(57)【要約】【課題】本発明は、良好なセラミック基板を製造することを可能にし得るシート部材及びセラミック基板の製造方法を提供しようとすることを目的とする。【解決手段】シート部材１は、セラミック基板を製造する際にセラミックグリーンシートの間に配置されるシート部材である。このシート部材１は、セラミック粒子と、カーボン粒子と、バインダ樹脂とを備える。シート部材１において、セラミック粒子の平均粒子径は１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、セラミック粒子の配合量は０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下である。【選択図】    図３
2020158360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板を製造する際にセラミックグリーンシートの間に配置されるシート部材であって、
セラミック粒子と、カーボン粒子と、バインダ樹脂とを備え、
前記セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、
前記セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下である
ことを特徴とするシート部材。
【請求項２】
前記セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上３．０μｍ以下であり、
前記セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のシート部材。
【請求項３】
前記セラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍ以上５．０μｍ以下であり、
前記セラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のシート部材。
【請求項４】
前記セラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍであり、
前記セラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシート部材。
【請求項５】
前記セラミック粒子が球状である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシート部材。
【請求項６】
セラミック粒子と、カーボン粒子と、バインダ樹脂とを備え、前記セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、前記セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であるシート部材を準備する準備工程と、
積層されるセラミックグリーンシートの間に前記シート部材を配置して、セラミックグリーンシート積層体を形成する積層体形成工程と、
前記セラミックグリーンシート積層体を焼成してセラミック基板積層体を形成する焼成工程と、
前記セラミック基板積層体からセラミック基板を剥がす剥がし工程と、
を備える
ことを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項７】
前記セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上３．０μｍ以下であり、
前記セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下である
ことを特徴とする請求項６に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項８】
前記セラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍ以上５．０μｍ以下であり、
前記セラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下である
ことを特徴とする請求項６に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項９】
前記シート部材のセラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍであり、
前記シート部材のセラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％である
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１０】
前記シート部材のセラミック粒子が球状である
ことを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１１】
前記シート部材に含まれる前記セラミック粒子の平均粒子径が、前記セラミックグリーンシートに含まれるセラミック粒子の平均粒子径よりも大きい
