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JPS6330359A - Manufacture of ceramic green sheet - Google Patents

Manufacture of ceramic green sheet

Info

Publication number
JPS6330359A
JPS6330359A JP61175230A JP17523086A JPS6330359A JP S6330359 A JPS6330359 A JP S6330359A JP 61175230 A JP61175230 A JP 61175230A JP 17523086 A JP17523086 A JP 17523086A JP S6330359 A JPS6330359 A JP S6330359A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
green sheet
organic binder
ceramic green
polyisobutylene
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
JP61175230A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
基義 田中
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries 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 Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP61175230A priority Critical patent/JPS6330359A/en
Publication of JPS6330359A publication Critical patent/JPS6330359A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (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) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (7)技術分野 との発明は、セラミックグリーンシートの製造方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (7) Technical field The invention relates to a method for manufacturing a ceramic green sheet.

セラミックグリーンシートは、セラミック粉末に、焼結
助剤、有機結合材、有機溶媒とを加えて混合し、これを
シート成形し、有機結合材を除去した後、焼成する事に
より製造される。
Ceramic green sheets are produced by adding and mixing a sintering aid, an organic binder, and an organic solvent to ceramic powder, forming the mixture into a sheet, removing the organic binder, and then firing.

有機結合材は、セラミック粉末を任意の形状に造形する
ためのもので、ここでシート状に成形されてしまえば、
除去されるべきものである。有機物の一種であるから加
熱すれば除去できるが、低温加熱で除去でき、しかも完
全に除去されることが望ましい。
The organic binder is used to shape the ceramic powder into any desired shape, and once it is formed into a sheet,
It should be removed. Since it is a type of organic substance, it can be removed by heating, but it is desirable that it can be removed by low-temperature heating and that it is completely removed.

有機結合材が残ったまま焼成すると、空隙が生じたり、
熱伝導度が低くなったりするからである。
If the organic binder is fired while remaining, voids may occur,
This is because the thermal conductivity becomes low.

また、セラミックグリーンシートに用いられるセラミッ
クは、Al2O3のような酸化物系セラミックもあるが
、AIN 、 TiN 1TiC%Si、N4のような
非酸化物系セラミックもある。
Furthermore, the ceramics used for ceramic green sheets include oxide ceramics such as Al2O3, but also non-oxide ceramics such as AIN, TiN 1TiC%Si, and N4.

(イ)従来技術 セラミックグリーンシート製造用有機結合材として、従
来より、ポリビニルブチラール(PVB)  、セルロ
ース系有機材が広く用いられている。
(a) Prior Art Conventionally, polyvinyl butyral (PVB) and cellulose-based organic materials have been widely used as organic binders for producing ceramic green sheets.

しかし、PVB1セルロースなどは、熱分解温度が高く
、分解残渣としてのカーボンを多く残す、という欠点が
ある。
However, PVB1 cellulose and the like have the disadvantage that their thermal decomposition temperature is high and they leave a large amount of carbon as a decomposition residue.

非酸化物系セラミック、例えばAIN 、 TiN 、
 TiC。
Non-oxide ceramics, such as AIN, TiN,
TiC.

Si3N4などの場合、グリーンシートに成形後、有機
結合材を除去する際、大気雰囲気中で行なう場合と、非
酸素雰囲気中で行なう場合がある。
In the case of Si3N4, etc., after forming into a green sheet, the organic binder is removed in some cases in the air or in a non-oxygen atmosphere.

大気雰囲気中で有機結合材を熱分解させると、分解残渣
のカーボンを完全に除くことができるという長所がある
Thermal decomposition of the organic binder in the atmosphere has the advantage that carbon as a decomposition residue can be completely removed.

しかし、非酸化物系セラミックを、大気雰囲気中で、か
なり高温の熱処理をするわけであるから、セラミックが
酸化しやすく、特性が劣化する。これはPVB、セルロ
ース系有機結合材の熱分解温度が高いことに起因する難
点である。
However, since the non-oxide ceramic is heat-treated at a fairly high temperature in the air, the ceramic is easily oxidized and its properties deteriorate. This is a drawback due to the high thermal decomposition temperature of PVB and cellulose-based organic binders.

