JP2018199256A - Method for producing ceramic plate-like body - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing a ceramic plate-like body which efficiently produces a ceramic plate-like body having a through hole that suppresses occurrence of a projection without providing a polishing step after burning.SOLUTION: A method for producing a ceramic plate-like body includes: a first step of preparing a non-sintered plate-like body 1s; a second step of preparing a plurality of resin sheets 2g of a resin slurry containing resin powder formed of a resin material that is slightly soluble in an organic solvent and is burned down during burning; a third step of laminating and pressure-bonding the non-sintered plate-like body 1s and the resin sheet 2g to prepare a non-sintered laminate 10g; a fourth step of forming a non-sintered laminate through hole 10gh by drill; a fifth step of burning the non-sintered laminate 10g so that ceramic plate-like bodes obtained by burning the non-sintered plate-like body 1s are bonding to each other through a dispersed fine to produce a ceramic laminate; and a sixth step of breaking the junction in the ceramic laminate so that the ceramic laminate is divided into the plurality of ceramic plate-like bodies.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、一方主面と他方主面との間を貫通する貫通孔を有するセラミック板状体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic plate-like body having a through hole penetrating between one main surface and the other main surface.

セラミック板状体は、例えば固体酸化物型燃料電池の電池セルの構成部材として用いられている。このようなセラミック板状体の製造方法の一例として、特開2013−208876号公報(特許文献1)に記載のセラミック板状体の製造方法が挙げられる。   The ceramic plate-like body is used as a constituent member of a battery cell of a solid oxide fuel cell, for example. As an example of such a method for producing a ceramic plate, there is a method for producing a ceramic plate described in JP2013-208876A (Patent Document 1).

特許文献1に記載のセラミック板状体の製造方法は、成形工程と、周縁押さえ工程と、焼成工程とを含む。成形工程では、未焼結板状体が所定の形状に切断される。周縁押さえ工程では、成形工程によって得られた所定の形状を有する未焼結板状体の周縁部の少なくとも一部が、未焼結板状体の厚さ方向に押えられる。焼成工程では、周縁押え工程を経た未焼結板状体が焼成される。特許文献1に記載のセラミック板状体の製造方法では、高い強度信頼性の基準を満たすセラミック板状体が歩留りよく製造されるとされている。   The manufacturing method of the ceramic plate-shaped body described in Patent Document 1 includes a forming step, a peripheral edge pressing step, and a firing step. In the forming step, the unsintered plate-like body is cut into a predetermined shape. In the peripheral pressing step, at least a part of the peripheral portion of the unsintered plate-like body having a predetermined shape obtained by the forming step is pressed in the thickness direction of the unsintered plate-like body. In the firing step, the unsintered plate-like body that has undergone the peripheral pressing step is fired. In the method of manufacturing a ceramic plate described in Patent Document 1, it is said that a ceramic plate satisfying a high strength reliability standard is manufactured with a high yield.

特開2013−208876号公報JP 2013-208876 A

固体酸化物型燃料電池の電池セルに用いられるセラミック板状体には、ガス流路として一方主面と他方主面との間を貫通する貫通孔が形成されることがある。上記のセラミック板状体の製造方法では、成形工程は、未焼結板状体がコア部とキャビティ部と備えた金型により打ち抜かれることにより行なわれる。その際、所定の外形への未焼結板状体の切断と未焼結板状体貫通孔の形成とが同時に行なわれる。   A ceramic plate used for a battery cell of a solid oxide fuel cell may be formed with a through-hole penetrating between one main surface and the other main surface as a gas flow path. In the above method for producing a ceramic plate-like body, the forming step is performed by punching an unsintered plate-like body with a mold provided with a core portion and a cavity portion. At that time, the cutting of the unsintered plate-like body into a predetermined outer shape and the formation of the unsintered plate-like body through-hole are simultaneously performed.

未焼結板状体が金型により打ち抜かれて未焼結板状体貫通孔が形成される際に、未焼結板状体貫通孔の周囲の未焼結板状体の少なくとも一部が、金型のコア部の進行する向きに変形する虞がある。図9には、未焼結板状体100sが金型のコア部Cにより打ち抜かれて未焼結板状体貫通孔100shが形成される過程が示されている。未焼結板状体100sの厚みは、実際の厚みより誇張して図示されている。   When the unsintered plate-like body is punched out by the mold to form the unsintered plate-like body through-hole, at least a part of the unsintered plate-like body around the unsintered plate-like body through-hole is There is a risk of deformation in the direction in which the core portion of the mold proceeds. FIG. 9 shows a process in which the unsintered plate-like body 100s is punched out by the core part C of the mold to form the unsintered plate-like body through-hole 100sh. The thickness of the green plate 100s is exaggerated from the actual thickness.

未焼結板状体100sの一方主面から打ち込まれたコア部Cが未焼結板状体100s内を通過するに従って、コア部Cの前方の未焼結板状体100sの厚みは、次第に薄くなる。薄くなった未焼結板状体100sは、コア部Cの進行する向きに凸となるように変形する。そして、コア部Cが未焼結板状体100sの他方主面に抜けた後に、変形残留物(以下、「バリ」と呼称することがある)が発生する。   As the core portion C driven from one main surface of the unsintered plate body 100s passes through the unsintered plate body 100s, the thickness of the unsintered plate body 100s in front of the core portion C gradually increases. getting thin. The thin unsintered plate-like body 100s is deformed so as to be convex in the direction in which the core portion C proceeds. Then, after the core portion C is pulled out to the other main surface of the unsintered plate-like body 100s, a deformation residue (hereinafter sometimes referred to as “burr”) is generated.

仮に、この未焼結板状体貫通孔の形成を別にドリルを用いて行なったとしても、未焼結板状体に同様の変形が生じる虞がある。図10には、未焼結板状体100sがドリルDにより穿孔されて未焼結板状体貫通孔100shが形成される過程が示されている。   Even if this unsintered plate-like body through-hole is formed separately using a drill, the unsintered plate-like body may be similarly deformed. FIG. 10 shows a process in which an unsintered plate-like body 100s is drilled with a drill D to form an unsintered plate-like body through-hole 100sh.

この場合も、未焼結板状体100sの一方主面から進行したドリルDが未焼結板状体100s内を通過するに従って、ドリルDの前方の未焼結板状体100sの厚みは、次第に薄くなる。薄くなった未焼結板状体100sは、ドリルDの進行する向きに凸となるように変形する。そして、ドリルDが未焼結板状体100sの他方主面に抜けた後に、同様にバリが発生する。   Also in this case, as the drill D proceeding from one main surface of the unsintered plate 100s passes through the unsintered plate 100s, the thickness of the unsintered plate 100s in front of the drill D is: It becomes thinner gradually. The thin unsintered plate-like body 100s is deformed so as to be convex in the direction in which the drill D proceeds. Then, after the drill D is pulled out to the other main surface of the unsintered plate-like body 100s, burrs are similarly generated.

すなわち、上記の製造方法では、焼成後に得られたセラミック板状体の他方主面に、上記のバリに由来する凸部が残留する虞がある。そのようなセラミック板状体が積み重ねられたり、その状態でさらに振動が加えられたりした場合に、凸部に接した別のセラミック板状体に局所的な荷重の集中が発生し、破損する虞がある。このような虞を解消するためには、セラミック板状体の主面を何らかの方法により研磨して凸部を除去する必要があり、手間およびコストの面から望ましくない。   That is, in the above manufacturing method, there is a possibility that the convex portion derived from the above burr remains on the other main surface of the ceramic plate obtained after firing. If such ceramic plates are stacked or if further vibrations are applied in that state, local load concentration may occur on another ceramic plate that is in contact with the projections and may be damaged. There is. In order to eliminate such a concern, it is necessary to remove the convex portion by polishing the main surface of the ceramic plate-like body by some method, which is not desirable in terms of labor and cost.

それで、この発明の目的は、焼成後の研磨工程を含まずに、バリに由来する凸部の発生が抑制された貫通孔を有するセラミック板状体が効率良く製造されるセラミック板状体の製造方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to produce a ceramic plate-like body that does not include a polishing step after firing and can efficiently produce a ceramic plate-like body having a through hole in which the occurrence of convex portions derived from burrs is suppressed. Is to provide a method.

この発明に係るセラミック板状体の製造方法では、未焼結板状体への貫通孔形成方法についての改良が図られる。   In the method for manufacturing a ceramic plate according to the present invention, the method for forming a through hole in an unsintered plate is improved.

この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の形態は、焼成後の研磨工程を含まない。そして、この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の形態は、以下の第1ないし第6の工程を備えている。   The first embodiment of the method for producing a ceramic plate according to the present invention does not include a polishing step after firing. And the 1st form of the manufacturing method of the ceramic plate-shaped body which concerns on this invention is equipped with the following 1st thru | or 6th processes.

第1の工程は、セラミック材料粉末を含む複数の未焼結板状体が作製または準備される工程である。第2の工程は、有機溶剤と、この有機溶剤に難溶で焼成時に焼失する樹脂材料からなる樹脂粉末とを含む樹脂スラリーを用いて、複数の樹脂シートが作製または準備される工程である。第3の工程は、未焼結板状体と樹脂シートとが交互に積層され、圧着されることにより、未焼結積層体が作製される工程である。   The first step is a step in which a plurality of unsintered plate-like bodies containing ceramic material powder are produced or prepared. A 2nd process is a process by which a some resin sheet is produced or prepared using the resin slurry containing the organic solvent and the resin powder which consists of the resin material which is hardly soluble in this organic solvent and burns down at the time of baking. A 3rd process is a process by which a non-sintered laminated body is produced by alternately laminating | stacking a non-sintered plate-shaped body and a resin sheet, and crimping | bonding it.

第4の工程は、未焼結積層体の一方主面と他方主面との間を貫通する未焼結積層体貫通孔がドリルにより形成される工程である。第5の工程は、未焼結積層体が焼成される工程である。この工程において、複数の樹脂シートは焼失する。また、複数の未焼結板状体が焼結されて、貫通孔を有する複数のセラミック板状体となり、かつ複数のセラミック板状体同士が散在する微小な接合部を介して接合してなるセラミック積層体となる。第6の工程は、セラミック積層体が複数のセラミック板状体に分割されるように、セラミック積層体における上記の接合部が破断される工程である。   A 4th process is a process by which the unsintered laminated body through-hole which penetrates between one main surface and the other main surface of an unsintered laminated body is formed with a drill. The fifth step is a step in which the green laminate is fired. In this step, the plurality of resin sheets are burned out. Further, a plurality of unsintered plate-like bodies are sintered to form a plurality of ceramic plate-like bodies having through holes, and are joined via minute joints in which the plurality of ceramic plate-like bodies are scattered. It becomes a ceramic laminate. The sixth step is a step in which the joint portion in the ceramic laminate is broken so that the ceramic laminate is divided into a plurality of ceramic plates.