ことを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項に記載のセラミック基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート部材及びセラミック基板の製造方法に関し、具体的には、セラミック基板を製造する際にセラミックグリーンシートの間に配置されるシート部材及び当該シート部材を用いたセラミック基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を搭載する基板の例として、セラミック基板を挙げることができる。このようなセラミック基板の製造工程には、セラミックグリーンシートと呼ばれる生シートを焼成してセラミック基板とする焼成工程が含まれる。一般的に、セラミック基板の製造工程に要する時間は、この焼成工程に要する時間に依存する傾向にある。したがって、セラミック基板の製造期間を短縮するために、複数のセラミックグリーンシートを積層した上、積層されたセラミックグリーンシートを一度に焼成することがある。しかし、この場合、積層されたセラミック基板同士が焼成の際に融着し、融着したセラミック基板同士を剥がす際にセラミック基板に割れなどが生じて、セラミック基板が不良化する懸念がある。
【０００３】
そこで、例えば下記特許文献１に記載されているように、積層されるセラミックグリーンシートの間に高融点のセラミック粒子を含むシート部材を配置した上で、上記焼成工程を行うことがある。このような方法によれば、積層されたセラミックグリーンシートの間に上記シート部材が介在しているため、セラミック基板同士の融着を抑制することができるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−７７５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１のシート部材の主面には、添加された高融点セラミック粒子に起因する凹凸があり、焼成工程の際に、この凹凸がセラミックグリーンシートの主面に転写され得る。したがって、この特許文献１に記載の方法によっても、不良なセラミック基板が製造され得る。
【０００６】
そこで、本発明は、良好なセラミック基板を製造することを可能にし得るシート部材及び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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的の達成のため、本発明は、セラミック基板を製造する際にセラミックグリーンシートの間に配置されるシート部材であって、セラミック粒子と、カーボン粒子と、バインダ樹脂とを備え、前記セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、前記セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記目的達成のため、本発明のセラミック基板の製造方法は、セラミック粒子と、カーボン粒子と、バインダ樹脂とを備え、前記セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、前記セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であるシート部材を準備する準備工程と、積層されるセラミックグリーンシートの間に前記シート部材を配置して、セラミックグリーンシート積層体を形成する積層体形成工程と、前記セラミックグリーンシート積層体を焼成してセラミック基板積層体を形成する焼成工程と、前記セラミック基板積層体からセラミック基板を剥がす剥がし工程と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
発明者らは、積層されるセラミックグリーンシートの間にシート部材を配置したセラミックグリーンシート積層体を焼成した場合において、シート部材に含まれるセラミック粒子の平均粒子径（μｍ）及び配合量（ｗｔ％）が、焼結したセラミック基板に与える影響について研究した。
【００１０】
上記研究の結果、発明者らは、シート部材に含まれるセラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、当該セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下である場合、このような平均粒子径及び配合量でない場合に比べて、上記セラミックグリーンシート積層体を焼成してなるセラミック基板積層体からセラミック基板を剥がす際にセラミック基板が割れにくくなり得ることを見出した。また、上記平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、上記配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下である場合、このような平均粒子径及び配合量でない場合に比べて、焼成工程後のセラミック基板の主面に存在する凹みの最大径が小さくなり、セラミック基板の主面の凹凸が目立ちにくくなり得ることを見出した。
【００１１】
なお、セラミック基板積層体からセラミック基板を剥がす際にセラミック基板が割れにくいことを「剥がし性が良好」ということがある。また、焼成工程後のセラミック基板の主面に存在する凹みの最大径が小さい場合ことを「凹凸性が良好」ということがある。
【００１２】
