をバインダと溶
媒とともに混合し、得られたスラリーを口金より押し出
してグリーンシートを得る方法であるが、焼結後の厚さ
が0.5mm以下の薄板の製造は困難であり、ドクターブ
レード法と同様に製造条件の最適化が良好な成形体を得
る上で重要である。また、押し出し成形により製造され
た成形体は強度や柔軟性の点で他法に劣り、ハンドリン
グ性にも難がある。
【0006】カレンダーロール法は原料粉末をバインダ
との混合物をカレンダーロールの間を通しながら徐々に
薄くしてグリーンシートを得る方法である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
製造方法による薄板の製造においては製造する薄板の原
料、必要とする厚さごとに製造方法を選択する必要があ
った。また、ドクターブレード法や押し出し成形法にお
いては、成形体の製造条件(用いる溶媒の種類、量、ま
た乾燥条件等)を厳密に最適化する必要がある上に、ク
ラック等の欠陥を生じやすい製造方法である。微小なク
ラック等の欠陥は検出することが難しいため、かかる製
造方法により製造された成形体を使用した場合、焼成品
(製品)に不良を生じる危険性が高い。
【0008】本発明の目的は、焼成したセラミクス薄板
にクラック等の欠陥の生じないグリーンシートの製造方
法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、セラミックス粉末とバインダとの混合
からなり、焼成されてセラミクス薄板とされるためにシ
ート状に成型されるグリーンシートの製造方法におい
て、前記バインダは剪断応力によりフィブリル化を起こ
す樹脂バインダであり、原料粉末とともに混練された
後、カレンダーロール法により圧延されることとする。
【0010】前記バインダはポリテトラフルオロエチレ
ンであると良い。また、前記セラミックス粉末は酸化ア
ルミニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化
ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素または炭
化ケイ素のいずれか、またはそれらの混合物であると良
い。さらに、前記バインダの含有量は1〜50重量%で
あると良い。
【0011】また、前記グリーンシートの厚さは0.0
5〜10mmであると良い。
【0012】
【発明の実施の形態】カレンダーロール法を用いたグリ
ーンシートの製造は既に行われているが、バインダとし
て、剪断応力によりフィブリル化を起こす樹脂、例えば
ポリテトラフルオロエチレンを用いる点が本発明の最も
重要な点である。このような樹脂と原料粉末との混合物
をカレンダーロールにより混練すると、混合物に剪断応
力がかかり、バインダ樹脂のフィブリル化が促進され
る。
【0013】図1は本発明に係るグリーンシート内部の
拡大模式図である。図3は従来のバインダを用いカレン
ダーロール法により得られたグリーンシート内部の拡大
模式図である。図3において、セラミックス粒子はバイ
ンダを介してつなぎ止められているだけであるから、使
用する原料粉末や成形寸法ごとに製造条件を厳密に最適
化しなければ、溶媒の乾燥時あるいは焼成時に大きな変
形を生じるなどし、グリーンシートに微小なクラックを
生じたりする。なお、プレス法、ドクターブレード法、
押し出し成形法により成形されたグリーンシートの内部
の様子も図3と同様である。これに対して、本発明によ
るグリーンシートは図1に示されている通り、セラミッ
クス粉末は混練時に剪断応力によりフィブリル化を起こ
した樹脂すなわちフィブリルにより絡みつかれ強固に結
び付けられており、また、フィブリルは直径100nm以
下と極めて細くセラミックス粉末の間隔は従来のものよ
り狭いため、溶媒の乾燥時の収縮は少なく、多少の収縮
を生じてもグリーンシートにクラックや欠陥を生じる危
険性が大変に少ない。樹脂のフィブリル化は、混練ある
いはロール成形時の温度、印加する剪断応力の大きさと
時間等により容易にコントロールでき、原料粉体が変わ
ってもバインダの添加量を多少調整するだけで対応でき
る。また、このようにしてできたグリーンシートは丈夫
で柔軟性にも富むためハンドリングが容易であり、比較
的薄いものから厚いものまで自由に製造することができ
る。なお、剪断応力によりフィブリル化を起こす樹脂と
してはポリテトラフルオロエチレン等が知られている。
【0014】こうして得られたグリーンシートを焼成し
て得られた薄板は不良が少なく、また良好な特性を示
す。 実施例1 平均粒子径1μm の高純度 Al2O3(酸化アルミニウム)
粉末50g にエチレングリコールを500ml加え、超音
波ホモジナイザーおよび攪拌機により良く混合し分散液
を作製した。この分散液にさらにポリテトラフルオロエ
チレンディスパージョン(三井デュポンフロロケミカル
(株) 製、30J)を10ml加え攪拌機により再度混合
した。得られた分散液を遠心分離機により、毎分300
0回転の速度にて30分間遠心分離を行った。上澄みを
廃棄し、残滓を30℃に設定したホットマット上にて、
直径30mmのガラス棒をロールとして用いて混練した。
混練では遠心分離後の残滓に剪断応力をかけることが重
要であり、ここではガラス棒にて押し延ばした後、折り
畳み、向きを90度変えて再度押し延ばす、という工程
を繰り返すことにより実施した。ガラス棒では押し延ば
すことが難しい程度に粘度が大きくなるまで繰り返した
(数十回)後、ロール面の温度を30℃にしたカレンダ
ーロールに複数回通過させて均一な厚さのシートを得
た。シートを水洗後、乾燥することによりグリーンシー
トを得た。乾燥は、ここでは風乾により実施したが、乾
燥後にシワを生じる場合は、真空凍結乾燥を行うことに
よりシワの発生を防止することができた。
【0015】得られたグリーンシートは、厚さ0.8mm
の、欠陥のない均一なものであった。50×30mmにカ
ッターにて切り抜いた後、1650℃にて6時間焼成し
たところ、厚さ0.6mm、密度3.95g/cm3 の薄板が
得られた。カレンダーロールのロール間のギャップを調
整することにより同様にして、焼成後の厚さが0.05
〜10mmの、緻密な薄板を得ることができた。
【0016】以上、半導体回路基板材料として最も広く
使用されている酸化アルミニウムを原料に用いた結果に
ついて述べたが、原料に酸化ベリリウム、酸化マグネシ
ウム、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ
素、炭化ケイ素を用いた場合にも全く同様にして良好な
薄板を製造することができた。 実施例2 添加するポリテトラフルオロエチレンの量と焼成後に得
られた薄板の関係を調べるために、添加したポリテトラ
フルオロエチレンの量のみを変えて実施例1と同様にし
て薄板を製造し、密度との関係を調べた。図2はポリテ
トラフルオロエチレンの添加量に対する焼成後の薄板の
密度のグラフである。図2より、ポリテトラフルオロエ
チレンの添加量は1〜50重量%が適当であることが判
る。添加したポリテトラフルオロエチレンが少ない領域
で密度が低下するのは成形後のグリーンシートにクラッ
ク等の欠陥が生じるためであり、また添加したポリテト
ラフルオロエチレンが多い領域で密度が低下するのはポ
リテトラフルオロエチレンの分解、飛散後に空隙が多く
なるためと推測される。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、剪断応力によりフィブ
リル化を起こす樹脂をバインダとして用い、原料粉末と
共に混練後にカレンダーロール法によって圧延してグリ
ーンシートを製造するため、極細のフィブリルは原料粉
末を互いの間隔を狭く絡めて原料粉末の相対位置を強く
固定する。従って、原料粉末や環境条件が変わってもほ
ぼ同一の製造条件により、任意の厚さおよび寸法におい
てクラック等の欠陥がなく、また強度や柔軟性に優れる
ハンドリングの容易なグリーンシートを製造することが
できる。
【0018】こうして得られたグリーンシートを焼成し
て得た薄板には欠陥がが少なく、また導通のない良好な
電気特性を示すため、特に集積回路基板に適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るグリーンシート内部の拡大模式図
【図2】ポリテトラフルオロエチレンの添加量に対する
焼成後の薄板の密度のグラフ
【図3】従来のバインダを用いカレンダーロール法によ
り得られたグリーンシート内部の拡大模式図
【符号の説明】
1 セラミックス粉末 2 フィブリル化した樹脂 3 従来のバインダ樹脂

