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WO2007004579A1 - セラミックシートの製造方法、それを用いたセラミック基板及びその用途 - Google Patents

セラミックシートの製造方法、それを用いたセラミック基板及びその用途 Download PDF

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WO2007004579A1
WO2007004579A1 PCT/JP2006/313132 JP2006313132W WO2007004579A1 WO 2007004579 A1 WO2007004579 A1 WO 2007004579A1 JP 2006313132 W JP2006313132 W JP 2006313132W WO 2007004579 A1 WO2007004579 A1 WO 2007004579A1
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WO
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ceramic
sheet
powder
mass
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PCT/JP2006/313132
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takeshi Gotoh
Motoharu Fukazawa
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha
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Publication date
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24926—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including ceramic, glass, porcelain or quartz layer

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a ceramic sheet, a ceramic substrate using the same, and an application thereof.
  • a circuit board in which a metal circuit having conductivity is joined to a main surface of a ceramic substrate for mounting a semiconductor with a brazing material and a semiconductor element is mounted at a predetermined position of the metal circuit is used.
  • a metal circuit having conductivity is joined to a main surface of a ceramic substrate for mounting a semiconductor with a brazing material and a semiconductor element is mounted at a predetermined position of the metal circuit.
  • silicon nitride hereinafter referred to as SN
  • Ceramic substrates using sintered bodies and ceramic circuit substrates with metal circuits formed on the main surface of SN substrates are attracting attention.
  • a ceramic sintered body to be a ceramic substrate is generally manufactured by the following method. That is, an appropriate amount of additives such as a sintering aid, an organic binder, a plasticizer, a dispersant, and a release agent are mixed with the ceramic powder, and the mixture is formed into a sheet by extrusion molding or tape molding. Next, the molded body is heated to 450 to 650 ° C in air or an inert gas atmosphere such as nitrogen to remove the organic binder (degreasing process), and then heated in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen. To produce a sintered body. In the case of an SN sintered body, it is manufactured by pressurizing in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen and holding at 1600 to 1900 ° C for 0.5 to 10 hours (firing step).
  • a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen
  • a vibrating sieve, etc. prepare a mixed powder consisting of ceramic powder, sintering aid and organic powder binder. This mixed powder is sprayed with a mixed liquid composed of water, a release agent, a plasticizer, etc., and is used as a granular wet powder raw material using a universal mixer, lykai machine, mixer, vibration sieve machine, etc. (Granulation process). Next, the wet powder raw material is charged into the raw material supply port of the kneader to prepare the kneaded material (kneading step). The prepared dough is put into a raw material supply section of a uniaxial molding machine in which a die is installed, and formed into a sheet (Patent Document 1, Patent Document 2).
  • Patent Document 1 JP-A-2-83265
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 9-177113
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a highly reliable ceramic sheet having a stable quality by reducing voids, and a ceramic substrate using the same.
  • the inventor has made various studies in order to produce a highly reliable ceramic sheet with reduced voids and stable quality, and has reached the present invention having the following gist.
  • a mixed powder containing ceramic powder, a sintering aid, and hydroxypropyl methylcellulose is sprayed with a mixed liquid containing water, a release agent and a plasticizer to produce a granular powdery raw material. And then forming the sheet with a single screw forming machine equipped with a sheet die.
  • a ceramic circuit board obtained by forming a metal circuit on one main surface of the ceramic substrate according to (6) or (7) and bonding a heat sink to the other main surface.
  • the present invention provides a method for producing a highly reliable ceramic sheet with reduced voids and stable quality.
  • the obtained ceramic sheet is suitably used for ceramic substrates, ceramic circuit substrates, and modules.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of an extrusion machine used in the present invention, which is a combination of a twin screw extruder and a single screw machine.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing an embodiment of a twin-screw extruder used in the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing an embodiment of a uniaxial molding machine used in the present invention.
  • hydroxypropylmethylcellulose is used as the organic binder.
  • the role of hydroxypropylmethylcellulose includes shape retention and lubricity that reduces extrusion load pressure during extrusion.
  • shape retention after molding is not maintained or if the extrusion load pressure is high without lubrication, A stable molded body cannot be obtained.
  • the formed sheet is required to have strength and flexibility. If the strength is insufficient, it is impossible to punch a sheet having a fragile molded body, and if the flexibility is insufficient, cracking may occur at the time of punching and the product quality may deteriorate.
  • Lubricity is evaluated by measuring the extrusion load pressure at the time of forming a sheet extruded from an opening having a rectangular shape of 0.5 mm x 80 mm on a uniaxial molding machine equipped with a sheet die. it can.
  • shape retention can be evaluated by measuring the thickness of the molded sheet.
  • the strength of the sheet can be measured by a method according to JIS K 6251, and the flexibility of the sheet can be evaluated by measuring the angle at which the sheet cracks. .
  • Hydroxypropyl methylcellulose used in the present invention is preferably 19 to 30 mass methoxy 0/0, and particularly preferably 25 to 28 weight 0/0, and, a hydroxypropoxyl group is preferably 4 to: It is preferable to contain 12% by mass, particularly preferably 7 to 10% by mass. If the content of methoxy group or hydroxypropoxynole group is out of the above range, a stable molded product may not be obtained or the flexibility of the molded product may be insufficient.
  • the amount of hydroxypropylmethylcellulose to be used is preferably 5 to 15 parts by mass, particularly preferably 7 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic powder. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient molded body strength may not be obtained and cracking may occur. On the other hand, if the amount exceeds 15 parts by mass, the density of the compact decreases when the binder is removed during degreasing, and the shrinkage rate during sintering increases, which may cause dimensional defects and deformation.
  • the sintering aid used in the present invention is a rare earth metal composed of Sc, Y, a lanthanoid group element or an alkaline earth metal such as Ca, Sr, oxide, fluoride, chloride, nitrate, May be sulfate.
  • an alkaline earth metal such as Ca, Sr, oxide, fluoride, chloride, nitrate, May be sulfate.
  • the ceramic powder is a nitride ceramic, it does not have a melting point and may decompose, so a sintering aid is added. It is preferable to do this.
  • the ceramic is SN
  • a rare earth oxide such as yttrium oxide
  • the rare earth oxide and silicon oxide which is the surface oxide film of SN powder, form a liquid phase during sintering, which promotes the growth of SN grains and promotes the sintering of SN.