非酸化雰囲気というのは、N2、Arガスの中で行なう
という事である。これらのガスの中で、熱分解処理をす
ると、セラミックの酸化を防ぐことができる。しかし、
反面、カーボンの残渣を完全に除去することができない
。このため焼成後に、発泡、亀裂などが発生しやすい。
A non-oxidizing atmosphere means that the process is carried out in N2 or Ar gas. Pyrolysis treatment in these gases can prevent oxidation of the ceramic. but,
On the other hand, carbon residue cannot be completely removed. For this reason, foaming, cracking, etc. are likely to occur after firing.

また強度特性が著しく損なわれる。また、熱伝導度も悪
くなる。
In addition, strength properties are significantly impaired. In addition, thermal conductivity also deteriorates.

以上は、非酸化物系セラミックに対し、PVB。The above is PVB for non-oxide ceramics.

セルロース系結合材を用いた場合の難点であった。This was a problem when using a cellulose-based binder.

酸化物系セラミックに対しても、やはり難点があった。There were also difficulties with oxide ceramics.

酸化物系セラミックの代表的な例は、アルミナA4□0
3である。アルミナは、電子回路用基板、ICパッケー
ジ用材料などとして広く用いられている。
A typical example of oxide ceramic is alumina A4□0
It is 3. Alumina is widely used as a substrate for electronic circuits, a material for IC packages, and the like.

これらは、単なるセラミック板をいったん焼成し、後に
金属膜を付けることもある。
These can be made by firing a simple ceramic plate and then adding a metal film to it.

そうではなく、セラミックの焼成と金属膜の形成を同時
に行なうこともある。同時焼成メタライズという。
Instead, firing the ceramic and forming the metal film may be performed simultaneously. This is called co-fired metallization.

この場合、メタライズ層としての金属は、例えばWlM
o −Mnなどである。金属であるから酸化されやすい
In this case, the metal as the metallization layer is, for example, WlM
o -Mn, etc. Since it is a metal, it is easily oxidized.

金属の酸化を防ぐため、湿式還元性雰囲気に於て、有機
結合材を熱分解除去する。このようにすると、グリーン
シートに成形されたシートの中に多量の有機結合材が完
全に除去されない。カーボンとしてシートの中に残留す
る。この後より高温で焼成される。すると、発泡、亀裂
などが起こりやすく、そうでなくても、強度的に弱いセ
ラミックになる。強度の他に、誘電率、熱伝導性などの
特性に、非常な悪影響を及ぼすことになる。
To prevent metal oxidation, the organic binder is removed by thermal decomposition in a wet reducing atmosphere. In this way, a large amount of organic binder in the sheet formed into a green sheet is not completely removed. It remains in the sheet as carbon. After this, it is fired at a higher temperature. As a result, foaming and cracking are likely to occur, and even if this is not the case, the ceramic becomes weak in strength. In addition to strength, properties such as dielectric constant and thermal conductivity will be severely affected.

このように、従来用いられてきたPVB、セルロース系
有機結合材は熱分解温度が高すぎるため、さまざまな欠
点を伴う。
As described above, the conventionally used PVB and cellulose-based organic binders have various drawbacks because their thermal decomposition temperatures are too high.

酸化物系セラミックであって、高温酸化しながら熱分解
できるものであればよいが、そうでない場合には、好適
に使えない。
Any oxide ceramic can be used as long as it can be thermally decomposed while being oxidized at a high temperature, but if it is not, it cannot be suitably used.

結局、カーボンを完全に除去するのが難しく、カーボン
を除くため、高温、酸化性雰囲気で有機結合材を除去し
なければならなかったわけである。
In the end, it was difficult to completely remove carbon, and in order to remove carbon, the organic binder had to be removed at high temperature in an oxidizing atmosphere.

位)発明が解決しようとする問題点 従来の有機結合材は、シート成形後、高温で熱分解しな
ければ、完全に除去できない、という問題点があった。
(1) Problems to be Solved by the Invention Conventional organic binders have a problem in that they cannot be completely removed unless they are thermally decomposed at high temperatures after sheet forming.

大気雰囲気、非酸化性雰囲気に拘らず、比較的低温で熱
分解するとともに、熱分解後に、カーポン残渣を残さな
いグリーンシート製造用有機結合材を見出す事ができれ
ば、その利用価値は非常に大きい。
If it is possible to find an organic binder for producing green sheets that thermally decomposes at a relatively low temperature regardless of atmospheric or non-oxidizing atmosphere and does not leave any carbon residue after thermal decomposition, its utility value would be extremely large.

