JPH09187809A - 微細貫通孔を有するセラミック部材の製造方法 - Google Patents
微細貫通孔を有するセラミック部材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンコーダ、高精度微細電界シャッタ、イオ
ン流制御ヘッド、スケール等の機器の高密度化、高精度
化、信頼性の向上の要求に応える耐熱性、耐摩耗性、低
熱膨張性の材料からなる微細貫通孔を有するセラミック
部材の製造方法を提供する。 【解決手段】 薄肉のセラミック板用の第１のグリーン
シートを作製する工程と、第１のグリーンシートに、焼
成後の孔径の最小値が１５０μｍ以下となるような複数
の微細貫通孔を、焼成後の孔間隔の最小値が１５０μｍ
以下となるようにチドリ配置として形成する工程と、セ
ラミック基板用の第２のグリーンシートを作製する工程
と、第２のグリーンシートに少なくとも一つの窓部を有
する第２のグリーンシートに対して、その窓部部位に複
数の微細貫通孔部分が合うように第１のグリーンシート
を積層し、一体的な積層物とする工程と、積層物を焼成
して一体的な焼結体とする工程を含む。セラミック基板
の窓部の短手方向の幅の最大値ｗが、ｗ（ｍｍ）≧１０
／微細貫通孔間隔（焼成後）（μｍ）を満足する。
ン流制御ヘッド、スケール等の機器の高密度化、高精度
化、信頼性の向上の要求に応える耐熱性、耐摩耗性、低
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シートを作製する工程と、第１のグリーンシートに、焼
成後の孔径の最小値が１５０μｍ以下となるような複数
の微細貫通孔を、焼成後の孔間隔の最小値が１５０μｍ
以下となるようにチドリ配置として形成する工程と、セ
ラミック基板用の第２のグリーンシートを作製する工程
と、第２のグリーンシートに少なくとも一つの窓部を有
する第２のグリーンシートに対して、その窓部部位に複
数の微細貫通孔部分が合うように第１のグリーンシート
を積層し、一体的な積層物とする工程と、積層物を焼成
して一体的な焼結体とする工程を含む。セラミック基板
の窓部の短手方向の幅の最大値ｗが、ｗ（ｍｍ）≧１０
／微細貫通孔間隔（焼成後）（μｍ）を満足する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、複数の微細貫通
孔を有するセラミック部材の製造方法に関する。
孔を有するセラミック部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来から、エンコーダ、高精度微細電
界シャッタ、イオン流制御ヘッド、スケール等の微細貫
通孔を有する部材には、加工の容易性から金属、合成樹
脂等が使われてきた。上記の応用製品において、セラミ
ック部材の微細貫通孔は、気体、液体、微粒子固体、光
等を通過させたり、通過させなかったりすることにより
位置を検知、又は記録するため等に用いられている。こ
れらの微細貫通孔を有する部材には、近年、高密度化、
高精度化、高信頼性が要求されるようになってきた。し
かし、従来使われている金属、合成樹脂等では、これら
の要求を十分満足することができないため、従来と異な
る素材によるものの出現が期待されていた。
界シャッタ、イオン流制御ヘッド、スケール等の微細貫
通孔を有する部材には、加工の容易性から金属、合成樹
脂等が使われてきた。上記の応用製品において、セラミ
ック部材の微細貫通孔は、気体、液体、微粒子固体、光
等を通過させたり、通過させなかったりすることにより
位置を検知、又は記録するため等に用いられている。こ
れらの微細貫通孔を有する部材には、近年、高密度化、
高精度化、高信頼性が要求されるようになってきた。し
かし、従来使われている金属、合成樹脂等では、これら
の要求を十分満足することができないため、従来と異な
る素材によるものの出現が期待されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、かかる事
情を背景としてなされたものであって、その解決課題と
するところは、耐熱性、耐摩耗性、低熱膨張性の材料か
らなる微細貫通孔を有する部材を提供し、エンコーダ、
高精度微細電界シャッタ、イオン流制御ヘッド、スケー
ル等の機器の高密度化、高精度化、信頼性の向上の要求
に応えるものである。
情を背景としてなされたものであって、その解決課題と
するところは、耐熱性、耐摩耗性、低熱膨張性の材料か
らなる微細貫通孔を有する部材を提供し、エンコーダ、
高精度微細電界シャッタ、イオン流制御ヘッド、スケー
ル等の機器の高密度化、高精度化、信頼性の向上の要求
に応えるものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 かかる課題を解決する
ため、本発明の第１の発明は、(1) 薄肉のセラミック板
用の第１のグリーンシートを作製する工程と、(2) 第１
のグリーンシートに、焼成後の孔径の最小値が１５０μ
ｍ以下となるような複数の微細貫通孔を、焼成後の孔間
隔の最小値が１５０μｍ以下となるようにチドリ配置と
して形成する工程と、(3) セラミック基板用の第２のグ
リーンシートを作製する工程と、(4) 第２のグリーンシ
ートに少なくとも一つの窓部を形成する工程と、(5) 少
なくとも一つの窓部を有する第２のグリーンシートに対
して、その窓部部位に複数の微細貫通孔部分が合うよう
に第１のグリーンシートを積層し、一体的な積層物とす
る工程と、(6) 該積層物を焼成して一体的な焼結体とす
る工程を含み、(7) 前記セラミック基板の窓部の短手方
向の幅の最大値ｗが次式 ｗ（ｍｍ）≧１０／微細貫通孔間隔（焼成後）（μｍ） を満足することを特徴とするものである。
ため、本発明の第１の発明は、(1) 薄肉のセラミック板
用の第１のグリーンシートを作製する工程と、(2) 第１
のグリーンシートに、焼成後の孔径の最小値が１５０μ
ｍ以下となるような複数の微細貫通孔を、焼成後の孔間
隔の最小値が１５０μｍ以下となるようにチドリ配置と
して形成する工程と、(3) セラミック基板用の第２のグ
リーンシートを作製する工程と、(4) 第２のグリーンシ
ートに少なくとも一つの窓部を形成する工程と、(5) 少
なくとも一つの窓部を有する第２のグリーンシートに対
して、その窓部部位に複数の微細貫通孔部分が合うよう
に第１のグリーンシートを積層し、一体的な積層物とす
る工程と、(6) 該積層物を焼成して一体的な焼結体とす
る工程を含み、(7) 前記セラミック基板の窓部の短手方
向の幅の最大値ｗが次式 ｗ（ｍｍ）≧１０／微細貫通孔間隔（焼成後）（μｍ） を満足することを特徴とするものである。
【０００５】 また、第２の発明は、(1) 薄肉のセラミ
ック板用の第１のグリーンシートを作製する工程と、
(2) セラミック基板用の第２のグリーンシートを作製す
る工程と、(3) 第２のグリーンシートに少なくとも一つ
の窓部を形成する工程と、(4) 少なくとも一つの窓部を
有する第２のグリーンシートに対して、その窓部部位を
