(57)【要約】    【課題】  焼成後の反りが生じ難く、表面に摺動傷が殆ど生じ難い板状のセラミック体を安定に得ることを可能とする製造方法を提供する。    【解決手段】  治具１上に板状のセラミックグリーン体２を載置し、該板状のセラミックグリーン体２の重心もしくはその近傍の上方において、下面に突起部３ｂが設けられた焼成用荷重付加部材３の突起部３ｂを接触させるように荷重付加部材３を載置し、その状態で焼成を行う、板状セラミック体の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のセラミックグリーン体を用意する工程と、
前記セラミックグリーン体上に、前記セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍に残りの部分よりも重点的に荷重が加わるように、前記セラミックグリーン体の上面に焼成用荷重付加部材を載置する工程と、
前記焼成用荷重付加部材を前記セラミックグリーン体上に載置した状態でセラミックグリーン体を焼成する工程とを備えることを特徴とする、板状セラミック体の製造方法。
【請求項２】
前記セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍に重点的に荷重が加わるように焼成用荷重付加部材をセラミックグリーン体に載置するに際し、前記焼成用荷重付加部材として、下面に突起部を有する焼成用荷重付加部材を用い、該突起部を前記セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍に接触するように焼成用荷重付加部材をセラミックグリーン体の上面に載置する、請求項１に記載の板状セラミック体の製造方法。
【請求項３】
前記セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍に重点的に荷重が加わるように焼成用荷重付加部材をセラミックグリーン体に載置するに際し、
前記焼成用荷重付加部材として、下面が平坦な焼成用荷重付加部材を用い、前記セラミックグリーン体として、重心もしくはその近傍において、上面に突起部が設けられているセラミックグリーン体を用い、該セラミックグリーン体の上面の突起部を含む領域に前記焼成用荷重付加部材を載置する、請求項１に記載の板状セラミック体の製造方法。
【請求項４】
板状のセラミックグリーン体を焼成する際に用いられるセラミック焼成用荷重付加部材であって、
上面と下面とを有する板状の形状を有し、下面から下方に突出した突起部を有することを特徴とする、セラミック焼成用荷重付加部材。
【請求項５】
前記突起部の突出量が１０〜１００μｍの範囲にある、請求項４に記載のセラミック焼成用荷重付加部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状のセラミック体を焼成するに際し、セラミック体の反りを防止するために、セラミック焼成用荷重付加部材を用いたセラミック体の製造方法及び該荷重付加部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、板状のセラミック体が電子部品用基板として広く用いられている。電子部品用基板では、平坦性に優れていることが強く求められる。他方、板状のセラミック体を得るに際しては、通常、板状のセラミックグリーン体を作製した後、該板状のセラミックグリーン体を焼成している。この場合、板状のセラミック体を得る焼成過程において、反りが生じ易いという問題があった。
【０００３】
そこで、下記の特許文献１には、反りが生じたセラミック基板の反りを修正する方法が開示されている。すなわち、焼成工程において反りが生じたセラミック基板を平板状の治具上に載置する。しかる後、セラミック基板上に等分布荷重を全体に渡り加えて再焼成することにより、反りが修正されている。
【特許文献１】特開平４−３１３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の反り修正方法は、焼成により生じた反りを後工程において修正する方法にすぎなかった。従って、反りが生じたセラミック基板を得た後に、反りを修正する工程を実施しなければならず、製造工程が煩雑であった。加えて、非常に薄いセラミック基板の場合には、このような工程で反りを修正しようとしても、セラミック基板に割れや欠けが生じたりするおそれがあった。
【０００５】
また、図８（ａ）に示すように、平板状の治具５１上に、板状のセラミックグリーン体５２を載置し、その状態で、平板状の荷重付加部材５３を載置し、焼成を行う方法も考えられる。すなわち、平板状の荷重付加部材５３により、セラミックグリーン体５２の上面全体を抑え、それによって焼成により生じる反りを抑制する方法が考えられている。
【０００６】
しかしながら、荷重付加部材５３による荷重が小さい場合には、焼成により、やはり反りが生じがちであった。また、荷重付加部材５３上の荷重を十分大きくした場合には、反りは抑制されるものの、得られた焼結体において表面に摺動傷が生じるという問題があった。すなわち、図８（ｂ）に示すように、焼成後には、収縮により板状のセラミック体５２Ａの寸法は小さくなる。そのため、セラミック体５２Ａの上面が、荷重付加部材５３の下面との間で摺動し、傷が生じがちであった。このような傷が生じると、得られた板状のセラミック体５２Ａの表面性状が損なわれ、例えば電子部品用基板として用いた場合、電極等を高精度に形成することが困難となる。
