JP2002234775A - Method for producing sintered compact, apparatus therefor and method for measuring concentration of plasticizer - Google Patents

Method for producing sintered compact, apparatus therefor and method for measuring concentration of plasticizer

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JP2002234775A
JP2002234775A JP2001341601A JP2001341601A JP2002234775A JP 2002234775 A JP2002234775 A JP 2002234775A JP 2001341601 A JP2001341601 A JP 2001341601A JP 2001341601 A JP2001341601 A JP 2001341601A JP 2002234775 A JP2002234775 A JP 2002234775A
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秀行 沖中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for selectively and rapidly extracting and removing a plasticizer from a green multilayer body in the production of a multilayer ceramic capacitor. SOLUTION: Carbon dioxide is introduced into a pressure vessel 121 in which a green multilayer body 100 has been disposed and the temperature and pressure of the pressure vessel are regulated to 40 deg.C and 10 MPa to fill the pressure vessel 121 with supercritical carbon dioxide 124. A plasticizer is extracted and removed from the green multilayer body 100 by the supercritical carbon dioxide 124. Ordinary binder removing and firing steps are then carried out. Since the plasticizer is selectively removed before the binder removing step, the formation of a graphitic material can be suppressed even when heating is carried out at a high rate in the subsequent binder removing and firing steps, accordingly the lowering of production yield and the lowering of product performance are not caused.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック粉末又
は金属粉末を含む層とバインダ,可塑剤等の有機物層と
を積層した積層体を焼結してなる焼結体の製造方法及び
製造装置、並びにその関連技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a sintered body obtained by sintering a laminate obtained by laminating a layer containing ceramic powder or metal powder and an organic layer such as a binder and a plasticizer. And related technologies.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、セラミック層と導体層とを混在さ
せて積層して構成される積層セラミック部品の小型化、
高性能化が進められている。その一種である積層セラミ
ックコンデンサを例にとって、積層セラミック部品につ
いて説明する。積層セラミックコンデンサは、携帯電話
に代表される移動体通信システム中の移動局(小型携帯
端末)の主要部品として用いられていることから、その
小型化と大容量化という相反する特性の向上が求められ
ている。このため、誘電体層の薄膜化、多層化及び誘電
体層の高誘電率化が進められている。しかしながら、誘
電体膜の薄膜化や誘電体層の材料開発による高誘電率化
には限度があることから、大容量化のためには、積層セ
ラミックコンデンサは年々大面積化される傾向にある。
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization of laminated ceramic parts constituted by laminating ceramic layers and conductor layers in a mixed manner has been promoted.
High performance is being promoted. A multilayer ceramic component will be described using a multilayer ceramic capacitor as one example. Multilayer ceramic capacitors are used as main components of mobile stations (small portable terminals) in mobile communication systems represented by mobile phones, and contradictory improvements such as miniaturization and large capacity are required. Have been. For this reason, thinning and multilayering of the dielectric layer and increasing the dielectric constant of the dielectric layer have been promoted. However, since there is a limit in increasing the dielectric constant by reducing the thickness of the dielectric film and developing the material of the dielectric layer, the multilayer ceramic capacitor tends to have a larger area every year in order to increase the capacitance.

【0003】ここで、積層セラミックコンデンサは、一
般に以下のような製造方法で形成される。まず、誘電体
材料粉末と、バインダと、可塑剤,分散剤,溶剤等とを
混合攪拌し、適度な粘性を持った誘電体スラリを作成す
る。このとき、誘電体材料としてはチタン酸バリウム
が、バインダとしてはアクリル系樹脂が、可塑剤として
はジブチルフタレート等のエステル系可塑剤が、分散剤
としてはカルボン酸塩等のアニオン界面活性剤が、溶剤
としては酢酸ブチル等のエステル類やアルコール、エー
テル、炭化水素類がよく用いられる。一方、ニッケル等
の金属粉末と有機物とを混合してペースト状にして内部
電極ペーストを作成する。
Here, a multilayer ceramic capacitor is generally formed by the following manufacturing method. First, a dielectric material powder, a binder, a plasticizer, a dispersant, a solvent and the like are mixed and stirred to prepare a dielectric slurry having an appropriate viscosity. At this time, barium titanate as a dielectric material, an acrylic resin as a binder, an ester plasticizer such as dibutyl phthalate as a plasticizer, an anionic surfactant such as a carboxylate as a dispersant, As the solvent, esters such as butyl acetate, alcohols, ethers, and hydrocarbons are often used. On the other hand, an internal electrode paste is prepared by mixing a metal powder such as nickel and an organic substance into a paste.

【0004】次に、印刷積層機等を用いて、誘電体スラ
リを直接スクリーン印刷して誘電体膜を形成する。続い
て、スクリーンを変えて、同様に内部電極ペーストを直
接スクリーン印刷して内部電極パターンを形成する。こ
のように、誘電体膜と内部電極パターンとのスクリーン
印刷を所望の回数だけ繰り返し交互に行うことにより、
電極と誘電体膜とを交互に積層してなるグリーンシート
を形成する。この積層工程の完了後、印刷された個々の
チップサイズに応じてグリーンシートを切断し、グリー
ン積層体とする。その後、焼成するためにさや詰めが行
われ、脱脂工程、焼成工程へと進む。脱脂工程とは、グ
リーン積層体内に含まれるバインダ,可塑剤,溶剤など
の有機物を除去する工程をいう。焼成工程とは、セラミ
ック粒同士の反応による焼結を行なう工程をいう。焼成
工程の完了後、内部電極同士を接続すると同時に外部へ
端子を取り出すため、必要に応じて側面などの研磨等を
行った後、外部電極等を形成する。セラミック積層部品
の構造によっては、下地電極、中間電極等を形成する場
合もある。
[0004] Next, using a printing laminating machine or the like, the dielectric slurry is directly screen-printed to form a dielectric film. Subsequently, the screen is changed, and the internal electrode paste is directly screen-printed similarly to form an internal electrode pattern. As described above, the screen printing of the dielectric film and the internal electrode pattern is repeatedly performed alternately a desired number of times.
A green sheet is formed by alternately laminating electrodes and dielectric films. After the completion of the laminating step, the green sheet is cut in accordance with the size of each printed chip to obtain a green laminate. Thereafter, pod packing is performed for firing, and the process proceeds to a degreasing step and a firing step. The degreasing step refers to a step of removing organic substances such as a binder, a plasticizer, and a solvent contained in the green laminate. The firing step refers to a step of performing sintering by reaction between ceramic particles. After the completion of the firing step, the external electrodes and the like are formed after polishing the side surfaces and the like as necessary in order to connect the internal electrodes and take out the terminals to the outside at the same time. Depending on the structure of the ceramic laminated component, a base electrode, an intermediate electrode, and the like may be formed.

【0005】ここで、上記積層セラミックコンデンサの
製造において、大きな時間割合を占めるのが脱脂工程で
ある。上述のように、脱脂工程では、グリーンシートの
形状を維持するために用いたバインダや可塑剤等の有機
物が分解除去される。通常、脱脂工程は空気中で行われ
る。製造能率を上げるには、炉を高速で昇温,降温して
脱脂を行うことが好ましいが、炉を高速で昇温すると、
バインダや可塑剤等の有機物が急激に気化・分解するの
で、デラミネーションやクラックなどの構造欠陥を誘発
するおそれがある。そして、これらの欠陥は、製品の品
質に大きな影響を与える。このため、現在では、150
〜300℃の温度域で20時間から数日をかけてゆっく
りと昇温,降温を行なってグリーン積層体の脱脂が行わ
れる。近年、コンデンサの大容量化に伴うチップの大型
化(特に大面積化)により、脱脂工程に要する時間はさ
らに長時間化する傾向にある。また、脱脂は、前述の通
り、グリーン積層体中の有機物を除去するために行われ
るが、グリーン積層体が含有している有機物はバインダ
や可塑剤、分散剤、溶剤等の多種多様な混合物であり、
これらが異なる気化温度,分解温度を有するため、極め
て高精度の温度制御,工程制御が求められる。
[0005] Here, in the production of the multilayer ceramic capacitor, the degreasing step occupies a large proportion of time. As described above, in the degreasing step, organic substances such as binders and plasticizers used for maintaining the shape of the green sheet are decomposed and removed. Usually, the degreasing step is performed in air. In order to increase the production efficiency, it is preferable to perform degreasing by heating and cooling the furnace at a high speed.
Since organic substances such as a binder and a plasticizer are rapidly vaporized and decomposed, structural defects such as delamination and cracks may be induced. These defects have a great effect on the quality of the product. Therefore, at present, 150
The temperature is slowly raised and lowered over a period of 20 hours to several days in a temperature range of up to 300 ° C. to degrease the green laminate. In recent years, the time required for the degreasing process tends to be longer due to the increase in the size (particularly, the area) of the chip accompanying the increase in the capacity of the capacitor. In addition, as described above, degreasing is performed to remove organic matter in the green laminate, but the organic matter contained in the green laminate is a variety of mixtures such as a binder, a plasticizer, a dispersant, and a solvent. Yes,
Since these have different vaporization temperatures and decomposition temperatures, extremely accurate temperature control and process control are required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述の通り、脱脂工程
においては、極めて高精度の温度制御,工程制御が必要
で、かつコンデンサの大容量化・大型化に伴い脱脂工程
に要する時間がさらに長くなる傾向があるが、従来の空
気中の加熱分解除去法では、脱脂工程の高速化による工
程時間の短縮は非常に困難であった。一方、バインダ等
の有機物が十分除去されずに焼成工程を行うと、多くの
問題が生じる。特に、可塑剤が脱脂工程において十分除
去されずに残留していると、焼成工程において可塑剤中
のベンゼン環が反応してグラファイト状物質を形成し、
このグラファイト状物質が積層セラミック部品の各種の
不良を引き起こす。まず、グラファイト状物質がセラミ
ックスや内部電極材料等と膨張係数が異なるため、前述
のデラミネーションやクラックなどの構造欠陥を誘発し
やすい。また、グラファイト状物質はパイ電子を有する
ため伝導率が高いので、グラファイト状物質は内部電極
間にリーク電流が発生する原因となる。このように、脱
脂工程において、可塑剤を除去しないと、製品の歩留が
低下し、積層セラミック部品の性能も低下する。このこ
とから、長時間の脱脂工程を行なわざるを得なかった。
As described above, in the degreasing step, extremely high-precision temperature control and process control are required, and the time required for the degreasing step is further increased with the increase in the capacity and size of the capacitor. However, in the conventional thermal decomposition removal method in air, it was very difficult to shorten the process time by increasing the speed of the degreasing process. On the other hand, if the firing step is performed without sufficiently removing organic substances such as a binder, many problems occur. In particular, if the plasticizer remains without being sufficiently removed in the degreasing step, the benzene ring in the plasticizer reacts in the firing step to form a graphite-like substance,
This graphite-like substance causes various defects of the laminated ceramic component. First, since the graphite-like substance has a different expansion coefficient from that of ceramics, internal electrode materials and the like, structural defects such as delamination and cracks are easily induced. In addition, since the graphite-like substance has high conductivity because it has pi electrons, the graphite-like substance causes a leak current between the internal electrodes. As described above, if the plasticizer is not removed in the degreasing step, the yield of the product decreases, and the performance of the multilayer ceramic component also decreases. For this reason, a long-time degreasing step had to be performed.

【0007】さらに、従来の空気中の加熱分解除去法で
は、脱バインダ工程で排出されるガス中に有機物が混在
している場合があるため、環境面でも課題があった。有
機物を完全に分解焼却するか、あるいは吸着などにより
有機物を除去するなどの必要があり、コスト面でも課題
があった。
[0007] Furthermore, in the conventional thermal decomposition removal method in air, there are cases where organic substances are mixed in the gas discharged in the binder removal step, and thus there is a problem in terms of environment. It is necessary to completely decompose and burn the organic matter or to remove the organic matter by adsorption or the like, and there has been a problem in terms of cost.

【0008】一方、超臨界流体を用いたセラミックスか
らの脱脂方法は以前より提案されてきた(ケミカル・エ
ンジニアリング、1986年5月号、P46〜P49、斎
藤正三郎 超臨界流体の科学と技術 三共ビジネス
等)。一般に、超臨界流体は高い溶解能力を持つ。超臨
界流体を用いてバインダを除去すれば、セラミックス成
形体の脱脂を極めて短時間に行うことができる。ところ
が、この方法では、グリーン積層体から可塑剤,バイン
ダが除去されたときに、グリーン積層体の形状を維持す
る機能が悪化して、製品の形状精度が悪化するという不
具合があった。
On the other hand, a method for degreasing ceramics using a supercritical fluid has been proposed for some time (Chemical Engineering, May 1986, pp. 46-49, Shozaburo Saito) Science and Technology of Supercritical Fluids Sankyo Business
etc). Generally, supercritical fluids have a high dissolving capacity. If the binder is removed using a supercritical fluid, degreasing of the ceramic molded body can be performed in a very short time. However, in this method, when the plasticizer and the binder are removed from the green laminate, the function of maintaining the shape of the green laminate deteriorates, and the shape accuracy of the product deteriorates.

【0009】本発明の目的は、グリーンシートを構成す
るために用いられる各種有機物のうち可塑剤だけを迅速
に除去することができれば、脱脂工程全体の時間短縮が
可能な点に着目し、超臨界流体の特性を利用して、グリ
ーン積層体の形状を高精度に保ちつつ、製造能率の向上
を可能とする積層セラミック体の製造方法及びその製造
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to pay attention to the fact that if only a plasticizer can be rapidly removed from various organic substances used for forming a green sheet, the time required for the entire degreasing step can be shortened. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing a laminated ceramic body that can improve the production efficiency while maintaining the shape of a green laminated body with high accuracy by utilizing the characteristics of a fluid.

【0010】[0010]

【課題を解決する手段】本発明の第1の焼結体の製造方
法は、少なくとも導体材料の粉末を含む内部電極層と、
セラミック材料の粉末,バインダ及び可塑剤を含む誘電
体層とを積層してグリーン積層体を形成する工程(a)
と、上記グリーン積層体を超臨界状態もしくは亜臨界状
態の流動体と接触させて、上記グリーン積層体中の可塑
剤を抽出・除去する工程(b)と、上記工程(b)の後
に、上記グリーン積層体中のバインダを分解除去する工
程(c)と、上記工程(c)の後に、上記グリーン積層
体を焼結する工程(d)とを含んでいる。
According to a first method for producing a sintered body of the present invention, an internal electrode layer containing at least a powder of a conductive material;
Forming a green laminate by laminating a ceramic material powder, a binder and a dielectric layer containing a plasticizer (a)
(B) contacting the green laminate with a fluid in a supercritical state or a subcritical state to extract and remove a plasticizer in the green laminate, and after the step (b), The method includes a step (c) of decomposing and removing the binder in the green laminate, and a step (d) of sintering the green laminate after the step (c).

【0011】従来の脱脂工程で、グリーン積層体から可
塑剤とバインダとを加熱分解により除去する方法では、
急激に加熱するとグリーン積層体中に構造欠陥が発生
し、構造欠陥の発生を防止すべく徐々に加熱すると処理
時間が長くなる。それに対し、本発明の方法によると、
脱バインダ工程の前に、超臨界状態もしくは亜臨界状態
の流動体を用いてグリーン積層体から可塑剤を選択的に
抽出・除去することにより、続く脱バインダ工程におい
て高速で昇温してもグラファイト状物質の形成を抑制す
ることができる。よって、グリーン積層体ひいては焼結
体中の構造欠陥の発生による品質の劣化を抑制しつつ、
製造能率を高めることができる。
In the conventional degreasing process, the plasticizer and the binder are removed from the green laminate by thermal decomposition.
Sudden heating causes structural defects in the green laminate, and gradual heating to prevent the occurrence of structural defects increases the processing time. In contrast, according to the method of the present invention,
Prior to the binder removal process, the plasticizer is selectively extracted and removed from the green laminate using a supercritical or subcritical fluid, so that graphite can be obtained even if the temperature is increased at a high speed in the subsequent binder removal process. Formation of the substance can be suppressed. Therefore, while suppressing the deterioration of quality due to the occurrence of structural defects in the green laminate and thus the sintered body,
Manufacturing efficiency can be increased.

【0012】上記工程(a)では、上記バインダとし
て、ブチラール樹脂、アクリル系樹脂、ポリプロピレン
及びポリエチレンのうちから選ばれる少なくとも1種類
の樹脂を用いることができる。
In the step (a), at least one resin selected from butyral resins, acrylic resins, polypropylene and polyethylene can be used as the binder.

【0013】上記工程(a)では、上記可塑剤として、
エステル,ステアリン酸,ステアリルアルコール,パラ
フィンのうちから選ばれる少なくとも1種類の物質を用
いることができる。特に、フタル酸エステルを用いるこ
とが好ましい。
In the step (a), as the plasticizer,
At least one substance selected from esters, stearic acid, stearyl alcohol, and paraffin can be used. In particular, it is preferable to use a phthalic acid ester.

【0014】上記工程(a)では、上記可塑剤として、
上記工程(b)の処理時に固体状態となるようなパラフ
ィンを用いることが好ましい。
In the step (a), as the plasticizer,
It is preferable to use paraffin which becomes a solid state during the treatment in the step (b).

【0015】上記工程(b)では、上記超臨界状態もし
くは亜臨界状態の流動体として、二酸化炭素,炭化水素
及びポリハロゲン化炭化水素のうちから選ばれる少なく
とも1つの物質を用いることが好ましい。
In the step (b), it is preferable to use at least one substance selected from carbon dioxide, hydrocarbon and polyhalogenated hydrocarbon as the fluid in the supercritical or subcritical state.

【0016】上記工程(b)では、上記超臨界状態もし
くは亜臨界状態の流動体として二酸化炭素を用い、二酸
化炭素の温度を、室温以上で50℃以下の範囲、または
140℃以上で工程(c)の温度以下の範囲に保持して
行なうことが好ましい。
In the step (b), carbon dioxide is used as the fluid in the supercritical state or the subcritical state, and the temperature of the carbon dioxide is set in the range of room temperature to 50 ° C. or 140 ° C. or higher. It is preferable to carry out the reaction while maintaining the temperature in the range of (1) or lower.

【0017】上記工程(b)では、上記超臨界状態もし
くは亜臨界状態の流動体中に、エントレーナ(抽出助
剤)として、アルコール,ケトン及び炭化水素のうちか
ら選ばれる少なくとも1つの物質を混合して用いること
ができる。
In the step (b), at least one substance selected from alcohols, ketones and hydrocarbons is mixed as an entrainer (extraction aid) into the fluid in the supercritical or subcritical state. Can be used.

【0018】上記工程(b)では、上記グリーン積層体
から抽出・除去された上記可塑剤を含む上記流動体の圧
力を低下させて上記流動体を気体状態とし、上記流動体
と上記可塑剤とを分離させて、上記可塑剤を回収するこ
とにより、可塑剤の廃棄処理の手間やコストを省くこと
ができる。
In the step (b), the pressure of the fluid containing the plasticizer extracted and removed from the green laminate is reduced to bring the fluid into a gaseous state, and the fluid and the plasticizer are mixed with each other. By separating and recovering the plasticizer, it is possible to save labor and cost of disposal treatment of the plasticizer.

【0019】上記工程(a)では、上記導体材料の粉末
として、Pt,Pd及びNiのうちから選ばれる少なく
とも1つの金属を用いることができる。
In the step (a), at least one metal selected from Pt, Pd and Ni can be used as the powder of the conductor material.

【0020】上記工程(b)では、上記臨界状態又は亜
臨界状態の流動体の圧力を時間的に変動させることによ
り、可塑剤の抽出・除去効率をさらに高めることができ
る。
In the step (b), the pressure of the fluid in the critical state or the subcritical state is fluctuated with time, whereby the extraction and removal efficiency of the plasticizer can be further increased.

【0021】上記工程(b)では、上記流動体に超音波
振動を印加することによっても、可塑剤の抽出・除去効
率をさらに高めることができる。
In the step (b), the efficiency of extracting and removing the plasticizer can be further increased by applying ultrasonic vibration to the fluid.

