JP2009029648A - Ceramic structure and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a ceramic structure that has characteristics and a sufficiently high relative density close to those of a ceramic structure manufactured by passing through a sintering process, without passing through a sintering process, in a ceramic structure that is used for dielectric layers of capacitors, micro lenses, micro gears or the like. <P>SOLUTION: The manufacturing method of a ceramic structure comprises a step of preparing a slurry of ceramic raw material particles by dispersing powder comprising of ceramic raw material particles having an average particle diameter of 0.03-1.0 μm in a solvent, a step of forming a layer of ceramic raw material particles by coating the slurry of ceramic raw material particles on a base material, and a step of compressing the layer of ceramic raw material particles by applying a local static pressure to the layer of ceramic raw material particles. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、コンデンサの誘電体層、微小レンズまたは微小歯車等に用いられるセラミックス構造体およびその製造方法に係り、さらに詳しくは、焼結工程を経ることなく、しかも、焼結工程を経た場合と同程度の特性および十分に高い相対密度を実現できるセラミックス構造体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a ceramic structure used for a capacitor dielectric layer, a minute lens, a minute gear, or the like and a method for manufacturing the same, and more specifically, without passing through a sintering step and after passing through a sintering step. The present invention relates to a ceramic structure capable of realizing comparable characteristics and a sufficiently high relative density, and a method for manufacturing the same.

セラミックスは、その機能性を生かし、高屈折レンズや、各種電子部品の強誘電体材料などとして用いられている。このような高屈折レンズは高密度記録媒体として、強誘電体材料は、コンデンサや共振器を構成する誘電体層として用いられ、携帯電話などの通信機器に数多く搭載されている。このような高屈折レンズや、コンデンサや共振器は、近年、そのサイズがますます微小化しており、微小化にともない、このようなセラミックス構造体の成形性や加工性が困難になりつつある。   Ceramics are used as a high refractive lens, a ferroelectric material for various electronic parts, etc., taking advantage of its functionality. Such a high-refractive lens is used as a high-density recording medium, and a ferroelectric material is used as a dielectric layer constituting a capacitor or a resonator, and is mounted in many communication devices such as mobile phones. Such high-refractive lenses, capacitors and resonators have been increasingly miniaturized in recent years, and with the miniaturization, the moldability and workability of such ceramic structures are becoming difficult.

従来より、高屈折レンズは、セラミックス原料粉体を融点以上に溶かした後、冷却して結晶育成し、その後、切り出し加工、研磨をすることで製造されている。また、強誘電体材料は、酸化物セラミックス粉体を溶剤などを用いてスラリー化して、得られたスラリーをドクターブレード成形によりシート状に成形後、電極塗布、加圧積層しグリーンチップを得て、得られたグリーンチップを焼成することにより製造されている。あるいは、酸化物セラミックス粉体をスプレードライなどで顆粒化し、得られた顆粒を金型に充填して一軸加圧または等方加圧によって円柱状に成形し、加工、焼成後、研削加工することにより製造されている。   Conventionally, a high refractive lens is manufactured by melting a ceramic raw material powder to a melting point or higher, cooling it to grow crystals, and then cutting and polishing. In addition, the ferroelectric material is formed by slurrying oxide ceramic powder using a solvent, etc., and forming the obtained slurry into a sheet by doctor blade molding, then applying an electrode and pressing to obtain a green chip. The green chip thus obtained is manufactured by firing. Alternatively, oxide ceramic powder is granulated by spray drying, etc., and the resulting granule is filled into a mold and formed into a cylindrical shape by uniaxial or isostatic pressing, and after processing, firing, grinding It is manufactured by.

上記のように、高屈折レンズや強誘電体材料などとして用いられるセラミックス構造体は、多くの工程を経て作製されるため、製造コストが高くなるという問題がある。そのため、各種セラミックス構造体の製造工程の簡略化および低価格化の試みが検討されており、たとえば、焼結工程を経ることなく、セラミックス構造体を製造する試みがなされている(特許文献1〜4)。   As described above, a ceramic structure used as a high refractive lens, a ferroelectric material, or the like is manufactured through many steps, and thus has a problem that the manufacturing cost is increased. For this reason, attempts have been made to simplify and reduce the cost of manufacturing various ceramic structures, and for example, attempts have been made to manufacture ceramic structures without going through a sintering process (Patent Documents 1 to 3). 4).

特許文献1では、セラミックス微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを、回路基板または回路基板上に設置されるチップに向けて吹き付け、これにより、セラミックス微粒子を衝突させて、回路基板またはチップ上に、セラミックス微粒子材料が接合してなる膜状の誘電体共振器を直接形成する方法が開示されている。   In Patent Document 1, an aerosol in which ceramic fine particles are dispersed in a gas is sprayed toward a circuit board or a chip placed on the circuit board, thereby causing the ceramic fine particles to collide with the circuit board or chip. A method of directly forming a film-like dielectric resonator formed by bonding ceramic fine particle materials is disclosed.

特許文献2には、メカノケミカル的な方法で意図的にセラミックス原料粒子の結晶界面を平均粒径1〜60nm程度まで増加させ、界面に多量のガス種を吸着した粒子を作製し、得られた粒子を用いて焼成を伴わない方法により、成形またはコーティングすることにより、セラミックス構造体を製造する方法が開示されている。   In Patent Document 2, a crystal interface of ceramic raw material particles is intentionally increased to an average particle size of about 1 to 60 nm by a mechanochemical method, and particles having a large amount of gas species adsorbed on the interface were obtained and obtained. A method of manufacturing a ceramic structure by molding or coating by a method that does not involve firing using particles is disclosed.

特許文献3では、セラミックスなどの原料粒子を型内に充填し機械的圧力を加えつつ加熱、固化させる際に、超音波アクチュエータによる加振力によって被固化物の反応および硬化を促進させ、これによりセラミックス構造体などの各種構造体を製造する方法が開示されている。   In Patent Document 3, when the raw material particles such as ceramics are filled in a mold and heated and solidified while applying mechanical pressure, the reaction and hardening of the solidified material are promoted by the excitation force of the ultrasonic actuator. Methods for producing various structures such as ceramic structures are disclosed.

さらに、特許文献4では、セラミックスなどの原料粒子を型内に充填し、その上で、メガプレスを用いて数ギガパスカルの高い静的圧力を加え、これにより原料粒子を固化させて、セラミックス構造体などの各種構造体を製造する方法が開示されている。   Further, in Patent Document 4, raw material particles such as ceramics are filled in a mold, and then a high static pressure of several gigapascals is applied using a mega press, thereby solidifying the raw material particles, and a ceramic structure. A method of manufacturing various structures such as the above is disclosed.

