【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は、回路用基板およびサーマルヘッド用基板に好適なセラミック基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路用およびサーマルヘッド用基板には電気絶縁性に優れるセラミックスが多用され、近年の高密度実装化の進展に伴い、基板の両面パターン化と高密度パターン化が図られている。
【０００３】
このようなセラミックス基板の製造方法としては、ドクターブレード法、押し出し成形法およびロール成形法が挙げられる。これらのいずれの成形方法を用いる場合においても、主成分となる原料および各種焼結助剤にバインダーと溶媒を混合している。この中のバインダーには一般的に結合剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、分散剤等が含まれており、いずれも必要不可欠な物でその成形法により、比率コントロールの行われたバインダーを用いている。
【０００４】
このようなＡｌ２Ｏ３を主成分とする粉末原料を用いるテープ成形方法では、成形したグリーンシートを一端ドラムに巻き取りストックし、その後、既定の寸法にカットしたり、プレスなどの生加工を施したりして焼成を行っている。また、生産効率の点で複数のグリーンシートを一度に焼結するように、グリーンシート表面にセラミックビーズを均一に塗布して多段に重ねて焼成を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来の方法では、グリーンシート成形後にドラムに巻き取る必要があるため、バインダーとして４０〜５０の低酸価のアクリル系樹脂と可塑剤としてポリアルキレングリコール系の高分子体の混合物を用いてグリーンシートに可塑性，柔軟性を持たせているが、巻き取ることにより表面に微少なヒビが発生するという問題があった。さらにグリーンシートの状態での取り扱いが多く、且つシートが軟らかいために取り扱いが困難であるため、シート表面にキズが発生しやすいという問題があった。また、複数のグリーンシートを一度に焼結するためにセラミックビーズを表面に均一に塗布し多段に重ねて焼成しているが、シートが軟らかいために塗布したセラミックビーズが表面に食い込みキズが付くという問題があった。このようにグリーンシート表面に、キズ，ヒビが発生するために、基板表面に高密度パターンを形成した際、パターンが断線、ショートするという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、焼成後のセラミック基板の表面にキズ，ヒビが付き難いセラミック基板の製造方法の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記課題の解決のために、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする粉末原料に、酸価１００以上のバインダーと可塑剤を添加したスラリーを噴霧乾燥して、得られた顆粒をシート状に成形した後、焼成することで、表面にキズやヒビが付き難いセラミック基板を製造することを特徴とする。
【０００８】
また、上記スラリーが可塑剤を含まず、噴霧乾燥して得られた顆粒に成形する前に水分を付与しシート状に成形した後、３００〜４００℃の熱処理で上記水分を蒸発させた後、焼成することで表面にキズ、ヒビが付き難いセラミック基板を製造することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする粉末原料と、酸価１００以上のバインダーを含み、１００ｇの荷重で針を押しあてた時の侵入深さが０．２００ｍｍ／分以下であるセラミックグリーンシートを製造したことを特徴とする。
【００１０】
さらに、上記製造方法で得られたセラミック基板の表面にグレーズを形成してなるサーマルヘッド用部分グレーズ基板を製造したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
本発明は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする粉末原料に、酸価１００以上のバインダー、可塑剤を添加したスラリーを噴霧乾燥して、得られた顆粒をシート状に成形した後、焼成する工程からセラミック基板を製造することを特徴とする。
【００１３】
また、上記スラリーが可塑剤を含まず、噴霧乾燥して得られた顆粒に成形する前に水分を付与しシート状に成形した後、３００〜４００℃の熱処理で上記水分を蒸発させる工程からなることを特徴とする。
【００１４】
化１に本発明で用いるバインダーの共重合反応式を示すが、左辺のアクリル酸エステルと不飽和カルボン酸を共重合させることによって、右辺のアクリル系樹脂を得る。本発明はこの右辺のアクリル系樹脂をバインダーとして用い、グリーンシートの硬度を高くすることでグリーンシート状態での取り扱いを容易にし、シート表面にキズやヒビが付き難いセラミック基板を製造したことを特徴とする。
【００１５】
【化１】
【００１６】