  • the amount of the sintering aid used is preferably:! To 15 parts by mass, particularly preferably 4 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic powder. If the amount used is less than 1 part by mass or more than 15 parts by mass, a high-density sintered body may not be obtained. In the present invention, it is more preferable to further use an alkaline earth metal oxide and / or silicon oxide in addition to the sintering aid to lower the firing temperature. The amount of the alkaline earth metal oxide and / or silicon oxide used is preferably 0.:! To 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic powder.
  • Ceramic powders used in the present invention include oxide powders such as SiO and AlO, SiC
  • the ceramic powder preferably has an average particle size of 0.3 to 1.5 / im, particularly preferably 0.5 to 1.0 / im.
  • the SN powder preferably has a specific surface area of 10 to 15 m 2 / g. If the above range is not satisfied, a stable molded product may not be obtained or the strength of the molded product may be insufficient.
  • the SN powder used in the present invention a powder produced by a known method such as a direct nitriding method or an imide pyrolysis method can be used, but the oxygen content is preferably 1.5% by mass or less. You can use things.
  • the SN powder is preferably surface-treated with stearic acid, oleic acid, phosphoric acid or the like in order to prevent hydrolysis. If the surface treatment is not performed, the amount of oxygen in the SN powder increases due to hydrolysis, which may lead to degradation of the substrate quality.
  • ceramic powder, sintering aid and hydroxypropyl methylcellulose are added.
  • the mixed powder to be contained preferably contains a plasticizer such as purified glycerin, glycerin triolate, diethylene glycol, a release agent such as stearic acid or silicon, and a dispersant as required.
  • a plasticizer such as purified glycerin, glycerin triolate, diethylene glycol, a release agent such as stearic acid or silicon, and a dispersant as required.
  • a plasticizer such as purified glycerin, glycerin triolate, diethylene glycol, a release agent such as stearic acid or silicon, and a dispersant as required.
  • the granular wet powder raw material according to the present invention sprays a mixed liquid containing water, a mold release agent and a plasticizer onto a mixed powder containing ceramic powder, a sintering aid, and hydroxypropylmethylcellulose. It is prepared by. For example, a mixed powder of ceramic powder, sintering aid and hydroxypropylmethylcellulose is mixed with a ball mill, the mixed powder is taken out, and mixed with water, a release agent and a plasticizer while stirring with a mixer. By spraying the liquid with compressed air, granular wet powder can be obtained.
  • stearic acid compounds such as fatty acid ester type, emulsion type and calcium type, silicon compounds containing fatty acids, and the like are used.
  • plasticizer purified glycerin, glycerin trioleate, diethylene glycol, or the like is used.
  • the water is preferably pure water or ion exchange water.
  • the content of the release agent and the plasticizer in the mixed solution is preferably 2 to 12% by mass, particularly preferably 3 to 6% by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic powder.
  • a kneaded material is prepared in a kneading step.
  • the clay is uniform.
  • hydroxypropinolemethylcellulose is sufficiently dissolved and uniformly dispersed in the dough.
  • sufficient shear stress can be applied to the dough and that kneading can be performed continuously from the viewpoint of production capacity.
  • the three-roll kneader can sufficiently apply shear stress to the dough, but since the moisture evaporates due to heat generated during kneading, the viscosity of the dough varies from batch to batch, making it difficult to obtain a stable dough. There are cases.
  • the shear stress is a force generated in the casing and screw part. In order to obtain a uniform dough, multiple kneading is required, and the production capacity may be low.
  • the twin screw extruder can apply a shearing stress to the dough at a plurality of entangled portions of the twin screw, so that a uniform dough can be obtained in a short time. Furthermore, it is preferable that the twin screw extruder is connected to a cooling chiller unit. The heat generated during kneading is removed before the dough is discharged, and the temperature of the discharged dough is 5 to: The temperature can be adjusted to 15 ° C, and a stable and uniform dough can be obtained.
  • the screw rotation speed of the twin screw extruder is appropriately determined according to the screw configuration, but is preferably 50 to 200 rpm, particularly preferably 80 to 150 rpm. If the rotational speed is less than 50 rpm, the desired discharge rate cannot be obtained, and the productivity may be reduced. Since the fluidity of the soil is reduced, stable dough may not be obtained.
  • the twin-screw extruder used in the present invention performs evacuation from the kneading part to the strand dies in order to eliminate the bubbles included in the kneaded material by kneading. Is preferably maintained in a vacuum atmosphere of 1333 Pa or less, particularly preferably 666 Pa or less in terms of absolute pressure.
  • the evaluation of the dough is expressed by the ratio of the viscosity when the shear stress is 0.3 MPa and the viscosity when the pressure is 0.9 MPa using a descending flow tester with the sample holder held at 10 ° C. This can be performed using a thixotropic index (hereinafter referred to as Ti value).
  • Ti value is preferably 1.5 to 3.5, particularly preferably 2.0 to 3.0.
  • the contour shape is flat. If the Ti value is less than 1.5, the shape-retaining property at the time of forming the sheet is poor, and the dimensions are not stable in the sheet width and thickness directions, which may cause dimensional defects and deformation of the ceramic substrate after firing. On the other hand, if the Ti value exceeds 3.5, the extrusion load pressure at the time of extrusion molding becomes high, the load on the uniaxial molding machine becomes high, and stable sheet molding may not be continued.
  • the amount used is preferably 10 to 20 parts by mass, particularly preferably 12 to 18 parts by mass, based on 100 parts by mass of the ceramic powder. If it is less than 10 parts by mass, the fluidity of the dough viscosity is poor, which may hinder sheet molding. On the other hand, if it exceeds 20 parts by mass, the viscosity of the dough will decrease, making it difficult to maintain the sheet shape. Therefore, thickness unevenness in the sheet width direction may occur.
  • the uniaxial molding machine used for sheet molding in the present invention presses the dough with a single-screw and attaches a sheet die that can adjust the opening to the discharge port, so that sheets with different thicknesses are attached. Can be produced continuously and stably. Another feature is that bubbles contained in the dough can be removed by vacuuming with a dry vacuum pump.
  • the dough obtained by the twin-screw extruder is put into a uniaxial molding machine equipped with a sheet die, and sheet molding is performed.
  • a cooling chiller is used.
  • the temperature of the molding is preferably adjusted to 5 to 15 ° C.
  • the dough formed into a sheet is heated and dried, for example, preferably at 80 to 100 ° C. with a belt dryer, and the water content is adjusted to preferably 0.5 to 3% by mass to obtain a ceramic sheet. It is possible.
