(57)【要約】【課題】微小セラミックス成形体を効率的に製造することを可能とする微小セラミックス成形体の製造方法を提供する。【解決手段】所望の形状の鋳型に、硬化性樹脂とセラミックス微粒子とを含む第１スラリーを充填して硬化させ、仮成形体を得る工程と、鋳型から離型して得られた仮成形体を焼成する工程と、を有し、第１スラリーは、セラミックス微粒子の含有率が第１スラリー全体に対し５０質量％未満であり、仮成形体に対する、焼成する工程にて得られるセラミックス成形体の線収縮率は、４０％以上であるセラミックス成形体の製造方法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の形状の鋳型に、光硬化性樹脂とセラミックス微粒子とを含む第１スラリーを充填して硬化させ、仮成形体を得る工程と、
前記鋳型から離型して得られた前記仮成形体を焼成する工程と、を有し、
前記第１スラリーは、セラミックス微粒子の含有率が前記第１スラリー全体に対し５０質量％未満であり、
前記仮成形体に対する、前記焼成する工程にて得られるセラミックス成形体の線収縮率は、４０％以上であるセラミックス成形体の製造方法。
【請求項２】
前記仮成形体を得る工程において、前記第１スラリーを硬化させて得られる第１層の表面に、光硬化性樹脂とセラミックス微粒子とを含む第２スラリーを塗布して硬化させ第２層を形成する請求項１に記載のセラミックス成形体の製造方法。
【請求項３】
前記仮成形体を得る工程において、前記第２層の表面に、光硬化性樹脂とセラミックス微粒子とを含む第３スラリーを塗布して硬化させ第３層を形成する請求項２に記載のセラミックス成形体の製造方法。
【請求項４】
前記第１スラリーにおけるセラミックス微粒子の含有率と、前記第２スラリーにおけるセラミックス微粒子の含有率との大小関係と、前記第３スラリーにおけるセラミックス微粒子の含有率と、前記第２スラリーにおけるセラミックス微粒子の含有率との大小関係と、が同傾向である請求項３に記載のセラミックス成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス成形体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器の小型化に伴い、電子機器に用いられる電子部品は、小型、軽量、かつ高い信頼性を有することが求められている。このような要求物性に応える材料として、セラミックスが挙げられる。セラミックスは、絶縁性が高く熱変形しにくいことから、種々の電子部品の形成材料として用いられている。
【０００３】
そのため、近年では、上記市場要求に応えるべく、小型のセラミックス成形体を製造する方法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、セラミックス粉末と光硬化性樹脂とを有する組成物を用い、公知の光造形法を用いて立体物を成型した後、加熱焼成により樹脂分を除去することでセラミックス成形体を得る方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６０９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のような従来のセラミックス成形体の製造方法においては、焼成後の変形を防ぐために、焼成前後で線収縮率が３０％以下になるようにするのが通常であった。このことから、従来は、焼成前の仮の成形体として、焼成後の成形体の大きさとにあまり差が無いものを作製していた。
【０００６】
したがって、上記特許文献１に記載されているような光造形法においては、用いる光の波長により、作製可能な成形体の大きさが制限されていた。また、鋳型を用いて小型のセラミックス成形体を製造する場合には、用いる鋳型を小さくしなければならないと考えられていた。
【０００７】
このように、従来のセラミックス成形体の製造方法では、微小な成形体を製造することが困難であった。例えば、特許文献１には、一辺が２００μｍを下回るような大きさ、更には一辺が１０μｍを下回るような大きさの微小な成形体の形成は記載されていない。電子機器の小型化に伴い、このような微小なセラミックス成形体の要求が予想されるため、微小なセラミックス成形体の製造方法が求められていた。
【０００８】