上記のように、本発明のシート部材によれば、セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下とされ、セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下とされる。また、本発明のセラミック基板の製造方法によれば、セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下とされ、セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下とされるシート部材をセラミックグリーンシートの間に配置した上で焼成工程を行う。このため、このシート部材及びセラミック基板の製造方法によれば、上記のような平均粒子径以外の平均粒子径のセラミック粒子を、上記のようなセラミック粒子の配合量以外の配合量で配合してなるシート部材を使用する場合に比べて、剥がし性及び凹凸性の双方が良好になり得る。したがって、本発明のシート部材及びセラミック基板の製造方法によれば、良好なセラミック基板を製造し得る。
【００１３】
なお、前記セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上３．０μｍ以下であり、前記セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００１４】
この場合、凹凸性がより良好なセラミック基板を製造し得る。
【００１５】
また、前記セラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍ以上５．０μｍ以下であり、前記セラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００１６】
この場合、剥がし性がより良好なセラミック基板を製造し得る。
【００１７】
また、前記セラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍであり、前記セラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％であることがさらに好ましい。
【００１８】
この場合、剥がし性及び凹凸性の双方をより良好にすることができる。
【００１９】
また、前記セラミック粒子が球状であることが好ましい。
【００２０】
本明細書において、「球状」とは、アスペクト比が２以下の粒子の粒子全体に占める割合が９０ｗｔ％以上であることをいう。
【００２１】
このような球状のシート部材のセラミック粒子がセラミックグリーンシートの間に介在する場合、非球状のシート部材のセラミック粒子がセラミックグリーンシートの間に介在する場合に比べて、積層体を焼成する際にシート部材とセラミックグリーンシートとの間に作用する応力を緩和することができ、セラミック基板の割れや破損などをより効果的に抑制することができる。
【００２２】
なお、前記シート部材に含まれる前記セラミック粒子の平均粒子径が、前記セラミックグリーンシートに含まれるセラミック粒子の平均粒子径よりも大きいことが好ましい。
【００２３】
このようにシート部材に含まれるセラミック粒子の平均粒子径をセラミックグリーンシートに含まれるセラミック粒子の平均粒子径よりも大きくした場合、セラミックグリーンシートに含まれるセラミック粒子を焼結させる温度では、シート部材に含まれるセラミック粒子がセラミックグリーンシートに含まれるセラミック粒子と焼結しにくくなり得る。このため、上記剥がし性及び凹凸性がより良好になり得る。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、良好なセラミック基板を製造することを可能にし得るシート部材及びセラミック基板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のシート部材を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明のセラミック基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】積層体形成工程の様子を概略的に示す図である。
【図４】焼成工程により形成されたセラミック基板積層体の様子を概略的に示す図である。
【図５】剥がし工程の様子を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係るシート部材及びセラミック基板の製造方法を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。なお、以下に参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。
【００２７】
図１は、本発明のシート部材１を概略的に示す斜視図である。図１に示すように、シート部材１は、薄い板状の外形を有している。本実施形態において、例えば、シート部材１の主面１０，１１のそれぞれの長手方向の長さＷは概ね８０ｍｍとされ、主面１０，１１の長手方向に垂直な垂直方向の長さＬは概ね７０ｍｍとされる。また、シート部材１の厚みＨは概ね０．０７ｍｍとされる。
【００２８】
シート部材１は、セラミックグリーンシートを積層して焼成する際に積層されるセラミックグリーンシートの間に配置されるシート部材である。なお、セラミックグリーンシートは、焼成することによりセラミック焼結体となる生シートである。