覆蓋するように第１のグリーンシートを積層し、一体的
な積層物とする工程と、(5) 該積層物の窓部部位に対応
する第１のグリーンシート部分に、焼成後の孔径の最小
値が１５０μｍ以下となるような複数の微細貫通孔を、
焼成後の孔間隔の最小値が１５０μｍ以下となるように
チドリ配置に形成する工程と、(6) 該積層物を焼成して
一体的な焼結体とする工程を含み、(7) 前記セラミック
基板の窓部の短手方向の幅の最大値ｗが次式 ｗ（ｍｍ）≧１０／微細貫通孔間隔（焼成後）（μｍ） を満足することを特徴とするものである。
ック板用の第１のグリーンシートを作製する工程と、
(2) セラミック基板用の第２のグリーンシートを作製す
る工程と、(3) 第２のグリーンシートに少なくとも一つ
の窓部を形成する工程と、(4) 少なくとも一つの窓部を
有する第２のグリーンシートに対して、その窓部部位を
覆蓋するように第１のグリーンシートを積層し、一体的
な積層物とする工程と、(5) 該積層物の窓部部位に対応
する第１のグリーンシート部分に、焼成後の孔径の最小
値が１５０μｍ以下となるような複数の微細貫通孔を、
焼成後の孔間隔の最小値が１５０μｍ以下となるように
チドリ配置に形成する工程と、(6) 該積層物を焼成して
一体的な焼結体とする工程を含み、(7) 前記セラミック
基板の窓部の短手方向の幅の最大値ｗが次式 ｗ（ｍｍ）≧１０／微細貫通孔間隔（焼成後）（μｍ） を満足することを特徴とするものである。
【０００６】 上記した発明に従う好ましい態様には次
のものがある。前記薄肉のセラミック板の主成分が部分
安定化ジルコニアであること。前記薄肉の部分安定化ジ
ルコニアを主成分とする板の結晶粒子径が２μｍ以下で
あること。前記薄肉の部分安定化ジルコニアを主成分と
する板が２〜６ｍｏｌ％の酸化イットリウムで部分安定
化したものからなること。前記微細貫通孔径の最小値
（焼成後）が１００μｍ以下であること。前記微細貫通
孔間隔の最小値（焼成後）が１００μｍ以下であるこ
と。前記薄肉のセラミック板の厚さが、一般には１００
μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下であること。前記セ
ラミック基板の厚さが５０μｍ以上、好ましくは１００
μｍ以上であること。
のものがある。前記薄肉のセラミック板の主成分が部分
安定化ジルコニアであること。前記薄肉の部分安定化ジ
ルコニアを主成分とする板の結晶粒子径が２μｍ以下で
あること。前記薄肉の部分安定化ジルコニアを主成分と
する板が２〜６ｍｏｌ％の酸化イットリウムで部分安定
化したものからなること。前記微細貫通孔径の最小値
（焼成後）が１００μｍ以下であること。前記微細貫通
孔間隔の最小値（焼成後）が１００μｍ以下であるこ
と。前記薄肉のセラミック板の厚さが、一般には１００
μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下であること。前記セ
ラミック基板の厚さが５０μｍ以上、好ましくは１００
μｍ以上であること。
【０００７】 ここで、微細貫通孔径とは、微細貫通孔
の形状が円の場合は直径、矩形の場合は長辺、楕円の場
合は長径、多角形の場合は最も長い対角線長さをいう。
また、微細貫通孔の形状は上記記載形状及びそれらを組
み合わせた形状が採用される。尚、微細貫通孔径は、薄
肉のセラミック板の表面の測定値と裏面の測定値との平
均値とする。また、微細貫通孔間隔ｄは、図６に示すよ
うに隣接する微細貫通孔間の最短の壁の厚さである。
の形状が円の場合は直径、矩形の場合は長辺、楕円の場
合は長径、多角形の場合は最も長い対角線長さをいう。
また、微細貫通孔の形状は上記記載形状及びそれらを組
み合わせた形状が採用される。尚、微細貫通孔径は、薄
肉のセラミック板の表面の測定値と裏面の測定値との平
均値とする。また、微細貫通孔間隔ｄは、図６に示すよ
うに隣接する微細貫通孔間の最短の壁の厚さである。
【０００８】
【発明の実施の形態】 以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明は、微細貫通孔を有するセラミック部材の製
造にあたり、セラミック基板用の第２のグリーンシート
と微細貫通孔を形成した薄肉の第１のグリーンシートと
の積層体を焼成して、一体的な焼結体とするものであ
る。ここで、微細貫通孔を形成するには、孔径のばらつ
き低減、生産性向上、形成の困難性等の理由により、第
１のグリーンシートの厚みをある程度薄くする必要があ
り、そのため第２のグリーンシートを積層し、部材とし
ての剛性を高めることによって実用的なものとする。
る。本発明は、微細貫通孔を有するセラミック部材の製
造にあたり、セラミック基板用の第２のグリーンシート
と微細貫通孔を形成した薄肉の第１のグリーンシートと
の積層体を焼成して、一体的な焼結体とするものであ
る。ここで、微細貫通孔を形成するには、孔径のばらつ
き低減、生産性向上、形成の困難性等の理由により、第
１のグリーンシートの厚みをある程度薄くする必要があ
り、そのため第２のグリーンシートを積層し、部材とし
ての剛性を高めることによって実用的なものとする。
【０００９】 しかしながら、本発明のような、複数の
微細貫通孔を有する積層体を一体的に形成する際、焼成
時に発生する応力によって微細貫通孔間やその周辺部に
クラックが発生する。そこで、このような問題を解決す
るためには、窓部の短手方向の幅の最大値ｗと微細貫通
孔間隔ｄとが以下の関係を満足することが必要である。 ｗ（ｍｍ）≧１０／微細貫通孔間隔ｄ（焼成後）（μ
ｍ） なお、好ましくは、ｗ（ｍｍ）≧２５／微細貫通孔間隔
ｄ（μｍ）で、より好ましくは、ｗ（ｍｍ）≧５０／微
細貫通孔間隔ｄ（μｍ）である。
微細貫通孔を有する積層体を一体的に形成する際、焼成
時に発生する応力によって微細貫通孔間やその周辺部に
クラックが発生する。そこで、このような問題を解決す
るためには、窓部の短手方向の幅の最大値ｗと微細貫通
孔間隔ｄとが以下の関係を満足することが必要である。 ｗ（ｍｍ）≧１０／微細貫通孔間隔ｄ（焼成後）（μ
ｍ） なお、好ましくは、ｗ（ｍｍ）≧２５／微細貫通孔間隔
ｄ（μｍ）で、より好ましくは、ｗ（ｍｍ）≧５０／微
細貫通孔間隔ｄ（μｍ）である。
【００１０】 また、窓部の短手方向の幅の最大値ｗが
１０ｍｍ以上となると、生積層体の取扱性の低下、焼成
後の薄肉セラミック板部の強度低下、焼成後の薄肉セラ
ミック板部の平坦性の低下等の問題が発生するので好ま
しくない。又、第２のグリーンシート（焼成後、セラミ
ック基板となる）は、単に部材の剛性を向上させるだけ
でなく、焼成後の寸法安定性を向上させるという効果も
ある。これは、薄肉セラミック板部は複数の微細貫通孔
を有するため、これを単独で焼成すると、焼成収縮によ
って歪みを生じやすいためである。
１０ｍｍ以上となると、生積層体の取扱性の低下、焼成
後の薄肉セラミック板部の強度低下、焼成後の薄肉セラ
ミック板部の平坦性の低下等の問題が発生するので好ま
しくない。又、第２のグリーンシート（焼成後、セラミ