なお、本発明においては、２００μｍ角の立方体に収まるような大きさのセラミックス成形体のことを、「微小セラミックス成形体」と称する。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、微小セラミックス成形体を効率的に製造することを可能とする微小セラミックス成形体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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、所望の形状の鋳型に、光硬化性樹脂とセラミックス微粒子とを含む第１スラリーを充填して硬化させ、仮成形体を得る工程と、前記鋳型から離型して得られた前記仮成形体を焼成する工程と、を有し、前記第１スラリーは、セラミックス微粒子の含有率が前記第１スラリー全体に対し５０質量％未満であり、前記仮成形体に対する、前記焼成する工程にて得られるセラミックス成形体の線収縮率は、４０％以上であるセラミックス成形体の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明の一態様においては、前記仮成形体を得る工程において、前記第１スラリーを硬化させて得られる第１層の表面に、光硬化性樹脂とセラミックス微粒子とを含む第２スラリーを塗布して硬化させ第２層を形成する製造方法としてもよい。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記仮成形体を得る工程において、前記第２層の表面に、光硬化性樹脂とセラミックス微粒子とを含む第３スラリーを塗布して硬化させ第３層を形成する製造方法としてもよい。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記第１スラリーにおけるセラミックス微粒子の含有率と、前記第２スラリーにおけるセラミックス微粒子の含有率との大小関係と、前記第３スラリーにおけるセラミックス微粒子の含有率と、前記第２スラリーにおけるセラミックス微粒子の含有率との大小関係と、が同傾向である製造方法としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、微小セラミックス成形体を効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るセラミックス成形体の製造方法を示す工程図。
【図２】本実施形態に係るセラミックス成形体の製造方法を示す工程図。
【図３】本実施形態に係るセラミックス成形体の製造方法を示す工程図。
【図４】本実施形態に係るセラミックス成形体の製造方法を示す工程図。
【図５】本実施形態に係るセラミックス成形体の製造方法を示す工程図。
【図６】本実施形態に係るセラミックス成形体の製造方法を示す工程図。
【図７】仮成形体の焼結温度の昇温条件と、仮成形体の質量減少率との関係を示すグラフ。
【図８】仮成形体の焼結温度の昇温条件と、仮成形体の質量減少率との関係を示すグラフ。
【図９】スラリーに含まれるセラミックス微粒子の含有率に対する、仮成形体の線収縮率を示すグラフ。
【図１０】セラミックス成形体の後加工を示す説明図。
【図１１】セラミックス成形体の収縮状態の違いを示す図。
【図１２】セラミックス成形体の収縮状態の違いを示す図。
【図１３】実施例の結果を示す電子顕微鏡写真。
【図１４】実施例の結果を示す電子顕微鏡写真。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、図１〜図１２を参照しながら、本実施形態に係るセラミックス成形体の製造方法について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００１７】
図１〜６は、本実施形態に係るセラミックス成形体の製造方法を示す工程図である。
【００１８】
本実施形態のセラミックス成形体の製造方法では、所望の形状を有する鋳型を用いて、当該所望の形状が転写されたセラミックス成形体を製造する。対象となるセラミックス成形体の大きさは、種々選択することができるが、サブミリオーダーの大きさを有するセラミックス成形体、特に２００μｍ角の立方体に収まるような大きさを有する微小セラミックス成形体の製造方法として好適である。
【００１９】