【0022】上記工程(a)と工程(b)との間に、上
記グリーン積層体を真空中又は気体中において250℃
以下で加熱処理を加える工程をさらに含むことにより、
グリーン積層体、ひいては焼結体中の構造欠陥の発生を
より効果的に抑制することができる。
Between the steps (a) and (b), the green laminate is heated at 250 ° C. in a vacuum or in a gas.
By further including a step of adding a heat treatment below,
The occurrence of structural defects in the green laminate and the sintered body can be more effectively suppressed.

【0023】上記工程(b)では、加圧媒体を用いて上
記グリーン積層体を加圧した後、上記加圧媒体を上記超
臨界状態もしくは亜臨界状態の流動体に置換することに
より、グリーン積層体、ひいては焼結体中の構造欠陥の
発生をより効果的に抑制することができる。
In the step (b), the green laminate is pressurized by using a pressurized medium, and then the pressurized medium is replaced with the supercritical or subcritical fluid to obtain a green laminate. It is possible to more effectively suppress the occurrence of structural defects in the body, and eventually the sintered body.

【0024】上記加圧媒体として不活性ガスを用い,上
記超臨界状態もしくは亜臨界状態の流動体として二酸化
炭素,炭化水素及びポリハロゲン化炭化水素のうちから
選ばれる少なくとも1つの物質を用いることが好まし
い。
It is preferable that an inert gas is used as the pressurized medium and at least one substance selected from carbon dioxide, hydrocarbon and polyhalogenated hydrocarbon is used as the supercritical or subcritical fluid. preferable.

【0025】上記工程(b)では、上記流動体を1MP
a/min以上の速度で急速に加圧して超臨界状態もし
くは亜臨界状態にすることにより、グリーン積層体、ひ
いては焼結体中の構造欠陥の発生をより効果的に抑制す
ることができる。
In the step (b), the fluid is subjected to 1MP
By rapidly pressurizing at a rate of a / min or more to bring the supercritical state or the subcritical state, it is possible to more effectively suppress the occurrence of structural defects in the green laminate, and finally the sintered body.

【0026】上記工程(b)の後で、上記工程(d)の
前のいずれかの時点で、上記グリーン積層体内の可塑剤
濃度分布を、顕微レーザラマン分光法を用いて評価する
工程を含むことが好ましい。
At any point after the step (b) and before the step (d), the method includes a step of evaluating the plasticizer concentration distribution in the green laminate using microscopic laser Raman spectroscopy. Is preferred.

【0027】上記ラマンスペクトルの可塑剤起因吸収帯
ピーク強度をセラミック起因の吸収帯ピーク強度で規格
化して相対強度を求めることで相対的な濃度分布を得る
ことがより好ましい。
It is more preferable to obtain a relative concentration distribution by obtaining the relative intensity by normalizing the peak intensity of the absorption band caused by the plasticizer in the Raman spectrum with the peak intensity of the absorption band caused by the ceramic.

【0028】本発明の第2の焼結体の製造方法は、無機
物と有機物との混合物を成形して成形体を得る工程
(a)と、上記成形体を超臨界状態もしくは亜臨界状態
の流動体と接触させて、上記成形体中の上記有機物を抽
出・除去する工程(b)と、上記工程(b)の後に、上
記成形体を焼結して焼結体を得る工程(c)とを含み、
上記有機物として、上記工程(b)では液体状態である
一方、上記工程(c)では固体状態である材料を用いる
方法である。
According to the second method for producing a sintered body of the present invention, there are provided a step (a) of forming a mixture of an inorganic substance and an organic substance to obtain a molded body, and a step of flowing the molded body in a supercritical state or a subcritical state. (B) extracting the organic matter from the molded body by contacting the molded body, and (c) sintering the molded body to obtain a sintered body after the step (b). Including
In this method, a material that is in a liquid state in the step (b) and a solid state in the step (c) is used as the organic substance.

【0029】この方法により、工程(a)では上記有機
物が流動性を有しているので、成形が円滑に行なわれ
る。一方、工程(b)では、有機物が固体であるので有
機物の体積膨張が生じることがないので、工程(b)を
経た時点での成形体、ひいては焼結体中の構造欠陥の発
生を抑制することができる。
According to this method, in the step (a), since the organic substance has fluidity, the molding is performed smoothly. On the other hand, in the step (b), since the organic substance is a solid, the volume expansion of the organic substance does not occur, so that the occurrence of structural defects in the molded body and the sintered body after the step (b) is suppressed. be able to.

【0030】本発明の第3の焼結体の製造方法は、無機
物と有機物との混合物を成形して、成形体を得る工程
(a)と、上記工程(a)の後に、上記成形体を真空中
又は気体中において上記有機物を部分的に除去するため
の加熱処理を行なう工程(b)と、上記工程(b)の後
に、上記成形体を超臨界状態もしくは亜臨界状態の流動
体と接触させて、上記成形体中の上記有機物を抽出・除
去する工程(c)と、上記工程(c)の後に、上記成形
体を焼結して焼結体を得る工程(d)とを含んでいる。
According to a third method for producing a sintered body of the present invention, there are provided a step (a) of molding a mixture of an inorganic substance and an organic substance to obtain a molded body; (B) performing a heat treatment for partially removing the organic substance in a vacuum or in a gas, and after the step (b), contacting the compact with a fluid in a supercritical or subcritical state A step (c) of extracting and removing the organic matter in the molded body; and a step (d) of sintering the molded body to obtain a sintered body after the step (c). I have.

【0031】この方法により、工程(b)において、有
機物が部分的に除去されるので、成形体中に空隙が発生
し、その結果、工程(c)において有機物中の流動体が
膨張しても、空隙によって膨張が緩和されるので、成形
体ひいては焼結体中の構造欠陥の発生が抑制される。
According to this method, the organic matter is partially removed in the step (b), so that voids are generated in the molded body. As a result, even if the fluid in the organic matter expands in the step (c). Since the expansion is alleviated by the voids, the occurrence of structural defects in the compact and the sintered body is suppressed.

【0032】本発明の第4の焼結体の製造方法は、無機
物と有機物との混合物を成形して、成形体を得る工程
(a)と、上記工程(a)の後に、加圧媒体を用いて上
記成形体を加圧した後、上記加圧媒体を上記超臨界状態
もしくは亜臨界状態の流動体に置換して、上記成形体を
超臨界状態もしくは亜臨界状態の流動体と接触させて、
上記成形体中の上記有機物を抽出・除去する工程(b)
と、上記工程(b)の後に、上記成形体を焼結して焼結
体を得る工程(c)とを含んでいる。
According to a fourth method for producing a sintered body of the present invention, a step (a) of molding a mixture of an inorganic substance and an organic substance to obtain a molded article; After pressurizing the compact using, the pressurized medium is replaced with the fluid in the supercritical state or subcritical state, and the compact is brought into contact with the fluid in the supercritical state or subcritical state. ,
Step (b) of extracting and removing the organic substance in the molded body
And, after the step (b), a step (c) of sintering the molded body to obtain a sintered body.

【0033】工程(b)において、成形体が既に加圧さ
れているので、成形体の有機物中における流動体の体積
膨張が生じないので、成形体ひいては焼結体中の構造欠
陥の発生が抑制される。
In step (b), since the compact has already been pressurized, the volume expansion of the fluid in the organic matter of the compact does not occur, so that the occurrence of structural defects in the compact and thus the sintered compact is suppressed. Is done.

【0034】上記加圧媒体として不活性ガスを用い、上
記超臨界状態もしくは亜臨界状態の流動体として二酸化
炭素,炭化水素及びポリハロゲン化炭化水素のうちから
選ばれる少なくとも1つの物質を用いることが好まし
い。
It is preferable that an inert gas is used as the pressurized medium and at least one substance selected from carbon dioxide, hydrocarbon and polyhalogenated hydrocarbon is used as the supercritical or subcritical fluid. preferable.

【0035】本発明の第5の焼結体の製造方法は、無機
物と有機物との混合物を成形して、成形体を得る工程
(a)と、上記成形体を超臨界状態もしくは亜臨界状態
の流動体と接触させて、上記成形体中の上記有機物を抽
出・除去する工程(b)と、上記工程(b)の後に、上
記成形体を焼結して焼結体を得る工程(c)とを含み、
上記工程(b)では、上記流動体を1MPa/min以
上の速度で急速に加圧して超臨界状態又は亜臨界状態に
する方法である。
The fifth method for producing a sintered body according to the present invention comprises a step (a) of forming a mixture of an inorganic substance and an organic substance to obtain a molded body, and a step of forming the molded body in a supercritical state or a subcritical state. A step (b) of extracting and removing the organic matter in the molded body by contacting with a fluid, and a step (c) of sintering the molded body to obtain a sintered body after the step (b) And
In the step (b), the fluid is rapidly pressurized at a speed of 1 MPa / min or more to bring the fluid into a supercritical state or a subcritical state.

【0036】この方法により、流動体の有機物への溶解
が不十分である状態で高圧状態に保持されるために、有
機物の体積膨張が小さいので、成形体ひいては焼結体中
の構造欠陥の発生が抑制される。
According to this method, since the fluid is maintained at a high pressure in a state where the fluid is not sufficiently dissolved in the organic substance, the volume expansion of the organic substance is small, so that the occurrence of structural defects in the molded article and the sintered body is reduced. Is suppressed.

【0037】本発明の第6の焼結体の製造方法は、少な
くとも導体材料の粉末もしくはセラミック材料の粉末
と、有機物との混合物を成形して多孔質体を得る工程
(a)と、上記多孔質体を超臨界状態もしくは亜臨界状
態の流動体と接触させて、上記多孔質体中の有機物を抽
出・除去する工程(b)と、上記工程(b)の後に、上
記多孔質体を高温で焼結し、多孔質焼結体を得る工程
(c)とを含んでいる。
The sixth method for producing a sintered body according to the present invention comprises a step (a) of obtaining a porous body by molding a mixture of at least a powder of a conductor material or a powder of a ceramic material and an organic substance; (B) contacting the porous body with a fluid in a supercritical state or a subcritical state to extract and remove organic substances in the porous body; and after the step (b), the porous body is heated to a high temperature. And (c) obtaining a porous sintered body.

【0038】この方法によっても、成形体ひいては焼結
体中の構造欠陥の発生による品質の劣化を抑制しつつ、
製造能率を高めることができる。
According to this method, the deterioration of the quality due to the occurrence of structural defects in the formed body and thus the sintered body is suppressed,
Manufacturing efficiency can be increased.

【0039】上記工程(a)では、上記有機物として、
ショウノウ、ナフタレン及びパラフィンのうちから選ば
れる少なくとも1つの物質を用いることが好ましい。
In the step (a), as the organic substance,
It is preferable to use at least one substance selected from camphor, naphthalene, and paraffin.

【0040】本発明の積層体の製造装置は、流動体を超
臨界状態又は亜臨界状態に維持することが可能に構成さ
れた圧力容器と、上記流動体を供給するための供給装置
と、上記圧力容器の温度を制御するための温度制御装置
と、上記圧力容器の圧力を制御するための圧力制御装置
と、上記圧力容器から排出された流動体の圧力を低下さ
せるための減圧装置と、上記減圧装置内で、上記可塑剤
を液体もしくは固体として上記流動体から分離・回収す
るための可塑剤回収装置とを備えている。
The apparatus for producing a laminate according to the present invention includes a pressure vessel configured to maintain a fluid in a supercritical state or a subcritical state, a supply device for supplying the fluid, A temperature control device for controlling the temperature of the pressure vessel, a pressure control device for controlling the pressure of the pressure vessel, a pressure reducing device for reducing the pressure of the fluid discharged from the pressure vessel, A plasticizer recovery device for separating and recovering the plasticizer from the fluid as a liquid or a solid in the decompression device.

【0041】これにより、上述の積層体の製造方法を実
施しつつ、可塑剤の廃棄処理の手間やコストを省くこと
ができる。
This makes it possible to reduce the labor and cost of disposal of the plasticizer while implementing the above-described method for producing a laminate.

【0042】上記減圧装置において圧力が低下した上記
流動体を再度加圧して超臨界状態もしくは亜臨界状態に
するための加圧装置をさらに備えることにより、流動体
の大気への放出処理のためのの手間やコストを省くこと
ができる。
The pressure reducing device is further provided with a pressurizing device for pressurizing the fluid, whose pressure has been reduced, to a supercritical state or a subcritical state. Labor and cost can be saved.

【0043】上記超臨界状態もしくは亜臨界状態の流動
体の分光測定を行なうための分光装置をさらに備えるこ
とにより、可塑剤の抽出・除去の終了時点をin-situ 観
察によって正確に検出することができる。
By further providing a spectrometer for spectroscopically measuring the fluid in the supercritical state or the subcritical state, the end point of the extraction and removal of the plasticizer can be accurately detected by in-situ observation. it can.

【0044】本発明の可塑剤の濃度測定方法は、無機物
と、可塑剤及びバインダを含む有機物との混合物を成形
して得られた成形体中の上記可塑剤の濃度を測定する方
法であって、上記成形体内の可塑剤の濃度分布を、顕微
レーザラマン分光法を用いて評価する方法である。
The method for measuring the concentration of a plasticizer of the present invention is a method for measuring the concentration of the above-mentioned plasticizer in a molded product obtained by molding a mixture of an inorganic substance and an organic substance containing a plasticizer and a binder. And a method of evaluating the concentration distribution of the plasticizer in the molded body by using a microscopic laser Raman spectroscopy.

【0045】この方法により、レーザラマン光の特性を
利用して、バインダや無機物には含まれていないことが
多いベンゼン環やエステル基を高い感度で検出すること
ができる。
According to this method, a benzene ring or an ester group, which is often not contained in a binder or an inorganic substance, can be detected with high sensitivity by utilizing the characteristics of laser Raman light.

【0046】上記ラマンスペクトルの可塑剤起因吸収帯
ピーク強度を無機物起因の吸収帯ピーク強度で規格化し
て相対強度を求めることで相対的な濃度分布を得ること
ができる。
The relative intensity distribution can be obtained by obtaining the relative intensity by normalizing the peak intensity of the absorption band caused by the plasticizer in the Raman spectrum with the peak intensity of the absorption band caused by the inorganic substance.

【0047】本発明の評価方法は、超臨界状態もしくは
亜臨界状態の流動体によって溶解される物質の上記流動
体中における体積を評価するための評価方法であって、
流動体を超臨界状態もしくは亜臨界状態に維持すること
が可能に構成された圧力容器に、上記物質が管内に導入
された透明性の管部材を装着するステップ(a)と、上
記圧力容器に上記流動体を供給して、ある温度下で上記
圧力容器内の圧力を変化させながら、複数の圧力値にお
ける上記管部材中において上記物質が存在している領域
の長さを測定するステップ(b)と、上記ステップ
(b)における測定結果から上記物質の上記流動体中に
おける体積の圧力依存性を求めるステップ(c)とを含
んでいる。
The evaluation method of the present invention is an evaluation method for evaluating the volume of a substance dissolved in a fluid in a supercritical or subcritical state in the fluid,
(A) mounting a transparent tube member in which the substance is introduced into a tube to a pressure vessel configured to maintain a fluid in a supercritical state or a subcritical state; Supplying the fluid and measuring the length of the region where the substance is present in the pipe member at a plurality of pressure values while changing the pressure in the pressure vessel at a certain temperature (b) ) And a step (c) of obtaining the pressure dependency of the volume of the substance in the fluid from the measurement result in the step (b).

【0048】この方法により、被測定物である物質が成
形体や、ある部材中に含まれている際に、物質の体積膨
張によって成形体や部材中に構造欠陥が生じる条件を求
めることが可能になる。したがって、積層セラミック部
品やコンデンサなどの部品を製造する工程の条件を適正
に設定することが可能になる。
According to this method, when a substance to be measured is contained in a molded article or a certain member, it is possible to determine conditions under which a structural defect occurs in the molded article or the member due to volume expansion of the substance. become. Therefore, it is possible to appropriately set the conditions for the process of manufacturing components such as multilayer ceramic components and capacitors.

【0049】本発明の評価装置は、流動体を超臨界状態
もしくは亜臨界状態に維持することが可能に構成された
圧力容器と、上記流動体を供給するための供給装置と、
上記圧力容器の温度を制御するための温度制御装置と、
上記圧力容器の圧力を制御するための圧力制御装置と、
上記圧力容器の一部に設けられ、圧力容器の内部からの
光を透過させて外部に出光させることが可能な窓部材と
を備えている。
The evaluation device of the present invention comprises a pressure vessel configured to maintain a fluid in a supercritical state or a subcritical state, a supply device for supplying the fluid,
A temperature control device for controlling the temperature of the pressure vessel,
A pressure control device for controlling the pressure of the pressure vessel,
A window member provided in a part of the pressure vessel and capable of transmitting light from inside the pressure vessel and emitting light to the outside.

【0050】これにより、超臨界状態もしくは亜臨界状
態の流動体中における被処理物の振る舞いを正確に把握
することができるので、製造工程の条件を設定する際の
重要な指針を得ることができる。また、この評価装置を
製造のために用いる場合には、in-situ で内部の状態を
観察しながら、超臨界状態又は亜臨界状態の流動体を利
用したプロセスを行なうことが可能になる。
Thus, the behavior of the object in the fluid in the supercritical state or subcritical state can be accurately grasped, so that an important guideline for setting the conditions of the manufacturing process can be obtained. . When this evaluation device is used for manufacturing, it is possible to perform a process using a fluid in a supercritical state or a subcritical state while observing the internal state in-situ.

【0051】上記圧力容器内に配置され、管内に上記物
質を導入することが可能な透明性の管部材と、上記管部
材の管内における上記物質の存在領域を測定する手段と
をさらに備えていることにより、有機物の体積変化を測
定することが可能になる。
The apparatus further comprises a transparent tube member disposed in the pressure vessel and capable of introducing the substance into the tube, and a means for measuring a region where the substance exists in the tube of the tube member. This makes it possible to measure the volume change of the organic substance.

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)本実施形態に
おいては、超臨界流体(本発明の実施形態においては、
超臨界状態にある流動体を意味する)を利用したグリー
ン積層体の脱脂工程を含むセラミック積層体の製造方法
について、図10を参照しながら説明する。図10は、
本実施形態及び後述する第2の実施形態におけるセラミ
ック積層体(焼結体)の製造工程を示すフローチャート
図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) In this embodiment, a supercritical fluid (in the embodiment of the present invention,
A method of manufacturing a ceramic laminate including a degreasing step of a green laminate using a fluid in a supercritical state) will be described with reference to FIG. FIG.
It is a flowchart figure which shows the manufacturing process of the ceramic laminated body (sintered body) in this embodiment and 2nd Embodiment mentioned later.

【0053】まず、ステップST1で、誘電体材料粉末
と、バインダと、可塑剤,分散剤,溶剤等とを混合攪拌
し、適度な粘性を持った誘電体スラリを作成する。この
とき、セラミック誘電体材料としてはチタン酸バリウム
を、バインダとしてはポリビニルブチラール等のブチラ
ール樹脂やアクリル系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチ
レンが、可塑剤としてはジブチルフタレートやブチルベ
ンジルフタレート等のエステル、ステアリン酸、ステア
リルアルコール、パラフィン等を、分散剤としてはカル
ボン酸塩等のアニオン界面活性剤を、溶剤としては酢酸
ブチル等のエステル類やアルコール、エーテル、炭化水
素類を用いることができる。一方、ステップST2で、
ニッケル(Ni)やパラジウム(Pd)等の金属粉末と
有機物とを混合してペースト状にして内部電極ペースト
を作成する。
First, in step ST1, a dielectric material powder, a binder, a plasticizer, a dispersant, a solvent, and the like are mixed and stirred to form a dielectric slurry having an appropriate viscosity. At this time, barium titanate as a ceramic dielectric material, butyral resin such as polyvinyl butyral or an acrylic resin, polypropylene, polyethylene as a binder, esters such as dibutyl phthalate or butyl benzyl phthalate as a plasticizer, stearic acid, Stearyl alcohol, paraffin and the like, an anionic surfactant such as a carboxylate as a dispersant, and esters, alcohols, ethers and hydrocarbons such as butyl acetate as a solvent can be used. On the other hand, in step ST2,
An internal electrode paste is prepared by mixing a metal powder such as nickel (Ni) or palladium (Pd) with an organic substance to form a paste.

