(57)【要約】【課題】断面の厚みが一様でないセラミックス成形体をプレス成形法により生密度を略均一にしながら容易に形成させることができ、しかも、焼結した場合にクラックや割れ、変形が生じ難いセラミックス原料を提供する。【解決手段】アルミナ粉末と、ガラス質粉末と、成形用樹脂とを混合してなる粒状のセラミックス原料であって、セラミックス原料の粒体特性を粒度分布図により示した場合に、累積重量２５％のときの粒径をＤ25、累積重量７５％のときの粒径をＤ75とそれぞれすると、（Ｄ75−Ｄ25）／２≦２７μｍを満たすことを特徴とするセラミックス原料による。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ粉末と、ガラス質粉末と、成形用樹脂とを混合してなる粒状のセラミックス原料であって、
前記セラミックス原料の粒体特性を粒度分布図により示した場合に、累積重量２５％のときの粒径をＤ25、累積重量７５％のときの粒径をＤ75とそれぞれすると、（Ｄ75−Ｄ25）／２≦２７μｍを満たすことを特徴とするセラミックス原料。
【請求項２】
前記セラミックス原料の単位体積（ｃｍ３）あたりの重量（ｇ）を示した嵩比重は、０．７９（ｇ／ｃｍ３）〜１．０５（ｇ／ｃｍ３）の範囲内であることを特徴とする請求項１記載のセラミックス原料。
【請求項３】
前記セラミックス原料は、平均粒径が７０μｍ以上であり、かつ含水率が０．５重量％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセラミックス原料。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料をプレス成形して成り、
平板状の台座と、この台座の上面側に形成され、上面に曲面を備える突部とを有することを特徴とするセラミックス成形体。
【請求項５】
請求項４記載のセラミックス成形体を焼結して成ることを特徴とするセラミックス焼結体。
【請求項６】
請求項５記載のセラミックス焼結体の表面の少なくとも一部は、導電性メタライズ層を有することを特徴とする半導体発光素子搭載用基板。
【請求項７】
ダイスと、その内部に挿入される上パンチ部及び下パンチ部を有するプレス成形装置を用いるセラミック成形方法において、
前記ダイスと下パンチ部により形成される収容部に、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料を充填する第１の工程と、
この第１の工程の後に、前記下パンチ部を作動して請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料を流動させて前記収容部内に最密充填させる第２の工程と、
この第２の工程の後に、前記上パンチ部と前記下パンチ部を作動させて、前記収容部に収容される請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料に押圧力を加えて成形する第３の工程とを有することを特徴とするセラミックス成形方法。
【請求項８】
ダイスと、その内部に挿入される上パンチ部及び下パンチ部を有するプレス成形装置を用いるセラミック成形方法において、
前記上パンチ部は、筒状の第１の上パンチと、前記第１の上パンチの中空部に内挿され、その下側の端面に曲面又は球面からなる凹部が形成される第２の上パンチとを備え、
前記下パンチ部は、筒状の第１の下パンチと、前記第１の下パンチの中空部に内挿される第２の下パンチとを備え、
前記ダイスの上側端面よりも下方に、前記第１の下パンチの上側端面を配置し、前記第１の下パンチの上側端面よりも下方に、前記第２の下パンチの上側端面を配置する第１の工程と、
この第１の工程の後に、前記ダイス、第１及び第２の下パンチにより形成される空間に、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料を充填する第２の工程と、
この第２の工程の後に、前記第１の上パンチの下側端面を降下させて前記セラミックス原料の表面に接触させる第３の工程と、
この第３の工程の後に、前記第１の上パンチの下側端面を、前記第１の工程における前記第１の下パンチの上側端面と同じ高さにまで降下させると同時に、前記第１の下パンチの上側端面を、前記第１の工程における前記第１の下パンチの上側端面よりも低い位置でかつ、前記第２の下パンチの上面よりも高い位置に降下させる第４の工程と、
前記第４の工程の後に、前記第２の上パンチの側面下側端部を前記第１の上パンチの下側端面と同じ高さ、又は、これよりも高い位置にまで降下させると同時に、前記第１の下パンチの上側端面を前記第２の下パンチの上面と同じ高さにまで降下させる第５の工程とを有することを特徴とするセラミックス成形方法。
【請求項９】
ダイスと、その内部に挿入される上パンチ部及び下パンチ部を有するプレス成形装置を用いるセラミック成形方法において、
前記上パンチ部は、筒状の第１の上パンチと、前記第１の上パンチの中空部に内挿される第２の上パンチとを備え、
前記下パンチ部は、筒状の第１の下パンチと、前記第１の下パンチの中空部に内挿され、その上側の端面に曲面又は球面からなる凹部が形成される第２の下パンチとを備え、
前記ダイスの上側端面よりも下方に、前記第１の下パンチの上側端面を配置し、前記第１の下パンチの上側端面よりも下方に、前記第２の下パンチの側面上側端部を配置する第１の工程と、
この第１の工程の後に、前記ダイス、第１及び第２の下パンチにより形成される空間に、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料を充填する第２の工程と、
この第２の工程の後に、前記第１の上パンチの下側端面を降下させて前記セラミックス原料の表面に接触させる第３の工程と、
この第３の工程の後に、前記第１の上パンチの下側端面を、前記第１の工程における前記第１の下パンチの上側端面と同じ高さにまで降下させると同時に、前記第１の下パンチの上側端面を、前記第１の工程における前記第１の下パンチの上側端面よりも低い位置でかつ、前記第２の下パンチの側面上側端部よりも高い位置に降下させる第４の工程と、
前記第４の工程の後に、前記第２の上パンチの下側端面を前記第１の上パンチの下側端面と同じ高さにまで降下させると同時に、前記第１の下パンチの上側端面を前記第２の下パンチの側面上側端部と同じ高さ、又は、これよりも高い位置にまで降下させる第５の工程とを有することを特徴とするセラミックス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面の厚みが一様でないセラミックス成形体をプレス成形法により生密度を略均一にしながら容易に形成させることができ、しかも、焼結した場合にクラックや割れ、変形が生じ難いセラミックス原料、及びこれを用いたセラミックス成形体、及びこれを焼結させてなるセラミックス焼結体、及びこれを用いた半導体発光素子搭載用基板、及びセラミックス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プレス機を用いてセラミックス原料を成形する場合に、セラミックス粉体原料を直接プレス成形機の金型に充填すると、セラミックス粉体原料と金型との間に生じる摩擦により、金型に与えられた圧力をセラミックス成形体に均等に伝えることができないという不具合を生じていた。
