JP2009029134A - セラミック積層成形体、セラミック焼成体、セラミック積層成形体の製造方法及びセラミック焼成体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導体パターンの剥がれや崩れがなく、しかも、導体パターンの厚みを厚くでき、抵抗値の低減化、セラミック成形体間の接着性の向上、高周波特性の向上を容易に図ることができるセラミック積層成形体を提供する。
【解決手段】セラミック積層成形体１０は、導体成形体１２を埋設した熱硬化性樹脂を含む２つ以上のセラミック成形体１４と、隣接するセラミック成形体１４間に介在され、熱可塑性樹脂を含む接着層１６とを有し、接着層１６によって２以上のセラミック成形体１４が積層一体化されて構成されている。セラミック成形体１４は、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたセラミックスラリー２２を、導体成形体１２を被覆するように塗布した後に硬化することによって得られる。接着層１６は、熱可塑性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたペースト２４を硬化することによって得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部に導体が埋設されたセラミック積層成形体、セラミック焼成体とこれらの製造方法に関し、例えば高周波特性に優れた受動部品等に適用して好適なセラミック積層成形体、セラミック焼成体、セラミック積層成形体の製造方法及びセラミック焼成体の製造方法に関する。

誘電体基板を用いた受動部品等を作製する場合、セラミック粉末と樹脂を含むグリーンシート上に導体パターンを印刷によって形成したものを積層一体化した後に、成形加工した後、焼成するようにしている（例えば特許文献１、２参照）。

この場合、導体パターンがグリーンシート上において凸形状に形成されるため、グリーンシートを積層する際に、導体パターンの周縁近傍に圧力がかからず、積層した後に、剥がれが生じたり、導体パターンの端部がつぶれてしまい、高周波回路部品として使用した場合、導体損失が増大してしまう問題があった。また、これらの問題のために、導体パターンの厚みを厚くできないため、抵抗値を下げるのに限界があった。

そこで、従来では、上述の欠点を解決するために、樹脂フィルムのような基体やグリーンシート上に、導体ペーストを印刷形成した後、セラミック粉末と樹脂からなるスラリーを塗布し、その後、カチオン性凝固浴に浸漬して前記スラリーをゲル化したグリーンシートにすることで、導体パターンをグリーンシート内に埋設する方法が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。

また、他の従来例では、導体パターンの変形を抑制するために、導体ペーストに熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化性樹脂を混入させる方法が提案されている（例えば特許文献４参照）。

さらに他の従来例では、鋳込み型内にコイル形状の金属線を設置し、さらに、鋳込み型内にセラミックスラリーを充填して、セラミックスラリーで金属線を内包させる。その後、乾燥することによって、セラミック成形体内に金属線によるコイルが内包された電子部品を得るようにしている（例えば特許文献５参照）。

特公昭４０−１９９７５号公報 特開平２−５８８１６号公報 特開２００５−１２７９号公報 特開平８−１６７５３７号公報 特開平１１−１２６７２４号公報

ところで、特許文献１〜３に記載された提案例において、セラミック粉末と熱可塑性樹脂を含むスラリーと、熱可塑性樹脂を含む導体ペーストとを使用した場合、スラリーが乾燥する際に生ずる大きな収縮により、セラミック成形体のうち、導体近傍に亀裂が発生したりして、セラミック成形体と導体との一体化に問題が生じたり、導体の凸形状の影響でグリーンシートが凹凸形状になったりする。また、導体ペーストに含まれる熱可塑性樹脂は溶剤に溶解し易いため、セラミック成形体とする際に、導体がセラミック中に溶けて導体のパターン形状が崩れるという問題がある。

また、特許文献３では、グリーンシート上への導体パターンの形成、スラリーの塗布、カチオン性凝固浴への浸漬、乾燥を１層ごとに行う必要があり、導体パターンの多層化に伴って工数が増加するという問題がある。