【０００７】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、煩雑な工程を必要とすることなく、かつ表面に傷等を発生させることなく、平坦な板状セラミック体を安定に得ることを可能とする製造方法、並びに該製造方法に用いられるセラミック焼成用荷重付加部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の板状セラミック体の製造方法は、板状のセラミックグリーン体を用意する工程と、前記セラミックグリーン体上に、前記セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍に残りの部分よりも重点的に荷重が加わるように、前記セラミックグリーン体の上面に焼成用荷重付加部材を載置する工程と、前記焼成用荷重付加部材を前記セラミックグリーン体上に載置した状態でセラミックグリーン体を焼成する工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る板状セラミック体の製造方法のある特定の局面では、前記セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍に重点的に荷重が加わるように焼成用荷重付加部材をセラミックグリーン体に載置するに際し、前記焼成用荷重付加部材として、下面に突起部を有する焼成用荷重付加部材を用い、該突起部側を前記セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍に接触するように焼成用荷重付加部材をセラミックグリーン体の上面に載置する。
【００１０】
本発明に係る板状セラミック体の製造方法の他の特定の局面では、前記セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍に重点的に荷重が加わるように焼成用荷重付加部材をセラミックグリーン体に載置するに際し、前記焼成用荷重付加部材として、下面が平坦な焼成用荷重付加部材を用い、前記セラミックグリーン体として、重心もしくはその近傍において、上面に突起部が設けられているセラミックグリーン体を用い、該セラミックグリーン体の上面の突起部を含む領域に前記焼成用荷重付加部材を載置する。
【００１１】
本発明に係るセラミック焼成用荷重付加部材は、板状のセラミックグリーン体を焼成する際に用いられるものであって、上面と下面とを有する板状の形状を有し、下面から下方に突出した突起部を有することを特徴とする。
【００１２】
上記セラミック焼成用荷重付加部材では、好ましくは、突起部の突出量は１０〜１００μｍの範囲とされる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る製造方法で、まず板状のセラミック体が用意され、該板状のセラミックグリーン体上に、該セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍に残りの部分よりも重点的に荷重が加わるように、上面に焼成用荷重付加部材が載置され、その状態でセラミックグリーン体の焼成が行われる。従って、上記セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍が確実に抑えられて焼成が進行する。よって、焼成に際しての収縮は、セラミックグリーン体の重心を中心として均等に生じる。そのため、得られたセラミック体の全体形状が歪むことを抑制することができる。従って、反りが殆どない板状のセラミック体を安定に得ることが可能となる。しかも、上記重心もしくはその近傍に、重点的に荷重が加わるようにして焼成が行われるので、荷重付加部材との摺動による傷等が板状のセラミック体表面に生じ難い。
【００１４】
よって、本発明によれば、表面に摺動傷が殆どなく、しかも反りが殆どない平坦な板状セラミック体を安定に提供することが可能となる。
【００１５】
本発明において、焼成用荷重付加部材として、下面に突起部を有するものを用い、該突起部をセラミックグリーン体の重心もしくはその近傍に接触するように焼成用荷重付加部材をセラミックグリーン体の上面に載置して焼成を行った場合には、該突起部に接触しているセラミックグリーン体部分が確実に押圧される。従って、押圧されている部分を中心に板状セラミック体が均等に収縮する。よって、反りが少ない板状セラミック体を確実に得ることができる。
【００１６】
上記焼成用荷重付加部材として、下面が平板状のものを用い、セラミックグリーン体として重心もしくはその近傍においてセラミックグリーン体の上面に突起部が設けられているものを用い、該上面の突起部を含む領域に焼成用荷重付加部材を載置した場合には、セラミックグリーン体側の突起部に、焼成用荷重付加部材による荷重が重点的に加わる。従って、セラミックグリーン体の焼成に際し、重心もしくはその近傍を中心として均一にセラミックスが収縮する。よって、本発明に従って、表面に摺動傷が殆どなく、かつ反りが殆どない板状セラミック体を得ることができる。