有機結合材に対して要求される条件を繰返すと、(a)
  大気雰囲気、非酸化雰囲気に拘らず、比較的低温で
完全に熱分解する。
Reiterating the conditions required for the organic binder, (a)
Complete thermal decomposition at relatively low temperatures regardless of atmospheric or non-oxidizing atmosphere.

(b)  分解残渣としてのカーボンを残さない。(b) No carbon remains as a decomposition residue.

ことのふたつの条件である。These are two conditions.

Qつ   目       的 有機結合材除去時に、大気雰囲気、非酸化雰囲気に拘ら
ず、比較的低温で完全に熱分解し、分解残渣としてのカ
ーボンを残さない有機結合材を見出す事によって、セラ
ミックグリーンシートより良好なセラミック焼成体を製
造する方法を提供することが本発明の目的である。
Q. Purpose: By finding an organic binder that completely thermally decomposes at a relatively low temperature and leaves no carbon as a decomposition residue when removing the organic binder, regardless of whether it is in the air or a non-oxidizing atmosphere. It is an object of the present invention to provide a method for producing a good ceramic fired body.

(6)発明の方法 本発明は、セラミックグリーンシートの製造に於て、有
機結合材として、ポリイソブチレンを用いる事を基本と
する。有機結合材に新規性がある。
(6) Method of the Invention The present invention is based on the use of polyisobutylene as an organic binder in the production of ceramic green sheets. The organic binder is novel.

本発明は、有機結合材として、ポリイソブチレンを使用
し、セラミック粉末、及び必要に応じ焼結助剤と有機溶
媒とを混合して得られたスラリーを用いてシート成形す
る事を特徴とするセラミックグリーンシート製造方法で
ある。
The present invention uses polyisobutylene as an organic binder, and forms a ceramic sheet using a slurry obtained by mixing ceramic powder and, if necessary, a sintering aid and an organic solvent. This is a green sheet manufacturing method.

ポリイソブチレンの配合量については、特に制限するも
のではない。良好にグリーンシートを製造、加工できる
範囲内であれば良い。
The amount of polyisobutylene to be blended is not particularly limited. It is acceptable as long as it is within the range that allows for good production and processing of green sheets.

セラミック粉末と、必要に応じて加えられた焼結助剤と
の合計に対して、10〜60 vol%程度のポリイソ
ブチレンを加える。特に30〜50 vol%の範囲が
望ましい。
About 10 to 60 vol% of polyisobutylene is added to the total of the ceramic powder and the sintering aid added as needed. In particular, a range of 30 to 50 vol% is desirable.

ポリイソブチレン単体を用いてもよい。またポリイソブ
チレンと、他の可塑剤、解膠剤、などと共に用いても良
い。同様に有機結合材としての機能を果すことができる
Polyisobutylene alone may also be used. Further, polyisobutylene may be used together with other plasticizers, peptizers, etc. It can likewise serve as an organic binder.

この他に、溶媒が必要である。本発明は、溶媒について
は、特に制限しない。従来より用いられているベンゼン
、トルエン、トリクレン、アルコール類などの一種又は
二種以上の組合わせよりなる溶媒を用いる事ができる。
In addition to this, a solvent is required. The present invention does not particularly limit the solvent. A solvent consisting of one or a combination of two or more of conventionally used benzene, toluene, trichlene, alcohols, etc. can be used.

用いるセラミック粉末についても制限はない。There are also no restrictions on the ceramic powder used.

本発明は任意のセラミック粉末に対して用いる事′がで
きる。酸化物セラミックとしてのAN203、Zr01
BaTiO3などのセラミック粉末を用いることができ
る。非酸化物セラミックとして、AIN 1TiN 1
TiC1SiC、Si3N4などのセラミック粉末に対
しても用いる事ができる。さらにζこれらの2種以上の
混合よりなるセラミック粉末に対しても用いる事ができ
る。
The present invention can be used with any ceramic powder. AN203, Zr01 as oxide ceramic
Ceramic powders such as BaTiO3 can be used. As a non-oxide ceramic, AIN 1TiN 1
It can also be used for ceramic powders such as TiC1SiC and Si3N4. Furthermore, it can also be used for ceramic powder made of a mixture of two or more of these.