特許文献４では、グリーンシート上に導体パターンを印刷によって形成したものを積層一体化した後に、プレス加工するようにしているため、特許文献１や２と同様に、導体パターンの周縁近傍に圧力がかからず、積層した後に、剥がれが生じるおそれがある。

なお、特許文献５に記載された提案例は、抵抗やコイル等の素子をセラミック成形体に埋設するには好都合であるが、導体パターンの多層化には適用することができないという問題がある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、導体パターンの剥がれや崩れがなく、しかも、導体パターンの厚みを厚くでき、抵抗値の低減化、高周波特性の向上を容易に図ることができ、しかも、セラミック成形体間の接着性を向上させることができるセラミック積層成形体、セラミック焼成体、セラミック積層成形体の製造方法及びセラミック焼成体の製造方法を提供することを目的とする。

第１の本発明に係るセラミック積層成形体は、導体成形体を埋設した熱硬化性樹脂前駆体を含む２つ以上のセラミック成形体と、隣接する前記セラミック成形体間に介在され、熱可塑性樹脂を含む接着層とを有し、前記接着層によって前記２以上のセラミック成形体が積層一体化されていることを特徴とする。

そして、第１の本発明において、前記接着層は、熱可塑性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたペーストを、前記セラミック成形体に塗布して形成されるようにしてもよい。

また、第１の本発明において、前記セラミック成形体は、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、導体成形体を被覆するように形成した後、硬化して得るようにしてもよい。

また、第１の本発明において、前記セラミック成形体に含まれる前記熱硬化性樹脂は、ポリウレタン樹脂であってもよい。

また、第１の本発明において、前記導体成形体は、樹脂前駆体と銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）系の金属の少なくとも１種類の粉末を含む導体ペーストをパターン形成し、その後硬化するようにしてもよい。この場合、前記導体ペーストに使用される前記樹脂前駆体が熱硬化性樹脂前駆体であることが好ましい。前記熱硬化性樹脂前駆体としてフェノール樹脂前駆体を使用することができる。

次に、第２の本発明に係るセラミック焼成体は、上述した第１の本発明に係るセラミック積層成形体を焼成して構成されていることを特徴とする。

次に、第３の本発明に係るセラミック積層成形体の製造方法は、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、導体成形体を被覆するように供給した後に硬化してセラミック成形体を作製する工程と、熱可塑性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたペーストを、前記セラミック成形体に塗布して、前記セラミック成形体上に接着層を形成する工程と、前記接着層が形成された２以上の前記セラミック成形体を積層する工程とを有することを特徴とする。

さらに、前記接着層が形成された２以上の前記セラミック成形体を積層した後に、加熱圧着して２以上の前記セラミック成形体を積層一体化する工程を有するようにしてもよい。

次に、第４の本発明に係るセラミック焼成体の製造方法は、セラミック積層成形体を作製する工程と、作製された前記セラミック積層成形体を焼成する工程とを有するセラミック焼成体の製造方法であって、前記セラミック積層成形体を作製する工程は、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、導体成形体を被覆するように供給した後に硬化してセラミック成形体を作製する工程と、熱可塑性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたペーストを、前記セラミック成形体に塗布して、前記セラミック成形体上に接着層を形成する工程と、前記接着層上に別のセラミック成形体を積層する工程とを有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係るセラミック積層成形体、セラミック焼成体、セラミック積層成形体の製造方法及びセラミック焼成体の製造方法によれば、導体パターンの剥がれや崩れがなく、しかも、導体パターンの厚みを厚くでき、抵抗値の低減化、高周波特性の向上を容易に図ることができ、しかも、セラミック成形体間の接着性を向上させることができる。

以下、本発明に係るセラミック積層成形体、セラミック焼成体、セラミック積層成形体の製造方法及びセラミック焼成体の製造方法の実施の形態例を図１〜図６を参照しながら説明する。