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミックス粉末とバインダとの混合から
    なり、焼成されてセラミクス薄板とされるためにシート
    状に成型されるグリーンシートの製造方法において、前
    記バインダは剪断応力によりフィブリル化を起こす樹脂
    バインダであり、原料粉末とともに混連された後、カレ
    ンダーロール法により圧延されることを特徴とするグリ
    ーンシートの製造方法。
  2. 【請求項2】前記樹脂バインダはポリテトラフルオロエ
    チレンであることを特徴とする請求項1に記載のグリー
    ンシートの製造方法。
  3. 【請求項3】前記セラミックス粉末は酸化アルミニウ
    ム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニ
    ウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素または炭化ケイ素
    のいずれか、またはそれらの混合物であることを特徴と
    する請求項1または2に記載のグリーンシートの製造方
    法。
  4. 【請求項4】前記バインダの含有量は1〜50重量%で
    あることを特徴とする請求項1ないし3に記載のグリー
    ンシート製造方法。
  5. 【請求項5】前記グリーンシートの厚さは0.05〜1
    0mmであることを特徴とする請求項1ないし4に記載の
    グリーンシートの製造方法。
JP7324935A 1995-11-22 1995-12-14 グリーンシートの製造方法 Pending JPH09202664A (ja)

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JP7324935A JPH09202664A (ja) 1995-11-22 1995-12-14 グリーンシートの製造方法

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JP7-304193 1995-11-22
JP30419395 1995-11-22
JP7324935A JPH09202664A (ja) 1995-11-22 1995-12-14 グリーンシートの製造方法

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JPH09202664A true JPH09202664A (ja) 1997-08-05

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ID=26563815

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JP (1) JPH09202664A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102348754A (zh) * 2009-03-31 2012-02-08 日本华尔卡工业株式会社 含填充材料的氟树脂片材、其制造方法及垫片
CN104387082A (zh) * 2014-10-29 2015-03-04 安徽省皖捷液压科技有限公司 一种纳米碳化锆陶瓷喷嘴及其制作方法

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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