このため、金型内におけるセラミックス粉体原料の充填度を高める目的で、セラミックス粉体材料に揮発性又は熱分解性を有する合成樹脂性の成形助剤を添加し、噴霧乾燥法等を用いて粒状に形成し、この粒状物を金型に充填していた。
しかしながら、粒状体を形成する際に添加する成形助剤は、セラミックス成形体を焼結する前の工程において、脱脂除去されるのであるが、成形助剤が除去された部分はセラミックスを焼結した際に気孔となり、セラミックスの強度低下の主因となっていた。
【０００３】
その一方で、上述のように成形助剤を用いてセラミックス粉体原料を粒状体にした場合、この粒状体の自体の破壊強度がセラミックス成形体の成形性に大きく関与していることが知られている。
つまり、粒状体を構成する顆粒の破壊強度が弱い場合には、成形時に金型との接触面においてのみ顆粒の破壊が進んでしまい、加圧状態において金型内において顆粒の移動が起こり難い。
この結果、多段形状の金型を使用した場合に肉厚部分ではセラミックス原料がつまり難く、すなわち、セラミックス原料が疎となり、また、肉薄部分ではセラミックス原料がつまり易い、すなわち、セラミックス原料が密になるという現象を生じていた。
このことはすなわち、セラミックス成形体の内部における密度が不均一であることを意味しており、焼結した際に著しい変形を生じる原因となっていた。
このような課題に対処するため、いくつかの発明が開示されている。
【０００４】
以下に、従来技術に係る「粉体成形方法」について説明する。
特許文献１に記載される「粉体成形方法」は、焼結体に焼成される成形体をセラミックス粉体の圧縮成形により成形する粉体成形方法において、圧縮成形を行う金型の成形空間の内面に成形助剤を被着させる第１の工程と、この第１の工程の後に、成形空間内にセラミックス粉体を装入する第２の工程と、この第２の工程の後に成形空間に装入されたセラミックスを圧縮成形し表層部に成形助剤が付着した成形体を成形する第３の工程とを具備することを特徴とするものである。
上記構成の特許文献１に係る「粉体成形方法」によれば、成形助剤をセラミックス成形体の外被部のみに付着させることで、セラミックス成形体の圧力分布の均一性を損なうことなく成形することができるという効果を有する。
また、焼成時における密度の低下が外被部のみに生じるため、非常に緻密でかつ強度の高いセラミックス焼結体を得ることができるという効果も期待できる。
【０００５】
また、特許文献２には「セラミックスの製造方法」に関する発明が開示されている。
特許文献２に係る「セラミックスの製造方法」は、セラミックス粒子に成形助剤を成す有機バインダーを添加してなるプレス成形用粉体と、液体を樹脂封止したマイクロカプセルとを混合する工程と、この工程の後に混合原料を金型内に充填し圧縮成形する工程と、この工程の後に圧縮成形体を焼成する工程とを有することを特徴とするものである。
上記構成の特許文献２に係る方法によれば、液体を樹脂封止したマイクロカプセルを混合したプレス成形用粉体を、段差を有する上パンチで加圧すると、肉薄部からマイクロカプセルが順次破壊され、マイクロカプセル内に封止された液体が混合原料内に浸み出す。
このとき、マイクロカプセル内に封止された液体によりプレス成形用粉体は、可塑性を有する粘度状物に変化し、金型内において射出成形に近い状態の原料流動性を生みだし、肉薄部分の流動性原料の一部を負荷の低い部分へ移動させることができるという効果を発揮する。
この結果、加圧成形完了時に、均質な緻密度を有する成形体を成形することができるという効果が期待できる。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−５９３０１号公報
【特許文献２】特開２００３−２７７１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に開示される発明においては、セラミックス成形体の外被部にしか成形助剤が添加されていないため、セラミックス成形体に衝撃が加わった際に容易に破損してしまう可能性があり、特にセラミックス成形体が肉薄部分を有する場合に、この部分が破損する可能性が高まる恐れがあった。
また、金型の隅部分には成形助剤が溜まりやすく、この部分にセラミックス粉体材料が十分に装入されなかった場合には、セラミックス焼結体の一部が欠損したり、或いは大きく変形する可能性もあった。
【０００８】
また、特許文献２に開示される発明においては、プレス成形用粉体に混合されるマイクロカプセルが、万一プレス成形時に破壊されなかった場合、その部分には焼結後に空洞が生じることになり、セラミックスの強度を大きく低下させてしまう恐れがあった。
また、マイクロカプセルの製造するためのコストが、セラミックスを製造するためのコストに加算されてしまい、結果として、セラミックス自体のコストの削減に?がり難いという課題もあった。
【０００９】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、断面の厚みが一様でないセラミックス成形体をプレス成形法により生密度を略均一にしながら容易に形成させることができ、しかも、焼結した場合にクラックや割れ、変形が生じ難いセラミックス原料、及びこれを用いたセラミックス成形体、及びこれを焼結させてなるセラミックス焼結体、及びこれを用いた半導体発光素子搭載用基板、及びセラミックス成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明であるセラミックス原料は、アルミナ粉末と、ガラス質粉末と、成形用樹脂とを混合してなる粒状のセラミックス原料であって、セラミックス原料の粒体特性を粒度分布図により示した場合に、累積重量２５％のときの粒径をＤ25、累積重量７５％のときの粒径をＤ75とそれぞれすると、（Ｄ75−Ｄ25）／２≦２７μｍを満たすことを特徴とするものである。
上記構成のセラミックス原料において、Ｄ25とＤ75が上述の式を満たす場合、粒径の大きな粒子により形成される隙間の体積と、この隙間に入り込む粒径の小さな粒子の体積とを近似させるという作用を有する。この結果、成形用金型内においてセラミックス原料を最密充填させるという作用を有する。
【００１１】
請求項２に記載の発明であるセラミックス原料は、請求項１記載のセラミックス原料であって、セラミックス原料の単位体積（ｃｍ３）あたりの重量（ｇ）を示した嵩比重は、０．７９（ｇ／ｃｍ３）〜１．０５（ｇ／ｃｍ３）の範囲内であることを特徴とするものである。
上記構成のセラミックス原料は、請求項１記載の発明と同じ作用に加え、セラミックス原料の嵩比重を上述の範囲内に調整することで、粒子に適度な硬度を付与して流動させ、粒子を最密充填させるという作用を有する。
また、上記構成のセラミックス原料は、金型内において最密充填された後に、押圧力が加えられることで、粒子を確実に圧潰させるという作用を有し、この結果、粒子同士の隙間が埋まり緻密なセラミックス成形体が形成されるという作用を有する。
【００１２】
請求項３に記載の発明であるセラミックス原料は、請求項１又は請求項２記載のセラミックス原料であって、このセラミックス原料は、平均粒径が７０μｍ以上であり、かつ含水率が０．５重量％以下であることを特徴とするものである。