先ず、本実施の形態に係るセラミック積層成形体１０は、図１に示すように、導体成形体１２を埋設した熱硬化性樹脂を含む２つ以上のセラミック成形体１４と、隣接するセラミック成形体１４間に介在され、熱可塑性樹脂を含む接着層１６とを有し、接着層１６によって２以上のセラミック成形体１４が積層一体化されて構成されている。

セラミック成形体１４は、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたセラミックスラリー２２（図２Ａ参照）を、導体成形体１２を被覆するように塗布した後に硬化することによって得られる。熱硬化性樹脂前駆体としては、例えばポリウレタン樹脂前駆体を使用することができる。

接着層１６は、熱可塑性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたペースト２４（図５Ａ参照）を硬化することによって得られる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリオレフィン樹脂を使用することができる。

ここで、具体的に、本実施の形態に係るセラミック積層成形体１０及びセラミック焼成体３４の製造方法について図２Ａ〜図６を参照しながら説明する。

最初に、セラミック成形体１４の製造方法について説明する。

先ず、図２Ａに示すように、フィルム等の基体１８の上面に剥離剤（図示せず）を塗布し、その後、基体１８の上面に導体ペースト２０を例えば印刷法によってパターン形成し、さらに、このパターン形成された導体ペースト２０を加熱硬化して、基体１８上に導体成形体１２を形成する。

その後、図２Ｂに示すように、熱硬化性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたセラミックスラリー２２を、導体成形体１２を被覆するように基体１８上に塗布する。塗布方法としては、ディスペンサー法や、図３Ａ及び図３Ｂに示す方法やスピンコート法等がある。図３Ａ及び図３Ｂに示す方法は、一対のガイド板３０ａ及び３０ｂの間に基体１８（導体成形体１２が形成された基体１８）を設置し、その後、セラミックスラリー２２を、導体成形体１２を被覆するように基体１８上に塗布した後、ブレード状の治具３２を一対のガイド板３０ａ及び３０ｂの上面を滑らせて（摺り切って）、余分なセラミックスラリー２２を取り除く方法である。一対のガイド板３０ａ及び３０ｂの高さを調整することによって、セラミックスラリー２２の厚みを容易に調整することができる。

その後、図４Ａに示すように、基体１８上に塗布されたセラミックスラリー２２を硬化（室温硬化や加熱硬化等）させる。

その後、図４Ｂに示すように、基体１８を剥離、除去することによってセラミック成形体１４が完成する。

その後、図５Ａに示すように、熱可塑性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたペースト２４を、セラミック成形体１４のうち、導体成形体１２が露出した面に、厚み３〜５０μｍ程度、塗布する。ペースト２４の塗布方法としては、スクリーン印刷法やディスペンサー法、スピンコート法等が挙げられる。

その後、図５Ｂに示すように、セラミック成形体１４の表面に塗布されたペースト２４を乾燥硬化させて熱可塑性樹脂を含む接着層１６とする。

そして、図１に示すように、接着層１６が形成された複数のセラミック成形体１４を積層した後、加熱圧着することにより、本実施の形態に係るセラミック積層成形体１０が完成する。

一般に、接着剤に使用される熱可塑性樹脂を含むペーストは、樹脂量を多くする場合が多い。このような場合、熱可塑性であるため、接着する際に加熱すると、変形し易いという特性を有する。従って、セラミック成形体１４に熱可塑性樹脂を含む接着剤を塗布し、その後、セラミック成形体１４を積層する際に加熱圧着すると、セラミック成形体１４間の距離が変化してしまい、この変化が導体成形体１２間の寸法精度に悪影響を与え、例えばセラミック積層成形体１０が高周波回路部品に使用される場合、設計どおりの高周波特性を得ることができないという問題がある。

