JP5087455B2 - セラミック積層体、セラミック部品、セラミック積層体の製造方法及びセラミック部品の製造方法 - Google Patents
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Description
先ず、第1の実施の形態に係るセラミック積層体(以下、第1セラミック積層体10Aと記す)は、図1に示すように、内部に導体成形体12が埋め込まれた第1セラミック成形体14と第2セラミック成形体16とが積層されて構成されている。
次に、第2の実施の形態に係るセラミック積層体(以下、第2セラミック積層体10Bと記す)は、図3に示すように、上述した第1セラミック積層体10Aとほぼ同様の構成を有するが、第1セラミック成形体14の一主面に導体成形体12の一部が露出している点で異なる。そして、第1セラミック成形体14のうち、導体成形体12が露出した面と、第2セラミック成形体16の一主面とを対向させて、互いに加熱圧着することにより、第2セラミック積層体10Bが構成されている。
導体ペースト13としては、バインダとしてエポキシ、フェノール等の未硬化物を含有するものが好ましいが、とりわけ、レゾール型フェノール樹脂を含有するものが好ましい。また、金属粉末については、Ag、Pd、Au、Pt、Cu、Ni、Rhといった金属の単体又は合金、金属間化合物を用いることができるが、同時焼成されるセラミック部材に要求される特性、すなわち、焼成時の酸素分圧、温度、焼成収縮温度特性を考慮し、適宜選択される。焼成収縮温度特性については金属粉末組成だけではなく、金属粉末の粒径、比表面積、凝集度によっても適宜制御される。導体ペースト13中のバインダ分量については、例えば、Ag粉末の場合、金属粉末重量の1%〜10%の範囲を使用するが、セラミック部材の焼成収縮率、スクリーン印刷時の印刷性を考慮し、3〜6%の範囲が好ましい。
型板(第1板部材32a〜第3板部材32c)は、吸着手段に応じた板部材を使用する。例えば真空吸着の場合は、金属、セラミック、樹脂等の材質は関係なく、多孔質板や吸着用孔を多数あけた板を使用し、糊付けの場合は、糊との反応性がなく、後に溶剤等で糊を拭き取る際にも変質を起こさない材質の板を使用し、静電吸着の場合は、PETと静電吸着し易い材料でできた板を使用することが好ましい。
第1スラリー18は、用途に応じ、アルミナ、安定化ジルコニア、各種圧電セラミック材料、各種誘電セラミック材料、といった酸化物セラミックスをはじめ、シリコンナイトライド、アルミナイトライドといった窒化物セラミックス、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドといった炭化物セラミックス粉末やバインダとしてのガラス成分を含んだセラミックス粉末といった無機成分と、例えば分散剤とゲル化剤もしくはゲル化剤相互の化学反応が誘起される有機化合物とからなる。
第1スラリー18中に含有されるゲル化剤は、分散媒に含まれる反応性官能基と反応して固化反応を引き起こすものであり、以下を例示することができる。
第2スラリー20に含まれるセラミック粉末は、用途に応じて、アルミナ、安定化ジルコニア、各種圧電セラミック材料、各種誘電セラミック材料、といった酸化物セラミックスをはじめ、シリコンナイトライド、アルミナイトライドといった窒化物セラミックス、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドといった炭化物セラミックス粉末やバインダとしてのガラス成分を含む。
10B…第2セラミック積層体
12…導体成形体
14…第1セラミック成形体
16…第2セラミック成形体
18…第1スラリー
20…第2スラリー
100…セラミック焼成体
102…セラミック部品
Claims (19)
- 熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合された第1スラリーを、導体成形体を被覆するように供給した後に硬化して得られる第1セラミック成形体と、
熱可塑性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合された第2スラリーを硬化して得られる第2セラミック成形体とが積層され、
前記第1セラミック成形体のうち、前記導体成形体が露出する面と、前記第2セラミック成形体の1つの主面とを対向させて、互いに加熱圧着されて構成されていることを特徴とするセラミック積層体。 - 請求項1記載のセラミック積層体において、
前記第1セラミック成形体は、前記第1スラリーを、基体上に成形された前記導体成形体を被覆するように塗布した後に硬化して得られることを特徴とするセラミック積層体。 - 請求項1又は2記載のセラミック積層体において、
前記熱硬化性樹脂前駆体は、ポリウレタン樹脂前駆体であることを特徴とするセラミック積層体。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のセラミック積層体において、
前記第1セラミック成形体及び前記第2セラミック成形体の形状がテープ状であることを特徴とするセラミック積層体。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のセラミック積層体において、
前記導体成形体は、熱硬化性樹脂前駆体と銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)系の金属の少なくとも1種類の粉末を含む導体ペーストをパターン形成し、その後、硬化してなることを特徴とするセラミック積層体。 - 請求項5記載のセラミック積層体において、