本発明に用いたバインダーである、化１の右辺に示すアクリル系樹脂はグリーンシートの硬度を高くするために酸価を１００以上に操作してある。酸価を１００以上にする理由は、一般に酸価が大きくなるとＡｌ２Ｏ３粒子へのバインダーの吸着が多くなり、グリーンシートの生密度が増加し、硬度が高くなるためであり、さらにこのアクリル系樹脂においては酸価が大きくなると、アクリル酸エステルモノマーのカルボン酸エステル部が少なくなり、その結果高分子の側鎖が短くなり高分子自体が硬くなるためである。酸価が１００未満である場合は、グリーンシートに十分な硬度が得られないため、グリーンシートでの取り扱いが困難であり、表面にキズ，ヒビが発生しやすいためである。酸価の調整は共重合の際に不飽和カルボン酸の濃度を調整しておこなっている。
【００１７】
またこのアクリル系樹脂は可塑性に乏しいことから、単体で用いた場合、成形できない、もしくはできたとしても得られたグリーンシートの生密度が不均一であるなど、成形性が困難である。そのため、可塑剤として低分子量のポリアルキレングリコール系の高分子体を混合する。
【００１８】
上記酸価が１００以上であるアクリル系樹脂５〜９重量％と、可塑剤をアクリル系樹脂に対して１０〜３０重量％の割合で、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする粉末原料に混合し、スラリー作成する。作成したスラリーを噴霧乾燥して得られた顆粒をロール成形法でシート状に成形することで、針侵入測定法による測定硬度が０．２００ｍｍ／分以下となるグリーンシートを成形することができる。
【００１９】
図１に針侵入測定法の測定器を示すが、針７を測定試料１０の表面に設置し、１００ｇのおもり９により荷重をかけることで針７が測定試料１０に侵入し、一定時間後の侵入距離をダイヤルゲージ８で読みとる硬度測定法であり、針侵入距離が短い場合は硬度が高いことを示す。
【００２０】
このようにグリーンシートが硬くなっているため、取り扱いが容易になり、ドラムに巻き取ることなく即座に規定の寸法にカットすることで、シート表面のキズやヒビを低減することができる。さらに多段焼成をおこなうためにグリーンシート表面にセラミックビーズを塗布するが、硬度が高くなったことから表面への食い込み量が減少しキズを低減することができる。
【００２１】
また、図２に示すようにこのグリーンシートを焼成して得るセラミック基板１にグレーズヒーター２を形成すれば、キズ，ヒビなどの欠陥が少ないために、配線パターン３のショート率が少ない優れたサーマルヘッド用部分グレーズ基板を提供することができる。
【００２２】
次により高い硬度のグリーンシートを製造する方法を説明する。
【００２３】
この方法は、可塑性、柔軟性を向上するために加える可塑剤を添加しないでグリーンシートを成形することを特徴とする。
【００２４】
一般に可塑剤を除くことで成形されたグリーンシートは硬くなるが、厚み，生密度などの制御が困難である、できたグリーンシートの生加工が困難であるなどの問題がある。さらに噴霧乾燥されたＡｌ２Ｏ３顆粒自体が硬くなっていることから、できたグリーンシートの表面に顆粒の粒界，３重点が残り、セラミック基板表面に配線パターンを形成した場合、断線およびショートしてしまい、回路用基板およびサーマルヘッド用基板として用いることができないという問題もある。
【００２５】
このような理由により回路用基板およびサーマルヘッド用基板用途のグリーンシート成形においては、可塑剤抜きでは成形できないと考えられているが、本発明においては、以下に示すような手法により可塑剤抜きでグリーンシート成形をおこなっている。
【００２６】
上記アクリル系樹脂をＡｌ２Ｏ３を主成分とする粉末原料に混合し、スラリー作成後、噴霧乾燥して得られた顆粒１２を、成形開始前に図３に示すミキサー１１に入れ、噴霧状にした水１３を吹きかけながら、回転、揺動することで０．５〜３．０％の水分を付与させる。
【００２７】
水分が０．５％未満では、顆粒に可塑性がないため成形性が困難になり、例え成形できてもグリーンシートには顆粒の粒界や３重点が残る。さらに可塑性がなく生加工が困難であるという問題があるため、０．５％以上が好ましい。水分が３．０％を越える場合は、可塑性は向上するが顆粒の流れ性が悪くなり、顆粒の充填が悪く空気をかみ込んだり、生密度がばらついたりするなど成形性が悪化するという問題があるために、３．０％以下が好ましい。水分の付与は、成形するグリーンシートの厚みに応じて０．５〜３．０％の範囲でコントロールする。０．５〜３．０％にコントロールすることで可塑剤を添加した場合と同様にロール成形法で容易にシート状に成形することでき、得られたグリーンシートも同様に柔軟性を持つ。
【００２８】
これは水分が付与されたことでバインダーと水が溶け込み、見かけのガラス転移温度が減少し、バインダーが柔軟性，可塑性をもったためであることが考えられる。水分の付与は成形開始前にする必要があるが、これは、水分付与と成形の間に時間が空きすぎると、水分が蒸発してしまい柔軟性がなくなってしまう、顆粒同士がブロッキングしやすくなるなどの問題があるためである。
【００２９】
このようにして成形されたグリーンシートは、直ちに既定の寸法にカットし、３００〜４００℃の熱処理を受け、水分が除去されることで、硬度が高くなる。温度が３００℃未満の場合は付与された水分が蒸発するまでに長時間必要になり、４００℃以上の場合は水分だけでなくバインダーも蒸発するため、３００℃〜４００℃が好ましい。
【００３０】
得られたグリーンシートの硬度は、針侵入測定法で測定した場合、０．１００ｍｍ／分以下となり、可塑剤を添加した場合のグリーンシートよりも高い硬度を有する。このようにグリーンシートが硬くなっているため、取り扱いが容易になり、ドラムに巻き取ることなく即座に規定の寸法にカットすることで、シート表面のキズ，ヒビを低減することができる。さらに多段焼成をおこなうためにグリーンシート表面にセラミックビーズを塗布するが、硬度が高くなったことから表面への食い込み量が減少しキズを低減することができる。
