JP7185099B2 - Ceramic plate manufacturing method, setter manufacturing method, and setter recycling method - Google Patents

Ceramic plate manufacturing method, setter manufacturing method, and setter recycling method Download PDF

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Description

本開示は、セラミック板の製造方法、セッターの製造方法、及びセッターの再生方法に関する。 The present disclosure relates to a ceramic plate manufacturing method, a setter manufacturing method, and a setter recycling method.

自動車、電鉄、産業用機器、及び発電関係等の分野には、大電流を制御するパワーモジュールが用いられている。パワーモジュールに搭載される回路基板は、絶縁性のセラミック板を有する。セラミック板の製造方法としては、例えば特許文献1に記載されるような以下の製造方法が知られている。すなわち、セラミックの粉末を焼結助剤等と混合した後にシート状に押出成形する工程と、打抜加工してセラミックグリーンシートを形成する工程と、セラミックグリーンシートを焼成する工程とが行われることで、セラミック板が製造される。セラミックグリーンシートの焼成工程では、セッターの上に10~20枚程度のセラミックグリーンシートが積層された状態でセラミックグリーンシートの焼成が行われる。 Power modules that control large currents are used in fields such as automobiles, electric railways, industrial equipment, and power generation. A circuit board mounted on the power module has an insulating ceramic plate. As a method for manufacturing a ceramic plate, the following manufacturing method described in Patent Document 1, for example, is known. That is, a step of mixing ceramic powder with a sintering aid or the like and then extruding into a sheet shape, a step of stamping to form a ceramic green sheet, and a step of firing the ceramic green sheet are performed. to produce a ceramic plate. In the ceramic green sheet firing process, the ceramic green sheets are fired in a state in which about 10 to 20 ceramic green sheets are laminated on the setter.

特開平3-60469号公報JP-A-3-60469

セラミックグリーンシートの焼成工程で用いられたセッターは、資源の有効活用の観点から、使用後に再生して再利用することが好ましい。そこで、本開示では、セッターを再生することによって、セラミック板の生産効率を向上することが可能なセラミック板の製造方法を提供する。また、資源を有効活用することが可能なセッターの製造方法及びセッターの再生方法を提供する。 From the viewpoint of effective utilization of resources, the setter used in the firing process of the ceramic green sheets is preferably recycled and reused after use. Therefore, the present disclosure provides a method of manufacturing a ceramic plate capable of improving the production efficiency of the ceramic plate by regenerating the setter. In addition, the present invention provides a setter manufacturing method and a setter recycling method that enable effective use of resources.

セラミックグリーンシートの焼成にセッターを繰り返し使用すると、焼成前のセッターの対向面が平滑であっても、セラミック板の表面に凹凸が発生する場合がある。本発明者らの検討によれば、セッターに付着していた、セラミックグリーンシート又はセラミック板の含有成分に起因する微小な異物が、焼成によって成長して粗大粒子となり、この粗大粒子の形状が転写されてセラミック板の表面に凹凸を生じさせることが分かった。 When the setter is repeatedly used for firing the ceramic green sheets, even if the facing surface of the setter before firing is smooth, the surface of the ceramic plate may become uneven. According to the investigations of the present inventors, fine foreign matter caused by the components contained in the ceramic green sheet or ceramic plate adhered to the setter grows by firing to become coarse particles, and the shape of the coarse particles is transferred. It was found that the surface of the ceramic plate was uneven due to the heat treatment.

そこで、本開示の一側面に係るセラミック板の製造方法は、セッターと第1セラミックグリーンシートとが互いに接触するように積層して焼成しセラミック板を得る第1焼成工程と、第1セラミックグリーンシートとのセッターの接触面の少なくとも一部が露出した状態でセッターを加熱する加熱工程と、セッターと第2セラミックグリーンシートとが上記接触面の少なくとも一部において互いに接触するように積層して焼成しセラミック板を得る第2焼成工程と、を有する。 Therefore, a method for manufacturing a ceramic plate according to one aspect of the present disclosure includes a first firing step to obtain a ceramic plate by stacking and firing the setter and the first ceramic green sheet so that they are in contact with each other; a heating step of heating the setter with at least part of the contact surface of the setter exposed, and the setter and the second ceramic green sheet are laminated and fired so that they are in contact with each other at least part of the contact surface. and a second firing step of obtaining a ceramic plate.

上述の製造方法では、第1セラミックグリーンシートと接触していた、セッターの接触面の少なくとも一部が露出した状態で当該セッターを加熱している。このようにセッターを加熱することで、第1セラミックグリーンシートに由来する微小な異物が低減され、第2焼成工程で得られるセラミック板に凹凸が生じることを抑制できる。このように、セッターを繰り返し使用してもセラミック板の歩留まりを維持できることから、セラミック板の生産効率を向上することができる。 In the manufacturing method described above, the setter is heated in a state in which at least a portion of the contact surface of the setter, which was in contact with the first ceramic green sheets, is exposed. By heating the setter in this manner, minute foreign matter originating from the first ceramic green sheet is reduced, and the occurrence of unevenness in the ceramic plate obtained in the second firing step can be suppressed. In this way, even if the setter is used repeatedly, the yield of the ceramic plates can be maintained, so that the production efficiency of the ceramic plates can be improved.

加熱工程では、上記接触面に付着する、セッターの含有成分とは異なる成分を含む異物が分解する温度以上に加熱してもよい。これによって、接触面に付着する異物を十分に低減し、セラミック板の表面に発生する凹凸を十分に低減することができる。したがって、セラミック板の歩留まりを一層向上することができる。本開示における「セッターの含有成分」とは、セラミック板の製造方法に用いられる前から、元々セッターに含まれていた成分をいう。すなわち、未使用のセッターに含まれる成分(構成成分)である。例えば、窒化ホウ素焼結体で構成されるセッターの含有成分は、窒化ホウ素である。 In the heating step, the contact surface may be heated to a temperature higher than the temperature at which foreign substances containing components different from those contained in the setter are decomposed. As a result, it is possible to sufficiently reduce the amount of foreign matter adhering to the contact surface and to sufficiently reduce the unevenness generated on the surface of the ceramic plate. Therefore, the yield of ceramic plates can be further improved. In the present disclosure, the "components contained in the setter" refer to components originally contained in the setter before being used in the method of manufacturing the ceramic plate. That is, it is a component (constituent component) contained in the unused setter. For example, the component contained in a setter made of a boron nitride sintered body is boron nitride.

第1焼成工程では、上記セッターを含む複数のセッターと、上記第1セラミックグリーンシートを含む複数の第1セラミックグリーンシートと、がそれぞれ接触するように積層して焼成してよい。このとき、加熱工程では、複数のセッターの、第1セラミックグリーンシートと接触していた接触面同士を互いに離した状態で複数のセッターを加熱してもよい。これによって、複数のセッターを一緒に加熱して再生することができる。したがって、セラミック板の生産効率を一層向上することができる。 In the first firing step, the plurality of setters including the setters and the plurality of first ceramic green sheets including the first ceramic green sheets may be stacked and fired such that they are in contact with each other. At this time, in the heating step, the plurality of setters may be heated while the contact surfaces of the plurality of setters that have been in contact with the first ceramic green sheets are separated from each other. This allows multiple setters to be heated together for regeneration. Therefore, it is possible to further improve the production efficiency of the ceramic plate.

第1セラミックグリーンシートは窒化ケイ素を含み、加熱工程では、不活性ガス雰囲気中でセッターを1450~2000℃で加熱してもよい。これによって、異物に含まれる窒化ケイ素の分解が円滑に進行し、加熱工程の所要時間を短縮することができる。また、セッターの接触面における異物を十分に低減し、第2焼成工程で得られるセラミック板の表面に発生する凹凸を一層低減できる。 The first ceramic green sheet contains silicon nitride, and in the heating step, the setter may be heated at 1450-2000° C. in an inert gas atmosphere. As a result, the decomposition of the silicon nitride contained in the foreign matter proceeds smoothly, and the time required for the heating process can be shortened. In addition, foreign matter on the contact surface of the setter can be sufficiently reduced, and unevenness generated on the surface of the ceramic plate obtained in the second firing step can be further reduced.