しかしながら、上記特許文献1に記載の方法では、用いるセラミックス原料粒子のうち製品になるのはごく一部であり、大部分が飛散してしまい、原料が無駄になってしまうという問題や、目的とする構造物の厚さが厚くなると、構造が崩れたり、密度が低下するという問題がある。また、特許文献1に記載の方法では、基板と構造体とが一体となった複合構造物を形成する方法であるため、構造体単体を得るためには、基板から構造体を剥離させる工程が別途必要となる。   However, in the method described in Patent Document 1, only a part of the ceramic raw material particles to be used is a product, and most of the particles are scattered and the raw material is wasted. When the thickness of the structure to be increased becomes thick, there is a problem that the structure is broken or the density is lowered. In addition, since the method described in Patent Document 1 is a method of forming a composite structure in which the substrate and the structure are integrated, in order to obtain a single structure, there is a step of peeling the structure from the substrate. It is necessary separately.

上記特許文献2に記載の方法では、ボールミル等にて原料粒子を粉砕し、これにより原料粒子の表面に酸素をメカノケミカル的に過剰に吸着させている。しかしながら、このようなボールミル等を用いた粉砕は、原料粒子に十分な内部歪を与えるまでのものではないため、相対密度を高くすることができないという問題があった。また、この特許文献2に記載の方法は、爆発衝撃などの大きな機械的衝撃力を付与して構造体を形成させる手法であるため、構造体を形成させる装置系は大きな強度が必要とされ、さらには、衝撃力の付与時間は瞬時であるため圧力付与時間の制御が困難であるという問題があった。   In the method described in Patent Document 2, raw material particles are pulverized by a ball mill or the like, and oxygen is adsorbed excessively mechanochemically on the surface of the raw material particles. However, the pulverization using such a ball mill or the like is not performed until sufficient internal strain is imparted to the raw material particles, and there is a problem that the relative density cannot be increased. In addition, since the method described in Patent Document 2 is a method for forming a structure by applying a large mechanical impact force such as an explosion impact, an apparatus system for forming the structure requires a high strength. Furthermore, since the application time of the impact force is instantaneous, there is a problem that it is difficult to control the pressure application time.

また、特許文献3に記載の方法では、原料粒子を調整する段階で、セラミックス等の原料粒子に外的応力を与えておらず、そのため内部応力が少なくなり、得られる構造体の相対密度を十分に高くすることができないという問題があった。   Further, in the method described in Patent Document 3, external stress is not applied to the raw material particles such as ceramics at the stage of adjusting the raw material particles, so that the internal stress is reduced and the relative density of the resulting structure is sufficiently high. There was a problem that it was not possible to make it high.

さらに、特許文献4に記載の方法では、巨大な静圧プレスや一軸圧縮機および金型を用いるため、製造コストが高くなるという問題がある。また、この文献記載の方法では、円柱状等の単純形状の構造体については製造できるものの、その構成上、薄膜状の構造体や所定パターンを有する構造体を製造することは極めて困難である。   Furthermore, the method described in Patent Document 4 has a problem that the manufacturing cost increases because a huge hydrostatic press, a single screw compressor, and a mold are used. Further, according to the method described in this document, although a simple structure such as a columnar shape can be manufactured, it is extremely difficult to manufacture a thin film structure or a structure having a predetermined pattern because of its configuration.

特開2004−23772号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-233772 特開2003−112976号公報JP 2003-112976 A 特開2003−145297号公報JP 2003-145297 A 特開2006−43993号公報JP 2006-43993 A

本発明は、コンデンサの誘電体層、微小レンズまたは微小歯車等に用いられるセラミックス構造体において、焼結工程を経ることなく、しかも、焼結工程を経た場合と同程度の特性および十分に高い相対密度を有するセラミックス構造体を製造するための方法を提供することである。   The present invention relates to a ceramic structure used for a dielectric layer of a capacitor, a minute lens, a minute gear, or the like, without undergoing a sintering process, and with characteristics comparable to those obtained through the sintering process and sufficiently high relative It is to provide a method for producing a ceramic structure having a density.

本発明者等は、0.03〜1.0μmと小さい平均粒径を有するセラミックス原料粒子が、平均粒径が大きいセラミックス粒子と比較して、結晶界面の面積が大きく、そのため界面エネルギーが非常に高いという点に注目して、この点を利用することにより、焼結工程を経ることなく、しかも、焼結工程を経た場合と同程度の特性および十分に高い相対密度を有するセラミックス構造体を得る方法について、鋭意検討を行った。そして、その結果、このような小さい平均粒径を有するセラミックス原料粒子からなる粉末に直接高圧力を負荷すれば、界面エネルギーが非常に高いため、エネルギー的に安定になるように、すなわち、界面エネルギーを減らすように、塑性変形して粒子同士が接着結合するということを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventors have found that ceramic raw material particles having an average particle size as small as 0.03 to 1.0 μm have a larger area at the crystal interface than ceramic particles having a large average particle size, and therefore the interface energy is very high. Paying attention to the high point, by using this point, it is possible to obtain a ceramic structure having the same characteristics and sufficiently high relative density as those obtained through the sintering process without passing through the sintering process. The method was intensively studied. As a result, if high pressure is directly applied to the powder made of ceramic raw material particles having such a small average particle diameter, the interface energy is very high, so that the energy is stable, that is, the interface energy As a result, the present inventors have found that the particles are adhesively bonded to each other by plastic deformation, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明によれば、平均粒径0.03〜1.0μmのセラミックス原料粒子からなる粉末を、溶媒に分散させて、セラミックス原料粒子スラリーを得る工程と、前記セラミックス原料粒子スラリーを基材上に塗布して、セラミックス原料粒子層を、前記セラミックス原料粒子の平均粒径の1〜10倍の厚みで形成する工程と、前記セラミックス原料粒子層に対して局所静的圧力を加えることにより、前記セラミックス原料粒子層を圧縮する工程と、を有するセラミックス構造体の製造方法が提供される。   That is, according to the present invention, a step of obtaining a ceramic raw material particle slurry by dispersing powder composed of ceramic raw material particles having an average particle size of 0.03 to 1.0 μm in a solvent, and the ceramic raw material particle slurry as a base material By applying a local static pressure to the ceramic raw material particle layer, applying the ceramic raw material particle layer with a thickness of 1 to 10 times the average particle size of the ceramic raw material particles, And a step of compressing the ceramic material particle layer.

本発明において、“局所静的圧力を加える”とは、極めて小さな面積に(局所的に)、極めて小さな荷重により静的圧力を加えることを意味する。そして、本発明では、このような微小荷重を微小領域に負荷することによって局所的に高い応力を負荷し、これにより、焼結工程を経ることなく、直接、セラミックス構造体を得ることを特徴とするものである。   In the present invention, “applying local static pressure” means applying static pressure to a very small area (locally) with a very small load. In the present invention, a high stress is locally applied by applying such a minute load to a minute region, thereby obtaining a ceramic structure directly without going through a sintering step. To do.