上記のセラミック板状体の製造方法では、セラミック積層体の他方主面を為していたセラミック板状体にバリに由来する凸部が残る場合があるが、それ以外のセラミック板状体における凸部の発生が確実に抑制されている。それは、未焼結積層体の他方主面をなす未焼結板状体以外の未焼結板状体では、ドリルが貫通する際に、ドリルの進行する向きの先にある樹脂シートおよび未焼結板状体により、未焼結板状体の変形が抑制されるためである。   In the above method for producing a ceramic plate, a convex portion derived from a burr may remain on the ceramic plate that has formed the other main surface of the ceramic laminate. Generation of the part is reliably suppressed. In the non-sintered plate-like body other than the non-sintered plate-like body forming the other main surface of the non-sintered laminated body, when the drill penetrates, the resin sheet and the unfired tip ahead of the direction in which the drill proceeds This is because the deformation of the unsintered plate-like body is suppressed by the plate-like body.

すなわち、上記の製造方法は、焼成後の研磨工程を必要としない。セラミック積層体の他方主面を為していたセラミック板状体は、凸部が小さく、定められた規格内であれば、製品として採用される。もし、凸部が大きく、定められた規格外であれば、製品として採用されないようにすればよい。   That is, the above manufacturing method does not require a polishing step after firing. The ceramic plate-like body that has formed the other main surface of the ceramic laminate has a small convex portion and is adopted as a product if it is within a defined standard. If the convex part is large and it is out of the defined standard, it should not be adopted as a product.

また、複数のセラミック板状体が積層されたセラミック積層体が製造された後、個々のセラミック板状体に分割されるため、セラミック板状体が効率良く製造される。   Moreover, since the ceramic laminated body by which the several ceramic plate-like body was laminated | stacked is divided | segmented into each ceramic plate-like body, a ceramic plate-like body is manufactured efficiently.

なお、上記のセラミック板状体の製造方法において、第1の工程の実施および第2の工程の実施は、その順序を問わない。   In the above method for producing a ceramic plate, the first step and the second step may be performed in any order.

この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第2の形態も、第1の形態と同様に、焼成後の研磨工程を含まない。そして、この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の形態は、以下の第1ないし第6の工程を備えている。   The 2nd form of the manufacturing method of the ceramic plate-shaped body which concerns on this invention does not include the grinding | polishing process after baking similarly to the 1st form. And the 1st form of the manufacturing method of the ceramic plate-shaped body which concerns on this invention is equipped with the following 1st thru | or 6th processes.

第1の工程は、セラミック材料粉末を含む複数の未焼結板状体が作製または準備される工程である。第2の工程は、有機溶剤と、この有機溶剤に難溶で焼成時に焼失する樹脂材料からなる樹脂粉末とを含む樹脂スラリーを用いて、複数の未焼結板状体の一方主面上に樹脂層が付与される工程である。第3の工程は、樹脂層が一方主面上に付与された複数の未焼結板状体が積層され、圧着されることにより、未焼結積層体が作製される工程である。   The first step is a step in which a plurality of unsintered plate-like bodies containing ceramic material powder are produced or prepared. The second step uses a resin slurry containing an organic solvent and a resin powder made of a resin material that is hardly soluble in the organic solvent and burned off during firing, on one main surface of the plurality of unsintered plate-like bodies. This is a step of applying a resin layer. A 3rd process is a process by which a non-sintered laminated body is produced by laminating | stacking and crimping | bonding the some unsintered plate-shaped body to which the resin layer was provided on one main surface.

第4の工程は、未焼結積層体の一方主面と他方主面との間を貫通する未焼結積層体貫通孔がドリルにより形成される工程である。第5の工程は、未焼結積層体が焼成される工程である。この工程において、複数の樹脂シートは焼失する。また、複数の未焼結板状体が焼結されて、貫通孔を有する複数のセラミック板状体となり、かつ複数のセラミック板状体同士が散在する微小な接合部を介して接合してなるセラミック積層体となる。第6の工程は、セラミック積層体が複数のセラミック板状体に分割されるように、セラミック積層体における上記の接合部が破断される工程である。   A 4th process is a process by which the unsintered laminated body through-hole which penetrates between one main surface and the other main surface of an unsintered laminated body is formed with a drill. The fifth step is a step in which the green laminate is fired. In this step, the plurality of resin sheets are burned out. Further, a plurality of unsintered plate-like bodies are sintered to form a plurality of ceramic plate-like bodies having through holes, and are joined via minute joints in which the plurality of ceramic plate-like bodies are scattered. It becomes a ceramic laminate. The sixth step is a step in which the joint portion in the ceramic laminate is broken so that the ceramic laminate is divided into a plurality of ceramic plates.

上記のセラミック板状体の製造方法でも、セラミック積層体の他方主面を為していたセラミック板状体にバリに由来する凸部が残る場合があるが、それ以外のセラミック板状体における凸部の発生が確実に抑制されている。すなわち、上記の製造方法は、焼成後の研磨工程を必要としない。また、複数のセラミック板状体が積層されたセラミック積層体が製造された後、個々のセラミック板状体に分割されるため、セラミック板状体が効率良く製造される。   Even in the above method for producing a ceramic plate, a convex portion derived from a burr may remain on the ceramic plate that has formed the other main surface of the ceramic laminate. Generation of the part is reliably suppressed. That is, the above manufacturing method does not require a polishing step after firing. Moreover, since the ceramic laminated body by which the several ceramic plate-like body was laminated | stacked is divided | segmented into each ceramic plate-like body, a ceramic plate-like body is manufactured efficiently.

この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の形態および第2の形態は、以下の特徴を備えることが好ましい。すなわち、前述の第4の工程において、未焼結積層体貫通孔は、未焼結積層体の他方主面に易剥離性樹脂部材が付与された状態で、ドリルが未焼結積層体の一方主面から他方主面に向けて進行することにより形成される。   It is preferable that the 1st form and 2nd form of the manufacturing method of the ceramic plate-shaped body concerning this invention are provided with the following characteristics. That is, in the above-mentioned fourth step, the unsintered laminated body through-hole is in a state where an easily peelable resin member is applied to the other main surface of the unsintered laminated body, It is formed by proceeding from the main surface toward the other main surface.

上記のセラミック板状体の製造方法では、未焼結積層体の他方主面に易剥離性樹脂部材が付与されているため、ドリルが貫通する際に、未焼結積層体の他方主面を為す未焼結板状体の変形が抑制される。ドリルにより未焼結積層体に未焼結積層体貫通孔が形成された後、易剥離性樹脂部材が未焼結積層体の他方主面から剥離される。この製造方法によれば、セラミック積層体が分割されて得られるセラミック板状体が全て製品として採用され得るので、セラミック板状体がさらに効率良く製造される。   In the above method for producing a ceramic plate, since the easily peelable resin member is applied to the other main surface of the unsintered laminate, the other main surface of the unsintered laminate is used when the drill penetrates. The deformation of the unsintered plate-like body is suppressed. After the unsintered laminate through-hole is formed in the unsintered laminate by the drill, the easily peelable resin member is peeled off from the other main surface of the unsintered laminate. According to this manufacturing method, since all the ceramic plate-like bodies obtained by dividing the ceramic laminate can be adopted as products, the ceramic plate-like bodies are more efficiently produced.

この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の形態および第2の形態は、以下の特徴を備えることも好ましい。すなわち、前述の第4の工程において、未焼結積層体貫通孔は、未焼結積層体の他方主面に前述の樹脂シートが付与された状態で、ドリルが未焼結積層体の一方主面から他方主面に向けて進行することにより形成される。   The first and second embodiments of the method for producing a ceramic plate according to the present invention preferably include the following features. That is, in the above-mentioned fourth step, the unsintered laminated body through-hole is formed in a state in which the above-mentioned resin sheet is applied to the other main surface of the non-sintered laminated body, and the drill is the one main It is formed by proceeding from the surface toward the other main surface.

上記のセラミック板状体の製造方法では、未焼結積層体の他方主面に樹脂シートが付与されているため、ドリルが貫通する際に、未焼結積層体の他方主面を為す未焼結板状体の変形が抑制される。ドリルにより未焼結積層体に未焼結積層体貫通孔が形成された後、樹脂シートは未焼結積層体の焼成中に焼失する。この製造方法でも、セラミック積層体が分割されて得られるセラミック板状体が全て製品として採用され得るので、セラミック板状体がさらに効率良く製造される。   In the above method for producing a ceramic plate, since the resin sheet is applied to the other main surface of the unsintered laminate, when the drill penetrates, the non-fired that forms the other main surface of the unsintered laminate Deformation of the plate-like body is suppressed. After the unsintered laminate through-holes are formed in the unsintered laminate by the drill, the resin sheet is burned out during firing of the unsintered laminate. Also in this manufacturing method, since the ceramic plate-like body obtained by dividing the ceramic laminate can be adopted as a product, the ceramic plate-like body can be manufactured more efficiently.

この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の形態および第2の形態は、以下の特徴を備えることも好ましい。すなわち、前述の第4の工程は、未焼結積層体貫通孔がドリルにより未焼結積層体に形成された後、前述の第3の工程における圧着の際の圧力の5%以上50%以下の圧力で未焼結積層体が押圧される副工程を備える。副工程の押圧力が上記より低いと、十分バリが平坦化されない。一方、副工程の押圧力が上記より高いと、未焼結積層体貫通孔が潰れてしまう。   The first and second embodiments of the method for producing a ceramic plate according to the present invention preferably include the following features. That is, in the fourth step, after the unsintered laminated body through-hole is formed in the unsintered laminate by a drill, 5% or more and 50% or less of the pressure at the time of pressure bonding in the third step described above. A sub-process in which the green laminate is pressed with a pressure of If the pressing force in the sub-process is lower than the above, the burr is not sufficiently flattened. On the other hand, when the pressing force in the sub-process is higher than the above, the unsintered laminated body through-holes are crushed.

上記のセラミック板状体の製造方法では、ドリルが未焼結積層体の他方主面に抜けた後に、未焼結積層体貫通孔の周囲にバリが発生したとしても、発生したバリは、未焼結積層体を上記の条件で押圧することにより平坦化される。この製造方法でも、セラミック積層体が分割されて得られるセラミック板状体が全て製品として採用され得るので、セラミック板状体がさらに効率良く製造される。   In the above method for producing a ceramic plate-like body, even if burrs are generated around the through-holes of the unsintered laminated body after the drill has been pulled out to the other main surface of the unsintered laminated body, It flattens by pressing a sintered laminated body on said conditions. Also in this manufacturing method, since the ceramic plate-like body obtained by dividing the ceramic laminate can be adopted as a product, the ceramic plate-like body can be manufactured more efficiently.

