(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板面方向に延びる配線部が厚さ方向中間部に内蔵されたセラミック製の基板本体に対し、その側縁に形成された端子取出面において線状の金属端子部の基端部が、前記配線部の末端と電気的に接続された形態で埋設されたセラミック基板の製造方法であって、
板状をなすセラミック成形体の一方の板面に、前記配線部となるべき線状ないし帯状の導電性ペースト層を、その末端部が前記端子取出面に対応する側縁に対応して位置するように形成する導電性ペースト層形成工程と、
基材表面に形成された端子部保持面を粘着層で覆った端子部保持体に対し、その端子部保持面の側縁から前記基端部が突出する形態で前記金属端子部の先端側を前記粘着層において貼着・保持させる金属端子部貼着工程と、
その貼着・保持された金属端子部の基端部が前記導電性ペースト層の前記末端部と重なり合うように、前記端子部保持体を前記セラミック成形体に対して位置決め配置する金属端子部位置決め工程と、
前記セラミック成形体の前記板面に対し別の板状のセラミック成形体を積層し、前記金属端子部の前記基端部を両セラミック成形体の間で挟み付けて積層成形体を形成する積層工程と、
前記金属端子部を前記積層成形体側に残しつつ、該積層成形体から前記端子部保持体を除去する端子部保持体除去工程と、
その端子部保持体を除去後の積層成形体を焼成する焼成工程と、
を含むことを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【請求項２】
前記端子部保持体は、板状の基材の一方の板面に対しその幅方向における一方の縁側に所定幅で前記端子部保持面が形成され、その端子部保持面に貼着された両面粘着シートが前記粘着層を形成するものであり、
前記金属端子部は前記端子部保持体に対し、前記端子部保持面の前記一方の縁から前記基端部をほぼ直角に延出させる形態で、その先端部が前記粘着層により貼着・保持されるとともに、
前記金属端子部位置決め工程において前記端子部保持体は前記セラミック成形体に対し、該セラミック成形体の前記側縁と前記端子部保持面の前記一方の縁とがほぼ平行となるように板面方向に隣接して配置される請求項１記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項３】
前記端子部保持体は、前記基材の一方の板面全体が前記粘着層で覆われるとともに、前記板面の幅方向における一方の縁側に所定幅で形成された前記端子部保持面においてのみ前記粘着層が露出するように、該粘着層の残余の領域が剥離シートで覆われており、
前記金属端子部貼着工程において前記金属端子部は前記端子部保持体に対し、前端縁が前記剥離シートの側縁と当接する形で前記端子部保持面において前記粘着層に貼着・保持される請求項２記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属端子部位置決め工程において、前記セラミック成形体は成形体位置決め手段により基台上の所定位置に位置決め配置され、前記端子部保持体は端子部保持体位置決め手段により、前記セラミック成形体に対し該セラミック成形体の前記側縁と前記端子部保持面の前記一方の縁とがほぼ平行となるように、前記基台上の所定位置に位置決め配置されるとともに、
前記積層工程において前記別のセラミック成形体は、前記成形体位置決め手段により、前記金属端子部の前記基端部が両セラミック成形体の間で挟み付けて保持されるように、前記基台上の所定位置に位置決め配置される請求項２又は３に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項５】
前記セラミック成形体には、前記導電性ペースト層の形成領域を包含する製品部分と、その製品部分の周囲に形成されて該製品部分から後工程において分離することが予定された余白部分とを有し、その余白部分を厚さ方向に貫通する位置決めピン孔が１又は複数形成されるとともに、前記成形体位置決め手段は、前記基台側に形成されてその位置決めピン孔に挿通される成形体位置決めピンである請求項４記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項６】
前記端子部保持体には、前記端子部保持面と干渉しない位置において板状の前記基材を貫通する位置決めピン孔が形成されるとともに、前記端子部保持体位置決め手段は、前記基台側に形成されてその位置決めピン孔に挿通される端子部保持体位置決めピンとされている請求項４又は５に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項７】
前記セラミック成形体には、前記導電性ペースト層の形成領域を包含する製品部分と、その製品部分の周囲に形成されて該製品部分から後工程において分離することが予定された余白部分とを有し、その余白部分には、前記端子取出面に対応する前記製品部分の側縁を含む形態で厚さ方向に貫通する窓状又は切欠状の端子部保持体収容部が形成され、前記端子部保持体はその端子部保持体収容部内において該製品部分に対し位置決め配置される請求項１ないし６のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項８】
前記セラミック成形体の前記端子部保持体収容部に対し前記端子部保持体を収容した状態において、前記端子部保持体収容部の内縁と前記端子部保持体の基材の対応する側縁との平均的なクリアランスを０．５ｍｍ以下に設定することにより、該端子部保持体収容部の内縁を前記端子部保持体位置決め手段として機能させる請求項７記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項９】
前記端子部保持体には、前記基材の外縁部を該基材の周縁から板面方向内向きに切り欠くことにより、前記端子部保持体除去工程において該端子部保持体を前記積層成形体から除去する操作を行うために指ないし工具を挿入する操作用切欠部が形成される請求項７又は８に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１０】
前記セラミック成形体には、窓状の前記端子部保持体収容部を挟んでその両側に前記製品部分が形成され、前記端子部保持体の前記基材には、前記端子部保持体収容部内に収容された状態において、それら製品部分に対応する両側縁部に前記端子部保持面がそれぞれ形成されている請求項７ないし９のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１１】
少なくとも前記別のセラミック成形体を積層する前の状態において、前記セラミック成形体の前記板面には、前記配線部となるべき前記導電性ペースト層の末端縁と、前記端子取出面に対応する側縁との間に、該導電性ペースト層が存在しない所定幅のペースト層非存在領域が形成される請求項１ないし１０のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
前記ペースト層非存在領域の幅は０．２ｍｍ以上である請求項１１記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１３】
前記導電性ペースト層の塗布厚さは５μｍ以上である請求項１１又は１２に記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１４】
前記セラミック基板は、前記配線部が前記基板本体に対し厚さ方向おいて互いに異なる２位置に内蔵され、前記金属端子部もそれら各配線部に対応して、それぞれその基端部が前記端子取出面において前記基板本体に埋設されたものであり、
板状の第一のセラミック成形体の一方の板面に、第一の配線部となるべき第一の導電性ペースト層を形成する第一の導電性ペースト層形成工程と、
