JPH03122080A - メタライズドセラミックの製造方法 - 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） 本発明はメタライズドセラミックの製造方法に関する。

（従来の技術） セラミックにメタライズを施す方法としては、セラミッ
ク粉末をドクターブレード法などによりグリーンシート
に成形してセラミック成形体とした後−メタライズペー
ストを塗布して同時焼成する方法、セラミック粉末を粉
末成形法などにより成形したセラミック成形体を焼成し
た後、メタライズペーストを塗布しメタライズペースト
を焼き付けるための焼成を行う方法などが行われている
。

前記のセラミック成形体との同時焼成によってメタライ
ズを施す方法では、メタライズペーストを酸化させない
ため還元雰囲気中で焼成する。

セラミック成形体を焼成後にメタライズを施す場合は、
大気炉中で本焼成し、メタライズペーストを焼き付ける
。たとえばアルミナセラミックの場合、本焼成温度は１
５００℃〜１６００℃であり、本焼成後にメタライズを
施すには、メタライズペーストとしてたとえばＮｏ−Ｍ
ｎペース１〜を塗布し１４００℃で焼成して焼き付ける
。

（発明が解決しようとする課題） メタライズドセラミック製品は、回路基板等の他各種製
品に用いられる。たとえば、避雷管の外囲器として用い
られる円筒状のセラミック体もそのひとつである。避雷
管はこのセラミック体の端面に電極を銀ろうなどを用い
て気密に接合するため、端面にはあらかじめメタライズ
が施される。

従来、このセラミック体を製造する場合は、セラミック
粉末を粉末成形したセラミック成形体を焼成した後、端
面にタングステンペーストを塗布し、タングステンペー
ストを焼き付けるための焼成を行っていた。

ところが、従来の製法では塗布したタングステンペース
１−が端面からにじんだり、内壁面にだれたりするとい
う問題点が生じた。ペーストがセラミック体の端面から
内壁面にだれると避雷管の放電開始電圧に影響を与え、
一定の規格値から外九で不良原因となる。

また、回路基板の場合には、印刷などにより塗布したメ
タライズペーストににじみやだれが生じて、高密度で微
細な回路パターン等を形成するうえで大きな障害となる
。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、上記避雷管に用いる
セラミック体や回路基板などのようにメタライズが施さ
れて提供されるセラミック製品にたいして、ペース１へ
のにじみやだれ等を発生させることなくメタライズを鮮
明に施すことのできるメタライズドセラミックの製造方
法を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。

すなわち、セラミック粉末を用いて成形したセラミック
成形体を形成し、酸化雰囲気中において該セラミック成
形体を仮焼することにより、セラミック成形体中に含有
する溶剤、バインダを除去すると共に、セラミック粒子
間の反応を生じさせて保形性を有する仮焼体を形成し、
この仮焼体にメタライズペーストを塗布し、還元雰囲気
中において本焼することによりセラミックを緻密に焼結
させると共にメタライズペース１〜を焼き付けることを
特徴とする。

（発明の概要） 本発明の製造方法は、所定形状に成形したセラミックを
あらかじめ仮焼し、仮焼体にたいしてメタライズペース
ｌ−を塗布し、仮焼体を本焼することを特徴とする。

ここで、本焼とはセラミックを完全に緻密化させる焼成
のことをいい、たとえばアルミナセラミックの場合は１
５００℃〜１６００℃の温度で緻密化させて焼結するこ
とができる。

また、上記の仮焼とは、セラミック粉末に添加した溶剤
あるいはバインダを除去すると共に、セラミックの粒子
間で反応を起こさせセラミック自体で保形性を得るよう
に焼成する操作である。この仮焼においてはセラミック
成形体に含有する溶剤、バインダはほぼ完全に除去され
るが、セラミックは緻密化しない。仮焼体の体積は仮焼
前より若干収縮する程度で、したがって仮焼体はかなり
気孔が存在している状態となる。

ただし、仮焼の際セラミック粒子間で反応が生じ、粒子
間に結合力が生じているから仮焼体は十分な保形性を有
し、ペーストを塗布するための取り扱いや治具ヘセット
する等の取り扱いにはまったく不都合はない。

仮焼は、バインダ等を除去しやすくするため大気炉等を
用いた酸化雰囲気中で行う。また、仮焼温度はたとえば
アルミナセラミックでは１２００℃程度でよく、場合に
よって高温で短時間処理したり、やや低温で長時間処理
したりする方法が採用できる。

仮焼後、メタライズペーストを仮焼体に塗布する。ペー
ストの塗布方法はとくに限定されず、スクリーン印刷法
、転写性等適宜の方法によればよい。仮焼体は上述した
ようにかなり気孔を有しているから、ペーストを塗布し
た際、ペース１へ中の溶剤やペース１へ成分が一部仮焼
体中に浸入し、ペース１−のみかけ粘度が上がり、これ
によってにじみ、だれ等を生じさせないで塗布すること
ができる。このように、仮焼体にペース１〜を塗布する
ことによって、にじみ、だれを生じさせずに本来のパタ
ーンどおりに鮮明に印刷、塗布することができ、高密度
で微細なパターンであっても的確に形成することが可能
となる。

ペーストを塗布した後は、還元性雰囲気中で前述した本
焼を行う。メタライズペーストは塗布した際、溶剤やペ
ース！・成分が一部仮焼体中に浸入するから、仮焼体を
本焼して得られる焼結体のメタライズ層は従来のメタラ
イズドセラミックにくらべて強固に接合されるという特
徴がある。