  • the strength of the ceramic sheet is preferably 1.5 MPa or more, particularly preferably 2. OMPa or more. If the sheet strength is less than 1.5 MPa, when the sheet is punched into a desired shape with a mold, the sheet will be broken, the sheet will crack, the yield will decrease, and the product insulation will be adversely affected. May affect.
  • the ceramic substrate according to the present invention removes the binder by performing a heat treatment of the ceramic sheet in an air stream such as nitrogen gas or air, preferably at 350 to 700 ° C, preferably for 1 to 10 hours (degreasing). ) Thereafter, in order to obtain a nitride ceramic substrate, it is housed in a container made of boron nitride, graphite or silicon nitride, and in a non-oxidizing gas atmosphere such as nitrogen, argon, ammonia or hydrogen, especially in the case of SN. It is obtained by pressurizing to 0.5 to 0.9 MPa, preferably 1700 to: sintering at 1900 ° C.
  • an air stream such as nitrogen gas or air
  • the ceramic circuit board according to the present invention has a metal circuit metal plate bonded to one main surface of the ceramic substrate and a heat sink metal plate bonded to the other main surface, and then an etching resist is marked on the circuit surface. It is obtained by printing and etching.
  • the ceramic substrate and the metal plate or metal circuit are joined with, for example, Al_Cu, Ag, Cu, or an Ag_Cu alloy and a brazing material containing an active metal component such as Ti, Zr, or Hf, for example, and an inert gas.
  • a heating method in a vacuum atmosphere or a heating method in a vacuum by interposing an A1 alloy foil such as A1—Mg is possible.
  • photoresist A ceramic circuit board can be manufactured by printing an etching resist in a circuit shape by lean printing or the like, and performing an etching process using copper chloride, iron chloride, ammonia water, sulfuric acid, hydrogen peroxide, or the like as an etchant. .
  • the ceramic substrate produced according to the present invention has excellent mechanical properties and high thermal conductivity, and is therefore a material suitable for circuit boards used under severe use conditions.
  • the thickness of the ceramic substrate according to the present invention is not particularly limited.
  • the heat dissipation characteristics preferably 0.3 to: 1.
  • Omm which has a remarkable withstand voltage at high voltage. If you want to increase it, it is common to use the one of about 1 to 3mm.
  • the ceramic substrate produced according to the present invention since the kneaded material is sufficiently kneaded by a twin screw extruder, a uniform ceramic substrate free from a lump of binder or the like can be obtained.
  • the void ratio of the ceramic substrate is preferably 3% by volume or less. If the voids are preferably 3% by volume or less, particularly preferably 2% by volume or less, the bending strength of the ceramic substrate tends to be high, and the insulation characteristics under high voltage tend to be high.
  • the ceramic circuit board according to the present invention can have a partial discharge start voltage of 10 pC or more, preferably 5 kV or more, particularly preferably 7.5 KV or more.
  • the material of the metal circuit and the metal heat sink is preferably Al, Cu, or an Al-Cu alloy.
  • A1 has a lower yield stress than Cu, so it can greatly reduce the thermal stress applied to the ceramic substrate when subjected to thermal stress such as a heat cycle that easily undergoes plastic deformation. Therefore, A1 makes it possible to produce a module with higher reliability than Cu, which is less likely to generate horizontal cracks between the metal circuit and the ceramic substrate.
  • the thickness of the metal circuit is not particularly limited, but from the electrical and thermal specifications, the A1 circuit is preferably 0.2 to 0.5 mm, and the Cu circuit is preferably 0.:! 0.5mm is common It is.
  • the heatsink must have a thickness that does not warp during soldering.
  • A1 heatsink is preferably 0.2 to 0.5 mm, and Cu heatsink is preferably 0.:! To 0 5 mm is common.
  • 3 parts by mass of oleic acid is added to 100 parts by mass of the following SN powder, and 5.5 parts by mass of YO is added to 100 parts by mass of SN powder after surface treatment by mixer mixing.
  • the kneaded material obtained in the kneading step was formed into a sheet by a uniaxial molding machine.
  • screw discharge rate 6kgZ h screw discharge rate 6kgZ h
  • continuous sheet molding with a width of 80mm x thickness of 0.5mm was performed using a sheet die, and dimensional measurement, sheet strength, and crack generation The angle was measured.
  • the formed sheet was dried to a moisture content of 2% by mass with a belt dryer maintained at 100 ° C, and then punched out to a size of 60 mm x 50 mm with a press with a die.
  • the punched sheet was filled in a boron nitride container and degreased by holding it at 500 ° C for 4 hours under atmospheric pressure in the atmosphere.
  • an SN sintered body was manufactured by sintering at 1800 ° C for 4 hours under a nitrogen pressurized atmosphere of 0.8 MPa, and the bending strength and void ratio were measured. .
  • a circuit pattern of a predetermined shape was formed on one main surface of the joined body, and a heat dissipation plate pattern was formed on the other main surface.
  • a UV lamp was irradiated to cure the resist film.
  • the resist was peeled off with an aqueous ammonium fluoride solution to produce a copper circuit SN substrate, and the partial discharge start voltage was measured. The results are shown in Table 1.
  • Sheet strength The sheet strength of 10mm width and 40mm length was measured according to JIS K6251 “Tensile test method”.
  • Void ratio (volume%) ⁇ (4/3 ⁇ r 3 ) / (WXLX t) X 100
  • r void diameter (mm)
  • W width of sintered body (mm)
  • L length of sintered body (mm)
  • t thickness of sintered body (mm).
  • Example 1 The same procedure as in Example 1 was performed except that only a three-roll kneader and a single-screw extruder were used instead of the twin-screw extruder. The results are shown in Table 1. Table 1
  • the circuit board of the SN sintered body according to the embodiment of the present invention has a partial discharge starting voltage at which the void strength of the SN sintered body is 3 vol% or less and is equal to or higher than lOpc of the circuit board. Therefore, it can be seen that high reliability is obtained as a circuit board.
  • the highly reliable ceramic sheet with reduced voids and stable quality produced according to the present invention is suitably used in a wide range of fields as a ceramic substrate, a ceramic circuit substrate, and a module. It should be noted that the entire contents of the description, claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2005-194750 filed on July 4, 2005 are cited here as disclosure of the specification of the present invention. Incorporate.