上記構成のセラミックス原料は、請求項１記載又は請求項２記載のそれぞれの発明と同じ作用に加え、セラミックス原料の平均粒径を７０μｍ以上であり、かつ含水率が０．５重量％以下に調整することで、粒子に適度な硬度を付与して、流動させるという作用を有する。  また、セラミックス原料を構成する粒子の平均粒径を７０μｍ以上調整にすることで、セラミックス原料の表面積の増大が防止されるという作用を有する。この結果、粒子間に生じる摩擦力が低減されて、粒子間に反発力を発生させて、粒子の流動を可能にするという作用を有する。
また、上記構成のセラミックス原料は、金型内において最密充填された後に、押圧力が加えられることで、それぞれの粒子が圧潰されて粒子同士の隙間が埋まり緻密なセラミックス成形体を形成させるという作用を有する。
【００１３】
請求項４に記載の発明であるセラミックス成形体は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料をプレス成形して成り、平板状の台座と、この台座の上面側に形成され、上面に曲面を備える突部とを有することを特徴とするものである。
上記構成のセラミックス成形体においては、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料を使用することで、厚みが一様でないセラミックス成形体の生密度を略均一にするという作用を有する。
この結果、上面に曲面を備える突部とを有するセラミック成形体を焼結した際に、表面にクラックや割れ、変形が生じるのを妨げるという作用を有する。
【００１４】
請求項５に記載の発明であるセラミックス焼結体は、請求項４記載のセラミックス成形体を焼結して成ることを特徴とするものである。
上記構成のセラミックス焼結体は、請求項４記載のセラミックス成形体を焼結して成るものであり、請求項４記載の発明と同じ作用を有する。
請求項５記載のセラミックス焼結体は、その上面に回路配線や接合材としての導電性メタライズ層を設けた場合に、絶縁体として作用すると同時に、回路配線や半導体発光素子から発生する熱を好適に放熱するという作用を有する。
【００１５】
請求項６に記載の発明である半導体発光素子搭載用基板は、請求項５記載のセラミックス焼結体の表面の少なくとも一部は、導電性メタライズ層を有することを特徴とするものである。
上記構成の半導体発光素子搭載用基板は、請求項５記載の発明と同じ作用に加え、導電性メタライズ層は、その上面に半導体発光素子の搭載部を形成するという作用を有する。また、この搭載部に半導体発光素子を搭載した場合に、この搭載部の法線方向に光を放射させるという作用を有する。
【００１６】
請求項７に記載の発明であるセラミックス成形方法は、ダイスと、その内部に挿入される上パンチ部及び下パンチ部を有するプレス成形装置を用いるセラミック成形方法において、ダイスと下パンチ部により形成される収容部に、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料を充填する第１の工程と、この第１の工程の後に、下パンチ部を作動して請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料を流動させて収容部内に最密充填させる第２の工程と、この第２の工程の後に、上パンチ部と下パンチ部を作動させて、収容部に収容される請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料に押圧力を加えて成形する第３の工程とを有することを特徴とするものである。
上記構成のセラミックス成形方法において、第１の工程は、ダイスと下パンチ部により形成される収容部に請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料を収容するという作用を有する。
また、第２の工程は、セラミックス原料を流動させることで、収容部内のセラミックス原料を最密充填させるという作用を有する。
そして、第３の工程は、収容部に収容されたセラミックス原料の粒子を圧潰してセラミックス成形体を成形するという作用を有する。
【００１７】
請求項８に記載の発明であるセラミックス成形方法は、ダイスと、その内部に挿入される上パンチ部及び下パンチ部を有するプレス成形装置を用いるセラミック成形方法において、上パンチ部は、筒状の第１の上パンチと、第１の上パンチの中空部に内挿され、その下側の端面に曲面又は球面からなる凹部が形成される第２の上パンチとを備え、下パンチ部は、筒状の第１の下パンチと、第１の下パンチの中空部に内挿される第２の下パンチとを備え、ダイスの上側端面よりも下方に、第１の下パンチの上側端面を配置し、第１の下パンチの上側端面よりも下方に、第２の下パンチの上側端面を配置する第１の工程と、この第１の工程の後に、ダイス、第１及び第２の下パンチにより形成される空間に、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料を充填する第２の工程と、この第２の工程の後に、第１の上パンチの下側端面を降下させてセラミックス原料の表面に接触させる第３の工程と、この第３の工程の後に、第１の上パンチの下側端面を、第１の工程における第１の下パンチの上側端面と同じ高さにまで降下させると同時に、第１の下パンチの上側端面を、第１の工程における第１の下パンチの上側端面よりも低い位置でかつ、第２の下パンチの上面よりも高い位置に降下させる第４の工程と、第４の工程の後に、第２の上パンチの側面下側端部を第１の上パンチの下側端面と同じ高さ、又は、これよりも高い位置にまで降下させると同時に、第１の下パンチの上側端面を第２の下パンチの上面と同じ高さにまで降下させる第５の工程とを有することを特徴とするものである。
上記構成のセラミック成形方法において、第１の工程は、ダイス、第１及び第２の下パンチにより、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のセラミックス原料を充填するための空間を形成させるという作用を有する。また、ダイスの上側端面よりも下方に、第１の下パンチの上側端面を配置することで、セラミックス成形体において、肉薄部分が形成される部分に充填されるセラミックス原料の量を少なくするという作用を有する。
この後の第２の工程は、第１の工程において形成された空間内に請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のセラミックス原料を充填するという作用を有する。また、請求項３のいずれか１項記載のセラミックス原料を使用することで、請求項３のいずれか１項記載の発明と同じ作用を有する。
この後の第３の工程は、第１の上パンチの下側端面を降下させてセラミックス原料の表面に接触させることで、セラミックス原料の表面に微弱な押圧力を作用させて、第２の上パンチの下側端面に形成される凹状部にセラミックス原料の一部を負荷の小さい側へと流動させるという作用を有する。
この後の第４の工程は、第１の上パンチによりセラミックス原料にさらに押圧力を加えて、第２の上パンチの下側端面に形成される凹状部にセラミックス原料の流動を一層促すと同時に、第１の下パンチの上側端面を下降させることで、セラミックス成形体の肉薄部分を構成するためのセラミックス原料が、第２の下パンチの上面側に必要以上に流出するのを妨げるという作用を有する。
つまり、第３の工程及び第４の工程においては、セラミックス原料を流動させることでダイスと、第１及び第２の下パンチにより形成される空間内にセラミックス原料を最密充填させるという作用を有する。
