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JPS63242604A - Manufacturing method of ceramic green sheet - Google Patents

Manufacturing method of ceramic green sheet

Info

Publication number
JPS63242604A
JPS63242604A JP7779587A JP7779587A JPS63242604A JP S63242604 A JPS63242604 A JP S63242604A JP 7779587 A JP7779587 A JP 7779587A JP 7779587 A JP7779587 A JP 7779587A JP S63242604 A JPS63242604 A JP S63242604A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
green sheet
solvent
ceramic
organic binder
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7779587A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
均 鈴木
横山 博三
峰春 塚田
小川 弘美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP7779587A priority Critical patent/JPS63242604A/en
Publication of JPS63242604A publication Critical patent/JPS63242604A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 有機バインダとして常温では固体、200〜300℃で
は粘度が80000 CP以下にまで下がる変成ホット
メルト樹脂を用い、溶剤を用いずにセラミック粉末と加
熱混練した後、ホットプレスすることにより精度が良く
、また加工性の優れたグリンシートを得る方法。
Detailed Description of the Invention [Summary] A modified hot melt resin that is solid at room temperature and whose viscosity drops to 80,000 CP or less at 200 to 300°C is used as an organic binder, and after heating and kneading it with ceramic powder without using a solvent, A method of obtaining green sheets with good precision and excellent workability by hot pressing.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は加工性を向上したセラミック・グリンシートの
製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic green sheet with improved workability.

大量の情報を高速に処理する必要性から情報処理技術の
進歩は著しく、情報処理装置の主体を構成する半導体装
置はこの要求に対応してLSIよりVLSIへと大容量
化が行われており、また実装法も改良されてチップのま
−でセラミック回路基板に搭載する形態がとられている
Due to the need to process large amounts of information at high speeds, information processing technology has advanced significantly, and in response to this demand, semiconductor devices that form the main body of information processing equipment have increased in capacity from LSI to VLSI. Also, the mounting method has been improved and the entire chip is mounted on a ceramic circuit board.

すなわち、薄膜形成技術と写真蝕刻技術(フォトリソグ
ラフィ)の進歩によって導体線路などのパターン幅が微
小化し、またパッシベーション技術の進歩により大容量
素子をチップのま\で、回路基板上に搭載することが可
能となった。
In other words, advances in thin film formation technology and photolithography have enabled the pattern width of conductor lines to become smaller, and advances in passivation technology have made it possible to mount large capacitance elements on circuit boards in the form of chips. It has become possible.

こ\で、チップの大きさは高々10+n角であり、この
ようなチップがマトリックス状に配列して電子装置が形
成されているが、各チップの構成素子数は多大であるこ
とから各チップの端子を回路接続する導体線路の数は膨
大なものとなり、そのためこれを搭載する回路基板は必
然的に微細配線が施された多層配線基板が用いられてい
る。
Here, the size of the chip is at most 10+n square, and electronic devices are formed by arranging such chips in a matrix, but since each chip has a large number of constituent elements, the size of each chip is The number of conductor lines that connect terminals to circuits has become enormous, and therefore the circuit board on which they are mounted is necessarily a multilayer wiring board with fine wiring.

本発明はか\る多層基板を構成するセラミック・グリン
シートの製造方法に関するものである。
The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic green sheet constituting such a multilayer substrate.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

1、SI、VLSIなどのチップは定格電圧の印加状態
でも発熱するため、一般にフィンなどを用いる冷却法が
とられているが、一方、か−るチップを直接に搭載する
基板は耐熱性材料からなることが必須条件であり、アル
ミナ(α−a1g03)や硼珪酸ガラスなどのセラミッ
クスを構成材料として基板が作られている。
1. Chips such as SI and VLSI generate heat even when the rated voltage is applied, so cooling methods such as fins are generally used. On the other hand, the substrates on which such chips are directly mounted are made of heat-resistant materials. This is an essential condition, and the substrate is made of ceramics such as alumina (α-a1g03) and borosilicate glass as a constituent material.