【００２９】
シート部材１は、セラミック粒子と、カーボン粒子と、バインダ樹脂とを含んでいる。
【００３０】
上記セラミック粒子は、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、或いは酸化アルミニウムと二酸化ケイ素との化合物などを用いて形成することができる。また、このセラミック粒子の平均粒子径は１．５μｍ以上５．０μｍ以下とされる。後述するように、シート部材１のセラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上３．０μｍ以下であればセラミック基板の凹凸性をより良好にし得る点からより好ましく、シート部材１のセラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍ以上５．０μｍ以下であればセラミック基板の剥がし性をより良好にし得る点からより好ましい。また、シート部材１のセラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍであれば、セラミック基板の凹凸性及び剥がし性の双方がより良好になる点でさらに好ましい。
【００３１】
なお、シート部材１のセラミック粒子の平均粒子径の測定方法は特に限定されるものではないが、本実施形態のシート部材１のセラミック粒子の平均粒子径は、例えばレーザ回折散乱法に基づいて測定される。
【００３２】
また、シート部材１におけるセラミック粒子の配合量は、０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下とされる。なお、後述するように、セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下であれば上記凹凸性をより良好にし得る点からより好ましく、セラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であれば上記剥がし性をより良好にし得る点からより好ましい。また、セラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％であれば、凹凸性及び剥がし性の双方がより良好になる点でさらに好ましい。
【００３３】
カーボン粒子としては、特に限定されないが、例えば、平均粒子径が２０μｍ以上３０μｍ以下のカーボン粒子を用いてもよい。なお、カーボン粒子の平均粒子径の測定方法は特に限定されるものではないが、本実施形態では、例えばレーザ回折散乱法に基づいて測定される。
【００３４】
上記バインダ樹脂は、例えば、ポリビニルブチラール系樹脂やアクリル系樹脂などから形成される。
【００３５】
次に、本発明のシート部材１を用いたセラミック基板の製造方法について説明する。
【００３６】
図２は、シート部材１を用いたセラミック基板の製造方法を示すフローチャートである。図２に示すように、このセラミック基板の製造方法は、準備工程Ｐ１と、積層体形成工程Ｐ２と、焼成工程Ｐ３と、剥がし工程Ｐ４とを備える。
【００３７】
＜準備工程Ｐ１＞
まず、本工程を行う。本工程は、上記シート部材１を準備する工程である。また、本工程において、セラミックグリーンシートを準備する。
【００３８】
シート部材１は、例えば以下のようにして作製することができる。まず、例えばレーザ回折散乱法に基づいて測定された平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下のセラミック粒子、バインダ樹脂、カーボン粒子、及び分散剤を含む分散液を、セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下となるように調製する。
【００３９】
なお、上記分散液に使用するセラミック粒子としては特に限定されないが、例えば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、或いは酸化アルミニウムと二酸化ケイ素との化合物などを用いてもよい。また、セラミック粒子として球状のセラミック粒子を用いてもよい。上記分散剤としては、特に限定されないが、例えばソルビタンセスキオレートを使用することができ、この分散剤の分散液における配合量を、例えば０．４ｗｔ％〜１．６ｗｔ％としてもよい。また、上記バインダ樹脂としては、特に限定されないが、例えばアクリル系樹脂を使用することができ、このバインダ樹脂の分散液における配合量を、例えば２０ｗｔ％〜４０ｗｔ％としてもよい。
【００４０】
その後、この分散液をシート状に塗工して乾燥させることにより、主面の寸法を所定の寸法に加工してシート状部材を作製する。この寸法は特に限定されないが、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さが０．０７ｍｍであってもよい。その後、金型などを用いて、シート状部材の寸法をさらに小さくしてもよい。例えば、主面の寸法が例えば８０ｍｍ×７０ｍｍとなるように、上記シート状部材を切断してもよい。これにより、シート部材１を作製することができる。
【００４１】