この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の形態および第2の形態、ならびにそれらの好ましい形態は、以下の特徴を備えることが好ましい。すなわち、未焼結板状体は、少なくとも1枚のセラミックグリーンシートを含む。なお、未焼結板状体が複数のセラミックグリーンシートを含む場合、それらが単に積層され、圧着されていない状態でもよい。その場合、第2の形態ならびにその好ましい形態の第2の工程において、樹脂層の付与は、圧着されていない未焼結板状体が含む、最上層のセラミックグリーンシートに対して行なわれてもよい。   It is preferable that the 1st form and 2nd form of the manufacturing method of the ceramic plate-shaped body which concerns on this invention, and those preferable forms are equipped with the following characteristics. That is, the unsintered plate-like body includes at least one ceramic green sheet. In addition, when a non-sintered plate-shaped object contains several ceramic green sheets, they may be in the state where they were simply laminated and not pressure-bonded. In that case, in the second step of the second form and its preferred form, the application of the resin layer may be performed on the uppermost ceramic green sheet included in the unsintered green plate-like body. Good.

上記のセラミック板状体の製造方法では、セラミック板状体の厚みを、適切かつ容易に制御することができる。   In the above method for producing a ceramic plate, the thickness of the ceramic plate can be controlled appropriately and easily.

この発明に係るセラミック板状体の製造方法では、焼成後の研磨工程を含まずに、バリに由来する凸部の発生が抑制された貫通孔を有するセラミック板状体が効率良く製造される。   In the method for producing a ceramic plate according to the present invention, a ceramic plate having a through-hole in which the generation of convex portions derived from burrs is suppressed is efficiently produced without including a polishing step after firing.

この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の実施形態により製造されたセラミック板状体10の断面図である。It is sectional drawing of the ceramic plate-shaped object 10 manufactured by 1st Embodiment of the manufacturing method of the ceramic plate-shaped object which concerns on this invention. セラミック板状体の製造方法の第1の実施形態を説明するための図で、工程の一部(第1ないし第3の工程)を模式的に説明するための断面図である。It is a figure for demonstrating 1st Embodiment of the manufacturing method of a ceramic plate-shaped object, and is sectional drawing for demonstrating a part of process (1st thru | or 3rd process) typically. セラミック板状体の製造方法の第1の実施形態を説明するための図で、図2に続く工程(第4の工程)を模式的に説明するための断面図である。It is a figure for demonstrating 1st Embodiment of the manufacturing method of a ceramic plate-shaped object, and is sectional drawing for demonstrating the process (4th process) following FIG. 2 typically. 第4の工程を経て、未焼結積層体貫通孔10ghが形成された未焼結積層体10gの断面図である。It is sectional drawing of the unsintered laminated body 10g in which the unsintered laminated body through-hole 10gh was formed through the 4th process. セラミック板状体の製造方法の第1の実施形態を説明するための図で、図3に続く工程(第5および第6の工程)を模式的に説明するための断面図である。It is a figure for demonstrating 1st Embodiment of the manufacturing method of a ceramic plate-shaped object, and is sectional drawing for demonstrating the process (5th and 6th process) following FIG. 3 typically. セラミック板状体の製造方法の第1の実施形態の第1の変形例を説明するための図で、第1の実施形態と異なる工程(第4の工程)を模式的に説明するための断面図である。It is a figure for demonstrating the 1st modification of 1st Embodiment of the manufacturing method of a ceramic plate-shaped object, and the cross section for demonstrating a process (4th process) different from 1st Embodiment typically FIG. セラミック板状体の製造方法の第1の実施形態の第2の変形例を説明するための図で、第1の実施形態と異なる工程(第4の工程)を模式的に説明するための断面図である。It is a figure for demonstrating the 2nd modification of 1st Embodiment of the manufacturing method of a ceramic plate-shaped object, and the cross section for demonstrating a process (4th process) different from 1st Embodiment typically FIG. この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第2の実施形態を説明するための図で、第1の実施形態と異なる工程(第2および第3の工程)を模式的に説明するための断面図である。It is a figure for demonstrating 2nd Embodiment of the manufacturing method of the ceramic plate-shaped body which concerns on this invention, and for demonstrating the process (2nd and 3rd process) different from 1st Embodiment typically It is sectional drawing. 未焼結板状体100sが金型のコア部Cにより打ち抜かれて未焼結板状体貫通孔100shが形成される過程を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the process in which the unsintered plate-shaped object 100s is punched by the core part C of a metal mold | die, and the unsintered plate-shaped body through-hole 100sh is formed. 未焼結板状体100sがドリルDにより穿孔されて未焼結板状体貫通孔100shが形成される過程を説明するための断面図である。10 is a cross-sectional view for explaining a process in which an unsintered plate-like body 100s is drilled with a drill D to form an unsintered plate-like body through hole 100sh. FIG.

以下にこの発明の実施形態を示して、この発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。この発明は、例えば固体酸化物型燃料電池の電池セルなどのセラミック板状体の製造に広く適用される。   Embodiments of the present invention will be described below to describe the features of the present invention in more detail. The present invention is widely applied to the production of ceramic plate bodies such as battery cells of solid oxide fuel cells.

−セラミック板状体の製造方法の実施形態−
<セラミック板状体の製造方法の第1の実施形態>
この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の実施形態について、図1ないし図5を用いて説明する。
-Embodiment of manufacturing method of ceramic plate-
<A 1st embodiment of a manufacturing method of a ceramic plate-like object>
A first embodiment of a method for producing a ceramic plate according to the present invention will be described with reference to FIGS.

なお、各図面は模式図であり、各要素の形状に関しては理解しやすいように誇張して示されている。また、製造工程上で発生する各要素の形状のばらつきなどは、各図面に必ずしも反映されていない。すなわち、以後、この明細書中で説明のために用いられる図面は、たとえ実際の製品と異なる部分があったとしても、本質的な面で実際の製品を表すものと言うことができる。   Each drawing is a schematic diagram, and the shape of each element is exaggerated for easy understanding. In addition, variations in the shape of each element generated in the manufacturing process are not necessarily reflected in each drawing. That is, hereinafter, the drawings used for explanation in this specification can be said to represent an actual product in an essential aspect even if there are different parts from the actual product.

図1は、この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の実施形態により製造されたセラミック板状体10の断面図である。セラミック板状体10は、例えばスカンジア安定化ジルコニアおよびイットリア安定化ジルコニアなどの固体電解質の焼結体であり、固体酸化物型燃料電池の電池セルの発電材料などに用いられる。セラミック板状体10の一方主面10aおよび他方主面10bは、焼成後に研磨されていない。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a ceramic plate 10 manufactured by the first embodiment of the method for manufacturing a ceramic plate according to the present invention. The ceramic plate 10 is a sintered body of a solid electrolyte such as scandia-stabilized zirconia and yttria-stabilized zirconia, and is used as a power generation material for battery cells of a solid oxide fuel cell. The one main surface 10a and the other main surface 10b of the ceramic plate-like body 10 are not polished after firing.

セラミック板状体10は、一方主面10aと他方主面10bとの間を貫通する貫通孔10hを有している。この貫通孔は、例えばセラミック板状体10が固体酸化物型燃料電池の電池セルの発電材料に用いられた場合、ガス流路となる。   The ceramic plate-like body 10 has a through hole 10h penetrating between the one main surface 10a and the other main surface 10b. For example, when the ceramic plate-like body 10 is used as a power generation material of a battery cell of a solid oxide fuel cell, the through hole becomes a gas flow path.

この貫通孔10hの周囲において、前述のバリに由来する凸部の発生は抑制されている。例えば固体酸化物型燃料電池の電池セルは、一方主面上に正極が、他方主面上に負極が形成されたセラミック板状体が、金属板を介して数10枚積み重ねられることにより製造される。すなわち、積み重ねられたときに下の方にあるセラミック板状体には、大きな荷重がかかることになる。その際、セラミック板状体が有する貫通孔の周囲に凸部があると、凸部に接した別のセラミック板状体に局所的な荷重の集中が発生し、破損する虞がある。   In the periphery of the through hole 10h, the occurrence of convex portions derived from the above-described burrs is suppressed. For example, a battery cell of a solid oxide fuel cell is manufactured by stacking several tens of ceramic plate-like bodies having a positive electrode formed on one main surface and a negative electrode formed on the other main surface through metal plates. The That is, a large load is applied to the lower ceramic plate-like body when stacked. At this time, if there is a convex portion around the through hole of the ceramic plate-like body, local load concentration may occur on another ceramic plate-like body in contact with the convex portion, which may cause damage.

一方、上記のような平滑性の高いセラミック板状体10は、積み重ねられたり、その状態でさらに振動が加えられたりした場合にも、局所的な荷重の集中が抑えられるため、破損しにくい。したがって、信頼性の高い固体酸化物型燃料電池が得られる。また、保管時および輸送時において、セラミック板状体10同士の間に緩衝材などを挟む必要がないため、手間およびコストがかからないという利点もある。   On the other hand, the ceramic plate-like body 10 having high smoothness as described above is less likely to be damaged because local load concentration is suppressed even when the ceramic plate-like body 10 is stacked or further subjected to vibration in that state. Therefore, a solid oxide fuel cell with high reliability can be obtained. Moreover, since it is not necessary to sandwich a buffer material between the ceramic plate-like bodies 10 at the time of storage and transportation, there is an advantage that labor and cost are not required.

次に、この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の形態の詳細について説明する。この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の形態は、第1ないし第6の工程を備えている。図2(A)ないし(D)、図3、図4、ならびに図5(A)および(B)は、この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の実施形態において、順次行われる各工程をそれぞれ模式的に表す断面図である。   Next, details of the first embodiment of the method for producing a ceramic plate according to the present invention will be described. A first embodiment of a method for producing a ceramic plate according to the present invention includes first to sixth steps. 2 (A) to (D), FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 5 (A) and FIG. 5 (B) are sequentially performed in the first embodiment of the method for manufacturing a ceramic plate according to the present invention. It is sectional drawing showing each process typically.