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Abstract

　ボイドを低減することにより品質の安定した高信頼性セラミックシートの製造方法、及びそれを用いたセラミック基板を提供する。 　有機バインダーとしてヒドロキシプロピルメチルセルロースを用い、好ましくは二軸押出機にて混練した後、シートダイスを取付けた一軸成形機でシート化することにより、品質の安定した高信頼性セラミックシートが得られ、セラミック基板、及び、セラミック回路基板に好適に使用できる。

Description

明 細 書
セラミックシートの製造方法、それを用いたセラミック基板及びその用途 技術分野
[0001] 本発明は、セラミックシートの製造方法、それを用いたセラミック基板及びその用途 に関する。
背景技術
[0002] 従来、回路基板として、半導体搭載用セラミック基板の主面に導電性を有する金属 回路をロウ材で接合し、金属回路の所定位置に半導体素子を搭載したものが用いら れている。回路基板の高信頼性を保つには、半導体素子が発生する熱を放熱し、半 導体素子の温度が過度に上昇しないようにすることが必要であり、セラミック基板には 、電気絶縁性に加えて、優れた放熱特性が要求される。近年、回路基板の小型化、 パワーモジュールの高出力化が進む中、小型軽量ィ匕モジュールに関して、電気絶縁 性が高ぐ高熱伝導性を有する機械的特性に優れた窒化珪素 (以下、 SNと記載)焼 結体を用いるセラミック基板、並びに SN基板の主面に金属回路を形成したセラミック 回路基板が注目されている。
[0003] セラミック基板となるセラミック焼結体は、一般に以下の方法で製造される。即ち、セ ラミック粉末に焼結助剤、有機バインダー、可塑剤、分散剤、離型剤等の添加剤を適 量混合し、それを押出成形やテープ成形によってシート状に成形する。次いで、成 形体を空気中、又は窒素等の不活性ガス雰囲気中で、 450〜650°Cに加熱して有 機バインダーを除去した後（脱脂工程）、窒素等の非酸化性雰囲気にて加熱し、焼 結体を製造する。 SN焼結体の場合、窒素等の非酸化性雰囲気にて加圧し、 1600 〜1900°Cで 0. 5〜： 10時間保持すること（焼成工程）によって製造される。
[0004] 一般に、押出成形法を用レ、ることで、成形厚みの制限を無くすことができ、薄板及 び厚板のセラミックシート成形が可能である。まず、万能混合機、ライカイ機、ミキサー
、振動篩機等を用いて、セラミック粉末と焼結助剤と有機粉末バインダーからなる混 合粉末を調製する。この混合粉末に、水、離型剤及び可塑剤等からなる混合液体を 噴霧し、万能混合機、ライカイ機、ミキサー、振動篩機等を用いて顆粒状の湿紛原料 を作製する (顆粒化工程)。次に、この湿紛原料を混練機の原料供給口に投入し、練 土を調製する (混練工程)。調製した練土は、ダイスが設置された一軸成形機の原料 供給部に投入し、シート状に成形する (特許文献 1、特許文献 2)。
特許文献 1 :特開平 2— 83265号公報
特許文献 2：特開平 9一 177113号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 上記従来の製造方法の課題として、有機粉末バインダーの偏祈が生じたり、混練 時の均一化が不充分であると、焼結体内部にボイドが発生し、製品の機械的強度や 電気特性に悪影響を及ぼし、品質が低下するということがある。
本発明の目的は、ボイドを低減することにより品質の安定した高信頼性セラミツクシ ートの製造方法、及びそれを用いたセラミック基板を提供することである。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者は、ボイドを低減して品質の安定した高信頼性セラミックシートを製造する ため、各種検討をおこなったところ、下記の要旨を有する本発明に到達した。
(1)セラミック粉末、焼結助剤、及びヒドロキシプロピルメチルセルロースを含む混合 粉末に、水、離型剤及び可塑剤を含む混合液を噴霧して粒状の湿紛原料を作製し、 該湿紛原料を混練し、次いで、シートダイスを取付けた一軸成形機によりシート成形 を行うことを特徴とするセラミックシートの製造方法。
(2)前記混合粉末においてセラミック粉末 100質量部に対し、ヒドロキシプロピルメチ ルセルロースが 5〜： 15質量部及び焼結助剤が:!〜 15質量部含まれる上記（1)に記 載のセラミックシートの製造方法。
(3)前記湿紛原料を、二軸押出機にて混練する上記（1)又は（2)に記載のセラミック シートの製造方法。
(4)前記セラミック粉末が、窒化硅素粉末である上記（1)〜（3)のいずれかに記載の セラミックシートの製造方法。
(5)ヒドロキシプロピルメチルセルロース力 メトキシ基を 19〜30質量0 /0及びヒドロキ シプロポキシノレ基を 4〜： 12質量％含有する上記（1)〜（4)のいずれかに記載のセラ ミックシートの製造方法。
(6)上記（1)〜（5)のレ、ずれかに記載の製造方法により得られたセラミックシートに、 脱脂及び焼結処理を施してなるセラミック基板。
(7)ボイド率が 3体積％以下である上記（6)に記載のセラミック基板。
(8)上記（6)又は（7)に記載のセラミック基板の一主面に金属回路を形成し、他の一 主面に放熱板を接合してなるセラミック回路基板。
(9) 10pC以上の部分放電開始電圧が 5KV以上である上記（8)に記載のセラミック 回路基板。
(10)上記（8)又は（9)に記載のセラミック回路基板を用いてなるモジュール。
発明の効果
[0007] 本発明により、ボイドが低減して品質の安定した高信頼性セラミックシートの製造方 法が提供される。得られたセラミックシートは、セラミック基板、セラミック回路基板、及 びモジュールに好適に使用される。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本発明で使用される、二軸押出成形機と一軸成形機の組合せた押出成形機の 一実施の形態を示す説明図。
[図 2]本発明で使用される二軸押出機の一実施の形態を示す説明図。
[図 3]本発明で使用される一軸成形機の一実施の形態を示す説明図。
符号の説明
[0009] [図 1]
1 定量フィーダ一
2 二軸押出機変速モー:
3 湿粉投入口