また、セラミックグリーンシートは、例えば以下のようにして作製することができる。まず、セラミック粉末、焼結助剤、有機バインダ、溶剤、可塑剤等を適宜混合してスラリーを調製する。なお、上記セラミック粉末としては、特に限定されないが、例えば、本製造方法により製造されるセラミック基板がアルミナセラミックスから成る場合には、セラミック粒子として酸化アルミニウム粉末を使用することが好ましい。次に、調製したスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法等の方法により、平坦なシート状に成形して単層のセラミックグリーンシートを作製する。なお、セラミックグリーンシートは、原料粉末を成型機に充填して、加圧成形して作製することもできる。
【００４２】
本実施形態において、このセラミックグリーンシートは、主面の寸法がシート部材１と概ね同様の寸法になるように作製されてもよい。例えば、シート部材１の主面の寸法が８０ｍｍ×７０ｍｍの場合、同様に主面の寸法が概ね８０ｍｍ×７０ｍｍとなるように作製してもよい。また、作製されるセラミックグリーンシートの厚みは特に限定されないが、例えば０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであってもよい。また、このセラミックグリーンシートに使用されるセラミック粒子の平均粒子径は特に限定されないが、シート部材１に使用されるセラミック粒子の平均粒子径よりも小さいことが好ましい。すなわち、シート部材１に使用されるセラミック粒子の平均粒子径が、セラミックグリーンシートに使用されるセラミック粒子よりも大きいことが好ましい。
【００４３】
＜積層体形成工程Ｐ２＞
次に、本工程を行う。本工程は、積層されるセラミックグリーンシートの間に前記シート部材を配置して、セラミックグリーンシート積層体を形成する工程である。
【００４４】
図３は、本工程の様子を概略的に示す図である。図３に示すように、本工程では、準備工程Ｐ１で作製したシート部材１の主面１０，１１の少なくとも一方に、準備工程Ｐ１で作成したセラミックグリーンシート２０Ｐを重ねる。こうして、積層されるセラミックグリーンシート２０Ｐの間にシート部材１が配置されて成るセラミックグリーンシート積層体３０Ｐが形成される。なお、図３では、準備工程Ｐ１において、シート部材１の主面１０，１１の寸法と、セラミックグリーンシート２０Ｐの主面の寸法とが概ね同じになるようにシート部材１とセラミックグリーンシート２０Ｐとが作製された例が示されている。
【００４５】
＜焼成工程Ｐ３＞
次に、本工程を行う。本工程は、セラミックグリーンシート積層体３０Ｐを焼成してセラミック基板積層体を形成する工程である。上記のように、本製造方法により製造されるセラミック基板がアルミナセラミックスから成る場合には、セラミックグリーンシート積層体３０Ｐにおけるセラミックグリーンシート２０Ｐの酸化アルミニウムが焼結し得る所定の温度で焼成される。なお、この所定の温度は、例えば、１４００℃から１６００℃程度の温度とされる。
【００４６】
この焼成により、セラミックグリーンシート２０Ｐの酸化アルミニウムが焼結して、セラミックグリーンシート２０Ｐがセラミック基板となる。すなわち、図４に示すように、セラミックグリーンシート積層体３０Ｐが、セラミック基板２０が積層されたセラミック基板積層体３０となる。この焼成の際、シート部材１に含まれるセラミック粒子、カーボン粒子、及びバインダ樹脂のうち、バインダ樹脂及びカーボン粒子は消失し、一方、シート部材１のセラミック粒子はセラミックグリーンシート２０Ｐの間に介在し続ける。こうして、セラミック基板積層体３０のセラミック基板２０の間には、シート部材１に由来するセラミック粒子が介在した状態とされる。
【００４７】
＜剥がし工程Ｐ４＞
次に、本工程を行う。本工程は、焼成工程Ｐ３で形成されたセラミック基板積層体からセラミック基板２０を剥がす工程である。
【００４８】
図５は、本工程の様子を概略的に示す図である。図５に示すように、焼成工程Ｐ３によってセラミック基板積層体３０が形成される。上述のように、このセラミック基板積層体３０のセラミック基板２０の間には、シート部材１に由来するセラミック粒子が介在している。このため、焼成工程Ｐ３において、シート部材１のセラミック粒子を介して積層されたセラミックグリーンシート２０Ｐ同士が離間した状態が保たれ、セラミックグリーンシート２０Ｐ同士が融着することが抑制される。したがって、本工程において、セラミック基板積層体３０からセラミック基板２０を容易に剥がすことができ、セラミック基板積層体３０からセラミック基板２０を剥がす際にセラミック基板２０が割れたり破損したりすることが抑制される。
【００４９】
このように、準備工程Ｐ１と、積層体形成工程Ｐ２と、焼成工程Ｐ３と、剥がし工程Ｐ４を経て、１つのセラミックグリーンシート積層体３０Ｐから複数のセラミック基板２０を製造することができる。
【００５０】
以上のようなシート部材１及びセラミック基板の製造方法によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００５１】
上述のように、シート部材１を介在させずにセラミックグリーンシート２０Ｐ同士を直接積層する場合、直接積層されたセラミックグリーンシート２０Ｐ同士が焼成工程において融着しやすい。このため、セラミック基板積層体３０からセラミック基板２０を剥がす際にセラミック基板に割れや破損が生じ得、セラミック基板２０の剥がし性が不良になり得る。また、シート部材１のセラミック粒子に起因して、シート部材１の主面１０，１１に凹凸が存在すると、焼成工程においてこの凹凸がセラミックグリーンシート２０Ｐに転写され、焼結したセラミック基板２０の主面に凹凸が形成され得る。すなわち、セラミック基板の凹凸性が不良になり得る。