本実施の形態では、熱可塑性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたペースト２４を塗布、硬化して接着層１６を形成するようにし、さらに、塗布する厚みも、３〜５０μｍとしている。この場合、ペースト２４に含まれる熱可塑性樹脂の樹脂量は通常の接着剤の樹脂量よりも少なく、しかも、セラミック粉末を含むことから、セラミック成形体１４と一体化し易く、さらに、スクリーン印刷法やスピンコート法にて薄く塗布されることから、セラミック成形体１４の加熱圧着の際に、接着層１６は変形するが、その変形は僅かであり、セラミック成形体１４間の寸法精度に悪影響を与えるほどではない。すなわち、接着層１６に熱可塑性樹脂を用いても、一定の寸法精度を得ることができるという効果を奏する。

その後、図６に示すように、セラミック積層成形体１０を焼成することによって、導体成形体１２が埋め込まれたセラミック焼成体３４を有する本実施の形態に係るセラミック部品５０が完成する。

このように、本実施の形態に係るセラミック積層成形体１０は、導体成形体１２を埋設した熱硬化性樹脂を利用したセラミック成形体１４と、熱可塑性樹脂を利用した接着層１６とを組み合わせることで、比較的厚い導体成形体１２を埋設し、且つ、各部の精密な厚み制御を可能にしたセラミック積層成形体１０を得ることができる。しかも、セラミック成形体１４と接着層１６との加熱圧着時において、導体成形体１２の位置が変化することを抑制することができ、受動部品等の特性の変化（特性のばらつき）を回避することが可能となる。

ここで、各構成部材の好ましい態様について説明する。

［導体ペースト２０］
導体ペースト２０としては、バインダとしてエポキシ、フェノール等の未硬化物を含有するものが好ましいが、とりわけ、レゾール型フェノール樹脂未硬化物を含有するものが好ましい。また、金属粉末については、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｒｈといった金属の単体又は合金、金属間化合物を用いることができるが、同時焼成されるセラミック部材に要求される特性、すなわち、焼成時の酸素分圧、温度、焼成収縮温度特性を考慮し、適宜選択される。焼成収縮温度特性については金属粉末組成だけではなく、金属粉末の粒径、比表面積、凝集度によっても適宜制御される。導体ペースト２０中のバインダ分量については、例えば、Ａｇ粉末の場合、金属粉末重量の１％〜１０％の範囲を使用するが、セラミック部材の焼成収縮率、スクリーン印刷時の印刷性を考慮し、３〜６％の範囲が好ましい。

導体ペースト２０は、印刷後、加熱硬化させる。硬化条件は、硬化剤の種類により異なるが、例えば、本実施例で使用するレゾール型フェノール樹脂の場合、１２０℃で１０分〜６０分硬化させる。

［セラミックスラリー２２］
セラミックスラリー２２に含まれるセラミック粉末は、用途に応じて、アルミナ、安定化ジルコニア、各種圧電セラミック材料、各種誘電セラミック材料、といった酸化物セラミックスをはじめ、シリコンナイトライド、アルミナイトライドといった窒化物セラミックス、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドといった炭化物セラミックス粉末やバインダとしてのガラス成分を含む。

セラミックスラリー２２に含まれる熱硬化性樹脂前駆体は、イソシアネート基又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤と、水酸基を有する高分子、有機分散媒を含み、粘性や固化反応調整のための分散剤、触媒を含んでもよい。有機分散媒は反応性官能基を有していてもよく、あるいは有していなくともよい。しかし、この有機分散媒は、反応性官能基を有することが特に好ましい。

反応性官能基を有する有機分散媒としては、以下を例示することができる。

すなわち、反応性官能基を有する有機分散媒は、ゲル化剤と化学結合し、セラミックスラリー２２を固化可能な液状物質であること、及び鋳込みが容易な高流動性のセラミックスラリー２２を形成できる液状物質であること、の２つを満足する必要がある。