第一の前記端子部保持体に対し、前記第一の配線部に接続すべき第一の前記金属端子部を前記粘着層において貼着・保持させる第一の金属端子部貼着工程と、
その貼着・保持された第一の金属端子部の基端部が前記第一の導電性ペースト層の前記末端部と重なり合い、かつ前記第一のセラミック成形体の厚さ方向において前記基材が該第一のセラミック成形体と同じ側に位置するように、前記第一の端子部保持体を前記第一のセラミック成形体に対して位置決め配置する第一の金属端子部位置決め工程と、
前記第一のセラミック成形体の前記第一の導電性ペースト層の形成されている側の板面に対し板状の第二のセラミック成形体を積層して、前記第一の金属端子部の前記基端部をそれら第一及び第二のセラミック成形体の間で挟み付ける第一の積層工程と、
前記第一のセラミック成形体への積層前又は積層後において、前記第二のセラミック成形体の前記第一のセラミック成形体への積層面とは反対側の板面に、第二の配線部となるべき第二の導電性ペースト層を形成する第二の導電性ペースト層形成工程と、
第二の前記端子部保持体に対し、前記第二の配線部に接続すべき第二の前記金属端子部を前記粘着層において貼着・保持させる第二の金属端子部貼着工程と、
その貼着・保持された第二の金属端子部の基端部が前記第二の導電性ペースト層の前記末端部と重なり合い、かつ前記第二のセラミック成形体の厚さ方向において前記基材が該第二のセラミック成形体と反対側に位置するように、前記第二の端子部保持体を前記第二のセラミック成形体に対して位置決め配置する第二の金属端子部位置決め工程と、
前記第二のセラミック成形体の前記第二の導電性ペースト層の形成されている側の板面に対し板状の第三のセラミック成形体を積層して、前記第二の金属端子部の前記基端部をそれら第二及び第三のセラミック成形体の間で挟み付ける第二の積層工程と、
前記第一〜第三のセラミック成形体が積層された積層成形体から前記第一及び第二の端子部保持体を除去する前記端子部保持体除去工程と、
を含む請求項１ないし１３のいずれかに記載のセラミック基板の製造方法。
【請求項１５】
前記第二の金属端子部位置決め工程において、前記第二の端子部保持体を前記第二のセラミック成形体に対して位置決め配置するのに先だって、前記第一及び第二の端子部保持体の各粘着層同士が相互貼着し合うことを阻止するために、それら粘着層の少なくとも一方の表面を、これに貼着・保持された前記金属端子部の上側から剥離シートにより被覆する貼着阻止被覆工程が実施される請求項１４記載のセラミック基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素センサ、ＨＣセンサあるいはＮＯxセンサ等のセンサ基板やＩＣパッケージ等に使用されるセラミック基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のようなセラミック基板は、板面方向に延びる配線部が厚さ方向中間部に内蔵されたセラミック製の基板本体に対し、その側縁に形成された端子取出面においてＰｔ線等により線状に形成された金属端子部の基端部が、配線部の末端と電気的に接続された形態で埋設された構造を有している。このようなセラミック基板は、一般には次のような方法で製造されている。まず、セラミックグリーンシート（以下、端にグリーンシートという）の一方の板面に、配線部となる導電性ペースト層を、その末端部が端子取出面に対応する側縁に対応して位置するように形成する。次いでそのグリーンシートに対し、導電性ペースト層の末端部に金属端子部の基端部が重なるように位置決め配置する。そして、さらにその上から別のグリーンシートを重ねて積層体を作り、その積層体を焼成することにより、上記グリーンシートと導電性ペースト層とはそれぞれ焼結されて基板本体及び配線部となり、これに金属端子部が一体化されたセラミック基板が完成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記製造工程においては従来より、金属端子部をグリーンシート上の導電性ペースト層の末端部に位置決め配置するために、次のような方法が採用されている。まず、溝部を形成した板状のセッターをセラミック基板の端子取出側の縁に対し、溝部が導電性ペースト層の末端部に対応して位置するように隣接配置する。そして、その状態で金属端子部の先端側を溝部内に載せることにより、該金属端子部の基端側は導電性ペースト層の末端部に重ね合わされる形で位置決めされる。
【０００４】
ところが上記方法では、セッターの溝部内に載置した金属端子部が、セッターが傾斜したり、あるいは衝撃が加わったりすると位置ずれを起こし、導電性ペースト層から外れて接合不良を生じやすい問題がある。また、このような問題を回避するためには、金属端子部の位置決め配置ないしその後のグリーンシートの積層工程を極めて慎重に行わなければならず、熟練を要する上、作業時間も長くかかり能率が悪い欠点がある。
【０００５】
本発明の課題は、金属端子部の位置決め配置を正確かつ能率良く行うことができ、位置ずれ等の問題も生じにくいセラミック基板の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
本発明は、板面方向に延びる配線部が厚さ方向中間部に内蔵されたセラミック製の基板本体に対し、その側縁に形成された端子取出面において線状の金属端子部の基端部が、配線部の末端と電気的に接続された形態で埋設されたセラミック基板の製造方法に関し、下記の工程を含むことを特徴とする。
▲１▼導電性ペースト層形成工程：板状をなすセラミック成形体の一方の板面に、配線部となるべき線状ないし帯状の導電性ペースト層を、その末端部が端子取出面に対応する側縁に対応して位置するように形成する。
▲２▼金属端子部貼着工程：基材表面に形成された端子部保持面を粘着層で覆った端子部保持体に対し、その端子部保持面の側縁から基端部が突出する形態で金属端子部の先端側を粘着層において貼着・保持させる。
▲３▼金属端子部位置決め工程：その貼着・保持された金属端子部の基端部が導電性ペースト層の末端部と重なり合うように、端子部保持体をセラミック成形体に対して位置決め配置する。
▲４▼積層工程：セラミック成形体の板面に対し別の板状のセラミック成形体を積層し、金属端子部の基端部を両セラミック成形体の間で挟み付けて積層成形体を形成する。
▲５▼端子部保持体除去工程：上記積層成形体側に金属端子部を残しつつ、該積層成形体から端子部保持体を除去する。
▲６▼焼成工程：その端子部保持体を除去後の積層成形体を焼成する。
なお、本発明においてセラミック成形体は、セラミックグリーンシートなど、セラミック原料粉末の未焼成の成形体を意味する。
【０００７】
上記本発明の方法によれば、端子部保持体に形成した粘着層に金属端子部を貼着・保持させた状態で、セラミック成形体に形成された導電性ペーストパターンに対し、該端子部保持体とともに金属端子部の基端部を位置決め配置するようにしたので、金属端子部が粘着層の粘着力により位置ずれを起こしにくい。その結果、得られる配線部と金属端子部との接合不良を生じにくくなり、また作業にもそれほど深い熟練が要求されなくなるので、作業時間も短く能率が向上する。
【０００８】
端子部保持体は、板状の基材の一方の板面に対しその幅方向における一方の縁側に所定幅で端子部保持面が形成され、その端子部保持面に貼着された両面粘着シートが粘着層を形成するものとして構成できる。この場合、金属端子部は端子部保持体に対し、端子部保持面の一方の縁から基端部をほぼ直角に延出させる形態で、その先端部が粘着層により貼着・保持されるとともに、金属端子部位置決め工程において端子部保持体はセラミック成形体に対し、該セラミック成形体の側縁と端子部保持面の一方の縁とがほぼ平行となるように板面方向に隣接して配置することができる。この方法では、端子部保持体の基材の縁部とセラミック成形体の側縁とを位置決めの基準として利用することができ、金属端子部のセラミック成形体への位置決め配置作業がより行いやすくなり、位置決めの精度も高い。