図2(A)は、セラミックグリーンシート1gが準備または作製される工程を示す断面図である。セラミックグリーンシート1gは、セラミック材料粉末、バインダー、分散剤などの必要に応じた添加剤、および有機溶媒などを混合してなるセラミックスラリーが、キャリアフィルム上に塗工されることにより得られる。セラミック板状体10が前述のように固体酸化物型燃料電池の電池セルの発電材料に用いられる場合、セラミック材料粉末には、例えばスカンジア安定化ジルコニア粉末およびイットリア安定化ジルコニア粉末などの固体電解質粉末が用いられる。   FIG. 2A is a cross-sectional view showing a process in which the ceramic green sheet 1g is prepared or produced. The ceramic green sheet 1g is obtained by coating a ceramic slurry formed by mixing ceramic material powder, additives such as a binder and a dispersant, and an organic solvent on a carrier film. When the ceramic plate 10 is used as a power generation material for a battery cell of a solid oxide fuel cell as described above, the ceramic material powder may be a solid electrolyte powder such as scandia-stabilized zirconia powder and yttria-stabilized zirconia powder. Is used.

図2(B)は、セラミックグリーンシート1gが未焼結板状体1sとされる工程を示す断面図である。図2(B)では、3枚のセラミックグリーンシート1gが圧着されることにより未焼結板状体1sとされる工程が示されているが、枚数はこれに限られない。また、複数のセラミックグリーンシート1gは、それらが単に積層され、圧着されていなくてもよい。複数のセラミックグリーンシート1gから未焼結板状体1sが形成される場合、セラミック板状体10の厚みが適切かつ容易に制御される。なお、1枚のセラミックグリーンシート1gが未焼結板状体1sとなる場合もある。その際は、図2(B)の工程は省略される。   FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a process in which the ceramic green sheet 1g is formed into an unsintered plate-like body 1s. In FIG. 2B, a process of forming the green plate 1s by pressing the three ceramic green sheets 1g is shown, but the number of sheets is not limited to this. The plurality of ceramic green sheets 1g may be simply laminated and not crimped. When the unsintered plate 1s is formed from the plurality of ceramic green sheets 1g, the thickness of the ceramic plate 10 is appropriately and easily controlled. One ceramic green sheet 1g may be an unsintered plate 1s. In that case, the step of FIG. 2B is omitted.

図2(A)および(B)の断面図に示された工程を併せて、セラミック材料粉末を含む複数の未焼結板状体1sが作製または準備される工程(第1の工程)となる。   Together with the steps shown in the cross-sectional views of FIGS. 2 (A) and 2 (B), this is a step (first step) in which a plurality of unsintered plate-like bodies 1s containing ceramic material powder are produced or prepared. .

図2(C)は、複数の樹脂シート2gが作製または準備される工程(第2の工程)を示す断面図である。樹脂シート2gの作製または準備には、有機溶剤と、この有機溶剤に難溶で焼成時に焼失する樹脂材料からなる樹脂粉末2bとを含む樹脂スラリーが用いられる。第1の工程の実施および第2の工程の実施は、その順序を問わない。   FIG. 2C is a cross-sectional view showing a step (second step) in which a plurality of resin sheets 2g are produced or prepared. For the preparation or preparation of the resin sheet 2g, a resin slurry containing an organic solvent and a resin powder 2b made of a resin material that is hardly soluble in the organic solvent and burns down upon firing is used. The order of performing the first step and the second step is not limited.

樹脂シート2gは、樹脂粉末2b、バインダー、分散剤などの必要に応じた添加剤、および有機溶媒などを混合してなる樹脂スラリーが、キャリアフィルム上に塗工されることにより得られる。樹脂粉末2bには、前述したように樹脂スラリーの作製に用いられる有機溶剤に対して難溶な樹脂材料が用いられる。樹脂粉末2bの形状は、例えばメジアン径が0.5μm以上10μm以下の球状である。   The resin sheet 2g is obtained by coating a resin film obtained by mixing a resin powder 2b, an additive as necessary such as a binder and a dispersant, and an organic solvent on a carrier film. As described above, a resin material that is hardly soluble in the organic solvent used for preparing the resin slurry is used for the resin powder 2b. The shape of the resin powder 2b is, for example, a spherical shape having a median diameter of 0.5 μm to 10 μm.

メジアン径は、例えばレーザ回折式粒度分布測定装置により樹脂粉末2bの粒度分布を測定し、それを粒子径スケールに対する積算%で表したものにおいて、積算値が50%となる粒径(D50)として定義される。なお、樹脂粉末2bの形状は、製造工程において生じる歪みなどを含んだものであり、上記のメジアン径は、等価円相当径である。 The median diameter is, for example, a particle size distribution (D 50 ) at which the integrated value is 50% when the particle size distribution of the resin powder 2b is measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus and expressed as an integrated% with respect to the particle size scale. Is defined as The shape of the resin powder 2b includes distortion generated in the manufacturing process, and the median diameter is an equivalent circle equivalent diameter.

ここで、「有機溶剤に対して難溶」とは、有機溶媒100gと樹脂粉末0.1gとが、室温(25℃)において24時間混合された場合に、目視で溶け残りがあることとして定義される。樹脂スラリーの作製に用いられる有機溶剤は、例えばトルエン、エタノール、イソプロパノール、酢酸ブチル、酢酸エチル、テルピネオールおよび水の中から選ばれる少なくとも1種類(単体または混合物)である。その場合、樹脂粉末2bの材質としては、例えば架橋アクリル樹脂が用いられる。   Here, “slightly soluble in an organic solvent” is defined as visually undissolved when 100 g of an organic solvent and 0.1 g of a resin powder are mixed for 24 hours at room temperature (25 ° C.). Is done. The organic solvent used for preparing the resin slurry is at least one (single or mixed) selected from, for example, toluene, ethanol, isopropanol, butyl acetate, ethyl acetate, terpineol, and water. In that case, as a material of the resin powder 2b, for example, a crosslinked acrylic resin is used.

図2(D)は、未焼結板状体1sと樹脂シート2gとが交互に積層され、圧着されることにより、未焼結積層体10gが作製される工程(第3の工程)を示す断面図である。未焼結板状体1sと樹脂シート2gとが圧着される際には、樹脂シート2g中の球状の樹脂粉末2bが扁平となるように変形する。その状態で、樹脂シート2gが未焼結板状体1sの一方主面に、別の樹脂シート2gが未焼結板状体1sの他方主面に押し付けられる。   FIG. 2D shows a step (third step) in which the unsintered laminated body 10g is produced by alternately laminating and pressing the unsintered plate-like body 1s and the resin sheet 2g. It is sectional drawing. When the unsintered plate-like body 1s and the resin sheet 2g are pressure-bonded, the spherical resin powder 2b in the resin sheet 2g is deformed so as to be flat. In this state, the resin sheet 2g is pressed against one main surface of the unsintered plate-like body 1s, and another resin sheet 2g is pressed against the other main surface of the unsintered plate-like body 1s.

その結果、扁平となった樹脂粉末2bの形状に由来する凹部が、未焼結板状体1sの一方主面および他方主面に散在して形成される。凹部の形態は、樹脂粉末2bのメジアン径により制御される。例えば、樹脂粉末の形状が、メジアン径が0.5μm以上10μm以下の球状である場合、未焼結板状体が焼成された後のセラミック板状体の主面の算術平均粗さが小さくなる。したがって、焼成後に研磨工程を行なうことなく、平滑性の高い主面を有するセラミック板状体が得られる。   As a result, concave portions derived from the shape of the flat resin powder 2b are formed scattered on one main surface and the other main surface of the unsintered plate-like body 1s. The form of the recess is controlled by the median diameter of the resin powder 2b. For example, when the shape of the resin powder is a sphere having a median diameter of 0.5 μm or more and 10 μm or less, the arithmetic average roughness of the main surface of the ceramic plate after the unsintered plate is fired is small. . Therefore, a ceramic plate having a main surface with high smoothness can be obtained without performing a polishing step after firing.

図3および図4は、未焼結積層体10gの一方主面と他方主面との間を貫通する未焼結積層体貫通孔10ghがドリルDにより形成される工程(第4の工程)を示す断面図である。未焼結積層体貫通孔10ghは、ドリルDが未焼結積層体10gの一方主面から他方主面に向けて進行することにより穿孔される。   3 and 4 show a step (fourth step) in which a non-sintered laminated body through hole 10gh penetrating between one main surface and the other main surface of the unsintered laminated body 10g is formed by the drill D. It is sectional drawing shown. The unsintered laminated body through-hole 10gh is drilled as the drill D advances from one main surface to the other main surface of the unsintered laminated body 10g.

未焼結積層体10gの他方主面をなす未焼結板状体1s以外の未焼結板状体1sでは、ドリルDが貫通する際に、ドリルDの進行する向きの先にある樹脂シート2gおよび未焼結板状体1sにより、未焼結板状体1sの変形が抑制される。そのため、ドリルDが未焼結積層体10gの他方主面に抜けた後に、未焼結積層体10gの他方主面をなす未焼結板状体1sにはバリが残る場合があるが、それ以外の未焼結板状体1sにおけるバリの発生は、確実に抑制されている。   In the unsintered plate-like body 1s other than the unsintered plate-like body 1s forming the other main surface of the unsintered laminated body 10g, when the drill D penetrates, the resin sheet at the tip of the direction in which the drill D proceeds The deformation of the unsintered plate 1s is suppressed by 2g and the unsintered plate 1s. Therefore, after the drill D is pulled out to the other main surface of the unsintered laminate 10g, burrs may remain on the unsintered plate-like body 1s forming the other main surface of the unsintered laminate 10g. Generation | occurrence | production of the burr | flash in non-sintered plate-shaped body 1s other than these is suppressed reliably.

図5(A)は、未焼結積層体10gが焼成される工程(第5の工程)を示す断面図である。この工程により、複数の樹脂シート2gは焼失する。また、複数の未焼結板状体1sが焼結されて、それぞれ貫通孔10hを有する複数のセラミック板状体10となり、かつ複数のセラミック板状体10同士が散在する微小な接合部を介して接合してなるセラミック積層体10sとなる。   FIG. 5A is a cross-sectional view showing a step (fifth step) in which the unsintered laminated body 10g is fired. By this step, the plurality of resin sheets 2g are burned out. In addition, a plurality of unsintered plate-like bodies 1s are sintered to form a plurality of ceramic plate-like bodies 10 each having a through hole 10h, and through a small joint where a plurality of ceramic plate-like bodies 10 are scattered. Thus, the laminated ceramic body 10s is obtained.