【0054】次に、ステップST3で、印刷積層機等を
用いて、誘電体スラリを直接スクリーン印刷して誘電体
膜を形成する。続いて、スクリーンを変えて、同様に内
部電極ペーストを直接スクリーン印刷して内部電極パタ
ーンを形成する。このように、誘電体膜と内部電極パタ
ーンとのスクリーン印刷を所望の回数だけ繰り返し交互
に行うことにより、内部電極と誘電体膜とを交互に積層
してなるグリーンシート(グリーン積層体)を形成し、
予備プレスする。
Next, in step ST3, a dielectric slurry is formed by directly screen-printing the dielectric slurry using a printing laminating machine or the like. Subsequently, the screen is changed, and the internal electrode paste is directly screen-printed similarly to form an internal electrode pattern. As described above, the screen printing of the dielectric film and the internal electrode pattern is repeated alternately a desired number of times to form a green sheet (green laminate) in which the internal electrodes and the dielectric film are alternately laminated. And
Pre-press.

【0055】予備プレス工程の完了後、ステップST4
で、印刷された個々のチップサイズに応じてグリーンシ
ートを切断し、個別のグリーン積層体100とする。
After the completion of the pre-pressing step, step ST4
Then, the green sheet is cut in accordance with the size of each printed chip to obtain an individual green laminate 100.

【0056】図1(a),(b)は、それぞれ順に、上
記工程によって形成されたグリーン積層体100の縦断
面図及び斜視図である。図1(a)に示すように、グリ
ーン積層体100は、誘電体膜101と、基端部が第1
側面A(一方の側面)で露出して先端部が、第1側面A
に対向する第2側面B(他方の側面)の近くまで延びて
いる第1内部電極102と、基端部が第2側面Bで露出
して先端部が第1側面Aの近くまで延びている第2内部
電極103とが積層されたものである。ただし、本実施
形態においては、第1内部電極102と第2内部電極1
03とは、互いにおなじ材料で構成されおなじ厚みや平
面上の大きさを有している。そして、第1内部電極10
2の先端部から側面Aまでの間の領域、及び第2内部電
極103の先端部から側面Bまでの間の領域は、誘電体
膜101によって埋められている。いわば、誘電体膜1
01がマトリクスとして存在していて、そのマトリクス
中に内部電極102,103がそれぞれ側面A,Bから
交互に突出して上面E及び下面Fにほぼ平行に延びた構
造となっている。そして、上面E及び下面Fは、誘電体
層101の表面によって構成されている。また、グリー
ン積層体100の側面A,Bに直交する2つの側面C,
Dには、内部電極102,103の端面が露出してい
る。
FIGS. 1A and 1B are a vertical sectional view and a perspective view, respectively, of a green laminate 100 formed by the above-described steps. As shown in FIG. 1A, the green laminate 100 has a dielectric film 101 and a base end formed of a first layer.
The tip is exposed on the side A (one side) and the first side A
The first internal electrode 102 extends near the second side surface B (the other side surface) opposing the first internal electrode 102, and the base end portion is exposed on the second side surface B and the distal end portion extends near the first side surface A. The second internal electrodes 103 are stacked. However, in the present embodiment, the first internal electrode 102 and the second internal electrode 1
03 is made of the same material and has the same thickness and size on a plane. Then, the first internal electrode 10
The region between the front end of the second internal electrode 103 and the side surface B and the region between the front end of the second internal electrode 103 and the side surface B are filled with the dielectric film 101. So to speak, dielectric film 1
Numeral 01 exists as a matrix, in which the internal electrodes 102 and 103 alternately protrude from the side surfaces A and B, respectively, and extend substantially parallel to the upper surface E and the lower surface F. The upper surface E and the lower surface F are constituted by the surface of the dielectric layer 101. Also, two side surfaces C, orthogonal to the side surfaces A, B of the green laminate 100,
In D, the end faces of the internal electrodes 102 and 103 are exposed.

【0057】次に、図10に示すステップST5で、グ
リーン積層体100を、超臨界流体が流れる圧力容器1
21中に設置して、脱可塑剤処理を施す。
Next, in step ST5 shown in FIG. 10, the green laminate 100 is placed in the pressure vessel 1 through which the supercritical fluid flows.
21 and subjected to a deplasticizing treatment.

【0058】図2は、グリーン積層体100を、超臨界
流体が流れる圧力容器121中に設置した状態を示す図
である。圧力容器121には、超臨界状態にするための
流体を導入する導入ポート123と、超臨界流体を排出
するための排出ポート125とが設けられている。ま
た、図2には示されていないが、圧力容器121の外部
には、後述する図9に示すガスボンベ,液体ポンプ,温
度調節装置,加圧装置,圧力制御装置などが配備されて
いる。なお、圧力容器121内に多量のグリーン積層体
100を設置する場合は、前述のさやなどを用いて、各
グリーン積層体100同士の間に空間を確保できるよう
配慮することが好ましい。これは、後述するように、グ
リーン積層体100の表面をできるだけ超臨界流体と接
触させることにより、効率よく可塑剤を抽出するためで
ある。
FIG. 2 is a view showing a state in which the green laminate 100 is installed in a pressure vessel 121 through which a supercritical fluid flows. The pressure vessel 121 is provided with an introduction port 123 for introducing a fluid for bringing into a supercritical state, and a discharge port 125 for discharging a supercritical fluid. Although not shown in FIG. 2, a gas cylinder, a liquid pump, a temperature control device, a pressurizing device, a pressure control device, and the like, which will be described later with reference to FIG. 9, are provided outside the pressure vessel 121. When a large number of green laminates 100 are installed in the pressure vessel 121, it is preferable to use the above-mentioned pods or the like so as to ensure a space between the green laminates 100. This is because the plasticizer is efficiently extracted by bringing the surface of the green laminate 100 into contact with the supercritical fluid as much as possible, as described later.

【0059】次に、圧力容器121の温度を40℃にし
た後、導入ポート123から徐々に気体状態の二酸化炭
素122を導入した後、圧力容器121内で二酸化炭素
を10MPaまで加圧する。この時、圧力は急激に変化
させるのではなく、一般に、10MPa/時間以下の圧
力変化率で加圧していく方が、グリーン積層体100中
における構造欠陥の発生を抑制する点で好ましい。ただ
し、グリーン積層体100の大きさや前述の予備プレス
条件により、圧力変化率の上限が大きく異なるため、グ
リーン積層体100の大きさや前述の予備プレス条件に
応じて、圧力変化率を最適化する必要がある。
Next, after the temperature of the pressure vessel 121 is set at 40 ° C., gaseous carbon dioxide 122 is gradually introduced from the introduction port 123, and then carbon dioxide is pressurized in the pressure vessel 121 to 10 MPa. At this time, it is generally preferable to increase the pressure at a pressure change rate of 10 MPa / hour or less, instead of suddenly changing the pressure, in order to suppress the occurrence of structural defects in the green laminate 100. However, since the upper limit of the pressure change rate greatly differs depending on the size of the green laminate 100 and the above-described pre-pressing conditions, it is necessary to optimize the pressure change rate according to the size of the green laminate 100 and the above-described pre-pressing conditions. There is.

【0060】図4は、二酸化炭素の状態図である。同図
において、横軸は温度を表し縦軸は圧力を表している。
温度が臨界温度Tcで圧力が臨界圧力Pcの点(Tc,
Pc)が臨界点である。温度が臨界温度Tc以上で圧力
が臨界圧力Pc以上の範囲が超臨界領域Rcpである。温
度が臨界温度Tc以上で圧力が臨界圧力Pcよりもやや
低い範囲及び圧力が臨界圧力Pc以上で温度が臨界温度
Tcよりもやや低い範囲が亜臨界領域Rpcp である。こ
の超臨界領域Rcpにおいては、二酸化炭素が気体,液
体,固体とは異なる相である超臨界状態(超臨界流動
体)となっており、気体,液体,固体などとは異なる性
質を示すことが知られている。
FIG. 4 is a phase diagram of carbon dioxide. In the figure, the horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents pressure.
The point where the temperature is the critical temperature Tc and the pressure is the critical pressure Pc (Tc,
Pc) is the critical point. A range in which the temperature is equal to or higher than the critical temperature Tc and the pressure is equal to or higher than the critical pressure Pc is a supercritical region Rcp. The subcritical region Rpcp is a range where the temperature is equal to or higher than the critical temperature Tc and the pressure is slightly lower than the critical pressure Pc, and a range where the pressure is equal to or higher than the critical pressure Pc and the temperature is slightly lower than the critical temperature Tc. In this supercritical region Rcp, carbon dioxide is in a supercritical state (supercritical fluid), which is a different phase from gas, liquid, and solid, and may exhibit different properties from gas, liquid, and solid. Are known.

【0061】二酸化炭素の臨界温度Tcは31.0℃で
あり、二酸化炭素の臨界圧力Pcは7.4MPaであ
る。よって、圧力容器121内における二酸化炭素12
4の温度を40℃に、圧力を10MPaにすることによ
り、圧力容器121内の二酸化炭素124は、ほぼ完全
に超臨界状態となっている。
The critical temperature Tc of carbon dioxide is 31.0 ° C., and the critical pressure Pc of carbon dioxide is 7.4 MPa. Therefore, the carbon dioxide 12 in the pressure vessel 121
By setting the temperature of 4 to 40 ° C. and the pressure to 10 MPa, the carbon dioxide 124 in the pressure vessel 121 is almost completely in a supercritical state.

【0062】次に、圧力容器121内の圧力が10MP
aに達した後も導入ポート123から超臨界状態の二酸
化炭素122を導入し、圧力容器121内の圧力が安定
して10MPaになった後、約100分間その状態を保
つことにより、超臨界状態の二酸化炭素124によって
グリーン積層体100から可塑剤を抽出・除去する処
理,つまり脱可塑剤処理を行なう。このとき、グリーン
積層体100中の誘電体膜101と各内部電極102,
103とは互いに熱膨張係数が異なるため、40℃にお
いては、誘電体膜101と内部電極102,103との
界面に非常に微細な空隙が形成される。そして、この空
隙を通って超臨界状態の二酸化炭素124がグリーン積
層体100内部に浸透し、グリーン積層体100の表面
部を除く内部の可塑剤,特に誘電体膜101中の可塑剤
は、主として上記誘電体膜−内部電極間の空隙を通って
外部へ抽出・除去される。
Next, when the pressure in the pressure vessel 121 is 10MPa
After reaching a, the supercritical carbon dioxide 122 is introduced from the introduction port 123, and after the pressure in the pressure vessel 121 stably reaches 10 MPa, the state is maintained for about 100 minutes, whereby the supercritical state is obtained. Is performed to extract and remove the plasticizer from the green laminate 100 with the carbon dioxide 124, that is, to remove the plasticizer. At this time, the dielectric film 101 in the green laminate 100 and each internal electrode 102,
103 have very different thermal expansion coefficients, and at 40 ° C., very fine voids are formed at the interface between the dielectric film 101 and the internal electrodes 102 and 103. Then, carbon dioxide 124 in a supercritical state permeates into the inside of the green laminate 100 through the gap, and the plasticizer inside the green laminate 100 excluding the surface portion, particularly the plasticizer in the dielectric film 101, is mainly It is extracted and removed to the outside through the gap between the dielectric film and the internal electrode.

【0063】このように、超臨界流体のグリーン積層体
100内部への浸透や、超臨界流体及び可塑剤のグリー
ン積層体100の内部からの流出は、主として、上記誘
電体膜−内部電極間の空隙を通して行われるため、グリ
ーン積層体100内部には応力が発生しにくく、誘電体
膜101中に構造欠陥を発生させることなく可塑剤を高
速で気化・分解・除去することができる。
As described above, the permeation of the supercritical fluid into the green laminate 100 and the outflow of the supercritical fluid and the plasticizer from the inside of the green laminate 100 are mainly caused by the gap between the dielectric film and the internal electrode. Since the process is performed through the gap, stress is hardly generated inside the green laminate 100, and the plasticizer can be vaporized, decomposed, and removed at high speed without generating a structural defect in the dielectric film 101.

【0064】その後、抽出された可塑剤を含む超臨界状
態の二酸化炭素124は、排出ポート125より圧力容
器121の外側に排出される。グリーン積層体100か
らの可塑剤の抽出・除去処理(脱可塑剤工程)が完了し
た後は、まず、最初に圧力容器121内の圧力を低下さ
せる。この時にも、圧力は急激に変化させるのではな
く、一般に、10MPa/時間以下の圧力変化率で減圧
していく方が、グリーン積層体100中における構造欠
陥の発生を抑制する点で好ましい。
Thereafter, the supercritical carbon dioxide 124 containing the extracted plasticizer is discharged from the discharge port 125 to the outside of the pressure vessel 121. After the process of extracting and removing the plasticizer from the green laminate 100 (the deplasticizing step), first, the pressure in the pressure vessel 121 is reduced. Also at this time, it is generally preferable to reduce the pressure at a pressure change rate of 10 MPa / hour or less, instead of suddenly changing the pressure, in order to suppress the occurrence of structural defects in the green laminate 100.

【0065】次に、圧力容器121内の圧力が常圧に戻
った後、温度を低下させ、室温に戻した後、グリーン積
層体100を圧力容器121から取り出す。
Next, after the pressure in the pressure vessel 121 returns to normal pressure, the temperature is lowered, and after returning to room temperature, the green laminate 100 is taken out of the pressure vessel 121.

【0066】この後、図10に示すステップST6,S
T7で、グリーン積層体100の脱バインダ工程及び焼
成工程を行う。このとき、すでに可塑剤が除去されてい
るので、続く脱バインダ工程及び焼成工程において高速
で昇温しても、グリーン積層体100中におけるグラフ
ァイト状物質の形成を抑制することができる。つまり、
従来のように、150〜300℃の温度域で20時間か
ら数日をかけてゆっくりと昇温,降温を行なう必要はな
い。
Thereafter, steps ST6, S6 shown in FIG.
At T7, the binder removing process and the firing process of the green laminate 100 are performed. At this time, since the plasticizer has already been removed, the formation of the graphite-like substance in the green laminate 100 can be suppressed even when the temperature is increased at a high speed in the subsequent binder removal step and firing step. That is,
Unlike the conventional case, it is not necessary to slowly raise and lower the temperature in the temperature range of 150 to 300 ° C. over 20 hours to several days.

【0067】そして、図3に示すように、焼成工程が完
了すると、グリーン積層体100中の誘電体膜101,
各内部電極102,103が固相反応などによって強固
な構造となり、コンデンサの主要部である構造体130
(焼結体)が形成される。その後、構造体130の必要
箇所の表面を研磨した後、Ag膜の塗布,焼き付けによ
り、第1側面A上には第1下地電極131を、第2側面
B上には第2下地電極132をそれぞれ形成する。次
に、電解メッキなどによるはんだ(SnPb)の付着に
より、第1下地電極131の上には第1外部電極133
を、第2下地電極132の上には第2外部電極134を
それぞれ形成する。つまり、複数の第1内部電極102
は第1外部電極133に接続され、複数の第2内部電極
103が第2外部電極134に接続される。これによ
り、セラミック積層体が得られる。
Then, as shown in FIG. 3, when the firing step is completed, the dielectric films 101,
Each of the internal electrodes 102 and 103 has a strong structure due to a solid phase reaction or the like, and a structure 130 which is a main part of the capacitor is formed.
(Sintered body) is formed. Then, after polishing the surface of the required portion of the structure 130, the first base electrode 131 is formed on the first side A and the second base electrode 132 is formed on the second side B by applying and baking an Ag film. Form each. Next, the first external electrode 133 is formed on the first base electrode 131 by attaching solder (SnPb) by electrolytic plating or the like.
And a second external electrode 134 is formed on the second base electrode 132. That is, the plurality of first internal electrodes 102
Is connected to the first external electrode 133, and the plurality of second internal electrodes 103 are connected to the second external electrode 134. Thereby, a ceramic laminate is obtained.

【0068】本実施形態によると、脱バインダ工程の前
に、超臨界流体を用いてグリーン積層体100から可塑
剤を選択的に抽出・除去することにより、続く脱バイン
ダ工程及び焼成工程において高速で昇温してもグラファ
イト状物質の形成を抑制することができる。よって、製
造歩留の低下や製品性能の低下を引き起こすことなく、
製造能率を高めることができる。また、他のバインダ成
分は、脱可塑剤工程の際に形成された空隙を通って外部
へ抽出除去されるため、内部応力が増大することはな
い。よって、脱脂工程の後の脱バインダ工程によって構
造欠陥が誘発されることもない。
According to the present embodiment, the plasticizer is selectively extracted and removed from the green laminate 100 using a supercritical fluid before the binder removal step, so that the plasticizer is rapidly removed in the subsequent binder removal step and firing step. Even if the temperature is raised, the formation of a graphite-like substance can be suppressed. Therefore, without causing a reduction in manufacturing yield or product performance,
Manufacturing efficiency can be increased. Further, other binder components are extracted and removed to the outside through the voids formed during the deplasticizing step, so that the internal stress does not increase. Therefore, no structural defect is induced by the binder removal process after the degreasing process.

【0069】次に、脱可塑剤のための最適条件について
説明する。図5は、圧力容器内の圧力が10MPaの時
の可塑剤の抽出・除去速度の温度依存性を示す図であ
る。同図に示すように、40℃以下ではかなり可塑剤の
抽出速度が大きく、本実施形態で述べたように、高い能
率での可塑剤の抽出・除去処理が可能である。一方、4
0℃以上になると、逆に温度の上昇につれて可塑剤の抽
出速度が低下していく。特に、二酸化炭素の温度が50
℃〜140℃の範囲においては、可塑剤の抽出・除去速
度が低く、80℃〜100℃で最低となっている。とこ
ろが、二酸化炭素の温度が100℃を越える温度におい
ては、可塑剤の抽出・除去速度が再び上昇する。そし
て、二酸化炭素の温度が150℃程度に達すると、高速
で可塑剤の抽出・除去処理が可能となる。
Next, the optimum conditions for the deplasticizing agent will be described. FIG. 5 is a diagram showing the temperature dependence of the plasticizer extraction / removal speed when the pressure in the pressure vessel is 10 MPa. As shown in the figure, the extraction rate of the plasticizer is considerably high at 40 ° C. or lower, and the extraction and removal processing of the plasticizer with high efficiency is possible as described in the present embodiment. Meanwhile, 4
At 0 ° C. or higher, the rate of extraction of the plasticizer decreases as the temperature increases. In particular, if the temperature of carbon dioxide is 50
In the range of from 140 ° C to 140 ° C, the extraction / removal rate of the plasticizer is low, and is the lowest at 80 ° C to 100 ° C. However, when the temperature of the carbon dioxide exceeds 100 ° C., the extraction / removal rate of the plasticizer increases again. When the temperature of carbon dioxide reaches about 150 ° C., the plasticizer can be extracted and removed at high speed.