【００３１】
その為、図２に示すようにこのグリーンシートを焼成して得るセラミック基板１にグレーズヒーター２を形成すれば、キズ，ヒビなどの欠陥が少ないために、配線パターン３のショート率が少ない優れたサーマルヘッド用部分グレーズ基板を提供することができる。
【００３２】
【実施例】
Ａｌ２Ｏ３の一次原料９６重量％に対してＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＣａＯなどの焼結助剤を４重量％配合し、アクリル酸エステルと不飽和カルボン酸の混合比を調整して共重合させ得られた酸価が４０〜１２０の範囲のアクリル系樹脂、可塑剤、溶媒を加え、この溶液を粉砕混合してスラリーを作成し、噴霧乾燥により顆粒を得、この顆粒をロール成形法により０．７４０ｍｍのグリーンシートに成形した。
【００３３】
同様に、Ａｌ２Ｏ３一次原料９６重量％に対してＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＣａＯなどの焼結助剤を４重量％配合し、酸価が１００以上のアクリル系樹脂、溶媒を加え、この溶液を粉砕混合して、スラリーを作成し、噴霧乾燥により顆粒を得た後、ミキサーにより１．０％の水分を付与して、この顆粒をロール成形法により０．７４０ｍｍのグリーンシートに成形した。成形後、乾燥ラインを通過させ、付与した水分を蒸発させた。
【００３４】
そして、これら成形したグリーンシートを針侵入測定法により１分後の針侵入距離を測定した。表１にバインダーの酸価別の測定結果、表２に可塑剤を添加しない場合の乾燥温度別の測定結果をそれぞれ示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
表１に判るように、酸価が１００以上であるバインダーを使用したグリーンシートの場合は、針侵入距離が０．２００ｍｍ／分となり、シートの硬度が酸価１００未満の時に較べて高くなった。
【００３８】
また、表２より酸価１００以上のバインダーを使用し、可塑剤を添加しない場合は、３００〜４００℃の乾燥で、針侵入距離が０．１００ｍｍ／分となり、さらにシートの硬度が高くなった。
【００３９】
次に得られたグリーンシート表面にセラミックビーズを塗布し、多段に積み重ねてＲＨＫ炉にて焼成をおこない、セラミック基板を得た。このセラミック基板にグレーズヒーター部を形成した後、基板表面に幅２０μｍの配線パターンを２０μｍ間隔で形成し、導通試験を行い、断線・ショート率を調査した。表３に可塑剤が導通試験の結果を示す。断線・ショート率は、一つのウェハー中のショート数の割合（％）を示したものである。
【００４０】
【表３】
【００４１】
表３より判るようにバインダーの酸価が大きくなるほど、断線・ショート率が減少しており、可塑剤を添加していないグリーンシートにおいてはさらに減少した。このことから、グリーンシートの硬度が高くなるほど取り扱いが容易になりキズ、ヒビが低減したこと、さらに多段焼成するために塗布するセラミックビーズの食い込みが低減しそれによるキズが低減したことが判る。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、セラミック基板を製造するにあたり、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする粉末原料に混合するアクリル系樹脂のバインダーの酸価を１００以上に増加させることで、成形後のグリーンシートの硬度を０．２００ｍｍ／分以下と高くすることができ、グリーンシート表面のキズ、ヒビを低減することができる。
【００４３】
さらに、上記バインダーから可塑剤を除き、替わりにセラミック顆粒に水分を付与することで可塑性、柔軟性を出し、グリーンシート成形後、３００〜４００℃の熱処理を施すことで付与された水分を蒸発させ、成形後のグリーンシートの硬度を０．１００ｍｍ／分以下と高くすることができ、グリーンシート表面のキズ、ヒビを低減することができる。
【００４４】
また、本発明のセラミック基板を用いれば、基板表面に断線・ショートすることなく高密度配線パターンを形成することが容易であり、優れた部分グレーズ用途のサーマルヘッド用基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のグリーンシートの硬度を測定する針侵入測定器の模式図である。
【図２】本発明のサーマルヘッド用部分グレーズ基板を示す平面図である。
【図３】本発明のセラミック基板の製造方法における顆粒に水分を付与するミキサー装置の概略図である。
【符号の説明】
１：セラミック基板
２：グレーズヒーター
３：配線パターン
４：アクリル酸エステル
５：不飽和カルボン酸
６：アクリル系樹脂
７：針
８：ダイヤルゲージ
９：おもり
１０：測定試料
１１：ミキサー本体
１２：セラミック顆粒
１３：噴霧状の水[0001]
[Technology to which the invention belongs]