図5(B)は、セラミック積層体10sが複数のセラミック板状体10に分割されるように、セラミック積層体10sにおける上記の接合部が破断される工程(第6の工程)を示す断面図である。この工程までを経ることにより、貫通孔10hを有するセラミック板状体10が作製される。   FIG. 5B is a cross-sectional view showing a step (sixth step) in which the above-mentioned joint portion in the ceramic laminate 10s is broken so that the ceramic laminate 10s is divided into a plurality of ceramic plate-like bodies 10. It is. By passing through this process, the ceramic plate-like body 10 having the through hole 10h is manufactured.

上記のセラミック板状体の製造方法の第1の実施形態では、セラミック積層体10sの他方主面を為していたセラミック板状体10以外のセラミック板状体10における凸部の発生が確実に抑制されている。すなわち、上記の製造方法は、焼成後の研磨工程を必要としない。セラミック積層体の他方主面を為していたセラミック板状体は、前述のバリに由来する凸部が小さく、定められた規格内であれば、製品として採用される。もし、凸部が大きく、定められた規格外であれば、製品として採用されないようにすればよい。   In the first embodiment of the method for manufacturing a ceramic plate described above, the occurrence of a convex portion in the ceramic plate 10 other than the ceramic plate 10 that has formed the other main surface of the ceramic laminate 10s is ensured. It is suppressed. That is, the above manufacturing method does not require a polishing step after firing. The ceramic plate-like body that has formed the other main surface of the ceramic laminate is employed as a product if the convex portions derived from the above-mentioned burrs are small and within the defined standards. If the convex part is large and it is out of the defined standard, it should not be adopted as a product.

また、複数のセラミック板状体10が積層されたセラミック積層体10sが製造された後、個々のセラミック板状体10に分割されるため、セラミック板状体10が効率良く製造される。   Moreover, since the ceramic laminated body 10s in which the plurality of ceramic plate-like bodies 10 are laminated is manufactured and then divided into individual ceramic plate-like bodies 10, the ceramic plate-like body 10 is efficiently manufactured.

<セラミック板状体の製造方法の第1の実施形態の第1の変形例>
この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の実施形態の第1の変形例について、図6を用いて説明する。第1の実施形態の第1の変形例は、第1の実施形態における第4の工程の変形例である。第1ないし第3の工程、ならびに第5および第6の工程は、第1の実施形態と同様であるため、それらについての説明は省略される。
<The 1st modification of 1st Embodiment of the manufacturing method of a ceramic plate-shaped object>
A first modification of the first embodiment of the method for producing a ceramic plate according to the present invention will be described with reference to FIG. The first modification of the first embodiment is a modification of the fourth step in the first embodiment. Since the first to third steps and the fifth and sixth steps are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

第1の実施形態の第1の変形例における第4の工程においては、未焼結積層体10gの他方主面に易剥離性樹脂部材Pが付与された状態で、未焼結積層体貫通孔10gh(図4参照)が形成される。ドリルDは、未焼結積層体10gの一方主面から他方主面に向けて進行する。易剥離性樹脂部材Pの材質および形状は、特に限定されない。一例として、いわゆる発泡剥離シートなどが用いられる。   In the 4th process in the 1st modification of a 1st embodiment, in the state where easy peelable resin member P was given to the other principal surface of unsintered laminated body 10g, a non-sintered laminated body through-hole 10 gh (see FIG. 4) is formed. The drill D advances from one main surface of the unsintered laminated body 10g toward the other main surface. The material and shape of the easily peelable resin member P are not particularly limited. As an example, a so-called foam release sheet is used.

すなわち、第1の実施形態の第1の変形例における第4の工程では、易剥離性樹脂部材Pにより、ドリルDが貫通する際に、未焼結積層体10gの他方主面を為す未焼結板状体1sの変形が抑制される。ドリルDにより未焼結積層体10gに未焼結積層体貫通孔10ghが形成された後、易剥離性樹脂部材Pは、未焼結積層体10gの他方主面から剥離される。   That is, in the 4th process in the 1st modification of 1st Embodiment, when the drill D penetrates by the easily peelable resin member P, the unbaking which makes the other main surface of the unsintered laminated body 10g The deformation of the plate-like body 1s is suppressed. After the unsintered laminate through hole 10gh is formed in the unsintered laminate 10g by the drill D, the easily peelable resin member P is peeled off from the other main surface of the unsintered laminate 10g.

この製造方法によれば、セラミック積層体10s(図5参照)が分割されて得られるセラミック板状体10(図5参照)が全て製品として採用され得るので、セラミック板状体10がさらに効率良く製造される。   According to this manufacturing method, since the ceramic plate-like body 10 (see FIG. 5) obtained by dividing the ceramic laminated body 10s (see FIG. 5) can be adopted as a product, the ceramic plate-like body 10 is more efficient. Manufactured.

<セラミック板状体の製造方法の第1の実施形態の第2の変形例>
この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の実施形態の第2の変形例について、図7を用いて説明する。第1の実施形態の第2の変形例も、第1の実施形態における第4の工程の変形例である。第1ないし第3の工程、ならびに第5および第6の工程は、第1の実施形態と同様であるため、それらについての説明は省略される。
<The 2nd modification of 1st Embodiment of the manufacturing method of a ceramic plate-shaped object>
A second modification of the first embodiment of the method for producing a ceramic plate according to the present invention will be described with reference to FIG. The second modification of the first embodiment is also a modification of the fourth step in the first embodiment. Since the first to third steps and the fifth and sixth steps are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

第1の実施形態の第1の変形例における第4の工程においては、未焼結積層体10gの他方主面に前述の樹脂シート2gが付与された状態で、未焼結積層体貫通孔10gh(図4参照)が形成される。ドリルDは、未焼結積層体10gの一方主面から他方主面に向けて進行する。   In the 4th process in the 1st modification of a 1st embodiment, in the state where the above-mentioned resin sheet 2g was given to the other principal surface of unsintered laminated body 10g, unsintered laminated body through-hole 10gh (See FIG. 4) is formed. The drill D advances from one main surface of the unsintered laminated body 10g toward the other main surface.

すなわち、第1の実施形態の第2の変形例における第4の工程でも、樹脂シート2gにより、ドリルDが貫通する際に、未焼結積層体10gの他方主面を為す未焼結板状体1sの変形が抑制される。ドリルDにより未焼結積層体10gに未焼結積層体貫通孔10ghが形成された後、樹脂シート2gは、未焼結積層体10gの焼成中に焼失する。   That is, even in the fourth step in the second modification of the first embodiment, when the drill D penetrates through the resin sheet 2g, the unsintered plate shape that forms the other main surface of the unsintered laminated body 10g. The deformation of the body 1s is suppressed. After the unsintered laminated body through-hole 10gh is formed in the unsintered laminated body 10g by the drill D, the resin sheet 2g is burned out during firing of the unsintered laminated body 10g.

この製造方法によっても、セラミック積層体10s(図5参照)が分割されて得られるセラミック板状体10(図5参照)が全て製品として採用され得るので、セラミック板状体10がさらに効率良く製造される。   Also by this manufacturing method, the ceramic plate 10 (see FIG. 5) obtained by dividing the ceramic laminate 10s (see FIG. 5) can be used as a product, so that the ceramic plate 10 can be manufactured more efficiently. Is done.

<セラミック板状体の製造方法の第1の実施形態の第3の変形例>
この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第1の実施形態の第3の変形例について説明する。第1の実施形態の第3の変形例も、第1の実施形態における第4の工程の変形例である。第1ないし第3の工程、ならびに第5および第6の工程は、第1の実施形態と同様であるため、それらについての説明は省略される。
<The 3rd modification of 1st Embodiment of the manufacturing method of a ceramic plate-shaped object>
A third modification of the first embodiment of the method for producing a ceramic plate according to the present invention will be described. The third modification of the first embodiment is also a modification of the fourth step in the first embodiment. Since the first to third steps and the fifth and sixth steps are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

第1の実施形態の第3の変形例における第4の工程は、未焼結積層体貫通孔10gh(図4参照)がドリルD(図3参照)により未焼結積層体10g(図4参照)に形成された後、未焼結積層体10gが押圧される副工程を備える。その際の押圧力は、前述の第3の工程における圧着の際の圧力の5%以上50%以下である。   In the fourth step in the third modification of the first embodiment, the unsintered laminate through-hole 10gh (see FIG. 4) is transferred to the unsintered laminate 10g (see FIG. 4) by the drill D (see FIG. 3). ), And a sub-process in which the unsintered laminated body 10g is pressed. The pressing force at that time is 5% or more and 50% or less of the pressure at the time of pressure bonding in the third step.

すなわち、第1の実施形態の第2の変形例における第4の工程では、ドリルDが未焼結積層体10gの他方主面に抜けた後に発生したバリは、未焼結積層体10gを上記の条件で押圧することにより潰される。   That is, in the fourth step in the second modification of the first embodiment, the burr generated after the drill D is pulled out to the other main surface of the unsintered laminate 10g causes the unsintered laminate 10g to It is crushed by pressing under the conditions.

この製造方法によっても、セラミック積層体10s(図5参照)が分割されて得られるセラミック板状体10(図5参照)が全て製品として採用され得るので、セラミック板状体10がさらに効率良く製造される。   Also by this manufacturing method, the ceramic plate 10 (see FIG. 5) obtained by dividing the ceramic laminate 10s (see FIG. 5) can be used as a product, so that the ceramic plate 10 can be manufactured more efficiently. Is done.

<セラミック板状体の製造方法の第2の実施形態>
この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第2の実施形態の詳細について、図8を用いて説明する。この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第2の形態は、第1ないし第6の工程を備えている。
<Second Embodiment of Manufacturing Method of Ceramic Plate>
The detail of 2nd Embodiment of the manufacturing method of the ceramic plate-shaped object based on this invention is demonstrated using FIG. The second embodiment of the method for producing a ceramic plate according to the present invention includes first to sixth steps.

図8(A)ないし(C)は、セラミック板状体10の製造方法の第2の実施形態において、第2ないし第4の工程をそれぞれ模式的に表す断面図である。第2の実施形態は、第2および第3の工程が第1の実施形態と異なっている。この発明に係るセラミック板状体の製造方法の第2の形態も、第1の形態と同様に、焼成後の研磨工程を含まない。   8A to 8C are cross-sectional views schematically showing the second to fourth steps in the second embodiment of the method for manufacturing the ceramic plate-like body 10, respectively. The second embodiment differs from the first embodiment in the second and third steps. The 2nd form of the manufacturing method of the ceramic plate-shaped body which concerns on this invention does not include the grinding | polishing process after baking similarly to the 1st form.