【０００９】
この場合、端子部保持体に貼着・保持された金属端子部の基端部が導電性ペースト層の末端部と重なり合い、かつセラミック成形体の厚さ方向において基材が該セラミック成形体と同じ側に位置するように、端子部保持体をセラミック成形体に対して位置決め配置することができる。また、端子部保持体の基材がセラミック成形体とほぼ同じ厚さになるようにしておけば、端子部保持体に保持された金属端子部のセラミック成形体に対する位置決めをさらに行いやすくなる。ここで、セラミック成形体の厚さをｔ1として、端子部保持体の基材の厚さ（粘着層の厚さを含む）ｔ2は、ｔ1±０．３ｍｍの範囲で調整することが望ましい。
【００１０】
端子部保持体は、基材の一方の板面全体が粘着層で覆われるとともに、板面の幅方向における一方の縁側に所定幅で形成された端子部保持面においてのみ粘着層が露出するように、該粘着層の残余の領域が剥離シートで覆われた構成とすることができる。例えば、一方の貼着面が剥離シートで覆われた両面粘着シートを用いて粘着層を形成する場合、剥離シートを付けた状態で両面粘着シートを基材の一方の板面に貼着し、次いで剥離シートに切れ目を入れて端子部保持面に相当する部分のみ剥離シートを剥がすようにすれば、端子部保持面として必要な領域にのみ粘着層を露出させることができる。この場合、金属端子部貼着工程において金属端子部は端子部保持体に対し、前端縁が剥離シートの側縁と当接する形で端子部保持面において粘着層に貼着・保持されるようにすることができる。すなわち、定寸に切断された金属線材により金属端子部を形成する場合、剥離シートの側縁を基準として、金属端子部の基材側縁からの突出長さを一定にそろえることができ、ひいては金属端子部の導電性ペースト層に対する長さ方向の位置決め精度を高めることができる。
【００１１】
金属端子部位置決め工程において、セラミック成形体は成形体位置決め手段により基台上の所定位置に位置決め配置され、端子部保持体は端子部保持体位置決め手段により、セラミック成形体に対し該セラミック成形体の側縁と端子部保持面の一方の縁とがほぼ平行となるように、基台上の所定位置に位置決め配置することができる。また、積層工程において別のセラミック成形体は、成形体位置決め手段により、金属端子部の基端部が両セラミック成形体の間で挟み付けて保持されるように、基台上の所定位置に位置決め配置することができる。これにより、セラミック成形体に対する金属端子部の位置決め精度、さらにはそのセラミック成形体に対する別のセラミック成形体の位置決め精度をさらに向上させることができる。
【００１２】
この場合、セラミック成形体は、導電性ペースト層の形成領域を包含する製品部分と、その製品部分の周囲に形成されて該製品部分から後工程において分離することが予定された余白部分とを有し、その余白部分を厚さ方向に貫通する位置決めピン孔を１又は複数形成したものとすることができる。成形体位置決め手段は、基台側に形成されてその位置決めピン孔に挿通される成形体位置決めピンとすることができる。さらに、端子部保持体には、端子部保持面と干渉しない位置において板状の基材を貫通する位置決めピン孔を形成し、端子部保持体位置決め手段は、基台側に形成されてその位置決めピン孔に挿通される端子部保持体位置決めピンとすることができる。位置決めピン孔に位置決めピンを挿通することで、セラミック成形体ないし端子部保持体の基台に対する位置決め配置作業、ひいてはセラミック成形体に対する端子部保持体（すなわち金属端子部）の位置決め配置作業を簡単かつ精度よく行うことができる。
【００１３】
位置決めピン孔と位置決めピンとを、例えば円形状断面を有するものとして形成できる。この場合、例えば上記余白部分内の所定方向に位置決めピン孔を所定の間隔で複数形成することで、位置決め精度を高めることができる。他方位置決めピン孔と位置決めピンとを、軸線周りの相対回転が不能な形状、例えば角形状や楕円状に形成すれば、一個の位置決めピン孔とこれに挿通される位置決めピンのみで基台に対するセラミック成形体ないし端子部保持体の位置決め配置を行うことが可能となる。
【００１４】
また、セラミック成形体に上記余白部分を形成する場合、その余白部分に、端子取出面に対応する製品部分の側縁を含む形態で厚さ方向に貫通する窓状又は切欠状の端子部保持体収容部を形成し、端子部保持体を、その端子部保持体収容部内において該製品部分に対し位置決め配置することができる。これにより、端子部保持体をセラミック成形体に対しさらに精度よく位置決めすることが可能となる。この場合、セラミック成形体の端子部保持体収容部に対し端子部保持体を収容した状態において、端子部保持体収容部の内縁と端子部保持体の基材の対応する側縁との平均的なクリアランスを０．５ｍｍ以下に設定することにより、該端子部保持体収容部の内縁を端子部保持体位置決め手段として機能させることができる。該方法においては、セラミック成形体に形成された位置決めピン孔に基台側の位置決めピンを挿通する位置決め手法を併用してもよいし、位置決めピン孔と位置決めピンとを特に用いない手法としてもよい。
【００１５】
次に、端子部保持体には、基材の外縁部を該基材の周縁から板面方向内向きに切り欠くことにより、端子部保持体除去工程において該端子部保持体を積層成形体から除去する操作を行うための指ないし工具を挿入する操作用切欠部を形成することができる。これにより、端子部保持体収容部の内縁と端子部保持体の基材の対応する側縁との平均的なクリアランスが小さい場合でも、端子部保持体の除去作業を容易に行うことができる。
【００１６】
また、セラミック成形体には、窓状の端子部保持体収容部を挟んでその両側に製品部分を形成し、該端子部保持体の基材には、端子部保持体収容部内に収容された状態において、それら製品部分に対応する両側縁部に端子部保持面をそれぞれ形成することができる。端子部保持体収容部の両側に形成される製品部分に対し、金属端子部の位置決め配置を１つの端子部保持体により同時に行うことができるので作業効率を高めることができる。
【００１７】
次に、本発明のセラミック基板の製造方法においては、少なくとも上記別のセラミック成形体を積層する前の状態において、セラミック成形体の板面には、配線部となるべき導電性ペースト層の末端縁と、端子取出面に対応する側縁との間に、該導電性ペースト層が存在しない所定幅のペースト層非存在領域を形成することができる。
【００１８】
これによる効果は以下の通りである。すなわち、上記のようなペースト層非存在領域を確保せずに導電性ペースト層をセラミック成形体に形成した場合に、導電性ペースト層がこれに重ね合わされる上記別のセラミック成形体との間で挟み付けられてつぶれる。その結果、つぶれて拡がった導電性ペーストが、端子取出側となるセラミック成形体の側縁側に垂れ、隣接する導電性ペースト層から垂れたペースト同士が接触して、短絡等のトラブルを招く恐れがある。
【００１９】
しかしながら、上記のようなペースト層非存在領域を形成することで、つぶれた導電性ペースト層の拡がり代が確保され、結果として拡がったペーストが成形体の側縁にまで至らず、ペースト垂れひいては短絡等の不具合を防止することができる。また、ペースト層非存在領域がセラミック成形体の側縁に沿って形成されることで、該領域において焼成後の上下の成形体の一体化領域が、導電性ペースト層に基づく配線部により分断されなくなるので、接合強度が向上する効果も得られる。
【００２０】
この場合、ペースト垂れ防止等の効果をより顕著に達成するためには、ペースト層非存在領域の幅は０．２ｍｍ以上、望ましくは０．５ｍｍ以上とするのがよい。また、導電性ペースト層の塗布厚さは５μｍ以上とするのがよい。導電性ペースト層の塗布厚さが５μｍ未満になると、これに基づいて形成される配線部に断線や導通不良等の欠陥を生じやすくなる。他方、１５０μｍを超えると、前記ペースト垂れ等の不具合が生じやすくなることがあるので、該厚さは１５０μｍ以下とすることが望ましい。
【００２１】