The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic substrate suitable for a circuit substrate and a thermal head substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, ceramics having excellent electrical insulation properties are frequently used for substrates for circuits and thermal heads, and with the recent progress in high-density mounting, both-side patterning and high-density patterning of substrates have been attempted.
[0003]
Examples of the method for producing such a ceramic substrate include a doctor blade method, an extrusion molding method, and a roll molding method. In any of these molding methods, a binder and a solvent are mixed with a raw material as a main component and various sintering aids. The binder generally contains a binder, a plasticizer, a lubricant, a release agent, a dispersing agent, etc., all of which are indispensable, and the binder of which ratio is controlled by the molding method. Is used.
[0004]
In such a tape forming method using a powdered raw material containing Al 2 O 3 as a main component, a formed green sheet is once wound around a drum and stocked, and then cut to a predetermined size or subjected to raw processing such as pressing. Or firing. Further, in order to sinter a plurality of green sheets at a time from the viewpoint of production efficiency, ceramic beads are uniformly applied to the surface of the green sheets and fired in multiple stages.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional method, since it is necessary to wind the green sheet around a drum after molding, a mixture of an acrylic resin having a low acid value of 40 to 50 as a binder and a polyalkylene glycol-based polymer as a plasticizer is used. Although the green sheet has plasticity and flexibility, there is a problem that a minute crack is generated on the surface by winding. Furthermore, there is a problem that the handling is difficult in the state of the green sheet in many cases and the sheet is soft, so that the sheet surface is easily scratched. Also, in order to sinter multiple green sheets at one time, ceramic beads are uniformly applied to the surface and fired in multiple stages, but the soft ceramic sheets are scratched because the applied ceramic beads bite into the surface There was a problem. As described above, since the scratches and cracks are generated on the surface of the green sheet, when a high-density pattern is formed on the substrate surface, there is a problem that the pattern is disconnected or short-circuited.
