JPH03120006A - セラミックグリーンシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセラミックグリーンシートの製造方法に関する
。

し従来の技術］ セラミック積層コンデンサ、多層配線基板または多層Ｉ
Ｃのような電子部品の製造には、種々のセラミックスの
薄板を成形する必要がある。従来から、このようなセラ
ミックグリーンシートの製造方法としては、ドクターブ
レード法、ロール成形法、押出成形法などが用いられて
きた。

ドクターブレード法は、原料に溶媒や結合剤を加えて混
合した泥漿（スラリ）をキャスティングフィルム上に流
し、ドクターブレードでシートの厚さを調整する成形法
である。ロール成形法は原料粉末と可塑性材との混合物
を一対のロールの間を通過させて圧延して、薄いシート
を得る一種の圧延成形法である。押出成形法は原料と可
塑剤との混合物を回転するスクリューなどで加圧してス
リット状の口金から押し出して成形するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 一方、第３図の斜視図に示すように、セラミックスの薄
板を積層型酸素濃度センサ１４の保護層として用いる場
合、ｐｔ電極１２の酸素濃度悪用部分１２ａは平均気孔
径の大きい多孔質保護層１０ａで覆う必要があり、それ
以外の部分は平均気孔径の小さい緻密質保護層１０ｂで
覆う必要がある。そのため、平均気孔径の異なる２種の
セラミックスを一枚のシートとして作製する必要がある
。

しかるに、従来用いられているセラミックグリーンシー
トの製造方法では、平均気孔径等の特性の異なるセラミ
ックグリーンシートは、それぞれ別々にしか製造できず
、そのため平均気孔径の異なる２種のセラミックスを一
枚のシートとして作製するには、別々に製造したセラミ
ックグリーンシートを後から一枚に接合する必要があっ
た。

このように平均気孔径の異なる２種のセラミックグリー
ンシートを接合して１枚の保護層として使用した場合、
接合した界面において隙間ができるので、この隙間から
排ガスが侵入し、そのため酸素濃度センサの正常な出力
が得られないという問題点がある。また、特性の異なる
２種以上のセラミックグリーンシートをそれぞれ別々に
製造するため、製造工程が複雑となり、コスト的にも不
利である。

本発明は２種以上の特性の異なるセラミックを一体とし
て１枚のセラミックグリーンシートとする場きの前記の
ごとき問題点に鑑みてなされたものであって、２種以上
の特性の異なるセラミックを界面を生じさせずに一体と
して１枚のセラミックグリーンシートに成形することの
できるセラミックグリーンシートの製造方法を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のセラミックグリーンシートの製造方法は、一定
の速度で水平に移動するキャスティングフィルムの上方
に設置されたスラリータンクに特性の異なる２種以上の
セラミックスラリを前記キャスティングフィルム移動方
向に平行な仕切板を境にして注入する工程と、前記スラ
リータンクの底面から前記２種以上のセラミックスラリ
を同時に前記キャスティングフィルム上に供給する工程
と、前記キャスティングフィルムの上に供給された前・
記セラミックスラリを前記キャスティングフィルム上方
に設置されたドクターブレードにて所望の厚さに掻き取
り、特性の異なる２種以上のセラミックを一体のシート
に成形する工程とからなることを要旨とする。

水平に移動するキャスティングフィルムには、鋼製のも
の、あるいはポリエチレン、テフロンなどが用いられる
が、グリーンシートとの剥離を良くするためボレプロピ
レン系を用いると良い。

キャスティングフィルムの上方に設置されたスラリータ
ンクの底面には適宜の大きさの供給孔が設けられ、仕切
板を境にしてスラリータンクに注入された特性の異なる
２種以上のセラミックスラリは、スラリータンクの底面
から同時に前記キャスティングフィルム上に供給される
。

セラミックスラリは、原料に溶媒と解膠剤を加えて混合
粉砕し、さらに結合剤、可塑剤等を適量添加して混合し
、ペースト状の泥漿として調製する。

ドクターブレードとキャスティングフィルムとの間隔は
、目標とするシートの厚さ、セラミックスラリの粘度、
キャスティングフィルムの移動速度などにより、適宜に
決定される。

［作用］ 特性の異なる２種以上のセラミックスラリはそれぞれ別
個に調製され、キャスティングフィルムの移動方向に平
行な仕切り板を境にして、スラリータンクの中に注入さ
れるので、お互いに混合しない状懸でスラリータンクに
収容される。

スラリータンクに収容された２種以上のセラミックスラ
リは、スラリータンクの底面から同時にキャスティング
フィルム上に供給されるので、特性の異なる２種以上の
セラミックスラリか、互いに相隣るセラミックスラリの
混合する狭い境界層を境にして、キャスティングフィル
ム上に載置されて移動する。

ドクターブレードはキャスティングフィルムと適宜の間
隔を隔てて設置されているので、キャスティングフィル
ムの上に乗せられて移動してきたセラミックスラリは、
ドクターブレードにより所望の厚さに掻き取られ、特性
の異なる２種以上のセラミックが境界層を境にして一体
のグリーンシートとして形成される。