スラリーをシートに成形するためには、通常のドクター
ブレード法を用いればよい。
A conventional doctor blade method may be used to form the slurry into a sheet.

(9)作 用 ポリイソブチレンは、従来の有機結合材と同じく、セラ
ミック粉末を流動状にしたものを、任意の形状に賦形す
ることを可能にする。この場合はシート形状に成形する
が、シート形状に賦形する作用に於ては、従来のPVB
などと同等である。
(9) Function Polyisobutylene, like conventional organic binders, enables fluidized ceramic powder to be shaped into any desired shape. In this case, it is formed into a sheet shape, but in the function of shaping it into a sheet shape, conventional PVB
It is equivalent to

問題は熱分解である。The problem is thermal decomposition.

本発明で用いるポリイソブチレンと、PvBの熱分解曲
線を第1図に示す。
The thermal decomposition curves of polyisobutylene used in the present invention and PvB are shown in FIG.

横軸は熱分解の温度である。縦軸は有機結合剤の減量で
ある。大気中での熱分解とN2中での熱分解について温
度・減量の関係を示しである。
The horizontal axis is the temperature of thermal decomposition. The vertical axis is the weight loss of organic binder. This figure shows the relationship between temperature and weight loss for thermal decomposition in the atmosphere and thermal decomposition in N2.

大気中ではカーボンが酸化されるので、より低い温度で
も熱分解が進行する。N2中ではカーボンが酸化されな
いので、より高い温度でなければ分解しない。
Since carbon is oxidized in the atmosphere, thermal decomposition proceeds even at lower temperatures. Since carbon is not oxidized in N2, it will only decompose at higher temperatures.

まず大気中での熱分解について比較する。First, let's compare thermal decomposition in the atmosphere.

大気中で、PVBが完全に熱分解される温度は600℃
である。高温である。
The temperature at which PVB is completely thermally decomposed in the atmosphere is 600°C.
It is. The temperature is high.

ポリイソブチレンは、大気中で、350℃で完全に熱分
解される。極めて低い温度である。また、分解残渣とし
てのカーボンが全く残らない。このように、大気中での
完全熱分解温度についてJ■は600℃、ポリイソブチ
レンは850℃というように250℃のひらきがある。
Polyisobutylene is completely thermally decomposed at 350° C. in air. The temperature is extremely low. Furthermore, no carbon remains as a decomposition residue. As described above, the complete thermal decomposition temperature in the atmosphere varies from 250°C to 600°C for J2 and 850°C for polyisobutylene.

N2雰囲気中での熱分解について説明する。Thermal decomposition in an N2 atmosphere will be explained.

N2雰囲気中でPVBの熱分解は600℃でも完全では
ない。660℃でも完全熱分解されない。
Thermal decomposition of PVB in N2 atmosphere is not complete even at 600°C. It is not completely thermally decomposed even at 660°C.

Nzff囲気中で、ポリイソブチレンの熱分解ハ、42
0℃で完全に行なわれる。従来のPVBに比べて250
℃以上低い温度で完全に熱分解される。このような低い
温度で、しかもN2雰囲気であるが、分解残渣としてカ
ーボンを全く残さない。
Pyrolysis of polyisobutylene in Nzff atmosphere, 42
The entire process is carried out at 0°C. 250 compared to traditional PVB
It is completely thermally decomposed at temperatures lower than ℃. Even at such a low temperature and in a N2 atmosphere, no carbon remains as a decomposition residue.

ポリイソブチレンを用いたセラミックグリーンシートの
有機結合材除去工程の温度は、大気中で350℃、N2
中で420℃で良い。従来のP’/Bを用いた場合に比
べて、はるかに低温で行なう事ができる。また、分解残
渣としてのカーボンを全く残さない、という効果がある
The temperature in the organic binder removal process for ceramic green sheets using polyisobutylene was 350°C in the atmosphere and N2
Inside temperature is 420℃. This can be done at a much lower temperature than when conventional P'/B is used. Further, it has the effect of not leaving any carbon as a decomposition residue.