[0006]
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic substrate in which the surface of the fired ceramic substrate is not easily scratched or cracked.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to solve the above problems, the present invention spray-drys a slurry obtained by adding a binder and a plasticizer having an acid value of 100 or more to a powder raw material containing Al 2 O 3 as a main component, and obtains the obtained granules. It is characterized in that a ceramic substrate which is hardly scratched or cracked on its surface is manufactured by firing after forming into a sheet.
[0008]
In addition, the slurry does not contain a plasticizer, and before forming into granules obtained by spray drying, after imparting moisture and forming into a sheet, after evaporating the moisture by heat treatment at 300 to 400 ° C., It is characterized in that a ceramic substrate that is hardly scratched or cracked on the surface by firing is manufactured.
[0009]
Further, the present invention includes a powder raw material mainly composed of Al 2 O 3 and a binder having an acid value of 100 or more, and has a penetration depth of 0.200 mm / min or less when a needle is pressed with a load of 100 g. A certain ceramic green sheet is manufactured.
[0010]
Furthermore, a partial glaze substrate for a thermal head is produced by forming a glaze on the surface of the ceramic substrate obtained by the above-described method.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0012]
In the present invention, a slurry in which a binder and a plasticizer having an acid value of 100 or more are added to a powder raw material containing Al 2 O 3 as a main component is spray-dried, and the obtained granules are formed into a sheet and then fired. The method is characterized in that a ceramic substrate is manufactured from a process.
[0013]
Further, the slurry does not contain a plasticizer, and comprises a step of imparting moisture before molding into granules obtained by spray drying and forming into a sheet, and then evaporating the moisture by heat treatment at 300 to 400 ° C. It is characterized by the following.
[0014]
Formula 1 shows a copolymerization reaction formula of the binder used in the present invention. The acrylic resin on the right side is obtained by copolymerizing the acrylic acid ester on the left side with an unsaturated carboxylic acid. The present invention uses the acrylic resin on the right side as a binder, increases the hardness of the green sheet, facilitates handling in a green sheet state, and manufactures a ceramic substrate that is less likely to have scratches or cracks on the sheet surface. And
[0015]
Embedded image
[0016]
The acrylic resin shown on the right side of Chemical Formula 1, which is the binder used in the present invention, has an acid value of 100 or more in order to increase the hardness of the green sheet. The reason why the acid value is set to 100 or more is that, generally, as the acid value increases, the adsorption of the binder to the Al 2 O 3 particles increases, the green density of the green sheet increases, and the hardness increases. This is because, in the system resin, when the acid value increases, the carboxylic acid ester portion of the acrylate monomer decreases, and as a result, the side chains of the polymer become shorter and the polymer itself becomes harder. When the acid value is less than 100, sufficient hardness cannot be obtained in the green sheet, so that it is difficult to handle the green sheet, and the surface is easily scratched or cracked. The acid value is adjusted by adjusting the concentration of the unsaturated carboxylic acid during the copolymerization.
[0017]
Further, since this acrylic resin is poor in plasticity, when used alone, it is difficult to mold, or even if it is, it is difficult to mold, for example, the green density of the obtained green sheet is not uniform. Therefore, a low molecular weight polyalkylene glycol polymer is mixed as a plasticizer.
[0018]
And 5-9% by weight of acrylic resin is the acid value of 100 or more, in a proportion of 10 to 30 wt% of a plasticizer with respect to acrylic resin, by mixing the powdered raw material mainly composed of Al 2 O 3 , Make a slurry. By forming the granules obtained by spray-drying the prepared slurry into a sheet by a roll forming method, a green sheet having a hardness measured by a needle penetration measurement method of 0.200 mm / min or less can be formed.
[0019]
FIG. 1 shows a measuring instrument of the needle penetration measurement method. The needle 7 is placed on the surface of the measurement sample 10, and the needle 7 penetrates the measurement sample 10 by applying a load with a weight 9 of 100 g. This is a hardness measurement method in which the penetration distance is read by the dial gauge 8, and when the penetration distance is short, the hardness is high.