すなわち、これらのセラミック粉末に有機バインダと可
塑剤を加え、溶剤を用いて混練してスラリー状(5lu
rry  泥漿状)とし、テープキャスティング法によ
りグリンシート(生シート)を作り、バイアホール(V
ia−hole)の形成や導体線路のパターン形成を行
った後、グリンシートを位置合わせして積層し、加圧し
て一体化したのち、焼成することにより多層セラミック
回路基板が製造されている。
That is, an organic binder and a plasticizer are added to these ceramic powders, and the mixture is kneaded with a solvent to form a slurry (5 lu
rry slurry-like), make a green sheet (raw sheet) by tape casting method, and make a via hole (V
After forming ia-holes and patterning conductor lines, a multilayer ceramic circuit board is manufactured by aligning and stacking green sheets, pressurizing them to integrate them, and then firing them.

ここで、一般に用いられているスラリー構成材料を示す
と次ぎのようになる。
Here, the commonly used slurry constituent materials are as follows.

有機バインダ:ブチラール樹脂、アクリル樹脂。Organic binder: butyral resin, acrylic resin.

セルローズ、酢酸ビニルなど、 可塑剤:ジオブチルフタレート(略称DOP) 、 ジ
ブチルフタレート(略称DBP)など、 有機溶剤:イソプロピルアルコール(略fLIpa)。
Cellulose, vinyl acetate, etc. Plasticizers: Dibutyl phthalate (abbreviated as DOP), dibutyl phthalate (abbreviated as DBP), etc. Organic solvent: Isopropyl alcohol (abbreviated as fLIpa).

エチルアルコールなど、 また、溶剤として水を用いることもある。such as ethyl alcohol, Additionally, water may be used as a solvent.

次に、テープキャスティング法はドクタブレード法とも
云われ、移動するポリエステルフィルムの上に所定の間
隙に刃(Blade)を保った押し出し器(ドクタブレ
ード)を設置し、これにスラリーを供給しながらポリエ
ステルフィルムを移動させることにより所定の厚さをも
つグリーンシートを連続的に形成する方法である。
Next, the tape casting method is also called the doctor blade method, in which an extruder (doctor blade) with a blade kept at a predetermined gap is installed on top of the moving polyester film, and while supplying slurry to the extruder, the polyester is This method continuously forms green sheets with a predetermined thickness by moving the film.

このようにして形成されたグリンシートは乾燥させた後
、ポリエステルフィルムより@離し、バイアホールの六
開けや導体パターンのスクリーン印刷を行った後、位置
合わせしながら積層して一体化し、これを高温で焼成す
ることにより多層回路基板が作られている。
After drying the green sheet formed in this way, it is separated from the polyester film, six via holes are opened and a conductor pattern is screen printed, and then laminated and integrated while aligning, and then heated at high temperature. Multi-layer circuit boards are made by firing.

然しなから、グリンシートは溶剤の蒸発や温度による粘
度変化などが原因して積層処理するまでに寸法変化を生
じ、そのために微細パターンを備えたセラミック回路基
板を精度よ(形成することが困難であった。
However, the dimensions of the green sheet change due to evaporation of the solvent and changes in viscosity due to temperature, etc. before lamination processing, making it difficult to precisely form ceramic circuit boards with fine patterns. there were.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上記したように多層回路基板はテープキャスティング
法により薄いグリンシートを作り、乾燥して剥離して後
、穴開は加工や導体パターンの印刷などを行い、か−る
複数のグリンシートを位置合わせしながら積層し、一体
化した後に焼成することにより作られているが、穴開け
した穴やスクリーン印刷した導体パターン寸法や位置が
積層処理するまでに変動し、そのために位置精度のよい
多層回路基板を歩留まり良く形成できないことが問題で
ある。
As mentioned above, for multilayer circuit boards, thin green sheets are made using the tape casting method, and after drying and peeling, holes are processed and conductive patterns are printed, and the multiple green sheets are aligned. However, the dimensions and positions of the punched holes and screen-printed conductor patterns vary during the lamination process, making it difficult to achieve a multilayer circuit board with good positional accuracy. The problem is that it cannot be formed with a high yield.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の問題はセラミック粉末に有機バインダ。 The above problem is caused by the organic binder in the ceramic powder.

可塑剤および有機溶剤を加えて混練し、スラリー状とし
た後、テープキャスティング法によりグリーンシートを
成形する従来法に代え、有機バインダとして常温では固
体、200〜300℃では粘度が80000 CP以下
にまで下がる変成ホットメルト樹脂を用い、溶剤を用ず
に加熱混練し、ホットプレス法によりグリンシートを形
成するセラミック・グリンシートの製造方法により解決
することができる。
Instead of the conventional method of adding a plasticizer and an organic solvent, kneading it, making it into a slurry, and then forming a green sheet by tape casting, we use an organic binder that is solid at room temperature and has a viscosity of 80,000 CP or less at 200-300℃. This problem can be solved by a method for manufacturing a ceramic green sheet, which uses a modified hot melt resin, heat-kneads it without using a solvent, and forms the green sheet by a hot press method.