以下の説明においては、セラミックス成形体として、１００μｍ角の立方体に収まる円錐状の微小セラミックス成形体を製造することとして説明する。
【００２０】
（仮成形体を得る工程）
まず、図１に示すように、原型Ｍを用いて鋳型１００を作製する。
【００２１】
原型Ｍは、例えば、光造形法や削り出し等の公知の方法で作製することができる。微小セラミックス成形体を成型するための鋳型１００を作製する場合、原型Ｍ自体も小さくする必要がある。
【００２２】
そこで、原型Ｍは、公知のマイクロ光造形法を用いて作製するとよい。この場合、原型Ｍとして、２００μｍ角の立方体に収まる程度の大きさとすることができる。
【００２３】
基板Ｐ上において作製した原型Ｍを樹脂材料で型取りすることで、原型Ｍの形状が転写された鋳型１００を作製することができる。鋳型１００の形成材料は、後述する操作において転写した形状を保持できるだけの強度や弾性を有する樹脂材料であれば、種々のものを用いることができる。また、後述する操作において、鋳型１００で成形した仮成形体を離型させやすくするため、表面エネルギーが低く、凹部１００ａ内に充填した材料との密着し難い材料が好ましい。
【００２４】
例えば、鋳型１００の形成材料としては、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などのシリコーン系樹脂や、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー等を用いることができる。熱硬化性エラストマーとしては、シリコーン系樹脂の他、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素ゴム等を挙げることができる。これらの中でも、本実施形態においては、鋳型１００の形成材料は、シリコーン樹脂であることが好ましく、ＰＤＭＳであることがより好ましい。
【００２５】
このようにして得られる鋳型１００は、原型Ｍの形状、すなわち目的物であるセラミックス成形体の形状（所望形状）に対応する形状を有する凹部１００ａと、凹部１００ａと連続する平坦部１００ｂと、を有している。
【００２６】
ここで、凹部１００ａが「目的物であるセラミックス成形体の形状に対応する形状」を有するとは、後述するセラミックス成形体の原型の形状が凹部１００ａの内壁に転写されており、凹部１００ａの内壁と原型の形状とが相補的な関係にあることを意味する。
【００２７】
次いで、図２に示すように、鋳型１００に第１スラリー１５を充填する。本工程では、第１スラリー１５を、凹部１００ａと平坦部１００ｂにまたがって配置する。
【００２８】
第１スラリー１５は、セラミックス微粒子と、光硬化性樹脂と、を含んでいる。
【００２９】
第１スラリー１５に用いられるセラミックス微粒子としては、特に制限が無く、後述する焼結により成形体が得られるのであれば、種々のセラミックス微粒子を用いることができる。セラミックス微粒子の形成材料としては、金属酸化物や複合金属酸化物が挙げられる。金属酸化物としては、例えばアルミナ、ジルコニア、シリカ、チタニア等を挙げることができる。複合金属酸化物としては、例えばチタン酸バリウムを挙げることができる。
【００３０】
用いるセラミックス微粒子の平均粒子径は、数ｎｍ〜数μｍの範囲において使用する鋳型１００の凹部１００ａの大きさ、すなわち作製したいセラミックス成形体の大きさに応じて設定するとよい。また、セラミックス微粒子を焼結させてセラミックス成形体を製造した場合に、セラミックス成形体を構成する結晶粒の大きさの予測値が、セラミックス成形体に対して大きすぎないものであると好ましい。
【００３１】
例えば、鋳型１００の凹部１００ａの容積が１ｍｍ３（≒１０μｍ角）程度の場合、セラミックス微粒子の平均粒子径は１００ｎｍ程度であると好ましい。また、鋳型１００の凹部１００ａの容積が１０００ｍｍ３（≒１００μｍ角）程度の場合、セラミックス微粒子の平均粒子径は数μｍ程度であっても用いることができる。
【００３２】
なお、セラミックス微粒子の平均粒子径が小さくなるほど、使用する分散系によってはセラミックス微粒子が凝集しやすくなる。このような場合、本発明の効果を阻害しない範囲において、分散剤を使用し分散系を安定させてもよい。
【００３３】
第１スラリー１５に用いられる光硬化性樹脂としては、アクリル系光硬化性樹脂、ウレタン系光硬化性樹脂、エポキシ系光硬化性樹脂等を挙げることができる。