ゲル化剤と化学結合し、セラミックスラリー２２を固化するためには、反応性官能基、すなわち、水酸基、カルボキシル基、アミノ基のようなゲル化剤と化学結合を形成しうる官能基を分子内に有していることが必要である。分散媒は少なくとも１の反応性官能基を有するものであれば足りるが、より十分な固化状態を得るためには、２以上の反応性官能基を有する有機分散媒を使用することが好ましい。２以上の反応性官能基を有する液状物質としては、例えば多価アルコール、多塩基酸が考えられる。なお、分子内の反応性官能基は必ずしも同種の官能基である必要はなく、異なる官能基であってもよい。また、反応性官能基はポリグリセリンのように多数あってもよい。

一方、金型に注型してセラミック成形体１４を作製する場合は、注型が容易な高流動性のセラミックスラリー２２を形成するために、可能な限り粘性の低い液状物質を使用することが好ましく、特に、２０℃における粘度が２０ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。既述の多価アルコールや多塩基酸は水素結合の形成により、粘性が高い場合があるため、たとえセラミックスラリー２２を固化することが可能であっても反応性分散媒として好ましくない場合がある。従って、多塩基酸エステル、多価アルコールの酸エステル等の２以上のエステル基を有するエステル類を前記有機分散媒として使用することが好ましい。また、多価アルコールや多塩基酸も、セラミックスラリー２２を大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。エステル類は比較的安定ではあるものの、反応性が高いゲル化剤とであれば十分反応可能であり、粘性も低いため、上記２条件を満たすからである。特に、全体の炭素数が２０以下のエステルは低粘性であるため、反応性分散媒として好適に用いることができる。

セラミックスラリー２２に含有されていてもよい反応性官能基を有する有機分散媒としては、具体的には、エステル系ノニオン、アルコールエチレンオキサイド、アミン縮合物、ノニオン系特殊アミド化合物、変性ポリエステル系化合物、カルボキシル基含有ポリマー、マレイン系ポリアニオン、ポリカルボン酸エステル、多鎖型高分子非イオン系、リン酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸Ｎａ、マレイン酸系化合物を例示できる。また、非反応性分散媒としては、炭化水素、エーテル、トルエン等を例示できる。

［ゲル化剤］
セラミックスラリー２２中に含有されるゲル化剤は、分散媒に含まれる反応性官能基と反応して固化反応を引き起こすものであり、以下を例示することができる。

すなわち、ゲル化剤の２０℃における粘度が３０００ｃｐｓ以下であることが好ましい。具体的には、２以上のエステル基を有する有機分散媒と、イソシアネート基、及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤とを化学結合させることにより、セラミックスラリー２２を固化することが好ましい。

具体的には、この反応性のゲル化剤は、分散媒と化学結合し、セラミックスラリー２２を固化可能な物質である。従って、ゲル化剤は、分子内に、分散媒と化学反応し得る反応性官能基を有するものであればよく、例えば、モノマー、オリゴマー、架橋剤の添加により、三次元的に架橋するプレポリマー（例えば、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等）等のいずれであってもよい。

但し、反応性ゲル化剤は、セラミックスラリー２２の流動性を確保する観点から、粘性が低いもの、具体的には２０℃における粘度が３０００ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。

一般に、平均分子量が大きなプレポリマー及びポリマーは、粘性が高いため、本実施例では、これらより分子量が小さいもの、具体的には平均分子量（ＧＰＣ法による）が２０００以下のモノマー又はオリゴマーを使用することが好ましい。なお、ここでの「粘度」とは、ゲル化剤自体の粘度（ゲル化剤が１００％の時の粘度）を意味し、市販のゲル化剤希釈溶液（例えば、ゲル化剤の水溶液等）の粘度を意味するものではない。

ゲル化剤の反応性官能基は、反応性分散媒との反応性を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば反応性分散媒として比較的反応性が低いエステル類を用いる場合は、反応性が高いイソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、及び／又はイソチオシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）を有するゲル化剤を選択することが好ましい。

イソシアネート類は、ジオール類やジアミン類と反応させることが一般的であるが、ジオール類は既述の如く高粘性のものが多く、ジアミン類は反応性が高すぎて、金型に注型する場合、注型前にセラミックスラリー２２が固化してしまう場合がある。