〔作用〕[Effect]

本発明はグリンシートの構成剤である有機バインダとし
て常温では固体であるが、200〜300℃では粘度が
80000 CP以下にまで下がる変成ホットメルト樹
脂を用い、溶剤を用ずに加熱混練し、ホットプレス法に
よりグリンシートを得るものである。
The present invention uses a modified hot melt resin, which is solid at room temperature but whose viscosity drops to 80,000 CP or less at 200 to 300°C, as an organic binder that is a component of the green sheet. A green sheet is obtained by a pressing method.

すなわち、従来のグリンシートがテープキャスティング
法により製造したのち積層工程までの間に寸法変化や導
体パターンの崩れなどを生ずる原因はグリンシート中に
含まれている溶剤が徐々に蒸発し、また有機バインダが
溶剤に溶解してゲル状になっており、そのために温度変
動によって粘度が変わり、寸法変化や経時変化が起こる
のである。
In other words, the cause of dimensional changes and collapse of conductor patterns in the conventional Grin Sheet after it is manufactured by tape casting and before the lamination process is due to the gradual evaporation of the solvent contained in the Grin Sheet and the gradual evaporation of the organic binder. is dissolved in a solvent and becomes a gel, which causes viscosity changes due to temperature fluctuations, causing dimensional changes and changes over time.

このように溶剤の存在が寸法変化の原因となっているこ
とから、本発明は溶剤を使用せず、加熱により溶解して
低粘度となる変成ポリエステルや変成ポリアミドなどの
変成ホットメルト樹脂を使用し、高温でセラミック樹脂
と混練してグリンシートを作るものである。
Since the presence of a solvent causes dimensional changes, the present invention does not use a solvent, but instead uses a modified hot melt resin such as modified polyester or modified polyamide, which melts when heated and becomes low in viscosity. , which is kneaded with ceramic resin at high temperature to make a green sheet.

なお、成形性を増すために可塑剤や潤滑剤を添加すると
効果的である。
Note that it is effective to add a plasticizer or lubricant to increase moldability.

次に、このようにグリンシート形成材料が常温では固体
であると従来のようなテープキャスティング法は適用で
きない。
Next, if the green sheet forming material is solid at room temperature, the conventional tape casting method cannot be applied.

そこで、ホットプレス法によりグリンシートを形成する
Therefore, a green sheet is formed by a hot press method.

このようにして形成したグリンシートは溶剤を含んでお
らず、また常温では固体なので、バイアホールの形成や
スクリーン印刷に当たって作業性が良く、また収縮など
は生じない。
The green sheet thus formed does not contain a solvent and is solid at room temperature, so it has good workability in forming via holes and screen printing, and does not shrink.

こ−で、本発明に使用する樹脂の粘度を200〜300
℃で80000 CP以下と限った理由はこれ以上の粘
度では混練に当たって作業性が悪くなるからであり、ま
た変成した樹脂を用いる理由は変成品でなければこのよ
うな粘度低下が実現できないことによる。
In this way, the viscosity of the resin used in the present invention is adjusted to 200 to 300.
The reason why the viscosity is limited to 80,000 CP or less at °C is because workability during kneading deteriorates if the viscosity is higher than this, and the reason why a modified resin is used is that such a reduction in viscosity cannot be achieved unless it is a modified product.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1: セラミック粉末として粒径が5μ−以下のアルミナ(α
−AIVzOs)を用いた。
Example 1: Alumina (α
-AIVzOs) was used.

使用材料の組成比は次のようである。The composition ratio of the materials used is as follows.