この後の第５の工程は、セラミックス原料に押圧力を作用させてセラミックス原料を構成する粒子を圧潰させると同時に、圧潰された粒子により粒子間の隙間を埋めて、内部断面における生密度が略均質なセラミックス成形体を形成させるという作用を有する。
さらに、第５の工程において、第２の上パンチの側面下側端部を第１の上パンチの下側端面と同じ高さ、又は、これよりも高い位置にまで降下させることで、成形されるセラミックス成形体の肉薄部分の圧縮比と、肉厚部分の圧縮比を別々に調整可能にするという作用を有する。
【００１８】
請求項９に記載の発明であるセラミックス成形方法は、ダイスと、その内部に挿入される上パンチ部及び下パンチ部を有するプレス成形装置を用いるセラミック成形方法において、上パンチ部は、筒状の第１の上パンチと、第１の上パンチの中空部に内挿される第２の上パンチとを備え、下パンチ部は、筒状の第１の下パンチと、第１の下パンチの中空部に内挿され、その上側の端面に曲面又は球面からなる凹部が形成される第２の下パンチとを備え、ダイスの上側端面よりも下方に、第１の下パンチの上側端面を配置し、第１の下パンチの上側端面よりも下方に、第２の下パンチの側面上側端部を配置する第１の工程と、この第１の工程の後に、ダイス、第１及び第２の下パンチにより形成される空間に、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のセラミックス原料を充填する第２の工程と、この第２の工程の後に、第１の上パンチの下側端面を降下させてセラミックス原料の表面に接触させる第３の工程と、この第３の工程の後に、第１の上パンチの下側端面を、第１の工程における第１の下パンチの上側端面と同じ高さにまで降下させると同時に、第１の下パンチの上側端面を、第１の工程における第１の下パンチの上側端面よりも低い位置でかつ、第２の下パンチの側面上側端部よりも高い位置に降下させる第４の工程と、第４の工程の後に、第２の上パンチの下側端面を第１の上パンチの下側端面と同じ高さにまで降下させると同時に、第１の下パンチの上側端面を第２の下パンチの側面上側端部と同じ高さ、又は、これよりも高い位置にまで降下させる第５の工程とを有することを特徴とするものである。
上記構成のセラミック成形方法は、請求項８記載のセラミック成形方法において、第２の上パンチの下側端面に凹部を設けることなく、第２の下パンチの上側端面に曲面又は球面からなる凹部が形成されたものである。
よって、請求項８に記載の発明の作用の記載において、第２の上パンチの「側面下側端部」を「下側端面」に、また、第２の下パンチの「上側端面」を「側面上側端部」にそれぞれ置き換えたものと同じ作用を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１乃至請求項３に記載されるそれぞれのセラミックス原料によれば、このセラミックス原料を加圧成形した際に孔隙が少なく緻密なセラミックス成形体を形成できるという効果を有する。また、プレス成形されたセラミックス成形体の生密度を略均一にするという効果を有する。
この結果、上述のようなセラミックス成形体を焼結させた場合、クラックや割れ、変形等が少ないセラミックス焼結体を提供できるという効果を有する。
このため、製品の歩留まりが向上し、製品の単価を安価にできるという効果が期待できる。
【００２０】
また、特に請求項２及び請求項３に記載のセラミックス原料によれば、セラミックス原料を構成するそれぞれの粒子に一定の硬度を付与することができるという効果を有する。
この結果、セラミックス原料を構成する粒子の粒子間に反発力を発生させることができ、この反発力によりセラミックス原料の一部を、負荷が小さい側へと流動させ、最密充填させることができるという効果を有する。
また、形成用金型内を流動したセラミックス原料にさらに押圧力を加えることで、セラミックス原料を構成する粒子を圧潰させてセラミックス成形体を形成させることができるという効果を有する。
【００２１】
本発明の請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３記載のそれぞれの発明の効果に加えて、上面に曲面を備える突部を有し、かつ焼結した際にクラックや割れ、変形等が生じ難いセラミックス成形体を提供できるという効果を有する。
【００２２】
本発明の請求項５記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加えて、断面における厚みが一様でないセラミックス焼結体であって、かつ半導体発光素子搭載用基板に適したセラミックス焼結体を提供することができるという効果を有する。
この結果、セラミックスの利用分野を拡大することができるという優れた効果が期待できる。
【００２３】
本発明の請求項６記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加えて、セラミックス焼結体で構成された曲面の表面に半導体発光素子を搭載できるという効果を有する。またこの場合、合成樹脂に比べて高い放熱性を有する半導体発光素子搭載用基板が期待できるという効果を有する。
【００２４】
本発明の請求項７記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のセラミックス原料を用いて、断面の厚みが一様でないセラミックス成形体をプレス成形することができるという効果を有する。
また、請求項７記載の発明は、請求項４記載のセラミックス成形体の成形方法であり、請求項４記載の発明と同じ効果を有する。
【００２５】
本発明の請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の発明と同じ効果に加えて、成形時に成形されるセラミックス成形体の肉薄部分の圧縮比と、肉厚部分の圧縮比を調整することができるという効果を有する。
このため、焼成後の寸法変化（曲がり）を確認しながら、成形されるセラミックス成形体の肉薄部分の圧縮比と、肉厚部分の圧縮比を別々に設定することが可能となり、焼結後のセラミックス焼結体の寸法精度を高めることができるという効果を有する。
【００２６】
本発明の請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の発明と同じ効果に加え、凹部を第２の下パンチの状面に形成することで、この凹部に請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のセラミックス原料を収容することができるという効果を有する。
このため、プレス成形後のセラミックス成形体において、肉厚部分を形成する場所により多くのセラミックス原料を収容させることができるという優れた効果を有する。
よって、成形後のセラミックス成形体の生密度を一層均質にすることができ、このようなセラミックス成形体を焼結した際に、反りや曲がり等の変形が少ないセラミックス焼結体及びそれを用いた半導体発光素子搭載用基板を製造することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の最良の実施の形態に係るセラミックス原料と、これを用いたセラミックス成形体と、これを用いたセラミックス焼結体と、これを用いた半導体発光素子搭載用基板及びセラミックス成形方法の実施例について説明する。
【００２８】
以下に、本発明の実施例１に係るセラミックス原料について図１を参照しながら説明する。（特に請求項１乃至請求項３に対応）