前記セラミックス原料粒子層に対して加える局所静的圧力を、好ましくは0.5GPa以上、より好ましくは1.0GPa以上とする。
好ましくは、前記セラミックス原料粒子層に対して局所静的圧力を加える際における圧力の印加面積を、5×10−5〜1mmとする。
好ましくは、前記基材が、ガラスまたはガラスの硬さ以上の硬さを有する材料からなる基材である。
The local static pressure applied to the ceramic raw material particle layer is preferably 0.5 GPa or more, more preferably 1.0 GPa or more.
Preferably, the pressure application area when applying a local static pressure to the ceramic raw material particle layer is set to 5 × 10 −5 to 1 mm 2 .
Preferably, the base material is a base material made of glass or a material having a hardness equal to or higher than that of glass.

好ましくは、前記セラミックス原料粒子スラリー中における、前記セラミックス原料粒子の含有比率を0.5〜20体積%とする。
前記セラミックス原料粒子は、好ましくは、1種または2種以上の原料から構成されてなり、より好ましくは、チタン酸バリウムまたはチタン酸ストロンチウムを少なくとも含む。
好ましくは、前記基材上に塗布した前記セラミックス原料粒子スラリーを、室温で乾燥することにより、前記セラミックス原料粒子層を形成する。
Preferably, the content ratio of the ceramic raw material particles in the ceramic raw material particle slurry is set to 0.5 to 20% by volume.
The ceramic raw material particles are preferably composed of one or more raw materials, and more preferably contain at least barium titanate or strontium titanate.
Preferably, the ceramic raw material particle layer is formed by drying the ceramic raw material particle slurry applied on the substrate at room temperature.

前記セラミックス原料粒子層に対して局所静的圧力は、好ましくは、点状または線状に加圧する加圧手段、より好ましくは、凹凸面付き圧子、円錐台圧子またはローラーを備える加圧手段、さらに好ましくは、ダイヤモンド製の円錐台圧子からなる加圧手段により加える。   The local static pressure with respect to the ceramic raw material particle layer is preferably a pressurizing unit that pressurizes in a dotted or linear manner, more preferably, a pressurizing unit including an indented surface indenter, a truncated cone indenter or a roller, Preferably, it applies by the pressurizing means which consists of a truncated cone indenter made from diamond.

本発明に係るセラミックス構造体としては、特に限定されず、平面状としてもよいし、あるいは、基板上に所定パターンで形成し、所定の回路を構成する回路形状を有する基板と一体型の構造体としてもよい。
本発明に係るセラミックス構造体を平面状とする場合には、前記セラミックス原料粒子層を平面状に形成し、平面状の前記セラミックス原料粒子層に対して、前記ローラーにより連続的に局所静的圧力を加えることが好ましい。
あるいは、本発明に係るセラミックス構造体を所定パターンで形成する場合には、前記セラミックス原料粒子スラリーを、所定パターンで基材上に塗布することにより、前記セラミックス原料粒子層を所定パターンで形成することが好ましい。
The ceramic structure according to the present invention is not particularly limited, and may be planar, or a structure integrated with a substrate having a circuit shape that is formed in a predetermined pattern on the substrate and forms a predetermined circuit. It is good.
When the ceramic structure according to the present invention is planar, the ceramic raw material particle layer is formed in a flat shape, and the local static pressure is continuously applied to the planar ceramic raw material particle layer by the roller. Is preferably added.
Alternatively, when the ceramic structure according to the present invention is formed in a predetermined pattern, the ceramic raw material particle layer is formed in a predetermined pattern by applying the ceramic raw material particle slurry on the substrate in a predetermined pattern. Is preferred.

また、本発明によれば、上記いずれかの方法により製造されるセラミックス構造体が提供される。
本発明に係るセラミックス構造体は、好ましくは、層厚みが4μm以下であり、相対密度が80%以上である。本発明に係るセラミックス構造体は、上記いずれかの方法により製造されるものであるため、十分に高い相対密度、具体的には、焼結により製造したセラミックス焼結体と同等程度の相対密度を実現することができる。
Moreover, according to this invention, the ceramic structure manufactured by one of the said methods is provided.
The ceramic structure according to the present invention preferably has a layer thickness of 4 μm or less and a relative density of 80% or more. Since the ceramic structure according to the present invention is manufactured by any of the above methods, the ceramic structure has a sufficiently high relative density, specifically, a relative density equivalent to that of a ceramic sintered body manufactured by sintering. Can be realized.

本発明に係るセラミックス構造体は、好ましくは、コンデンサの誘電体層、微小レンズまたは微小歯車として用いられる。   The ceramic structure according to the present invention is preferably used as a dielectric layer, a minute lens or a minute gear of a capacitor.

本発明によれば、セラミックス構造体を製造するに際し、0.03〜1.0μmと比較的に小さな平均粒径を有するセラミックス原料粒子を用い、このセラミックス原料粒子から構成され、セラミックス原料粒子の平均粒径の1〜10倍の厚みを有するセラミックス原料粒子層に対して、局所静的圧力を加えるという方法を採用している。そして、このような所定の厚みに制御されたセラミックス原料粒子層に対して局所静的圧力を加えることにより、セラミックス原料粒子を塑性変形させ粒子同士を結着結合させることができ、これにより、焼結工程を経ることなく、しかも焼結工程を経た場合と同程度の特性および十分に高い相対密度を有するセラミックス構造体を得ることができる。特に、本発明によれば、局所静的圧力を加える前のセラミック原料粒子層の厚みを上記所定範囲に制御することにより、局所静的圧力を加えた際における、セラミックス原料粒子の塑性変形を均一なものとすることができ、その結果、得られるセラミック構造体を信頼性の高いものとすることができる。   According to the present invention, when producing a ceramic structure, ceramic raw material particles having a relatively small average particle diameter of 0.03 to 1.0 μm are used, and the ceramic raw material particles are composed of the ceramic raw material particles. A method of applying local static pressure to a ceramic raw material particle layer having a thickness of 1 to 10 times the particle size is employed. Then, by applying a local static pressure to the ceramic raw material particle layer controlled to such a predetermined thickness, the ceramic raw material particles can be plastically deformed and the particles can be bonded and bonded together. A ceramic structure having the same characteristics and sufficiently high relative density as when passing through the sintering step without passing through the sintering step can be obtained. In particular, according to the present invention, by controlling the thickness of the ceramic raw material particle layer before applying the local static pressure to the predetermined range, the plastic deformation of the ceramic raw material particles when the local static pressure is applied is uniform. As a result, the obtained ceramic structure can be made highly reliable.