4 二軸押出機本体
5 乾式真空ポンプ
6 二軸押出機用真空計
7 練土排出口
8 直空 9 一軸成形機側真空コック
10 一軸成形機用真空計
11 押出荷重圧計
12 シートダイス
13 シート押出口（口金）
14 一軸成形機本体
15 一軸成形機変速モータ-
16 冷却用チラ一ユニット
[0010] [図 2]
1 定量フィーダ一
2 二軸押出機変速モーター
3 湿粉投入口
4 二軸押出機本体
5 冷却用チラ一ユニット
6 乾式真空ポンプ
7 練土排出口
8 真空計
[0011] [図 3]
1 練土投入口
2 一軸成形機本体
3 予備混練真空室
4 乾式真空ポンプ
5 真空計
6 押出荷重圧計
7 シート押出口（口金部）
8 シートダイス
9 冷却用チラ一ユニット 発明を実施するための最良の形態 [0012] 本発明に係るセラミックシートを製造するためには、有機バインダーとして、ヒドロキ シプロピルメチルセルロースが使用される。ヒドロキシプロピルメチルセルロースの役 割として、保形性と押出成形する際に押出荷重圧を低減する潤滑性が挙げられる。 本発明に係わる押出成形によるシート成形では、保形性と潤滑性を両立する必要が あり、成形後の保形性を保てない場合や潤滑性が無ぐ押出荷重圧が高い場合には 、安定した成形体を得ることはできない。更に、シート成形後に所望の寸法に打ち抜 くため、成形後のシートには、強度と柔軟性が要求される。強度が不足している場合 、成形体が脆ぐシートを打ち抜くことができず、柔軟性が不足した場合、打ち抜き時 にクラックを生じ、製品の品質が低下する場合がある。
[0013] 潤滑性の評価は、シートダイスを取り付けた一軸成形機にて、 0. 5mm X 80mmの 長方形の形状を有する開口部から押し出されるシート成形時の押出荷重圧を計測す ることで評価できる。また、保形性は、成形したシートの厚みを計測することで評価で きる。また、シート成形後の評価として、シートの強度は、 JIS K 6251に準じた方法 で測定でき、シートの柔軟性は、シートにクラックの入る角度を測定することにより、評 価をおこなうことができる。
[0014] 本発明で使用されるヒドロキシプロピルメチルセルロースは、好ましくはメトキシ基を 19〜30質量0 /0、特に好ましくは 25〜28質量0 /0、並びに、ヒドロキシプロポキシル基 を好ましくは 4〜： 12質量％、特に好ましくは 7〜： 10質量％含有することが好適である 。メトキシ基又はヒドロキシプロポキシノレ基の含有量が前記範囲を外れると、安定した 成形体を得られなかったり、成形体の柔軟性が不足する場合がある。
[0015] ヒドロキシプロピルメチルセルロースの使用量は、セラミック粉末 100質量部に対し て好ましくは 5〜： 15質量部、特に好ましくは 7〜： 12質量部が好適である。 5質量部より 少ないと、十分な成形体強度が得られず、割れを生じる場合がある。一方、 15質量 部を超えると、脱脂時のバインダー除去の際に成形体密度が低下するため、焼結時 の収縮率が大きくなり、寸法不良や変形を生じる場合がある。
[0016] 本発明で使用される焼結助剤は、 Sc、 Y、ランタノイド族元素からなる希土類金属 若しくは Ca、 Srなどのアルカリ土類金属の、酸化物、フッ化物、塩化物、硝酸塩、又 は硫酸塩等が挙げられる。セラミック焼結体を得るには、セラミックの融点付近まで加 熱し、粒子同士を融着させ、焼結体を得ることが可能であるが、セラミック粉末が窒化 物セラミックの場合、融点を持たず、分解してしまう場合があるため、焼結助剤を添加 するのが好ましい。セラミックが SNの場合には、イットリウム酸化物等の希土類酸化 物を焼結助剤として使用するのが好ましい。希土類酸化物と SN粉末の表面酸化膜 である珪素酸化物が焼結時に液相を形成し、 SN粒の成長が促進され、 SNの焼結 が促進される。
焼結助剤の使用量は、セラミック粉末 100質量部に対して好ましくは:!〜 15質量部 、特に好ましくは 4〜： 10質量部が好適である。使用量が 1質量部未満であったり、或 レ、は、 15質量部を超えると、高密度な焼結体が得られない場合がある。本発明では 、前記焼結助剤の他に、さらにアルカリ土類金属類の酸化物及び/又は珪素酸化 物を併用し、焼成温度を低下させることはより好ましい。アルカリ土類金属類の酸化 物及び/又は珪素酸化物の使用量は、セラミック粉末 100質量部に対して 0.：!〜 5 質量部が好ましい。
[0017] 本発明で使用されるセラミック粉末としては、 Si〇、 Al Oなどの酸化物粉末、 SiC
2 2 3
などの炭化物粉末、 A1N, SNなどの窒化物粉末などの各種セラミック粉末が使用で きるが、なかでも、 SN粉末、 A1N粉末などの窒化物粉末が好ましい。セラミック粉末 は、平均粒径が好ましくは 0. 3〜： 1. 5 /i m 特に好ましくは 0. 5〜： 1. 0 /i mが好適で ある。例えば、 SN粉末は、マイクロトラック SPA (Leeds & Northrup社製）にて計測 した粒度分布力 平均粒径（D5C直） 0. 6〜0. 8 /i m、 D90ィ直カ 1. 5〜3. 0 μ m、 D 100値力 ¾. 0 /i m以下であるのが好ましい。さらに、 SN粉末は、比表面積が 10〜： 15 m2/gであることが好ましい。上記範囲をはずれた場合、安定した成形体が得られな かったり、成形体の強度が不足する場合がある。
[0018] 本発明で使用される SN粉末は、直接窒化法、イミド熱分解法等の公知の方法で製 造された粉末が使用できるが、酸素含有量が好ましくは 1. 5質量％以下のものを用 レ、られる。 SN粉末は、加水分解を防止するためにステアリン酸、ォレイン酸、リン酸 等で表面処理することが好ましい。表面処理をおこなわない場合、加水分解により S N粉末の酸素量が増加し、基板の品質低下を招く場合がある。
本発明では、セラミック粉末、焼結助剤及びヒドロキシプロピルメチルセルロースを 含む混合粉末には、精製グリセリン、グリセリントリオレート、ジエチレングリコール等 の可塑剤や、ステアリン酸系やシリコン系等の離型剤、さらに必要に応じて分散剤を 適宜配合することが好ましい。それらの含有量は、各々、セラミック粉末 100質量部に 対し外割配合で 0.：!〜 5質量部が好ましい。