実施例１に係るセラミックス原料は、粉体状のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）と、粉体状のガラス質である二酸化珪素（ＳｉＯ２）と、酸化カルシウム（ＣａＯ）又は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）又はＣａ（ＨＣＯ３）２と、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）又は水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）と、酸化バリウム（ＢａＯ）又は炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）とを混合調整し、次にボールミル等の粉砕機を用いて粒子が細かくなるよう粉砕しながら略均一になるまで混合する。
そして、十分に粉砕され略均一に混合されたセラミックス粉体原料に、酸化雰囲気中において加熱すると酸化分解反応消滅する成形用樹脂として、例えば、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＢ）や、イソパラフィンを主成分とするマイクロクリスタルワックスを調合して十分に撹拌し、その後、粘土状になったセラミックス原料を、たとえば、噴霧乾燥機を用いて噴霧乾燥させることで粒状に形成したものである。
なお、特に本実施例に係るセラミックス原料１は、アルミナ粉末８０〜９６重量％に対して、ガラス質粉末を２０〜４重量％の割合で配合している。
そして、上述のような工程により製造される粒状のセラミックス原料は、含水率を０．５％以下に、かつ平均粒径が７０μｍ以上となるよう調整されている。
さらに、上述のようなセラミックス原料は、単位体積（ｃｍ３）あたりの重量  （ｇ）で示される嵩比重が、０．７９（ｇ／ｃｍ３）〜１．０５（ｇ／ｃｍ３）の範囲内となるよう調整されている。
【００２９】
このように、上述のような工程により製造される実施例１に係るセラミックス原料の含水率を０．５％以下に調整することで、粒子間に反発力を発生させてセラミックス原料を流動させることができる程度の硬さを付与することができるという効果を有する。
さらに、実施例１に係るセラミックス原料の平均粒径を７０μｍ以上に調整することで、セラミックス原料の表面積が増大するのを防止することができる。
つまり、セラミックス原料の表面積の増大を防止することにより、粒子間に生じる摩擦力の総和が相対的に低減されることを意味しており、この結果、粒子間に生じる反発力を利用してセラミックス原料の流動を可能にすることができるという独自の効果が発揮されるのである。
【００３０】
なお、嵩比重は、上述のように含水率や平均粒径を調整されてなるセラミックス原料の様態を示す指標であり、本実施例に係るセラミックス原料を粒状に形成するには、嵩比重を、０．７９（ｇ／ｃｍ３）〜１．０５（ｇ／ｃｍ３）の範囲内となるよう調整することが望ましい。
このように、実施例１に係るセラミックス原料の嵩比重を上述のような範囲内に調整することで、実施例１に係るセラミックス原料を構成する粒子に適度な硬度を付与することができるという効果を期待できる。
この結果、粒子を流動させることができ、金型内においてセラミックス原料を最密充填させることができるという効果を有する。  また、その後実施例１に係るセラミックス原料に、一層大きな押圧力を加えた場合には、セラミックス原料を構成する粒子を確実に圧潰させることができ、この結果、粒子同士の隙間が埋まり、緻密なセラミックス成形体を形成させることができるという効果が期待できる。
つまり、セラミックス原料の嵩比重が０．７９（ｇ／ｃｍ３）よりも小さい場合とはすなわち、セラミックス原料を構成する粒子中に、十分なセラミックス粉体原料が含まれていない状態であり（成形用樹脂が過多の状態）、粒子が十分な硬度を備えていないので微弱な押圧力が加わると容易に粒子が圧潰してしまい、セラミックス原料の流動性が十分に発揮されないという不具合が生じる可能性があり好ましくない。
他方、セラミックス原料の嵩比重が１．０５を超えて大きい場合とはすなわち、セラミックス原料を構成する粒子中の成形用樹脂が不足している場合を意味しており（セラミックス粉体原料が過多の状態）、この場合、セラミックス原料に一層大きな押圧力を加えた場合でも、粒子の一部が圧潰せずに残ってしまったり、圧潰された粒子の伸びが悪いために緻密なセラミックス成形体が形成できない可能性があり好ましくないのである。
【００３１】
図１は本発明の実施例１に係るセラミックス原料の粒子の様子を示す概念図である。
上述のような工程により粒子状のセラミックス原料１を製造すると、図１に示すように、たとえば、粒子径が大きい粒子２ａや、粒子径の小さい粒子２ｂが様々に混合された粒子２が形成される。
このような、粒子２により構成されるセラミックス原料１をプレス成形用の金型に充填した場合、大きい粒子２ａにより形成される隙間は、小さい粒子２ｂにより充填される。つまり、セラミックス原料１が大きい粒子２ａと小さい粒子２ｂにより最密充填されるのである。
よって、セラミックス原料１において、大きい粒子２ａの比率が多い場合には、大きい粒子２ａにより形成される隙間に小さい粒子２ｂが十分に充填されず、プレス成形した際にその内部断面に多くの孔隙が生じてしまい、生密度の低いセラミックス成形体が成形されてしまう恐れがある。
よって、セラミックス原料１を粒子２状に形成する場合には、大きい粒子２ａの量と小さい粒子２ｂの量のバランスが極めて重要であると言える。
このため、発明者らは鋭意研究の結果、セラミックス原料１の粒状特性を粒度分布図により示した場合に、累積重量２５％のときの粒径をＤ25、累積重量７５％のときの粒径をＤ75とそれぞれすると、（Ｄ75−Ｄ25）／２≦２７μｍを満たす場合に、セラミックス原料１を最密充填させることができ、プレス成形した場合に生密度の高い緻密なセラミックス成形体を作製できることを見出した。
【００３２】
従って、実施例１に係るセラミックス原料１において、Ｄ25とＤ75が上述の式を満たす場合には、セラミックス原料１を構成する大きい粒子２ａにより形成される隙間の体積と、この隙間を充填する小さい粒子２ｂの体積を近似させ、セラミックス原料１を最密充填させることができるという独自の効果が発揮される。
よって、このようなセラミックス原料１をプレス成形した場合には、緻密で生密度が略均一なセラミックス成形体を提供できるという効果が期待できるのである。
【００３３】
なお、実施例１に係るセラミックス原料１を構成するガラス質粉末のＭｇＯの供給源として、ＳｉＯ２とＭｇＯを主成分とする粘土鉱物であるタルク（滑石）を、また、ガラス質粉末のＳｉＯ２の供給源として、上記タルク又は粘土鉱物であるカオリン（カオリナイト）を採用しても良い。
特に、ガラス質粉末の供給源としてタルクを用いた場合には、実施例１に係るセラミックス原料１をプレス成形する際の滑面性を向上させることができるという効果が期待できる。この結果、成形済みのセラミックス成形体を容易に型枠から離間させることができるという効果が発揮される。
特に、ガラス質粉末の供給源としてタルク又はカオリン、あるいはこの両方を用いた場合には、実施例１に係るセラミックス原料１の成形性を高めることができるという効果が期待できる。
【００３４】