【００３４】
第１スラリー１５の分散媒としては、光硬化性樹脂を溶解可能であれば種々の有機溶媒を用いることができる。
【００３５】
第１スラリー１５は、第１スラリー１５全体に対するセラミックス微粒子の含有率が５０質量％未満であり、４０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がさらに好ましく、２０質量％以下がさらに好ましい。第１スラリー１５におけるセラミックス微粒子の含有率が低下するに従って、より小さいセラミックス成形体を得やすい。
【００３６】
次いで、第１スラリー１５に光照射することで、第１スラリー１５に含まれる光硬化性樹脂を硬化させる。光照射は、鋳型１００の第１スラリー１５の塗布面上方から行うとよい。鋳型１００が光透過性を有する場合、鋳型１００を介して第１スラリー１５に光照射を行っても構わない。
【００３７】
これにより、鋳型１００上に、セラミックス粒子を含む樹脂硬化物である第１層１０が形成される。第１層１０は、凹部１００ａに含まれる第１部分１０Ａと、平坦部１００ｂと重なる第２部分１０Ｂとを有する。第１部分１０Ａは、所望形状が転写された部分である。
【００３８】
なお、光照射のみでは第１層１０、特に第１部分１０Ａの内部まで硬化が十分に進行しないような場合には、光照射ののちに適宜加熱処理（ポストベーク）を行い、硬化反応を進行させてもよい。
【００３９】
次いで、図３に示すように、第１層１０の表面に、セラミックス微粒子と、光硬化性樹脂とを含む第２スラリー１６を塗布し、光照射して硬化させることで第２層２０を形成する。
【００４０】
第２層２０は、セラミックス粒子を含む樹脂硬化物により形成されている。第２層２０を設けることで、第１部分１０Ａを除く部分の厚みが増す。これにより、鋳型１００から第１層１０と第２層２０との積層体を取り外した場合に、取扱いが容易になる。
【００４１】
第２層２０は、第１層１０よりも厚いと好ましい。
【００４２】
第２スラリー１６を構成するセラミックス微粒子および光硬化性樹脂については、第１スラリー１５と同様のものを用いることができる。
【００４３】
第２スラリー１６のセラミックス微粒子の含有率は、第１スラリー１５より低くてもよく、第１スラリー１５よりも高くてもよい。
【００４４】
第２スラリー１６の流動性が確保できる範囲であれば、第２スラリー１６におけるセラミックス微粒子の含有率を上げることができる。一方、後述する工程において第２スラリー１６から分散媒および光硬化性樹脂を除去した際に、得られる成形体の形状を維持できる範囲であれば、第２スラリー１６におけるセラミックス微粒子の含有率を低下させることができる。
【００４５】
次いで、図４に示すように、第２層２０の表面に、セラミックス微粒子と、光硬化性樹脂とを含む第３スラリー１７を塗布し、光照射して硬化させることで第３層３０を形成する。第１層１０、第２層２０、第３層３０の積層体は、本発明における仮成形体に該当する。
【００４６】
第３層３０は、セラミックス粒子を含む樹脂硬化物により形成されている。第３層３０を設けることで、第１部分１０Ａを除く部分の厚みが増す。これにより、鋳型１００から第１層１０、第２層２０、第３層３０の積層体（仮成形体１Ｘ）を取り外した場合に、取扱いが容易になる。
【００４７】
第３スラリー１７を構成するセラミックス微粒子および光硬化性樹脂については、第１スラリー１５と同様のものを用いることができる。
【００４８】
第３スラリー１７のセラミックス微粒子の含有率は、第２スラリー１６より低くてもよく、第２スラリー１６よりも高くてもよい。
【００４９】
ここで、第１スラリー１５におけるセラミックス微粒子の含有率と、第２スラリー１６におけるセラミックス微粒子の含有率との大小関係と、第３スラリー１７におけるセラミックス微粒子の含有率と、第２スラリー１６におけるセラミックス微粒子の含有率との大小関係と、が同傾向であると好ましい。
【００５０】
具体的には、第１スラリー１５のセラミックス微粒子の含有率（Ｃ１）（単位：質量％）が、第２スラリー１６のセラミックス微粒子の含有率（Ｃ２）（単位：質量％）よりも高い場合、第３スラリー１７のセラミックス微粒子の含有率（Ｃ３）（単位：質量％）も、第２スラリー１６のセラミックス微粒子の含有率（Ｃ２）よりも高いことが好ましい。