大気中で350℃で、ポリイソブチレンは完全に除去さ
れる。350℃以上であれば″ポリイソブチレンは完全
に除かれるのである。
At 350° C. in air, polyisobutylene is completely removed. At temperatures above 350°C, polyisobutylene is completely removed.

340℃であっても殆ど完全に除かれている。Even at 340°C, it is almost completely removed.

これに比べて、従来のPVBは600℃以上でなければ
ならない。
In comparison, conventional PVB must be heated above 600°C.

つまり、大気中で340℃〜600℃が新たに、有機結
合材除去可能な温度域として得られた事になる。
In other words, 340°C to 600°C has been newly established as a temperature range in which the organic binder can be removed in the atmosphere.

同様に、N2雰囲気中で、420℃以上であればポリイ
ソブチレンを完全に熱分解できる。410℃であっても
殆ど完全に除去できている。
Similarly, polyisobutylene can be completely thermally decomposed at 420° C. or higher in an N2 atmosphere. Even at 410°C, it was almost completely removed.

N2雰囲気中で、PVBは650℃にしても完全に除く
ことができない。
In an N2 atmosphere, PVB cannot be completely removed even at 650°C.

従って、本発明は、N2雰囲気中で、有機結合材除去可
能な温度域として、新kに410℃〜650℃の領域を
得たことになる。
Therefore, in the present invention, a new range of 410° C. to 650° C. has been obtained as a temperature range in which the organic binder can be removed in an N2 atmosphere.

(ホ)効 果 ポリイソブチレンは、大気中で350℃、N2中で42
0℃で完全に熱分解する。
(e) Effects Polyisobutylene is heated at 350°C in the atmosphere and at 42°C in N2.
Complete thermal decomposition at 0°C.

よってポリイソブチレンを有機結合材として用いた場合
、次の効果がある。
Therefore, when polyisobutylene is used as an organic binder, the following effects can be obtained.

(a)  非酸化物セラミックであって、セラミックの
酸化温度が850℃より高い場合、 大気雰囲気中で有機結合材を完全に、除去できる。PV
Bを用いる場合は、N!中で行なわなければならず、不
完全除去であった。
(a) When the ceramic is a non-oxide ceramic and the oxidation temperature of the ceramic is higher than 850°C, the organic binder can be completely removed in the atmosphere. PV
When using B, N! It had to be done inside, and the removal was incomplete.

cb>  非酸化物セラミックであって、セラミックの
酸化温度が350℃よりも低い場合、 非酸化雰囲気、kとえばN2雰囲気中で有機結合材除去
を行なう。分解のための温度は420℃でよい。このよ
うな場合でも、カーボンがグリーンシートの中に残らな
い。したがって、焼成工程を経て良好なセラミック焼成
体が得られる。
cb> When the ceramic is a non-oxide ceramic and the oxidation temperature of the ceramic is lower than 350° C., the organic binder is removed in a non-oxidizing atmosphere, such as an N2 atmosphere. The temperature for decomposition may be 420°C. Even in this case, no carbon remains in the green sheet. Therefore, a good ceramic fired body can be obtained through the firing process.

(C)  酸化物セラミックで同時焼成メタライズを行
なう場合、 メタライズ層の酸化を防ぐため、非酸化雰囲気(N2、
Ar)で有機結合材を除去する。この場合でもPVBと
違って分解残渣としてのカーボンがないので、焼成工程
を経て良好なセラミック焼成体が得られる。
(C) When performing co-fired metallization on oxide ceramics, a non-oxidizing atmosphere (N2,
Remove the organic binder with Ar). Even in this case, unlike PVB, there is no carbon as a decomposition residue, so a good ceramic fired body can be obtained through the firing process.

し)実施例I (+)  AIN粉末 93wtz (11)焼結助剤 2wt% からなるセラミック粉末100重量部に対し011) 
 ポリイソブチレン 15重量部(++++)  )ル
エンーイソプロビルアルコール混合溶液 100重量部
を混合してスラリーを調整し、ドクターブレード法によ
り、0.8Mの厚みのAINグリーンシートを作製した
Example I (+) AIN powder 93wtz (11) Sintering aid 011) for 100 parts by weight of ceramic powder consisting of 2wt%
A slurry was prepared by mixing 15 parts by weight (++++) of polyisobutylene and 100 parts by weight of a luene-isopropyl alcohol mixed solution, and an AIN green sheet with a thickness of 0.8 M was prepared by a doctor blade method.