本開示の一側面に係るセッターの製造方法は、第1セッターとセラミックグリーンシートとが互いに接触するように積層して焼成し、セラミックグリーンシートとの接触面に第1セッターの含有成分とは異なる成分を含む異物が付着した第2セッターを得る焼成工程と、上記接触面の少なくとも一部が露出した状態で第2セッターを加熱して、上記接触面における異物を低減する加熱工程と、を有する。 In a method for manufacturing a setter according to one aspect of the present disclosure, a first setter and a ceramic green sheet are laminated so as to be in contact with each other and fired, and the contact surface with the ceramic green sheet has a component different from that of the first setter. and a heating step of heating the second setter with at least a portion of the contact surface exposed to reduce the amount of foreign matter on the contact surface. .

上述の製造方法では、焼成工程においてセラミックグリーンシートとの接触面に異物が付着した第2セッターを加熱する加熱工程を有する。加熱工程では、接触面の少なくとも一部が露出した状態で第2セッターを加熱して、接触面における異物を低減している。異物を低減して得られるセッター(第3セッター)は、再びセラミックグリーンシートと接触するように積層して焼成することができる。このように上記セッターの製造方法では、異物が付着した第2セッターから、異物が低減されたセッター(第3セッター)を製造することによってセッターの廃棄量を低減し、資源を有効活用することができる。 The above-described manufacturing method includes a heating step of heating the second setter in which the foreign matter adheres to the contact surface with the ceramic green sheet in the firing step. In the heating step, the second setter is heated with at least a portion of the contact surface exposed to reduce foreign matter on the contact surface. The setter (third setter) obtained by reducing foreign matters can be laminated and fired so as to be in contact with the ceramic green sheets again. As described above, in the method for manufacturing a setter, by manufacturing a setter (third setter) with reduced foreign matter from the second setter to which foreign matter is adhered, it is possible to reduce the waste amount of the setter and effectively utilize resources. can.

加熱工程では、異物が分解する温度以上に加熱してもよい。これによって、接触面に付着していた異物を十分且つ円滑に低減することができる。したがって、効率よくセッターを製造することができる。 In the heating step, the foreign matter may be heated to a temperature higher than the decomposition temperature. As a result, it is possible to sufficiently and smoothly reduce the foreign matter adhering to the contact surface. Therefore, the setter can be manufactured efficiently.

焼成工程では、上記第1セッターを含む複数の第1セッターと、上記セラミックグリーンシートを含む複数のセラミックグリーンシートとがそれぞれ接触するように積層して焼成し、上記第2セッターを含む複数の第2セッターを得てもよい。このとき、加熱工程では、複数の第2セッターの、セラミックグリーンシートと接触していた接触面同士を互いに離した状態で複数の第2セッターを加熱してもよい。これによって、複数の第2セッターを一緒に加熱して複数のセッターを同時に製造することができる。したがって、セッターの生産効率を向上することができる。 In the firing step, a plurality of first setters including the first setters and a plurality of ceramic green sheets including the ceramic green sheets are stacked and fired so as to be in contact with each other, and a plurality of second setters including the second setters are stacked. You may get a 2 setter. At this time, in the heating step, the plurality of second setters may be heated while the contact surfaces of the plurality of second setters that have been in contact with the ceramic green sheets are separated from each other. This allows multiple second setters to be heated together to produce multiple setters simultaneously. Therefore, it is possible to improve the production efficiency of the setter.

上記セラミックグリーンシートは窒化ケイ素を含み、加熱工程では、不活性ガス雰囲気中で第2セッターを1450~2000℃で加熱してもよい。これによって、異物に含まれる窒化ケイ素の分解が円滑に進行し、加熱工程の所要時間を短縮することができる。また、異物が十分に低減されたセッターを得ることができる。 The ceramic green sheet contains silicon nitride, and in the heating step, the second setter may be heated at 1450 to 2000° C. in an inert gas atmosphere. As a result, the decomposition of the silicon nitride contained in the foreign matter proceeds smoothly, and the time required for the heating process can be shortened. Also, a setter with sufficiently reduced foreign matter can be obtained.

本開示の一側面に係るセッターの再生方法は、第1セッターとセラミックグリーンシートとが互いに接触するように積層して焼成し、セラミックグリーンシートとの接触面に第1セッターの含有成分とは異なる成分を含む異物が付着した第2セッターを得る焼成工程と、接触面の少なくとも一部が露出した状態で第2セッターを加熱して、接触面における異物を低減する加熱工程と、を有する。 A method for regenerating a setter according to one aspect of the present disclosure includes stacking and firing a first setter and a ceramic green sheet so that they are in contact with each other, and the contact surface with the ceramic green sheet has a component different from that of the first setter. A baking step of obtaining a second setter to which foreign matter containing the component is adhered, and a heating step of heating the second setter in a state where at least a part of the contact surface is exposed to reduce foreign matter on the contact surface.

上述の再生方法では、焼成工程においてセラミックグリーンシートとの接触面に異物が付着した第2セッターを加熱する加熱工程を有する。加熱工程では、接触面の少なくとも一部が露出した状態で第2セッターを加熱して、接触面における異物を低減している。異物を低減して得られるセッター(第3セッター)は、再びセラミックグリーンシートと接触するように積層して焼成することができる。このように上記セッターの再生方法では、異物が付着した第2セッターから、異物が低減されたセッター(第3セッター)を再生することによってセッターの廃棄量を低減し、資源を有効活用することができる。 The above-described recycling method includes a heating step of heating the second setter to which the foreign matter adheres to the contact surface with the ceramic green sheet in the firing step. In the heating step, the second setter is heated with at least a portion of the contact surface exposed to reduce foreign matter on the contact surface. The setter (third setter) obtained by reducing foreign matters can be laminated and fired so as to be in contact with the ceramic green sheets again. As described above, in the above setter recycling method, by recycling the setter (third setter) to which the foreign matter is reduced from the second setter to which the foreign matter is adhered, it is possible to reduce the waste amount of the setter and effectively utilize resources. can.

本開示によれば、セッターを再生することによって、セラミック板の生産効率を向上することが可能なセラミック板の製造方法を提供することができる。また、資源を有効活用することが可能なセッターの製造方法及びセッターの再生方法を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to provide a ceramic plate manufacturing method capable of improving the production efficiency of ceramic plates by regenerating the setter. In addition, it is possible to provide a setter manufacturing method and a setter recycling method that enable effective use of resources.

積層体の焼成工程の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the baking process of a laminated body. 窒化ホウ素焼結体で構成されるセッターの接触面に付着した異物(窒化ホウ素粒子)の例を示すSEM写真である。4 is a SEM photograph showing an example of foreign matter (boron nitride particles) adhering to the contact surface of a setter made of a sintered boron nitride. 加熱工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a heating process. 実施例1で用いたセッターの主面(焼成前)を示すSEM写真である。4 is a SEM photograph showing the main surface (before firing) of the setter used in Example 1. FIG. 図4よりも高い倍率で撮影された、図4の主面を示すSEM写真である。5 is an SEM photograph showing the main surface of FIG. 4, taken at a higher magnification than FIG. 4; 実施例1の第1焼成工程後のセッターの接触面を示すSEM写真である。4 is an SEM photograph showing the contact surface of the setter after the first firing step in Example 1. FIG. 図6よりも高い倍率で撮影された、図6の接触面を示すSEM写真である。7 is an SEM photograph showing the contact surface of FIG. 6, taken at a higher magnification than FIG. 6; 実施例1の加熱工程後のセッターの接触面を示すSEM写真である。4 is a SEM photograph showing the contact surface of the setter after the heating process in Example 1. FIG. 図8よりも高い倍率で撮影された、図8の接触面を示すSEM写真である。9 is an SEM photograph showing the contact surface of FIG. 8, taken at a higher magnification than FIG. 8; 比較例1の加熱工程後のセッターの接触面を示すSEM写真である。4 is an SEM photograph showing the contact surface of the setter after the heating process in Comparative Example 1. FIG. 図11よりも高い倍率で撮影された、図10の接触面を示すSEM写真である。12 is an SEM photograph showing the contact surface of FIG. 10, taken at a higher magnification than FIG. 11; 窒化ケイ素板の表面における凸部の例を示す写真である。4 is a photograph showing an example of protrusions on the surface of a silicon nitride plate.