また、本発明の製造方法によれば、従来のセラミックス構造体の製造方法と比較して、焼結工程を経る必要がないことに加え、その製造工程が極めて簡略化されたものであるため、大量生産が可能であることに加え、低コスト化を実現することができる。特に、本発明の製造方法によれば、従来のセラミックス焼結体と比較して、高温での熱処理も必要とせず、室温での大量生産が可能であるため、低環境負荷を実現することができる。加えて、本発明の製造方法では、大型プレス機、特殊金型、真空チャンバーなどを用いる必要もない。   In addition, according to the manufacturing method of the present invention, compared to the conventional method for manufacturing a ceramic structure, in addition to not having to undergo a sintering process, the manufacturing process is extremely simplified, In addition to enabling mass production, cost reduction can be realized. In particular, according to the manufacturing method of the present invention, compared with a conventional ceramic sintered body, heat treatment at a high temperature is not required, and mass production at room temperature is possible. it can. In addition, in the manufacturing method of the present invention, there is no need to use a large press, a special mold, a vacuum chamber, or the like.

以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明に係るセラミックス構造体は、平均粒径0.03〜1.0μmのセラミックス原料粒子からなる粉末を、溶媒に分散させて、セラミックス原料粒子スラリーを得て、得られたセラミックス原料粒子スラリーを基材上に塗布して、セラミックス原料粒子層を、前記セラミックス原料粒子の平均粒径の1〜10倍の厚みで形成し、基材上に形成したセラミックス原料粒子層に対して局所静的圧力を加え、セラミックス原料粒子層を圧縮することにより製造される。
以下、本発明に係るセラミックス構造体の製造方法について、具体的に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.
The ceramic structure according to the present invention is obtained by dispersing a powder made of ceramic raw material particles having an average particle size of 0.03 to 1.0 μm in a solvent to obtain a ceramic raw material particle slurry. The ceramic raw material particle layer is applied on the base material, and the ceramic raw material particle layer is formed with a thickness of 1 to 10 times the average particle diameter of the ceramic raw material particles. The local static pressure is applied to the ceramic raw material particle layer formed on the base material. And the ceramic raw material particle layer is compressed.
Hereinafter, the method for producing a ceramic structure according to the present invention will be specifically described.

まず、セラミックス原料粒子を準備する。セラミックス原料粒子を構成するセラミックス材料としては、製造するセラミックス構造体の種類に応じて、適宜選択して用いれば良い。また、セラミックス材料としては、1種だけでなく、2種以上の材料を混合して用いてもよい。このようなセラミックス材料としては、一般式ABOで表されるペロブスカイト型結晶構造を有する高誘電率材料や、アルミナ、イットリア、YAG(イットリウム・アルミニウムガーネット)、石英などの透光性の材料などが挙げられる。本発明においては、高誘電率材料としては、チタン酸バリウムまたはチタン酸ストロンチウムが特に好ましく用いられる。 First, ceramic raw material particles are prepared. The ceramic material constituting the ceramic raw material particles may be appropriately selected and used according to the type of ceramic structure to be manufactured. Further, as the ceramic material, not only one kind but also two or more kinds may be mixed and used. Examples of such a ceramic material include a high dielectric constant material having a perovskite crystal structure represented by the general formula ABO 3 , and a translucent material such as alumina, yttria, YAG (yttrium / aluminum garnet), and quartz. Can be mentioned. In the present invention, barium titanate or strontium titanate is particularly preferably used as the high dielectric constant material.

また、セラミックス原料粒子としては、平均粒径が0.03〜1.0μm、特に0.05〜0.5μmのものが好ましい。セラミックス原料粒子の平均粒径が小さ過ぎると、スラリー化する際に、水や溶剤への分散性が悪化し、スラリーの調製が困難となり、さらには、セラミックス原料粒子層を均一な厚みで形成することが困難となる。一方、平均粒径が大き過ぎると、局所静的圧力を加えた際にセラミックス粒子が流動し、圧力の印加から逃れてしまい、加圧圧縮できなくなる。なお、本発明において、セラミックス原料粒子の平均粒径は、一次粒子の粒子径を平均したものであり、たとえば、SEM法などにより測定することができる。   The ceramic raw material particles preferably have an average particle size of 0.03 to 1.0 μm, particularly 0.05 to 0.5 μm. If the average particle size of the ceramic raw material particles is too small, the dispersibility in water and solvent deteriorates when slurryed, and it becomes difficult to prepare the slurry. Furthermore, the ceramic raw material particle layer is formed with a uniform thickness. It becomes difficult. On the other hand, if the average particle size is too large, the ceramic particles flow when a local static pressure is applied, escape from the application of pressure, and cannot be pressurized and compressed. In the present invention, the average particle diameter of the ceramic raw material particles is an average of the particle diameters of the primary particles, and can be measured by, for example, the SEM method.

次いで、上記にて準備したセラミックス原料粒子からなる粉末を、水、または有機溶剤に分散させて、セラミックス原料粒子スラリーを調製する。有機溶剤としては特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類の他、アセトン、メチルエチルケトン、トルエンなどが挙げられる。   Next, the powder made of the ceramic raw material particles prepared above is dispersed in water or an organic solvent to prepare a ceramic raw material particle slurry. Although it does not specifically limit as an organic solvent, In addition to alcohols, such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, toluene, etc. are mentioned.

セラミックス原料粒子スラリー中における、セラミックス原料粒子からなる粉末の含有比率は、スラリー全体を100体積%とした場合に、好ましくは0.5〜20体積%であり、より好ましくは1〜5体積%である。セラミックス原料粒子からなる粉末の含有比率が低過ぎると、スラリー粘度が低くなり過ぎてしまい、基材上への塗布が困難となる。一方、含有比率が高過ぎると、得られるセラミックス原料粒子層の薄層化が困難となることに加え、その厚みが不均一となる傾向にある。   The content ratio of the powder composed of ceramic raw material particles in the ceramic raw material particle slurry is preferably 0.5 to 20% by volume, more preferably 1 to 5% by volume when the entire slurry is 100% by volume. is there. When the content ratio of the powder composed of ceramic raw material particles is too low, the slurry viscosity becomes too low, and it becomes difficult to apply the powder onto the substrate. On the other hand, if the content ratio is too high, it is difficult to make the resulting ceramic raw material particle layer thinner, and the thickness tends to be non-uniform.

セラミックス原料粒子からなる粉末を、水または有機溶剤中へ分散させ、スラリー化する方法としては、セラミックス原料粒子からなる粉末を均一に分散できる方法であればよく、特に限定されないが、超音波分散による方法や、ボールミルによる方法などが挙げられる。   The method of dispersing the powder made of ceramic raw material particles in water or an organic solvent to form a slurry is not particularly limited as long as the powder made of ceramic raw material particles can be uniformly dispersed. And a method using a ball mill.