上記AINグリーンシートを5cIRX5備の平板状に
打ち抜いた。この平板を電気炉に入れ、l atmの大
気雰囲気下で350℃に保ち、3時間加熱し、ポリイソ
ブチレンを熱分解除去した。
The above AIN green sheet was punched out into a flat plate of 5cIRX5. This flat plate was placed in an electric furnace, maintained at 350° C. under an atmospheric atmosphere of latm, and heated for 3 hours to thermally decompose and remove polyisobutylene.

この際、平板の重量を測定した。ポリイソブチレンが完
全に除去されている事が分つな。
At this time, the weight of the flat plate was measured. You can see that polyisobutylene has been completely removed.

さらにカーボン分析を行ない、平板中に、カーボンが全
く残っていないという事が分った。
Furthermore, carbon analysis was conducted and it was found that no carbon remained in the flat plate.

次にこの平板をl atmのN2雰囲気下で1900℃
、3時間焼成した。
Next, this flat plate was heated to 1900°C in a N2 atmosphere at latm.
, and baked for 3 hours.

こうしてAIN焼成体を得た。In this way, an AIN fired body was obtained.

このAIN焼成体は密度がa 、 25 g/dであっ
た。表面は光沢があった。表面荒れもない良好な焼成体
であった。
This AIN fired body had a density of a, 25 g/d. The surface was shiny. It was a good fired product with no surface roughness.

熱伝導率は140 W/mKであった。The thermal conductivity was 140 W/mK.

熱伝導率の単位はcad/cIRsec tE  を用
いる事が多いが、セラミックなどの材料の熱伝導率はW
/mKて表現すルコとの方が多イo 1 cab/se
c = 4.2W。
The unit of thermal conductivity is often cad/cIRsec tE, but the thermal conductivity of materials such as ceramics is W.
/mK is more often expressed as ruko. o 1 cab/se
c = 4.2W.

100 tM= 1772テあるから、l cal/c
msec ’C=420W/mWである。
There are 100 tM = 1772 te, so l cal/c
msec'C=420W/mW.

ケ)実施例■ 実施例Iと同様にして得られ7’4 AINグリーンシ
ートを、電気炉で、N2雰囲気l atm中、420℃
で3時間加熱し、有機結合材のポリイソブチレンを熱分
解除去した。
i) Example ■ A 7'4 AIN green sheet obtained in the same manner as in Example I was heated in an electric furnace at 420°C in a N2 atmosphere atm.
The mixture was heated for 3 hours to thermally decompose and remove the organic binder polyisobutylene.

重量測定したところ、ポリイソブチレンが完全に除去さ
れている事が分った。カーボン分析により、カーボンが
全く残っていない事も分つ六〇実施例Iと同じ条件で焼
成しに結果、良好なjl$焼成体を得た。密度は3.2
4 g/−jであつに0表面は光沢があり、表面荒れも
なかった。
When the weight was measured, it was found that the polyisobutylene had been completely removed. Carbon analysis revealed that no carbon remained at all.It was fired under the same conditions as in Example I. As a result, a good fired product was obtained. Density is 3.2
At 4 g/-j, the surface was glossy and had no surface roughness.

熱伝導率ハ140 W/mKであつに0実施例1.lに
より、大気雰囲気中で350 ℃、N2雰囲気中で42
0℃で加熱すればポリイソブチレンを完全に熱分解除去
でき、その後の焼成により、良好な焼成体ができる、と
いう事が分る。
Thermal conductivity is 140 W/mK and 0 Example 1. 1 at 350 °C in air atmosphere and 42 °C in N2 atmosphere.
It can be seen that polyisobutylene can be completely thermally decomposed and removed by heating at 0°C, and a good fired product can be obtained by subsequent firing.

次に、従来から用いられるPVB、ジブチルフタレート
を有機結合材としている場合の例を比較のために説明す
る。
Next, an example in which conventionally used PVB and dibutyl phthalate are used as the organic binder will be described for comparison.