以下、場合により図面を参照して、本開示の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、説明に使用される上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings as the case may be. However, the following embodiments are examples for explaining the present disclosure, and are not intended to limit the present disclosure to the following contents. In the explanation, the same reference numerals are given to the same elements or elements having the same function, and duplicate explanations are omitted. In addition, the positional relationships such as up, down, left, and right used in the description are based on the positional relationships shown in the drawings unless otherwise specified.

本開示の一側面に係るセラミック板の製造方法は、セッターとセラミックグリーンシート(第1セラミックグリーンシート)とが互いに接触するように積層された積層体(第1積層体)を焼成してセラミック板を得る第1焼成工程と、第1積層体を、セッターとセラミック板とに分別し、セラミックグリーンシートと接触していたセッターの接触面の少なくとも一部が露出した状態でセッターを加熱する加熱工程と、セッターとセラミックグリーンシート(第2セラミックグリーンシート)とが上記接触面の少なくとも一部において互いに接触するように積層された積層体(第2積層体)を焼成しセラミック板を得る第2焼成工程と、を有する。 A method for manufacturing a ceramic plate according to one aspect of the present disclosure includes firing a laminate (first laminate) in which a setter and a ceramic green sheet (first ceramic green sheet) are in contact with each other, and firing a ceramic plate. and a heating step of separating the first laminate into a setter and a ceramic plate, and heating the setter in a state where at least part of the contact surface of the setter in contact with the ceramic green sheet is exposed. and a second firing for obtaining a ceramic plate by firing the laminate (second laminate) laminated such that the setter and the ceramic green sheet (second ceramic green sheet) are in contact with each other at least part of the contact surface. and

第1セラミックグリーンシート及び第2セラミックグリーンシートは、セッターに接触するように積層されるセラミックグリーンシートである。第1焼成工程及び第2焼成工程でセッターと接触するように積層される第1セラミックグリーンシート及び第2セラミックグリーンシートは、例えば以下の手順で製造する。まず、セラミック粉末、焼結助剤及びバインダを含む原料スラリーを形成する。セラミックとしては、特に制限されず、例えば、炭化物、酸化物及び窒化物等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素等が挙げられる。バインダは有機成分を含むものが挙げられる。 The first ceramic green sheet and the second ceramic green sheet are ceramic green sheets laminated so as to be in contact with the setter. The first ceramic green sheet and the second ceramic green sheet that are laminated so as to contact the setter in the first firing step and the second firing step are manufactured, for example, by the following procedure. First, a raw slurry containing ceramic powder, a sintering aid and a binder is formed. Ceramics are not particularly limited, and examples thereof include carbides, oxides and nitrides. Specific examples include silicon carbide, alumina, silicon nitride, aluminum nitride and boron nitride. Binders include those containing organic components.

原料スラリーをドクターブレード法、カレンダー法、又は押し出し法等によって離型フィルム上に所定の厚みで塗布する。その後、塗布された原料スラリーを乾燥させて離型フィルムから剥がすことによって、第1セラミックグリーンシート及び第2セラミックグリーンシートが得られる。第1セラミックグリーンシート及び第2セラミックグリーンシートは、例えば切断等によって所望の形状に加工してよい。第1セラミックグリーンシート及び第2セラミックグリーンシートの材質及び形状は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。 A raw material slurry is applied to a release film in a predetermined thickness by a doctor blade method, a calendar method, an extrusion method, or the like. After that, the applied raw material slurry is dried and peeled off from the release film to obtain the first ceramic green sheet and the second ceramic green sheet. The first ceramic green sheets and the second ceramic green sheets may be processed into desired shapes by, for example, cutting. The material and shape of the first ceramic green sheet and the second ceramic green sheet may be the same or different.

セッターは、例えば市販のセラミック焼結体を購入してもよいし、公知の方法で製造してもよい。セッターは、例えば、窒化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、グラファイト、及び窒化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むものが挙げられる。これらのうち、窒化ホウ素製のセッターは、耐熱性と良好な切削性を兼ね備えるため、好適に用いられる。なお、焼成後のセッターとセラミック板との接着を抑制する観点から、セッターの材質は、セラミック板の材質とは異なるものであってよい。 For the setter, for example, a commercially available ceramic sintered body may be purchased, or it may be manufactured by a known method. Examples of setters include those containing at least one selected from the group consisting of boron nitride, silicon carbide, alumina, zirconia, graphite, and silicon nitride. Among these, a setter made of boron nitride is preferably used because it has both heat resistance and good machinability. From the viewpoint of suppressing adhesion between the setter and the ceramic plate after firing, the material of the setter may be different from the material of the ceramic plate.

セッターとして、窒化ホウ素焼結体を用いる場合、以下の手順で製造することができる。まず、原料として、六方晶窒化ホウ素粉末を用いて成形体を作製する。必要に応じて、成形前に六方晶窒化ホウ素粉末に焼結助剤を配合してもよい。焼結助剤としては、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等のアルカリ土類酸化物、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化イットリウム等の希土類酸化物、及び、スピネル等の複合酸化物が挙げられる。成形は、一軸加圧成形とCIP成形を行ってよい。一軸加圧成形は3~20MPaで行ってよい。CIP成形は、50~300MPaで行ってよい。 When a boron nitride sintered body is used as the setter, it can be produced by the following procedure. First, a compact is produced using hexagonal boron nitride powder as a raw material. If necessary, a sintering aid may be added to the hexagonal boron nitride powder before molding. Sintering aids include alkaline earth oxides such as magnesium oxide and calcium oxide, rare earth oxides such as aluminum oxide, silicon oxide and yttrium oxide, and complex oxides such as spinel. For molding, uniaxial pressure molding and CIP molding may be performed. Uniaxial pressing may be performed at 3-20 MPa. CIP molding may be performed at 50-300 MPa.

得られた成形体の焼成を行って窒化ホウ素焼結体を得る。焼成は、非酸化性雰囲気下、昇温速度を150℃/hr以下、最高温度を1800~2200℃、この温度範囲における保持時間を5時間以上の条件で行ってよい。非酸化性雰囲気としては、例えば窒素、アンモニア等の窒化性ガス雰囲気が挙げられる。窒化ホウ素焼結体の密度は1600kg/m以上であってよい。なお、窒化ホウ素焼結体の製造方法は上述の方法に限定されない。例えば、ホットプレス法によって製造してもよい。窒化ホウ素焼結体以外のセラミック焼結体は公知の方法で製造することができる。The obtained compact is fired to obtain a boron nitride sintered body. Firing may be carried out in a non-oxidizing atmosphere at a rate of temperature increase of 150° C./hr or less, a maximum temperature of 1800 to 2200° C., and a holding time in this temperature range of 5 hours or more. Examples of the non-oxidizing atmosphere include nitriding gas atmospheres such as nitrogen and ammonia. The density of the boron nitride sintered body may be 1600 kg/m 3 or more. The method for producing the boron nitride sintered body is not limited to the method described above. For example, it may be produced by a hot press method. A ceramic sintered body other than the boron nitride sintered body can be produced by a known method.