セラミック基板は、配線部が基板本体に対し厚さ方向において互いに異なる２位置に内蔵され、金属端子部もそれら各配線部に対応して、それぞれその基端部が端子取出面において基板本体に埋設されたものとして構成できる。これに対応する本発明のセラミック基板の製造方法は、例えば以下のような工程を含むものとすることができる。
▲１▼第一の導電性ペースト層形成工程：板状の第一のセラミック成形体の一方の板面に、第一の配線部となるべき第一の導電性ペースト層を形成する。
▲２▼第一の金属端子部貼着工程：第一の端子部保持体に対し、第一の配線部に接続すべき第一の金属端子部を粘着層において貼着・保持させる。
▲３▼第一の金属端子部位置決め工程：その貼着・保持された第一の金属端子部の基端部が第一の導電性ペースト層の末端部と重なり合い、かつ第一のセラミック成形体の厚さ方向において基材が該第一のセラミック成形体と同じ側に位置するように、第一の端子部保持体を第一のセラミック成形体に対して位置決め配置する。
▲４▼第一の積層工程：第一のセラミック成形体の第一の導電性ペースト層の形成されている側の板面に対し板状の第二のセラミック成形体を積層して、第一の金属端子部の基端部をそれら第一及び第二のセラミック成形体の間で挟み付ける。
▲５▼第二の導電性ペースト層形成工程：第一のセラミック成形体への積層前又は積層後において、第二のセラミック成形体の第一のセラミック成形体への積層面とは反対側の板面に、第二の配線部となるべき第二の導電性ペースト層を形成する。
▲６▼第二の金属端子部貼着工程：第二の端子部保持体に対し、第二の配線部に接続すべき第二の金属端子部を粘着層において貼着・保持させる。
▲７▼第二の金属端子部位置決め工程：その貼着・保持された第二の金属端子部の基端部が第二の導電性ペースト層の末端部と重なり合い、かつ第二のセラミック成形体の厚さ方向において基材が該第二のセラミック成形体と反対側に位置するように、第二の端子部保持体を第二のセラミック成形体に対して位置決め配置する。
▲８▼第二の積層工程：第二のセラミック成形体の第二の導電性ペースト層の形成されている側の板面に対し板状の第三のセラミック成形体を積層して、第二の金属端子部の基端部をそれら第二及び第三のセラミック成形体の間で挟み付ける。
▲９▼端子部保持体除去工程：第一〜第三のセラミック成形体が積層された積層成形体から第一及び第二の端子部保持体を除去する。
【００２２】
この場合、第二の金属端子部位置決め工程において、第二の端子部保持体を第二のセラミック成形体に対して位置決め配置するのに先だって、第一及び第二の端子部保持体の各粘着層同士が相互貼着し合うことを阻止するために、それら粘着層の少なくとも一方の表面を、これに貼着・保持された金属端子部の上側から剥離シートにより被覆する貼着阻止被覆工程を実施することができる。これにより、第一及び第二の端子部保持体の各粘着層同士の相互貼着が阻止され、これら端子部保持体の除去時に金属端子部に曲がりや折損を生じたりすることを防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例を参照して説明する。
図２９は、本発明のセラミック基板の製造方法の対象となるセラミック構造体の一例を示すものである。該セラミック構造体は、酸化物半導体からなる検出素子４１をセラミック基板３６に接合した構造を有する酸素検出用のヒータ内蔵型セラミックセンサ用構造体（以下、単に構造体ともいう）５０として構成されており、そのセラミック基板３６が、複数のセラミックグリーンシート（セラミック成形体：以下、単にグリーンシートともいう）を積層してこれを焼成することにより製造されるものである。図２９（ｂ）に示すように、検出素子４１は、セラミック基板３６の先端部の一方の板面に形成された凹部３４内に入り込む形でアルミナ小球２１を介して接合されている。アルミナ小球２１はセラミック基板３６と検出素子４１とにまたがって、それらにそれぞれ食い込んだ状態となっている。
【００２４】
他方、セラミック基板３６の他端側には、白金線等で構成された検出素子用端子部（第二の金属端子部）９とヒータ用端子部（第一の金属端子部）１２とが設けられている。図２９（ａ）及び（ｃ）に示すように、検出素子用端子部９は、基板３６の幅方向において並列に２本設けられ、基板３６の厚さ方向のほぼ中間部に位置している。一方、ヒータ用端子部１２は、検出素子用端子部９よりも広い間隔で並列に２本設けられ、基板３６の厚さ方向において、検出素子用端子部９を挟んで検出素子４１とは反対側に形成されている。そしてこれら検出素子用端子部９及びヒータ用端子部１２は、一端側が基板３６の端面（端子取出面）３６ａから長手方向に所定寸法突出するとともに、他端側（基端側）が基板３６中に埋設されている。
【００２５】
上記端子部９及び１２の埋設された部分には、セラミック基板３６内部に形成された配線部としてのリード部３７、リード部３８，３９の端部３７ａ，３９ａにそれぞれ電気的に接合されている。図２９（ａ）及び（ｂ）に示すように、リード部３７，３８，３９の端部３７ａ，３９ａは、基板３６の長手方向においてその端面３６ａに至る位置まで形成されておらず、基板３６の長手方向において、端面３６ａから所定寸法Ｌ１だけ各末端位置が内側に位置している。一方、リード部３７の他端側は凹部３４において検出素子４１に接続するとともに、リード部３８，３９の他端側は内蔵ヒータに接続している。なお、Ｌ１は０．１ｍｍ以上、望ましくは０．４ｍｍ以上とされる。さらに、各リード部３７，３８，３９の厚さは１０〜３５μｍとされている。
【００２６】
検出素子４１で検出された検出信号は、リード部３７及び検出素子用端子部９を介して外部に出力される。また、外部からヒータ用端子部１２及びリード部３８，３９を介して通電されることにより、内蔵ヒータが発熱し、セラミック基板３６を所定温度に加熱する。このような構造体５０は、例えば酸素検出用センサあるいはセラミックガスセンサ等に使用される。そして該構造体５０の寸法は、例えばその長さが３０mm程度、幅が４mm程度、厚さが３mm程度とされ、また、リード部３７はその幅が０．４mm程度、リード部３８，３９はその幅が１．２mm程度、端子部９及び１２の断面径が直径０．２mm程度とされている。
【００２７】
以下、本発明のセラミック基板を用いて構成されたヒータ内蔵型セラミックセンサ用構造体５０の製造方法の一実施例を図１〜図２８に示す工程説明図を用いて説明する。図１はその製造に用いられるグリーンシートの一例を平面図により示している。すなわち、該グリーンシート１は、アルミナ粉末と焼結助剤粉末との混合粉末に、有機結合剤（バインダ）、可塑剤、解膠剤及び溶剤等からなる成形助剤を配合・混練してこれを方形シート状に成形したものであり、１枚のグリーンシート１から多数の構造体を製造するために、切断線２によって複数の横長方形の製品部分３に分割することが予定されている。
【００２８】
グリーンシート１の中央には、方形の貫通窓部５が該中心線Ｏに沿う方向に２箇所形成されている。そして、各貫通窓部５に対応する位置において長方形状のグリーンシート１の中心線Ｏを挟んでその両側に、それぞれ複数の上記製品部分３が、その幅方向に互いに隣接するように配列している。また、グリーンシート１には、各製品部分３に対応して中心線Ｏに関して外側となるように貫通窓部４が形成されている。さらに、グリーンシート１の製品部分３以外の余白領域には、位置決めピン孔６０，６５が複数形成されている。
【００２９】
図２に示すように、上記グリーンシート１の一方のシート面には、接合阻止層６が形成される。接合阻止層６は、水を主体とする溶媒に対し、製膜用高分子材料を溶解させた塗料状物を、グリーンシート１上にスクリーン印刷等により印刷することで形成できる。製膜用高分子材料は水溶性のもの、例えば、カルボキシメチルセルロースのアルカリ塩、特にカルボキシメチルセルロースナトリウムを主体とするもの（例えばセロゲン（商品名：第一工業製薬（株）））を使用できる。また、これ以外にも、アラビアゴム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デキストリン、澱粉等、水に可溶で、有機溶剤には溶解しにくい性質を有した各種有機物質を使用することができる。