【0070】本発明によると、セラミック粉末,バイン
ダ,可塑剤などを含む誘電体層と、金属電極とを積層し
た構造を有するグリーン積層体からほぼ可塑剤のみを効
率よく抽出・除去する際には、経験的事実として、図5
に示すような除去効率の悪い領域があることがわかっ
た。そこで、可塑剤の抽出・除去処理は、室温〜50℃
の範囲か、140℃〜脱バインダ温度の範囲で行なうこ
とが好ましい。また、可塑剤のより高い抽出・除去効率
を実現するためには、室温〜40℃の範囲か、150℃
〜脱バインダ温度の条件で脱可塑剤処理を行なうことが
好ましい。また、温度上昇のための加熱時間を節約する
ためには、室温〜40℃の範囲がもっとも好ましいとい
える。
According to the present invention, it is necessary to efficiently extract and remove almost only a plasticizer from a green laminate having a structure in which a dielectric layer containing a ceramic powder, a binder, a plasticizer and the like and a metal electrode are laminated. As an empirical fact, FIG.
It was found that there was a region with poor removal efficiency as shown in FIG. Therefore, the extraction and removal of the plasticizer is performed at room temperature to 50 ° C.
Or in the range of 140 ° C. to the binder removal temperature. Further, in order to realize a higher extraction / removal efficiency of the plasticizer, a range of room temperature to 40 ° C or 150 ° C
It is preferable to perform the deplasticizing treatment under the conditions of the binder temperature. In addition, in order to save the heating time for raising the temperature, the range from room temperature to 40 ° C. is most preferable.

【0071】また、本実施形態においては、可塑剤の抽
出除去工程において、超臨界状態の二酸化炭素のみを用
いたが、場合によっては、超臨界状態の二酸化炭素にエ
ントレーナ(抽出助剤)として適量の別の物質を混入す
るとさらに高速、高効率で可塑剤を抽出除去することが
できる。エントレーナとしては、メタノール、エタノー
ルなどのアルコール類や、アセトンなどのケトン類、メ
タン、エタン等の炭化水素類等が用いられる。
In this embodiment, only carbon dioxide in the supercritical state is used in the step of extracting and removing the plasticizer. However, in some cases, an appropriate amount of carbon dioxide in the supercritical state is used as an entrainer (extraction aid). If another substance is mixed, the plasticizer can be extracted and removed at higher speed and with higher efficiency. As the entrainer, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone, and hydrocarbons such as methane and ethane are used.

【0072】図6は、温度が40℃における超臨界状態
の二酸化炭素による可塑剤の抽出・処理速度の圧力依存
性を示す図である。図7は、温度が150℃における超
臨界状態の二酸化炭素による可塑剤の抽出・処理速度の
圧力依存性を示す図である。図6,図7において、横軸
は圧力容器内の二酸化炭素の圧力を表し、縦軸はグリー
ン積層体の重量の減少によって可塑剤の抽出・除去量を
表している。図6,図7に示すように、可塑剤の抽出・
除去速度は、二酸化炭素の圧力の上昇につれて上昇する
が、圧力12MPaに達するとその上昇量が小さくなっ
ている。つまり、圧力が大きいほど圧力容器の構造が強
固であることが必要であることを考慮すると、二酸化炭
素の圧力は9MPa〜12MPaの範囲であることが好
ましいといえる。
FIG. 6 is a graph showing the pressure dependence of the rate of extraction and treatment of the plasticizer with supercritical carbon dioxide at a temperature of 40 ° C. FIG. 7 is a diagram showing the pressure dependence of the extraction and treatment speed of a plasticizer with carbon dioxide in a supercritical state at a temperature of 150 ° C. 6 and 7, the horizontal axis represents the pressure of carbon dioxide in the pressure vessel, and the vertical axis represents the amount of extraction and removal of the plasticizer due to the decrease in the weight of the green laminate. As shown in FIG. 6 and FIG.
The removal rate increases as the pressure of carbon dioxide increases, but when the pressure reaches 12 MPa, the amount of increase decreases. That is, considering that the higher the pressure, the stronger the structure of the pressure vessel needs to be, it can be said that the pressure of carbon dioxide is preferably in the range of 9 MPa to 12 MPa.

【0073】また、図8(a),(b)は、超臨界状態
の二酸化炭素の温度が50℃における抽出物の吸収スペ
クトル,DBP(ジブチルフタレート)の標準吸収スペ
クトルをそれぞれ示す図である。図8(a)と図8
(b)とを比較すると、この条件においては、可塑剤以
外の物質はほとんど抽出・除去されていないことがわか
る。つまり、本実施形態の脱可塑剤処理により、グリー
ン積層体中にバインダを残しつつ、可塑剤をグリーン積
層体から効率よく取り出すことができる。
FIGS. 8 (a) and 8 (b) are diagrams showing the absorption spectrum of the extract and the standard absorption spectrum of DBP (dibutyl phthalate) when the temperature of carbon dioxide in the supercritical state is 50 ° C., respectively. 8 (a) and 8
Comparison with (b) shows that under these conditions, substances other than the plasticizer were hardly extracted and removed. That is, the plasticizer can be efficiently extracted from the green laminate while leaving the binder in the green laminate by the deplasticizing treatment of the present embodiment.

【0074】ところで、本実施形態においては、図2に
示す排出ポート125から圧力容器121の外側に排出
された超臨界状態の二酸化炭素124は、圧力が低下し
て気体状態となる。この時、比較的低温状態なので、二
酸化炭素の可塑剤に対する溶解度が低下することから、
気体状態の二酸化炭素と液体状態の可塑剤とを容易に分
離させることができる。すなわち、比較的高い純度の可
塑剤が液体状態で回収されるので、これを再使用するこ
ともできる。一方、気体状態に戻った二酸化炭素は、加
圧装置等を用いて加圧することにより、グリーン積層体
100の形成のために再使用することが可能となり、二
酸化炭素の大気中への放出量を極めて小さく抑えること
ができる。
In this embodiment, the supercritical carbon dioxide 124 discharged to the outside of the pressure vessel 121 from the discharge port 125 shown in FIG. At this time, since the temperature is relatively low, the solubility of carbon dioxide in the plasticizer decreases,
The carbon dioxide in a gaseous state and the plasticizer in a liquid state can be easily separated. That is, since a relatively high-purity plasticizer is recovered in a liquid state, it can be reused. On the other hand, the carbon dioxide returned to the gaseous state can be reused for forming the green laminate 100 by pressurizing using a pressurizing device or the like, and the amount of carbon dioxide released into the atmosphere can be reduced. It can be extremely small.

【0075】前述の通り、従来の空気中の加熱分解によ
る脱脂工程においては、可塑剤とバインダとを同時に除
去する脱脂工程において、排出される高温の気体中に有
機物が混在している場合があるため、有機物を完全に分
解焼却するか、あるいは有機物を他の物質中に吸着させ
るなど、気体中の有機物を除去する必要があり、製造コ
ストがかさんでいた。また、ベンゼン環を含む化学物質
が装置や配管に付着し、メンテナンスのためのコストも
かさんでいた。
As described above, in the conventional degreasing step by thermal decomposition in air, in the degreasing step of simultaneously removing the plasticizer and the binder, an organic substance may be mixed in the discharged high-temperature gas. Therefore, it is necessary to completely decompose and burn the organic matter or to remove the organic matter in the gas by adsorbing the organic matter in another substance, which increases the production cost. In addition, chemicals containing benzene rings adhered to equipment and piping, which increased maintenance costs.

【0076】それに対し、本実施形態を用いると、超臨
界状態の二酸化炭素が圧力の低下と共に気体状態に変化
する際の可塑剤に対する溶解度の著しい低下を利用し
て、気体状態の二酸化炭素と可塑剤とを容易に分離する
ことができるので、可塑剤を回収、再利用が可能とな
り、環境問題の発生を回避することができると共にコス
トの低減を図ることができる。
On the other hand, when the present embodiment is used, the carbon dioxide in the supercritical state changes to the gaseous state with a decrease in pressure, and the remarkable decrease in the solubility in the plasticizer is used to make use of the carbon dioxide in the gaseous state. Since the agent can be easily separated from the agent, the plasticizer can be recovered and reused, and it is possible to avoid environmental problems and reduce costs.

【0077】本実施形態においては、グリーン積層体1
00の内部電極102,103を構成する材料として、
NiやPd等を用いたが、この内部電極に用いる金属材
料と可塑剤を構成する材料との組合せによっては、金属
材料の表面が触媒となって可塑剤の抽出・除去が促進さ
れる場合がある。この現象は、特に触媒活性が高くなる
高温領域で顕著であり、150℃以上においては、非常
に高速で可塑剤の抽出・除去が行われる場合がある。金
属材料として特に顕著な触媒効果が期待できるのは、P
t,Pd,Ni等である。
In this embodiment, the green laminate 1
As materials constituting the internal electrodes 102 and 103 of No. 00,
Although Ni and Pd were used, depending on the combination of the metal material used for the internal electrode and the material constituting the plasticizer, the surface of the metal material may act as a catalyst to promote the extraction and removal of the plasticizer. is there. This phenomenon is particularly remarkable in a high-temperature region where the catalytic activity is high. At 150 ° C. or higher, the extraction and removal of the plasticizer may be performed at a very high speed. A particularly remarkable catalytic effect can be expected as a metal material.
t, Pd, Ni and the like.

【0078】本実施形態においては、二酸化炭素122
を一定流量で流し、かつ圧力容器121内の圧力を一定
になるよう制御を行ったが、グリーン積層体100内か
ら効率よく可塑剤を抽出・除去するために、圧力容器1
21内の圧力を微妙に変化させて圧力容器121を振動
させる方がよい場合がある。圧力容器121内の圧力を
微妙に変化させるためには、二酸化炭素122の供給流
量を時間的に変化させる方法や、圧力容器121の圧力
を制御している圧力制御装置161(リリーフ弁など)
の圧力設定値を時間的に変動させる方法などがある。ま
た、局所的に圧力を変動させるために、圧力容器121
の一部に超音波を印可してもよい。
In this embodiment, carbon dioxide 122
Was flowed at a constant flow rate and the pressure in the pressure vessel 121 was controlled to be constant. However, in order to efficiently extract and remove the plasticizer from the green laminate 100, the pressure vessel 1
In some cases, it is better to vibrate the pressure vessel 121 by slightly changing the pressure inside the pressure vessel 21. In order to finely change the pressure in the pressure vessel 121, a method of temporally changing the supply flow rate of the carbon dioxide 122 or a pressure control device 161 (such as a relief valve) controlling the pressure of the pressure vessel 121 is used.
For example, a method of temporally varying the pressure set value. Further, in order to locally vary the pressure, the pressure vessel 121
The ultrasonic wave may be applied to a part of the.

【0079】なお、本実施形態においては、温度及び圧
力が各々臨界点における臨界温度Tc、臨界圧力Pc以
上である超臨界領域の二酸化炭素を用いたが、抽出・除
去される可塑剤の種類,分解温度などに応じて、二酸化
炭素の温度,圧力に制約がある場合は、温度あるいは圧
力のどちらか一方のみが臨界温度又は臨界圧力を超えた
亜臨界領域を用いても良い。この場合、抽出・除去効率
は低下する場合があるが、超臨界領域では分解してしま
うような可塑剤を分解することなく回収できるため、可
塑剤のリサイクルが可能となるメリットを有する。ま
た、可塑剤などの種類によっては、エタン等の炭化水素
類や、テトラフロロエチレンなどのポリハロゲン化炭化
水素類を主溶媒として超臨界状態もしくは亜臨界状態に
して用いても良い。
In this embodiment, carbon dioxide in the supercritical region where the temperature and the pressure are equal to or higher than the critical temperature Tc at the critical point and the critical pressure Pc, respectively, is used. If the temperature and pressure of carbon dioxide are restricted depending on the decomposition temperature or the like, a subcritical region in which only one of the temperature and the pressure exceeds the critical temperature or the critical pressure may be used. In this case, the extraction / removal efficiency may decrease, but since the plasticizer that decomposes in the supercritical region can be recovered without being decomposed, there is an advantage that the plasticizer can be recycled. Further, depending on the type of the plasticizer, a hydrocarbon such as ethane or a polyhalogenated hydrocarbon such as tetrafluoroethylene may be used as a main solvent in a supercritical state or a subcritical state.

【0080】(第2の実施形態)図9は、本発明の方法
を用いた第2の実施形態における積層体の製造装置の構
成を概略的に示す図である。この製造装置は、可塑剤の
抽出・除去を行うためのものであり、図2に示す圧力容
器121に加えて、二酸化炭素の供給源である液化二酸
化炭素ボンベ151と、液体状態の二酸化炭素122を
加圧するための液体ポンプ152と、圧力容器121内
に供給される二酸化炭素122の温度を調節するための
温度調整装置153と、圧力容器121の温度を直接制
御するヒータ,冷却器などを有する温度制御装置155
と、可塑剤の抽出・除去処理の完了時を検知するための
分光装置160と、リリーフ弁などを含み圧力容器12
1内の圧力を制御するための圧力制御装置161と、圧
力容器121内から超臨界状態の二酸化炭素124を排
出するための減圧装置162と、可塑剤回収装置163
と、減圧装置162から取り出される気体状態の二酸化
炭素を加圧するための加圧装置164とを備えている。
(Second Embodiment) FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of a manufacturing apparatus of a laminate according to a second embodiment using the method of the present invention. This manufacturing apparatus is for extracting and removing a plasticizer. In addition to a pressure vessel 121 shown in FIG. 2, a liquefied carbon dioxide cylinder 151 which is a supply source of carbon dioxide, and a carbon dioxide 122 in a liquid state are provided. A liquid pump 152 for pressurizing the pressure vessel, a temperature controller 153 for controlling the temperature of the carbon dioxide 122 supplied into the pressure vessel 121, and a heater, a cooler, and the like for directly controlling the temperature of the pressure vessel 121. Temperature controller 155
And a spectroscopic device 160 for detecting completion of the plasticizer extraction / removal process, and a pressure vessel 12 including a relief valve and the like.
1, a pressure reducing device 162 for discharging supercritical carbon dioxide 124 from the pressure vessel 121, and a plasticizer recovery device 163.
And a pressurizing device 164 for pressurizing gaseous carbon dioxide extracted from the decompressing device 162.

【0081】この製造装置内における脱可塑剤処理の手
順について説明する。まず、グリーン積層体100を圧
力容器121内に設置し、温度制御装置155により、
圧力容器205内の温度を40℃に保つ。次に、液体ポ
ンプ152により液体二酸化炭素を液化二酸化炭素ボン
ベ151から汲み上げて、温度調整装置153により液
体状態の二酸化炭素122の温度を40℃に上昇させた
後、二酸化炭素122を導入ポート123から圧力容器
121内に導入する。その後、圧力容器121内の温度
及び圧力は、温度制御装置155及び圧力制御装置16
1により、二酸化炭素が超臨界状態又は亜臨界状態にな
る条件(本実施形態の場合には、40℃、10MPa)
に制御される。その結果、圧力容器121内は、超臨界
状態の二酸化炭素124によって満たされる。
The procedure of the deplasticizer treatment in this manufacturing apparatus will be described. First, the green laminate 100 is placed in the pressure vessel 121, and the temperature controller 155
The temperature inside the pressure vessel 205 is maintained at 40 ° C. Next, liquid carbon dioxide is pumped up from the liquefied carbon dioxide cylinder 151 by the liquid pump 152, and the temperature of the liquid carbon dioxide 122 is raised to 40 ° C. by the temperature adjusting device 153. It is introduced into the pressure vessel 121. After that, the temperature and pressure in the pressure vessel 121 are adjusted by the temperature control device 155 and the pressure control device 16.
1. According to 1, conditions under which carbon dioxide becomes a supercritical state or a subcritical state (40 ° C., 10 MPa in the case of the present embodiment)
Is controlled. As a result, the inside of the pressure vessel 121 is filled with carbon dioxide 124 in a supercritical state.

【0082】そして、グリーン積層体100から抽出・
除去された可塑剤を含む超臨界状態の二酸化炭素124
は、排出ポート125を通って圧力制御装置161に送
られた後、圧力容器121内の圧力をそのまま維持する
ために、適量ずつ連続的に減圧装置162に送られる。
減圧装置162において、超臨界状態の二酸化炭素12
4が、その圧力の低下によって気体状態の二酸化炭素に
変わる。この時、二酸化炭素の可塑剤に対する溶解度が
急激に低下するとともに、50℃程度の低温であること
から、液体状態の可塑剤が気体状態の二酸化炭素と分離
して可塑剤回収装置163中に回収される。気体状態に
戻った二酸化炭素は、加圧装置164により再度加圧さ
れ、液体ポンプ152に送られ、再び液化されて再使用
される。一方、可塑剤回収装置163に回収された可塑
剤は、グリーン積層体100の形成のために再使用する
ことができる。
Then, extraction from the green laminate 100
Supercritical carbon dioxide 124 with removed plasticizer
Is sent to the pressure control device 161 through the discharge port 125, and then is continuously sent to the decompression device 162 in appropriate amounts in order to maintain the pressure in the pressure vessel 121 as it is.
In the decompression device 162, the supercritical carbon dioxide 12
4 is changed to gaseous carbon dioxide by the decrease in the pressure. At this time, the solubility of carbon dioxide in the plasticizer rapidly decreases, and the temperature is as low as about 50 ° C., so that the plasticizer in the liquid state is separated from the carbon dioxide in the gaseous state and collected in the plasticizer recovery device 163. Is done. The carbon dioxide returned to the gaseous state is pressurized again by the pressurizing device 164, sent to the liquid pump 152, liquefied again, and reused. On the other hand, the plasticizer recovered in the plasticizer recovery device 163 can be reused for forming the green laminate 100.

【0083】なお、常態が液体である流動体を超臨界状
態もしくは亜臨界状態で用いる場合には、可塑剤が固体
である場合に、両者の分離が容易になる。本実施形態の
ごとく、常態が気体である二酸化炭素を用いる場合に
は、可塑剤が液体又は固体である場合に、両者の分離が
容易になる。ただし、流動体が亜臨界状態であっても、
可塑剤を溶解する能力を失っている範囲であれば、流動
体と可塑剤とを容易に分離することができるので、必ず
しも可塑剤を回収するために流動体を常態になるまで減
圧しなければならないことはない。
When a fluid, which is normally in a liquid state, is used in a supercritical state or a subcritical state, when the plasticizer is a solid, the two can be easily separated. As in the present embodiment, when carbon dioxide, which is in a gaseous state, is used, when the plasticizer is a liquid or a solid, the two can be easily separated. However, even if the fluid is in a subcritical state,
In the range where the ability to dissolve the plasticizer has been lost, the fluid and the plasticizer can be easily separated, so it is not necessary to reduce the pressure of the fluid to a normal state in order to collect the plasticizer. There is nothing to be done.

【0084】前述の通り、従来の空気中の加熱分解によ
る脱脂工程においては、可塑剤とバインダとを同時に除
去する脱脂工程において、排出される高温の気体中に有
機物が混在している場合があるため、有機物を完全に分
解焼却するか、あるいは有機物を他の物質中に吸着させ
るなど、気体中の有機物を除去する必要があり、製造コ
ストがかさんでいた。それに対し、本実施形態を用いる
と、超臨界状態の二酸化炭素が圧力の低下と共に気体状
態に変化する際に、可塑剤に対する溶解度が著しく低下
することを利用して、気体状態の二酸化炭素と可塑剤と
を容易に分離することができるので、可塑剤を回収、再
利用が可能となり、環境問題の発生を回避することがで
きると共にコストの低減を図ることができる。
As described above, in the conventional degreasing step by thermal decomposition in air, in the degreasing step of simultaneously removing the plasticizer and the binder, an organic substance may be mixed in the discharged high-temperature gas. Therefore, it is necessary to completely decompose and burn the organic matter or to remove the organic matter in the gas by adsorbing the organic matter in another substance, which increases the production cost. On the other hand, by using the present embodiment, when the supercritical carbon dioxide changes to a gas state with a decrease in pressure, the solubility in the plasticizer is remarkably reduced. Since the agent can be easily separated from the agent, the plasticizer can be recovered and reused, and it is possible to avoid environmental problems and reduce costs.