ック基板となる）は、単に部材の剛性を向上させるだけ
でなく、焼成後の寸法安定性を向上させるという効果も
ある。これは、薄肉セラミック板部は複数の微細貫通孔
を有するため、これを単独で焼成すると、焼成収縮によ
って歪みを生じやすいためである。
【００１１】 さらに、本発明では、図７（ａ）に示す
ように、第１のグリーンシートに複数の微細貫通孔をチ
ドリ配置として形成する。そして、複数の微細貫通孔
は、焼成後の孔径の最小値が１５０μｍ以下となるよう
に、また、焼成後の孔間隔の最小値が１５０μｍ以下と
なるように形成している。このように、複数の微細貫通
孔をチドリ配置として形成することによる利点、効果を
以下に説明する。
ように、第１のグリーンシートに複数の微細貫通孔をチ
ドリ配置として形成する。そして、複数の微細貫通孔
は、焼成後の孔径の最小値が１５０μｍ以下となるよう
に、また、焼成後の孔間隔の最小値が１５０μｍ以下と
なるように形成している。このように、複数の微細貫通
孔をチドリ配置として形成することによる利点、効果を
以下に説明する。
【００１２】 図７（ｂ）に示すような微細貫通孔の
ストレート配置と比較すると、図７（ａ）（ｂ）におい
て、矢印方向の孔密度を考えた場合、孔間隔を大きくす
ることができ、従って、パンチング金型が製作し易い、
エキシマレーザー等レーザー加工の際使用するマスクが
製作し易い、などの利点を有する。 チドリ配置では、焼成時に発生する応力の方向が分散
されるため、微細貫通孔を形成した薄板部のクラックを
防止する効果がある。すなわち、微細貫通孔のストレー
ト配置の場合には、応力によりクラックが一方向に進展
するが、チドリ配置では、応力の方向が分散してクラッ
クが発生し難く、かつクラックが進展しにくい。従っ
て、本発明のごときチドリ配置によれば、その微細貫通
孔間隔がストレート配置の場合と同一であっても、上記
のような効果を発揮する。
ストレート配置と比較すると、図７（ａ）（ｂ）におい
て、矢印方向の孔密度を考えた場合、孔間隔を大きくす
ることができ、従って、パンチング金型が製作し易い、
エキシマレーザー等レーザー加工の際使用するマスクが
製作し易い、などの利点を有する。 チドリ配置では、焼成時に発生する応力の方向が分散
されるため、微細貫通孔を形成した薄板部のクラックを
防止する効果がある。すなわち、微細貫通孔のストレー
ト配置の場合には、応力によりクラックが一方向に進展
するが、チドリ配置では、応力の方向が分散してクラッ
クが発生し難く、かつクラックが進展しにくい。従っ
て、本発明のごときチドリ配置によれば、その微細貫通
孔間隔がストレート配置の場合と同一であっても、上記
のような効果を発揮する。
【００１３】 本発明による微細貫通孔のチドリ配置
によれば、ストレート配置では不可能な高密度化が可能
となる。即ち、ストレート配置では、微細貫通孔の孔径
以下のピッチは不可能であるが、チドリ配置によれば、
図７（ａ）（ｂ）において、矢印方向の孔密度をストレ
ート配置の２倍にすることもできる。 微細貫通孔のチドリ配置では、図５（ａ）に示すよう
に、ストレート配置に比して電極パターンを広くとるこ
とが可能である。 孔密度が同一の場合、ストレート配置に比しチドリ配
置の方が部材としての強度が大きく、従って、用途範囲
の拡大、使い勝手の良さなどに優れている。
によれば、ストレート配置では不可能な高密度化が可能
となる。即ち、ストレート配置では、微細貫通孔の孔径
以下のピッチは不可能であるが、チドリ配置によれば、
図７（ａ）（ｂ）において、矢印方向の孔密度をストレ
ート配置の２倍にすることもできる。 微細貫通孔のチドリ配置では、図５（ａ）に示すよう
に、ストレート配置に比して電極パターンを広くとるこ
とが可能である。 孔密度が同一の場合、ストレート配置に比しチドリ配
置の方が部材としての強度が大きく、従って、用途範囲
の拡大、使い勝手の良さなどに優れている。
【００１４】 本発明による微細貫通孔を有する部材
は、焼成後の孔径の最小値が１５０μｍ以下となるよう
に、また、焼成後の孔間隔の最小値が１５０μｍ以下と
なるように形成している。このような孔径、孔間隔とす
ることにより、前記したチドリ配置の利点、効果と相ま
って、より優れた高密度化、高精度化対応が可能とな
り、また、素材がセラミックであるため信頼性も確保で
きるものである。尚、微細貫通孔径を１５０μｍ以下と
するためには、セラミックの素材が部分安定化ジルコニ
アであることが好ましい。
は、焼成後の孔径の最小値が１５０μｍ以下となるよう
に、また、焼成後の孔間隔の最小値が１５０μｍ以下と
なるように形成している。このような孔径、孔間隔とす
ることにより、前記したチドリ配置の利点、効果と相ま
って、より優れた高密度化、高精度化対応が可能とな
り、また、素材がセラミックであるため信頼性も確保で
きるものである。尚、微細貫通孔径を１５０μｍ以下と
するためには、セラミックの素材が部分安定化ジルコニ
アであることが好ましい。
【００１５】 本発明において、薄肉のセラミックの素
材は部分安定化ジルコニアが好ましい。部分安定化ジル
コニアは熱膨張係数が金属に較べて小さく、高温環境下
での孔位置精度の向上を図ることができる。また、部分
安定化ジルコニアはセラミックの中でも強度が大きいた
め、取扱性、耐久性、信頼性が良く、更に、耐腐食性、
耐摩耗性、耐熱性に優れているため、温度、媒体の適用
可能範囲を広くすることができる。
材は部分安定化ジルコニアが好ましい。部分安定化ジル
コニアは熱膨張係数が金属に較べて小さく、高温環境下
での孔位置精度の向上を図ることができる。また、部分
安定化ジルコニアはセラミックの中でも強度が大きいた
め、取扱性、耐久性、信頼性が良く、更に、耐腐食性、
耐摩耗性、耐熱性に優れているため、温度、媒体の適用
可能範囲を広くすることができる。
【００１６】 薄肉の部分安定化ジルコニアを主成分と
する板の結晶粒径は２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下
である。これは、薄肉部分安定化ジルコニアを主成分と
する板の強度、耐摩耗性、耐腐食性を向上させるためで
ある。
する板の結晶粒径は２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下
である。これは、薄肉部分安定化ジルコニアを主成分と
する板の強度、耐摩耗性、耐腐食性を向上させるためで
ある。
【００１７】 ジルコニアの部分安定化剤としては、酸
化イットリウムが２〜６ｍｏｌ％、好ましくは２．５〜
４．０ｍｏｌ％含有するものである。これは、薄肉の部
分安定化ジルコニアを主成分とする板の強度、耐摩耗性
を向上させるためである。
化イットリウムが２〜６ｍｏｌ％、好ましくは２．５〜
４．０ｍｏｌ％含有するものである。これは、薄肉の部
分安定化ジルコニアを主成分とする板の強度、耐摩耗性
を向上させるためである。
【００１８】 前記薄肉のセラミック板の厚さは、通常
１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好まし