【００１７】
本発明に係るセラミック焼成用荷重付加部材は、上面と下面とを有する板状の形状を有し、下面から下方に突出した突起部を有する。従って、本発明の製造方法において、上記突起部が板状のセラミックグリーン体の重心もしくはその近傍において板状のセラミックグリーン体の上面に接触するようにセラミック焼成用荷重付加部材を配置して焼成を行うことにより、本発明に従って平坦であり、かつ表面に摺動傷が殆どない板状セラミック体を得ることができる。
【００１８】
特に、突起部の突出量が１０〜１００μｍの範囲にある場合には、確実に重心もしくはその近傍を中心としてセラミックグリーン体を収縮させることができ、反りが少ない板状セラミック体をより確実に得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２０】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る板状セラミック体の製造方法を説明するための側面図及び平面図である。本実施形態では、平板状の治具１を用意する。治具１は、金属などの適宜の剛性材料により構成されている。治具１の上面１ａ上に、板状のセラミックグリーン体２を載置する。板状のセラミックグリーン体２は、例えばセラミック基板などの板状のセラミック体を得るために用意されている。該板状のセラミックグリーン体２は、セラミックグリーンシートを複数枚積層し、厚み方向に加圧する方法、あるいはセラミック粉末とバインダー樹脂とを含む組成物を適宜の方法で成形する方法などにより得ることができる。板状のセラミックグリーン体２の上面に、焼成に際し、荷重付加部材３を載置する。ここで、荷重付加部材３は、平板な板状の荷重付加部材本体３ａと、該荷重付加部材本体３ａの下面から下方に突出された突起部３ｂとを有する。突起部３ｂは、荷重付加部材本体３ａと一体に形成されているが、別体で構成された突起部３ｂを荷重付加部材本体３ａの下面に接合してもよい。
【００２１】
上記突起部３ｂ及び荷重付加部材本体３ａは、金属あるいは絶縁性セラミックスなどの適宜の剛性材料により構成され得る。もっとも、突起部３ｂは、焼成に際し、荷重が板状のセラミックグリーン体２の重心もしくはその近傍の上方に配置されることが必要である。そして、荷重付加部材３は、焼成に際し、セラミックグリーン体の重心もしくはその近傍を確実に上方から加圧し、該加圧されている点を中心として均一に収縮を生じさせるように配置される。従って、このような作用効果を発現し得る重量となるように荷重付加部材３の重量が選択される。
【００２２】
本実施形態では、好ましくは、上記突起部３ｂの突出量、すなわち荷重付加部材本体３ａの下面から下方への突出量は、１０〜１００μｍの範囲とされる。１００μｍを超えると、反りを抑制する効果が十分に得られないことがあり、１０μｍよりも小さい場合には、荷重付加部材本体３ａの下面もまたセラミックグリーン体２の上面に部分的に接触したりし、突起部３ｂの機能を十分に発現しないおそれがある。好ましくは、上記突出量は、２０μｍ以上とされる。
【００２３】
本実施形態においては、上記突起部３ｂがセラミックグリーン体２の重心もしくはその近傍に荷重が残りの部分に比べて重点的に加わるように、荷重付加部材３がセラミックグリーン体２に載置された状態で焼成が行われる。そして、それによって、反りが少なく、かつ表面に摺動傷が殆ど生じない板状セラミック体を得ることが可能となる。これを、具体的な実験例につき説明する。
【００２４】
板状のセラミックグリーン体２として、１３５×１３５×厚み７００μｍの低温焼結セラミックスからなるセラミックグリーン体を用意した。該板状のセラミックグリーン体の重心は、平面視した場合、矩形形状の中心に位置する。そして、荷重付加部材３として、アルミナからなり、荷重付加部材本体３ａが１３５×１３５×厚み１ｍｍの寸法を有し、その中心に突出量が１００μｍである突起部３ｂが設けられているものを用意した。
【００２５】
実施例では、上記荷重付加部材３を板状セラミックグリーン体２上に、板状セラミックグリーン体２の中心の上方において突起部３ｂが接触するように配置して焼成を行った。焼成は、９００℃以上の温度で約１．５日維持することにより行った。このようにして、２個の板状のセラミック体を焼成する実験を２回行った。
【００２６】
図２は、１回目の焼成実験により得られた板状のセラミック体２Ａにおける基板の実測形状を模式的に示す平面図である。なお、図２の実線が実測形状の輪郭を示し、破線が設計値の輪郭形状を示す。
【００２７】
また、図３は、２回目の焼成実験により得られた板状のセラミック体２Ａの実測形状及び設計形状を同様に模式的に示す平面図である。
【００２８】
他方、上記突起部３ｂが設けられていないことを除いては上記と同様にして構成された荷重付加部材を板状のセラミックグリーン体２上に載置し、焼成を行った。この場合においても、２回の焼成実験を行った。図４及び図５は、それぞれの焼成実験で得られた比較例の板状セラミック体２Ｂの形状を示す各模式的平面図である。図４及び図５においても、実線が得られた板状セラミック体２Ｂの実測形状、破線が設計形状を示す。