[0019] 本発明に係わる顆粒状の湿粉原料は、セラミック粉末、焼結助剤、及びヒドロキシプ 口ピルメチルセルロースを含む混合粉末に、水、離型剤及び可塑剤を含む混合液を 噴霧することにより調製される。例えば、セラミック粉末と焼結助剤及びヒドロキシプロ ピルメチルセルロースの混合粉をボールミルにて混合し、混合粉末を取り出した後、 ミキサーにて撹拌をおこないながら、水、離型剤及び可塑剤を含む混合液を圧縮空 気にて噴霧することで、粒状の湿粉を得ることができる。
なお、上記の混合液に含有される、離型剤としては、脂肪酸エステル型、ェマルジ ヨン型、カルシウム型などのステアリン酸系化合物や、脂肪酸を含むシリコン系化合 物等が使用される。また、可塑剤としては、精製グリセリン、グリセリントリオレート、ジ エチレングリコール等が使用される。また、水は、純水またはイオン交換水が好ましく 使用される。混合液中の離型剤及び可塑剤の含有量は、いずれも、セラミック粉末 1 00質量部に対して、好ましくは 2〜： 12質量％、特に好ましくは 3〜6質量％である。
[0020] 上記湿粉原料を調製した後、混練工程にて練土を作製するが、一軸成形によるシ ート押出成形を安定した状態で、かつ連続しておこなうためには、混練工程後の練 土が均一であることが好ましい。均一な特性の練土を得るためには、ヒドロキシプロピ ノレメチルセルロースを練土中に十分に溶解し、かつ均一に分散させることが好ましい 。そのためには、練土に十分なせん断応力を負荷でき、かつ製造能力の点から連続 的に混練処理ができることが好ましレ、。
[0021] 混練処理については、三本ロール混練機、単軸押出機、二軸押出機等の使用が 挙げられる。三本ロール混練機は、練土にせん断応力を十分負荷できるが、混練時 の発熱により水分が蒸発するため、処理バッチ毎に練土の粘度が変動し、安定した 練土を得ることが困難な場合がある。また、単軸押出機では、せん断応力は、ケーシ ングとスクリュー部分に生じる力 均一な練土を得るためには、複数回の混練が必要 となり、製造能力が低い場合がある。 [0022] これに対し、二軸押出機は、二軸スクリューの複数の嚙み合い部分で練土にせん 断応力を負荷できるため、短時間で均一な練土を得ることが可能である。さらに、二 軸押出機は、冷却用チラ一ユニットに接続させることが好ましぐ混練時に発生する 熱は、練土が排出される前に除去され、吐出される練土の温度を 5〜： 15°Cに調節す ることが可能で、安定した均一な練土が得られる。
[0023] 二軸押出機のスクリュー回転数は、スクリュー構成に応じて適宜決められるが、好ま しくは、 50〜200rpm、特に好ましくは 80〜： 150rpmが好適である。回転数が 50rp m未満では所望の吐出量が得らないため、生産性が低下する場合があり、一方、 20 Orpmを超えると練土の発熱が著しくなり、バインダーが熱によりゲル化して練土の流 動性が低下するため、安定した練土が得られない場合がある。
[0024] 本発明で使用される二軸押出機は、混練により練土中に包括された気泡を消滅さ せるために、混練部からストランドダイス間で真空引きを行うが、このとき、真空度は絶 対圧力表示にて好ましくは 1333Pa以下、特に好ましくは 666Pa以下の真空雰囲気 に保つのが好ましい。
[0025] 練土の評価は、試料ホルダーを 10°Cに保持された降下式フローテスターを使用し 、せん断応力が 0. 3MPaの場合の粘度と 0. 9MPaの場合の粘度の比で表されるチ クソトロピックインデックス（以下、 Ti値）を用いて行うことができる。練土が均一で、良 好な成形性が得られる場合の Ti値は、好ましくは、 1. 5〜3. 5、特に好ましくは 2. 0 〜3. 0であり、この範囲において、シート断面の輪郭形状はフラットとなる。 Ti値が 1. 5未満であると、シート成形時の保形性が悪ぐシート幅、厚み方向において寸法が 安定せず、焼成後のセラミック基板の寸法不良や変形が生じる場合がある。一方、 Ti 値が 3. 5を超えると、押出成形時の押出荷重圧が高くなり、一軸成形機への負荷が 高くなるとともに安定したシート成形を継続できなくなる場合がある。
[0026] 本発明において、上記混合液体中に含有され、結果として練土に含有される水は 、イオン交換水又は純水を使用するのが好ましい。使用量は、セラミック粉末 100質 量部に対して好ましくは 10〜20質量部、特に好ましくは 12〜： 18質量部である。 10 質量部未満だと練土粘度の流動性が悪いため、シート成形に支障をきたす場合があ る。一方、 20質量部を超えると、練土粘度が低下し、シート形状の保持が困難になる ため、シート幅方向の厚みムラが生じる場合がある。
[0027] 本発明でシート成形に使用される一軸成形機は、単軸スクリューにより練土を加圧 し、吐出口に、開口部を調整できるシートダイスを取り付けることで、厚みの異なるシ ートを連続的に安定して製造できる。また、併設した乾式真空ポンプにて真空引きす ることにより、練土中に包括された気泡を除去できるという特徴を有している。
[0028] 二軸押出機にて得られた練土は、シートダイスを取り付けた一軸成形機に投入し、 シート成形をおこなうが、連続的に安定した成形をおこなうためには、冷却用チラ一 ユニットに接続させ、成形物の温度を好ましくは 5〜： 15°Cに調整される。シート状に 成形された練土を、例えばベルト式乾燥機により好ましくは 80〜100°Cに加熱、乾燥 し、含水率を好ましくは 0. 5〜3質量％に調整することによりセラミックシートが得られ る。
[0029] セラミックシートの強度は、好ましくは 1. 5MPa以上、特に好ましくは 2. OMPa以上 であることが好適である。シート強度が 1. 5MPa未満であると、シートを金型で所望 の形状に打ち抜いた際、シートが千切れたり、シートにクラックが入り、収率が低下し たり、製品の絶縁性に悪影響を及ぼす場合がある。
[0030] 本発明に係るセラミック基板は、セラミックシートを窒素ガスや空気等の気流中にて 、好ましくは 350〜700°Cで好ましくは 1〜10時間の熱処理を行ってバインダーを除 去 (脱脂)する。その後、窒化物セラミック基板を得るためには、窒化硼素製、黒鉛製 又は窒化珪素製等の容器に収納し、窒素、アルゴン、アンモニア、水素等の非酸化 性ガス雰囲気下で、特に SNの場合、好ましくは 0. 5〜0. 9MPaに加圧し、好ましく は 1700〜： 1900°Cで焼結することにより得られる。