【0085】ここで、グリーン積層体の形成に用いられ
る可塑剤としては、一般にジブチルフタレートやブチル
ベンジルフタレート等のエステルが使用されることが多
いが、これらの物質は紫外領域に吸収帯を持つ。よっ
て、図9に示すように、排出ポート125と圧力制御装
置161との間に分光装置160を設置し、排出されて
くる超臨界流体(二酸化炭素124)の紫外線領域にお
ける分光分析をin-situで行なうと、流体中の可塑剤の
濃度を知ることができる。つまり、可塑剤の抽出・除去
が行われている間に検出されている特定の紫外線領域の
吸収帯が、可塑剤の抽出・除去がほぼ完了した後は検出
されなくなる。これを利用して、可塑剤の抽出・除去処
理が完了したかどうかの終点を分光学的に検出すること
が可能となる。ただし、分光装置160は、必ずしも排
出ポート125と圧力制御装置161との間に配置され
ている必要はなく、例えば圧力容器121に直接取り付
けた構造であっても、上述と同じ機能を発揮することが
できる。
Here, esters such as dibutyl phthalate and butyl benzyl phthalate are often used as the plasticizer used for forming the green laminate, but these substances have an absorption band in the ultraviolet region. Therefore, as shown in FIG. 9, a spectroscopic device 160 is provided between the discharge port 125 and the pressure control device 161 to perform in-situ spectroscopic analysis in the ultraviolet region of the discharged supercritical fluid (carbon dioxide 124). In this case, the concentration of the plasticizer in the fluid can be known. That is, the absorption band in the specific ultraviolet region detected during the extraction and removal of the plasticizer is not detected after the extraction and removal of the plasticizer is almost completed. By utilizing this, it is possible to spectroscopically detect the end point of whether or not the extraction and removal processing of the plasticizer is completed. However, the spectroscopic device 160 does not necessarily need to be disposed between the discharge port 125 and the pressure control device 161. For example, the spectroscopic device 160 can perform the same function as described above even if it is directly attached to the pressure vessel 121. Can be.

【0086】なお、一般には、グリーン積層体中の内部
電極には、誘電体粉末やバインダ,可塑剤などは含まれ
ていることが多いが、積層セラミック部品の種類によっ
ては内部電極がこれらを含んでいなくてもよいものとす
る。
In general, the internal electrode in the green laminate often contains dielectric powder, a binder, a plasticizer, and the like, but depending on the type of the laminated ceramic component, the internal electrode contains these. It does not have to be.

【0087】ここで、脱可塑剤処理を行なう温度とし
て、上記図5に示す領域80℃〜100℃を挟む高温側
領域と低温側領域とのうち低温側領域を採用することが
工程上好ましいことはすでに述べたとおりである。反
面、低温側領域においては、バインダの柔軟性がないの
で、可塑剤を抽出・除去するとグリーン積層体にクラッ
クが発生するおそれがある。そこで、温度範囲が低温側
領域となる条件で可塑剤の抽出・除去処理を行なう場合
には、二酸化炭素に可溶で高分子との親和性が良好なア
ルコール等を微量添加することにより、誘電体層の柔軟
性を保ち、グリーン積層体におけるクラックなどの発生
を防止することができる点で好ましい。
Here, it is preferable in the process to employ the low-temperature side region among the high-temperature side region and the low-temperature side region sandwiching the region of 80 ° C. to 100 ° C. shown in FIG. Has already been described. On the other hand, in the low-temperature side region, since the binder is not flexible, there is a possibility that cracks may occur in the green laminate when the plasticizer is extracted and removed. Therefore, when extracting and removing the plasticizer under the condition that the temperature range is in the low-temperature side region, the dielectric substance is added by adding a small amount of alcohol or the like which is soluble in carbon dioxide and has good affinity for the polymer. This is preferable in that the flexibility of the body layer can be maintained and the occurrence of cracks and the like in the green laminate can be prevented.

【0088】また、加圧媒体としては、窒素の他アルゴ
ン,ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
As the pressurizing medium, an inert gas such as argon and helium can be used in addition to nitrogen.

【0089】(第3の実施形態) −適正条件の検討のための実験− 前述の通り、上記第1の実施形態を用いると、グリーン
積層体ひいてはセラミック積層体(焼結体)中の構造欠
陥の発生による品質の劣化を抑制しつつ、製造能率を高
めることができる。これは、第1の実施形態における脱
可塑剤の工程が比較的低温で行なわれるので、脱可塑剤
の工程中では、グリーン積層体内の誘電体層の可塑剤濃
度と、内部電極中の可塑剤濃度とがほぼ均一であること
も1つの要因と考えられる。しかし、どのような条件下
においても、不具合が生じないかどうかについて、もう
少し吟味する必要がある。そこで、以下のような手順に
より、適正条件の検討を行なった。
(Third Embodiment) —Experiment for Examining Appropriate Conditions— As described above, when the first embodiment is used, structural defects in the green laminate and thus the ceramic laminate (sintered body) The production efficiency can be improved while suppressing the deterioration of the quality due to the occurrence of the odor. This is because the deplasticizing step in the first embodiment is performed at a relatively low temperature, so that during the deplasticizing step, the plasticizer concentration of the dielectric layer in the green laminate and the plasticizer in the internal electrode The fact that the concentration is substantially uniform is also considered to be one factor. However, we need to examine a little more under any conditions to ensure that no failures occur. Therefore, the appropriate conditions were examined by the following procedure.

【0090】図11(a),(b)は、それぞれ順に、
適正条件を検討するための測定点を説明するためのグリ
ーン積層体の断面図、及び未処理のサンプルからのラマ
ン分光スペクトルを示す図である。
FIGS. 11 (a) and 11 (b) show, respectively,
FIG. 3 is a cross-sectional view of a green laminate for explaining measurement points for examining appropriate conditions, and a diagram showing a Raman spectrum from an untreated sample.

【0091】図11(a)は、大容量タイプのグリーン
積層体を、内部電極の主面に垂直な方向からほぼ2分す
るように切断した時の断面図である。同図に示すよう
に、グリーン積層体の誘電体層内の中心部に位置する各
点A1,A2,A3,…の可塑剤濃度を試料端からの距
離100μm毎に評価した。また、内部電極(ニッケル
層)内の試料端からの距離が500μmの点Bの可塑剤
濃度を評価した。グリーン積層体には、可塑剤のほか、
バインダ他各種の有機物,セラミックス粉末等の無機物
が含まれており、元素分析の手法ではバインダ他各種の
有機物の存在のために、可塑剤の濃度を正確に評価する
ことが困難である。この種のグリーン積層体では可塑剤
としてベンゼン環やエステル基を含むBBPを用いてい
るが、ベンゼン環やエステル基はバインダなど他の有機
物には含まれていない。よって、ベンゼン環やエステル
基の濃度を評価できればBBP濃度を評価することがで
きる。そこで、顕微レーザラマン法を用いると、ベンゼ
ン環やエステル基の濃度評価が可能なことがわかった。
FIG. 11 (a) is a cross-sectional view of a large-capacity green laminate taken along a direction substantially perpendicular to the main surface of the internal electrode so as to be approximately two minutes. As shown in the figure, the plasticizer concentration at each of the points A1, A2, A3,... Located at the center of the dielectric layer of the green laminate was evaluated at every 100 μm from the sample end. Further, the plasticizer concentration at point B at a distance of 500 μm from the sample end in the internal electrode (nickel layer) was evaluated. In addition to the plasticizer, the green laminate
Various organic substances such as binders and inorganic substances such as ceramic powders are contained, and it is difficult to accurately evaluate the concentration of the plasticizer by the elemental analysis method due to the presence of various organic substances such as binders. In this type of green laminate, BBP containing a benzene ring or an ester group is used as a plasticizer, but the benzene ring or the ester group is not contained in other organic substances such as a binder. Therefore, if the concentration of a benzene ring or an ester group can be evaluated, the BBP concentration can be evaluated. Then, it was found that the concentration of a benzene ring or an ester group can be evaluated by using the microscopic laser Raman method.

【0092】顕微レーザラマン法の原理の概略は以下の
通りである。物質の表面にレーザ光を照射すると、照射
光波長λ0 の散乱光以外に、λ0 ±λのラマン散乱光が
発生する。この遷移波長λは物質あるいはその中の一部
の官能基に固有の値であり、遷移波長λの強度を測定す
ることで、物質の存在量(濃度)がわかる。そこで、レ
ーザ光のビーム径を1μm以下に絞って被測定物に照射
し、光学顕微鏡を通してラマン散乱光を集光して測定す
ると、試料の表面をμmオーダで所望の場所を微小に分
析することが可能となる。ここでは,レーザ光としてA
rイオンレーザのうち波長514.5nmの光を用い、
100倍の対物レンズを用いて測定を行った。レーザパ
ワーは30〜150mWの範囲で用いた。なお、点Aか
ら得られたラマン分光スペクトルが、点B近傍の誘電体
層におけるラマン分光スペクトルとほぼ等しいことは数
点で確認されている。
The principle of the microscopic laser Raman method is as follows. When the surface of a substance is irradiated with laser light, Raman scattered light of λ0 ± λ is generated in addition to scattered light of the irradiation light wavelength λ0. The transition wavelength λ is a value specific to the substance or some of the functional groups therein, and by measuring the intensity of the transition wavelength λ, the amount (concentration) of the substance can be determined. Therefore, when the beam diameter of the laser beam is reduced to 1 μm or less and the object is irradiated, the Raman scattered light is condensed through an optical microscope and measured. Becomes possible. Here, A is used as the laser light.
Using light having a wavelength of 514.5 nm among the r ion lasers,
The measurement was performed using a 100 × objective lens. Laser power was used in the range of 30 to 150 mW. It has been confirmed at several points that the Raman spectrum obtained from the point A is substantially equal to the Raman spectrum in the dielectric layer near the point B.

【0093】図11(b)は、未処理のグリーン積層体
の誘電体層上のラマン分光スペクトルを示している。ラ
マン分光スペクトルには、ベンゼン環起因の1607c
-1の吸収ピーク,エステル基起因の1735cm-1
吸収ピークが見られる。これらは、試料断面形状に応じ
てピーク強度が変化するため、各々のピーク強度をセラ
ミクス起因の525cm-1の吸収ピーク強度で規格化し
て、つまり、ベンゼン環起因の1607cm-1のピーク
強度と、セラミクス起因の525cm-1のピーク強度と
の相対強度比を測定することにより、可塑剤濃度の評価
を行なった。
FIG. 11B shows a Raman spectrum on the dielectric layer of the untreated green laminate. The Raman spectrum shows 1607c due to the benzene ring.
An absorption peak at m -1 and an absorption peak at 1735 cm -1 due to an ester group are observed. Since the peak intensity changes according to the sample cross-sectional shape, each peak intensity is normalized by the absorption peak intensity of 525 cm −1 caused by the ceramics, that is, the peak intensity of 1607 cm −1 caused by the benzene ring, The plasticizer concentration was evaluated by measuring the relative intensity ratio to the peak intensity of 525 cm -1 due to ceramics.

【0094】図12(a),(b)は、それぞれ従来の
方法と本発明の超臨界状態もしくは亜臨界状態の媒体を
用いた方法とにおける可塑剤の除去効果を調べるための
データを示す図である。図12(a),(b)におい
て、縦軸は1607cm-1のピーク強度と525cm-1
のピーク強度との相対強度比を表し、横軸は各測定点の
試料端からの距離(μm)を表している。
FIGS. 12 (a) and 12 (b) show data for examining the plasticizer removal effect of the conventional method and the method using the medium in the supercritical or subcritical state according to the present invention, respectively. It is. FIG. 12 (a), the (b), the peak intensity of the vertical axis 1607 cm -1 and 525 cm -1
And the horizontal axis represents the distance (μm) of each measurement point from the sample end.

【0095】図12(a)に示されるように、未処理チ
ップにおいては、深さ方向に沿った点A1,A2,A
3,…の可塑剤の濃度の差が小さく、また、試料端から
の距離が互いに同じである点Bと点A7との可塑剤の濃
度の差が小さい。よって、未処理チップにおいては、可
塑剤の濃度が比較的均一であるといえる。一方、200
℃での加熱処理が施されたチップにおいては、点Bでの
濃度が、点Aの濃度と比較して減少している。これは加
熱により、点Bつまり内部電極中での温度上昇速度が他
の部分よりも速いために、脱可塑剤が他の部分よりも速
く進行したためと考えられる。
As shown in FIG. 12A, in the unprocessed chip, points A1, A2, A
The difference in the concentration of the plasticizer is small, and the difference in the concentration of the plasticizer between the point B and the point A7 at the same distance from the sample end is small. Therefore, it can be said that the untreated chips have a relatively uniform concentration of the plasticizer. On the other hand, 200
In the chip that has been subjected to the heat treatment at ° C., the density at point B is lower than the density at point A. This is presumably because the heating caused the point B, that is, the rate of temperature rise in the internal electrode, to be higher than that of the other portions, so that the deplasticizer proceeded faster than the other portions.

【0096】一方、図12(b)に示されるように、超
臨界状態の二酸化炭素による処理を行ったものでは、点
Aと点Bとにおける可塑剤の濃度の相違はほとんど見ら
れない。その理由は、超臨界状態の二酸化炭素による処
理は低温で行なわれるため、誘電体膜中の可塑剤と内部
電極中の可塑剤とがほぼ均一な速度で抽出・除去される
からであると考えられる。誘電体膜と内部電極とは、μ
mオーダのピッチで積層されているので、可塑剤の濃度
に局所的なばらつきがあると、グリーン積層体に構造欠
陥が形成される原因となりうる。よって、超臨界状態の
二酸化炭素による処理によって可塑剤の濃度を均一化す
ることは非常に有効である。
On the other hand, as shown in FIG. 12B, in the case where the treatment with carbon dioxide in the supercritical state was performed, the difference in the concentration of the plasticizer between the points A and B was hardly observed. The reason is considered that since the treatment with carbon dioxide in the supercritical state is performed at a low temperature, the plasticizer in the dielectric film and the plasticizer in the internal electrode are extracted and removed at a substantially uniform rate. Can be The dielectric film and the internal electrode
Since the layers are stacked at a pitch of the order of m, a local variation in the concentration of the plasticizer may cause a structural defect to be formed in the green laminate. Therefore, it is very effective to make the concentration of the plasticizer uniform by treatment with carbon dioxide in a supercritical state.

【0097】また、顕微レーザラマン法を用いた可塑剤
の濃度の評価手法は、超臨界状態の二酸化炭素による処
理以外にも多く応用展開が可能である。例えば、グリー
ン積層体の加熱処理後のグリーン積層体中の深さ方向の
可塑剤の濃度分布を評価しておけば、その後の工程で、
グリーン積層体中に構造欠陥が生じた場合に、グリーン
積層体中における深さ方向への可塑剤の濃度の分布がど
のようになった時に構造欠陥が発生するかが明らかとな
り、処理条件の最適化や可塑剤の濃度の限界勾配の推定
が可能となる。また、次工程に進むことができる条件が
確立した後に、不良が発生した時にも、この評価を行う
ことにより、脱可塑剤工程に当該不良の原因があったか
どうかを推定することができる。
In addition, the technique of evaluating the concentration of the plasticizer using the microlaser Raman method can be applied to various applications other than the treatment with carbon dioxide in a supercritical state. For example, if the concentration distribution of the plasticizer in the depth direction in the green laminate after the heat treatment of the green laminate is evaluated, in a subsequent process,
When a structural defect occurs in the green laminate, it becomes clear how the distribution of the plasticizer concentration in the depth direction in the green laminate occurs when the structural defect occurs. It is possible to estimate the critical gradient of plasticization and the concentration of the plasticizer. In addition, even when a defect occurs after the conditions for proceeding to the next step are established, it is possible to estimate whether or not the cause of the defect has occurred in the deplasticizing step by performing this evaluation.

【0098】さらに、セラミック以外の無機物と可塑剤
とバインダとの混合物の成形体中の可塑剤濃度を測定す
る場合にも、この濃度測定方法を適用することができ
る。その場合、ラマンスペクトルの可塑剤起因吸収帯ピ
ーク強度を無機物質起因の吸収帯ピーク強度で規格化し
て、相対強度を求めることで相対的な濃度分布が得られ
ることになる。
Further, the method for measuring the concentration of a plasticizer in a molded product of a mixture of an inorganic substance other than ceramic, a plasticizer, and a binder can be applied. In that case, the relative intensity distribution can be obtained by normalizing the peak intensity of the absorption band caused by the plasticizer in the Raman spectrum with the peak intensity of the absorption band caused by the inorganic substance and obtaining the relative intensity.

【0099】本実施形態においては、主として可塑剤と
してジブチルフタレートやブチルベンジルフタレート等
のフタル酸エステルを用いる場合に関して述べてきた。
前述の通り、フタル酸エステルは優れた可塑剤であり、
超臨界状態の二酸化炭素への溶解度も高い。ところが、
グリーン積層体の形成に用いられる誘電体スラリ中の可
塑剤と誘電体材料とバインダとの混合比率や、誘電体材
料の粒径や、グリーンシート形成後に行う予備プレスの
条件等が不適正である場合には、グリーン積層体中に構
造欠陥が発生する場合がある。その主たる原因は、昇圧
時に可塑剤であるフタル酸エステル中に二酸化炭素が溶
解し、フタル酸エステルの体積が増加して、体積膨張に
よる構造欠陥を発生させるからと考えられる。よって、
このフタル酸エステルの体積膨張の限界値を定量的に求
めておいて、体積膨張が生じてもその限界値に達しない
ようにグリーン積層体の可塑剤以外の材料や形成条件を
設計すれば、グリーン積層体における構造欠陥の発生を
抑制することができる。あるいは、体積膨張率の小さい
他の可塑剤を用いても、グリーン積層体における構造欠
陥の発生を抑制することができる。この2つの方法のう
ちいずれを採用すべきかは、グリーン積層体の種類や大
きさなどに応じて、判断することができる。
In the present embodiment, the case where phthalic acid esters such as dibutyl phthalate and butyl benzyl phthalate are used as the plasticizer has been mainly described.
As mentioned earlier, phthalates are excellent plasticizers,
High solubility in supercritical carbon dioxide. However,
The mixing ratio of the plasticizer, the dielectric material, and the binder in the dielectric slurry used to form the green laminate, the particle size of the dielectric material, and the conditions of the pre-press performed after forming the green sheet are inappropriate. In such a case, a structural defect may occur in the green laminate. It is considered that the main cause is that carbon dioxide dissolves in the phthalate ester as a plasticizer at the time of pressurization, the volume of the phthalate ester increases, and structural defects occur due to volume expansion. Therefore,
If the limit value of the volume expansion of this phthalate ester is quantitatively determined, and materials and forming conditions other than the plasticizer of the green laminate are designed so that the volume expansion does not reach the limit value, Generation of structural defects in the green laminate can be suppressed. Alternatively, even if another plasticizer having a small volume expansion coefficient is used, the occurrence of structural defects in the green laminate can be suppressed. Which of the two methods should be adopted can be determined according to the type and size of the green laminate.

【0100】−体積膨張の評価方法及び装置− ここで、可塑剤などの物質の超臨界状態もしくは亜臨界
状態の媒体(流動体)中における振る舞いを観察し、で
きれば可塑剤などの体積膨張を定量的に評価するには、
以下のような装置を用い、以下の手順に沿って行なうこ
とが適している。
-Evaluation Method and Apparatus for Volume Expansion- Here, the behavior of a material such as a plasticizer in a supercritical or subcritical medium (fluid) is observed, and if possible, the volume expansion of the plasticizer or the like is determined. To evaluate
It is suitable to carry out the following procedure using the following apparatus.