これは、タルクやカオリンはいずれも板状構造の微細粘土鉱物であり、このような粘土鉱物を構成する個々の粒子は、通常、粒子の嵩が大きいため、実施例１のセラミックス原料１に添加して粒子２を形成した場合に、粒子２の嵩密度を小さくするという作用を有する。
このことはすなわち、セラミックス原料１を構成する粒子２に、一定以上の押圧力を作用させた場合に、粒子２のつぶれ性を向上させることができることを意味している。
つまり、実施例１に係るセラミックス原料１を製造する際に、タルク又はカオリン、あるいはこの両方を添加することで、プレス成形した際に、セラミックス原料１を圧縮した際の体積が小さくなり、成形されたセラミックス成形体の生密度を向上させることができるという効果が発揮されるのである。
よって、実施例１に係るセラミックス原料１を用いることで、複雑な形状を有するセラミックス成形体を容易にかつ高精度に作製することができるという効果が期待できる。
このように、実施例１に係るセラミックス原料１を製造する際に、タルク又はカオリン、あるいはこの両方を添加した場合、セラミックス原料１の加圧前の体積を加圧後の体積で除した値である圧縮比が大きくすることができるのである。
つまり、セラミックス原料１に一定以上の押圧力を加えた場合に、粒子２を圧潰変形させると同時に、このような粒子２の変形によってセラミックス原料１を、成形用金型内を流動させることができるという効果が発揮されるのである。すなわち、成形用金型の隅々にまでセラミックス原料１をゆきわたらせることができるのである。
よって、これらの効果によりセラミックス原料１の成形性を一層高めることができるという効果を期待できる。
【００３５】
また、実施例１に係るセラミックス原料１を構成するアルミナ粉末やガラス質粉末は通常白色度が高く、このようなセラミックス原料１をプレス成形し焼成した場合には白色度の高いセラミックス焼結体を作製することが可能である。
よって、実施例１に係るセラミックス原料１によれば、半導体発光素子搭載用基板に適した白色度が高くしかも熱伝導性に優れたセラミックス焼結体を作製することができるという効果を有する。
また、このようなセラミックス原料１を構成する粉体原料の一部を酸化鉄（III）（Ｆｅ２Ｏ３）、又は三酸化二クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、又はマンガン（Ｍｎ）、又はコバルト（Ｃｏ）、あるいはこれらのうちの２〜４種類を組み合せたものに置換することにより、着色されたセラミックス焼結体を提供できるという効果が期待できる。
なお、この場合、上述のような着色原料は、アルミナ粉体とガラス質粉体と着色原料の合計重量を１００とすると、この合計重量の６重量％以下配合することが望ましい。
これは、上述のような着色原料を、６重量％を超えて添加した場合でも、セラミックス焼結体の着色効果に大差が認められないためである。
【００３６】
次に、実施例２に係るセラミックス成形体及びこれを焼成して成るセラミックス焼結体、並びにこのセラミックス焼結体を用いた半導体発光素子搭載用基板について図２を参照しながら詳細に説明する。（特に請求項４乃至請求項６に対応。）
図２（ａ）は実施例２に係るセラミックス成形体を示す概念図であり、（ｂ）は実施例２に係るセラミックス焼結体およびそれを用いた半導体発光素子搭載用基板を示す概念図である。なお、図１に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図２（ａ）に示すように、実施例２に係るセラミックス成形体３は、上述の実施例１に記載のセラミックス原料１をプレス成形して成るものであり、断面における肉厚が一様な平板状の台座３ａの上面側に、表面に曲面３ｃを有する凸部３ｂを有することを特徴とするものである。
このように、実施例１に係るセラミックス原料１をプレス成形することで、断面における肉厚が一様でないセラミックス成形体３の生密度を略均一にすることができるという効果が期待できる。
この結果、実施例２に係るセラミックス成形体３を焼結させた場合に、緻密でしかも強度が高く、クラックや割れ、変形等の少ないセラミックス焼結体４を提供できるという優れた効果を有する。
【００３７】
なお、実施例１に係るセラミックス原料１をプレス成形して生密度が略均一となるようなセラミックス成形体３を作製する場合であって、アルミナ粉末とガラス質粉末からなるセラミックス粉体材料中のアルミナ含有量を特に８０重量％に設定した場合には、セラミックス原料１の嵩比重を０．７９〜０．９１（ｇ／ｃｍ３）の範囲内に調整することが望ましい。
また、アルミナ粉末とガラス質粉末からなるセラミックス粉体材料中のアルミナ含有量を特に９０重量％に設定した場合には、セラミックス原料１の嵩比重を０．８５〜１．０５（ｇ／ｃｍ３）の範囲内に調整し、かつセラミックス原料１の含水率を０．２重量％以下に調整することが望ましい。
さらに、アルミナ粉末とガラス質粉末からなるセラミックス粉体材料中のアルミナ含有量を特に９６重量％とした場合には、セラミックス原料１の嵩比重を０．９２〜１．０２（ｇ／ｃｍ３）の範囲内に調整することが望ましい。
【００３８】
そして、図２（ａ）に示すようなセラミックス成形体３を、酸化雰囲気中において約１５００℃の温度条件下において焼結すると、図２（ｂ）に示すようなセラミックス焼結体４が作製される。
このような実施例２に係るセラミックス焼結体４は、クラックや割れ、変形等の不具合が極めて少なく、特に凸部３ｂ部分の寸法精度が高いので半導体発光素子搭載用基板に適している。
【００３９】
従来、実施例２に係るセラミックス焼結体４のような、断面における厚みが一様でないセラミックス焼結体を量産することは極めて困難であり、このようなセラミックスの代替品として、多量の添加物を添加して難燃性を付与した合成樹脂をセラミックス焼結体４と同様の形状に成形して用いていた。
しかしながら、このような難燃性を有する合成樹脂は白色度が著しく低い上、放熱性が劣るという課題を有していた。
つまり、難燃性を有する合成樹脂を半導体発光素子搭載用の基板として用いた場合、基板の表面において光が減衰しやすく、半導体発光素子の発光効率を低下させる原因となっていた。また、特に合成樹脂はセラミックスに比べて放熱性が劣るため、半導体発光素子の発光時の熱により基板に不具合を生じ易いという課題も有していた。
このため、実施例１に係るセラミックス原料１を用いることによれば、断面における厚みが一様でないセラミックス成形体３を、生密度を略均一にしながら容易に製造することができるという独自の効果が発揮されるのである。
さらに、上述のようなセラミックス成形体３を焼結させることで、白色度が高く、合成樹脂に比べて放熱性に優れ、半導体発光素子搭載用基板に特に適したセラミックス焼結体４を製造することができるという効果が発揮されるのである。
そして、上述の実施例１に係るセラミックス原料１を用いることにより、従来のプレス成形方法を用いて実施例２に係るセラミックス成形体３及びセラミックス焼結体４を、容易に大量生産することができるという優れた効果が期待できる。
この結果、これまで合成樹脂でのみ製造していたものについてもセラミックスを用いて製造することができるという効果が期待できる。
よって、セラミックスの用途を大幅に拡大することができるという優れた効果が発揮されるのである。
【００４０】
また、実施例２に係るセラミックス焼結体４の表面の少なくとも一部に、導電性メタライズ層５を形成することで、半導体発光素子搭載用基板１１を構成することができる。