このようにして得られたセッターと第1セラミックグリーンシートとが互いに接触するように積層して積層体を作製する。積層体を構成するセッター及びセラミックグリーンシートの枚数に特に制限はない。積層体は、例えば、一対のセッターの間に、第1セラミックグリーンシートを含む複数枚(例えば50~100枚)のセラミックグリーンシートを挟んでいてよい。また、1枚のセッターと第1セラミックグリーンシートを含む複数枚のセラミックグリーンシートとが交互に並んでいてもよい。このように、複数枚のセラミックグリーンシートを第1焼成工程で焼成することによって、複数のセラミック板を同時に製造することができる。 The setter thus obtained and the first ceramic green sheet are laminated so as to be in contact with each other to produce a laminate. There are no particular restrictions on the number of setters and ceramic green sheets that constitute the laminate. In the laminate, for example, a plurality of (eg, 50 to 100) ceramic green sheets including the first ceramic green sheets may be sandwiched between a pair of setters. Also, one setter and a plurality of ceramic green sheets including the first ceramic green sheets may be alternately arranged. By firing a plurality of ceramic green sheets in the first firing step in this manner, a plurality of ceramic plates can be manufactured simultaneously.

第1セラミックグリーンシートとともに積層されるセラミックグリーンシートの材質及び形状は、第1セラミックグリーンシートと同一であってもよいし、異なっていてもよい。セラミックグリーンシート(第1セラミックグリーンシート)の主面には、焼成の際に隣り合うセラミックグリーンシート同士が接着することを抑制するため、離型剤が塗布されていてもよい。また、セッターの第1セラミックグリーンシートの主面との対向面にも、離型剤が塗布されていてもよい。離型剤の含有成分としては、窒化ホウ素等のセラミック粉末、黒鉛粉末、及びバインダ等が挙げられる。 The material and shape of the ceramic green sheets laminated together with the first ceramic green sheets may be the same as or different from those of the first ceramic green sheets. A release agent may be applied to the main surface of the ceramic green sheet (first ceramic green sheet) in order to prevent adjacent ceramic green sheets from adhering to each other during firing. A release agent may also be applied to the surface of the setter facing the main surface of the first ceramic green sheet. Examples of components contained in the release agent include ceramic powder such as boron nitride, graphite powder, binder, and the like.

図1は、積層体の第1焼成工程の一例を説明する図である。積層体50は、3枚のセッター10と、複数のセラミックグリーンシート30を含む。複数のセラミックグリーンシート30は、3枚のセッター10に隣接する4枚の第1セラミックグリーンシート30aを含む。3枚のセッター10のうち、一対のセッター10A,10Bは、積層体50の最下部と最上部に積層されている。したがって、セッター10A、10Bでは、一方の主面が第1セラミックグリーンシート30aと接触している。残りのセッター10Cは、積層体50の中央部に積層されている。したがって、セッター10Cは、両方の主面が第1セラミックグリーンシート30aと接触している。このように、第1セラミックグリーンシート30aとセッター10とが接触するセッター10の接触面は、一方又は両方の主面に含まれる。 FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the first firing step of a laminate. A laminate 50 includes three setters 10 and a plurality of ceramic green sheets 30 . The plurality of ceramic green sheets 30 includes four first ceramic green sheets 30 a adjacent to three setters 10 . A pair of setters 10A and 10B of the three setters 10 are stacked on the bottom and top of the laminate 50 . Therefore, in the setters 10A and 10B, one main surface is in contact with the first ceramic green sheet 30a. The rest of the setters 10C are stacked in the central portion of the stack 50. As shown in FIG. Therefore, both main surfaces of the setter 10C are in contact with the first ceramic green sheets 30a. Thus, the contact surface of the setter 10 where the first ceramic green sheet 30a and the setter 10 are in contact is included in one or both main surfaces.

図1に示すように、積層体50を、脱脂炉20に収容し、例えば300℃~700℃に加熱する。これによって、セラミックグリーンシート30に含まれるバインダが除去される。続いて、脱脂された積層体50を焼成炉25に収容して、1600℃~2000℃に加熱する。これによって、セラミックグリーンシートが焼成され、セラミック板が得られる。なお、脱脂で用いる脱脂炉20と焼成で用いる焼成炉25は同一炉であってもよいし、異なる炉であってもよい。また、加熱の温度、時間及び雰囲気は、セラミックグリーンシートの組成に応じて適宜調整してよい。 As shown in FIG. 1, the laminate 50 is placed in the degreasing furnace 20 and heated to 300.degree. C. to 700.degree. As a result, the binder contained in the ceramic green sheets 30 is removed. Subsequently, the degreased laminate 50 is placed in the firing furnace 25 and heated to 1600.degree. C. to 2000.degree. Thereby, the ceramic green sheets are fired to obtain a ceramic plate. The degreasing furnace 20 used for degreasing and the firing furnace 25 used for firing may be the same furnace or may be different furnaces. Also, the heating temperature, time and atmosphere may be appropriately adjusted according to the composition of the ceramic green sheet.

加熱工程では、第1焼成工程で焼成した積層体(第1積層体)を、セラミック板とセッターに分別する。得られたセラミック板は必要に応じて加工を行って、例えば回路基板にしてもよい。分別したセッターの第1セラミックグリーンシート30a(セラミック板)と接触していた接触面には、セッターの含有成分とは異なる成分を含む粒状の異物が付着している。異物に含まれる成分としては、例えば、セラミックグリーンシート又はセラミック板の含有成分、及び、これらの含有成分とセッターの含有成分との反応生成物が挙げられる。異物の粒径は、セッターを構成する粒子よりも大きくてよい。すなわち、異物は粗粒であってもよい。 In the heating step, the laminate (first laminate) fired in the first firing step is separated into a ceramic plate and a setter. The obtained ceramic plate may be processed as necessary to form, for example, a circuit board. The contact surface of the separated setter that was in contact with the first ceramic green sheet 30a (ceramic plate) has adhered granular foreign matter containing components different from those contained in the setter. Components contained in the foreign matter include, for example, components contained in the ceramic green sheet or ceramic plate, and reaction products of these components and components contained in the setter. The particle size of the foreign matter may be larger than the particles that make up the setter. That is, the foreign matter may be coarse particles.

図2は、窒化ホウ素焼結体で構成されるセッターの接触面に付着した異物(窒化ホウ素粒子)の例を示すSEM写真である。異物の組成は、EDS分析によって測定することができる。セッターが窒化ホウ素焼結体で構成され、異物が窒化ケイ素粒子である場合、両者の色が近似しているため、肉眼では異物を見つけることが難しい。このような場合、図2に示すとおりSEM観察を高倍率(例えば500倍以上)で行うことによって異物の有無を判断することができる。 FIG. 2 is a SEM photograph showing an example of foreign matter (boron nitride particles) adhering to the contact surface of a setter composed of a boron nitride sintered body. The composition of foreign matter can be measured by EDS analysis. When the setter is composed of a boron nitride sintered body and the foreign matter is silicon nitride particles, it is difficult to detect the foreign matter with the naked eye because the colors of the two are similar. In such a case, as shown in FIG. 2, the presence or absence of foreign matter can be determined by performing SEM observation at a high magnification (for example, 500 times or more).

このような異物が接触面に付着しているセッターを、接触面が露出した状態で加熱する。これによって接触面に付着している異物を揮発又は分解して低減することができる。加熱は、不活性ガス雰囲気中で行ってよい。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、及びアルゴンガスが挙げられる。加熱工程における加熱温度は、第1焼成工程における焼成温度よりも高くてよく、異物が分解する温度以上であってよい。 A setter with such a foreign matter adhering to the contact surface is heated with the contact surface exposed. This makes it possible to volatilize or decompose and reduce foreign matter adhering to the contact surface. Heating may be performed in an inert gas atmosphere. Examples of inert gases include nitrogen gas and argon gas. The heating temperature in the heating step may be higher than the sintering temperature in the first sintering step, and may be a temperature at which the foreign matter is decomposed or higher.