(ロ)比較例I (+)  AIN粉末98% (11)焼結助剤 乙 からなるセラミック粉末100重量部に対し、o++)
p V B  12重量部 ジブチルフタレート 3重量部 (111リ トルエン−イソプロピルアルコール混合溶
液 100重量部を混合してスラリーを調整し、ドクタ
ーブレード法によって、0.8−厚みのAdNグリーン
シートを作製した。
(B) Comparative Example I (+) AIN powder 98% (11) Sintering aid O++) for 100 parts by weight of ceramic powder consisting of B
12 parts by weight of p V B 3 parts by weight of dibutyl phthalate (111 liters) 100 parts by weight of a mixed solution of toluene and isopropyl alcohol were mixed to prepare a slurry, and a 0.8-thick AdN green sheet was prepared by a doctor blade method.

上記AINのグリーンシートを5 art X 5αの
平板状に打ち抜いた。
The above AIN green sheet was punched out into a flat plate of 5 art x 5α.

この平板を電気炉に入れ、l atmの大気雰囲気中、
600℃で3時間加熱し、有機結合材であ6pv’gと
ジブチルフタレートを熱分解除去した。
This flat plate was placed in an electric furnace, and in the atmospheric atmosphere of L ATM.
The mixture was heated at 600° C. for 3 hours, and 6 pv'g and dibutyl phthalate were removed by thermal decomposition using the organic binder.

その際、重量測定したところ、有機結合材が完全に除去
されているという事が分つ々。
At that time, we measured the weight and found that the organic binder had been completely removed.

カーボン分析により、カーボンが全く残っていない、と
いう事も分った。
Carbon analysis revealed that there was no carbon left at all.

しかし、X線回折により、AβN粉末が酸化し、一部が
AN 20 gに変化している事が分った。これは、′
熱分解のための温度が600℃であって高すぎるからで
ある。
However, X-ray diffraction revealed that the AβN powder was oxidized and a part of it was converted to AN 20 g. this is,'
This is because the temperature for thermal decomposition is 600°C, which is too high.

次に、この平板をl atmのN2雰囲気下で1900
℃、3時間焼成し六〇こうして得られたAIN焼成体は
、外観上は全く問題がなかった。しかし、熱伝導率は7
Q W/mKと、非常に低い値になった。
Next, this flat plate was heated to 1900 in N2 atmosphere at latm.
The AIN fired body thus obtained had no problems in terms of appearance. However, the thermal conductivity is 7
QW/mK, which was a very low value.

この比較例は、熱分解温度が高すぎるから、大気中であ
ることもあって、AIHの一部が酸化される、という事
を示している。結合材は全て除去されているから、強度
や荒れの問題が起こらない。
This comparative example shows that because the thermal decomposition temperature is too high, part of the AIH is oxidized partly because it is in the atmosphere. All binding materials have been removed, so there are no problems with strength or roughness.

しかし、AIHの一部がA(bosに置きかわっており
、Al2O2は低い熱伝導率、(約4Q W/mKンを
持つから、全体として低い熱伝導率となっている。
However, a part of AIH is replaced by A (bos), and Al2O2 has a low thermal conductivity (approximately 4Q W/mK), resulting in a low thermal conductivity as a whole.

半導体の基板などに使う場合、熱伝導率の低いものは望
ましくない。
When used for semiconductor substrates, materials with low thermal conductivity are undesirable.

(2)比較例■ 比較例Iと同じ条件でグリーンシートを作製し六〇 有機結合材の除去を、電気炉を用いて、l atmのN
2雰囲気中600℃、3 Hr加熱して行なった。
(2) Comparative Example■ A green sheet was prepared under the same conditions as Comparative Example I, and the organic binder was removed using an electric furnace with N atm.
The test was carried out by heating at 600° C. for 3 hours in a 2 atmosphere.

雰囲気が大気→N2へ変わっているだけである。The atmosphere simply changes from air to N2.

重量測定、カーボン分析の結果、有機結合材の約2%が
カーボンとして残留している事が分った。
As a result of weight measurement and carbon analysis, it was found that approximately 2% of the organic binder remained as carbon.

次に、比較例1と同じ条件で焼成を行なった。Next, firing was performed under the same conditions as in Comparative Example 1.