次いで、上記にて調製したセラミックス原料粒子スラリーを、基材上に塗布し、必要に応じて乾燥させることによりセラミックス原料粒子層を形成する。セラミックス原料粒子スラリーの塗布方法としては、均一に塗布できる方法であれば何でもよく特に限定されないが、たとえば、スピンコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、スクリーン印刷法、表面張力による均一乾燥による方法などが挙げられる。なお、セラミックス原料粒子スラリーを塗布した後に、乾燥を行う場合には、室温にて乾燥を行うことが好ましい。   Next, the ceramic raw material particle slurry prepared above is applied onto a substrate and dried as necessary to form a ceramic raw material particle layer. The method for applying the ceramic raw material particle slurry is not particularly limited as long as it can be uniformly applied. For example, a spin coating method, a dip coating method, a doctor blade method, a screen printing method, and a method by uniform drying by surface tension. Etc. In addition, when drying after apply | coating a ceramic raw material particle slurry, it is preferable to dry at room temperature.

本発明において、セラミックス原料粒子層を形成する際には、最終的に得られるセラミックス構造体に対応する形状で形成しておくことが望ましい。すなわち、最終的に得られるセラミックス構造体を平面状とする場合には、セラミックス原料粒子層も平面状としておけばよい。   In the present invention, when the ceramic raw material particle layer is formed, it is desirable to form it in a shape corresponding to the finally obtained ceramic structure. That is, when the finally obtained ceramic structure is planar, the ceramic raw material particle layer may be planar.

あるいは、最終的に得られるセラミックス構造体を、所定パターンを有する回路形状とする場合には、所定パターンでセラミックス原料粒子層を形成すればよい。この場合においては、基材として回路基板を用い、回路基板上に、直接、所定パターンでセラミックス原料粒子層を形成することが製造効率の観点より好ましい。なお、セラミックス構造体を、所定パターンを有する回路形状とする場合には、複数のセラミックス材料を用い、複数のパターンを形成することで、複数のデバイスを回路に組み込むことも可能となる。   Alternatively, when the finally obtained ceramic structure is formed into a circuit shape having a predetermined pattern, the ceramic raw material particle layer may be formed in a predetermined pattern. In this case, it is preferable from the viewpoint of manufacturing efficiency to use a circuit board as a base material and to directly form a ceramic material particle layer in a predetermined pattern on the circuit board. When the ceramic structure has a circuit shape having a predetermined pattern, a plurality of devices can be incorporated into the circuit by forming a plurality of patterns using a plurality of ceramic materials.

本発明においては、乾燥後のセラミックス原料粒子層の厚み(単位は、μm)を、セラミックス原料粒子の平均粒径(単位は、μm)の1〜10倍、好ましくは3〜10倍とする。すなわち、セラミックス原料粒子層の厚さは、セラミックス原料粒子の層が1層程度から十数層となる範囲とすることが好ましく、たとえば、セラミックス原料粒子として、平均粒径が0.5μmのものを用いた場合には、セラミックス原料粒子層の厚みは0.5〜5μmとする。乾燥後のセラミックス原料粒子層の厚みをこのような範囲とすることにより、局所静的圧力により加圧した場合における、セラミックス原料粒子の塑性変形を均一なものとすることができる。   In the present invention, the thickness (unit: μm) of the ceramic material particle layer after drying is 1 to 10 times, preferably 3 to 10 times the average particle size (unit: μm) of the ceramic material particles. That is, the thickness of the ceramic raw material particle layer is preferably in a range in which the ceramic raw material particle layer is about 1 to a dozen layers. For example, the ceramic raw material particles having an average particle size of 0.5 μm are used. When used, the thickness of the ceramic raw material particle layer is set to 0.5 to 5 μm. By setting the thickness of the ceramic raw material particle layer after drying in such a range, the plastic deformation of the ceramic raw material particles can be made uniform when pressurized by local static pressure.

セラミックス原料粒子層の厚みが薄すぎると、局所静的圧力を加えた際における、セラミックス原料粒子間の接触面積が減少するため、セラミックス原料粒子同士の結着接合が不十分となる。一方、セラミックス原料粒子層の厚みが厚すぎると、セラミックス原料粒子間の摩擦が大きくなり、局所静的圧力の印加による応力が摩擦力で相殺されてしまい、セラミックス原料粒子層の厚さ方向に均一に伝わらなくなる。   If the thickness of the ceramic raw material particle layer is too thin, the contact area between the ceramic raw material particles when a local static pressure is applied decreases, so that the bonding of the ceramic raw material particles becomes insufficient. On the other hand, if the thickness of the ceramic raw material particle layer is too thick, friction between the ceramic raw material particles will increase, and the stress due to the application of local static pressure will be offset by the frictional force, making it uniform in the thickness direction of the ceramic raw material particle layer. It will not be transmitted to.

セラミックス原料粒子スラリーを塗布するための基材としては、ガラスあるいは、ガラスの硬さ以上の硬さを有する材料からなる基材(たとえば、セラミックス基材)などを用いることができる。   As a base material for applying the ceramic raw material particle slurry, glass or a base material (for example, a ceramic base material) made of a material having a hardness higher than that of glass can be used.

次いで、基材上に形成したセラミックス原料粒子層に対して、局所静的圧力を加え、セラミックス原料粒子層を加圧圧縮する。セラミックス原料粒子層に加える局所静的圧力は、0.5GPa以上とすることが好ましく、より好ましくは1.0GPa以上、さらに好ましくは2.0GPa以上である。局所静的圧力が小さ過ぎると、セラミックス原料粒子同士の結着接合が不十分となる。   Next, a local static pressure is applied to the ceramic raw material particle layer formed on the substrate, and the ceramic raw material particle layer is compressed under pressure. The local static pressure applied to the ceramic raw material particle layer is preferably 0.5 GPa or more, more preferably 1.0 GPa or more, and further preferably 2.0 GPa or more. If the local static pressure is too small, the bonding of ceramic raw material particles becomes insufficient.

なお、本発明において、“局所静的圧力”とは、極めて小さな面積に(局所的に)、極めて小さな荷重により静的圧力を加えることを意味し、本発明では、局所静的圧力は、好ましくは5×10−5〜1mm、特に5×10−5〜5×10−1mmの範囲に対して静的圧力を加えることが好ましい。静的圧力を局所的に印加するという構成を採用することにより、数kg重程度の小さい荷重で、より高い圧力をセラミックス原料粒子層に対して加えることができ、そのため、圧縮に要する設備の小型、簡略化が可能となり、低コスト化を図ることができる。 In the present invention, “local static pressure” means applying static pressure to an extremely small area (locally) with an extremely small load. In the present invention, local static pressure is preferably is 5 × 10 -5 ~1mm 2, it is preferable to add a static pressure against particular 5 × 10 -5 ~5 × 10 -1 mm 2 range. By adopting a configuration in which static pressure is applied locally, a higher pressure can be applied to the ceramic material particle layer with a small load of about several kilograms, which reduces the size of equipment required for compression. Therefore, simplification is possible and cost reduction can be achieved.

なお、局所静的圧力を加える際の雰囲気は、常圧または減圧下とすることが好ましい。   In addition, it is preferable that the atmosphere at the time of applying a local static pressure shall be a normal pressure or pressure reduction.