【0101】図13は、特に可塑剤などの体積膨張を定
量的に評価するための装置の構成を示す部分断面図であ
る。同図に示すように、この装置は、目的に応じて用い
られる媒体(本実施形態では、二酸化炭素)を超臨界状
態又は亜臨界状態にするための圧力容器205と、超臨
界状態又は亜臨界状態にされる媒体を供給するためのボ
ンベ201と、ボンベ201から流出する媒体を冷却す
るための冷却器200と、媒体(本実施形態では液体状
態の媒体)を圧力容器205に送り込むための強制送給
手段である流体ポンプ202(本実施形態では、液体ポ
ンプ)と、圧力容器205中の媒体の温度を制御するた
めの温度制御装置203と、圧力容器205から流出す
る媒体を冷却するための冷却コイル207と、圧力容器
205から流出した媒体の紫外分光測定を行なうための
紫外分光測定装置208と、圧力容器205から流出す
る媒体の圧力を設定値に制御するためのリリーフ弁20
9と、圧力容器205から流出する媒体を回収するため
の抽出捕集容器210とを備えている。
FIG. 13 is a partial sectional view showing the configuration of an apparatus for quantitatively evaluating the volume expansion of a plasticizer or the like. As shown in the figure, the apparatus includes a pressure vessel 205 for bringing a medium (carbon dioxide in the present embodiment) used for a purpose into a supercritical state or a subcritical state, and a supercritical state or a subcritical state. A cylinder 201 for supplying a medium to be brought into a state, a cooler 200 for cooling a medium flowing out of the cylinder 201, and a forcing for sending a medium (a medium in a liquid state in this embodiment) to the pressure vessel 205. A fluid pump 202 (a liquid pump in the present embodiment) as a feeding unit, a temperature control device 203 for controlling the temperature of the medium in the pressure vessel 205, and a cooling medium for cooling the medium flowing out of the pressure vessel 205. A cooling coil 207, an ultraviolet spectrometer 208 for performing ultraviolet spectrometry of the medium flowing out of the pressure vessel 205, and a set value of the pressure of the medium flowing out of the pressure vessel 205. Relief valve 20 for control
9 and an extraction and collection vessel 210 for collecting the medium flowing out of the pressure vessel 205.

【0102】圧力容器205には、圧力容器205を加
熱するためのヒータ206と、圧力容器205の温度を
測定するための熱電対204とが配置されている。そし
て、温度制御装置203により、熱電対204の指示温
度と設定温度の差に応じてヒータ206の通電量を制御
することにより、圧力容器205の温度が制御される。
媒体(本実施形態では液体状態の二酸化炭素)は、ボン
ベ201から供給され、冷却器200を経て流体ポンプ
202により押し出されて圧力容器205内に導入され
る。圧力容器205から流出した媒体(二酸化炭素)は
冷却コイル207にて冷却された後、紫外分光測定装置
208を経てリリーフ弁209に達する。圧力容器20
5およびこれにつながる配管系の圧力は、リリーフ弁2
09の設定圧力になっている。つまり、流体ポンプ20
2から圧力容器205を経てリリーフ弁209に至る領
域に高圧が印加される。リリーフ弁209から排出され
た媒体中の液体成分もしくは固体成分は抽出捕集容器2
10に捕集される。
The pressure vessel 205 is provided with a heater 206 for heating the pressure vessel 205 and a thermocouple 204 for measuring the temperature of the pressure vessel 205. Then, the temperature of the pressure vessel 205 is controlled by controlling the amount of current supplied to the heater 206 according to the difference between the temperature indicated by the thermocouple 204 and the set temperature by the temperature control device 203.
The medium (carbon dioxide in a liquid state in this embodiment) is supplied from a cylinder 201, pushed out by a fluid pump 202 through a cooler 200, and introduced into a pressure vessel 205. The medium (carbon dioxide) flowing out of the pressure vessel 205 is cooled by the cooling coil 207, and reaches the relief valve 209 via the ultraviolet spectrometer 208. Pressure vessel 20
5 and the pressure of the piping system connected to the relief valve 2
The set pressure is 09. That is, the fluid pump 20
A high pressure is applied to the region from 2 through the pressure vessel 205 to the relief valve 209. The liquid component or the solid component in the medium discharged from the relief valve 209 is extracted and collected by the container 2.
Collected at 10.

【0103】ここで、本実施形態の装置においては、可
塑剤などの体積膨張を定量的に測定するために、以下の
ような部材が設けられている。
Here, in the apparatus of the present embodiment, the following members are provided to quantitatively measure the volume expansion of the plasticizer and the like.

【0104】圧力容器205の天井にはサファイア窓2
11が設けられており、圧力容器205内部の様子を外
部から観測することができる。また、圧力容器205の
天井の上方には、圧力容器205内を照らすためのライ
ト213と、圧力容器205内部を撮影した画像を形成
するためのCCD215と、圧力容器205内から反射
する光をCCD215に集光するためのレンズ214
と、CCD215によって撮影された刻一刻と変化する
画像を連続的に記録するためのビデオ録画装置216
と、CCD215によって撮影された画像を観測するた
めのモニタ217とが設けられている。また、レンズ2
14保護のための熱吸収ガラス212が、サファイア窓
211とレンズ214との間に挿入されている。CCD
215によって撮影された画像は、ビデオ録画装置21
6に記録され、かつ、モニタ217によっても観測する
ことができる。
The sapphire window 2 is provided on the ceiling of the pressure vessel 205.
11 is provided, and the inside of the pressure vessel 205 can be observed from the outside. Above the ceiling of the pressure vessel 205, a light 213 for illuminating the inside of the pressure vessel 205, a CCD 215 for forming an image of the inside of the pressure vessel 205, and a CCD 215 for reflecting light reflected from the inside of the pressure vessel 205. Lens 214 for collecting light
And a video recording device 216 for continuously recording images that change every moment taken by the CCD 215.
And a monitor 217 for observing an image photographed by the CCD 215. Also, lens 2
A heat absorbing glass 212 for protection 14 is inserted between the sapphire window 211 and the lens 214. CCD
The image captured by the video recording device 215
6 and can also be observed by the monitor 217.

【0105】一方、圧力容器205内には、可塑剤など
の毛管現象を生ぜしめる臨界径(本実施形態では、約1
mm)以下の内径を有する透明ガラス管218と、この
ガラス管218の支持部材220とが配置されている。
本発明の可塑剤などの濃度を定量的に測定する方法の実
施においては、透明ガラス管218の内部の一部に可塑
剤219を導入する。そして、圧力容器205内の媒体
(本実施形態では、二酸化炭素)を常態から超臨界状態
までの範囲に保持し、可塑剤219の体積変化を種々の
温度,圧力条件下で評価することにより、可塑剤などの
体積膨張を定量的に評価することができる。また、可塑
剤などの材質によっては、紫外分光測定装置208で検
出できないものもあるが、このように可塑剤などの体積
変化を観測する方法を用いることにより、可塑剤などの
被測定物の材質如何に拘わらず、被測定物の媒体への溶
解速度を評価することが可能となる。
On the other hand, inside the pressure vessel 205, a critical diameter (in the present embodiment, about 1 mm) which causes a capillary phenomenon of a plasticizer or the like.
mm), a transparent glass tube 218 having an inner diameter of not more than mm) and a support member 220 for the glass tube 218 are arranged.
In implementing the method of the present invention for quantitatively measuring the concentration of a plasticizer or the like, a plasticizer 219 is introduced into a part of the inside of a transparent glass tube 218. Then, the medium (in the present embodiment, carbon dioxide) in the pressure vessel 205 is maintained in a range from the normal state to the supercritical state, and the volume change of the plasticizer 219 is evaluated under various temperature and pressure conditions. The volume expansion of a plasticizer or the like can be quantitatively evaluated. Some materials such as plasticizers cannot be detected by the ultraviolet spectrometer 208. By using the method of observing a change in volume of the plasticizer or the like, the material of the object to be measured such as the plasticizer is used. Regardless of the method, it is possible to evaluate the dissolution rate of the measured object in the medium.

【0106】ただし、透明ガラス管218及びその支持
部材220は必ずしも設ける必要はない。その場合に
も、圧力容器205の内部の観察が可能であるので、超
臨界状態もしくは亜臨界状態の流動体中における被処理
物の振る舞いを正確に把握することができ、製造工程の
条件を設定する際の重要な指針を得ることができる。ま
た、この評価装置を製造のために用いる場合には、in-s
itu で内部の状態を観察しながら、超臨界状態又は亜臨
界状態の流動体を利用したプロセスを行なうことが可能
になる。
However, the transparent glass tube 218 and the supporting member 220 need not always be provided. Also in this case, since the inside of the pressure vessel 205 can be observed, the behavior of the object to be processed in the fluid in the supercritical state or subcritical state can be accurately grasped, and the conditions of the manufacturing process can be set. You can get important guidance when doing this. When this evaluation device is used for manufacturing, in-s
It is possible to perform a process using a supercritical or subcritical fluid while observing the internal state with itu.

【0107】図14は、種々の可塑剤の体積の圧力依存
性を評価した結果を示す図である。同図において、横軸
は大気圧に対して加重する追加圧力(MPa)を表し、
縦軸は追加圧力が0のときを1とする各種被測定物の相
対体積を表している。評価に際しては、圧力容器205
内の温度を一定(40℃)に保持した状態で、圧力がテ
スト圧力値に達した後10分間経過してから可塑剤の相
対体積を測定している。そして、テスト圧力を、0MP
aから4MPaまでは2MPaずつ、4MPaから10
MPaまでは1MPaずつ上昇させて、各テスト圧力に
おける可塑剤の相対体積を測定している。
FIG. 14 is a diagram showing the results of evaluating the pressure dependence of the volume of various plasticizers. In the figure, the horizontal axis represents the additional pressure (MPa) that is applied to the atmospheric pressure,
The vertical axis represents the relative volumes of various objects to be measured, where 1 is set when the additional pressure is 0. In the evaluation, the pressure vessel 205
With the temperature in the inside kept constant (40 ° C.), the relative volume of the plasticizer was measured 10 minutes after the pressure reached the test pressure value. And the test pressure is 0MP
a to 4 MPa, 2 MPa in increments of 4 MPa to 10
The relative volume of the plasticizer at each test pressure is measured by increasing the pressure by 1 MPa up to the MPa.

【0108】同図から、以下のことがわかる。DBP
(ジブチルフタレート)の体積は、圧力の増大と共に増
大し、7MPa近傍では常圧における体積の約1.5倍
となり、その後圧力の増大と共に体積は急速に減少す
る。DBPの体積が常圧から7MPa近傍まで増大しつ
づける理由は、DBP中に二酸化炭素が溶解するためと
考えられる。よって、この実験と同様の条件下でグリー
ン積層体を製造するのであれば、DBPの体積が約1.
5倍に膨張しても構造欠陥を発生しないような工夫が必
要となる。また、DBPの相対体積が7MPa以上で急
激に減少するのは、二酸化炭素がDBP中に溶解するの
とは少し遅れて、DBPが二酸化炭素に溶解するからで
ある。DBPの二酸化炭素への溶解量は、時間に大きく
依存する。一方、超臨界状態もしくは亜臨界状態の二酸
化炭素は極めて迅速にDBP中に溶解するので、二酸化
炭素のDBP中への溶解量は、時間にはあまり依存しな
いと考えられる。図14に示す縦軸の値は、DBP中へ
の二酸化炭素溶解量と、DBPの溶解量との差し引きに
依存する量であるので、実験条件によっては多少変化す
ると考えられる。しかし、この体積膨張の測定方法を用
いると、可塑剤などの物質への媒体の溶解度の評価を簡
便に行なうことができる。本実施形態では、これ以降
も、図14に示す結果を用いて説明する。
The following can be seen from FIG. DBP
The volume of (dibutyl phthalate) increases with an increase in pressure, becomes about 1.5 times the volume at normal pressure near 7 MPa, and then decreases rapidly with an increase in pressure. It is considered that the reason why the volume of DBP continues to increase from normal pressure to around 7 MPa is that carbon dioxide is dissolved in DBP. Therefore, if a green laminate is manufactured under the same conditions as in this experiment, the volume of DBP is about 1.
It is necessary to take measures to prevent a structural defect from occurring even if it expands five times. Further, the reason why the relative volume of DBP rapidly decreases when the relative volume of DBP is 7 MPa or more is that DBP dissolves in carbon dioxide slightly after the carbon dioxide dissolves in DBP. The amount of DBP dissolved in carbon dioxide greatly depends on time. On the other hand, since carbon dioxide in a supercritical state or subcritical state dissolves very rapidly in DBP, it is considered that the amount of carbon dioxide dissolved in DBP does not depend much on time. The value on the vertical axis shown in FIG. 14 depends on the difference between the amount of dissolved carbon dioxide in DBP and the amount of dissolved DBP, and is therefore considered to vary slightly depending on the experimental conditions. However, by using this method of measuring volume expansion, the solubility of a medium in a substance such as a plasticizer can be easily evaluated. In the present embodiment, the description will be made with reference to the results shown in FIG.

【0109】BBP(ブチルベンジルフタレート)を用
いた場合は、DBPを用いた場合と比較して、体積膨張
率は若干小さいものの、その相対体積の圧力依存性はD
BPと同様の傾向を示している。つまり、追加圧力が8
MPaに達するまでは、BBPの相対体積が増大し、そ
の後、減少に転じている。
When BBP (butyl benzyl phthalate) is used, although the volume expansion coefficient is slightly smaller than that when DBP is used, the pressure dependency of the relative volume is D.
It shows the same tendency as BP. That is, if the additional pressure is 8
Until the MPa is reached, the relative volume of BBP increases and then starts decreasing.

【0110】一方、グリセリンの相対体積の変化はほと
んど生じていない。これは、二酸化炭素へのグリセリン
の溶解もグリセリンへの二酸化炭素の溶解も生じていな
いこと、つまり、二酸化炭素のみではグリセリンの溶解
が困難なことを示している。
On the other hand, the relative volume of glycerin hardly changed. This indicates that neither dissolution of glycerin in carbon dioxide nor dissolution of carbon dioxide in glycerin has occurred, that is, it is difficult to dissolve glycerin using only carbon dioxide.

【0111】流動パラフィンの相対体積の圧力依存性
は、DBPやBBPなどのフタル酸エステル類における
相対体積の圧力依存性と同様の傾向を示す。
The pressure dependence of the relative volume of liquid paraffin shows the same tendency as the pressure dependence of the relative volume of phthalic esters such as DBP and BBP.

【0112】流動パラフィンよりも分子量が大きいパラ
フィン52(52℃以上で液化するパラフィン)の相対
体積は、圧力が増大しても増大することはなく、減少す
るだけである。その理由は、パラフィン52はこの実験
温度である40℃では固体であるため、パラフィン52
中に二酸化炭素が溶解することが困難であり、パラフィ
ン52の二酸化炭素への溶解だけが進行するからである
と考えられる。
The relative volume of paraffin 52 having a molecular weight higher than that of liquid paraffin (paraffin that liquefies at 52 ° C. or higher) does not increase even if the pressure increases, but only decreases. The reason is that paraffin 52 is solid at the experimental temperature of 40 ° C.
It is considered that this is because it is difficult for carbon dioxide to dissolve therein, and only the dissolution of paraffin 52 in carbon dioxide proceeds.

【0113】以上の評価手法は、単一の可塑剤だけでな
く、少なくとも二種類以上の可塑剤を混合したものにも
応用することができる。また、以上の評価方法は、可塑
剤以外の物質を含む混合物で、高温高圧中の当該物質の
体積変化を評価する場合にも、一般に広く応用すること
ができる。
The above evaluation method can be applied not only to a single plasticizer but also to a mixture of at least two or more plasticizers. In addition, the above evaluation method can be generally widely applied to a case where a mixture containing a substance other than a plasticizer is evaluated for a change in volume of the substance under high temperature and high pressure.

【0114】以上のような、実験結果を総合すると、混
合物から可塑剤などの特定の物質を除去するための方法
として、以下のような好ましい具体的方法が考えられ
る。
When the above experimental results are combined, the following preferred specific methods can be considered as a method for removing a specific substance such as a plasticizer from the mixture.

【0115】−第1の具体的方法− パラフィン52を可塑剤として用い、超臨界あるいは超
臨界に近い状態にある媒体(例えば二酸化炭素)を用い
る場合、グリーンシートの形成工程(図10に示すステ
ップST3)においては、可塑剤が流動性を有している
ことが必要なので、加熱してパラフィン52が液体で存
在する状態とし、脱可塑剤工程(図10に示すステップ
ST5)においては、パラフィン52が固体で存在する
温度を保てば、可塑剤の体積膨張に起因するグリーン積
層体(成形体)中の構造欠陥、ひいてはセラミック積層
体(焼結体)中の構造欠陥の発生を抑制することができ
る。
-First Specific Method- In the case of using paraffin 52 as a plasticizer and a medium in a supercritical or near supercritical state (for example, carbon dioxide), a green sheet forming step (step shown in FIG. 10) In ST3), since the plasticizer needs to have fluidity, it is heated to bring the paraffin 52 into a liquid state, and in the deplasticizer step (step ST5 shown in FIG. 10), the paraffin 52 By maintaining the temperature at which the solid exists, it is possible to suppress the occurrence of structural defects in the green laminate (compact) due to the volume expansion of the plasticizer and, consequently, the structural defects in the ceramic laminate (sinter). Can be.

【0116】−第2の具体的方法− 既に説明したように、可塑剤としてジブチルフタレート
やブチルベンジルフタレート等のフタル酸エステルを用
い、第1の実施形態の脱可塑剤工程を行なうと、グリー
ン積層体中の構造欠陥が発生する場合がある。このよう
な場合は、先に、常圧下で200℃〜250℃前後の加
熱脱可塑剤を図10に示すステップST4の後でステッ
プST5の前に行った後、第1の実施形態のような脱可
塑剤工程を行うと、構造欠陥を発生することなくほぼ完
全に脱可塑剤を実現することができる。例えば、窒素中
で220℃,3時間の加熱脱可塑剤を行った後、第1の
実施形態の脱可塑剤工程を行うと、構造欠陥は発生せ
ず、加熱脱可塑剤を行なった後には、さらに質量減少が
あった。質量計算上はすべての可塑剤が抽出除去された
ことになる。
-Second Specific Method- As described above, when the phthalic acid ester such as dibutyl phthalate or butyl benzyl phthalate is used as the plasticizer and the deplasticizing step of the first embodiment is performed, the green laminate Structural defects in the body may occur. In such a case, first, a heating deplasticizer at about 200 ° C. to 250 ° C. under normal pressure is performed after step ST4 shown in FIG. 10 and before step ST5, and then, as in the first embodiment. By performing the deplasticizing step, the deplasticizing agent can be realized almost completely without generating structural defects. For example, if the deplasticizer step of the first embodiment is performed after performing the heat deplasticizer at 220 ° C. for 3 hours in nitrogen, no structural defect occurs. , And there was further weight loss. From the mass calculation, all the plasticizers have been extracted and removed.

【0117】この手順によってグリーン積層体に構造欠
陥が発生しないのは、加熱による脱可塑剤の際に、グリ
ーン積層体中に外部とつながった微小な空隙(マイクロ
オープンポア)が多く生成し、それが可塑剤の体積膨張
を緩衝する空間となっているためと考えられる。加熱に
よる脱可塑剤の後に、第1の実施形態の脱可塑剤工程を
行うとさらに質量減少があるのは、超臨界状態の二酸化
炭素は粘度が低く、可塑剤を溶解する能力も高いため、
グリーン積層体中に残留している可塑剤を効率的に抽出
できるからと考えられる。よって、加熱による脱可塑剤
工程と第1の実施形態の脱可塑剤工程との組み合わせ
は、体積膨張を生じる可塑剤を特定の条件下でどうして
も用いたい場合には有効な手段となる。
The reason that no structural defects are generated in the green laminate by this procedure is that many small voids (micro open pores) connected to the outside are generated in the green laminate during heating by the deplasticizer. Is considered to be a space for buffering the volume expansion of the plasticizer. After the deplasticizer by heating, if the deplasticizer step of the first embodiment is performed, there is a further mass reduction because carbon dioxide in a supercritical state has a low viscosity and a high ability to dissolve the plasticizer,
It is considered that the plasticizer remaining in the green laminate can be efficiently extracted. Therefore, the combination of the deplasticizing step by heating and the deplasticizing step of the first embodiment is an effective means when it is absolutely necessary to use a plasticizer that causes volume expansion under specific conditions.