[0031] 本発明に係るセラミック回路基板は、セラミック基板の一主面に金属回路用の金属 板を、他の主面に放熱板用の金属板を接合した後、回路面にエッチングレジストを印 刷し、エッチング処理を行うことにより得られる。
セラミック基板と金属板又は金属回路との接合は、例えば、 Al_Cu、 Ag、 Cu、又 は Ag_Cu合金と、例えば、 Ti、 Zr、 Hf等の活性金属成分を含むロウ材を介在させ、 不活性ガス又は真空雰囲気中で加熱する方法や、 A1— Mg等の A1合金箔を介在さ せ、真空中で加熱する方法により可能である。次いで回路面に、フォトレジストゃスク リーン印刷等によりエッチングレジストを回路形状に印刷し、塩化銅、塩化鉄、アンモ ニァ水、硫酸 過酸化水素等をエツチャントとしたエッチング処理を行うことで、セラミ ック回路基板を作製することができる。
[0032] 前記したエッチングレジストを印刷する際、突き当てを用いて位置決めを行うが、寸 法不良や変形により、セラミック基板の長手 '短手方向寸法及び形状に不具合がある と、回路パターンの印刷ズレが生じ、後工程であるモジュール組立工程において、ヮ ィヤーボンディング設置位置が不適当になり、電気的特性の劣化を生じさせる場合 力 Sある。
[0033] 本発明により製造されたセラミック基板は、機械的特性に優れ、且つ、高い熱伝導 率を有するので、厳しい使用条件下で用いられる回路基板に好適な材料である。
[0034] 本発明に係るセラミック基板の厚みは特に限定されるものではなぐ例えば、放熱 特性を重視する場合は、好ましくは 0. 3〜： 1. Omm程度、高電圧下での絶縁耐圧を 著しく高めたい場合は l〜3mm程度のものを用いるのが一般的である。
[0035] 本発明により製造されるセラミック基板は、練土が二軸押出機により十分に混練さ れるため、バインダー等の塊のない均一なセラミック基板を得ることが出来る。セラミツ ク基板のボイド率は、 3体積％以下であることが好ましい。ボイドが好ましくは 3体積％ 以下、特に好ましくは 2体積％以下であると、セラミック基板の抗折強度が高くなり、さ らに高電圧下での絶縁特性が高くなる傾向がある。基板の放電特性を示す部分放 電特性に関して、本願発明に係るセラミック回路基板は、 10pC以上の部分放電開始 電圧を好ましくは 5kV以上、特に好ましくは 7. 5KV以上にすることが可能である。
[0036] 金属回路と金属放熱板の材質は Al、 Cu、又は Al— Cu合金であることが好ましい。
これらは単層ないしはこれを合金層として含むクラッド等の積層体の形態で用いるこ とが可能である。中でも、 A1は Cuよりも降伏応力が小さいため塑性変形し易ぐヒート サイクル等の熱応力負荷が掛かった際に、セラミックス基板に加わる熱応力を大幅に 低減すること力 Sできる。そのため、 A1は Cuよりも、金属回路とセラミックス基板間に発 生する水平クラックが発生しにくぐより高信頼性のモジュールの作製が可能である。
[0037] 金属回路の厚みは、特に限定されるものではなレ、が、電気的および熱的仕様から A1回路は好ましくは 0. 2〜0. 5mm, Cu回路は好ましくは 0.：!〜 0. 5mmが一般的 である。一方、放熱板は、半田付け時に反りを生じない厚みにすることが必要であり、 例えば、 A1放熱板は好ましくは 0. 2〜0. 5mm、 Cu放熱板は好ましくは 0.：!〜 0. 5 mmが一般的である。
実施例
[0038] 実施例 1
〈実験 No. 1〜： 13〉
下記の SN粉末 100質量部に対して、ォレイン酸を 3質量部添加し、ミキサー混合 により表面処理をおこなった SN粉末 100質量部に対し、 Y O 5. 5質量部、 MgO.
2 3
3質量部及びヒドロキシプロピルメチルセルロースをボールトン混合機により混合した 。次いで、得られた混合物をミキサーに投入し、撹拌しながら、該混合物に対して、下 記の可塑剤、離型剤及びイオン交換水からなる混合溶液を、 SN粉末 100質量部に 対して可塑剤が 3質量部（外割）、離型剤が 3質量部 (外割）、イオン交換水が 18質量 部となるように圧縮空気（0. 2MPa)にて噴霧することにより、顆粒状の湿粉原料を調 製した。
〈使用原料〉
•SNf分末：ひィ匕率 90%、 D50値 0. 7 x m、 D90値 2. O z r^ DlOOィ直 4. 6 μ m、 ]；匕 表面積 12m2/g。
•Y O ：信越化学工業株式会社製、商品名「Yttrium Oxide」、 D50粉末粒径 1. 0 μ
2 3
m。
•MgO :岩谷化学株式会社製、商品名「MTK_ 30」、 D50粉末粒径 0. 2 μ m、比表 面積 160m2/g。
'ヒドロキシプロピルメチルセルロース:信越化学工業株式会社製、商品名「メトローズ •60SH、 65SH, 90SH」。
'可塑剤：花王社製、商品名「ェキセパール」、主成分グリセリン。
'離型剤：サンノブコネ土製、商品名「ノブコセラ LU— 6418」、主成分ステアリン酸。
[0039] 混練工程において、二軸押出機（D = 29mm、 L= 1160mm (L/D=40) )を使 用し、上記で得られた湿粉原料を 6kg/hにてフィードした。混練時のスクリュー回転 数は 100i"pm、真空度は絶対圧力 666Pa、冷却用チラ一ユニットにて二軸押出機を 10°Cに保持した。混練した練土の一部を採取し、 Ti値の測定をおこなった。
[0040] 混練工程で得られた練土を一軸成形機によりシートに成形した。成形工程に使用 した一軸成形機は、 D = 42mm、 L= 1200mmであり、冷却用チラ一ユニットにて 10 °Cに保持した。一軸成形機のスクリュー回転速度 60rpmの運転条件（吐出量 6kgZ h)にて、シートダイスを用レ、、巾 80mm X厚み 0. 5mmの連続したシート成形を行い 、寸法測定、シート強度、クラック発生角度の測定をおこなった。