セラミックス原料粒子層に対して、局所静的圧力を加える方法としては、特に限定されず、上記にて形成したセラミックス原料粒子層の形状および最終的に得られるセラミックス構造体の形状にあわせて、適宜選択すればよく、凹凸面付き圧子、円錐台圧子またはローラーを備えるものなどを用いることができる。なお、円錐台圧子としては、ダイヤモンド製のものを用いることが好ましい。さらに、本発明では、数kg重程度の小さい荷重で加圧すれば十分であるため、通常用いられているプレス機に凹凸面付き圧子や円錐台圧子を装着し、これを用いて局所静的圧力を加えればよい。   The method of applying local static pressure to the ceramic raw material particle layer is not particularly limited, and is appropriately selected according to the shape of the ceramic raw material particle layer formed above and the shape of the finally obtained ceramic structure. What is necessary is just to select, The thing provided with the indenter with an uneven surface, a truncated cone indenter, or a roller etc. can be used. In addition, it is preferable to use the thing made from a diamond as a truncated cone indenter. Furthermore, in the present invention, it is sufficient to pressurize with a load as small as several kilograms. Therefore, an indenter with an uneven surface or a truncated cone indenter is attached to a commonly used press machine, and this is used for local static Apply pressure.

たとえば、上記にて形成したセラミックス原料粒子層の形状を平面円形状とした場合には、ダイヤモンド円錐台圧子にて局所静的圧力を加えることにより、円盤状のセラミックス構造体を得ることができる。なお、この場合において、局所静的圧力を印加する面積よりも大きな面積を有するセラミックス構造体を製造する場合には、所望の面積に応じて、ダイヤモンド円錐台圧子による局所静的圧力による加圧を、連続して複数回加えれば良い。同様に、セラミックス構造体を、所定パターンを有する回路形状とする場合にも、ダイヤモンド円錐台圧子による局所静的圧力による加圧を、所定パターンにあわせて、連続して複数回加えれば良い。   For example, when the shape of the ceramic raw material particle layer formed above is a planar circular shape, a disk-shaped ceramic structure can be obtained by applying a local static pressure with a diamond frustum indenter. In this case, when manufacturing a ceramic structure having an area larger than the area to which the local static pressure is applied, pressurization with the local static pressure by the diamond truncated cone indenter is performed according to the desired area. It may be added several times in succession. Similarly, when the ceramic structure is formed into a circuit shape having a predetermined pattern, pressurization by a local static pressure using a diamond truncated cone indenter may be continuously applied a plurality of times in accordance with the predetermined pattern.

また、表面に凹凸を有するセラミックス構造体を得たい場合には、凹凸面付き圧子にて局所静的圧力を加える方法を用いることができる。   Moreover, when it is desired to obtain a ceramic structure having irregularities on the surface, a method of applying a local static pressure with an indenter with an irregular surface can be used.

さらには、凹凸面付き圧子を歯車型のものとすることにより、歯車型のセラミックス構造体を得ることができるし、セラミックス原料粒子スラリーを塗布する基材として凹部を有する基材を用い、これに球面状の圧子を用いて局所静的圧力を加えることにより、レンズ状のセラミックス構造体を得ることもできる。   Furthermore, a gear-type ceramic structure can be obtained by using an indented surface indenter as a gear type, and a base material having a recess is used as a base material on which ceramic raw material particle slurry is applied. By applying a local static pressure using a spherical indenter, a lens-like ceramic structure can be obtained.

あるいは、円錐台圧子または凹凸面付き圧子の代わりに、ローラーを用いれば、セラミックス原料粒子層と接触する部分を線上とすることができるため、ローラーを回転させながら線上に局所的に連続的に応力を負荷することにより、広い面積を有する平面状のセラミックス構造体を効率的に得ることができる。   Alternatively, if a roller is used in place of the truncated cone indenter or the indented surface indenter, the portion in contact with the ceramic material particle layer can be placed on the line, so that the stress is locally and continuously applied on the line while rotating the roller. By loading, a planar ceramic structure having a large area can be obtained efficiently.

以上のようにして本発明のセラミックス構造体は製造される。
本発明のセラミックス構造体は、セラミックス原料粒子層に局所静的圧力を加えることにより製造されるものであるため、焼結工程を経ることなく、焼結工程を経た場合と同程度の特性および十分に高い相対密度を有するものとすることができる。具体的には、相対密度を80%以上とすることができる。また、層厚みについても、4μm以下、好ましくは2μm以下、より好ましくは1μm以下と薄層化することができる。そして、このような本発明のセラミックス構造体は、コンデンサの誘電体層、微小レンズまたは微小歯車として好適に用いることができる。なお、本発明のセラミックス構造体において、通常、厚みの下限は用いるセラミックス原料粒子の粒径と同程度である。
The ceramic structure of the present invention is manufactured as described above.
Since the ceramic structure of the present invention is manufactured by applying a local static pressure to the ceramic raw material particle layer, it has the same characteristics and sufficient characteristics as those obtained through the sintering process without going through the sintering process. And have a high relative density. Specifically, the relative density can be 80% or more. Also, the layer thickness can be reduced to 4 μm or less, preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less. Such a ceramic structure of the present invention can be suitably used as a dielectric layer, minute lens or minute gear of a capacitor. In the ceramic structure of the present invention, the lower limit of the thickness is usually about the same as the particle size of the ceramic raw material particles used.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。   Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.

実施例1
まず、セラミックス原料粒子として、平均粒径が0.3μmであるチタン酸バリウム粒子からなる粉末を準備した。そして、溶剤としてのイソプロピルアルコール中に、チタン酸バリウム粒子からなる粉末を分散させることにより、チタン酸バリウム粒子のスラリー(5体積%)を調製した。なお、分散は、超音波を用いて行った。
Example 1
First, powder made of barium titanate particles having an average particle diameter of 0.3 μm was prepared as ceramic raw material particles. And the slurry (5 volume%) of barium titanate particle | grains was prepared by disperse | distributing the powder which consists of barium titanate particle | grains in the isopropyl alcohol as a solvent. The dispersion was performed using ultrasonic waves.

次いで、得られたチタン酸バリウム粒子のスラリーを、ガラス基板上に均一に塗布し、室温で乾燥させることにより、チタン酸バリウム粒子層を形成した。本実施例では、表面張力による均一乾燥方法によりスラリーを塗布し、乾燥後のチタン酸バリウム粒子層の厚みは2.0μmであった。   Next, the obtained barium titanate particle slurry was uniformly coated on a glass substrate and dried at room temperature to form a barium titanate particle layer. In this example, the slurry was applied by a uniform drying method using surface tension, and the thickness of the dried barium titanate particle layer was 2.0 μm.