くは３０μｍ以下である。薄くすることで微細貫通孔の
形成を容易にする。すなわち、金型／ＮＣパンチングの
打ち抜きの際のピン折れ防止、打ち抜きの精度向上（シ
ートの表／裏の孔径ばらつきの低減）、打ち抜き面のバ
リ発生防止、レーザ加工の場合には、上記ピン折れ以外
の項目と加工時間の低減をすることができる。又、薄く
することで微細貫通孔に粉体、液体等を通過させる場
合、その通過抵抗を小さくすることができる。一方、薄
肉セラミック板の厚さが１００μｍより厚いと、微細貫
通孔の形成性が悪化するので好ましくない。なお、薄肉
のセラミック板の厚さを１００μｍ以下とするために
は、素材が部分安定化ジルコニアを主成分とすることが
強度、靱性、耐摩耗性の点で望ましい。
１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好まし
くは３０μｍ以下である。薄くすることで微細貫通孔の
形成を容易にする。すなわち、金型／ＮＣパンチングの
打ち抜きの際のピン折れ防止、打ち抜きの精度向上（シ
ートの表／裏の孔径ばらつきの低減）、打ち抜き面のバ
リ発生防止、レーザ加工の場合には、上記ピン折れ以外
の項目と加工時間の低減をすることができる。又、薄く
することで微細貫通孔に粉体、液体等を通過させる場
合、その通過抵抗を小さくすることができる。一方、薄
肉セラミック板の厚さが１００μｍより厚いと、微細貫
通孔の形成性が悪化するので好ましくない。なお、薄肉
のセラミック板の厚さを１００μｍ以下とするために
は、素材が部分安定化ジルコニアを主成分とすることが
強度、靱性、耐摩耗性の点で望ましい。
【００１９】 セラミック基板はセラミック部材全体の
剛性を高めるために用いる。セラミック基板の厚さは好
ましくは５０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上
である。セラミック基板の厚さが５０μｍより薄いと、
部材としての剛性が不足するため好ましくない。また、
セラミック基板は剛性を高めるために用いるだけでな
く、機能を有していてもよい。さらに、セラミック基板
は単一層であっても、複数層であってもよい。複数層の
場合、上記好ましい厚さは複数層の合計厚さに対応し、
全ての層が同一形状である必要はなく、又、それぞれの
層が別々の機能を持っていても良い。なお、図２のセラ
ミック基板１０は窓部を有しないものである。
剛性を高めるために用いる。セラミック基板の厚さは好
ましくは５０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上
である。セラミック基板の厚さが５０μｍより薄いと、
部材としての剛性が不足するため好ましくない。また、
セラミック基板は剛性を高めるために用いるだけでな
く、機能を有していてもよい。さらに、セラミック基板
は単一層であっても、複数層であってもよい。複数層の
場合、上記好ましい厚さは複数層の合計厚さに対応し、
全ての層が同一形状である必要はなく、又、それぞれの
層が別々の機能を持っていても良い。なお、図２のセラ
ミック基板１０は窓部を有しないものである。
【００２０】 さらに、薄肉のセラミック板とセラミッ
ク基板とは、その厚さが 薄肉のセラミック板厚さ＜セラミック基板の厚さ の関係を満足することが好ましい。薄肉のセラミック板
がセラミック基板より厚いと、焼成後のセラミック部材
の寸法安定性が低下して、好ましくない。
ク基板とは、その厚さが 薄肉のセラミック板厚さ＜セラミック基板の厚さ の関係を満足することが好ましい。薄肉のセラミック板
がセラミック基板より厚いと、焼成後のセラミック部材
の寸法安定性が低下して、好ましくない。
【００２１】 図１〜３は、それぞれ本発明の製造方法
により得られるチドリ配置した微細貫通孔を有するセラ
ミック部材の具体例を示すものである。図１は、チドリ
配置した微細貫通孔１を有する薄肉セラミック板７が、
窓部３を有するセラミック基板９と一体となった積層焼
結体であるセラミック部材を示している。図２は、セラ
ミック基板９に、窓部を有しないセラミック基板１０を
さらに積層し一体化したセラミック部材で、図３は、窓
部３の形状が各々相違する３層のセラミック基板９をチ
ドリ配置した微細貫通孔１を有する薄肉のセラミック板
７に積層一体化したセラミック部材を示すものである。
により得られるチドリ配置した微細貫通孔を有するセラ
ミック部材の具体例を示すものである。図１は、チドリ
配置した微細貫通孔１を有する薄肉セラミック板７が、
窓部３を有するセラミック基板９と一体となった積層焼
結体であるセラミック部材を示している。図２は、セラ
ミック基板９に、窓部を有しないセラミック基板１０を
さらに積層し一体化したセラミック部材で、図３は、窓
部３の形状が各々相違する３層のセラミック基板９をチ
ドリ配置した微細貫通孔１を有する薄肉のセラミック板
７に積層一体化したセラミック部材を示すものである。
【００２２】 第１の発明及び第２の発明において、薄
肉のセラミック板用の第１のグリーンシート及びセラミ
ック基板用の第２のグリーンシートの作製方法は次の通
りである。上記各々のグリーンシート作製用スラリーま
たはペーストは、従来と同様に、セラミック粉末に適当
なバインダ、可塑剤、分散剤、焼結助剤、有機溶媒など
が配合されて、調製される。そのようなスラリーやペー
ストを用いて、ドクターブレード法、カレンダー法、印
刷法、リバースロールコータ法等の従来から公知の手法
に従って、所定の厚みのセラミックグリーンシートが成
形される。そして、その後必要に応じて、切断、切削、
打ち抜き、微細貫通孔の形成等の加工を施したり、複数
枚のグリーンシートが積層され、熱圧着等によって、一
体的な積層物とされたりして、所定形状及び厚さの成形
物とされる。なお、微細貫通孔は金型／ＮＣパンチン
グ、エキシマレーザ加工等により形成される。又、微細
貫通孔の形成は、グリーンシート単体の状態で行って
も、積層後行ってもよい。
肉のセラミック板用の第１のグリーンシート及びセラミ
ック基板用の第２のグリーンシートの作製方法は次の通
りである。上記各々のグリーンシート作製用スラリーま
たはペーストは、従来と同様に、セラミック粉末に適当
なバインダ、可塑剤、分散剤、焼結助剤、有機溶媒など
が配合されて、調製される。そのようなスラリーやペー
ストを用いて、ドクターブレード法、カレンダー法、印
刷法、リバースロールコータ法等の従来から公知の手法
に従って、所定の厚みのセラミックグリーンシートが成
形される。そして、その後必要に応じて、切断、切削、
打ち抜き、微細貫通孔の形成等の加工を施したり、複数
枚のグリーンシートが積層され、熱圧着等によって、一
体的な積層物とされたりして、所定形状及び厚さの成形
物とされる。なお、微細貫通孔は金型／ＮＣパンチン
グ、エキシマレーザ加工等により形成される。又、微細
貫通孔の形成は、グリーンシート単体の状態で行って
も、積層後行ってもよい。
【００２３】 上記の薄肉のセラミック板として、部分