【００５２】
これに対し、後述するように、発明者らは、シート部材１に含まれるセラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、当該セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であると、セラミックグリーンシート積層体３０Ｐの焼成後おけるセラミック基板２０の剥がし性及び凹凸性が良好になることを見出した。
【００５３】
上述のように、本実施形態におけるシート部材１は、セラミック粒子と、カーボン粒子と、バインダ樹脂とを備え、セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、当該セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であることを特徴とする。
【００５４】
また、上述のように、本実施形態におけるセラミック基板の製造方法は、セラミック粒子と、カーボン粒子と、バインダ樹脂とを備え、セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、当該セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であるシート部材を準備する準備工程と、積層されるセラミックグリーンシートの間にシート部材を配置して、セラミックグリーンシート積層体を形成する積層体形成工程と、セラミックグリーンシート積層体を焼成してセラミック基板積層体を形成する焼成工程と、セラミック基板積層体からセラミック基板を剥がす剥がし工程と、を備えることを特徴とする。
【００５５】
したがって、本実施形態におけるシート部材１及びセラミック基板の製造方法によれば、セラミックグリーンシート積層体３０Ｐを焼成した後におけるセラミック基板２０の剥がし性及び凹凸性を良好にすることができる。したがって、本実施形態におけるシート部材１及びセラミック基板の製造方法によれば、良好なセラミック基板を製造し得る。
【００５６】
また、後述するように、発明者らは、シート部材１に含まれるセラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上３．０μｍ以下であり、当該セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下であると、セラミックグリーンシート積層体３０Ｐの焼成後おけるセラミック基板２０の凹凸性がより良好になり得ることを見出した。
【００５７】
したがって、シート部材１に含まれるセラミック粒子の平均粒子径を１．５μｍ以上３．０μｍ以下とし、当該セラミック粒子の配合量を０．１ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下とすることで、凹凸性がより良好なセラミック基板２０を製造し得る。
【００５８】
また、後述するように、発明者らは、シート部材１に含まれるセラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍ以上５．０μｍ以下であり、当該セラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であると、セラミックグリーンシート積層体３０Ｐの焼成後おけるセラミック基板２０の剥がし性がより良好になり得ることを見出した。
【００５９】
したがって、シート部材１に含まれるセラミック粒子の平均粒子径を３．０μｍ以上５．０μｍ以下とし、当該セラミック粒子の配合量を０．５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下とすることで、剥がし性がより良好なセラミック基板２０を製造し得る。
【００６０】
また、後述するように、発明者らは、シート部材１に含まれるセラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍであり、当該セラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％であると、セラミックグリーンシート積層体３０Ｐの焼成後おけるセラミック基板２０の剥がし性及び凹凸性の双方がより良好になり得ることを見出した。
【００６１】
したがって、シート部材１に含まれるセラミック粒子の平均粒子径を３．０μｍとし、当該セラミック粒子の配合量を０．５ｗｔ％とすることで、剥がし性及び凹凸性の双方がより良好なセラミック基板２０を製造し得る。
【００６２】
また、本実施形態におけるシート部材１のセラミック粒子が球状とされる場合、非球状のシート部材のセラミック粒子がセラミックグリーンシートの間に介在する場合に比べて、積層体を焼成する際にシート部材とセラミックグリーンシートとの間に作用する応力を緩和することができる。このため、セラミック基板の割れや破損などをより効果的に抑制することができる。
【００６３】