セラミック粉末:アルミナ粉  ・・・100部変成ポ
リエステル樹脂:商品名アロンメルトPPET(東和合
成化学製)・・・10部 潤滑剤ニステアリン酸     ・・・10部可塑剤ニ
ジブチルフタレート  ・・・5部これらの材料をニー
ダを用い、220℃の温度で充分に混練したのち、テフ
ロン系の離型剤をプレス面に塗布したホットプレス機を
用いて100℃。
Ceramic powder: Alumina powder...100 parts Modified polyester resin: Trade name Aronmelt PPET (manufactured by Towa Gosei Chemical Co., Ltd.)...10 parts Lubricant Nistearic acid...10 parts Plasticizer Nidibutyl phthalate...5 parts These After sufficiently kneading the materials using a kneader at a temperature of 220°C, the mixture was kneaded at 100°C using a hot press machine with a Teflon-based mold release agent applied to the press surface.

5分の条件でプレスし、厚さが500μ鋼のグリンシー
トを形成した。
Pressing was carried out for 5 minutes to form a green sheet of steel with a thickness of 500μ.

・このグリンシートは形成後10日間放置した後も寸法
変化は0.05%以下であり、従来のテープキャスティ
ングによるもの一寸法変化が約0.5%あるのに較べ1
/lO以下に減少することができた。
・This green sheet has a dimensional change of less than 0.05% even after being left for 10 days after being formed, compared to the dimensional change of about 0.5% with conventional tape casting.
/lO or less.

また、バイアホールの形成も作業性よく行うことができ
た。
In addition, via holes could be formed with good workability.

実施例2: セラミック粉末として粒径が5μm以下の窒化アルミニ
ウム(AIN)を使用した。
Example 2: Aluminum nitride (AIN) with a particle size of 5 μm or less was used as the ceramic powder.

材料組成は次のようである。The material composition is as follows.

セラミック粉末:AIN粉  ・・・100部変成ボリ
シミド:マクロメルト6238 (日本ヘンケル社製)
   ・・・15  部 潤滑剤ニステアリン酸    ・・・lO部可塑剤ニジ
ブチルフタレート ・・・5 部これらの材料をニーダ
を使用して200℃で充分に混練した。
Ceramic powder: AIN powder...100 parts Modified boricimide: Macromelt 6238 (manufactured by Henkel Japan)
...15 parts Lubricant Nistearic acid ...10 parts Plasticizer Nidibutyl phthalate ...5 parts These materials were thoroughly kneaded at 200° C. using a kneader.

次に、離型剤を塗布したホットプレス機で130℃、5
分の条件でプレスして厚さが300μ鋼のグリンシート
を形成した。
Next, a hot press machine coated with a mold release agent was used to heat the mold at 130℃ for 5 minutes.
A green sheet of steel having a thickness of 300 μm was formed by pressing under conditions of 300 μm.

このグリンシートは形成後lO日間放置した後も寸法変
化は0.05%以下であり、従来のテープキャスティン
グによるもの\寸法変化が約0.5%あるのに較べ17
10以下に減少することができた。
This green sheet has a dimensional change of less than 0.05% even after being left for 10 days after formation, compared to conventional tape casting, which has a dimensional change of about 0.5%.
We were able to reduce the number to below 10.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば溶剤を使用せずにグリンシートを製造で
きるので放置しておいても収縮が起こらず、そのために
寸法変化を最小限に抑制することができ、寸法精度およ
び加工精度のよいグリンシートを作ることができる。
According to the present invention, a green sheet can be manufactured without using a solvent, so no shrinkage occurs even if it is left as it is, and therefore dimensional changes can be suppressed to a minimum, making it possible to produce a green sheet with good dimensional and processing accuracy. You can make sheets.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  セラミック粉末に有機バインダ、可塑剤および有機溶
剤を加えて混練し、スラリー状とした後、テープキャス
ティング法によりグリーンシートを成形する従来法に代
え、有機バインダとして常温では固体、200〜300
℃では粘度が80000CP以下にまで下がる変成ホッ
トメルト樹脂を用い、溶剤を用ずに加熱混練し、ホット
プレス法によりグリンシートを形成することを特徴とす
るセラミック・グリンシートの製造方法。
Instead of the conventional method of adding an organic binder, a plasticizer, and an organic solvent to ceramic powder, kneading it, making it into a slurry, and then forming a green sheet by tape casting, we use an organic binder that is solid at room temperature and has a density of 200 to 300 ml.
A method for producing a ceramic green sheet, which comprises using a modified hot melt resin whose viscosity drops to 80,000 CP or less at °C, heating and kneading without using a solvent, and forming a green sheet by a hot press method.
JP7779587A 1987-03-31 1987-03-31 Manufacturing method of ceramic green sheet Pending JPS63242604A (en)

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