表面荒れや、表面微小発泡がみられた。外観上大きな問
題である。まな、熱伝導率が5Q W/mKと低い値で
あつな。これらは、カーボンが残留したまま焼成を行な
りな事による欠陥である。
Surface roughness and surface microfoaming were observed. This is a big problem in terms of appearance. Well, the thermal conductivity is as low as 5Q W/mK. These defects are caused by firing with carbon remaining.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に於て有機結合材として用いるポリイソ
ブチレンと、従来から有機結合材として用いられるPV
B (ポリビニルブチラール]との大気中雰囲気、N2
中雰囲気での熱分解曲線を示すグラフ。横軸は温度■)
、縦軸は有機結合材減量である。実線はポリイソブチレ
ン、破線はPVBの測定値を示している。
Figure 1 shows polyisobutylene used as an organic binder in the present invention and PV conventionally used as an organic binder.
Atmospheric atmosphere with B (polyvinyl butyral), N2
A graph showing a thermal decomposition curve in a medium atmosphere. The horizontal axis is temperature■)
, the vertical axis is the organic binder weight loss. The solid line shows the measured values for polyisobutylene, and the broken line shows the measured values for PVB.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)セラミック粉末と、必要に応じて加えられる焼結
助剤と、有機結合材と、有機溶媒とを混合し、得られた
スラリーを用いてシート成形し、加熱して有機結合材を
熱分解除去するセラミックグリーンシート製造方法に於
て、有機結合材としてポリイソブチレンを使用した事を
特徴とするセラミックグリーンシート製造方法。
(1) Mix ceramic powder, a sintering aid added as necessary, an organic binder, and an organic solvent, form a sheet using the resulting slurry, and heat the organic binder. A method for producing a ceramic green sheet characterized by using polyisobutylene as an organic binder in the method for producing a ceramic green sheet by decomposition and removal.
(2)大気雰囲気下での熱分解温度を340℃〜600
℃とした事を特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載
のセラミックグリーンシート製造方法。
(2) Thermal decomposition temperature in air is 340℃~600℃
The method for producing a ceramic green sheet according to claim (1), characterized in that the temperature is .degree.
(3)非酸化雰囲気下での熱分解温度を410℃〜65
0℃とした事を特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
載のセラミックグリーンシート製造方法。
(3) Thermal decomposition temperature in non-oxidizing atmosphere is 410℃~65℃
A method for manufacturing a ceramic green sheet according to claim (1), characterized in that the temperature is 0°C.
(4)セラミック粉末と焼結助剤の合計に対し、ポリイ
ソブチレンの配合量を10〜60vol%とした事を特
徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のセラミックグ
リーンシート製造方法。
(4) The method for producing a ceramic green sheet according to claim (1), characterized in that the amount of polyisobutylene blended is 10 to 60 vol% with respect to the total of the ceramic powder and the sintering aid.
(5)セラミック粉末と焼結助剤の合計に対し、ポリイ
ソブチレンの配合量を30〜50vol%とした事を特
徴とする特許請求の範囲第(4)項記載のセラミックグ
リーンシート製造方法。
(5) The method for producing a ceramic green sheet according to claim (4), characterized in that the amount of polyisobutylene blended is 30 to 50 vol% with respect to the total of the ceramic powder and the sintering aid.
(6)セラミック粉末がAl_2O_3、ZrO、Ba
TiO_3、AlN、TiN、TiC、、SiC、Si
_3N_4より選ばれる一種又は二種以上の組合わせか
らなるものであることを特徴とする特許請求の範囲第(
1)項記載のセラミックグリーンシート製造方法。
(6) Ceramic powder is Al_2O_3, ZrO, Ba
TiO_3, AlN, TiN, TiC, SiC, Si
Claim No. 3 (
1) Ceramic green sheet manufacturing method described in section 1).
(7)有機溶媒がベンゼン、トルエン、トリクレン、ア
ルコール類などから選ばれた一種又は二種以上の組合わ
せからなるものである事を特徴とする特許請求の範囲第
(1)項記載のセラミックグリーンシート製造方法。
(7) Ceramic green according to claim (1), wherein the organic solvent is one or a combination of two or more selected from benzene, toluene, trichlene, alcohols, etc. Seat manufacturing method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0419846A2 (en) * 1989-09-29 1991-04-03 General Electric Company Moldable ceramic composition and process for fine diameter ceramic fibers

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