このような観点からも、エステルからなる反応性分散媒と、イソシアネート基及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤との反応により、セラミックスラリー２２を固化することが好ましく、より十分な固化状態を得るためには、２以上のエステル基を有する反応性分散媒と、イソシアネート基、及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤との反応により、セラミックスラリー２２を固化することが好ましい。また、ジオール類、ジアミン類も、セラミックスラリー２２を大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。

イソシアネート基及び／又はイソチオシアネート基を有するゲル化剤としては、例えば、ＭＤＩ（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）系イソシアネート（樹脂）、イソチオシアネート（樹脂）等を挙げることができる。

また、反応性分散媒との相溶性等の化学的特性を考慮して、前述した基本化学構造中に他の官能基を導入することが好ましい。例えば、エステルからなる反応性分散媒と反応させる場合には、エステルとの相溶性を高めて、混合時の均質性を向上させる点から、親水性の官能基を導入することが好ましい。

なお、ゲル化剤分子内に、イソシアネート基又はイソチオシアネート基以外の反応性官能基を含有させてもよく、イソシアネート基とイソチオシアネート基が混在してもよい。さらには、ポリイソシアネートのように、反応性官能基が多数存在してもよい。

セラミックスラリー２２には、上述した成分以外に、消泡剤、界面活性剤、焼結助剤、触媒、可塑剤、特性向上剤等の各種添加剤を添加してもよい。

上述したセラミックスラリー２２は、以下のように作製することができる。

（１）分散媒に無機物粉体を分散してセラミックスラリーとした後、ゲル化剤を添加する。

（２）分散媒に無機物粉体及びゲル化剤を同時に添加して分散することにより、セラミックスラリーを製造する。

注型時及び塗布時の作業性を考慮すると、２０℃におけるセラミックスラリー２２の粘度は３００００ｃｐｓ以下であることが好ましく、２００００ｃｐｓ以下であることがより好ましい。セラミックスラリー２２の粘度は、既述した反応性分散媒やゲル化剤の粘度の他、粉体の種類、分散剤の量、セラミックスラリー２２の濃度（セラミックスラリー２２全体の体積に対する粉体体積％）によっても調整することができる。

但し、セラミックスラリー２２の濃度は、通常は、２５〜７５体積％のものが好ましく、乾燥収縮によるクラックを少なくすることを考慮すると、３５〜７５体積％のものがさらに好ましい。有機成分として分散媒、分散剤、反応硬化物、反応触媒を有する。このうち、例えば分散媒とゲル化剤もしくはゲル化剤相互の化学反応により固化する。

［接着層１６用のペースト２４］
ペースト２４に含まれるセラミック粉末は、用途に応じて、アルミナ、安定化ジルコニア、各種圧電セラミック材料、各種誘電セラミック材料、といった酸化物セラミックスをはじめ、シリコンナイトライド、アルミナイトライドといった窒化物セラミックス、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドといった炭化物セラミックス粉末やバインダとしてのガラス成分を含む。

ペースト２４に含まれる熱可塑性樹脂は、例えばブチラール樹脂やポリオレフィン樹脂を使用することができる。もちろん、ブチラール樹脂やポリオレフィン樹脂中に、安定剤、可塑剤等の少量の改質成分を含んでもよい。ポリオレフィン樹脂としては、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂が挙げられる。ペースト２４には、その他、有機分散媒、粘性や固化反応調整のための分散剤、触媒を含んでもよい。有機分散媒は反応性官能基を有していてもよく、あるいは有していなくともよい。

図１に示すように、熱可塑性樹脂を含む接着層１６を、熱硬化性樹脂を含むセラミック成形体１４に形成することで、セラミック成形体１４のみを積層した場合よりも接着性を改善することができる。その結果、セラミック成形体１４を複数積層して１つのセラミック積層成形体１０を構成する場合に、各セラミック成形体１４の接着性が良好となることから、製造過程においてセラミック成形体１４が剥離するという不都合を回避でき、セラミック積層成形体１０によるセラミック部品５０の歩留まりを向上させることができる。