そして、チタン酸バリウム粒子層に対して、直径50μmの円錐台ダイヤモンド圧子を接着した微小硬度計を用いて、局所静的圧力を印加した。本実施例では、それぞれ、0.2kg、0.5kg、1.0kgの条件で荷重を負荷することにより、それぞれ1.0GPa、2.5GPa、5.0GPaの各圧力で加圧を行い、加圧力を変化させた直径50μmのチタン酸バリウム構造体のサンプルを得た。なお、局所静的圧力の印加時間は、15秒とした。   Then, a local static pressure was applied to the barium titanate particle layer using a microhardness meter in which a frustum diamond indenter having a diameter of 50 μm was bonded. In this embodiment, by applying a load under the conditions of 0.2 kg, 0.5 kg, and 1.0 kg, respectively, pressurization is performed at pressures of 1.0 GPa, 2.5 GPa, and 5.0 GPa, respectively. A sample of a barium titanate structure having a diameter of 50 μm with varying pressure was obtained. The application time of the local static pressure was 15 seconds.

得られた各チタン酸バリウム構造体について、レーザー顕微鏡を用いて厚みを計測したところ、1.0GPa、2.5GPa、5.0GPaの各圧力で加圧を行ったいずれの試料も、均一な厚さとなっていた。   About each obtained barium titanate structure, when thickness was measured using the laser microscope, any sample pressurized by each pressure of 1.0 GPa, 2.5 GPa, and 5.0 GPa has uniform thickness. It was.

また、得られた各チタン酸バリウム構造体について、以下の方法に従い相対輝度を測定した。
すなわち、まず、各チタン酸バリウム構造体について、光学顕微鏡の透過光モードでの写真を撮影した。そして、得られた写真について、画像解析ソフトを用いて、ピクセル毎の輝度をチタン酸バリウム構造体試料全体について求め、基板であるガラスの部分の輝度を1とした場合における、各ピクセルの輝度を求め、これを平均することにより相対輝度を測定した。結果を表1に示す。なお、試料厚みが同じである場合には、相対密度が高いほど、試料内部の気孔が少なくなり、内部の気孔に起因する光の散乱が抑えられると考えられる。そのため、相対密度が高いほど、相対輝度は高くなるものと判断できる。
Further, the relative luminance of each obtained barium titanate structure was measured according to the following method.
That is, first, a photograph of each barium titanate structure in the transmitted light mode of an optical microscope was taken. And about the obtained photograph, using image analysis software, the brightness | luminance for every pixel is calculated | required about the whole barium titanate structure body sample, and the brightness | luminance of each pixel in the case where the brightness | luminance of the glass part which is a board | substrate is set to 1. The relative luminance was measured by obtaining and averaging the results. The results are shown in Table 1. When the sample thickness is the same, it is considered that the higher the relative density, the fewer the pores inside the sample, and the more light scattering caused by the internal pores can be suppressed. Therefore, it can be determined that the higher the relative density, the higher the relative luminance.

表1に示すように、局所静的圧力を大きくしていくと、相対輝度は高くなる結果となり、セラミックス構造体として望ましいものとなる結果となった。特に、本実施例においては、局所静的圧力を1.0GPa、2.5GPa、5.0GPaとした試料のいずれも、十分に高い相対輝度を示し、これらの試料は、いずれも相対密度が80%以上となっていると考えられる。
また、図1(A)、図2(A)に、局所静的圧力を加える前のセラミックス原料粒子層のSEM写真を、図1(B)、図2(B)に、5.0GPaの局所静的圧力を加えた後のセラミックス構造体のSEM写真をそれぞれ示す。図1(B)、図2(B)より明らかなように、局所静的圧力を加えることにより、セラミックス原料粒子同士が結着結合することが確認できる。
As shown in Table 1, when the local static pressure was increased, the relative luminance was increased, which was desirable as a ceramic structure. In particular, in this example, all the samples with local static pressures of 1.0 GPa, 2.5 GPa, and 5.0 GPa exhibit sufficiently high relative luminance, and these samples all have a relative density of 80. It is thought that it is more than%.
FIGS. 1A and 2A show SEM photographs of the ceramic raw material particle layer before applying the local static pressure, and FIGS. 1B and 2B show the local pressure of 5.0 GPa. The SEM photograph of the ceramic structure after applying a static pressure is shown, respectively. As is clear from FIGS. 1B and 2B, it can be confirmed that the ceramic raw material particles are bound and bonded by applying a local static pressure.

実施例2
セラミックス原料粒子として、平均粒径が0.5μmであるチタン酸バリウム粒子からなる粉末を使用した以外は、実施例1と同様にして、加圧力を1.0GPa、2.5GPa、5.0GPaの各圧力としたチタン酸バリウム構造体のサンプルを作製した。そして、得られた各チタン酸バリウム構造体について、レーザー顕微鏡を用いて厚みを計測したところ、1.0GPa、2.5GPa、5.0GPaの各圧力で加圧を行ったいずれの試料も、均一な厚さとなっていた。また、実施例1と同様に、各チタン酸バリウム構造体について、相対輝度を測定した結果を表2に示す。
Example 2
The applied pressure is 1.0 GPa, 2.5 GPa, and 5.0 GPa in the same manner as in Example 1 except that the powder made of barium titanate particles having an average particle size of 0.5 μm is used as the ceramic raw material particles. Samples of barium titanate structures with various pressures were prepared. And about each obtained barium titanate structure, when the thickness was measured using the laser microscope, any sample pressurized by each pressure of 1.0 GPa, 2.5 GPa, and 5.0 GPa is uniform. It was thick. As in Example 1, Table 2 shows the results of measuring the relative luminance for each barium titanate structure.

表2より、セラミックス原料粒子として、平均粒径が0.5μmであるチタン酸バリウム粒子からなる粉末を使用した場合にも、同様の結果となることが確認できた。   From Table 2, it was confirmed that the same result was obtained when the powder made of barium titanate particles having an average particle diameter of 0.5 μm was used as the ceramic raw material particles.

実施例3
セラミックス原料粒子として、平均粒径が0.3μmであるチタン酸ストロンチウム粒子からなる粉末を使用した以外は、実施例1と同様にして、加圧力を1.0GPa、2.5GPa、5.0GPaの各圧力としたチタン酸ストロンチウム構造体のサンプルを作製した。そして、得られた各チタン酸ストロンチウム構造体について、レーザー顕微鏡を用いて厚みを計測したところ、1.0GPa、2.5GPa、5.0GPaの各圧力で加圧を行ったいずれの試料も、均一な厚さとなっていた。また、実施例1と同様に、各チタン酸ストロンチウム構造体について、相対輝度を測定したところ、実施例1に係るチタン酸バリウム構造体とほぼ同様の結果となった。
Example 3
The applied pressure is 1.0 GPa, 2.5 GPa, and 5.0 GPa in the same manner as in Example 1 except that the ceramic raw material particles are powders made of strontium titanate particles having an average particle size of 0.3 μm. Samples of strontium titanate structures with various pressures were prepared. And about each obtained strontium titanate structure, when thickness was measured using the laser microscope, any sample pressurized by each pressure of 1.0 GPa, 2.5 GPa, and 5.0 GPa is uniform. It was thick. Moreover, when the relative luminance was measured for each strontium titanate structure as in Example 1, the results were almost the same as those of the barium titanate structure according to Example 1.