すなわち、Ｃ１＞Ｃ２の場合は、Ｃ３＞Ｃ２であると好ましい。
【００５１】
また、第１スラリー１５のセラミックス微粒子の含有率（Ｃ１）（単位：質量％）が、第２スラリー１６のセラミックス微粒子の含有率（Ｃ２）（単位：質量％）よりも低い場合、第３スラリー１７のセラミックス微粒子の含有率（Ｃ３）（単位：質量％）も、第２スラリー１６のセラミックス微粒子の含有率（Ｃ２）よりも低いことが好ましい。
すなわち、Ｃ１＜Ｃ２の場合は、Ｃ３＜Ｃ２であると好ましい。
【００５２】
第１スラリー１５と第２スラリー１６とのそれぞれのセラミックス微粒子の含有量が異なる場合、収縮率の違いから第１層１０および第２層２０の積層体がいずれかの方向に反るおそれがある。これに対し、セラミックス微粒子含有率が上記のような関係にある第３スラリー１７を用いて第３層３０を形成すると、第１層１０と第２層２０との収縮率の違いから生じる反りを、第３層３０で相殺し、全体として仮成形体１Ｘの反りを低減することができる。
【００５３】
仮成形体１Ｘの反りを低減するという観点からは、第１スラリー１５のセラミックス微粒子の含有率（Ｃ１）と第３スラリー１７のセラミックス微粒子の含有率（Ｃ３）とは、差の絶対値が１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であるとより好ましく、Ｃ１とＣ３とが等しいことが特に好ましい。
【００５４】
また、仮成形体１Ｘの反りを低減するという観点からは、第１層１０の厚みと第３層３０の厚みとは、等しい方が好ましい。ただし、製造上、第１層１０の厚みと第３層３０の厚みとを等しくすることが困難である場合には、第３層３０の厚みを第３スラリー１７の塗布量により制御するとよい。この際、予備実験により第１層１０の第２部分１０Ｂの厚みと同程度の厚みの第３層３０が得られる条件を求めておき、同条件により第３層３０を形成するとよい。
【００５５】
次いで、図５に示すように、図４に示す凹部１００ａから、仮成形体１Ｘを取り出す。この際、仮成形体１Ｘは、第２層２０、第３層３０により厚みが増しているため、第２層２０、第３層３０が無い場合と比べて取扱いが容易となる。
【００５６】
（焼成する工程）
次いで、図６に示すように、仮成形体１Ｘを焼成し、セラミックス成形体１Ａを得る。
【００５７】
その際、焼成時の昇温条件は、仮成形体１Ｘの単位時間当たりの質量減少量（質量減少率）がより一定に近づくように管理するとよい。このような温度管理について、図７，８を用いて説明する。
【００５８】
図７，８は、仮成形体１Ｘを焼結させる際の、仮成形体１Ｘの焼結温度の昇温条件と、仮成形体１Ｘの質量減少率との関係を示すグラフである。図において、横軸は経過時間、左縦軸は焼結温度（単位：℃）、右縦軸は仮成形体１Ｘの質量（単位：ｇ）を示す。
【００５９】
光硬化性樹脂を含む仮成形体１Ｘを焼成すると、光硬化性樹脂の分解・気化および燃焼が生じ、仮成形体１Ｘの質量が減少する。その際、より低温の条件では、光硬化性樹脂に含まれる少量の未反応モノマーや低分子成分が気化して脱離し、焼結温度が光硬化性樹脂の分解温度に達したら、光硬化性樹脂の分解を伴いながら仮成形体１Ｘの質量が減少する。
【００６０】
例えば、図７に示すように、焼結温度の昇温レートが一定である場合、図に示す「時間１」の間は質量減少量が小さく、「時間２」の間は質量減少率が大きい、という違いが生じる。上述した仮成形体１Ｘ焼成時のメカニズムからすると、「時間１」においては、少量の未反応モノマーや低分子成分が気化し、「時間２」において光硬化性樹脂が分解していると考えられる。
【００６１】
このとき、仮成形体１Ｘの質量減少率が大きすぎると、すなわち光硬化性樹脂が分解しながら減少する速度が速すぎると、仮成形体１Ｘに含まれるセラミックス微粒子の凝集や焼結が質量減少に追いつかない。その結果、セラミックス微粒子の焼結状態が乱れ、所望の形状を維持した良好な焼結体が得られなくなる。
【００６２】
そのため、本実施形態の製造方法においては、図８に示すように、「時間２」に該当する温度域において昇温レートを下げることとする。このような操作により、光硬化性樹脂の分解を伴う「時間２」を図７の条件よりも延長し、質量減少率を低減することができる。
【００６３】
その結果、仮成形体１Ｘの質量減少率がより一定に近づくよう平準化され、良好な成形体１Ａを得ることができる。
【００６４】