【００３０】
ここで、スクリーン印刷時においては、位置決めピン孔６０、６５（本実施例では、グリーンシート１の一方の幅及び長手方向における両側において、それぞれその側縁に沿って複数個が所定の間隔で形成されている）に対し、図示しない位置決めピンを挿入することによりグリーンシート１が位置決めされる。該接合阻止層６は、各製品部分３の貫通窓部４の形成側端部において、縦横の切断線２に沿う所定幅、例えば後述する被接合体としてのアルミナ小球の平均直径値よりも大きな幅となるように形成されており、その厚さは１〜４０μｍの範囲で設定されている。
【００３１】
次に、図３及び図４に示すように、上記グリーンシート１とは別に、これとほぼ同様の大きさ及び形状を有するグリーンシート７（第二のセラミック成形体），１０（第一のセラミック成形体）及び１８（第三のセラミック成形体）を作製する（なお、グリーンシート７，１０は形態が類似しているので、図３においては、グリーンシート７を示し、グリーンシート１０の対応する各部の符号を括弧書きで援用表示している）。グリーンシート７，１０及び１８には、グリーンシート１の貫通窓部５と同じ大きさ及び形状の貫通窓部１３，１４及び１９がそれぞれ対応する位置に形成されている。また、グリーンシート７，１０及び１８には、グリーンシート１の位置決めピン孔６０，６５に対応して、位置決めピン孔６１，６６、６２，６７及び６３，６８がそれぞれ複数形成されている。また、図４に示すようにグリーンシート１８には、グリーンシート１の貫通窓部４に対応して貫通窓部１８ａが形成されている。
【００３２】
グリーンシート７，１０及び１８のうち、グリーンシート７には、図５に示すように、検出素子のリード部となる金属ペーストパターン層（導電性ペースト層）８を、グリーンシート１０には図６に示すように内蔵ヒータ及びそのリード部となる金属ペーストパターン層（導電性ペースト層）１１を、それぞれスクリーン印刷等により形成する。ここで、各グリーンシート７及び１０のスクリーン印刷時においては、位置決めピン孔６１，６２，６６，７６に対し、図示しない位置決めピンが挿入されることにより、各グリーンシート７，１０がそれぞれ位置決めされることとなる。
【００３３】
図７及び図８に示すように、金属ペーストパターン層８，１１の端部８ａ，１１ａ（後述の端子部との導通確保のため、主要部よりも広幅に形成されている）の先端と、貫通窓部１３，１４の縁部１３ａ，１４ａとの間に幅Ｌ１（例えば０．２ｍｍ、望ましくは０．５ｍｍ）の間隔が確保されており、ここには金属ペーストパターン層が形成されていない。そして、これら各端部８ａ，１１ａには、図１８及び図１９に示すように、それぞれ白金線等（例えば円形軸断面形状を有するもの）で構成された検出素子用端子部９と、ヒータ用端子部１２とが、端子部保持体７０’，７０を用いて配置される。ここで、端部８ａ，１１ａの先端と縁部１３ａ，１４ａとの間にＬ１の間隔が確保されることで、後述する積層工程において、パターン層８，１１を形成する金属ペーストや有機溶剤（後述）等が縁部１３ａ，１４ａの側面に垂れにくくなり、短絡等のトラブルを防止ないし抑制することができる。また、見方を変えれば、縁部１３ａ，１４ａに沿って上記間隔Ｌ1で金属ペーストパターン層の非形成領域（ペースト層非存在領域）８５が形成されることになり、この領域では焼成（後述）による上側のシートとの間の一体化領域がパターン層８，１１により分断されないので、端子部９，１２とパターン層８，１１との接合強度を向上することができる。
【００３４】
次に、図９に示すように、端子部保持体７０は、ポリプロピレン等の樹脂を主体に構成された基材７１（厚さ方向の寸法をやや誇張して描いている）と、その一方の板面全面に粘着材の塗布あるいは両面粘着テープの貼着により形成された粘着層７２と、その粘着層７２の表面を覆う剥離シート（例えば、シリコンオイル等を含浸した紙等）７３とから構成されている。端子部保持体７０は、図１８及び図１９に示すように、上記グリーンシート７，１０の貫通窓部（端子部保持体収容部）１３，１４の内径寸法よりも少し小さい方形板状の形態を有している。また、図９に示すように、端子部保持体７０には、板厚方向に貫通する位置決め用ピン孔７５が複数箇所（本実施例では９箇所）に形成されている。
【００３５】
ここで、図１６（ａ）に示すように、基材７１の厚さｔ2（粘着層の厚さを含む）は、グリーンシート７，１０の各厚さをｔ１としてｔ１±０．３mmの範囲に調整されている。図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、端子部保持体７０の一方の幅方向における両縁部においては、各縁に沿う細長い領域において粘着層７２が剥離シート７３で覆われずに露出している。そして、この露出部分が端子部保持領域７７となり、図７及び図８に示すパターン層８，１１の各端部８ａ，１１ａに対応する端子部９，１２（図１０及び図１１参照）が貼着・保持されることとなる。なお、この露出部分（７７）は、例えば、図９（ｄ）に示すように粘着層７２の全面を覆う剥離シート７３に対し、対応する縁から所定距離隔たった位置において該縁に沿う切れ目７３ｂを入れ、その切れ目７３ｂにおいて、剥離シート７３の両縁部７３ａを粘着層７２から剥離・除去することにより形成できる。
【００３６】
図１０は、端子部保持体７０に検出素子用端子部９を、図１１は端子部保持体７０にヒータ用端子部１２をそれぞれ貼着・保持した状態を示している。図１０に示すように、検出素子用端子部９は、金属ペーストパターン層８の端部８ａ（図１９）の間隔に対応してその一端側がそれぞれ端子部保持領域７７に対し所定間隔で複数貼着されるとともに、他端側は基材７１の縁部７１ａから板面方向外側に所定寸法だけ突出している。一方、図１１に示すように、ヒータ用端子部１２は、金属ペーストパターン層１１の端部１１ａ（図１８）の間隔に対応して、その一端側がそれぞれ端子部保持領域７７に対し所定間隔で複数貼着されるとともに、他端側は基材７１の縁部７１ａから板面方向外側に所定寸法で突出している。なお、検出素子用端子部９及びヒータ用端子部１２の突出寸法Ｌ10は、端子部保持領域７７の幅Ｌ２及び端子部９，１０の全長Ｌ0により適宜調整されている（例えばＬ10＝Ｌ0−Ｌ2、又はＬ10＝（２／３）・Ｌ0以下）。
【００３７】
以下、図１３ないし図１７の工程説明図を用いてグリーンシート１，７，１０及び１８の積層工程を説明する（なお、図１６及び図１７は図１３ないし図１５の要部拡大図を示している）。図１３（ａ）に示すように、上述のグリーンシート１０（図６）を位置決めダイ（基台）２００に対し、位置決めピン孔６２に基準ピン（成形体位置決めピン）２０１を差し込むことにより、金属ペーストパターン層１１が上となるようにセットする。
【００３８】
続いて、同図（ｂ）に示すように、ヒータ用端子部１２が予め貼着・保持された端子部保持体（第一の端子部保持体）７０（図１１：以下、ヒータ用端子部保持体７０という）を位置決めダイ２００に対し、各位置決めピン孔７５に基準ピン（端子部保持体位置決めピン）２０２を差し込むことにより、剥離シート７３が上になるようにセットする（図１６（ａ）及び（ｂ））。これにより、ヒータ用端子部保持体７０は、図１６（ｂ）及び図１８に示すように、貫通窓部１４内に位置決め配置されるとともに、ヒータ用端子部１２の末端部が金属ペーストパターン層１１の端部１１ａに重なるように位置合わせされる（図２０も参照）。
【００３９】