［実施例］ 本発明の実施例を比較例と共に説明し、本発明の効果を
明らかにする。

第１図は本発明方法に用いられるドクターブレード装置
の斜視図を示す。一定方向に水平に移動するキャスティ
ングフィルｂ　３の上方には、スラリータンク１が設置
されており、このスラリータンク１の中央にはキャステ
ィングフィルム３の移動方向に平行な仕切板４が設けら
れている。また、スラリータンク１の底面には直接キャ
スティングフィルム３が接しており、スラリータンク１
に注入されたセラミックスラリ５ａおよび５ｂがキャス
ティングフィルム上に供給されるようになっている。ス
ラリータンク１の下流にはドクターブレード２がキャス
ティングフィルム３と所定の間隔を保って設置されてお
り、キャスティングフィルム３の上に乗せられて移動し
てくるセラミックスラリ５ａおよび５ｂを所定の厚さに
掻き取るようになっている。

このドクターブレード装置を使用して平均気孔径の異な
る２種類のセラミックが一体になったセラミックグリー
ンシートを作製した。先ず、原料粉末１００部、結合剤
１１部、溶媒７０部、可塑剤５部、解膠剤３部を混きし
、ボールミルで２時間撹拌し、多孔質セラミックスラリ
５ａを調製した。また、同じ配合の原料粉末混合物を、
ボールミルで５０時間撹拌し、緻密質セラミックスラリ
５ｂを調製した。

以上のようにして調製した多孔質セラミックスラリ５ａ
および緻密質セラミックスラリ５ｂをスラリータンク１
に仕切板４を境にして左右にそれぞれ注入し、ドクター
ブレード２とキャスティングフィルム３の間隙を０．９
ｍｍとし、キャスティングフィルム３を０．３ｍ／ｗｉ
ｎの速度で移動させた。

ドクターブレード２により掻き取られたセラミックスラ
リを１２０℃の熱風で乾燥させたところ、境界１１１を
境にして平均気孔径の異なる２種類のセラミック１０ａ
および１０ｂが一体となった３００μ輪の厚さのセラミ
ックグリーンシート１０が得られた。得られたセラミッ
クグリーンシート１０を焼成しセラミックシートとした
後、平均気孔径を測定したところ多孔質側１０ａの平均
気孔径は３０００人、緻密質側ｔｏｂの平均気孔径は１
００人であった。

焼成したセラミックシートの保護層としての性能を試験
するため、第３図に示す積層型酸素濃度センナの保護層
として装着してその性能を測定した。すなわち、ｐｔ電
極１２の酸素濃度感知部分１２ａは多孔質側１０ａで覆
い、境界層１１を境にしてそれ以外の部分は緻密質側ｔ
ａｂで覆い、酸素濃度のリーンなガスと酸素濃度のリッ
チなガスを交互に吹き付けて、出力電圧を測定した。

なお、比較のために別々に製造したセラミックグリーン
シートを後から一枚に接合する従来方法で製造されたセ
ラミックシートを装着した積層型得られた結果は、時間
の経過に対する出力電圧の関係を示す線図として第２図
に示した。

第２図から明らかなように、従来のセラミックシートを
用いた積層型酸素濃度センサは、充分な出力電圧が得ら
れない上、応答速度が極端に悪い。

これに対して本発明方法で製造したセラミックシートを
用いた積層型酸素濃度センナは充分な出力電圧が得られ
て優れた感度を示し、かつ応答速度においても浸れてお
り、酸素濃度センサとして正常な特性が得られることが
が確認された。

［発明の効果］ 本発明のセラミックグリーンシートの製造方法は以上説
明したように、スラリータンクに特性の異なる２種以上
のセラミックスラリを仕切板を境にして注入し、スラリ
ータンクの底面から２種以上のセラミックスラリを移動
するキャスティングフィルム上に供給し、ドクターブレ
ードにて所望の厚さに掻き取り特性の異なる２種以上の
セラミックを一体のシートに成形することを特徴とする
特フグリーンシートが連続的に生産でき、その成分が同
一である場合は、脱脂および焼成等の温度条件を複雑に
することなく、簡易に製造できる。また、従来の別々に
製造したセラミックグリーンシートを圧着する場合に比
べ、工数が少なく生産コストが低減できる。さらに、特
性の異なる２種以上のセラミックグリーンシートが一体
となって製造されるので、境界層に隙間がなく、保護膜
としても優れたセラミックグリーンシートが製造できる
。そのため、例えば酸素濃度センサの保護膜として使用
したような場合には、排ガスが侵入しないので、センサ
の正常な特性を保証しかつセンサの耐久性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられるセラミックグリーンシート
の製造装置、第２図は本発明方法と従来方法で得られた
セラミックシートを保護膜として用いた酸素濃度センサ
の出力電圧と時間との関係を示す線図、第３図は積層型
酸素濃度センサの斜視図である。 ■・・・スラリータンク、２・・・ドクターブレード、
３・・・キャスティングフィルム、４・仕切板、５ａお
よび５ｂ・・・セラミックスラリ、１０ａおよび１０ｂ
・・・セラミックグリーンシート、１１・・・境界層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定の速度で水平に移動するキャスティングフィ
   ルムの上方に設置されたスラリータンクに特性の異なる
   ２種以上のセラミックスラリを前記キャスティングフィ
   ルム移動方向に平行な仕切板を境にして注入する工程と
   、前記スラリータンクの底面から前記２種以上のセラミ
   ックスラリを同時に前記キャスティングフィルム上に供
   給する工程と、前記キャスティングフィルムの上に供給
   された前記セラミックスラリを前記キャスティングフィ
   ルム上方に設置されたドクターブレードにて所望の厚さ
   に掻き取り、特性の異なる２種以上のセラミックを一体
   のシートに成形する工程とからなることを特徴とするセ
   ラミックグリーンシートの製造方法。