安定化ジルコニアを主成分とするものを使用する場合に
は、部分安定化ジルコニア粉末に対して３０重量％以下
の助剤、例えば、アルミナ、シリカ、遷移金属酸化物、
粘土、ムライト、コージェライト、スピネル、チタニア
等及びこれらの混合物を添加してもよい。
安定化ジルコニアを主成分とするものを使用する場合に
は、部分安定化ジルコニア粉末に対して３０重量％以下
の助剤、例えば、アルミナ、シリカ、遷移金属酸化物、
粘土、ムライト、コージェライト、スピネル、チタニア
等及びこれらの混合物を添加してもよい。
【００２４】 かかる成形物に対して焼却操作が実施さ
れ、これにより、該積層物を一体的な焼結体とする。こ
の時の焼成温度は、一般に、１２００〜１７００℃程
度、好ましくは１３００〜１６００℃程度の温度が採用
されることになる。なお、焼結後の前記積層物に反りが
ある場合には、平滑なセラミック製の重し等を載せて、
焼成温度近傍の温度で最焼成し、反りを修正することも
有利に採用されうる。
れ、これにより、該積層物を一体的な焼結体とする。こ
の時の焼成温度は、一般に、１２００〜１７００℃程
度、好ましくは１３００〜１６００℃程度の温度が採用
されることになる。なお、焼結後の前記積層物に反りが
ある場合には、平滑なセラミック製の重し等を載せて、
焼成温度近傍の温度で最焼成し、反りを修正することも
有利に採用されうる。
【００２５】 薄肉のセラミック板用グリーンシートの
粉末粒子径は、本発明における微細貫通孔径及び微細貫
通孔間隔を達成するためには、次に示す二つの条件を満
たすことが望ましい。グリーンシートの機械打ち抜き、
エキシマレーザ加工による微細貫通孔の形成は焼成基板
加工とは異なり、粒内を切断することができない。従っ
て、粉末粒子径が大きいと、加工面を精度良く形成でき
ず、加工面の平滑度が悪くなり、バリが生じる等の問題
が発生する。また、粉末粒子径を小さくすることで、微
細貫通孔加工等の取扱時におけるグリーンシートの伸び
を効果的に小さくすることができる。
粉末粒子径は、本発明における微細貫通孔径及び微細貫
通孔間隔を達成するためには、次に示す二つの条件を満
たすことが望ましい。グリーンシートの機械打ち抜き、
エキシマレーザ加工による微細貫通孔の形成は焼成基板
加工とは異なり、粒内を切断することができない。従っ
て、粉末粒子径が大きいと、加工面を精度良く形成でき
ず、加工面の平滑度が悪くなり、バリが生じる等の問題
が発生する。また、粉末粒子径を小さくすることで、微
細貫通孔加工等の取扱時におけるグリーンシートの伸び
を効果的に小さくすることができる。
【００２６】（粉末粒子径の条件１）薄肉のセラミック
板用グリーンシート中のバインダ、可塑剤、分散剤等の
有機物成分を除去するために、５００℃、２時間の熱処
理を行い、測定試料を作製する。この試料のＢＥＴ比表
面積値を測定し、粉末粒子径の球相当径ＤBET を算出す
る。ＤBET を下式の範囲とすることで、微細貫通孔の形
成時の加工性、取扱性を向上させることができる。 ０．０２≦ＤBET ≦０．２ ［μｍ］ ここで、ＤBET ＝６／ρＳ ［μｍ］ ρ：粉末理論密度 ［ｇ／ｃｍ3 ］ Ｓ：粉末ＢＥＴ比表面積値 ［ｍ2 ／ｇ］ ＤBET が０．０２以下では、均一なグリーンシートの成
形が困難である。
板用グリーンシート中のバインダ、可塑剤、分散剤等の
有機物成分を除去するために、５００℃、２時間の熱処
理を行い、測定試料を作製する。この試料のＢＥＴ比表
面積値を測定し、粉末粒子径の球相当径ＤBET を算出す
る。ＤBET を下式の範囲とすることで、微細貫通孔の形
成時の加工性、取扱性を向上させることができる。 ０．０２≦ＤBET ≦０．２ ［μｍ］ ここで、ＤBET ＝６／ρＳ ［μｍ］ ρ：粉末理論密度 ［ｇ／ｃｍ3 ］ Ｓ：粉末ＢＥＴ比表面積値 ［ｍ2 ／ｇ］ ＤBET が０．０２以下では、均一なグリーンシートの成
形が困難である。
【００２７】（粉末粒子径の条件２）グリーンシート成
形前のスラリーを、スラリー化した溶剤にて希釈後、ホ
リバ製レーザ回折式粒度測定装置ＬＡ−７００を使用
し、平均粒子径を測定する。この平均粒子径は０．８μ
ｍ以下、好ましくは０．６μｍ以下である。この平均粒
子径が小さいほど、打ち抜き加工面、エキシマレーザ加
工面の平滑度が向上する。
形前のスラリーを、スラリー化した溶剤にて希釈後、ホ
リバ製レーザ回折式粒度測定装置ＬＡ−７００を使用
し、平均粒子径を測定する。この平均粒子径は０．８μ
ｍ以下、好ましくは０．６μｍ以下である。この平均粒
子径が小さいほど、打ち抜き加工面、エキシマレーザ加
工面の平滑度が向上する。
【００２８】 薄肉のセラミック板用グリーンシート中
のセラミック粉末占有率及び有機物成分占有率が以下に
示す式の範囲とすることで、微細貫通孔の加工精度向
上、加工面の平滑度改善、ボロ発生の低減、グリーンシ
ートの伸びの低減をさせることができる。ここで、有機
物成分とは、バインダ、可塑剤、分散剤等をいう。 ０．８０≦Ａ＋Ｂ≦０．９８ ０．４０≦Ａ≦０．５５ Ａ＝ＧＤ×［ａ／（ａ＋ｂ）］×１／ρce Ｂ＝ＧＤ×Σ｛［ｂi ／（ａ＋ｂ）］×１／ρi ｝ ここで、 Ａ：セラミック粉末占有率 Ｂ：有機物成分占有率 ａ：セラミック粉末重量部 ｂ：有機物成分重量部（ｂ＝Σｂi ） ｂi ：各有機物成分重量部 ＧＤ：グリーンシートの生密度 ［ｇ／ｃｍ3 ］ ρce：セラミック粉末理論密度 ［ｇ／ｃｍ3 ］ ρi ：各有機物成分の理論密度 ［ｇ／ｃｍ3 ］ を表す。
のセラミック粉末占有率及び有機物成分占有率が以下に
示す式の範囲とすることで、微細貫通孔の加工精度向
上、加工面の平滑度改善、ボロ発生の低減、グリーンシ
ートの伸びの低減をさせることができる。ここで、有機
物成分とは、バインダ、可塑剤、分散剤等をいう。 ０．８０≦Ａ＋Ｂ≦０．９８ ０．４０≦Ａ≦０．５５ Ａ＝ＧＤ×［ａ／（ａ＋ｂ）］×１／ρce Ｂ＝ＧＤ×Σ｛［ｂi ／（ａ＋ｂ）］×１／ρi ｝ ここで、 Ａ：セラミック粉末占有率 Ｂ：有機物成分占有率 ａ：セラミック粉末重量部 ｂ：有機物成分重量部（ｂ＝Σｂi ） ｂi ：各有機物成分重量部 ＧＤ：グリーンシートの生密度 ［ｇ／ｃｍ3 ］ ρce：セラミック粉末理論密度 ［ｇ／ｃｍ3 ］ ρi ：各有機物成分の理論密度 ［ｇ／ｃｍ3 ］ を表す。
【００２９】 微細貫通孔を有する薄肉のセラミック板
の部分安定化ジルコニアの結晶相は、主として正方晶、
もしくは主として立方晶、正方晶、単斜晶の内、少なく
とも２種以上の結晶相からなる混晶とすることで部分安
定化されたジルコニアを主成分とする材料が好ましく使
用される。これは、強度と靱性とが優れているためであ
る。
の部分安定化ジルコニアの結晶相は、主として正方晶、
もしくは主として立方晶、正方晶、単斜晶の内、少なく
とも２種以上の結晶相からなる混晶とすることで部分安
定化されたジルコニアを主成分とする材料が好ましく使
用される。これは、強度と靱性とが優れているためであ
る。
【００３０】 グリーンシート間に接着補助層を設ける
ことも有利に採用される。接着補助層を設けることによ