【0118】−第3の具体的方法− もう1つの有効な方法としては、流体置換の方法があ
る。例えばBBP(ブチルベンジルフタレート)を用い
て、第1の実施形態の脱可塑剤工程(図10に示すステ
ップST5)を行う場合を例にとって説明する。第1の
実施形態を行なう場合、圧力容器121の温度を40℃
にした後、導入ポート123から徐々に液体状態の二酸
化炭素122を導入した後、図2の圧力容器121内で
二酸化炭素を10MPaまで加圧した。この時に、常圧
から約8MPaに達するまでの間にBBP中に二酸化炭
素が溶解するためBBPに約25%の体積膨張が生じ、
ひいては、グリーン積層体中に構造欠陥を生じる場合が
ある。よって、最初に二酸化炭素以外の他の物質でBB
Pを溶解する能力がないかその能力が極めて小さい物
質,例えば窒素を用いて圧力容器121内を満たし、圧
力容器205内における窒素などの圧力を例えば10M
Paまで加圧した後、圧力を10MPaに保持した状態
で、窒素を二酸化炭素と徐々に置換していく。その場合
には、二酸化炭素によるBBPの体積膨張を生じること
なくグリーン積層体からのBBPの抽出除去を行うこと
が可能となる。この例では、窒素を用いたが、可塑剤を
溶解する能力がないか、その能力が極めて小さい物質で
あれば何を用いても良い。
-Third Specific Method- Another effective method is a fluid replacement method. For example, a case where the deplasticizing step (Step ST5 shown in FIG. 10) of the first embodiment is performed using BBP (butylbenzyl phthalate) will be described as an example. When performing the first embodiment, the temperature of the pressure vessel 121 is set to 40 ° C.
Then, after gradually introducing liquid carbon dioxide 122 from the introduction port 123, the carbon dioxide was pressurized to 10 MPa in the pressure vessel 121 of FIG. At this time, since carbon dioxide dissolves in the BBP during a period from normal pressure to about 8 MPa, a volume expansion of about 25% occurs in the BBP,
Eventually, structural defects may occur in the green laminate. Therefore, first, BB with substances other than carbon dioxide
The pressure vessel 121 is filled with a substance having no or very low ability to dissolve P, for example, nitrogen, and the pressure of nitrogen or the like in the pressure vessel 205 is reduced to, for example, 10M.
After pressurizing to Pa, nitrogen is gradually replaced with carbon dioxide while maintaining the pressure at 10 MPa. In that case, it is possible to extract and remove BBP from the green laminate without causing volume expansion of the BBP due to carbon dioxide. In this example, nitrogen was used, but any substance may be used as long as it has no ability to dissolve a plasticizer or has an extremely small ability.

【0119】−第4の具体的方法− また別の方法として、圧力容器205内を急速に加圧す
る方法がある。第1の実施形態の説明の中では、一般
に、脱可塑剤の工程では10MPa/時間以下の圧力変
化率で加圧していく方が、グリーン積層体100(成形
体)、ひいてはセラミック積層体(焼結体)中の構造欠
陥の発生を抑制する点で好ましいと述べたが、体積膨張
が顕著な可塑剤を用いる場合には、かえって急速に加圧
した場合が良い場合がある。例えば可塑剤としてBBP
を用いる場合は、常圧から約8MPaに達するまでの間
は1MPa/分以上の高速昇圧をした方が構造欠陥が少
なかった。その理由は、BBPへの二酸化炭素の溶解が
不十分である状態で高圧状態に保持されるために、BB
Pの体積膨張が小さいからと考えられる。
—Fourth Specific Method— As another method, there is a method of rapidly pressurizing the inside of the pressure vessel 205. In the description of the first embodiment, generally, in the deplasticizing step, it is better to pressurize at a pressure change rate of 10 MPa / hour or less in the green laminate 100 (molded body), and further, in the ceramic laminate (fired body). Although it has been described that it is preferable in terms of suppressing the occurrence of structural defects in (consolidation), when a plasticizer whose volume expansion is remarkable is used, it may be better to pressurize rapidly instead. For example, BBP as a plasticizer
In the case where is used, a high-speed pressure increase of 1 MPa / min or more during the period from normal pressure to about 8 MPa resulted in less structural defects. The reason is that the carbon dioxide is maintained at a high pressure in a state where the carbon dioxide is not sufficiently dissolved in the BBP.
It is considered that the volume expansion of P is small.

【0120】なお、可塑剤に限らず一般に有機物と無機
物との混合物を焼結する工程を有する焼結体の製造工程
において、混合物から有機物だけを除去する場合には、
上記第3の実施形態における超臨界状態もしくは亜臨界
状態の流動体による脱有機物を行なうことができる。そ
の場合、有機物が複数種類ある場合には、そのうちの一
部の種類の有機物だけを除去するために本実施形態の各
具体的な方法を用いてもよいし、複数の有機物すべてを
除去するために本実施形態の各具体的な方法を用いても
よい。
In the process of manufacturing a sintered body having a step of sintering a mixture of an organic substance and an inorganic substance, not only a plasticizer, but only an organic substance is removed from the mixture,
The organic substance can be removed by the fluid in the supercritical state or the subcritical state in the third embodiment. In that case, when there are a plurality of types of organic substances, each specific method of the present embodiment may be used to remove only some of the types of organic substances, or to remove all of the plurality of organic substances. Alternatively, each specific method of the present embodiment may be used.

【0121】(その他の実施形態)第1,第2,第3の
実施形態では、誘電体材料とバインダと可塑剤と金属粉
末との混合物であるグリーン積層体から可塑剤のみ抽出
除去できることを示したが、本発明はこれらの実施形態
以外にも応用することが可能である。以下、タンタル固
体電解コンデンサを例に説明する。
(Other Embodiments) The first, second, and third embodiments show that only a plasticizer can be extracted and removed from a green laminate, which is a mixture of a dielectric material, a binder, a plasticizer, and a metal powder. However, the present invention can be applied to other embodiments. Hereinafter, a tantalum solid electrolytic capacitor will be described as an example.

【0122】図15は、タンタル固体電解コンデンサ製
造工程の概略を示す工程図である。図16は、図15に
示す工程によって完成したタンタル固体電解コンデンサ
の構造を示す断面図である(「コンデンサ最新技術と材
料’86年版(総合技術出版)1985年10月出版」より)。
FIG. 15 is a process diagram showing an outline of a manufacturing process of a tantalum solid electrolytic capacitor. FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure of the tantalum solid electrolytic capacitor completed by the process shown in FIG. 15 (from “Latest Capacitor Technology and Materials '86 Edition (General Technology Publishing), published October 1985”).

【0123】図15及び図16に示すように、高純度化
された微細なタンタル金属粉末と、ショウノウやナフタ
レンなどの有機バインダを有機溶剤に溶解させたものと
を混合し、この混合物中にリード線を埋没させて一定形
状に加圧成型して、多孔質体を得る。その後、真空中な
どで脱バインダを行い、ショウノウやナフタレンなどの
有機バインダを除去した後、10-3〜10-4Pa程度の
高真空中、1500〜2000℃の高温下で、焼結工程
により、タンタル粒子間の結合と、タンタル粒子−リー
ド線間の結合とを行い、多孔質焼結体251を得る。つ
ぎに、リン酸などの電解液中での電気化学的な陽極酸化
により、多孔質焼結体の上に誘電体酸化皮膜252(T
a酸化物)を形成する。次に、第1の検査を行なった
後、硝酸マンガンの熱分解により、誘電体酸化皮膜25
2の上に二酸化マンガン層253を形成し、その後、二
酸化マンガン層253の上に接触抵抗低減のためのコロ
イダルカーボン層254を形成する。つぎに、コロイダ
ルカーボン層254の上に銀塗料層などの陰極金属層で
ある導電性塗料層255を形成した後、第2の検査を行
なう。その後、リード及び導電性塗料層255の一部に
外部端子257,258を各々接続する。最後に、コン
デンサの表面に樹脂外装を施して、エージング工程,仕
上げ工程を経てコンデンサが完成する。
As shown in FIGS. 15 and 16, highly purified fine tantalum metal powder and an organic binder such as camphor or naphthalene dissolved in an organic solvent are mixed, and the lead is mixed in this mixture. The wire is buried and pressed into a predetermined shape to obtain a porous body. Thereafter, the binder is removed in a vacuum or the like, and the organic binder such as camphor or naphthalene is removed. Then, in a high vacuum of about 10 −3 to 10 −4 Pa, at a high temperature of 1500 to 2000 ° C., a sintering process is performed. The bonding between the tantalum particles and the bonding between the tantalum particles and the lead wire are performed to obtain the porous sintered body 251. Next, a dielectric oxide film 252 (T) is formed on the porous sintered body by electrochemical anodic oxidation in an electrolytic solution such as phosphoric acid.
a oxide). Next, after performing a first inspection, the dielectric oxide film 25 is thermally decomposed by manganese nitrate.
2, a manganese dioxide layer 253 is formed, and then a colloidal carbon layer 254 for reducing contact resistance is formed on the manganese dioxide layer 253. Next, after forming a conductive paint layer 255 which is a cathode metal layer such as a silver paint layer on the colloidal carbon layer 254, a second inspection is performed. Thereafter, external terminals 257 and 258 are connected to the leads and a part of the conductive paint layer 255, respectively. Finally, a resin exterior is applied to the surface of the capacitor, and the capacitor is completed through an aging process and a finishing process.

【0124】以上の製造工程において、脱バインダが不
完全であると誘電体酸化皮膜252(Ta酸化物)が均
一な厚みで形成することができず、製品の不良につなが
る。よって、このようなタンタル固体電解コンデンサに
おいても、有機バインダの完全な除去が重要となる。そ
のために、図15に示すように、誘電体酸化皮膜252
の形成後には、第1の検査を行なっている。
In the above manufacturing process, if the binder removal is incomplete, the dielectric oxide film 252 (Ta oxide) cannot be formed with a uniform thickness, leading to a product failure. Therefore, in such a tantalum solid electrolytic capacitor as well, complete removal of the organic binder is important. For this purpose, as shown in FIG.
After the formation, a first inspection is performed.

【0125】そこで、第1,第2の実施形態の方法、又
は、第3の実施形態の各具体的方法を、タンタル固体電
解コンデンサ製造工程における脱バインダ工程に適用す
ることにより、有機バインダのほぼ完全な除去が可能と
なる。この場合は、先に述べた誘電体材料とバインダと
可塑剤と金属粉末との混合物であるグリーン積層体から
可塑剤のみを選択的に抽出除去するのとは異なり、タン
タル金属粉末と有機バインダとの混合物から有機バイン
ダのみを選択的に抽出除去する工程となる。したがっ
て、タンタル金属粉末とショウノウやナフタレンなどの
有機バインダとの混合物を圧力容器内に設置し、前述の
各実施形態の方法(各具体的方法を含む)により、超臨
界状態もしくは亜臨界状態(超臨界状態に近い状態)の
二酸化炭素と接触させることにより、有機バインダのみ
を選択的に短時間で抽出除去することが可能となる。ま
た、抽出除去されたショウノウやナフタレンなどの有機
バインダは回収・再利用することが可能となり、製造効
率や製品の品質を向上することができる。
Therefore, by applying the method of the first or second embodiment or each specific method of the third embodiment to the binder removal step in the manufacturing process of the tantalum solid electrolytic capacitor, almost all of the organic binder is removed. Complete removal is possible. In this case, unlike the above-described method of selectively extracting and removing only the plasticizer from the green laminate, which is a mixture of the dielectric material, the binder, the plasticizer, and the metal powder, the tantalum metal powder and the organic binder are used. This is a step of selectively extracting and removing only the organic binder from the mixture of the above. Therefore, a mixture of tantalum metal powder and an organic binder such as camphor or naphthalene is placed in a pressure vessel, and the supercritical state or subcritical state (supercritical state) is obtained by the method of each of the above-described embodiments (including each specific method). By contacting carbon dioxide in a state close to the critical state), only the organic binder can be selectively extracted and removed in a short time. Further, the organic binder such as camphor and naphthalene extracted and removed can be collected and reused, so that the production efficiency and product quality can be improved.

【0126】[0126]

【発明の効果】本発明によれば、積層セラミック部品な
どの焼結体の製造工程において、グリーン積層体からの
脱バインダ処理の前に、超臨界状態もしくは亜臨界状態
の流動体を用いて、グリーン積層体から可塑剤を選択的
かつ高速に抽出除去することにより、その後の脱バイン
ダ工程及び焼成工程において高速で昇温してもかつグラ
ファイト状物質の形成を抑制することができるため、製
造歩留や製品性能を低下させることなく、コスト低減が
可能となる。
According to the present invention, in the process of manufacturing a sintered body such as a multilayer ceramic part, before removing the binder from the green laminate, a supercritical or subcritical fluid is used. By selectively and quickly extracting and removing the plasticizer from the green laminate, even if the temperature is raised at a high speed in the subsequent binder removal step and firing step, and the formation of a graphite-like substance can be suppressed, the manufacturing process The cost can be reduced without deteriorating the product and the product performance.

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

【図1】(a),(b)は、それぞれ順に、第1の実施
形態の製造工程中で形成されたグリーン積層体の縦断面
図及び斜視図である。
FIGS. 1A and 1B are a vertical sectional view and a perspective view, respectively, of a green laminate formed during a manufacturing process according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態の製造工程において、グリーン
積層体を超臨界流体が流れる圧力容器中に設置した状態
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a green laminate is set in a pressure vessel through which a supercritical fluid flows, in a manufacturing process of the first embodiment.

【図3】第1の実施形態の製造工程において、グリーン
積層体の焼成工程が完了して形成された構造体の断面図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the structure formed after the firing step of the green laminate is completed in the manufacturing process of the first embodiment.

【図4】本発明の各実施形態において超臨界状態もしく
は亜臨界状態の流動体として用いた二酸化炭素の温度−
圧力に関する状態を示す図である。
FIG. 4 shows the temperature of carbon dioxide used as a supercritical or subcritical fluid in each embodiment of the present invention.
It is a figure showing a state about pressure.

【図5】第1の実施形態における圧力容器内の可塑剤の
抽出・除去速度の温度依存性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the temperature dependence of the extraction / removal rate of the plasticizer in the pressure vessel in the first embodiment.

【図6】第1の実施形態における温度が40℃における
超臨界状態の二酸化炭素による可塑剤の抽出・処理速度
の圧力依存性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the pressure dependence of a plasticizer extraction / treatment rate with supercritical carbon dioxide at a temperature of 40 ° C. in the first embodiment.

【図7】第1の実施形態における温度が150℃におけ
る超臨界状態の二酸化炭素による可塑剤の抽出・処理速
度の圧力依存性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing pressure dependency of a plasticizer extraction / treatment speed by supercritical carbon dioxide at a temperature of 150 ° C. in the first embodiment.

【図8】(a),(b)は、超臨界状態の二酸化炭素の
抽出物の吸収スペクトル,DBP(ジブチルフタレー
ト)の標準吸収スペクトルをそれぞれ示す図である。
FIGS. 8A and 8B are diagrams respectively showing an absorption spectrum of a carbon dioxide extract in a supercritical state and a standard absorption spectrum of DBP (dibutyl phthalate).

【図9】本発明の第2の実施形態における積層体の製造
装置の構成を概略的に示す図である。
FIG. 9 is a view schematically showing a configuration of a manufacturing apparatus of a laminate according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第1,第2の実施形態におけるセラ
ミック積層体の製造工程を示すフローチャート図であ
る。
FIG. 10 is a flowchart showing a process of manufacturing a ceramic laminate according to the first and second embodiments of the present invention.

【図11】(a),(b)は、それぞれ順に、本発明の
適正条件を検討するための測定点を説明するためのグリ
ーン積層体の断面図、及び未処理のサンプルからのラマ
ン分光スペクトルを示す図である。
FIGS. 11 (a) and 11 (b) are a cross-sectional view of a green laminate for explaining measurement points for examining appropriate conditions of the present invention and a Raman spectrum from an untreated sample, respectively. FIG.

【図12】(a),(b)は、それぞれ従来の方法と本
発明の超臨界状態もしくは亜臨界状態の媒体を用いた方
法とにおける可塑剤の除去効果を調べるためのデータを
示す図である。
FIGS. 12 (a) and 12 (b) are diagrams showing data for examining the plasticizer removal effect of the conventional method and the method using the medium in the supercritical state or subcritical state of the present invention, respectively. is there.

【図13】可塑剤などの体積膨張を定量的に評価するた
めの装置の構成を示す部分断面図である。
FIG. 13 is a partial sectional view showing the configuration of an apparatus for quantitatively evaluating volume expansion of a plasticizer or the like.

【図14】種々の可塑剤の体積の圧力依存性を評価した
結果を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing the results of evaluating the pressure dependence of the volume of various plasticizers.

【図15】その他の実施形態におけるタンタル固体電解
コンデンサ製造工程の概略を示す工程図である。
FIG. 15 is a process chart showing an outline of a tantalum solid electrolytic capacitor manufacturing process in another embodiment.

【図16】図15に示す工程によって完成したタンタル
固体電解コンデンサの構造を示す断面図である。
16 is a sectional view showing a structure of a tantalum solid electrolytic capacitor completed by the step shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 グリーン積層体 101 誘電体膜 102 第1内部電極 103 第2内部電極 121 圧力容器 122 二酸化炭素 123 導入ポート 124 二酸化炭素 125 排出ポート 130 構造体 131 第1下地電極 132 第2下地電極 133 第1外部電極 134 第2外部電極 135 第1内部電極 136 第2内部電極 151 液化二酸化炭素ボンベ 152 流体ポンプ 153 温度調整装置 154 導入ポート 155 温度制御装置 160 分光装置 161 圧力制御装置 162 減圧装置 163 可塑剤回収装置 164 加圧装置 REFERENCE SIGNS LIST 100 green laminate 101 dielectric film 102 first internal electrode 103 second internal electrode 121 pressure vessel 122 carbon dioxide 123 introduction port 124 carbon dioxide 125 discharge port 130 structure 131 first base electrode 132 second base electrode 133 first outside Electrode 134 second external electrode 135 first internal electrode 136 second internal electrode 151 liquefied carbon dioxide cylinder 152 fluid pump 153 temperature regulator 154 introduction port 155 temperature controller 160 spectrometer 161 pressure controller 162 decompression device 163 plasticizer recovery device 164 pressure device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01G 4/12 364 C04B 35/00 E (72)発明者 板倉 鉉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2G043 AA01 BA14 CA05 EA03 GA07 GB07 KA01 KA02 NA01 4F100 AB16B AB24B AB40B AD00A AR00A AR00B AS00 BA02 CA04 DE01A DE01B EA061 EJ012 EJ422 EJ482 EJ582 GB41 JG00B JG01B JG05A 4G030 AA10 AA16 AA61 BA09 CA03 CA08 GA14 GA15 GA19 4K018 CA08 KA39 5E001 AB03 AH01 AH09 AJ01 AJ02──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01G 4/12 364 C04B 35/00 E (72) Inventor Itakura-Hun 1006 Kazuma Kazuma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric F-term (reference) in Sangyo Co., Ltd. 4K018 CA08 KA39 5E001 AB03 AH01 AH09 AJ01 AJ02