ここで、熱可塑性樹脂のみを用いた従来のセラミック成形体の問題点と、本実施の形態に係るセラミック積層成形体を構成するセラミック成形体１４による問題解決について説明する。

従来においては、熱可塑性樹脂を含むスラリーの乾燥収縮時に導体成形体との界面で隙間やクラックが発生する。

一方、本実施の形態では、セラミック成形体１４を製造する際に、セラミックスラリー２２に熱硬化性樹脂前駆体を含ませて、熱硬化性樹脂を室温または加熱硬化させて三次元網目構造を生成させ、収縮を小さくすることで前記問題は解決される。

この場合、セラミックスラリー２２に使用する溶剤に、熱硬化性樹脂が硬化する温度での蒸気圧が小さいものを選定し、熱硬化時の溶剤乾燥による収縮を小さくすることが望ましい。室温で硬化する樹脂を用いた場合は、特に作業や装置が簡単になる。

ポリウレタン樹脂は、硬化後の弾性を制御し易く、柔軟な成形体も可能となる等の利点を有する。後工程での取り扱いを考えると、あまり硬い成形体は適さない場合があり、熱硬化性樹脂は三次元網目構造をとるので一般に硬いが、ポリウレタン樹脂は、柔軟性のある成形体も可能で、特にテープ状の成形体は、柔軟性が要求される場合が多いため望ましい。また、スラリー性状の制御のため、熱可塑性樹脂を含ませてもよい。

従来においては、熱可塑性樹脂を含む導体ペースト硬化物が、スラリーを塗布する際に、スラリーの溶剤に溶解して、パターン形状が崩れる。

一方、本実施の形態においては、導体ペースト２０に熱硬化性樹脂前駆体を含ませて加熱硬化させているため、耐溶剤性が向上し、パターン形状の崩れは生じない。

熱硬化性樹脂は、硬化後は三次元の網目構造となり、元に戻らないため、硬化後は、溶剤への再溶解性がなくなり、一般に、熱可塑性樹脂よりも耐溶剤性が高い。

熱硬化性樹脂の中では、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂が硬化前プレポリマーの分子量の制御ができ、ペースト性状のコントロールが可能なため、好適である。なお、熱可塑性樹脂をペースト性状の制御のために、熱硬化性樹脂と一緒に含めるようにしてもよい。

特に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂は、硬化剤が必要なく、加熱するだけで硬化するタイプがあり、導体ペースト２０の効率的な使用に適する。つまり、硬化剤の添加が必要な他の熱硬化性樹脂は、導体ペースト２０を印刷する前に、硬化剤を混合する必要があるが、混合すると保存がきかない。従って、印刷後に残った導体ペースト２０を回収して保存する必要のある印刷法によって導体ペースト２０を印刷する場合は、硬化剤を混合する必要がない熱硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型フェノール樹脂が好適である。

従来において、熱可塑性樹脂をバインダとするセラミック成形体は、該セラミック成形体の密度ばらつきが発生し易く、そのために、焼成後のセラミック焼成体の寸法ばらつきが大きく、埋設された導体成形体の焼成寸法のばらつきも大きくなる。電子部品には、導体の寸法が部品の特性、性能を決めるものが多い。例えば導体内蔵のストリップラインフィルタは、その共振電極の寸法でフィルタの中心周波数が決まる。