第1の工程は、第1の実施形態と同様であるため、それについての説明は省略される。   Since the first step is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

図8(A)は、複数の未焼結板状体1sの一方主面上に樹脂層2lが付与される工程(第2の工程)を示す断面図である。前述したように、未焼結板状体1sが複数のセラミックグリーンシートを含む場合、それらが単に積層され、圧着されていない状態でもよい。その場合、第2の工程における樹脂層2lの付与は、圧着されていない未焼結板状体が含む、最上層のセラミックグリーンシートに対して行なわれてもよい。   FIG. 8A is a cross-sectional view showing a step (second step) in which a resin layer 2l is applied on one main surface of a plurality of unsintered plate-like bodies 1s. As described above, when the unsintered plate-like body 1s includes a plurality of ceramic green sheets, they may be simply laminated and not pressed. In that case, the application of the resin layer 2l in the second step may be performed on the uppermost ceramic green sheet included in the unsintered green plate.

樹脂層2lの未焼結板状体1sの一方主面上への付与は、第1の実施形態で説明されたものと同様の樹脂スラリーが、未焼結板状体1sの一方主面上に塗工されることにより実施される。樹脂粉末2bの性質も、第1の実施形態で説明されたものと同様である。   Application of the resin layer 2l to the one main surface of the unsintered plate-like body 1s is performed on the one main surface of the unsintered plate-like body 1s by applying a resin slurry similar to that described in the first embodiment. It is carried out by being coated on. The properties of the resin powder 2b are the same as those described in the first embodiment.

図8(B)は、樹脂層2lが一方主面上に付与された複数の未焼結板状体1sが積層され、圧着されることにより、未焼結積層体10gが作製される工程(第3の工程)を示す断面図である。樹脂層2lが一方主面上に付与された複数の未焼結板状体1sが圧着される際には、樹脂層2l中の球状の樹脂粉末2bが扁平となるように変形する。その状態で、樹脂層2lが未焼結板状体1sの一方主面に、別の未焼結板状体1sの一方主面上に付与された樹脂層2lが未焼結板状体1sの他方主面に押し付けられる。   FIG. 8B shows a step in which a plurality of unsintered plate-like bodies 1s provided with the resin layer 2l on one main surface are laminated and pressed to produce an unsintered laminate 10g ( It is sectional drawing which shows a 3rd process. When the plurality of unsintered plate-like bodies 1s provided with the resin layer 21 on one main surface are pressure-bonded, the spherical resin powder 2b in the resin layer 21 is deformed so as to be flat. In this state, the resin layer 2l is provided on one main surface of the unsintered plate 1s, and the resin layer 2l provided on one main surface of another unsintered plate 1s is the unsintered plate 1s. Pressed against the other main surface.

その結果、第1の実施形態の場合と同様に、扁平となった樹脂粉末2bの形状に由来する凹部が、未焼結板状体1sの一方主面および他方主面に散在して形成される。凹部の形態は、樹脂粉末2bのメジアン径により制御される。   As a result, as in the case of the first embodiment, the concave portions derived from the shape of the flat resin powder 2b are formed scattered on one main surface and the other main surface of the unsintered plate-like body 1s. The The form of the recess is controlled by the median diameter of the resin powder 2b.

図8(C)は、未焼結積層体10gの一方主面と他方主面との間を貫通する未焼結積層体貫通孔10ghがドリルD(図3参照)により形成される工程(第4の工程)を示す断面図である。未焼結積層体貫通孔10ghは、ドリルDが未焼結積層体10gの一方主面から他方主面に向けて進行することにより穿孔される。   FIG. 8 (C) shows a step in which an unsintered laminated body through hole 10gh penetrating between one main surface and the other main surface of the unsintered laminated body 10g is formed by a drill D (see FIG. 3) (first step). It is sectional drawing which shows 4 processes. The unsintered laminated body through-hole 10gh is drilled as the drill D advances from one main surface to the other main surface of the unsintered laminated body 10g.

未焼結積層体10gの他方主面をなす未焼結板状体1s以外の未焼結板状体1sでは、ドリルDが貫通する際に、ドリルDの進行する向きの先にある樹脂層2lおよび未焼結板状体1sにより、未焼結板状体1sの変形が抑制される。そのため、ドリルDが未焼結積層体10gの他方主面に抜けた後に、未焼結積層体10gの他方主面をなす未焼結板状体1sにはバリが残る場合があるが、それ以外の未焼結板状体1sにおけるバリの発生は、確実に抑制されている。   In the unsintered plate-like body 1s other than the unsintered plate-like body 1s forming the other main surface of the unsintered laminated body 10g, when the drill D penetrates, the resin layer at the tip of the direction in which the drill D proceeds The deformation of the unsintered plate 1s is suppressed by 2l and the unsintered plate 1s. Therefore, after the drill D is pulled out to the other main surface of the unsintered laminate 10g, burrs may remain on the unsintered plate-like body 1s forming the other main surface of the unsintered laminate 10g. Generation | occurrence | production of the burr | flash in non-sintered plate-shaped body 1s other than these is suppressed reliably.

第5の工程および第6の工程は、第1の実施形態と同様であるため、それらについての説明は省略される。   Since the fifth step and the sixth step are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

上記のこの発明に係るセラミック板状体の製造方法の第2の形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第1の実施形態における第1ないし第3の変形例は、第2の実施形態においても適用され得る。   Also in the second embodiment of the method for producing a ceramic plate according to the present invention, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Note that the first to third modifications of the first embodiment can also be applied to the second embodiment.

−実験例−
この発明を実験例に基づいてより具体的に説明する。
-Experimental example-
The present invention will be described more specifically based on experimental examples.

<実験例1>
[第1の工程]
スカンジア安定化ジルコニア粉末、バインダー、分散剤および有機溶媒が所定の割合となるように調合された。調合物は、部分安定化ジルコニアからなるメディアと共に1000回転/分で3時間撹拌され、セラミックスラリーとされた。有機溶媒には、重量比でトルエン7、エタノール3となるような混合物が用いられた。
<Experimental example 1>
[First step]
The scandia-stabilized zirconia powder, the binder, the dispersant, and the organic solvent were blended in a predetermined ratio. The formulation was stirred for 3 hours at 1000 rpm with media consisting of partially stabilized zirconia to form a ceramic slurry. As the organic solvent, a mixture of toluene 7 and ethanol 3 by weight ratio was used.

このセラミックスラリーは、ポリエチレンテレフタレートからなるキャリアフィルム上に既知の手法によりシート成形され、図2(A)に示されるようなセラミックグリーンシートとされた。セラミックグリーンシートは、所定の大きさになるように既知の手法により打ち抜かれ、キャリアフィルムから剥離された。セラミックグリーンシートの打ち抜きとキャリアフィルムからの剥離とは、その順序を問わない。   This ceramic slurry was formed into a ceramic green sheet as shown in FIG. 2A by forming a sheet on a carrier film made of polyethylene terephthalate by a known method. The ceramic green sheet was punched by a known method so as to have a predetermined size, and was peeled off from the carrier film. The order of the punching of the ceramic green sheet and the peeling from the carrier film does not matter.

キャリアフィルムから剥離されたセラミックグリーンシートは、3枚積層され、圧着されることにより、図2(B)に示されるような未焼結板状体とされた。   Three ceramic green sheets peeled from the carrier film were laminated and pressed to form an unsintered plate-like body as shown in FIG. 2 (B).

[第2の工程]
架橋アクリル樹脂からなる、メジアン径が1μmの球状の樹脂粉末、バインダー、分散剤および有機溶媒が所定の割合となるように調合された。球状の樹脂粉末は、重量あたりの表面積が最も小さいため、流動性の高い樹脂スラリーを作成するために必要なバインダーの量が少なくなる。それにより、樹脂粉末の含有量の高い樹脂シートが作製されるため、後述するセラミック板状体の主面の凹部の密度が高くなる。有機溶媒には、重量比でトルエン7、エタノール3となるような混合物が用いられた。
[Second step]
A spherical resin powder made of a crosslinked acrylic resin having a median diameter of 1 μm, a binder, a dispersant, and an organic solvent were prepared so as to have a predetermined ratio. Since the spherical resin powder has the smallest surface area per weight, the amount of the binder necessary for preparing a highly fluid resin slurry is reduced. Thereby, since the resin sheet with a high content of the resin powder is produced, the density of the recesses on the main surface of the ceramic plate-like body described later is increased. As the organic solvent, a mixture of toluene 7 and ethanol 3 by weight ratio was used.

調合物は、部分安定化ジルコニアからなるメディアと共に1000回転/分で3時間撹拌され、樹脂スラリーとされた。この樹脂スラリーは、ポリエチレンテレフタレートからなるキャリアフィルム上に既知の手法によりシート成形され、図2(C)に示されるような樹脂シートとされた。樹脂シートの厚みは、乾燥後で10μmから18μmの間である。   The formulation was stirred with a media consisting of partially stabilized zirconia at 1000 rpm for 3 hours to form a resin slurry. This resin slurry was formed into a resin sheet as shown in FIG. 2C by sheet molding on a carrier film made of polyethylene terephthalate by a known method. The thickness of the resin sheet is between 10 μm and 18 μm after drying.

樹脂シートは、所定の大きさになるように既知の手法により打ち抜かれ、キャリアフィルムから剥離された。樹脂シートの打ち抜きとキャリアフィルムからの剥離とは、その順序を問わない。   The resin sheet was punched by a known method so as to have a predetermined size, and was peeled off from the carrier film. The order of the punching of the resin sheet and the peeling from the carrier film does not matter.

[第3の工程]
未焼結板状体と各条件の樹脂シートとが交互に積層され、圧着されることにより、図2(D)に示されるような未焼結積層体が作製された。未焼結積層体の作製条件は、加熱温度が60℃であり、押圧力が1500kgf/cm2である。この実験例において、未焼結積層体は、未焼結板状体上に樹脂シートを重ねたものを1セットとしたときに、10セットが含まれるように作製された(図3参照)。なお、未焼結積層体の他方主面(図3における最下層)には、何も付与されなかった。
[Third step]
An unsintered laminated body as shown in FIG. 2 (D) was produced by alternately laminating the unsintered plate-like body and the resin sheet of each condition and press-bonding them. The production conditions for the unsintered laminate are a heating temperature of 60 ° C. and a pressing force of 1500 kgf / cm 2 . In this experimental example, the unsintered laminate was produced so that 10 sets were included when the unsintered plate-like body was overlaid with one resin sheet (see FIG. 3). In addition, nothing was provided to the other main surface (lowermost layer in FIG. 3) of the unsintered laminate.