具体的な加熱温度は、例えば、1450℃以上であってよく、1600℃以上であってよく、1700℃以上であってもよい。加熱温度を高くすることによって、異物の分解を促進し、異物が十分に低減された主面(接触面)を有するセッターを得ることができる。このような加熱温度であれば、セラミック板として窒化ケイ素板を製造する場合に、セッターの接触面に異物として付着する窒化ケイ素粒子を十分に低減することできる。加熱温度は、例えば、2000℃以下であってよく、1950℃以下であってよく、1900℃以下であってもよい。これによって過剰な加熱を抑制してセッターのダメージを低減するとともに、エネルギー効率を向上することができる。上記加熱温度における加熱時間は、例えば0.5~10時間であってよく、1~5時間であってもよい。 A specific heating temperature may be, for example, 1450° C. or higher, 1600° C. or higher, or 1700° C. or higher. By increasing the heating temperature, it is possible to promote the decomposition of foreign matter and obtain a setter having a main surface (contact surface) with sufficiently reduced foreign matter. With such a heating temperature, silicon nitride particles adhering as foreign matter to the contact surface of the setter can be sufficiently reduced when manufacturing a silicon nitride plate as a ceramic plate. The heating temperature may be, for example, 2000° C. or lower, 1950° C. or lower, or 1900° C. or lower. As a result, it is possible to suppress excessive heating, reduce damage to the setter, and improve energy efficiency. The heating time at the above heating temperature may be, for example, 0.5 to 10 hours, or may be 1 to 5 hours.

図3は、加熱工程の一例を説明する図である。加熱炉28中には、底板13の上に、複数のセッター11が積み上げられている。上下方向に隣り合うセッター11の間にはスペーサ12が配置されている。これによって、隣り合うセッター11の接触面同士は所定の間隔で離れるようにして配置される。その結果、セッター11の主面に含まれる接触面の一部又は全部は、露出した状態で加熱炉28中において加熱される。加熱炉28は、図1の焼成炉25と同一のものを用いてもよく、異なるものを用いてもよい。加熱炉28において複数のセッター11を同時に加熱することによって、複数のセッター11を同時に再生することができる。 FIG. 3 is a diagram explaining an example of the heating process. A plurality of setters 11 are stacked on a bottom plate 13 in the heating furnace 28 . A spacer 12 is arranged between the setters 11 adjacent to each other in the vertical direction. Thereby, the contact surfaces of adjacent setters 11 are arranged so as to be separated from each other by a predetermined interval. As a result, part or all of the contact surface included in the main surface of the setter 11 is heated in the heating furnace 28 in an exposed state. The heating furnace 28 may be the same as the firing furnace 25 in FIG. 1, or may be different. By simultaneously heating a plurality of setters 11 in the heating furnace 28, a plurality of setters 11 can be regenerated at the same time.

図3のように複数のセッター11を同時に加熱することは必須ではなく、セッター11を1枚ずつ加熱してもよい。また、スペーサ12を用いることは必須ではなく、各セッター11の接触面が露出した状態で加熱できればよい。例えば、セッター11を支持する支持部を有する枠体を用いて、複数のセッターを接触面同士が互いに離れるように水平方向又は鉛直方向に沿って並べた状態で加熱してもよい。 It is not essential to heat a plurality of setters 11 simultaneously as shown in FIG. 3, and the setters 11 may be heated one by one. Moreover, it is not essential to use the spacer 12, and it is sufficient if the contact surface of each setter 11 can be heated in an exposed state. For example, a frame having a support portion for supporting the setters 11 may be used, and a plurality of setters may be heated while being arranged horizontally or vertically so that their contact surfaces are separated from each other.

第2焼成工程では、加熱工程で異物が低減されたセッターの接触面の少なくとも一部に第2セラミックグリーンシートが接触するように、セッターと第2セラミックグリーンシートとを積層して積層体(第2積層体)を作製する。この第2積層体を、脱脂炉及び焼成炉で加熱してセラミック板を得る。脱脂炉及び焼成炉は、第1焼成工程で用いたものと同じであってよく、異なっていてもよい。第2積層体は、第1焼成工程で作製した第1積層体50と同じ積層構造を有していてもよいし、異なる積層構造を有していてもよい。第2焼成工程では、第1焼成工程と同様に脱脂及び焼成を順次行ってセラミック板を得ることができる。 In the second firing step, the setter and the second ceramic green sheet are laminated so that the setter and the second ceramic green sheet are in contact with at least a part of the contact surface of the setter from which foreign matter has been reduced in the heating step. 2 laminate). This second laminate is heated in a degreasing furnace and a firing furnace to obtain a ceramic plate. The degreasing furnace and the firing furnace may be the same as or different from those used in the first firing step. The second laminate may have the same laminate structure as the first laminate 50 produced in the first firing step, or may have a different laminate structure. In the second firing process, degreasing and firing are sequentially performed in the same manner as in the first firing process to obtain a ceramic plate.

第2積層体において、セッターは、異物が低減された接触面において第2セラミックグリーンシートと接触する。このため、第2セラミックグリーンシートとセッターの接触面における異物が低減されている。したがって、第2焼成工程で得られるセラミック板に凹凸が生じることを抑制できる。このように、第1焼成工程で使用済みのセッターを再利用しても、セラミック板の歩留まりを維持することができる。したがって、セラミック板の生産効率を向上することができる。 In the second laminate, the setter contacts the second ceramic green sheet at the contact surface with reduced foreign matter. Therefore, the amount of foreign matter on the contact surface between the second ceramic green sheet and the setter is reduced. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of irregularities in the ceramic plate obtained in the second firing step. Thus, even if the setter used in the first firing step is reused, the yield of ceramic plates can be maintained. Therefore, it is possible to improve the production efficiency of the ceramic plate.

第2焼成工程の後、加熱工程及び第2焼成工程を繰り返し行ってよい。繰り返し回数は1回でも複数回でもよい。セッターは、積層体として一度焼成される毎に、第2セラミックグリーンシートとの接触面を露出させた状態で加熱してもよいし、積層体の作製、積層体の焼成及びセラミック板とセッターの分別を複数回繰り返した後に加熱工程を行ってもよい。加熱工程の頻度は、接触面における異物の有無又は異物の量に応じて調整してよい。いずれにしても、セッターを繰り返して再生し使用することで資源の有効活用を図るとともに、セラミック板の製造コストを低減することができる。 After the second firing step, the heating step and the second firing step may be repeated. The number of repetitions may be one or more. The setter may be heated in a state where the contact surface with the second ceramic green sheet is exposed each time the laminate is fired once, or the production of the laminate, the firing of the laminate, and the bonding of the ceramic plate and the setter may be performed. The heating step may be performed after the fractionation is repeated multiple times. The frequency of the heating process may be adjusted according to the presence or amount of foreign matter on the contact surface. In any case, by repeatedly regenerating and using the setter, it is possible to effectively utilize resources and reduce the manufacturing cost of the ceramic plate.

上述の製造方法の第1焼成工程と第2焼成工程で得られるセラミック板は、同等の表面品質を有する。このため、同様の用途に用いることができる。セラミック板は、例えば、一方又は両方の主面に金属層で構成される電気回路を形成して回路基板としてよい。 The ceramic plates obtained in the first firing step and the second firing step of the manufacturing method described above have the same surface quality. Therefore, it can be used for similar purposes. The ceramic plate may be used as a circuit board, for example, by forming an electric circuit composed of a metal layer on one or both main surfaces.