一方、本実施の形態においては、熱硬化性樹脂をバインダに使用して導体成形体１２を埋設したセラミック成形体を得ることにより、焼成ばらつきを小さくすることができる。

なお、本発明に係るセラミック積層成形体、セラミック焼成体、セラミック積層成形体の製造方法及びセラミック焼成体の製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係るセラミック積層成形体を示す断面図である。 図２Ａは基体上に導体スラリーをパターン形成、硬化して導体成形体を形成した状態を示す工程図であり、図２Ｂは導体成形体を被覆するように基体上にセラミックスラリーを塗布した状態を示す工程図である。 図３Ａは基体上にセラミックスラリーを塗布する方法の一例を示す斜視図であり、図３Ｂはその側面図である。 図４Ａは基体上に塗布したセラミックスラリーを硬化した状態を示す工程図であり、図４Ｂは基体を剥離してセラミック成形体とした状態を示す工程図である。 図５Ａはセラミック成形体の表面にペーストを塗布した状態を示す工程図であり、図５Ｂはセラミック成形体の表面に塗布されたペーストを硬化して接着層とした状態を示す工程図である。 セラミック積層成形体を焼成してセラミック部品（セラミック焼成体）とした状態を示す工程図である。

符号の説明

１０…セラミック積層成形体 １２…導体成形体
１４…セラミック成形体 １６…接着層
１８…基材 ２０…導体ペースト
２２…セラミックスラリー ２４…ペースト
３４…セラミック焼成体 ５０…セラミック部品

Claims (11)

1. 導体成形体を埋設した熱硬化性樹脂を含む２つ以上のセラミック成形体と、
   隣接する前記セラミック成形体間に介在され、熱可塑性樹脂を含む接着層とを有し、
   前記接着層によって前記２以上のセラミック成形体が積層一体化されていることを特徴とするセラミック積層成形体。
2. 請求項１記載のセラミック積層成形体において、
   前記接着層は、熱可塑性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたペーストを、前記セラミック成形体に塗布して形成されることを特徴とするセラミック積層成形体。
3. 請求項１又は２記載のセラミック積層成形体において、
   前記セラミック成形体は、熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、導体成形体を被覆するように形成した後、硬化して得られることを特徴とするセラミック積層成形体。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミック積層成形体において、
   前記セラミック成形体に含まれる前記熱硬化性樹脂は、ポリウレタン樹脂であることを特徴とするセラミック積層成形体。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のセラミック積層成形体において、
   前記導体成形体は、樹脂前駆体と銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）系の金属の少なくとも１種類の粉末を含む導体ペーストをパターン形成してなることを特徴とするセラミック積層成形体。
6. 請求項５記載のセラミック積層成形体において、
   前記導体ペーストに使用される前記樹脂前駆体が熱硬化性樹脂前駆体であることを特徴とするセラミック積層成形体。
7. 請求項６記載のセラミック積層成形体において、
   前記熱硬化性樹脂前駆体がフェノール樹脂前駆体であることを特徴とするセラミック積層成形体。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のセラミック積層成形体を焼成してなるセラミック焼成体。
9. 熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、導体成形体を被覆するように供給した後に硬化してセラミック成形体を作製する工程と、
   熱可塑性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたペーストを、前記セラミック成形体に塗布して、前記セラミック成形体上に接着層を形成する工程と、
   前記接着層が形成された２以上の前記セラミック成形体を積層する工程とを有するセラミック積層成形体の製造方法。
10. 請求項９記載のセラミック積層成形体の製造方法において、
    前記接着層が形成された２以上の前記セラミック成形体を積層した後に、加熱圧着して２以上の前記セラミック成形体を積層一体化する工程を有することを特徴とするセラミック積層成形体の製造方法。
11. セラミック積層成形体を作製する工程と、
    作製された前記セラミック積層成形体を焼成する工程とを有するセラミック焼成体の製造方法であって、
    前記セラミック積層成形体を作製する工程は、
    熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合されたスラリーを、導体成形体を被覆するように供給した後に硬化してセラミック成形体を作製する工程と、
    熱可塑性樹脂とセラミック粉末と溶剤とが混合されたペーストを、前記セラミック成形体に塗布して、前記セラミック成形体上に接着層を形成する工程と、
    前記接着層上に別のセラミック成形体を積層する工程とを有することを特徴とするセラミック焼成体の製造方法。

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