[0020]
Since the green sheet is hard as described above, it is easy to handle, and it is possible to reduce scratches and cracks on the sheet surface by immediately cutting the green sheet into a predetermined size without winding it on a drum. Further, ceramic beads are applied to the surface of the green sheet in order to perform multi-stage firing. However, since the hardness is increased, the amount of bite into the surface is reduced, and scratches can be reduced.
[0021]
Also, as shown in FIG. 2, if the glaze heater 2 is formed on the ceramic substrate 1 obtained by firing this green sheet, since the defects such as flaws and cracks are small, the short circuit rate of the wiring pattern 3 is excellent and the excellent thermal A partial glaze substrate for a head can be provided.
[0022]
Next, a method of manufacturing a green sheet having higher hardness will be described.
[0023]
This method is characterized in that a green sheet is formed without adding a plasticizer added for improving plasticity and flexibility.
[0024]
Generally, the green sheet formed by removing the plasticizer becomes hard, but has problems such as difficulty in controlling the thickness and green density, and difficulty in green processing of the formed green sheet. Further, since the spray-dried Al 2 O 3 granules themselves are hardened, the grain boundaries and triple points of the granules remain on the surface of the formed green sheet. If a wiring pattern is formed on the surface of the ceramic substrate, disconnection and short-circuiting occur. As a result, there is also a problem that it cannot be used as a circuit substrate or a thermal head substrate.
[0025]
For this reason, it is considered that in forming a green sheet for a circuit substrate and a thermal head substrate, molding cannot be performed without a plasticizer, but in the present invention, molding without a plasticizer is performed by the following method. Green sheet molding is performed.
[0026]
The above-mentioned acrylic resin is mixed with a powder raw material containing Al 2 O 3 as a main component, a slurry is prepared, and the granules 12 obtained by spray drying are put into a mixer 11 shown in FIG. By rotating and oscillating while spraying the water 13, 0.5 to 3.0% of water is provided.
[0027]
If the water content is less than 0.5%, the granules do not have plasticity, so that the moldability becomes difficult. Even if the green sheets can be formed, the grain boundaries and triple points of the granules remain. Further, since there is a problem that plastic processing is difficult due to lack of plasticity, 0.5% or more is preferable. If the water content is more than 3.0%, the plasticity is improved, but the flowability of the granules is deteriorated. Therefore, it is preferably 3.0% or less. The application of moisture is controlled in the range of 0.5 to 3.0% depending on the thickness of the green sheet to be formed. By controlling the amount to 0.5 to 3.0%, it is possible to easily form a sheet by a roll forming method as in the case where a plasticizer is added, and the obtained green sheet also has flexibility.
[0028]
This is considered to be because the binder and water were dissolved by the addition of water, the apparent glass transition temperature was reduced, and the binder had flexibility and plasticity. It is necessary to apply the water before the start of molding, but this is because if the time is too long between the application of the moisture and the molding, the moisture is evaporated and the flexibility is lost, and the granules are easily blocked. This is because there is such a problem.
[0029]
The green sheet formed in this manner is immediately cut into a predetermined size, subjected to a heat treatment at 300 to 400 ° C., and moisture is removed, thereby increasing the hardness. When the temperature is lower than 300 ° C., it takes a long time until the applied moisture evaporates. When the temperature is 400 ° C. or higher, not only the moisture but also the binder evaporates.
[0030]
The hardness of the obtained green sheet is 0.100 mm / min or less as measured by a needle penetration measurement method, and is higher than the green sheet when a plasticizer is added. Since the green sheet is hard as described above, it is easy to handle, and it is possible to reduce scratches and cracks on the sheet surface by immediately cutting the green sheet into a predetermined size without winding it on a drum. Further, ceramic beads are applied to the surface of the green sheet in order to perform multi-stage firing. However, since the hardness is increased, the amount of bite into the surface is reduced, and scratches can be reduced.
[0031]
Therefore, as shown in FIG. 2, if the glaze heater 2 is formed on the ceramic substrate 1 obtained by firing this green sheet, since the defects such as scratches and cracks are small, the short circuit rate of the wiring pattern 3 is excellent. A partial glaze substrate for a thermal head can be provided.