次に、図１４（ａ）に示すように、グリーンシート１０の上側に図５のグリーンシート７を、その位置決めピン孔６１に基準ピン２０１を差し込みながら、金属ペーストパターン層８が上になるように積層する（図１６（ｃ））。そして、図１４（ｂ）に示すように、ヒータ用端子部保持体７０の上側から、検出素子用端子部９が貼着・保持された端子部保持体（第二の端子部保持体）７０（図１０：以下、検出素子用端子部保持体７０’という）を、各ピン孔７５に基準ピン２０２を差し込むことにより位置決めダイ２００に対してセットする。
【００４０】
なお、本実施例では、検出素子用端子部保持体７０’を位置決めダイ２００にセットする前に、図１２（ａ）に示すように、剥離シート７３を粘着層７２から剥離し、同図（ｂ）に示すように、別の剥離シート７３’（以下、被覆用剥離シート７３’という）を粘着層７２に貼付する。図１２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、被覆用剥離シート７３’は、基材７１とほぼ同様の形状及び寸法を有し、基材７１の粘着層７２を、これに貼着・保持された端子部９の端部を含めてほぼ全面を覆うものとなる。
【００４１】
図１４（ｂ）に示すように、検出素子用端子部保持体７０’は、位置決めダイ２００に対して被覆用剥離シート７３’が下向きとなるようにセットされる（図１６（ｄ））。ここで、図１６（ｅ）に示すように、検出素子用端子部保持体７０’の粘着層７２全面が被覆用剥離シート７３’で覆われることで、ヒータ用端子部保持部材７０の粘着層７２との接着が防止される。そして、図１６（ｅ）及び図１９に示すように、検出素子用端子部９は、位置決めダイ２００にセットされた検出素子用端子部７０’により、金属ペーストパターン層８の対応する端部８ａに位置合わせされ、図１４（ｃ）に示す状態となる。
【００４２】
続いて、グリーンシート７の上側にグリーンシート１（図２）を、位置決めピン孔６０に基準ピン２０１を差し込みながら、接合阻止層６が上となるように積層し、図１４（ｄ）の状態とする。このとき、グリーンシート１の貫通窓部４は、下面側がグリーンシート７により塞がれて凹部４’を形成する。また、グリーンシート７の金属ペーストパターン層８は、検出素子用端子部９とは反対側の端部が上記凹部４’内に位置するものとなる。
【００４３】
なお、上記グリーンシート１，７，１０の積層時においては、これに先立ってシート１の下面及びシート７の下面に、前記バインダを溶解する性質を有した有機溶剤（粘着誘起液体）が塗布され、図１６（ｇ）に示すように、それによって該バインダが溶解・軟化して粘着層１５，１６がそれぞれ形成される。グリーンシート１，７，１０は、この粘着層１５及び１６により互いに接合されることとなる。
【００４４】
グリーンシート１は親油性のバインダを用いて形成されており、親水性の塗料状物を塗布しようとした場合、図３３（ａ）に示すように、水を主体とする溶媒に製膜用高分子材料を溶解ないし分散させただけの塗料状物１００は、グリーンシート１との間の界面張力により丸くまとまろうとし、表面で撥かれやすくなる。そこで、本実施例では、同図（ｂ）に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウムを主体とする製膜用高分子材料を上記溶媒に溶解したものをビヒクル１１１として、これに粘性調整粒状物としてのカーボン粒子（なお、「カーボン」は、黒鉛、無定形炭素あるいはそれらの混合物を意味するものとする）１１２を配合した塗料状物１１０を使用している。こうすれば、同図（ｃ）に示すように、ビヒクル１１１とカーボン粒子１１２との間の摩擦によりビヒクル１１１の流動が抑制されて見掛け上の界面張力を制御することができる。これにより、塗布ないし印刷された塗料状物１１０の層は、上記界面張力に打ち勝って膜状態を維持できるようになり、接合阻止層の形成精度を高めることができるようになる。
【００４５】
なお、塗料状物１１０の２５℃での粘性率は１００〜１２００ｄＰａ・ｓ（デシパスカル秒（＝ポワズ））の範囲で調整するのがよい。粘性率が１００ｄＰａ・ｓ未満になると、塗料状物が基板成形体の表面で撥かれやすくなり、接合阻止層を精度よく形成できなくなる場合がある。一方、粘性率が１２００ｄＰａ・ｓを超えると塗料状物のスムーズな塗布が困難となり、接合素子層の形成精度が却って損なわれやすくなる。なお、該塗料状物の２５℃での粘性率は、より望ましくは２００〜８００ｄＰａ・ｓの範囲で調整するのがよい。
【００４６】
また、塗料状物１１０の粘性率を上記範囲で調整するためには、製膜用高分子材料の配合比率ＷRを３〜１２．５重量％（望ましくは６〜９．５重量％）の範囲で調整するのがよい。また、粘性調整粒状物の配合比率ＷPは３０〜５０重量％（望ましくは３５〜４５重量％）の範囲で調整するのがよい。また、製膜用高分子材料と粘性調整粒状物との合計量ＷR＋ＷPは３０〜４５重量％（望ましくは３５〜４０重量％）の範囲で調整するのがよい。
【００４７】
また、カーボン粒子１１２の平均粒径は４〜２５μｍの範囲で調整するのがよい。該平均粒径が４μｍ未満になると、ビヒクル中に粒状物を均一分散させることが困難となり、スクリーンマスクの目詰まりによる不印刷不良が発生したり、粒状物の分布の粗な領域で気泡等の欠陥が生じやすくなる場合がある。一方、平均粒径が３０μｍを超えると、ビヒクルと粒状物との接触表面積が減少することから、摩擦による膜の形状維持力が不足しがちとなり、同様に印刷面のピンホール外観不良、印刷面の割れ、気泡等の欠陥が生じやすくなる。
【００４８】
さらに、上記塗料状物１１０において、該塗料状物１１０中の粘性調整粒状物（カーボン粒子１１２）の総重量ＷPに対する製膜用高分子材料の総重量ＷBの比率ＷB／ＷPは、０．２〜０．４の範囲で調整するのがよい。ＷB／ＷPが０．２未満になると、塗料状物１１０の粘性流動が失われて全体にぱさついた感じとなり、スムーズな塗布ないし印刷ができなくなる場合がある。またＷB／ＷPがさらに少なくなって０．１以下になると、接合阻止の効果が不十分となる。一方、ＷB／ＷPが０．４を超えると、塗料状物１１０の粘性が高くなり過ぎ、同様にスムーズな塗布ないし印刷ができなくなる場合がある。塗料状物１１０は、２５℃での粘性率が１００〜１２００ｄＰａ・ｓ（デシパスカル秒（＝ポワズ））の範囲となるように調製される。具体的には、製膜用高分子材料の配合比率ＷRは３〜１２．５重量％（望ましくは６〜９．５重量％）の範囲で調整され、粘性調整粒状物の配合比率ＷPは３０〜５０重量％（望ましくは３５〜４５重量％）の範囲で調整される。製膜用高分子材料と粘性調整粒状物との合計量ＷR＋ＷPは３０〜４５重量％（望ましくは３５〜４０重量％）の範囲で調整される。カーボン粒子１１２の平均粒径は４〜２５μｍの範囲で調整される。さらに、塗料状物１１０中のカーボン粒子の総重量ＷPに対する製膜用高分子材料の総重量ＷBの比率ＷB／ＷPは、０．２〜０．４の範囲で調整される。
【００４９】
次に、図１４（ｄ）に戻り、グリーンシート１の上側に、グリーンシート１８（図４）を位置決めピン孔６３に基準ピン２０１を差し込みながら積層して、図１５（ａ）の状態とする。そして、グリーンシート１，７，１０，１８を積層した積層体２２を、図１５（ｂ）に示すように例えば加熱式プレス機等により、温度４０℃〜６０℃でその積層方向に加圧することにより一体化する（平面視は図２１に示している）。
【００５０】
ここで、グリーンシート７及び１０には、金属ペーストパターン層８及び１１の端部８ａ及び１１ａと、対応するグリーンシート７及び１０の縁部（側縁）１３ａ，１４ａとの間に、金属ペーストパターン非形成領域（ペースト層非存在領域）が幅Ｌ１にて確保されていることから、積層体２２が板厚方向に加圧された場合に以下の効果を奏する。例えば、グリーンシート７で代表させて図３４を用いて説明すれば、同図（ａ）に示すように、金属ペーストパターン非形成領域を確保せずに金属ペーストパターン層８をグリーンシート７に印刷形成した場合に、同図（ｂ）に示すように、パターン層８を形成する金属ペーストがグリーンシート７とグリーンシート１との間で挟み付けられてつぶれる。その結果、つぶれて拡がった金属ペーストが、縁部１３ａの側面側に垂れ、同図（ｃ）に示すように、隣接するパターン層８，８から垂れたペースト同士が接触して、短絡等のトラブルを招く恐れがある。
