JP5370396B2 - セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
以下では、本発明の一実施形態として、セラミック電子部品の一種であるセラミックヒーターの製造装置及び当該装置を用いたセラミックヒーターの製造方法について説明する。図1に示すように、本実施形態に係るセラミックヒーターの製造装置2は、板状の押し当て部8、及び基台4を備える。押し当て部8が有する平面と基台4が有する平面は、平行に対向している。
以下では、本発明の一実施形態として、セラミック電子部品の一種であるセラミックヒーターの製造方法を説明する。セラミックヒーターの製造法方法は、上記の本実施形態に係るセラミックヒーターの製造装置を用いて実施する。
まず、セラミックスの原料粉末、成型用バインダ及び有機溶剤を湿式で混合して、セラミックス組成物を得る。セラミックスの原料粉末は、基材及び焼結助剤を含有する。基材とは、例えば、Al2O3に対応する原料である。焼結助剤とは、例えば、SiO2、CaO、Mg及びZrO2等の酸化物に対応する原料等である。なお、セラミックスの原料粉末は、焼成前に仮焼してもよい。また、セラミックス組成物は、ムライトやスピネル等のアルミナ類似の高温高強度セラミックスの原料や希土類元素の酸化物を更に含有していてもよい。
第一巻き付け工程では、図1及び図2Aに示すように、接着剤22が塗布されたセラミックシート12の片面を押し当て部8に対向させ、セラミックシート12を基台4の平面に載置する。セラミック軸13をセラミックシート12の端部に載置する。このとき、セラミック軸13の軸長と長さが等しいセラミックシート12の一辺と、セラミック軸13とを平行に配置する。
本実施形態では、第一巻き付け工程後に下記の第二巻き付け工程を行うことが好ましい。
本実施形態では、第二巻き付け工程の後で、下記の端部加圧工程を行うことが好ましい。
焼成工程後に91.2重量%のAl2O3、5.9重量%のSiO2、1.7重量%のCaO、0.1重量%のMgO及び1.1重量%のZrO2を含有するセラミックスが得られるように、基材及び焼結助剤を秤量して、セラミックスの原料粉末を調製した。セラミックスの原料粉末、成型用バインダ及び有機溶剤を湿式で混合し、セラミック組成物のスラリーを得た。このスラリーをドクターブレード法で成型して、厚み0.3mmのセラミックシートaと厚み0.1mmのセラミックシートbを得た。このセラミックシートbの表面に、W−Reからなる発熱部とW−Moからなる引き出し部をスクリーン印刷した。セラミックシートaにおいてセラミックシートbの引き出し部の末端が位置する箇所に対向する部分に、スルーホールを形成し、導体ペーストをスルーホールに充填した。セラミックシートaとセラミックシートbを重ね合わせ、加熱及び加圧して圧着することにより、セラミックシートcを形成した。スルーホールと重なるようにセラミックシートcのセラミックシートa側の表面に電極パッドをスクリーン印刷して、引き出し部と電極パッドを導通させた。そして、セラミックスシートcを所定の大きさに切断した。切断したセラミックシートcの表面のうち、電極パッドが印刷されていない側に、有機溶剤を主成分とする接着剤を塗布した。
第一巻き付け工程では、まず、接着剤が塗布されたセラミックシートcの片面を、板状の押し当て部に対向させ、セラミックシートcを基台の平面に載置した。セラミック軸をセラミックシートcの端部に載置した。次に、板状の押し当て部を基台の平面に向かって垂直移動させ、押し当て部の平面と基台の平面との間にセラミックシートc及びセラミック軸を挟み込み、セラミックシートcとセラミック軸を密着させた。第一巻き付け工程では、シリコンスポンジ製の基台と、シリコンゴム製の押し当て部を用い、第一巻き付け工程では、基台をあらかじめ80℃に加熱した。
第一巻き付け工程後の第二巻き付け工程では、シリコンスポンジ製の基台を、クロロプレンゴム製の基台に取替え、クロロプレンゴム製の基台をあらかじめ80℃に加熱した。第二巻き付け工程では、シリコンゴム製の押し当て部を用いた。
第二巻き付け工程後の端部加圧工程では、クロロプレンゴム製の基台を用い、クロロプレンゴム製の基台をあらかじめ80℃に加熱した。端部加圧工程では、シリコンゴム製の押し当て部を用いた。
第一巻き付け工程後、第二巻き付け工程を行う前の実施例1のセラミック基体の外観検査を行い、外観不良の有無を調べた。なお、外観不良とは、セラミック軸からのセラミックシートcの剥離を意味する。外観検査の結果、実施例1のセラミック基体には外観不良がなかった。
第一巻き付け工程における基台の移動速度を500mm/secに調整したこと以外は、実施例1と同様の方法で、第一巻き付け工程だけを行い、実施例2のセラミック基体を形成した。実施例1と同様の外観検査の結果、実施例2のセラミック基体には外観不良がなかった。
比較例1では、第一巻き付け工程における基台の移動速度を500mm/secに調整した。また、比較例1では、板状の押し当て部の代わりに、シリコンゴムで形成された表面を有するローラーを用いた。以上の事項以外は実施例1と同様の方法で、第一巻き付け工程だけを行い、比較例1のセラミック基体を形成した。実施例1と同様の外観検査の結果、比較例1のセラミック基体には外観不良が発見された。また、この外観不良は、ローラーの空回りに起因することが判明した。
実施例1で用いたシリコンスポンジ製の基台、クロロプレンゴム製の基台、シリコンゴム製の押し当て部それぞれの硬度及び静摩擦係数を測定した。硬度の測定は、デュロメータ:JIS−K−7215法を用いて行った。静摩擦係数の測定は、JIS−K−7125法を用いて行った。
実施例3では、下記の方法で、アクチエータの駆動素子を作製した。
Claims (5)
- 基台の平面にセラミックシートを載置し、前記セラミックシートの端部にセラミック軸を載置し、押し当て部の平面と前記基台の平面との間に前記セラミックシート及び前記セラミック軸を挟み込み、前記基台又は前記押し当て部の少なくともいずれかを、前記基台の平面に対して平行に移動させることにより、回転する前記セラミック軸に前記セラミックシートを巻き付けてセラミック基体を形成する第一巻き付け工程を備える、
セラミック電子部品の製造方法。 - 前記押し当て部の平面と前記基台の平面との間に前記セラミック基体を挟み込み、前記基台又は前記押し当て部の少なくともいずれかを、前記基台の平面に対して平行に移動させることにより、前記セラミック基体を回転させる第二巻き付け工程を備える、
請求項1に記載のセラミック電子部品の製造方法。 - 前記第二巻き付け工程における前記基台の硬度が、前記第一巻き付け工程における前記基台の硬度より高い、
請求項2に記載のセラミック電子部品の製造方法。 - 前記セラミック基体において前記セラミック軸の表面上に位置する前記セラミックシートの端部を押し当て部の平面又は前記基台の平面に対向させた状態で、押し当て部の平面と前記基台の平面との間に前記セラミック基体を挟み込む端部加圧工程を備える、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のセラミック電子部品の製造方法。 - 前記セラミック電子部品がセラミックヒーターである、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のセラミック電子部品の製造方法。
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