また、本実施形態のセラミック基板の製造方法において、シート部材１に含まれるセラミック粒子の平均粒子径が、セラミックグリーンシート２０Ｐに含まれるセラミック粒子の平均粒子径よりも大きい場合、セラミックグリーンシート２０Ｐに含まれるセラミック粒子を焼結させる温度において、シート部材１に含まれるセラミック粒子がセラミックグリーンシート２０Ｐに含まれるセラミック粒子と焼結しにくくなり得る。このため、セラミック基板の剥がし性及び凹凸性がより良好になり得る。
【００６４】
以上、本発明に係るシート部材１及びセラミック基板の製造方法について上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６５】
例えば、シート部材１のセラミック粒子が非球状であってもよい。すなわち、アスペクト比が２以下の粒子の粒子全体に占める割合が９０ｗｔ％よりも少なくてもよい。ただし、上述のように、凹凸性がより良好なセラミック基板を形成する観点から、セラミック粒子が球状であることが好ましい。
【００６６】
また、シート部材１に含まれるセラミック粒子の平均粒子径が、セラミックグリーンシート２０Ｐに含まれるセラミック粒子の平均粒子径よりも小さくてもよい。
【００６７】
次に、本発明の具体的な実施例について比較例とともに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６８】
（実施例１）
まず、以下のようにしてシート部材１を作製した。
【００６９】
まず、平均粒子径が３．０μｍの球状の酸化アルミニウム、バインダ樹脂、カーボン粒子、及び分散剤を含む分散液を、酸化アルミニウムの配合量が０．５ｗｔ％となるように調製した。なお、分散剤としてソルビタンセスキオレートを使用し、この分散剤の分散液における配合量を０．８ｗｔ％とした。また、バインダ樹脂としてメタクリルブタジエンスチレン樹脂を使用し、このバインダ樹脂の分散液における配合量を３０．０ｗｔ％とした。次に、この分散液を用いて、主面の寸法が８０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さが０．０７ｍｍのシート部材１を複数作製した。
【００７０】
また、以下のようにしてセラミックグリーンシートを作製した。
【００７１】
まず、平均粒子径が２．５μｍの酸化アルミニウムに、所定の焼結助剤、所定のバインダ樹脂、所定の溶剤、及び所定の可塑剤をそれぞれ所定量混合してスラリーを調製した。なお、このスラリーにおける酸化アルミニウムの配合量を８５．２ｗｔ％とした。次に、このスラリーを用いて、主面の寸法が８０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さが０．３４ｍｍのセラミックグリーンシート２０Ｐを複数作製した。
【００７２】
次に、上記積層体形成工程Ｐ２に基づいて、９枚のシート部材１、１０枚のセラミックグリーンシート２０Ｐを１枚ずつ交互に重ねてセラミックグリーンシート積層体３０Ｐを形成した。その後、焼成工程Ｐ３を行った。具体的には、電気炉を用いて、１５６０℃の温度でセラミックグリーンシート積層体３０Ｐを焼結させた。こうして、セラミック基板積層体３０を作製した。その後、剥がし工程Ｐ４を行い、セラミック基板積層体３０からセラミック基板２０を１枚ずつ剥がした。
【００７３】
この剥がし工程Ｐ４において、割れが生じたセラミック基板２０の枚数を評価した。割れた枚数が少ない程、剥がし性が良好であることを意味する。また、セラミック基板積層体３０から剥がされたセラミック基板２０の主面に形成された凹部の最大径をレーザ顕微鏡を用いて測定した。なお、凹部の最大径が測定されたセラミック基板の主面は、シート部材１に接する側の主面である。すなわち、積層体形成工程Ｐ２において両方の主面にシート部材１が接するセラミックグリーンシート２０Ｐが焼結したセラミック基板２０では、両主面のいずれか一方の主面の凹凸性を評価した。この凹部の最大径が小さい程、凹凸性が良好であることを意味する。
【００７４】
（実施例２〜１５、比較例１〜１６）
実施例２〜１５、比較例１〜１６では、下記表１に記載された平均粒子径（μｍ）の球状の酸化アルミニウムが下記表１に記載された配合量（ｗｔ％）で含まれる分散液を用いた点を除いて、実施例１と同様の工程でセラミック基板を作製した。すなわち、実施例２〜１５、比較例１〜１６におけるセラミック基板では、酸化アルミニウムの平均粒子径及び配合量が実施例１のセラミック基板と相違している。例えば、表１に示すように、実施例２のセラミック基板には、平均粒子径が１．５μｍの球状の酸化アルミニウムが０・１０ｗｔ％含まれる。また、比較例１６のセラミック基板には、平均粒子径が１０．０μｍの球状の酸化アルミニウムが５．００ｗｔ％含まれる。なお、表１において、太枠内の領域、すなわち、平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下、配合量が０．１０ｗｔ％以上２．５０ｗｔ％以下の範囲が実施例１〜実施例１５である。
【００７５】
【表１】
2020158360.tif 000003
【００７６】
上記表１に記載された実施例１〜実施例１５、及び比較例１〜比較例１６について、以下の基準に従って凹凸性、剥がし性、及び総評を評価した。
【００７７】