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも導体材料の粉末を含む内部電
極層と、セラミック材料の粉末,バインダ及び可塑剤を
含む誘電体層とを積層してグリーン積層体を形成する工
程(a)と、 上記グリーン積層体を超臨界状態もしくは亜臨界状態の
流動体と接触させて、上記グリーン積層体中の可塑剤を
抽出・除去する工程(b)と、 上記工程(b)の後に、上記グリーン積層体中のバイン
ダを分解除去する工程(c)と、 上記工程(c)の後に、上記グリーン積層体を焼結する
工程(d)とを含む焼結体の製造方法。
A step of laminating at least an internal electrode layer containing a powder of a conductive material and a dielectric layer containing a powder of a ceramic material, a binder and a plasticizer to form a green laminate; (B) extracting the plasticizer from the green laminate by removing the plasticizer from the green laminate by bringing the laminate into contact with a fluid in a supercritical state or a subcritical state; (C) decomposing and removing the binder, and (d) sintering the green laminate after the step (c).
【請求項2】 請求項1記載の焼結体の製造方法におい
て、 上記工程(a)では、上記バインダとして、ブチラール
樹脂、アクリル系樹脂、ポリプロピレン及びポリエチレ
ンのうちから選ばれる少なくとも1つの樹脂を用いるこ
とを特徴とする焼結体の製造方法。
2. The method for producing a sintered body according to claim 1, wherein in the step (a), at least one resin selected from a butyral resin, an acrylic resin, polypropylene, and polyethylene is used as the binder. A method for producing a sintered body, comprising:
【請求項3】 請求項1又は2記載の焼結体の製造方法
において、 上記工程(a)では、上記可塑剤として、エステル,ス
テアリン酸,ステアリルアルコール,パラフィンのうち
から選ばれる少なくとも1つの物質を用いることを特徴
とする電子部品の製造方法。
3. The method for producing a sintered body according to claim 1, wherein in the step (a), the plasticizer is at least one substance selected from ester, stearic acid, stearyl alcohol, and paraffin. A method for manufacturing an electronic component, comprising using:
【請求項4】 請求項3記載の焼結体の製造方法におい
て、 上記工程(a)では、上記可塑剤として、フタル酸エス
テルを用いることを特徴とする焼結体の製造方法。
4. The method for producing a sintered body according to claim 3, wherein in the step (a), a phthalate ester is used as the plasticizer.
【請求項5】 請求項1又は2記載の焼結体の製造方法
において、 上記工程(a)では、上記可塑剤として、上記工程
(b)の処理時に固体状態となるようなパラフィンを用
いることを特徴とする焼結体の製造方法。
5. The method for producing a sintered body according to claim 1, wherein, in the step (a), paraffin which is in a solid state during the treatment in the step (b) is used as the plasticizer. A method for producing a sintered body, characterized in that:
【請求項6】 請求項1〜5のうちいずれか1つに記載
の焼結体の製造方法において、 上記工程(b)では、上記超臨界状態もしくは亜臨界状
態の流動体として、二酸化炭素,炭化水素及びポリハロ
ゲン化炭化水素のうちから選ばれる少なくとも1つの物
質を用いることを特徴とする焼結体の製造方法。
6. The method for producing a sintered body according to claim 1, wherein in the step (b), the fluid in the supercritical state or the subcritical state is carbon dioxide, A method for producing a sintered body, comprising using at least one substance selected from hydrocarbons and polyhalogenated hydrocarbons.
【請求項7】 請求項6記載の焼結体の製造方法におい
て、 上記工程(b)では、上記超臨界状態もしくは亜臨界状
態の流動体として二酸化炭素を用い、二酸化炭素の温度
を、室温以上で50℃以下の範囲、または140℃以上
で工程(c)の温度以下の範囲に保持して行なうことを
特徴とする焼結体の製造方法。
7. The method for producing a sintered body according to claim 6, wherein in the step (b), carbon dioxide is used as the fluid in the supercritical state or the subcritical state, and the temperature of the carbon dioxide is equal to or higher than room temperature. And maintaining the temperature in the range of not higher than 50 ° C. or in the range of not lower than 140 ° C. and the temperature in step (c).
【請求項8】 請求項1〜7のうちいずれか1つに記載
の焼結体の製造方法において、 上記工程(b)では、上記超臨界状態もしくは亜臨界状
態の流動体中に、エントレーナ(抽出助剤)として、ア
ルコール,ケトン及び炭化水素のうちから選ばれる少な
くとも1つの物質を混合して用いることを特徴とする焼
結体の製造方法。
8. The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 7, wherein in the step (b), an entrainer ( A method for producing a sintered body, wherein at least one substance selected from alcohols, ketones and hydrocarbons is mixed and used as an extraction aid).
【請求項9】 請求項1〜8のうちいずれか1つに記載
の焼結体の製造方法において、 上記工程(b)では、上記グリーン積層体から抽出・除
去された上記可塑剤を含む上記流動体の圧力を低下させ
て上記流動体を気体状態とし、上記流動体と上記可塑剤
とを分離させて、上記可塑剤を回収することを特徴とす
る焼結体の製造方法。
9. The method for producing a sintered body according to claim 1, wherein in the step (b), the plasticizer extracted and removed from the green laminate is included. A method for producing a sintered body, comprising reducing the pressure of a fluid to make the fluid into a gaseous state, separating the fluid from the plasticizer, and collecting the plasticizer.
【請求項10】 請求項1〜9のうちいずれか1つに記
載の焼結体の製造方法において、 上記工程(a)では、上記導体材料の粉末として、P
t,Pd及びNiのうちから選ばれる少なくとも1つの
金属を用いることを特徴とする焼結体の製造方法。
10. The method for producing a sintered body according to claim 1, wherein in the step (a), the powder of the conductive material is P
A method for producing a sintered body, comprising using at least one metal selected from t, Pd and Ni.
【請求項11】 請求項1〜10のうちいずれか1つに
記載の焼結体の製造方法において、 上記工程(b)では、上記臨界状態又は亜臨界状態の流
動体の圧力を時間的に変動させることを特徴とする焼結
体の製造方法。
11. The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 10, wherein in the step (b), the pressure of the fluid in the critical state or the subcritical state is temporally changed. A method for producing a sintered body, wherein the method is varied.
【請求項12】 請求項1〜10のうちいずれか1つに
記載の焼結体の製造方法において、 上記工程(b)では、上記流動体に超音波振動を印加す
ることを特徴とする焼結体の製造方法。
12. The method for producing a sintered body according to claim 1, wherein in the step (b), ultrasonic vibration is applied to the fluid. The method of manufacturing the aggregate.
【請求項13】 請求項1〜10のうちいずれか1つに
記載の焼結体の製造方法において、 上記工程(a)と工程(b)との間に、上記グリーン積
層体を真空中又は気体中において250℃以下で加熱処
理を加える工程をさらに含むことを特徴とする焼結体の
製造方法。
13. The method for manufacturing a sintered body according to claim 1, wherein the green laminate is placed in a vacuum or between the steps (a) and (b). A method for producing a sintered body, further comprising a step of performing a heat treatment at 250 ° C. or lower in a gas.
【請求項14】 請求項1〜13のうちいずれか1つに
記載の焼結体の製造方法において、 上記工程(b)では、加圧媒体を用いて上記グリーン積
層体を加圧した後、上記加圧媒体を上記超臨界状態もし
くは亜臨界状態の流動体に置換することを特徴とする焼
結体の製造方法。
14. The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 13, wherein in the step (b), the green laminate is pressed using a pressing medium, A method for producing a sintered body, wherein the pressurized medium is replaced with the fluid in a supercritical state or a subcritical state.
【請求項15】 請求項14記載の焼結体の製造方法に
おいて、 上記加圧媒体として不活性ガスを用い,上記超臨界状態
もしくは亜臨界状態の流動体として二酸化炭素,炭化水
素及びポリハロゲン化炭化水素のうちから選ばれる少な
くとも1つの物質を用いることを特徴とする焼結体の製
造方法。
15. The method for producing a sintered body according to claim 14, wherein an inert gas is used as the pressurized medium, and carbon dioxide, hydrocarbon and polyhalogenated are used as the supercritical or subcritical fluid. A method for producing a sintered body, comprising using at least one substance selected from hydrocarbons.
【請求項16】 請求項1〜13のうちいずれか1つに
記載の焼結体の製造方法において、 上記工程(b)では、上記流動体を1MPa/min以
上の速度で急速に加圧して超臨界状態もしくは亜臨界状
態にすることを特徴とする焼結体の製造方法。
16. The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 13, wherein in the step (b), the fluid is rapidly pressurized at a speed of 1 MPa / min or more. A method for producing a sintered body, which is in a supercritical state or a subcritical state.
【請求項17】 請求項1〜16のうちいずれか1つに
記載の焼結体の製造方法において、 上記工程(b)の後で、上記工程(d)の前のいずれか
の時点で、上記グリーン積層体内の可塑剤濃度分布を、
顕微レーザラマン分光法を用いて評価する工程を含むこ
とを特徴とする焼結体の製造方法。
17. The method for producing a sintered body according to claim 1, wherein at any time after the step (b) and before the step (d), The plasticizer concentration distribution in the green laminate,
A method for producing a sintered body, comprising a step of evaluating using microscopic laser Raman spectroscopy.
【請求項18】 請求項17記載の焼結体の製造方法に
おいて、 上記ラマンスペクトルの可塑剤起因吸収帯ピーク強度を
セラミック起因の吸収帯ピーク強度で規格化して相対強
度を求めることで相対的な濃度分布を得ることを特徴と
する焼結体の製造方法。
18. The method of manufacturing a sintered body according to claim 17, wherein the relative intensity is obtained by normalizing the plasticizer-induced absorption band peak intensity of the Raman spectrum with the ceramic-induced absorption band peak intensity. A method for producing a sintered body, characterized by obtaining a concentration distribution.
【請求項19】 無機物と有機物との混合物を成形し
て、成形体を得る工程(a)と、 上記成形体を超臨界状態もしくは亜臨界状態の流動体と
接触させて、上記成形体中の上記有機物を抽出・除去す
る工程(b)と、 上記工程(b)の後に、上記成形体を焼結して焼結体を
得る工程(c)とを含み、 上記有機物として、上記工程(b)では液体状態である
一方、上記工程(c)では固体状態である材料を用いる
ことを特徴とする焼結体の製造方法。
19. A step (a) of forming a mixture of an inorganic substance and an organic substance to obtain a molded body, and contacting the molded body with a fluid in a supercritical state or a subcritical state to form a mixture in the molded body. A step (b) of extracting and removing the organic substance; and a step (c) of sintering the molded body to obtain a sintered body after the step (b). ), Wherein a material that is in a liquid state while in step (c) is in a solid state is used.
【請求項20】 無機物と有機物との混合物を成形し
て、成形体を得る工程(a)と、 上記工程(a)の後に、上記成形体を真空中又は気体中
において上記有機物を部分的に除去するための加熱処理
を行なう工程(b)と、 上記工程(b)の後に、上記成形体を超臨界状態もしく
は亜臨界状態の流動体と接触させて、上記成形体中の上
記有機物を抽出・除去する工程(c)と、 上記工程(c)の後に、上記成形体を焼結して焼結体を
得る工程(d)とを含む焼結体の製造方法。
20. A step (a) of forming a mixture of an inorganic substance and an organic substance to obtain a molded article; and, after the step (a), partially decomposing the organic substance in a vacuum or in a gas. Step (b) of performing a heat treatment for removal, and after the step (b), contacting the compact with a fluid in a supercritical state or a subcritical state to extract the organic matter in the compact A method for producing a sintered body, comprising: a removing step (c); and, after the step (c), a step (d) of sintering the molded body to obtain a sintered body.
【請求項21】 無機物と有機物との混合物を成形し
て、成形体を得る工程(a)と、 上記工程(a)の後に、加圧媒体を用いて上記成形体を
加圧した後、上記加圧媒体を超臨界状態もしくは亜臨界
状態の流動体に置換して、上記成形体を超臨界状態もし
くは亜臨界状態の流動体と接触させて、上記成形体中の
上記有機物を抽出・除去する工程(b)と、 上記工程(b)の後に、上記成形体を焼結して焼結体を
得る工程(c)とを含む焼結体の製造方法。
21. A step (a) of molding a mixture of an inorganic substance and an organic substance to obtain a molded article; and after the step (a), the molded article is pressurized using a pressurized medium, The pressurized medium is replaced with a supercritical or subcritical fluid, and the compact is brought into contact with a supercritical or subcritical fluid to extract and remove the organic matter in the compact. A method for producing a sintered body, comprising: a step (b); and, after the step (b), a step (c) of sintering the molded body to obtain a sintered body.
【請求項22】 請求項21記載の焼結体の製造方法に
おいて、 上記加圧媒体として不活性ガスを用い,上記超臨界状態
もしくは亜臨界状態の流動体として二酸化炭素,炭化水
素及びポリハロゲン化炭化水素のうちから選ばれる少な
くとも1つの物質を用いることを特徴とする焼結体の製
造方法。
22. The method for producing a sintered body according to claim 21, wherein an inert gas is used as the pressurized medium, and carbon dioxide, hydrocarbon and polyhalogenated are used as the supercritical or subcritical fluid. A method for producing a sintered body, comprising using at least one substance selected from hydrocarbons.
【請求項23】 無機物と有機物との混合物を成形し
て、成形体を得る工程(a)と、 上記成形体を超臨界状態もしくは亜臨界状態の流動体と
接触させて、上記成形体中の上記有機物を抽出・除去す
る工程(b)と、 上記工程(b)の後に、上記成形体を焼結して焼結体を
得る工程(c)とを含み、 上記工程(b)では、上記流動体を1MPa/min以
上の速度で急速に加圧して超臨界状態又は亜臨界状態に
することを特徴とする焼結体の製造方法。
23. A step (a) of molding a mixture of an inorganic substance and an organic substance to obtain a molded body, and bringing the molded body into contact with a fluid in a supercritical state or a subcritical state to form a mixture in the molded body. The method includes a step (b) of extracting and removing the organic substance, and a step (c) of sintering the molded body to obtain a sintered body after the step (b). A method for producing a sintered body, characterized in that a fluid is rapidly pressurized at a rate of 1 MPa / min or more to a supercritical state or a subcritical state.
【請求項24】 少なくとも導体材料の粉末もしくはセ
ラミック材料の粉末と、有機物との混合物を成形して多
孔質体を得る工程(a)と、 上記多孔質体を超臨界状態もしくは亜臨界状態の流動体
と接触させて、上記多孔質体中の有機物を抽出・除去す
る工程(b)と、 上記工程(b)の後に、上記多孔質体を高温で焼結し、
多孔質焼結体を得る工程(c)とを含む焼結体の製造方
法。
24. A step (a) of forming a mixture of at least a powder of a conductor material or a powder of a ceramic material and an organic substance to obtain a porous body, and flowing the porous body in a supercritical state or a subcritical state. (B) extracting and removing organic matter in the porous body by contacting the porous body, and after the step (b), sintering the porous body at a high temperature;
And (c) obtaining a porous sintered body.
【請求項25】 請求項24記載の焼結体の製造方法に
おいて、 上記工程(a)では、上記有機物として、ショウノウ、
ナフタレン及びパラフィンのうちから選ばれる少なくと
も1つの物質を用いることを特徴とする焼結体の製造方
法。
25. The method for producing a sintered body according to claim 24, wherein in the step (a), camphor,
A method for producing a sintered body, comprising using at least one substance selected from naphthalene and paraffin.
【請求項26】 流動体を超臨界状態もしくは亜臨界状
態に維持することが可能に構成された圧力容器と、 上記流動体を供給するための供給装置と、 上記圧力容器の温度を制御するための温度制御装置と、 上記圧力容器の圧力を制御するための圧力制御装置と、 上記圧力容器から排出された流動体の圧力を低下させる
ための減圧装置と、 上記減圧装置内で、上記可塑剤を液体もしくは固体とし
て上記流動体から分離・回収するための可塑剤回収装置
とを備えている焼結体の製造装置。
26. A pressure vessel configured to maintain a fluid in a supercritical state or a subcritical state, a supply device for supplying the fluid, and for controlling a temperature of the pressure vessel. A temperature control device, a pressure control device for controlling the pressure of the pressure vessel, a pressure reducing device for reducing the pressure of the fluid discharged from the pressure container, and the plasticizer in the pressure reducing device. And a plasticizer recovering device for separating and recovering from the fluid as a liquid or a solid.
【請求項27】 請求項26記載の焼結体の製造装置に
おいて、 上記減圧装置において圧力が低下した上記流動体を再度
加圧して超臨界状態もしくは亜臨界状態にするための加
圧装置をさらに備えていることを特徴とする焼結体の製
造装置。
27. The apparatus for producing a sintered body according to claim 26, further comprising: a pressurizing device for pressurizing the fluid, the pressure of which has been reduced in the depressurizing device, to a supercritical state or a subcritical state. An apparatus for manufacturing a sintered body, comprising:
【請求項28】 請求項26又は27記載の焼結体の製
造装置において、 上記超臨界状態もしくは亜臨界状態の流動体の分光測定
を行なうための分光装置をさらに備えていることを特徴
とする焼結体の製造装置。
28. The apparatus for producing a sintered body according to claim 26, further comprising a spectrometer for performing spectroscopic measurement of the fluid in the supercritical state or the subcritical state. Equipment for manufacturing sintered bodies.
【請求項29】 無機物と、可塑剤及びバインダを含む
有機物との混合物を成形して得られた成形体中の上記可
塑剤の濃度を測定する方法であって、 上記成形体内の可塑剤の濃度分布を、顕微レーザラマン
分光法を用いて評価することを特徴とする可塑剤の濃度
測定方法。
29. A method for measuring the concentration of the plasticizer in a molded article obtained by molding a mixture of an inorganic substance and an organic substance containing a plasticizer and a binder, the method comprising: A method for measuring the concentration of a plasticizer, characterized in that the distribution is evaluated using microscopic laser Raman spectroscopy.
【請求項30】 請求項29記載の可塑剤の濃度測定方
法において、 上記ラマンスペクトルの可塑剤起因吸収帯ピーク強度を
無機物起因の吸収帯ピーク強度で規格化して相対強度を
求めることで相対的な濃度分布を得ることを特徴とする
可塑剤の濃度測定方法。
30. The method for measuring the concentration of a plasticizer according to claim 29, wherein a relative intensity is obtained by normalizing a plasticizer-induced absorption band peak intensity of the Raman spectrum with an inorganic-based absorption band peak intensity. A method for measuring the concentration of a plasticizer, characterized by obtaining a concentration distribution.
【請求項31】 超臨界状態もしくは亜臨界状態の流動
体によって溶解される物質の上記流動体中における体積
を評価するための評価方法であって、 流動体を超臨界状態もしくは亜臨界状態に維持すること
が可能に構成された圧力容器に、上記物質が管内に導入
された透明性の管部材を装着するステップ(a)と、 上記圧力容器に上記流動体を供給して、ある温度下で上
記圧力容器内の圧力を変化させながら、複数の圧力値に
おける上記管部材中において上記物質が存在している領
域の長さを測定するステップ(b)と、 上記ステップ(b)における測定結果から上記物質の上
記流動体中における体積の圧力依存性を求めるステップ
(c)とを含む評価方法。
31. An evaluation method for evaluating a volume of a substance dissolved in a fluid in a supercritical state or a subcritical state in the fluid, wherein the fluid is maintained in a supercritical state or a subcritical state. (A) mounting a transparent tube member in which the substance is introduced into a pressure vessel, which is configured to be capable of supplying the fluid to the pressure vessel under a certain temperature. (B) measuring the length of a region where the substance is present in the pipe member at a plurality of pressure values while changing the pressure in the pressure vessel, and from the measurement results in the step (b). Determining a pressure dependency of the volume of the substance in the fluid. (C).
【請求項32】 流動体を超臨界状態もしくは亜臨界状
態に維持することが可能に構成された圧力容器と、 上記流動体を供給するための供給装置と、 上記圧力容器の温度を制御するための温度制御装置と、 上記圧力容器の圧力を制御するための圧力制御装置と、 上記圧力容器の一部に設けられ、圧力容器の内部からの
光を透過させて外部に出光させることが可能な窓部材と
を備えている評価装置。
32. A pressure vessel configured to maintain a fluid in a supercritical state or a subcritical state, a supply device for supplying the fluid, and controlling a temperature of the pressure vessel. Temperature control device, a pressure control device for controlling the pressure of the pressure vessel, provided in a part of the pressure vessel, capable of transmitting light from inside the pressure vessel and emitting light to the outside An evaluation device comprising a window member.
【請求項33】 請求項32記載の評価装置において、 上記圧力容器内に配置され、管内に上記物質を導入する
ことが可能な透明性の管部材と、 上記管部材の管内における上記物質の存在領域を測定す
る手段とをさらに備えている体積評価装置。
33. The evaluation device according to claim 32, wherein the transparent tube member is disposed in the pressure vessel and is capable of introducing the substance into a tube, and the presence of the substance in the tube of the tube member. A volume estimating device further comprising means for measuring an area.
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