仮成形体１Ｘから光硬化性樹脂が焼失し、さらにセラミックス微粒子同士が焼結することにより、得られる成形体１Ａは仮成形体１Ｘから収縮したものとなる。図９は、スラリーに含まれるセラミックス微粒子の含有率に対する、仮成形体の線収縮率を示すグラフである。図では、横軸がセラミックス微粒子の含有率（単位：質量％）、縦軸が線収縮率（単位：％）を示す。
【００６５】
図９に示すような対応関係を予備実験で求めておくことにより、得られる成形体の大きさを比較的精度良く予測することが可能となる。図９に示すように、スラリーに含まれるセラミックス微粒子の含有率が低くなるに従って、仮成形体の線収縮率が高くなることが分かる。
【００６６】
本実施形態のセラミックス成形体の製造方法においては、セラミックス微粒子濃度が５０質量％未満のスラリーを用いて仮成形体１Ｘを成形することで、仮成形体１Ｘを焼結して得られる成形体１Ａは、仮成形体１Ｘから４０％以上収縮したものとなる。すなわち、仮成形体１Ｘに対する成形体１Ａの線収縮率は４０％以上である。
【００６７】
従来の成形体の製造方法では、例えばマイクロ光造形法を用いたとしても、光の回折限界等の理由により、２００μｍ角の立方体に収まらない程度の大きさの成形体しか得ることができない。
【００６８】
また、従来のセラミックス成形体の製造方法では、本願発明における仮成形体から成形体を得る際の収縮は回避すべき現象として捉えられており、このような収縮を利用して、微小な成形体を得るという着想は見られなかった。
【００６９】
対して、本実施形態の製造方法によれば、原型Ｍの形状・大きさと対応する鋳型１００を用い、セラミックス微粒子の含有率が５０質量％未満のスラリーを材料として仮成形体を作製する。セラミックス微粒子の含有率が低いスラリーを用いて仮成形体を作製することで、図９に示す対応関係のように焼成時に大幅な収縮が生じるため、仮成形体１Ｘよりも線収縮率で４０％以上小さいセラミックス成形体を製造することができる。
【００７０】
なお、得られた成形体１Ａは、適宜追加加工してもよい。
例えば、図１０に示すように、得られた成形体１Ａにおいて所望形状を転写した部分（図中、符号αで示す）の周囲をレーザー光ＬＢ等で掘削し、平面視で開環状の貫通孔１Ｃを設けることとしてもよい。この場合、接続部１Ｄを折ることで、所望形状を転写した成形体１を得ることができる。
【００７１】
以上のような構成のセラミックス成形体の製造方法によれば、微小セラミックス成形体を効率的に製造することができる。
【００７２】
なお、本実施形態においては、第１層１０、第２層２０、第３層３０の３層を積層させて仮成形体を作製したが、これに限らない。本実施形態においては、第２層２０、第３層３０を設けることとしたが、これらの層を形成しなくても、本発明の効果は奏する。
また、第１層１０と第２層２０との間や、第２層２０と第３層３０との間に、さらにセラミックス微粒子と光硬化性樹脂とを含む層を形成した多層構造としてもよい。
【００７３】
また、本実施形態においては、説明を用意にするために、鋳型１００が凹部１００ａを１つだけ有することとしたが、これに限らない。複数の凹部１００ａを有する鋳型１００を用いると、同時に複数の所望形状を転写したセラミックス成形体を製造することができる。
【００７４】
この場合、図１０に示すような加工は、複数の所望形状を転写した部分のそれぞれに施してもよい。
【００７５】
また、このように所望形状を転写した部分αを複数有する成形体においては、第２スラリー１６のセラミックス微粒子の含有率と、第１スラリー１５および第３スラリー１７のセラミックス微粒子の含有率との大小関係において、次のような違いが生じる。
【００７６】
まず、第２層２０が第１層１０の第２部分１０Ｂや第３層３０よりも厚く形成されている場合、第２層２０の挙動が収縮時の成形体の状態に対して支配的になる。
【００７７】
このような場合、第２スラリー１６のセラミックス微粒子の含有率が、第１スラリー１５および第３スラリー１７より高いと、図１１に示すように、第２スラリー１６から形成される第２層２０は相対的に第１層１０、第３層３０よりも収縮しない。図中、白矢印の大きさは、各層の収縮量を示す。
【００７８】
そのため、この場合、得られる成形体１Ａにおいては、部分α同士の距離が縮まりにくい。
【００７９】