り、積層圧力を低減させることができる。積層圧力は１
００Ｋｇ／ｃｍ2 以下が好ましく、４０Ｋｇ／ｃｍ2 以
下がより好ましい。積層圧力が大きいと微細貫通孔間の
間隔が狭いため、クラックが生じやすくなる。接着補助
剤の材料としては、グリーンシート作製用スラリー、ペ
ースト、バインダ、可塑剤、溶剤、又は、これらの混合
物等が用いられる。接着補助層は、塗布、印刷、噴霧等
により形成することが好ましい。
ことも有利に採用される。接着補助層を設けることによ
り、積層圧力を低減させることができる。積層圧力は１
００Ｋｇ／ｃｍ2 以下が好ましく、４０Ｋｇ／ｃｍ2 以
下がより好ましい。積層圧力が大きいと微細貫通孔間の
間隔が狭いため、クラックが生じやすくなる。接着補助
剤の材料としては、グリーンシート作製用スラリー、ペ
ースト、バインダ、可塑剤、溶剤、又は、これらの混合
物等が用いられる。接着補助層は、塗布、印刷、噴霧等
により形成することが好ましい。
【００３１】 薄肉のセラミック板用のグリーンシート
の焼成収縮カーブとセラミック基板用のグリーンシート
の焼成収縮カーブとは、以下の条件を満たすことが望ま
しい。 −５０℃≦Ｔ（薄板）−Ｔ（基板）≦＋５０℃ より好ましくは −２０℃≦Ｔ（薄板）−Ｔ（基板）≦＋２０℃ また、特に、焼成収縮初期のカーブを一致させることが
望ましい。ここで、Ｔ（薄板）、Ｔ（基板）は、それぞ
れ、薄肉のセラミック板用のグリーンシート、セラミッ
ク基板用のグリーンシートを単独で前記積層物の焼成温
度と同じ温度で焼成した際の、面方向の長さの収縮率Ｓ
（薄板）、Ｓ（基板）の５０％に達するときの温度
（℃）を表している。上記の条件を満たさないと、シー
トが薄いため、焼成時に発生する応力により、薄肉のセ
ラミック板にシワ、ヘコミが発生しやすくなる。又、微
細貫通孔間隔が狭いため、孔間のセラミック部にクラッ
クが発生し易くなる。
の焼成収縮カーブとセラミック基板用のグリーンシート
の焼成収縮カーブとは、以下の条件を満たすことが望ま
しい。 −５０℃≦Ｔ（薄板）−Ｔ（基板）≦＋５０℃ より好ましくは −２０℃≦Ｔ（薄板）−Ｔ（基板）≦＋２０℃ また、特に、焼成収縮初期のカーブを一致させることが
望ましい。ここで、Ｔ（薄板）、Ｔ（基板）は、それぞ
れ、薄肉のセラミック板用のグリーンシート、セラミッ
ク基板用のグリーンシートを単独で前記積層物の焼成温
度と同じ温度で焼成した際の、面方向の長さの収縮率Ｓ
（薄板）、Ｓ（基板）の５０％に達するときの温度
（℃）を表している。上記の条件を満たさないと、シー
トが薄いため、焼成時に発生する応力により、薄肉のセ
ラミック板にシワ、ヘコミが発生しやすくなる。又、微
細貫通孔間隔が狭いため、孔間のセラミック部にクラッ
クが発生し易くなる。
【００３２】
【実施例】 次に、本発明を実施例に基づいて説明す
る。まず、薄肉のグリーンシートを次のようにして作製
した。Ｙ2 Ｏ3 ３ｍｏｌ％含有部分安定化ジルコニア粉
末（ＤBET ＝０．１μｍ）１００重量部、ポリビニルブ
チラール樹脂（バインダ）８重量部、ＤＯＰ（可塑剤）
３重量部、ソルビタン系分散剤２重量部、キシレン（溶
剤）３５重量部、１−ブタノール（溶剤）３５重量部を
ボールミルにて３０時間混合し、粘度２０００ｃｐｓの
グリーンシート成形用スラリーを得た。このスラリーを
真空脱泡処理し、粘度を４０００ｃｐｓに調整し、ドク
ターブレード装置によって焼成後の厚さが３０μｍとな
るようにグリーンシートを形成した。
る。まず、薄肉のグリーンシートを次のようにして作製
した。Ｙ2 Ｏ3 ３ｍｏｌ％含有部分安定化ジルコニア粉
末（ＤBET ＝０．１μｍ）１００重量部、ポリビニルブ
チラール樹脂（バインダ）８重量部、ＤＯＰ（可塑剤）
３重量部、ソルビタン系分散剤２重量部、キシレン（溶
剤）３５重量部、１−ブタノール（溶剤）３５重量部を
ボールミルにて３０時間混合し、粘度２０００ｃｐｓの
グリーンシート成形用スラリーを得た。このスラリーを
真空脱泡処理し、粘度を４０００ｃｐｓに調整し、ドク
ターブレード装置によって焼成後の厚さが３０μｍとな
るようにグリーンシートを形成した。
【００３３】 真空脱泡処理後のスラリーをキシレン／
１−ブタノール溶剤（重量比１：１）にて希釈し、平均
粒子径を測定した結果、０．５８μｍであった。なお、
測定装置は、ホリバ製レーザ回折式粒度測定装置ＬＡ−
７００を使用した。また、このようにして得られたグリ
ーンシート中のセラミック粉末占有率は４９％、溶剤を
除いた有機成分占有率とセラミック粉末占有率との合計
は８８％であった。次に、上記薄肉のグリーンシートに
ＮＣパンチングマシンを用いて、焼成後、図５に示すよ
うに微細貫通孔１（直径６０μｍ、孔間隔６０μｍ）を
チドリ配置で２８３２個（１４１６孔／列×２列）形成
し、更に外形（２３０×２０ｍｍ）切断を行った。図５
から明らかなように、微細貫通孔をチドリ配置にするこ
とにより、ストレート配置よりも電極パターンを広くす
ることが可能となった。
１−ブタノール溶剤（重量比１：１）にて希釈し、平均
粒子径を測定した結果、０．５８μｍであった。なお、
測定装置は、ホリバ製レーザ回折式粒度測定装置ＬＡ−
７００を使用した。また、このようにして得られたグリ
ーンシート中のセラミック粉末占有率は４９％、溶剤を
除いた有機成分占有率とセラミック粉末占有率との合計
は８８％であった。次に、上記薄肉のグリーンシートに
ＮＣパンチングマシンを用いて、焼成後、図５に示すよ
うに微細貫通孔１（直径６０μｍ、孔間隔６０μｍ）を
チドリ配置で２８３２個（１４１６孔／列×２列）形成
し、更に外形（２３０×２０ｍｍ）切断を行った。図５
から明らかなように、微細貫通孔をチドリ配置にするこ
とにより、ストレート配置よりも電極パターンを広くす
ることが可能となった。
【００３４】 次に、上記薄肉のグリーンシート成形用
スラリーを用い、ドクターブレード装置によって焼成後
の厚さが１５０μｍとなるようにグリーンシートを形成
した。次に、このセラミック基板用のグリーンシート上
への接着補助層の形成を次の通り行った。Ｙ2 Ｏ3 ３ｍ
ｏｌ％含有部分安定化ジルコニア粉末（ＤBET ＝０．１
μｍ）１００重量部、ポリビニルブチラール樹脂（バイ
ンダ）１３重量部、ＤＯＰ（可塑剤）５重量部、２−エ
チルヘキサノール（溶剤）５０重量部をトリロールミル
にて混練し、粘度２００００ｃｐｓの接着補助層用ペー
ストを得た。このペーストをスクリーン印刷装置を用い
て、セラミック基板用のグリーンシート上に印刷し、乾
燥後の厚さが６μｍである接着補助層を形成した。
スラリーを用い、ドクターブレード装置によって焼成後
の厚さが１５０μｍとなるようにグリーンシートを形成
した。次に、このセラミック基板用のグリーンシート上
への接着補助層の形成を次の通り行った。Ｙ2 Ｏ3 ３ｍ
ｏｌ％含有部分安定化ジルコニア粉末（ＤBET ＝０．１
μｍ）１００重量部、ポリビニルブチラール樹脂（バイ
ンダ）１３重量部、ＤＯＰ（可塑剤）５重量部、２−エ
チルヘキサノール（溶剤）５０重量部をトリロールミル
にて混練し、粘度２００００ｃｐｓの接着補助層用ペー