一実施形態に係るセッターの製造方法(再生方法)は、第1セッターとセラミックグリーンシートとが互いに接触するように積層された積層体を焼成し、セラミックグリーンシートとの接触面に第1セッターの含有成分とは異なる成分を含む異物が付着した第2セッターを得る焼成工程(第1焼成工程)と、上記積層体を第2セッターとセラミック板とに分別し、上記接触面の少なくとも一部が露出した状態で第2セッターを加熱して、上記接触面における異物を低減する加熱工程と、を有する。 A setter manufacturing method (recycling method) according to one embodiment includes firing a laminate in which a first setter and a ceramic green sheet are laminated so as to be in contact with each other, and then firing the first setter on the contact surface with the ceramic green sheet. A firing step (first firing step) of obtaining a second setter to which a foreign substance containing a component different from the contained component adheres, and separating the laminate into a second setter and a ceramic plate, wherein at least a part of the contact surface is and heating the second setter in an exposed state to reduce foreign matter on the contact surface.

焼成工程は、上述の第1焼成工程と同様にして行うことができる。すなわち、第1セッターは、市販のセラミック焼結体を購入してもよいし、公知の方法で製造してもよい。セッターは、例えば、窒化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、グラファイト、及び窒化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも一種で構成されるものが挙げられる。第1セッターとして窒化ホウ素焼結体を用いる場合の製造手順は、上述したとおりであってよい。焼成工程は、図1に示すような積層体を焼成炉25に収容して加熱してよい。本実施形態では、焼成工程(第1焼成工程)で焼成される前のセッターを「第1セッター」、焼成工程で焼成されて接触面に異物が付着したセッターを「第2セッター」と称している。 The firing process can be performed in the same manner as the first firing process described above. That is, the first setter may be purchased from a commercially available ceramic sintered body, or may be manufactured by a known method. Examples of the setter include those composed of at least one selected from the group consisting of boron nitride, silicon carbide, alumina, zirconia, graphite, and silicon nitride. The manufacturing procedure when using the boron nitride sintered body as the first setter may be as described above. In the firing step, the laminate as shown in FIG. 1 may be placed in a firing furnace 25 and heated. In the present embodiment, the setter before being fired in the firing process (first firing process) is referred to as the "first setter", and the setter that has been fired in the firing process and has foreign matter adhering to the contact surface is referred to as the "second setter". there is

加熱工程では、焼成工程で得られた積層体を、セラミック板と第2セッターに分別し、第2セッターのセラミックグリーンシート(セラミック板)との接触面の少なくとも一部が露出した状態で第2セッターを加熱する。これによって、接触面に付着していた異物が揮発又は分解し、異物を低減することができる。このように加熱工程によって異物が低減されたセッターを「第3セッター」と称する場合もある。 In the heating step, the laminate obtained in the firing step is separated into a ceramic plate and a second setter, and the second setter is placed in a state where at least part of the contact surface with the ceramic green sheet (ceramic plate) of the second setter is exposed. Heat the setter. As a result, the foreign matter adhering to the contact surface is volatilized or decomposed, and the foreign matter can be reduced. The setter in which the foreign matters are reduced by the heating process in this way is sometimes called a "third setter".

加熱工程における加熱条件は、上述のセラミック板の製造方法の実施形態における加熱工程と同じであってよい。加熱工程によって得られるセッター(第3セッター)の表面に付着する異物は十分に低減されている。このセッター(第3セッター)は、例えば、第1セッターと同等の表面品質を有していてよい。このように加熱工程を経て得られるセッター(第3セッター)を、第1セッターに代えて焼成工程(第2焼成工程)で用いてもよい。これによって、セラミック板とともに、接触面に異物が付着した第2セッターが再び得られる。この後、再び加熱工程を行ってよい。 The heating conditions in the heating step may be the same as in the heating step in the embodiment of the ceramic plate manufacturing method described above. Foreign matter adhering to the surface of the setter (third setter) obtained by the heating process is sufficiently reduced. This setter (third setter) may, for example, have the same surface quality as the first setter. The setter (third setter) thus obtained through the heating process may be used in the firing process (second firing process) in place of the first setter. As a result, the ceramic plate as well as the second setter with the foreign matter adhering to the contact surface are obtained again. After this, the heating step may be performed again.

このように、本実施形態のセッターの製造方法(再生方法)によれば、使用済みの第2セッターを第3セッターとして再生し、第2セッターの廃棄量を低減することができる。これによって、資源の有効利用を図ることができる。第2焼成工程と加熱工程は、複数回繰り返して行ってよい。この場合、第2セッターから第3セッターの再生と、第3セッター用いたセラミック板の生産(第2セッターの生成)と、が繰り返し行われることとなる。したがって、資源の有効利用を一層図ることができる。 As described above, according to the setter manufacturing method (recycling method) of the present embodiment, the used second setter can be recycled as the third setter, and the amount of waste of the second setter can be reduced. As a result, effective use of resources can be achieved. The second baking step and the heating step may be repeated multiple times. In this case, the reproduction of the second setter to the third setter and the production of ceramic plates using the third setter (the production of the second setter) are repeated. Therefore, it is possible to further improve the effective utilization of resources.

なお、本実施形態のセッターの製造方法は、焼成工程で使用された使用済みの第2セッターを加熱し、表面における異物が低減されたセッター(第3セッター)を新しく作り出している点で、セッターの製造方法に該当する。別の観点からすると、使用済みのセッターの表面処理を行って、使用済みのセッターを再生していることから、セッターの表面処理方法、又は、セッターの再生方法ということもできる。 In addition, in the setter manufacturing method of the present embodiment, the used second setter used in the firing process is heated to newly create a setter (third setter) with reduced foreign matter on the surface. corresponds to the manufacturing method of From another point of view, since the used setter is surface-treated and the used setter is recycled, it can also be called a setter surface treatment method or a setter recycling method.

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、セラミック板、セラミックグリーンシート及びセッターは、直方体形状以外の形状を有していてもよい。これらは角部において面取りが施されていてもよい。また、セッターは、積層体の下方にのみ配置されてもよい。 Although one embodiment of the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiment. For example, the ceramic plates, ceramic green sheets and setters may have shapes other than rectangular parallelepiped shapes. These may be chamfered at the corners. Alternatively, the setter may be arranged only below the laminate.

[セラミック板の製造及びセッターの再生]
(実施例1)
<第1焼成工程>
窒化ケイ素粉末と焼結助剤(酸化マグネシウム粉末、酸化イットリウム粉末及び二酸化ケイ素粉末)を含む原料粉末を一軸加圧成形して成形体(シート材)を作製した。このシート材を、切断装置を用いて打ち抜いて、直方体形状を有する68枚のセラミックグリーンシートを形成した。これとは別に、直方体形状を有する窒化ホウ素製のセッター(デンカ株式会社製、商品名:NB-1000)を3枚準備した。図4は、セッターの主面(焼成前)のSEM写真(100倍)である。図5は、図4よりも高い倍率で撮影したセッターの主面(焼成前)のSEM写真(500倍)である。図4及び図5に示すように、焼成前のセッター(第1セッター)の主面には異物は検出されなかった。以下では、この主面とセラミックグリーンシートとが接触するようにして積層体を作製した。
[Manufacturing of ceramic plates and recycling of setters]
(Example 1)
<First firing step>
Raw material powders containing silicon nitride powder and sintering aids (magnesium oxide powder, yttrium oxide powder and silicon dioxide powder) were uniaxially pressure molded to produce a compact (sheet material). This sheet material was punched out using a cutting device to form 68 rectangular parallelepiped ceramic green sheets. Separately, three setters made of boron nitride having a rectangular parallelepiped shape (manufactured by Denka Co., Ltd., trade name: NB-1000) were prepared. FIG. 4 is an SEM photograph (100 times) of the main surface of the setter (before firing). FIG. 5 is a SEM photograph (500×) of the main surface of the setter (before firing) taken at a higher magnification than FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, no foreign matter was detected on the main surface of the setter (first setter) before firing. In the following, a laminate was produced such that the main surface and the ceramic green sheet were in contact with each other.