【００２９】
図２及び図３と、図４及び図５とを比較すれば明らかなように、本実施形態の製造方法によれば、平面形状が設計形状に近い、すなわち重心を中心としてほぼ均一に収縮が生じている板状セラミック体２Ａを得ることができることがわかる。従って、均一に収縮が生じるため、反りが少なく、しかも摺動傷が少ない板状セラミック体の得られることがわかる。
【００３０】
これに対して、比較例では、板状セラミック体２Ｂの平面形状が設計値から大きくずれており、従って反りが生じ易いだけでなく、荷重付加部材と接触している面において摺動による傷が生じ易いことがわかる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、荷重付加部材３では、荷重付加部材本体３ａの下面中央に上記突起部３ｂが設けられていたが、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、荷重付加部材１３において、荷重付加部材本体１３ａの下面に、突起部１３ｂを中心に設けた構造に加えて、さらに複数の突起部１３ｃ〜１３ｆを設けてもよい。この場合、４個の突起部１３ｃ〜１３ｆは、荷重付加部材本体１３ａの下面の各コーナー部近傍に配置され、それによって荷重付加部材１３をセラミックグリーン体２の上面に載置した際の姿勢を安定化することができる。
【００３２】
もっとも、図６（ａ）及び（ｂ）に示す変形例では、中央の突起部１３ｂの突出量を、残りの突起部１３ｃ〜１３ｆと等しいか、残りの突起部１３ｃ〜１３ｆの突出量よりも小さくすることが必要である。さもないと、突起部１３ｂにより、板状のセラミックグリーン体２の重心もしくはその近傍を重点的に加圧することができないからである。従って、より好ましくは、複数の突起部を設ける場合、中央の突起部１３ｂを、残りの突起部１３ｃ〜１３ｆよりも突出量を大きくすることが望ましい。
【００３３】
また、上述した実施形態では、荷重付加部材３，１３側に突起部３ｂ，１３ｂが設けられていたが、図７（ａ）に示すように、板状のセラミックグリーン体２の上面に突起部２ｂを設けてもよい。この場合、突起部２ａは、板状のセラミックグリーン体２の重心もしくはその近傍において上面に配置される。従って、下面が平坦な荷重付加部材２３を載置することにより、上述した実施形態の場合と同様に板状のセラミックグリーン体２の重心もしくはその近傍を残りの部分に比べて重点的に加圧し、焼成することができる。従って、突起部を板状のセラミックグリーン体２の上面に設け、下面が平坦な荷重付加部材２３を用いた場合も、本発明に従って反りが少なく、かつ摺動傷が表面に殆ど生じない板状のセラミック体を得ることができる。
【００３４】
また、図７（ｂ）に部分切欠断面図で示すように、荷重付加部材３３の荷重付加部材本体３３ａの下面から先端側に向かってテーパーが付けられた円錐台状の突起部３３ｂを用いてもよい。すなわち、本発明における突起部の形状は特に限定されず、先端が相手方の部材に点接触的に接触するものや、ある程度の面積を有する部分で接触するものなど任意である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態における焼成工程を示すための側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図２】図１に示した実施形態の１回目の焼成実験で得られた板状セラミック体の平面形状を説明するための模式的平面図。
【図３】図１に示した実施形態の２回目の焼成実験で得られた板状セラミック体の平面形状を説明するための模式的平面図。
【図４】比較のために焼成した板状セラミック体の形状を説明するための模式的平面図。
【図５】比較のために焼成した板状セラミック体の形状を説明するための模式的平面図。
【図６】（ａ）は、本発明の板状セラミック体の製造方法の変形例を説明するための平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図７】（ａ）は、セラミックグリーン体側に突起部が設けられている変形例を説明するための模式的部分切欠断面図であり、（ｂ）は荷重付加部材に設けられている突起部の形状の変形例を説明するための部分切欠模式的断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、従来の板状セラミック体の製造方法の一例を説明するための各正面断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…治具
２…セラミックグリーン体
２ａ…突起部
３…荷重付加部材
３ａ…荷重付加部材本体
３ｂ…突起部
３ｃ〜３ｆ…突起部
１３…荷重付加部材
１３ａ…荷重付加部材本体
１３ｂ…突起部
１３ｃ〜１３ｆ…突起部
２３，３３…荷重付加部材
３３ａ…荷重付加部材本体
３３ｂ…突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006076830.tif 000009
【図８】
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