[0041] 成形されたシートを 100°Cに保持したベルト式乾燥機にて含水率 2質量％まで乾燥 した後、金型付プレス機により 60mm X 50mmの寸法に打ち抜いた。打ち抜いたシ 一トを窒化ホウ素製の容器に充填して、常圧下、大気中にて 500°Cで 4時間保持し て脱脂した。次いで、カーボンヒーター電気炉を用いて、 0. 8MPaの窒素加圧雰囲気 下で 1800°C、 4時間焼結して SN焼結体を作製し、抗折強度、ボイド率の測定をおこ なった。
[0042] 得られた SN焼結体の回路基板としての性能を評価するため、金属回路と金属放熱 板に銅板を用い、次の方法で接合及び回路パターン形成を行った。
[0043] 八§85質量％、 0110質量％、 2 質量％、下 3質量％からなる混合粉末 100質量 部に対して、 30質量部のテルビネオールを添加してペースト状混合液を調製した。こ の混合液を上記で得られた SN焼結体の両面に塗布量 5mg/cm2となるようにスクリ ーン印刷機にて塗布した。次に、両面に 2. 5インチ X 2インチ X 0. 01インチ厚の無 酸素銅板を貼付け、それを 14枚積層したものをカーボン治具にカーボンネジ締めに より設置し、 850°Cで 2時間保持させて SN焼結体を銅板で挟んだ接合体を作製した この接合体の一方の主面には所定の形状の回路パターンを、他方の主面には放 熱板パターンを形成させるベぐ UV硬化型レジストインクをスクリーン印刷した後、 UV ランプを照射させてレジスト膜を硬化させた。次いで、レジスド塗布した部分以外を塩 化第二銅溶液でエッチングした後、フッ化アンモニゥム水溶液にてレジスト剥離し、銅 回路 SN基板を作製し、部分放電開始電圧の測定をおこなった。結果を表 1に示す。
[0044] 〈使用材料〉
•銅板：、無酸素銅板 (住友金属鉱山伸銅株式会社製、 JIS H 3100) • UV硬化型レジストインク：互応化学工業株式会社製「PER— 27B— 6」
〈測定方法〉
•Ti値:試料ホルダーを 10°Cに保持された降下式フローテスター「（株）島津製作所 社製 CFT_ 100D」にて、せん断応力 0. 3MPa時の粘度と 0. 9MPa時の粘度の比 を求めた。
'押出荷重圧：シートダイスに取り付けた口金を調整し、 0. 5mm X 80mmの長方形の 形状の開口部よりシート成形時の押出荷重圧を測定した。
•シート寸法：マイクロメーターを用いて、シート幅方向の厚みを測定した（n=5平均値
)。
•シート強度：幅 10mm、長さ 40mmのシート強度を、 JIS K6251「引っ張り試験方法」 に準拠して測定した。
'クラック発生角度：シートを最大 120° まで折り曲げ、シートにクラックのはいる角度 を測定した。
'焼結体の抗折強度：下部スパン 30mm、クロスヘッド速度 0. 5mm/分の条件にて 3点曲げ試験 ( JI S R 1601 )より求めた (n = 5平均値)。
*ボイド率：セラミックス焼結体を厚みの半分まで研磨し、電子顕微鏡にて直径 15 / m 以上のボイドについて、その直径を測定し、下式により計算によって求めた。 （n=3平 均値）
ボイド率（体積％) =∑ (4/3 π r3) / (W X L X t) X 100
ここで、 r：ボイド径（mm)、 W：焼結体の幅（mm)、 L：焼結体の長さ（mm)、 t：焼結体の 厚み（mm)である。
•部分放電開始電圧：作製した回路基板を絶縁油（住友 3M社製「フロリナート FC— 77」）に浸漬して、 lkVZ分のスピードで電圧を印可したとき、部分放電電荷量が 10 pCを超した時の電圧を、部分放電開始電圧とした (n=5平均値)。
実施例 2
〈実験 No. 14、 15)
二軸押出機の代わりに、三本ロール混練機、単軸押出機のみを用いたこと以外は 、実施例 1と同様に行った。結果を表 1に示す。 表 1
Figure imgf000016_0001
* SN 100 :
4600 [0047] 本発明の実施例による SN焼結体の回路基板は、 SN焼結体の抗折強度が高ぐボ イドが 3体積％以下であり、回路基板の lOpc以上となる部分放電開始電圧が 5kV以 上であることから、回路基板として高い信頼性が得られることが判る。
産業上の利用可能性
[0048] 本発明により製造される、ボイドが低減して品質の安定した高信頼性セラミツクシ一 トは、セラミック基板、セラミック回路基板、及びモジュールとして広範囲分野で好適 に使用される。 なお、 2005年 7月 4日に出願された日本特許出願 2005— 194750号の明細書、 特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開 示として、取り入れるものである。

Claims

請求の範囲
[1] セラミック粉末、焼結助剤、及びヒドロキシプロピルメチルセルロースを含む混合粉 末に、水、離型剤及び可塑剤を含む混合液を噴霧して粒状の湿紛原料を作製し、該 湿紛原料を混練し、次いで、シートダイスを取付けた一軸成形機によりシート成形を 行うことを特徴とするセラミックシートの製造方法。
[2] 前記混合粉末においてセラミック粉末 100質量部に対し、ヒドロキシプロピルメチノレ セルロースが 5〜： 15質量部及び焼結助剤が 1〜： 15質量部含まれる請求項 1に記載 のセラミックシートの製造方法。
[3] 前記湿紛原料を、二軸押出機にて混練する請求項 1又は 2に記載のセラミツクシ一 トの製造方法。
[4] 前記セラミック粉末が、窒化硅素粉末である請求項 1〜3のいずれかに記載のセラミ ックシートの製造方法。
[5] ヒドロキシプロピルメチルセルロース力 S、メトキシ基を 19〜30質量％及びヒドロキシ プロポキシル基を 4〜： 12質量％含有する請求項 1〜4のいずれかに記載のセラミック シートの製造方法。
[6] 請求項 1〜5のいずれかに記載の製造方法により得られたセラミックシートに、脱脂 及び焼結処理を施してなるセラミック基板。
[7] ボイド率が 3体積％以下である請求項 6に記載のセラミック基板。
[8] 請求項 6又は 7に記載のセラミック基板の一主面に金属回路を形成し、他の一主面 に放熱板を接合してなるセラミック回路基板。
[9] 10pC以上の部分放電開始電圧が 5KV以上である請求項 8に記載のセラミック回 路基板。
[10] 請求項 8又は 9に記載のセラミック回路基板を用いてなるモジュール。
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