本実施例に係る半導体発光素子搭載用基板１１によれば、凸部３ｂの曲面３ｃの表面に半導体発光素子を搭載した場合、半導体発光素子から発せられる光を、曲面３ｃの法線方向に放射させることが可能となり、半導体発光素子搭載用基板１１における光の拡散性を高めることができるという優れた効果を有する。
とりわけ、曲面３ｃを球面状に形成し、その上面の複数個所に一定間隔ごとに半導体発光装置を搭載した場合には、半導体発光素子から発せられる光を略均一に放射方向に放射させることができるという効果が発揮される。
また、実施例２に係るセラミックス焼結体４を半導体発光素子搭載用基板１１に用いることで、同じ形状の基板を合成樹脂により製造した場合に比べて高い放熱性を期待できる。
この結果、半導体発光素子が発光する際の発熱に伴う半導体発光素子搭載用基板１１の破損や不具合の発生を好適に防止することができる。よって、このような半導体発光素子搭載用基板１１を用いた発光装置の品質を高めることができるという効果を有する。
なお、セラミックス焼結体４の表面の少なくとも一部に導電性メタライズ層５を形成させる方法としては、例えばスクリーン印刷法等の従来公知の方法が制限なく使用可能である。
【００４１】
最後に、実施例２に係るセラミックス成形体の製造方法について図３を参照しながら詳細に説明する。（特に請求項７乃至請求項９に対応。）
図３（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の実施例２に係るセラミックス成形体の製造工程を示す概念図である。なお、図１及び図２に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
実施例２に係るセラミックス成形体３は、従来公知のプレス成形装置６を用いて製造することが可能であり、このプレス成形装置６は、ダイス１２とこの内部に挿入される上パンチ部７及び下パンチ部８により構成されている。
また、上パンチ部７は、筒状の第１の下パンチ８ａと、この第１の下パンチ８ａの中空部に内挿され、その下側の端面に、例えば、球面などの曲面９ａからなる凹部９が形成される第２の上パンチ７ｂを備えており、下パンチ部８は、筒状の第１の下パンチ８ａと、この第１の下パンチ８ａ中空部に内挿される第２の下パンチ８ｂとを備えている。
【００４２】
そして、上述のようなプレス成形装置６により実施例２に係るセラミックス成形体３を製造するには、まず、図３（ａ）に示すような第１の工程において、ダイス１２の上側端面よりも下方に第１の下パンチ８ａの上側端面を配置し、さらに、この第１の下パンチ８ａの上側端面よりも下方に第２の下パンチ８ｂの上側端面を配置して、ダイス１２及び下パンチ部８により、セラミックス原料１を充填するための収容部１０を形成する。
この後に、図３（ｂ）に示す第２の工程において、収容部１０内にダイス１２の上側端面と同じ高さにまでセラミックス原料１を充填する。なお、本願における高さとは、例えば、図３において示される下方から上方へ向かうエレベーションを意味している。この高さの意味は図４を用いて説明する本発明の実施例２に係るセラミックス成形体の製造工程の変形例においても同様である。
図２（ａ）にも示すように、実施例２に係るセラミックス成形体３を、その中心を通る垂直平面により切断した場合の断面は、台座３ａ部分においては厚みが一様な肉薄部分が形成され、凸部３ｂ部分においては、中心部に向って縦断面上に円弧を描きながら厚みが増大した肉厚部分が形成されたものであり、全体としては厚みが一様になっていない。
このため、第１の下パンチ８ａの上側端面を、ダイス１２の上側端面よりも下方で、かつ第２の下パンチ８ｂの上面よりも上方に配置することで、セラミックス成形体３の台座３ａを形成する第１の下パンチ８ａの上側端面上に収容されるセラミックス原料１の量を少なくし、かつ凸部３ｂを形成する第２の下パンチ８ｂの上面に収容されるセラミックス原料１の量を多くしている。
【００４３】
そして、上述のように、肉薄部分のセラミックス原料１を少なく、肉厚部分のセラミックス原料１の量を多くした状態で、プレス成形してもセラミックス成形体３の肉薄部分においてはセラミックス原料１が密に、肉厚部分においてはセラミックス原料１が疎になるという不具合が生じてしまう。
その一方で、容器内に様々な粒径を有する粒子が混在する場合、容器内においてこの粒子を流動させると、粒径の大きな粒子同士の隙間に粒径の粒子が入り込み、粒子を最密充填させることができる。
そして、このように粒子が最密充填された状態でプレス成形を行った場合には、実施例２に係るセラミックス成形体３のように、肉薄部分と肉厚部分を有するような断面の厚みが一様でないセラミックス成形体の生密度を略均質にすることが可能である。
そこで、本実施例に係るセラミックス成形体３の製造方法においては、収容部１０内に収容されるセラミックス原料１を、収容直後にプレス成形してしまわずに、図３中の（ｃ）及び（ｄ）に示すような、下パンチ部８を作動してセラミックス原料１を流動させる工程を設けて、この収容部１０内にセラミックス原料１を最密充填させているのである。
【００４４】
つまり、図３（ｃ）に示す工程においては、上パンチ部７の第１の上パンチ７ａをダイス１２の上側端面と同じ高さにまで降下させて、第１の上パンチ７ａの下側端面をセラミックス原料１の表面に接触させることで、収容部１０に充填されるセラミックス原料１の、第１の上パンチ７ａの下側端面との接触部分に微弱な押圧力を加えている。
この結果、セラミックス原料１に収容されるセラミックス原料１の粒子２の間に反発力が生じて、第１の上パンチ７ａの下側端面の下側に収容されるセラミックス原料１の一部が、第２の上パンチ７ｂの凹部９と第２の下パンチ８ｂの上面により形成される空間へと、すなわち、より負荷の少ない側へと流動する。
【００４５】
さらに、図３（ｄ）に示す第４の工程においては、第１の上パンチ７ａの下側端面を、上述の第１の工程における第１の下パンチ８ａの上側端面と同じ高さにまで降下させると同時に、この第１の下パンチ８ａの上側端面を、第１の工程における第１の下パンチ８ａの上側端面よりも低い位置でかつ、下パンチ部８ｂの上面よりも高い位置に降下させる。
このように、第１の上パンチ７ａを降下させると同時に、第１の上パンチ７ａと対向する位置に設けられる第１の下パンチ８ａを降下させることにより、第１の上パンチ７ａの下側端面の下方に収容されるセラミックス原料１の一部を、さらに第２の上パンチ７ｂの凹部９と第２の下パンチ８ｂの上面により形成される空間へと流動させることができるのである。
この結果、収容部１０内に収容されるセラミックス原料１において、大きい粒子２ａの隙間に小さい粒子２ｂが入り込むことで、セラミックス原料１が最密充填されるのである。
【００４６】
そしてこの状態から、図３（ｅ）に示す第５の工程において、第１の上パンチ７ａの下側端面と同じ高さ、又は、この高さよりも高い位置にまで第２の上パンチ７ｂの側面下側端部を降下させると同時に、第１の下パンチ８ａの上側端面を第２の下パンチ８ｂの上面と同じ高さにまで降下させることで、図３（ｅ）中の符号Ａ及びＢで記載される方向から押圧力が加えられる。
従って、この工程ではじめて、収容部１０内に収容されるセラミックス原料１を構成する粒子２にこれらを圧潰するような押圧力が加えられ、この結果、生密度が略均一なセラミックス成形体３を作製することができるという優れた効果が発揮されるのである。