68枚のセラミックグリーンシートを一対のセッターで上下に挟むとともに、中央部にセッターを配置して、3枚のセッター(3枚の第1セッター)と68枚のセラミックグリーンシートが積層された積層体を得た。この積層体では、下側のセッターと中央部のセッターとの間、及び中央部のセッターと上側のセッターとの間のそれぞれに、34枚のセラミックグリーンシートが積み重ねられていた。積層体を作製するにあたり、セラミックグリーンシートとのセッターの接触面、及び、各セラミックグリーンシートの一方の主面には、離型用のスラリーを塗布した。脱脂炉及び焼成炉を用い、作製した積層体の脱脂及び焼成を行った。脱脂温度は500℃、脱脂時間は30時間とした。また、焼成温度は1800℃、焼成時間は30時間とした。焼成後、焼成炉から積層体を取り出し、積層体からセラミック板を取り除いて一対のセッターを回収した。 A laminate in which 68 ceramic green sheets are vertically sandwiched between a pair of setters, and the setter is placed in the center to laminate 3 setters (3 first setters) and 68 ceramic green sheets. got In this laminate, 34 ceramic green sheets were stacked between the lower setter and the central setter and between the central setter and the upper setter. In producing the laminate, the contact surface of the setter with the ceramic green sheets and one main surface of each ceramic green sheet were coated with a release slurry. Using a degreasing furnace and a firing furnace, the produced laminate was degreased and fired. The degreasing temperature was 500° C., and the degreasing time was 30 hours. Also, the firing temperature was 1800° C., and the firing time was 30 hours. After firing, the laminate was taken out from the firing furnace, the ceramic plates were removed from the laminate, and a pair of setters was recovered.

セラミックグリーンシートとのセッターの接触面(セラミックグリーンシートと対向していた主面)を、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した。図6は、積層体から回収されたセッターの接触面のSEM写真(100倍)である。図7は、図6よりも高い倍率で撮影したセッターの接触面のSEM写真(500倍)である。目視では、異物の存在が確認できなかったものの、図7に示すようにSEMを用いて接触面を高倍率(約500倍)で観察すると、異物40が付着していることが確認された。この異物のEDS分析を行ったところ、SiとNが検出された。このことから、セッターの接触面には、セラミックグリーンシート(セラミック板)の含有成分である窒化ケイ素粒子が異物として存在していたことが確認された。 The contact surface of the setter with the ceramic green sheet (main surface facing the ceramic green sheet) was observed with a scanning electron microscope (SEM). FIG. 6 is an SEM photograph (100 times) of the contact surface of the setter recovered from the laminate. FIG. 7 is an SEM photograph (500×) of the contact surface of the setter taken at a higher magnification than FIG. Although the presence of foreign matter could not be visually confirmed, when the contact surface was observed at a high magnification (approximately 500 times) using an SEM as shown in FIG. 7, it was confirmed that foreign matter 40 had adhered. EDS analysis of this foreign matter detected Si and N. From this, it was confirmed that the silicon nitride particles contained in the ceramic green sheet (ceramic plate) were present as foreign matter on the contact surface of the setter.

<加熱工程>
接触面に異物が付着していることが確認された3枚のセッター(3枚の第2セッター)を、図3に示すように、スペーサを介して積み重ねて、焼成炉内に配置した。接触面のうち異物が付着した部分は、スペーサと接触せずに焼成炉内の空間に露出するようにした。焼成炉を用いて、窒素ガス雰囲気中において3枚のセッターを1850℃で2時間加熱した。
<Heating process>
As shown in FIG. 3, the three setters (three second setters) whose contact surfaces were confirmed to have foreign matter were stacked via spacers and placed in a firing furnace. The portion of the contact surface to which the foreign matter adhered was exposed to the space inside the firing furnace without contacting the spacer. Using a firing furnace, three setters were heated at 1850° C. for 2 hours in a nitrogen gas atmosphere.

図8は、加熱工程で加熱した後のセッターの接触面のSEM写真(100倍)である。図9は、図8よりも高い倍率で撮影したセッターの接触面のSEM写真(500倍)である。図9は図7と同じ倍率で拡大されたセッターの接触面を示している。図9に示すとおり、加熱工程によって、接触面に付着していた異物が十分に低減されていた。 FIG. 8 is an SEM photograph (100 times) of the contact surface of the setter after heating in the heating step. FIG. 9 is an SEM photograph (500×) of the contact surface of the setter taken at a higher magnification than FIG. FIG. 9 shows the contact surface of the setter enlarged with the same magnification as FIG. As shown in FIG. 9, the heating process sufficiently reduced the amount of foreign matter adhering to the contact surface.

(比較例1)
実施例1と同様にして焼成工程を行い、接触面に異物が付着する3枚のセッター(3枚の第2セッター)を得た。3枚のセッターの接触面同士が接触するように積み重ねて焼成炉で加熱したこと以外は、実施例1と同様にして加熱工程を行った。すなわち、3枚のセッターの接触面が焼成炉内の空間に露出しないようにして3枚のセッターを焼成した。
(Comparative example 1)
The baking process was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain three setters (three second setters) with foreign matters adhering to their contact surfaces. The heating step was performed in the same manner as in Example 1, except that the three setters were stacked so that their contact surfaces were in contact with each other and heated in a kiln. That is, the three setters were fired so that the contact surfaces of the three setters were not exposed to the space in the firing furnace.

図10は、加熱工程で加熱した後のセッターの接触面のSEM写真(100倍)である。図11は、図10よりも高い倍率で撮影したセッターの接触面のSEM写真(500倍)である。図10及び図11に示すとおり、セッターの接触面には、加熱工程で粒成長して粗大化した異物42が存在していた。 FIG. 10 is an SEM photograph (100 times) of the contact surface of the setter after heating in the heating step. FIG. 11 is an SEM photograph (500×) of the contact surface of the setter taken at a higher magnification than FIG. As shown in FIGS. 10 and 11, the contact surface of the setter had foreign matter 42 which had grown coarse during the heating process.

[セッターの再利用及びセラミック板の評価]
(実施例1及び比較例1)
<第2焼成工程>
実施例1及び比較例1の上記加熱工程で得られたセッター(第3セッター)をそれぞれ用いて、第2焼成工程を行った。第2焼成工程の積層体の作製手順及び焼成条件は、上記第1焼成工程と同様にした。第2焼成工程で得られた各セラミック板(窒化ケイ素板)の表面における凹凸の有無を評価した。図12は、第2焼成工程で得られた窒化ケイ素板の表面における凸部の例を示す写真である。図12では、窒化ケイ素板の主面の中央部に形成された凸部60が示されている。
[Reuse of Setter and Evaluation of Ceramic Plate]
(Example 1 and Comparative Example 1)
<Second firing step>
Using the setters (third setters) obtained in the above heating steps of Example 1 and Comparative Example 1, the second firing step was performed. The laminate production procedure and firing conditions in the second firing step were the same as those in the first firing step. The presence or absence of unevenness on the surface of each ceramic plate (silicon nitride plate) obtained in the second firing step was evaluated. FIG. 12 is a photograph showing an example of protrusions on the surface of the silicon nitride plate obtained in the second firing step. FIG. 12 shows a convex portion 60 formed in the central portion of the main surface of the silicon nitride plate.