なお、本発明方法は種々のセラミックに対して適用でき
るものであり、用いるセラミック材料、溶剤、バインダ
等に応じて仮焼温度、本焼温度等を設定すればよい。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について説明する。

第１図は避雷管の外囲器を本発明方法によって製造した
例を示す。第１図（ａ）はアルミナ粉末に所要の溶剤お
よびバインダを添加し、粉末成形して円筒状に形成した
セラミック成形体である。

このセラミック成形体１０を酸化雰囲気炉にて１２２０
℃で１時間仮焼した。この仮焼により、溶剤およびバイ
ンダ成分を完全に除去した。

第１図＜ｂ＞はセラミック成形体１０を仮焼して得た仮
焼体１２の端面にタングステンペース１〜１４を塗布し
た状態を示す。仮焼体１２はセラミック成形体１０より
若干収縮する程度で大きな収縮は見られない。タングス
テンペース１〜１４を仮焼体１２の端面に塗布したとこ
ろ、タングステンペースト１４は仮焼体１２の端面上に
のみ塗布され、内壁面、外壁面にだれたり、にじんだり
することがなかった。また、乾燥用治具へ搭載したりす
る取り扱いでもセラミック成形体１０は保形性を有し、
何ら変形等を生じなかった。

次に、上記仮焼体１２を還元雰囲気中で１６００℃にて
本焼し、セラミックの焼結とタングステンペースＩ〜１
４の焼き付けを同時に行った。第１図（ｃ）は本焼後の
状態を示す。本焼によりセラミック焼結体１６は仮焼体
１２の体積の１７２程度まで収縮し、緻密に焼結された
。

メタライズ層の接合強度を見るため、このセラミック焼
結体１６のメタライズ上にニッケルめっきを施し、鉄−
ニッケル合金の薄板を銀ろうを用いてろう付けして引張
り試験をしたところ、４Ｋｇ／ｍｍ’以上の引張り強度
が得られ、メタライズ層が従来よりも高い接合強度を有
することが確かめられた。

なお、上記実施例の比較例として、同一条件のセラミッ
ク成形体１０をまず酸化雰囲気中で１６００℃にて本焼
を行い、この焼結体にタングステンペーストを塗布した
ところ、にじみ、だれが多く発生し、セラミック焼結体
の端面上にのみタングステンペーストを塗布することは
困難であった。すなわち、上記実施例の方法はタングス
テンペーストを塗布した際のにじみ、だれを防止するう
えできわめて有効であることが確認できた。

なお、上記実施例ではセラミック材料としてアルミナセ
ラミックを用いたが、アルミナセラミック以外の材料に
対しても同様である。

また、上記実施例は円筒状のセラミック成形体の端面に
タングステンペーストを塗布する例であるが、セラミッ
ク回路基板等のメタライズ層を形成する製品に対しても
効果的に適用することができる。すなわち、アルミナな
どのセラミック粉末に溶剤、バインダなどを添加してド
クターブレード法によって成形したグリーンシートをま
ず仮焼し、この仮焼体にスクリーン印刷によってメタラ
イズペーストを印刷し、本焼することにより、高密度で
微細な回路パターンを有する回路基板が得られる。メタ
ライズパターンが高密度で微細に形成できるのは、メタ
ライズペーストをスクリーン印刷等によって仮焼体に塗
布した際、にじみやだれが生じないで鮮明なパターンを
的確に形成できること、仮焼体を本焼する際、体積がか
なり縮小するので、大きな仮焼体の段階でメタライズパ
ターンを形成できること等による。なお、セラミックグ
リーンシートを積層した後に焼成する場合は、仮焼した
後に、外部に露出する個所のメタライズ部にペース１〜
を塗布して本焼するようにすればよ％Ｎ。

なお、本発明はメタライズペーストを用いたメタライズ
ドセラミック製品の場合について述べたが、セラミック
ペースｌ−などの絶縁ペース１へを用いて上記と同様に
して仮焼体に塗布した後本焼しても、ペーストのにじみ
やだれが生じないで鮮明なパターンを的確に形成でき、
高密度で微細な絶縁パターンを形成することができた。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは
もちろんのことである。

（発明の効果） 本発明に係るメタライズドセラミックの製造方法によれ
ば、メタライズペースＩ−をにじみ、だれを生じさせる
ことなく鮮明に塗布することができ、セラミック基体上
に形成するメタライズ層を所要パターンにしたがって的
確に形成することができ、また、きわめて高密度で微細
なパターンのメタライズ層も容易に形成することができ
る等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るメタライズドセラミックの製造方
法例を示す説明図である。 １０・・・セラミック成形体、　１２・・・仮焼体、　
　１４・・・タングステンペースト、１６・・・セラミ
ック焼結体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック粉末を用いて成形したセラミック成形体
   を形成し、 酸化雰囲気中において該セラミック成形体を仮焼するこ
   とにより、セラミック成形体中に含有する溶剤、バイン
   ダを除去すると共に、セラミック粒子間の反応を生じさ
   せて保形性を有する仮焼体を形成し、 この仮焼体にメタライズペーストを塗布し、還元雰囲気
   中において本焼することによりセラミックを緻密に焼結
   させると共にメタライズペーストを焼き付けることを特
   徴とするメタライズドセラミックの製造方法。