ストを得た。このペーストをスクリーン印刷装置を用い
て、セラミック基板用のグリーンシート上に印刷し、乾
燥後の厚さが６μｍである接着補助層を形成した。
【００３５】 次に、このようにして得られた接着補助
層付きグリーンシートを切断及び打ち抜きをし、図５に
示す形状（窓部の大きさ２０１×０．９５ｍｍ）とし
た。次に、前記薄肉のグリーンシートと前記接着補助層
付きグリーンシートとを重ね合わせ、３０Ｋｇ／ｃｍ
2 、８０℃、１分の条件下で熱圧着し、積層一体化物を
作製した。次に、前記積層一体化物を１５００℃、３時
間にて焼成した。更に、この焼成物を２ｍｍ厚の多孔質
のアルミナ平板で挟み込み、１５００℃、５時間にて再
焼成して反りを修正した。薄肉部のセラミック粒子の平
均結晶粒径は、０．７μｍであった。なお、上記平均結
晶粒径は、電子顕微鏡にて表面部分を観察し、平均結晶
粒径Ｄを下記の数式１より算出した。
層付きグリーンシートを切断及び打ち抜きをし、図５に
示す形状（窓部の大きさ２０１×０．９５ｍｍ）とし
た。次に、前記薄肉のグリーンシートと前記接着補助層
付きグリーンシートとを重ね合わせ、３０Ｋｇ／ｃｍ
2 、８０℃、１分の条件下で熱圧着し、積層一体化物を
作製した。次に、前記積層一体化物を１５００℃、３時
間にて焼成した。更に、この焼成物を２ｍｍ厚の多孔質
のアルミナ平板で挟み込み、１５００℃、５時間にて再
焼成して反りを修正した。薄肉部のセラミック粒子の平
均結晶粒径は、０．７μｍであった。なお、上記平均結
晶粒径は、電子顕微鏡にて表面部分を観察し、平均結晶
粒径Ｄを下記の数式１より算出した。
【００３６】
【数１】
【００３７】以下のように、微細貫通孔１を有する薄肉
のセラミック板７が、窓部３を有するセラミック基板９
と一体となって積層焼結されたセラミック部材が得られ
るが、このセラミック部材の上面に金電極１３を形成し
た電界シャッターの一例を図５に示す。
のセラミック板７が、窓部３を有するセラミック基板９
と一体となって積層焼結されたセラミック部材が得られ
るが、このセラミック部材の上面に金電極１３を形成し
た電界シャッターの一例を図５に示す。
【００３８】 また、このようにして作製された微細貫
通孔を有するセラミック部材の応用例として、セラミッ
ク部材をイオン流制御ヘッド部材として用いた場合につ
いて、図４に基づいて説明する。微細貫通孔１を有する
薄肉のセラミック板７が、窓部３を有するセラミック基
板９と一体となって積層焼結されたセラミック部材に対
し、このセラミック部材の上面に電界シャッター用電極
１５（金電極、厚さ０．３μｍ）を形成したものと、誘
電体薄板２１の表裏にライン電極１１とフィンガー電極
１２を設けたイオン発生源と、誘電体ドラム１９とを組
み合わせることにより、図４に示すイオン流制御ヘッド
を構成することができる。なお当然ながら、本発明は、
イオン流制御ヘッドに限るものではなく、薄肉部に微細
貫通孔を有する部材が要求される他の適当なものでも構
わない。
通孔を有するセラミック部材の応用例として、セラミッ
ク部材をイオン流制御ヘッド部材として用いた場合につ
いて、図４に基づいて説明する。微細貫通孔１を有する
薄肉のセラミック板７が、窓部３を有するセラミック基
板９と一体となって積層焼結されたセラミック部材に対
し、このセラミック部材の上面に電界シャッター用電極
１５（金電極、厚さ０．３μｍ）を形成したものと、誘
電体薄板２１の表裏にライン電極１１とフィンガー電極
１２を設けたイオン発生源と、誘電体ドラム１９とを組
み合わせることにより、図４に示すイオン流制御ヘッド
を構成することができる。なお当然ながら、本発明は、
イオン流制御ヘッドに限るものではなく、薄肉部に微細
貫通孔を有する部材が要求される他の適当なものでも構
わない。
【００３９】
【発明の効果】 以上の説明から明らかなように、本発
明に従う部材にあっては、微細貫通孔を有する薄肉部の
セラミックが耐熱性、耐摩耗性、耐蝕性、低熱膨張性の
材料からなるため、部材の使用可能温度範囲の拡大、適
用可能な媒体の種類の範囲を広くすることができ、かつ
位置寸法精度、耐久性のよい微細貫通孔を有する部材と
なる。従って、広範囲の機器に適用できるため、本発明
は極めて有益である。また、本発明では、複数の微細貫
通孔をチドリ配置で形成しているため、ストレート配置
に比べ、クラック発生の防止、より優れた高密度化を達
成することができる。
明に従う部材にあっては、微細貫通孔を有する薄肉部の
セラミックが耐熱性、耐摩耗性、耐蝕性、低熱膨張性の
材料からなるため、部材の使用可能温度範囲の拡大、適
用可能な媒体の種類の範囲を広くすることができ、かつ
位置寸法精度、耐久性のよい微細貫通孔を有する部材と
なる。従って、広範囲の機器に適用できるため、本発明
は極めて有益である。また、本発明では、複数の微細貫
通孔をチドリ配置で形成しているため、ストレート配置
に比べ、クラック発生の防止、より優れた高密度化を達
成することができる。
【図１】 （ａ） 本発明に従う微細貫通孔を有する部
材の一例 （ｂ） （ａ）のＡ−Ａ断面図 （ｃ） （ａ）のＢ−Ｂ断面図
材の一例 （ｂ） （ａ）のＡ−Ａ断面図 （ｃ） （ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図２】 （ａ） 本発明に従う微細貫通孔を有する部
材の他の例 （ｂ） （ａ）のＡ−Ａ断面図 （ｃ） （ａ）のＢ−Ｂ断面図
材の他の例 （ｂ） （ａ）のＡ−Ａ断面図 （ｃ） （ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図３】 （ａ） 本発明に従う微細貫通孔を有する部
材の更に別の例 （ｂ） （ａ）のＡ−Ａ断面図 （ｃ） （ａ）のＢ−Ｂ断面図
材の更に別の例 （ｂ） （ａ）のＡ−Ａ断面図 （ｃ） （ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図４】 イオン流制御ヘッドの構成例
【図５】 （ａ） 電界シャッター用電極構成例 （ｂ） （ａ）のＡ−Ａ断面図 （ｃ） （ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図６】 微細貫通孔間隔ｄの説明図
【図７】 微細貫通孔の配置図 （ａ）チドリ配置 （ｂ）ストレート配置
１ 微細貫通孔、３ 窓部、７ 薄肉のセラミック板、
９、１０ セラミック基板、１１ ライン電極、１２
フィンガー電極、１３ 金電極、１５ 電界シャッター
用電極、１９ 誘電体ドラム、２１ 誘電体薄板。
９、１０ セラミック基板、１１ ライン電極、１２
フィンガー電極、１３ 金電極、１５ 電界シャッター
用電極、１９ 誘電体ドラム、２１ 誘電体薄板。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】 かかる成形物に対して焼成操作が実施さ
れ、これにより、該積層物を一体的な焼結体とする。こ
の時の焼成温度は、一般に、１２００〜１７００℃程
度、好ましくは１３００〜１６００℃程度の温度が採用