前記熱硬化性樹脂前駆体がフェノール樹脂であることを特徴とするセラミック積層体。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のセラミック積層体を焼成してなるセラミック部品。
- 導体成形体を形成する導体形成工程と、
熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合された第1スラリーを、導体成形体を被覆するように供給するスラリー供給工程と、
前記第1スラリーを硬化して第1セラミック成形体を作製する第1スラリー硬化工程と、
熱可塑性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合された第2スラリーを硬化して第2セラミック成形体を作製する第2スラリー硬化工程と、
前記第1セラミック成形体と前記第2セラミック成形体とを加熱圧着する貼合せ工程とを有し、
前記貼合せ工程は、前記第1セラミック成形体のうち、前記導体成形体が露出する面と、前記第2セラミック成形体の1つの主面とを対向させて、互いに加熱圧着することを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 請求項8記載のセラミック積層体の製造方法において、
前記第1セラミック成形体及び前記第2セラミック成形体の接着面のいずれか一方あるいは両方に接着層が形成されていることを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 請求項8記載セラミック積層体の製造方法において、
前記第1スラリーに使用される前記熱硬化性樹脂前駆体がポリウレタン樹脂前駆体であることを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 請求項8記載のセラミック積層体の製造方法において、
前記導体形成工程は、基体上に前記導体成形体を形成し、
前記スラリー供給工程は、前記第1スラリーを、前記導体成形体を被覆するように前記基体上に塗布することを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 請求項8〜11のいずれか1項に記載のセラミック積層体の製造方法において、
前記第2セラミック成形体は、連続式成形法によって作製されることを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 請求項8記載のセラミック積層体の製造方法において、
前記導体形成工程は、フィルム上に導体成形体を形成し、
前記スラリー供給工程は、前記導体成形体が形成された前記フィルムを鋳込み型内に設置し、前記スラリーを前記鋳込み型内に鋳込むことを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 請求項13記載のセラミック積層体の製造方法において、
前記スラリー供給工程は、前記フィルムを前記鋳込み型内に設置する際に、
前記フィルムと他のフィルムとを前記導体成形体が形成された面と前記他のフィルムとを対向させ、さらに、前記フィルムと前記他のフィルムの間にスペーサを挟んで設置し、
前記スペーサにて形成される空間内に前記スラリーを流し込むことを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 請求項14記載のセラミック積層体の製造方法において、
前記フィルムの表面に塗布された剥離剤の剥離力と、前記他のフィルムの表面に塗布された剥離剤の剥離力とが異なることを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 請求項8〜15のいずれか1項に記載のセラミック積層体の製造方法において、
前記導体形成工程は、熱硬化性樹脂前駆体と銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)系の金属の少なくとも1種類の粉末を含む導体ペーストをパターン形成し、その後、硬化することによって前記導体成形体を得ることを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 請求項16記載のセラミック積層体の製造方法において、
前記導体ペーストに含まれる前記熱硬化性樹脂前駆体がフェノール樹脂であることを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - 請求項17記載のセラミック積層体の製造方法において、
前記導体ペーストに含まれる前記熱硬化性樹脂前駆体が自己反応性のレゾール樹脂であることを特徴とするセラミック積層体の製造方法。 - セラミック積層体を作製する工程と、
作製された前記セラミック積層体を焼成する工程とを有するセラミック部品の製造方法であって、
前記セラミック積層体を作製する工程は、
導体成形体を形成する導体形成工程と、
熱硬化性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合された第1スラリーを、導体成形体を被覆するように供給するスラリー供給工程と、
前記第1スラリーを硬化して第1セラミック成形体を作製する第1スラリー硬化工程と、
熱可塑性樹脂前駆体とセラミック粉末と溶剤とが混合された第2スラリーを硬化して第2セラミック成形体を作製する第2スラリー硬化工程と、
前記第1セラミック成形体と前記第2セラミック成形体とを加熱圧着する貼合せ工程とを有し、
前記貼合せ工程は、前記第1セラミック成形体のうち、前記導体成形体が露出する面と、前記第2セラミック成形体の1つの主面とを対向させて、互いに加熱圧着することを特徴とするセラミック部品の製造方法。
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