【００５１】
しかしながら、図３５（ａ）に示すように、幅Ｌ1の金属ペーストパターン非形成領域８５を形成することで、つぶれた金属ペーストパターン層８の拡がり代が確保され、結果として拡がった金属ペーストが縁部１３ａにまで至らず、縁部１３ａ側面へのペースト垂れ、ひいては短絡等の不具合を防止することができる。また、図３５（ｂ）に示すように、金属ペーストパターン層非形成領域８５が縁部１３ａに沿って形成されることで、該領域において焼成後の上下のシート１，７の一体化領域がパターン層８に基づく配線部により分断されないので、接合強度が向上する効果も得られる。
【００５２】
その後図２２に示すように、窓部１８ａ（図４）によって形成された凹部すなわち素子接合領域２３には、再び有機溶剤が塗布されて粘着層が形成された後、一方のシート面全面にアルミナ小球（例えば平均粒径１４０〜１８０μmのもの）２１を圧着等により分散した状態で保持させたシリコンゴムシート２０が、その保持面側がグリーンシート１の上面と対向するように加圧しながら重ね合わされる。
【００５３】
このとき、図２２（図２１のＥ−Ｅ断面に対応）に示すように、シリコンゴムシート２０は柔軟であるため、上方から加圧することでそのシート面が凹部４’を含めた素子接合領域２３（グリーンシート１）の面形状に追従して変形し、これに保持されたアルミナ小球２１は素子接合領域２３（グリーンシート７により形成される凹部４’の底面を含む）の全面に押し付けられる。ここで、素子接合領域２３のうち、接合阻止層６の形成されていない部分には前述の粘着層が形成されているため、アルミナ小球２１はシリコンゴムシート２０側から素子接合領域２３に転写され、該粘着層によってグリーンシート１及び７の表面に接合される。一方、図２３に示すように、接合阻止層６の形成部には粘着層が形成されないので、アルミナ小球２１は転写されない。
【００５４】
次に、上記積層体２２からシリコンゴムシート２０を取り除くことにより、図２４（ａ）に示す積層体２２’が得られる。すなわち、図２５（ａ）に示すように、各製品部分３に一対一に対応して、グリーンシート１及び７の各凹部４’及びその周辺部には、アルミナ小球２１の転写領域２５が接合阻止層６により隔てられた状態で形成される。そして、図１７（ａ）に示すように、ヒータ用端子部保持体７０の基材７１を、粘着層７２及び剥離シート７３とともに端子部１２から剥離することにより積層体２２’から除去する。次に、検出素子用端子部保持体７０’の基材７１を粘着層７２とともに端子部９から剥離除去するとともに、検出素子用端子部９とヒータ用端子部１２との間に残留した被覆用剥離シート７３’を取り除く。これにより、図１５（ｃ）に示すように、ヒータ用端子部保持体７０と検出素子用端子部保持体７０’とが積層体２２’から全て取り除かれ、検出素子用端子部９及びヒータ用端子部１２は、積層体２２’に固定された状態でその先端が、重なり合った貫通窓部５，１３，１４，１９内においてシート板面方向内側に突出した状態となる。
【００５５】
そして、図２５（ａ）に示すように、その積層体２２’を隣接する転写領域２５同士を互いに隔てる接合阻止層６において、図示しない打抜きパンチにより長穴状の貫通孔３０が形成されるように打ち抜き、次いで切断線２に沿って切断することにより、図２５（ｂ）に示すように、それぞれ前記構造体となるべき基板成形体３１に分離する。このとき、隣接する転写領域２５同士は、アルミナ小球２１が固着されていない接合阻止層６内において打抜きにより切断・分離されることから、アルミナ小球２１が打抜きパンチにより押し下げられることが回避され、ひいては得られる基板成形体３１の、アルミナ小球２１の転写領域２５に対応する側面部分に傷等がほとんど生じなくなる。
【００５６】
上述のような基板成形体３１を、所定の温度で脱バインダ処理後、温度１５００〜１６００℃で焼成することにより、図２６に示す焼成体３５となる。ここで、グリーンシート１，７，１０及び１８で構成された部分は一体化して、前述の凹部４’に対応する凹部３４を有するセラミック基板３６となり、転写領域２５のアルミナ小球２１は、図２８に示すようにセラミック基板３６の上面側にその下側部を食い込ませた状態で一体化される。また、接合阻止層６はセロゲンで構成されているため、焼成によりほぼ完全に分解・蒸発する。一方、前述の金属ペーストパターン層８及び１１は、それぞれ焼結されてリード部３７、ならびに内蔵ヒータ及びそのリード部３８，３９となる。
【００５７】
そして、図２７に示すように、この焼成体３５に対し、凹部３４を含む転写領域２５に対応する部分に、酸化物半導体粉末、例えば酸化チタン粉末を溶剤及びバインダとともに混練したペーストを盛り、ペースト層４０を、該凹部３４内に入り込むように形成する。次いで、これを温度１０５０〜１２００℃で二次焼成することにより、図２８に示すように、ペースト層４０の酸化チタン粉末が焼結されて検出素子４１となり、該検出素子４１がセラミック基板３６と一体化されたヒータ内蔵型セラミックセンサ用構造体５０（図２９）が得られる。ここで、アルミナ小球２１は、その下側部がセラミック基板３６に食い込む一方、上側部は検出素子４１側に食い込んだ状態となり、それによるアンカー効果により、検出素子４１とセラミック基板３６との間の接合力が高められている。
【００５８】
なお、上記実施例においては、基板成形体に対し被接合体としてアルミナ小球を接合する場合を例にとって説明したが、本発明の技術は、例えば積層される複数のセラミックグリーンシートの層間に空所を形成したり、あるいは積層面間に非接合部分を形成したりする場合にも適用することができる。この場合、その空所あるいは非接合部分に対応して前述の接合阻止層を形成すればよい。
【００５９】
また、図３０（ａ）及び（ｂ）に示すように、検出素子用端子部保持体７０’には端子部保持領域７７の形成されない両縁部に切欠部Ｃを形成し、貫通窓部１９の内縁と基材７１の対応する縁との間に隙間部Ｓを形成することができる。これにより、この隙間部Ｓに指や工具等を差し入れることで、積層体２２’から端子部保持体７０’を除去する作業を行いやすくすることができる。また、被覆用剥離シート７３’には、切欠部Ｃにより形成される凸縁部７１ｂに対応して外向きに張り出す張出部８０を形成することも可能である。図３０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、シート積層工程において張出部８０は、グリーンシート１とグリーンシート７との間に挟まれた状態となる。
【００６０】
例えば、図３０（ｅ）に示すように、該張出部８０が形成されていない場合は、基材７１の剥離時に被覆用剥離シート７３’が連れ上がり、それらの間に挟まれた端子部９を曲げたりすることもありうる。しかしながら、図３０（ｄ）に示すように、張出部８０をグリーンシート１とグリーンシート７との間に挟み込むことで、このような被覆用剥離シート７３’の連れ上がりが生じにくくなり、端子部９の曲がり等を生じることなく、基材７１を被覆用剥離シート７３’から確実に剥離することができる。なお、積層体２２’から被覆用剥離シート７３’を除去する場合は、図３０（ａ）に示すように、被覆用剥離シート７３’の本体部と張出部８０との境界部分にミシン目８０ａを形成しておき、そのミシン目８０ａにおいて張出部８０を分断して、被覆用剥離シート７３’のみを除去するようにすることができる。この場合、張出部８０は積層体２２’に残留した状態となるが、図２１に示すように、グリーンシート１とグリーンシート７との、張出部８０を挟み付ける部分は、製品部分３以外の余白領域であり、製品への影響は生じない。
【００６１】