凹部の最大径が５μｍよりも小さい場合の凹凸性をＡとし、凹凸性が良好と評価した。また、凹部の最大径が５μｍ以上１０μｍ以下の場合の凹凸性をＢとし、Ａよりは良好でないものの、実施レベルでは十分に良好であると評価した。また、凹部の最大径が１０μｍよりも大きい場合の凹凸性をＣとし、凹凸性がＢよりも劣ると評価した。
【００７８】
また、１０枚のセラミック基板２０からなるセラミック基板積層体３０から１枚ずつセラミック基板２０を剥がした際にセラミック基板２０の割れが無かった場合の剥がし性をＡとし、剥がし性が良好と評価した。また、セラミック基板２０の割れが５０％未満の場合、すなわち、割れたセラミック基板２０が５枚よりも少ない場合の剥がし性をＢとし、Ａよりは良好でないものの、実施レベルでは十分に良好であると評価した。また、割れたセラミック基板２０が５０％以上の場合、すなわち、割れたセラミック基板２０が５枚以上の場合の剥がし性をＣとし、剥がし性がＢよりも劣ると評価した。
【００７９】
また、凹凸性及び剥がし性の双方がＡである場合を総評Ａとし、凹凸性及び剥がし性の双方がより良好であると評価した。また、凹凸性及び剥がし性の一方がＡで他方がＢの場合を総評Ｂとし、凹凸性及び剥がし性の一方がより良好であると評価した。また、凹凸性及び剥がし性の少なくとも一方がＣ、又は、凹凸性及び剥がし性の双方がＡでない場合を総評Ｃとした。すなわち、総評Ａ、総評Ｂの場合が、凹凸性及び剥がし性の双方が良好であることを意味する。
【００８０】
以下の表２に、実施例１〜実施例１５、及び比較例１〜比較例１６の上記評価基準に基づく評価結果を示す。
【表２】
2020158360.tif 000004
【００８１】
表２における太線で囲った以外の部分である比較例１〜比較例１６では、凹凸性及び剥がし性の少なくとも一方がＣ、又は、凹凸性及び剥がし性の双方がＡでない結果となった。すなわち、総評がＣとなり、凹凸性及び剥がし性の双方が良好なセラミック基板を得ることができないことが確認された。
【００８２】
一方、表２における太線で囲った部分である実施例１〜実施例１５では、剥がし工程Ｐ４で割れたセラミック基板２０は４枚以下であった。また、実施例１〜実施例１５では、剥がし工程Ｐ４後のセラミック基板２０の主面の凹部の最大径は１０μｍ以下であり、当該主面に凹凸が目立たないことが確認された。つまり、実施例１〜実施例１５では、上記総評がＡ又はＢである。したがって、シート部材１のセラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、当該セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下の場合、得られたセラミック基板２０の凹凸性及び剥がし性の双方が良好であることが確認された。
【００８３】
また、平均粒子径が１．５μｍ以上３．０μｍ以下のセラミック粒子を０．１０ｗｔ％以上０．５０ｗｔ％以下の配合量で作製したシート部材１を用いて剥がし工程Ｐ４を行った実施例１〜３、５、６、８では、凹凸性がＡであり、セラミック基板２０の凹凸性がより良好になることが確認された。
【００８４】
また、平均粒子径が３．０μｍ以上５．０μｍ以下のセラミック粒子を０．５０ｗｔ％以上２．５０ｗｔ％以下の配合量で作成したシート部材１を用いて剥がし工程Ｐ４を行った実施例１、９、１１、１２、１４、１５では、剥がし性がＡであり、セラミック基板２０の剥がし性がより良好になることが確認された。
【００８５】
特に、実施例１では、剥がし工程Ｐ４で割れたセラミック基板２０がないことが確認された。また、実施例１では、剥がし工程Ｐ４後のセラミック基板２０の主面の凹部の最大径が５μｍよりも小さく、当該主面の凹凸がより目立ちにくいことが確認された。すなわち、シート部材１のセラミック粒子の平均粒子径が３．０μｍであり、当該セラミック粒子の配合量が０．５ｗｔ％である場合、総評がＡとなり、凹凸性及び剥がし性の双方がより良好なセラミック基板を得られることが確認された。
【００８６】
以上のことから、セラミック粒子の平均粒子径が１．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、セラミック粒子の配合量が０．１ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下であるシート部材１を用いてセラミック基板を製造することによって、良好なセラミック基板を製造し得ることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明によれば、良好なセラミック基板を製造することを可能にし得るシート部材及びセラミック基板の製造方法が提供され、電子部品搭載用のセラミック基板や他のセラミック基板を製造する分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１・・・シート部材
１０，１１・・・主面
２０Ｐ・・・セラミックグリーンシート
２０・・・セラミック基板
３０Ｐ・・・セラミックグリーンシート積層体
３０・・・セラミック基板積層体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020158360.tif 000008
【図５】
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