【００４７】
また、セラミックス原料１は、同じ原材料を用い、さらに、同じ手順に従って製造した場合でも、そのつど圧縮比等が微妙に異なったものになる。このような圧縮比等の変動は、焼結したセラミックス焼結体４の曲がりや反り等の変形が生じる原因となる。
そして、このような不具合を防止するためには、セラミックス原料１の特性に応じて第２の上パンチ７ｂの凹部９の形状を調整する必要があるのであるが、第２の上パンチ７ｂ、すなわち、金型の製造には多大なコストがかかるため、セラミックス原料１の特性に応じた第２の上パンチ７ｂをつど準備することは現実的ではなかった。
そこで、発明者らは、第５の工程において、第１の上パンチ７ａの下側端面の高さと、第２の上パンチ７ｂの側面下端の高さが完全に一致しない状態でもプレス成形可能に構成することで、セラミックス成形体３の凸部３ｂにおける圧縮比と、台座３ａにおける圧縮比とを別々に調整できるようにし、併せて収容部１０へのセラミックス原料１の充填量を調節することにより、第２の上パンチ７ｂにおける凹部９の形状を変更することなしに、焼結時に反りや曲がり等の変形が生じ難いセラミックス成形体３を製造できることを見出した。
従って、第５の工程において、第１の下パンチ８ａの上側端面を第２の下パンチ８ｂの上面と同じ高さ、又は、この高さよりも高い位置にまで降下させることで、セラミックス成形体３の肉厚部分（凸部３ｂ）の圧縮比と、肉薄部分（台座３ａ）の圧縮比を別々に調整することができるという効果が発揮されるのである。
また、上述のような第５の工程により、セラミックス成形体３を焼結した際の寸法変化（曲がり）を確認しながら収容部１０へのセラミックス原料１の充填量を調節することができる。
この結果、成形されたセラミックス成形体３を焼結した際に、反りや曲がりによる変形の少ないセラミックス焼結体４、及びそれを用いた半導体発光素子搭載用基板１１を容易に製造することができるという優れた効果が発揮されるのである。
【００４８】
最後に、図３（ｆ）に示すように、第１の下パンチ８ａの上側端面の高さと第２の下パンチ８ｂの上面の高さを一致させながら、これらをダイス１２の上側端面の高さと同じ高さにまで上昇させることで、成形済みのセラミックス成形体３を容易に取り出すことができる。
このように、本実例に係るセラミックス成形体３の製造方法によれば、断面の厚みが一様でないセラミックス成形体３を、従来公知のプレス成形装置６を用いて、生密度を略均一にしながら容易に製造することができるという独自の効果が発揮されるのである。
【００４９】
なお、上述のセラミック成形方法において、凹部９は第２の上パンチ７ｂの下側端面ではなく、第２の下パンチ８ｂの上側端面に形成しても良い。
図４（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の実施例２に係るセラミックス成形体の製造工程の変形例を示す概念図である。なお、図１乃至図３に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、図３に示すセラミックス成形体の製造工程との相違点について重点的に説明する。
図４に示すように、変形例に係るセラミックス成形方法において、プレス成形装置１３は、凹部９を第２の上パンチ７ｂの下側端面ではなく、第２の下パンチ８ｂの上面に備えたことを特徴とするものである。
また、図４（ａ）〜（ｄ）に示す第１の工程から第４の工程における作用及び効果は、上述の図３（ａ）〜（ｄ）における作用及び効果の説明において、第２の上パンチの「側面下側端部」を「下側端面」に、また、第２の下パンチの「上側端面」を「側面上側端部」にそれぞれ置き換えたものと同じである。
そして、図４（ｅ）に示す第５の工程において、第１の上パンチ７ａの下側端面と同じ高さにまで第２の上パンチ７ｂの下側端面を降下させると同時に、第１の下パンチ８ａの上側端面を第２の下パンチ８ｂの側面上側端部と同じ高さ、又は、この高さよりも高い位置にまで降下させることで、図４（ｅ）中の符号Ａ及びＢで記載される方向から押圧力が加えられるのである。
つまりこの工程ではじめて、収容部１０内に収容されるセラミックス原料１を構成する粒子２にこれらを圧潰するような押圧力が加えられ、この結果、生密度が略均一なセラミックス成形体３を作製することができるという優れた効果が発揮されるのである。
このように、変形例に係るセラミックス成形体３の製造工程によれば、特に図４（ｂ）に示す第２の工程において、プレス成形後のセラミックス成形体３の肉厚部分を形成する場所により多くのセラミックス原料１を収容させることができるという優れた効果を有する。
よって、変形例に係るセラミックス成形体３の製造工程では、セラミックス成形体３の天地が逆転した状態で成形されるものの、成形されたセラミックス成形体３の生密度を略均質にするという効果が一層高められる。
従って、このようなセラミックス成形体３を焼結した場合に、より曲がりや反り等の変形が少ないセラミックス焼結体４及びそれを用いた半導体発光素子搭載用基板１１を容易に製造することができるという優れた効果が期待できるのである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項９に記載された発明は、断面の厚みが一様でないセラミックス成形体をプレス成形法により生密度を略均一にしながら容易に形成させることができ、しかも、焼結した場合にクラックや割れ、変形が生じ難いセラミックス原料、及びこれを用いたセラミックス成形体、及びこれを焼結させてなるセラミックス焼結体、及びこれを用いた半導体発光素子搭載用基板、及びセラミックス成形方法であり、表示機器や照明機器の分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例１に係るセラミックス原料の粒子の様子を示す概念図である。
【図２】（ａ）は実施例２に係るセラミックス成形体を示す概念図であり、（ｂ）は実施例２に係るセラミックス焼結体およびそれを用いた半導体発光素子搭載用基板を示す概念図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の実施例２に係るセラミックス成形体の製造工程を示す概念図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の実施例２に係るセラミックス成形体の製造工程の変形例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…セラミックス原料  ２…粒子  ２ａ…大きな粒子  ２ｂ…小さな粒子  ３…セラミックス成形体  ３ａ…台座  ３ｂ…凸部  ３ｃ…曲面  ４…セラミックス焼結体  ５…導電性メタライズ層  ６…プレス成形装置  ７…上パンチ部  ７ａ…第１の上パンチ  ７ｂ…第２の上パンチ  ８…下パンチ部  ８ａ…第１の下パンチ  ８ｂ…第２の下パンチ  ９…凹部  ９ａ…曲面  １０…収容部  １１…半導体発光素子搭載用基板  １２…ダイス  １３…プレス成形装置
【図１】
2008155573.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008155573.tif 000005
【図４】
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