されることになる。なお、焼結後の前記積層物に反りが
ある場合には、平滑なセラミック製の重し等を載せて、
焼成温度近傍の温度で再焼成し、反りを修正することも
有利に採用されうる。
れ、これにより、該積層物を一体的な焼結体とする。こ
の時の焼成温度は、一般に、１２００〜１７００℃程
度、好ましくは１３００〜１６００℃程度の温度が採用
されることになる。なお、焼結後の前記積層物に反りが
ある場合には、平滑なセラミック製の重し等を載せて、
焼成温度近傍の温度で再焼成し、反りを修正することも
有利に採用されうる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】（粉末粒子径の条件１）薄肉のセラミック
板用グリーンシート中のバインダ、可塑剤、分散剤等の
有機物成分を除去するために、５００℃、２時間の熱処
理を行い、測定試料を作製する。この試料のＢＥＴ比表
面積値を測定し、粉末粒子径の球相当径ＤBET を算出す
る。ＤBET を下式の範囲とすることで、微細貫通孔の形
成時の加工性、取扱性を向上させることができる。 ０．０２≦ＤBET≦０．２ ［μｍ］ ここで、ＤBET＝６／ρＳ ［μｍ］ ρ：粉末理論密度 ［ｇ／ｃｍ3］ Ｓ：粉末ＢＥＴ比表面積値 ［ｍ2／ｇ］ ＤBETが０．０２以下では、均一なグリーンシートの成
形が困難である。
板用グリーンシート中のバインダ、可塑剤、分散剤等の
有機物成分を除去するために、５００℃、２時間の熱処
理を行い、測定試料を作製する。この試料のＢＥＴ比表
面積値を測定し、粉末粒子径の球相当径ＤBET を算出す
る。ＤBET を下式の範囲とすることで、微細貫通孔の形
成時の加工性、取扱性を向上させることができる。 ０．０２≦ＤBET≦０．２ ［μｍ］ ここで、ＤBET＝６／ρＳ ［μｍ］ ρ：粉末理論密度 ［ｇ／ｃｍ3］ Ｓ：粉末ＢＥＴ比表面積値 ［ｍ2／ｇ］ ＤBETが０．０２以下では、均一なグリーンシートの成
形が困難である。
Claims (9)
- 【請求項１】 薄肉のセラミック板用の第１のグリーン
シートを作製する工程と、 第１のグリーンシートに、焼成後の孔径の最小値が１５
０μｍ以下となるような複数の微細貫通孔を、焼成後の
孔間隔の最小値が１５０μｍ以下となるようにチドリ配
置として形成する工程と、 セラミック基板用の第２のグリーンシートを作製する工
程と、 第２のグリーンシートに少なくとも一つの窓部を形成す
る工程と、 少なくとも一つの窓部を有する第２のグリーンシートに
対して、その窓部部位に複数の微細貫通孔部分が合うよ
うに第１のグリーンシートを積層し、一体的な積層物と
する工程と、 該積層物を焼成して一体的な焼結体とする工程を含み、 前記セラミック基板の窓部の短手方向の幅の最大値ｗが
次式 ｗ（ｍｍ）≧１０／微細貫通孔間隔（焼成後）（μｍ） を満足することを特徴とする微細貫通孔を有するセラミ
ック部材の製造方法。 - 【請求項２】 薄肉のセラミック板用の第１のグリーン
シートを作製する工程と、 セラミック基板用の第２のグリーンシートを作製する工
程と、 第２のグリーンシートに少なくとも一つの窓部を形成す
る工程と、 少なくとも一つの窓部を有する第２のグリーンシートに
対して、その窓部部位を覆蓋するように第１のグリーン
シートを積層し、一体的な積層物とする工程と、 該積層物の窓部部位に対応する第１のグリーンシート部
分に、焼成後の孔径の最小値が１５０μｍ以下となるよ
うな複数の微細貫通孔を、焼成後の孔間隔の最小値が１
５０μｍ以下となるようにチドリ配置に形成する工程
と、 該積層物を焼成して一体的な焼結体とする工程を含み、 前記セラミック基板の窓部の短手方向の幅の最大値ｗが
次式 ｗ（ｍｍ）≧１０／微細貫通孔間隔（焼成後）（μｍ） を満足することを特徴とする微細貫通孔を有するセラミ
ック部材の製造方法。 - 【請求項３】 前記薄肉のセラミック板の主成分が部分
安定化ジルコニアである請求項１又は２に記載の微細貫
通孔を有するセラミック部材の製造方法。 - 【請求項４】 前記薄肉の部分安定化ジルコニアを主成
分とする板の結晶粒子径が２μｍ以下である請求項３に
記載の微細貫通孔を有するセラミック部材の製造方法。 - 【請求項５】 前記薄肉の部分安定化ジルコニアを主成
分とする板が２〜６ｍｏｌ％の酸化イットリウムで部分
安定化したものからなる請求項３又は４に記載の微細貫
通孔を有するセラミック部材の製造方法。 - 【請求項６】 前記微細貫通孔径の最小値が１００μｍ
以下である請求項１〜５のいずれかに記載の微細貫通孔
を有するセラミック部材の製造方法。 - 【請求項７】 前記薄肉セラミック板の厚さが５０μｍ
以下である請求項１〜６のいずれかに記載の微細貫通孔
を有するセラミック部材の製造方法。 - 【請求項８】 前記セラミック基板の厚さが５０μｍ以
上である請求項１〜７のいずれかに記載の微細貫通孔を
有するセラミック部材の製造方法。 - 【請求項９】 前記微細貫通孔間隔の最小値が１００μ
ｍ以下である請求項１〜８のいずれかに記載の微細貫通
孔を有するセラミック部材の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00115396A JP3429126B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 微細貫通孔を有するセラミック部材の製造方法 |
| US08/774,172 US5893954A (en) | 1996-01-09 | 1996-12-26 | Method for producing a ceramic member having fine throughholes |
| GB9700235A GB2309007B (en) | 1996-01-09 | 1997-01-08 | Method for producing a ceramic member having fine throughholes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00115396A JP3429126B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 微細貫通孔を有するセラミック部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09187809A true JPH09187809A (ja) | 1997-07-22 |
| JP3429126B2 JP3429126B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=11493495
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US5893954A (ja) |
| JP (1) | JP3429126B2 (ja) |
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