[0032]
【Example】
4 wt% of a sintering aid such as SiO 2 , MgO, CaO is blended with 96 wt% of the primary raw material of Al 2 O 3 , and the copolymerization is performed by adjusting the mixing ratio of the acrylate and the unsaturated carboxylic acid. The resulting acrylic resin having an acid value in the range of 40 to 120, a plasticizer, and a solvent are added, and the solution is pulverized and mixed to form a slurry, and granules are obtained by spray drying. Into a green sheet of 0.740 mm.
[0033]
Similarly, 4 wt% of a sintering aid such as SiO 2 , MgO, CaO is blended with 96 wt% of Al 2 O 3 primary raw material, and an acrylic resin having an acid value of 100 or more and a solvent are added. Was crushed and mixed to prepare a slurry, and a granule was obtained by spray drying. Then, 1.0% of water was imparted by a mixer, and the granule was formed into a 0.740 mm green sheet by a roll forming method. After the molding, the water was passed through a drying line to evaporate the applied water.
[0034]
Then, a needle penetration distance of one minute after the molded green sheet was measured by a needle penetration measurement method. Table 1 shows the measurement results by binder acid value, and Table 2 shows the measurement results by drying temperature when no plasticizer is added.
[0035]
[Table 1]
[0036]
[Table 2]
[0037]
As can be seen from Table 1, in the case of a green sheet using a binder having an acid value of 100 or more, the needle penetration distance was 0.200 mm / min, which was higher than when the sheet hardness was less than 100. .
[0038]
Further, from Table 2, when a binder having an acid value of 100 or more was used and a plasticizer was not added, the needle penetration distance was 0.100 mm / min by drying at 300 to 400 ° C., and the sheet hardness was further increased. .
[0039]
Next, ceramic beads were applied to the surface of the obtained green sheet, stacked in multiple stages, and fired in an RHK furnace to obtain a ceramic substrate. After forming a glaze heater portion on this ceramic substrate, wiring patterns having a width of 20 μm were formed on the surface of the substrate at intervals of 20 μm, and a conduction test was performed to examine the disconnection / short ratio. Table 3 shows the results of the conduction test for the plasticizer. The disconnection / short ratio indicates the ratio (%) of the number of short circuits in one wafer.
[0040]
[Table 3]
[0041]
As can be seen from Table 3, as the acid value of the binder increases, the disconnection / short ratio decreases, and further decreases in the green sheet to which no plasticizer is added. This indicates that the higher the hardness of the green sheet, the easier it was to handle and the less scratches and cracks, and that the penetration of the ceramic beads applied for multi-stage firing was reduced, thereby reducing the scratches.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when manufacturing a ceramic substrate, molding is performed by increasing the acid value of the binder of the acrylic resin mixed with the powder raw material containing Al 2 O 3 as a main component to 100 or more. The hardness of the subsequent green sheet can be increased to 0.200 mm / min or less, and scratches and cracks on the green sheet surface can be reduced.
[0043]
Furthermore, the plasticizer is removed from the binder, plasticity and flexibility are obtained by adding moisture to the ceramic granules instead, and after the green sheet is formed, the applied moisture is evaporated by performing a heat treatment at 300 to 400 ° C. The hardness of the green sheet after molding can be increased to 0.100 mm / min or less, and scratches and cracks on the surface of the green sheet can be reduced.
[0044]
In addition, when the ceramic substrate of the present invention is used, it is easy to form a high-density wiring pattern on the substrate surface without disconnection or short-circuit, and it is possible to provide an excellent thermal head substrate for partial glaze use.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a needle penetration measuring instrument for measuring hardness of a green sheet of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a partial glaze substrate for a thermal head according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a mixer device for imparting moisture to granules in the method for producing a ceramic substrate of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Ceramic substrate 2: Glaze heater 3: Wiring pattern 4: Acrylic ester 5: Unsaturated carboxylic acid 6: Acrylic resin 7: Needle 8: Dial gauge 9: Weight 10: Measurement sample 11: Mixer body 12: Ceramic granules 13: spray water