また、端子部保持体７０の位置決めピン孔７５の形成態様は、図１２に示すよものに限らず、他の配置形態で複数形成することも可能である。また、位置決めピン孔７５の軸断面形状は円形に限らず、図３６（ａ）及び（ｂ）に示すように、楕円形状や角形状等に形成してもよい。この場合、端子部保持体７０の位置決めが可能であれば位置決めピン孔７５は１箇所形成するのみでもよい。
【００６２】
なお、端子部保持体７０の位置決めは、位置決めピン孔７５に基準ピン２０２を挿通させることにより行う方法に限らず、例えばグリーンシート７，１０の貫通窓部１３，１４に端子部保持体７０，７０を配置した状態において、その端子部保持体７０の外周辺と、貫通窓部１３，１４の内周辺との当接により位置決めするようにしてもよい。この場合、端子部保持体７０の各辺と貫通窓部１３，１４の内周部の辺とのクリアランスをそれぞれ０．５mm以下に調整するのが位置決め精度上望ましい。なお、このような方法を採用する場合、位置決めピン孔７５と基準ピン２０２による位置決めを省略しても、これと併用するようにしてもどちらでもよい。また、図３１に示すように、基材７１の縁部に切欠部７１ａを形成し、貫通窓部１３，１４の内縁と基材７１の対応する縁との間に隙間部Ｓを形成することができる。この隙間部Ｓに指や工具等を差し入れることで、積層体２２’から端子部保持体７０を除去する作業を一層行いやすくすることができる。
【００６３】
また、端子部保持体７０においては、基材７１の板面全面に粘着層７２を形成し、端子部保持領域７７以外の部分を剥離シート７３で覆うようになっていたが、端子部保持領域７７又は端子部９及び１２を貼着する部分にのみ粘着層７２を形成するようにしてもよい。この場合、剥離シート７３は省略することができる。さらに、以上の実施例では検出素子用端子部保持体７０’側に被覆用剥離シート７３’を貼付する構成となっていたが、これに代えて又はこれとともにヒータ用端子部保持体７０側に被覆用剥離シート７３’を貼付するようにしてもよい。
【００６４】
また、検出素子用端子部９及びヒータ用端子部１２は軸断面が円状のものが使用されていたが、図３２に示すように平板形状のものを使用してもよい。
【００６５】
なお、本発明は、酸素検出用のセンサに限らずその他のセラミックガスセンサ及びその製造にも適用できる。またセラミックセンサ以外のセラミック構造体及びその製造にも適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック基板を用いて構成されたセラミック構造体の製造方法を示す工程説明図。
【図２】図１に続く工程説明図。
【図３】図２に続く工程説明図。
【図４】図３に続く工程説明図。
【図５】図４に続く工程説明図。
【図６】図５に続く工程説明図。
【図７】図５の部分拡大図。
【図８】図６の部分拡大図。
【図９】端子部保持体の斜視図、その平面図及びＡ−Ａ断面図。
【図１０】端子部保持体に検出素子用端子部を貼着・保持した状態の平面図、そのＢ−Ｂ断面図及び部分拡大側面図。
【図１１】端子部保持体にヒータ用端子部を貼着・保持した状態の平面図、そのＣ−Ｃ断面図及び部分拡大側面図。
【図１２】被覆用剥離シートを貼付する際の作用説明図、その平面図及び正面図。
【図１３】図６に続く工程説明図。
【図１４】図１３に続く工程説明図。
【図１５】図１４に続く工程説明図。
【図１６】図１３〜図１５の要部拡大工程説明図。
【図１７】図１６に続く要部拡大工程説明図。
【図１８】図１３（ｃ）の要部拡大平面図。
【図１９】図１４（ｃ）の要部拡大平面図。
【図２０】図１３（ｃ）の平面図。
【図２１】図１５（ａ）の平面図。
【図２２】図１５（ｂ）に続く工程説明図。
【図２３】図２２に続く工程説明図。
【図２４】図２３に続く工程説明図。
【図２５】図２４の要部拡大図及び図１５（ｃ）に続く工程説明図。
【図２６】図２５に続く工程説明図。
【図２７】図２６に続く工程説明図。
【図２８】図２７に続く工程説明図。
【図２９】本発明のセラミック構造体の一例を示す平面図、その中央断面図及び側面図。
【図３０】検出素子用端子部保持体及び被覆用剥離シートの変形例を示す平面図、その作用を示す断面図。
【図３１】検出素子用端子部保持体の変形例を示す平面図。
【図３２】端子部の変形例を示す斜視図。
【図３３】粘性調整粒状物を配合した塗料状物の作用説明図。
【図３４】積層体の加圧工程において、グリーンシートに金属ペーストパターン非形成領域が形成されている場合の効果を示す作用説明図。
【図３５】図３４において、金属ペーストパターン非形成領域が形成されていない場合の問題点を示す作用説明図。
【図３６】端子部保持体の位置決めピン孔の変形例を示す概念図。
【符号の説明】
１，７，１０，１８  セラミックグリーンシート（セラミック成形体）
３  製品部分
８  金属ペーストパターン層（第二の導電性ペースト層）
９  検出素子用端子部（第二の金属端子部）
１１  金属ペーストパターン層（第一の導電性ペースト層）
１２  ヒータ用端子部（第一の金属端子部）
１３，１４  貫通窓部（端子部保持体収容部）
１７  粘着層
３６  セラミック基板
３６ａ  端面（端子取出面）
３６ｂ  基板本体
３７，３８，３９  リード部（配線部）
５０  ヒータ内蔵型セラミックセンサ用構造体
６０，６１，６２，６３  位置決めピン孔（成形体位置決め手段）
７５  位置決めピン孔（端子部保持体位置決め手段）
７０  端子部保持体
７１  基材
７１ａ，ｃ  切欠部（操作用切欠部）
７２  粘着層
７３  剥離シート
８５  金属ペーストパターン層非形成領域（ペースト層非存在領域）
２００  位置決めダイ（基台）
２０１  基準ピン（成形体位置決めピン、成形体位置決め手段）
２０２  基準ピン（端子部保持体位置決めピン、端子部保持体位置決め手段）
【図１】
0003774058.tif 000002
【図２】
0003774058.tif 000003
【図３】
0003774058.tif 000004
【図４】
0003774058.tif 000005
【図５】
0003774058.tif 000006
【図６】
0003774058.tif 000007
【図７】
0003774058.tif 000008
【図８】
0003774058.tif 000009
【図９】
0003774058.tif 000010
【図１０】
0003774058.tif 000011
【図１１】
0003774058.tif 000012
【図１２】
0003774058.tif 000013
【図１３】
0003774058.tif 000014
【図１４】
0003774058.tif 000015
【図１５】
0003774058.tif 000016
【図１６】
0003774058.tif 000017
【図１７】
0003774058.tif 000018
【図１８】
0003774058.tif 000019
【図１９】
0003774058.tif 000020
【図２０】
0003774058.tif 000021
【図２１】
0003774058.tif 000022
【図２２】
0003774058.tif 000023
【図２３】
0003774058.tif 000024
【図２４】
0003774058.tif 000025
【図２５】
0003774058.tif 000026
【図２６】
0003774058.tif 000027
【図２７】
0003774058.tif 000028
【図２８】
0003774058.tif 000029
【図２９】
0003774058.tif 000030
【図３０】
0003774058.tif 000031
【図３１】
0003774058.tif 000032
【図３２】
0003774058.tif 000033
【図３３】
0003774058.tif 000034
【図３４】
0003774058.tif 000035
【図３５】
0003774058.tif 000036
【図３６】
0003774058.tif 000037