[第4の工程]
図4に示されるように、未焼結積層体の一方主面と他方主面との間を貫通する未焼結積層体貫通孔がドリルにより形成された。ドリルの加工条件は、進行速度が0.04mm/回転であり、回転数が2000回転/分である。ただし、加工条件は、これに限られない。
[Fourth step]
As shown in FIG. 4, a non-sintered laminated body through-hole penetrating between one main surface and the other main surface of the non-sintered laminated body was formed by a drill. The processing conditions of the drill are a traveling speed of 0.04 mm / rotation and a rotational speed of 2000 rotations / minute. However, the processing conditions are not limited to this.

[第5の工程]
第4の工程で得られた未焼結積層体は、焼成炉により焼成され、図5(A)に示されるようなセラミック積層体とされた。この実験例では、セラミック積層体は、10枚のセラミック板状体から構成されるので、1枚のセラミック積層体を焼成することは、実質的に10枚のセラミック板状体を一度に焼成することになる。そのため、焼成炉への投入作業の効率は、1枚ずつのセラミック板状体を個々に焼成する場合と比較して大幅に高くなった。
[Fifth step]
The green laminate obtained in the fourth step was fired in a firing furnace to obtain a ceramic laminate as shown in FIG. In this experimental example, the ceramic laminate is composed of 10 ceramic plates, so firing one ceramic laminate substantially fires 10 ceramic plates at a time. It will be. Therefore, the efficiency of the charging operation into the firing furnace is significantly higher than that in the case where each ceramic plate is fired individually.

第5の工程である焼成工程は、以下の具体的な副工程を経ている。すなわち、焼成工程は、脱脂工程と焼結工程とを含む。脱脂工程は、未焼結積層体を400℃で所定の時間保持することにより行なわれた。焼結工程は、脱脂工程後の未焼結積層体を1400℃で5時間保持することにより行なわれた。   The firing step, which is the fifth step, undergoes the following specific substeps. That is, the firing process includes a degreasing process and a sintering process. The degreasing step was performed by holding the unsintered laminated body at 400 ° C. for a predetermined time. The sintering process was performed by holding the unsintered laminated body after the degreasing process at 1400 ° C. for 5 hours.

樹脂シートは、脱脂工程中に大半が焼失するため、未焼結板状体同士は、自重により接近して、微小な領域で接触するようになる。接触部分では焼成中に原子の相互拡散が起こるため、接触部分の一部でセラミック板状体同士が接合される。しかしながら、上記のように接合部分の面積は小さいため、焼成後のセラミック積層体を個々のセラミック板状体へ分割することが可能である。   Since most of the resin sheets are burned off during the degreasing process, the unsintered plate-like bodies come closer to each other by their own weight and come into contact in a minute region. At the contact portion, atomic diffusion occurs during firing. Therefore, the ceramic plates are joined to each other at a portion of the contact portion. However, since the area of the joint portion is small as described above, the fired ceramic laminate can be divided into individual ceramic plates.

重要な点は、樹脂粉末により形成される凹部が、樹脂シートを挟んで対向する2枚のセラミック板状体の主面で異なるパターンを有することである。これは、図2(D)に示されているように、樹脂粉末が樹脂シート内で層状に不規則に配列しているためである。対向する主面同士に不規則なパターンの凹部が生じることは、規則的なパターンである場合と比較して、接触面積を著しく減少させる。そのため、凹部の深さが浅くても、セラミック板状体の分割が容易となる。   The important point is that the recesses formed by the resin powder have different patterns on the main surfaces of the two ceramic plate-like bodies facing each other across the resin sheet. This is because the resin powder is irregularly arranged in layers within the resin sheet, as shown in FIG. The formation of irregular patterns of recesses between the opposing main surfaces significantly reduces the contact area compared to the case of regular patterns. Therefore, even if the depth of the recess is shallow, the ceramic plate-like body can be easily divided.

[第6の工程]
第5の工程で得られたセラミック積層体は、脱気した水中に沈められ、30秒間超音波振動を印加することにより、それぞれ厚み90μmの、それぞれ貫通孔を有する10枚のセラミック板状体に分割された。
[Sixth step]
The ceramic laminate obtained in the fifth step is submerged in degassed water and applied with ultrasonic vibration for 30 seconds to form 10 ceramic plate-like bodies each having a thickness of 90 μm and each having a through hole. Divided.

ここで、未焼結積層体の一方主面を為していた未焼結板状体が焼成されて為るセラミック板状体が1番目のセラミック板状体とされた。そして、未焼結積層体の他方主面を為していた未焼結板状体が焼成されて為るセラミック板状体が10番目のセラミック板状体とされた。すなわち、10番目のセラミック板状体は、未焼結積層体の穿孔時に、ドリルが抜ける未焼結板状体に由来している。   Here, the ceramic plate-like body formed by firing the unsintered plate-like body that had formed one main surface of the unsintered laminate was the first ceramic plate-like body. And the ceramic plate-like body formed by baking the non-sintered plate-like body which was making the other main surface of an unsintered laminated body was made into the 10th ceramic plate-like body. That is, the 10th ceramic plate is derived from the unsintered plate from which the drill comes out when the unsintered laminated body is drilled.

この実験例により得られた1番目から10番目のセラミック板状体について、それぞれ3次元形状測定機(キーエンス社製 VR−3000シリーズ)により、貫通孔の周囲の変形量が測定された。   With respect to the first to tenth ceramic plates obtained in this experimental example, the amount of deformation around the through hole was measured by a three-dimensional shape measuring machine (VR-3000 series manufactured by Keyence Corporation).

その結果、1番目から9番目のセラミック板状体における貫通孔の周囲の変形量は、貫通孔の周囲から十分離れた領域を基準として、大きく見積もっても3μm以下の変形量しかなかった。すなわち、これらのセラミック板状体においては、前述のバリに由来する凸部の発生は、確実に抑制されていた。   As a result, the deformation amount around the through hole in the first to ninth ceramic plate-like bodies was only 3 μm or less even if estimated to be large on the basis of a region sufficiently away from the periphery of the through hole. That is, in these ceramic plate-like bodies, the occurrence of convex portions derived from the above-described burrs was reliably suppressed.

なお、10番目のセラミック板状体における貫通孔の周囲の変形量は、貫通孔の周囲から十分離れた領域を基準として、約30μmであった。このような場合、10番目のセラミック板状体は、製品として採用されない。しかしながら、10枚のセラミック板状体のうち、9枚が商品として良好なものであり、この良品の割合は、セラミック積層体の積層数が多くなるほど高くなる。したがって、この発明に係る貫通孔を有するセラミック板状体の製造方法は、セラミック板状体が効率良く製造されると言える。   The amount of deformation around the through hole in the tenth ceramic plate-like body was about 30 μm on the basis of a region sufficiently away from the periphery of the through hole. In such a case, the tenth ceramic plate is not adopted as a product. However, of the 10 ceramic plate-like bodies, 9 are good products, and the proportion of the non-defective products increases as the number of laminated ceramic laminates increases. Therefore, it can be said that the method for producing a ceramic plate having a through hole according to the present invention produces the ceramic plate efficiently.

<実験例2>
実験例2では、第4の工程において、未焼結積層体の他方主面に易剥離性樹脂部材が付与された状態で、未焼結積層体貫通孔が形成された。第1ないし第3の工程、ならびに第5および第6の工程は、実験例1と同様であるため、詳細な説明は省略される。易剥離性樹脂部材として、日東電工製 リバアルファ(登録商標)が用いられた。なお、易剥離性樹脂部材は、未焼結積層体の作製時に同時に付与されてもよく、また未焼結積層体の作製後に付与されてもよい。
<Experimental example 2>
In Experimental Example 2, in the fourth step, the unsintered laminated body through-hole was formed in a state where the easily peelable resin member was applied to the other main surface of the unsintered laminated body. Since the first to third steps and the fifth and sixth steps are the same as those in Experimental Example 1, detailed description thereof is omitted. As an easily peelable resin member, Nitto Denko Riva Alpha (registered trademark) was used. The easily peelable resin member may be applied at the same time when the green laminate is produced, or may be provided after the green laminate is produced.

ドリルによる未焼結積層体の穿孔は、易剥離性樹脂部材も貫通するようにして行なわれた。なお、ドリルによる未焼結積層体の穿孔は、ドリルが未焼結積層体を貫通し、易剥離性樹脂部材を貫通しないようにして行なわれてもよい。未焼結積層体に未焼結積層体貫通孔が形成された後、易剥離性樹脂部材は加熱されることにより、発泡剥離される。   The drilling of the unsintered laminate with a drill was performed so as to penetrate the easily peelable resin member. The drilling of the unsintered laminate with a drill may be performed so that the drill penetrates the unsintered laminate and does not penetrate the easily peelable resin member. After an unsintered laminated body through-hole is formed in the unsintered laminated body, the easily peelable resin member is foamed and peeled by being heated.

この実験例により得られた1番目から10番目のセラミック板状体について、それぞれ実験例1に用いられた3次元形状測定機により、貫通孔の周囲の変形量が測定された。   With respect to the first to tenth ceramic plate-like bodies obtained in this experimental example, the amount of deformation around the through hole was measured by the three-dimensional shape measuring machine used in Experimental example 1, respectively.

その結果、1番目から10番目のセラミック板状体における貫通孔の周囲の変形量は、貫通孔の周囲から十分離れた領域を基準として、大きく見積もっても3μm以下の変形量しかなかった。すなわち、これらのセラミック板状体においては、前述のバリに由来す凸部の発生は、確実に抑制されていた。   As a result, the amount of deformation around the through hole in the first to tenth ceramic plate-like bodies was only 3 μm or less even when estimated to a large extent on the basis of a region sufficiently away from the periphery of the through hole. That is, in these ceramic plate-like bodies, the occurrence of convex portions derived from the aforementioned burrs was reliably suppressed.

<実験例3>
実験例3では、第4の工程において、未焼結積層体の他方主面に前述の樹脂シートが付与された状態で、未焼結積層体貫通孔が形成された。第1ないし第3の工程、ならびに第5および第6の工程は、実験例1と同様であるため、詳細な説明は省略される。なお、樹脂シートは、未焼結積層体の作製時に同時に付与されてもよく、また未焼結積層体の作製後に付与されてもよい。
<Experimental example 3>
In Experimental Example 3, in the fourth step, the unsintered laminated body through-hole was formed in a state where the above-described resin sheet was applied to the other main surface of the unsintered laminated body. Since the first to third steps and the fifth and sixth steps are the same as those in Experimental Example 1, detailed description thereof is omitted. The resin sheet may be applied at the same time when the green laminate is produced, or may be provided after the green laminate is produced.