対して、第２スラリー１６のセラミックス微粒子の含有率が、第１スラリー１５および第３スラリー１７より低いと、図１２に示すように、第２スラリー１６から形成される第２層２０は相対的に第１層１０、第３層３０よりも収縮する。そのため、この場合、得られる成形体１Ａにおいては、部分α同士の距離が縮まりやすい。
【００８０】
本実施形態の製造方法においては、このような挙動を利用して、得られる成形体の形状を制御することができる。
【００８１】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【実施例】
【００８２】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８３】
（実施例１）
本実施形態においては、鋳型として、１０μｍ×１０μｍ×２５μｍの直方体の凹部を複数有するＰＤＭＳ製の鋳型を用いた。
また、実施例においては、上記実施形態における第１スラリーとして、セラミックス微粒子（ジルコニア粒子、型番：３ＹＳ、東ソー株式会社製）と、光硬化性樹脂（型番：ＳＲ−４９９、サートマー社製）と、光重合開始剤とを含むスラリーを用いた。
【００８４】
光重合開始剤は、光硬化性樹脂と光重合開始剤との合計に対して１質量％含有させた。
【００８５】
ジルコニア粒子の含有率は、スラリー全体に対して４９質量％であった。
【００８６】
スラリーは、上記分量の光硬化性樹脂とジルコニア粒子とを秤量し、アルミナボールと共に軟膏壷に入れ、１０００ｒｐｍで１０分間撹拌することで調整した。なお、スラリー調整後、使用までの間に沈殿が生じた場合には、再度撹拌した後に用いた。
【００８７】
鋳型上に第１スラリーを滴下して薄く延ばし、紫外線を３０分間照射することで仮成形体を形成した。
【００８８】
鋳型で成形して得られた仮成形体は、電気炉を用いて加熱焼結させた。焼結条件は、１０℃／分の昇温速度で１５００℃まで昇温させた後、１５００℃で２時間保持して焼結させた。
【００８９】
図１３，１４は、本実施形態のセラミックス成形体の製造方法にて製造したセラミックス成形体の例を示す電子顕微鏡写真である。図１３は、焼結前の仮成形体を示し、図１４は焼結後の成形体を示す。
【００９０】
図１３に示す仮成形体１Ｘは、直方体底面が一辺約１０μｍであり、鋳型の凹部形状が転写されていた。
また、図１４に示す成形体１Ａは、直方体底面の大きさが約５．７９μｍ×約５．７２μｍであり、一辺が約５．７５μｍであった。仮成形体１Ｘに対する成形体１Ａの線収縮率は、約４２．５％であった。
【００９１】
（実施例２）
本実施形態においては、実施例１と同じ鋳型を用いた。
また、実施例においては、上記実施形態におけるスラリーとして、セラミックス微粒子（ジルコニア粒子、型番：３ＹＳ、東ソー株式会社製）と、光硬化性樹脂（型番：ＴＳＲ−８８３、シーメット株式会社製）とを含む第１〜第３スラリーを用いた。
【００９２】
第１スラリー、第３スラリーにおいて、ジルコニア粒子の含有率は、スラリー全体に対して１５質量％であった。
【００９３】
第２スラリーにおいて、ジルコニア粒子の含有率は、スラリー全体に対して５０質量％であった。
【００９４】
鋳型上に第１スラリーを滴下して薄く延ばし、紫外線を１０分間照射することで第１層を形成した。
次いで、第１層上に第２スラリーを滴下し、第１スラリーよりも厚く延ばし、紫外線を３０分照射することで第２層を形成した。
次いで、第２層上に第３スラリーを滴下し、第１スラリーと同程度に薄く延ばし、紫外線を１０分照射することで第３層を形成し、仮成形体を形成した。
【００９５】
得られた仮成形体を実施例１と同様に焼結したところ、鋳型の凹部の形状の転写部分は大きく収縮していたのに対し、転写部分同士の間隔はあまり収縮が見られなかった。
【００９６】
以上の結果から、本実施形態の製造方法によれば、微小なセラミックス成形体を好適に製造することができることが確かめられた。
【符号の説明】
【００９７】
１，１Ａ…成形体、１Ａ…セラミックス成形体、１Ｘ…仮成形体、１５…第１スラリー、１６…第２スラリー、１７…第３スラリー、１００…鋳型、１００ａ…凹部、１００ｂ…平坦部、Ｐ…基板
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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