図1(A)は局所静的圧力を加える前のセラミックス原料粒子層のSEM写真、図1(B)は局所静的圧力を加えた後のセラミックス構造体のSEM写真である。FIG. 1A is an SEM photograph of the ceramic raw material particle layer before applying local static pressure, and FIG. 1B is an SEM photograph of the ceramic structure after applying local static pressure. 図2(A)は局所静的圧力を加える前のセラミックス原料粒子層のSEM写真、図2(B)は局所静的圧力を加えた後のセラミックス構造体のSEM写真である。2A is an SEM photograph of the ceramic raw material particle layer before applying the local static pressure, and FIG. 2B is an SEM photograph of the ceramic structure after applying the local static pressure.

Claims (16)

平均粒径0.03〜1.0μmのセラミックス原料粒子からなる粉末を、溶媒に分散させて、セラミックス原料粒子スラリーを得る工程と、
前記セラミックス原料粒子スラリーを基材上に塗布して、セラミックス原料粒子層を、前記セラミックス原料粒子の平均粒径の1〜10倍の厚みで形成する工程と、
前記セラミックス原料粒子層に対して局所静的圧力を加えることにより、前記セラミックス原料粒子層を圧縮する工程と、
を有するセラミックス構造体の製造方法。
A step of dispersing ceramic raw material particles having an average particle size of 0.03 to 1.0 μm in a solvent to obtain ceramic raw material particle slurry;
Applying the ceramic raw material particle slurry onto a substrate, and forming a ceramic raw material particle layer with a thickness of 1 to 10 times the average particle diameter of the ceramic raw material particles;
Compressing the ceramic raw material particle layer by applying a local static pressure to the ceramic raw material particle layer;
The manufacturing method of the ceramic structure which has this.
前記セラミックス原料粒子層に対して加える局所静的圧力を0.5GPa以上とする請求項1に記載のセラミックス構造体の製造方法。   The method for manufacturing a ceramic structure according to claim 1, wherein a local static pressure applied to the ceramic material particle layer is 0.5 GPa or more. 前記セラミックス原料粒子層に対して局所静的圧力を加える際における圧力の印加面積を、5×10−5〜1mmとする請求項1または2に記載のセラミックス構造体の製造方法。 The manufacturing method of the ceramic structure of Claim 1 or 2 which makes the application area of the pressure at the time of applying a local static pressure with respect to the said ceramic raw material particle layer 5 * 10 < -5 > -1mm < 2 >. 前記基材が、ガラスまたはガラスの硬さ以上の硬さを有する材料からなる基材である請求項1〜3のいずれかに記載のセラミックス構造体の製造方法。   The method for producing a ceramic structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate is a substrate made of glass or a material having a hardness equal to or higher than that of glass. 前記セラミックス原料粒子スラリー中における、前記セラミックス原料粒子の含有比率を0.5〜20体積%とする請求項1〜4のいずれかに記載のセラミックス構造体の製造方法。   The manufacturing method of the ceramic structure in any one of Claims 1-4 which makes the content rate of the said ceramic raw material particle in the said ceramic raw material particle slurry 0.5-20 volume%. 前記セラミックス原料粒子は、1種または2種以上の原料から構成されてなる請求項1〜5のいずれかに記載のセラミックス構造体の製造方法。   The said ceramic raw material particle is a manufacturing method of the ceramic structure in any one of Claims 1-5 comprised from 1 type, or 2 or more types of raw materials. 前記セラミックス原料粒子は、チタン酸バリウムまたはチタン酸ストロンチウムを少なくとも含む請求項1〜6のいずれかに記載のセラミックス構造体の製造方法。   The method for producing a ceramic structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the ceramic raw material particles include at least barium titanate or strontium titanate. 前記基材上に塗布した前記セラミックス原料粒子スラリーを、室温で乾燥することにより、前記セラミックス原料粒子層を形成する請求項1〜7のいずれかに記載のセラミックス構造体の製造方法。   The method for producing a ceramic structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the ceramic raw material particle layer is formed by drying the ceramic raw material particle slurry applied on the substrate at room temperature. 点状または線状に加圧する加圧手段により、前記セラミックス原料粒子層に対して局所静的圧力を加える請求項1〜8のいずれかに記載のセラミックス構造体の製造方法。   The method for manufacturing a ceramic structure according to any one of claims 1 to 8, wherein a local static pressure is applied to the ceramic raw material particle layer by a pressurizing unit that pressurizes in a dotted or linear manner. 前記加圧手段は、凹凸面付き圧子、円錐台圧子またはローラーを備えるものである請求項9に記載のセラミックス構造体の製造方法。   The method for producing a ceramic structure according to claim 9, wherein the pressurizing means includes an indenter with a concave-convex surface, a truncated cone indenter, or a roller. 前記加圧手段は、ダイヤモンド製の円錐台圧子からなる請求項10に記載のセラミックス構造体の製造方法。   The method of manufacturing a ceramic structure according to claim 10, wherein the pressurizing unit is a frustum indenter made of diamond. 前記セラミックス原料粒子層を平面状に形成し、平面状の前記セラミックス原料粒子層に対して、前記ローラーにより連続的に局所静的圧力を加える請求項10に記載のセラミックス構造体の製造方法。   The method for producing a ceramic structure according to claim 10, wherein the ceramic raw material particle layer is formed in a planar shape, and a local static pressure is continuously applied to the planar ceramic raw material particle layer by the roller. 前記セラミックス原料粒子スラリーを、所定パターンで基材上に塗布することにより、前記セラミックス原料粒子層を所定パターンで形成する請求項1〜12のいずれかに記載のセラミックス構造体の製造方法。   The method for producing a ceramic structure according to any one of claims 1 to 12, wherein the ceramic raw material particle layer is formed in a predetermined pattern by applying the ceramic raw material particle slurry on a substrate in a predetermined pattern. 請求項1〜13のいずれかに記載の方法により得られるセラミックス構造体。   A ceramic structure obtained by the method according to claim 1. 前記セラミックス構造体は、層厚みが4μm以下であり、相対密度が80%以上である請求項14に記載のセラミックス構造体。   The ceramic structure according to claim 14, wherein the ceramic structure has a layer thickness of 4 μm or less and a relative density of 80% or more. 前記セラミックス構造体は、コンデンサの誘電体層、微小レンズまたは微小歯車である請求項14または15に記載のセラミックス構造体。   The ceramic structure according to claim 14 or 15, wherein the ceramic structure is a dielectric layer, a minute lens, or a minute gear of a capacitor.
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