ドリルによる未焼結積層体の穿孔は、樹脂シートも貫通するようにして行なわれた。未焼結積層体に未焼結積層体貫通孔が形成された後、樹脂シートは、未焼結積層体の焼成時に焼失する。   Drilling of the unsintered laminate with a drill was performed so that the resin sheet also penetrated. After the unsintered laminate through-holes are formed in the unsintered laminate, the resin sheet is burned off when the unsintered laminate is fired.

この実験例により得られた1番目から10番目のセラミック板状体について、それぞれ実験例1に用いられた3次元形状測定機により、貫通孔の周囲の変形量が測定された。   With respect to the first to tenth ceramic plate-like bodies obtained in this experimental example, the amount of deformation around the through hole was measured by the three-dimensional shape measuring machine used in Experimental example 1, respectively.

その結果、1番目から10番目のセラミック板状体における貫通孔の周囲の変形量は、貫通孔の周囲から十分離れた領域を基準として、大きく見積もっても3μm以下の変形量しかなかった。すなわち、これらのセラミック板状体においては、前述のバリに由来す凸部の発生は、確実に抑制されていた。   As a result, the amount of deformation around the through hole in the first to tenth ceramic plate-like bodies was only 3 μm or less even when estimated to a large extent on the basis of a region sufficiently away from the periphery of the through hole. That is, in these ceramic plate-like bodies, the occurrence of convex portions derived from the aforementioned burrs was reliably suppressed.

<実験例4>
実験例4では、第4の工程において、未焼結積層体貫通孔がドリルにより未焼結積層体に形成された後、未焼結積層体が再押圧された。その際の押圧力は、前述の第3の工程における圧着の際の圧力の5%以上50%以下とされた。第1ないし第3の工程、ならびに第5および第6の工程は、実験例1と同様であるため、詳細な説明は省略される。
<Experimental example 4>
In Experimental Example 4, in the fourth step, after the unsintered laminated body through-hole was formed in the unsintered laminated body by a drill, the unsintered laminated body was pressed again. The pressing force at that time was 5% or more and 50% or less of the pressure at the time of pressure bonding in the above-described third step. Since the first to third steps and the fifth and sixth steps are the same as those in Experimental Example 1, detailed description thereof is omitted.

この実験例により得られた1番目から10番目のセラミック板状体について、それぞれ実験例1に用いられた3次元形状測定機により、貫通孔の周囲の変形量が測定された。   With respect to the first to tenth ceramic plate-like bodies obtained in this experimental example, the amount of deformation around the through hole was measured by the three-dimensional shape measuring machine used in Experimental example 1, respectively.

その結果、1番目から10番目のセラミック板状体における貫通孔の周囲の変形量は、貫通孔の周囲から十分離れた領域を基準として、大きく見積もっても3μm以下の変形量しかなかった。すなわち、これらのセラミック板状体においては、前述のバリに由来す凸部の発生は、確実に抑制されていた。   As a result, the amount of deformation around the through hole in the first to tenth ceramic plate-like bodies was only 3 μm or less even when estimated to a large extent on the basis of a region sufficiently away from the periphery of the through hole. That is, in these ceramic plate-like bodies, the occurrence of convex portions derived from the aforementioned burrs was reliably suppressed.

なお、この明細書に記載の実施形態は、例示的なものであって、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。   The embodiments described in this specification are illustrative, and the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various applications and modifications are added within the scope of the present invention. Can do.

1g セラミックグリーンシート
1s 未焼結板状体
2b 樹脂粉末
2g 樹脂シート
2l 樹脂層
10 セラミック板状体
10a 一方主面
10b 他方主面
10g 未焼結積層体
10gh 未焼結積層体貫通孔
10h 貫通孔
10s セラミック積層体
1 g Ceramic green sheet 1 s Unsintered plate 2 b Resin powder 2 g Resin sheet 2 l Resin layer 10 Ceramic plate 10 a One main surface 10 b The other main surface 10 g Unsintered laminate 10 gh Unsintered laminate through-hole 10 h Through-hole 10s ceramic laminate

Claims (6)

焼成後の研磨工程を備えない、貫通孔を有するセラミック板状体の製造方法であって、
セラミック材料粉末を含む複数の未焼結板状体が作製または準備される第1の工程と、
有機溶剤と、前記有機溶剤に難溶で焼成時に焼失する樹脂材料からなる樹脂粉末とを含む樹脂スラリーを用いて、複数の樹脂シートが作製または準備される第2の工程と、
前記未焼結板状体と前記樹脂シートとが交互に積層され、圧着されることにより、一方主面および他方主面を有する板状の未焼結積層体が作製される第3の工程と、
前記未焼結積層体の一方主面と他方主面との間を貫通する未焼結積層体貫通孔がドリルにより形成される第4の工程と、
複数の前記樹脂シートが焼失し、複数の前記未焼結板状体が焼結されて、貫通孔を有する複数のセラミック板状体となり、かつ複数の前記セラミック板状体同士が散在する微小な接合部を介して接合してなるセラミック積層体となるように、前記未焼結積層体が焼成される第5の工程と、
前記セラミック積層体が複数の前記セラミック板状体に分割されるように、前記セラミック積層体における前記接合部が破断される第6の工程と、を備えることを特徴とする、セラミック板状体の製造方法。
A method for producing a ceramic plate-like body having a through-hole without a polishing step after firing,
A first step in which a plurality of unsintered plates comprising ceramic material powder are produced or prepared;
A second step in which a plurality of resin sheets are prepared or prepared using a resin slurry containing an organic solvent and a resin powder made of a resin material that is hardly soluble in the organic solvent and burned off during firing;
A third step in which the unsintered plate-like body and the resin sheet are alternately laminated and pressed to produce a plate-like unsintered laminate having one main surface and the other main surface; ,
A fourth step in which a non-sintered laminate through-hole penetrating between one main surface and the other main surface of the non-sintered laminate is formed by a drill;
The plurality of resin sheets are burned out, the plurality of unsintered plate-like bodies are sintered to form a plurality of ceramic plate-like bodies having through holes, and a plurality of the ceramic plate-like bodies are interspersed. A fifth step in which the unsintered laminate is fired so as to be a ceramic laminate formed by joining via a joint portion;
A sixth step of breaking the joint portion in the ceramic laminate so that the ceramic laminate is divided into a plurality of ceramic plate-like bodies. Production method.
焼成後の研磨工程を備えないセラミック板状体の製造方法であって、
セラミック材料粉末を含む複数の未焼結板状体が作製または準備される第1の工程と、
有機溶剤と、前記有機溶剤に難溶で焼成時に焼失する樹脂材料からなる樹脂粉末とを含む樹脂スラリーを用いて、複数の前記未焼結板状体の一方主面上に樹脂層が付与される第2の工程と、
前記樹脂層が一方主面上に付与された複数の前記未焼結板状体が積層され、圧着されることにより、未焼結積層体が作製される第3の工程と、
前記未焼結積層体の一方主面と他方主面との間を貫通する未焼結積層体貫通孔がドリルにより形成される第4の工程と、
複数の前記樹脂シートが焼失し、複数の前記未焼結板状体が焼結されて、貫通孔を有する複数のセラミック板状体となり、かつ複数の前記セラミック板状体同士が散在する微小な接合部を介して接合してなるセラミック積層体となるように、前記未焼結積層体が焼成される第5の工程と、
前記セラミック積層体が複数の前記セラミック板状体に分割されるように、前記セラミック積層体における前記接合部が破断される第6の工程と、を備えることを特徴とする、セラミック板状体の製造方法。
A method for producing a ceramic plate-like body that does not include a polishing step after firing,
A first step in which a plurality of unsintered plates comprising ceramic material powder are produced or prepared;
A resin layer is provided on one main surface of the plurality of unsintered plate-like bodies using a resin slurry containing an organic solvent and a resin powder made of a resin material that is hardly soluble in the organic solvent and burned off during firing. A second step,
A plurality of the unsintered plate-like bodies provided with the resin layer on one main surface are laminated and pressure-bonded, whereby a third step in which an unsintered laminate is produced;
A fourth step in which a non-sintered laminate through-hole penetrating between one main surface and the other main surface of the non-sintered laminate is formed by a drill;
The plurality of resin sheets are burned out, the plurality of unsintered plate-like bodies are sintered to form a plurality of ceramic plate-like bodies having through holes, and a plurality of the ceramic plate-like bodies are interspersed. A fifth step in which the unsintered laminate is fired so as to be a ceramic laminate formed by joining via a joint portion;
A sixth step of breaking the joint portion in the ceramic laminate so that the ceramic laminate is divided into a plurality of ceramic plate-like bodies. Production method.
前記第4の工程において、前記未焼結積層体貫通孔は、前記未焼結積層体の他方主面に易剥離性樹脂部材が付与された状態で、前記ドリルが前記未焼結積層体の一方主面から他方主面に向けて進行することにより形成されることを特徴とする、請求項1または2に記載のセラミック板状体の製造方法。   In the fourth step, the unsintered laminate through-hole is formed in a state where an easily peelable resin member is applied to the other main surface of the unsintered laminate, and the drill is formed on the unsintered laminate. The method for producing a ceramic plate-like body according to claim 1, wherein the ceramic plate-like body is formed by proceeding from one main surface to the other main surface. 前記第4の工程において、前記未焼結積層体貫通孔は、前記未焼結積層体の他方主面に前記樹脂シートが付与された状態で、前記ドリルが前記未焼結積層体の一方主面から他方主面に向けて進行することにより形成されることを特徴とする、請求項1または2に記載のセラミック板状体の製造方法。   In the fourth step, the unsintered laminated body through-hole is formed in a state in which the resin sheet is applied to the other main surface of the non-sintered laminated body, and the drill is one main part of the unsintered laminated body. The method for producing a ceramic plate-like body according to claim 1, wherein the ceramic plate-like body is formed by proceeding from one surface to the other main surface. 前記第4の工程は、前記未焼結積層体貫通孔が前記ドリルにより前記未焼結積層体に形成された後、前記第3の工程における圧着の際の圧力の5%以上50%以下の圧力で前記未焼結積層体が押圧される副工程を備えることを特徴とする、請求項1または2に記載のセラミック板状体の製造方法。   In the fourth step, after the green laminate through-hole is formed in the green laminate by the drill, the pressure is 5% or more and 50% or less of the pressure in the press bonding in the third step. The method for producing a ceramic plate-like body according to claim 1, further comprising a sub-process in which the unsintered laminated body is pressed by pressure. 前記未焼結板状体は、少なくとも1枚のセラミックグリーンシートを含むことを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のセラミック板状体の製造方法。   The method for manufacturing a ceramic plate according to claim 1, wherein the green plate includes at least one ceramic green sheet.
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