実施例1及び比較例1の第2焼成工程で得られた各窒化ケイ素板の品質評価を行った。具体的には、窒化ケイ素板の主面を、株式会社キーエンス製のワンショット3D形状測定機(型式:VR-3000)で観察し、表面の凹凸のサイズを調べた。高さ11μm以上の凸部、又は深さ11μm以上の凹部がある場合を不良品と判定した。その結果、比較例1に対して実施例1では、不良品の比率を1/3以下に低減することができた。 Each silicon nitride plate obtained in the second firing step of Example 1 and Comparative Example 1 was evaluated for quality. Specifically, the main surface of the silicon nitride plate was observed with a one-shot 3D shape measuring machine (model: VR-3000) manufactured by KEYENCE CORPORATION to examine the size of surface unevenness. A product having a convex portion with a height of 11 μm or more or a concave portion with a depth of 11 μm or more was determined to be defective. As a result, in Example 1, the ratio of defective products was able to be reduced to 1/3 or less compared to Comparative Example 1.

本開示によれば、セッターを再生することによって、セラミック板の生産効率を向上することが可能なセラミック板の製造方法を提供することができる。また、資源を有効活用することが可能なセッターの製造方法を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to provide a ceramic plate manufacturing method capable of improving the production efficiency of ceramic plates by regenerating the setter. Moreover, it is possible to provide a setter manufacturing method that enables effective use of resources.

10,10A,10B,10C,11…セッター,12…スペーサ,13…底板,20…脱脂炉,25…焼成炉,28…加熱炉,30…セラミックグリーンシート、30a…第1セラミックグリーンシート、40,42…異物,50…積層体,60…凸部。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A, 10B, 10C, 11... Setter, 12... Spacer, 13... Bottom plate, 20... Degreasing furnace, 25... Firing furnace, 28... Heating furnace, 30... Ceramic green sheet, 30a... First ceramic green sheet, 40 , 42... Foreign matter, 50... Laminated body, 60... Convex part.

Claims (9)

セッターと窒化ケイ素を含む第1セラミックグリーンシートとが互いに接触するように積層して焼成しセラミック板を得る第1焼成工程と、
不活性ガス雰囲気中、前記第1セラミックグリーンシートとの前記セッターの接触面の少なくとも一部が露出した状態で、前記接触面に前記セッターの含有成分とは異なる成分であり、ケイ素と窒素を含む粒状の異物が付着した前記セッターを加熱する加熱工程と、
前記セッターと第2セラミックグリーンシートとが前記接触面の少なくとも一部において互いに接触するように積層して焼成しセラミック板を得る第2焼成工程と、を有し、
前記加熱工程では、前記セッターを1600~2000℃に加熱して、前記接触面における前記異物を低減する、セラミック板の製造方法。
a first firing step in which the setter and the first ceramic green sheet containing silicon nitride are stacked such that they are in contact with each other and fired to obtain a ceramic plate;
In an inert gas atmosphere, in a state where at least a part of the contact surface of the setter with the first ceramic green sheet is exposed, the contact surface contains silicon and nitrogen, which are components different from the components contained in the setter. a heating step of heating the setter to which the granular foreign matter is attached;
a second firing step for obtaining a ceramic plate by stacking and firing the setter and the second ceramic green sheet so that they are in contact with each other on at least a part of the contact surface;
The method for manufacturing a ceramic plate, wherein in the heating step, the setter is heated to 1600 to 2000° C. to reduce the foreign matter on the contact surface .
前記加熱工程では、前記異物が分解する温度以上に前記セッターを加熱する、請求項1に記載のセラミック板の製造方法。 2. The method of manufacturing a ceramic plate according to claim 1, wherein in the heating step, the setter is heated to a temperature at which the foreign matter is decomposed or higher. 前記加熱工程における前記セッターの加熱温度は、前記第1焼成工程における焼成温度よりも高い、請求項1又は2に記載のセラミック板の製造方法。 3. The method of manufacturing a ceramic plate according to claim 1, wherein the heating temperature of said setter in said heating step is higher than the firing temperature in said first firing step. 前記第1焼成工程では、複数のセッターと複数の第1セラミックグリーンシートとがそれぞれ接触するように積層して焼成し、
前記加熱工程では、前記複数のセッターの、前記第1セラミックグリーンシートと接触していた接触面同士を互いに離した状態で前記複数のセッターを加熱する、請求項1~3のいずれか一項に記載のセラミック板の製造方法。
In the first firing step, the plurality of setters and the plurality of first ceramic green sheets are stacked and fired so that they are in contact with each other,
4. The setter according to any one of claims 1 to 3, wherein in the heating step, the plurality of setters are heated while the contact surfaces of the plurality of setters that were in contact with the first ceramic green sheets are separated from each other. A method for producing the ceramic plate described.
第1セッターと窒化ケイ素を含むセラミックグリーンシートとが互いに接触するように積層して焼成し、前記セラミックグリーンシートとの接触面に前記第1セッターの含有成分とは異なる成分であり、ケイ素と窒素を含む粒状の異物が付着した第2セッターを得る焼成工程と、
不活性ガス雰囲気中、前記接触面の少なくとも一部が露出した状態で前記第2セッターを加熱する加熱工程と、を有し、
前記加熱工程では、前記第2セッターを1600~2000℃に加熱して、前記接触面における前記異物を低減する、セッターの製造方法。
The first setter and a ceramic green sheet containing silicon nitride are stacked and fired so that they are in contact with each other, and the contact surface with the ceramic green sheet contains silicon and nitrogen, which are different from the components contained in the first setter. A baking step of obtaining a second setter to which granular foreign matter containing
a heating step of heating the second setter in an inert gas atmosphere with at least a portion of the contact surface exposed;
The method for manufacturing a setter, wherein in the heating step, the second setter is heated to 1600 to 2000° C. to reduce the foreign matter on the contact surface .
前記加熱工程では、前記異物が分解する温度以上に加熱する、請求項5に記載のセッターの製造方法。 The setter manufacturing method according to claim 5, wherein in the heating step, the foreign matter is heated to a temperature at which the foreign matter is decomposed or higher. 前記加熱工程における前記第2セッターの加熱温度は、前記焼成工程における焼成温度よりも高い、請求項5又は6に記載のセッターの製造方法。 The setter manufacturing method according to claim 5 or 6, wherein the heating temperature of the second setter in the heating step is higher than the firing temperature in the firing step. 前記焼成工程では、複数の第1セッターと、複数のセラミックグリーンシートとがそれぞれ接触するように積層して焼成し複数の第2セッターを得て、
前記加熱工程では、前記複数の第2セッターの、前記セラミックグリーンシートと接触していた接触面同士を互いに離した状態で前記複数の第2セッターを加熱する、請求項5~7のいずれか一項に記載のセッターの製造方法。
In the firing step, the plurality of first setters and the plurality of ceramic green sheets are stacked so as to be in contact with each other and fired to obtain a plurality of second setters,
8. The plurality of second setters according to any one of claims 5 to 7, wherein in the heating step, the plurality of second setters are heated while the contact surfaces of the plurality of second setters that were in contact with the ceramic green sheets are separated from each other. A method for manufacturing the setter according to the above item.
第1セッターと窒化ケイ素を含むセラミックグリーンシートとが互いに接触するように積層して焼成し、前記セラミックグリーンシートとの接触面に前記第1セッターの含有成分とは異なる成分であり、ケイ素と窒素を含む粒状の異物が付着した第2セッターを得る焼成工程と、
不活性ガス雰囲気中、前記接触面の少なくとも一部が露出した状態で前記第2セッターを加熱する加熱工程と、を有し、
前記加熱工程では、前記第2セッターを1600~2000℃に加熱して、前記接触面における前記異物を低減する、セッターの再生方法。
The first setter and a ceramic green sheet containing silicon nitride are stacked and fired so that they are in contact with each other, and the contact surface with the ceramic green sheet contains silicon and nitrogen, which are different from the components contained in the first setter. A baking step of obtaining a second setter to which granular foreign matter containing
a heating step of heating the second setter in an inert gas atmosphere with at least a portion of the contact surface exposed;
The setter regeneration method, wherein in the heating step, the second setter is heated to 1600 to 2000° C. to reduce the foreign matter on the contact surface .
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