JPS60231468A - セラミツク誘電体の製造方法 - 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】 （発明の属する技術分野） 本発明はセラミック誘電体の製造方法に関する。

電子計算機１通信機、テレビ受像機など産業用および民
生用電子機器にセラミック誘電体が広範囲に使用され、
小型化、低価格化および信頼性の向上が図られている。

（従来技術とその問題点） このようなセラミック誘電体の製造方法としては例えば
次に示すような方法が従来から採用されていた。すなわ
ち微細なチタン酸バリウム粉末等のセラミック誘電体原
料粉に有機結合剤、可塑剤。

溶剤等を適量加えボールミル等の混合機で十分混合し、
これをスプレードライヤー等の造粒装置により造粒して
成形物を作りそして任意の形状にプレス成形を行ないセ
ラミック成形体を得る。こうして得たセラミック成形体
を所定の温度で焼結してセラミック誘電体とする。この
ような従来の製造方法には以下のような問題点がめった
。

すなわち焼成過程においてセラミック成形体全体にわた
って均一な加熱が精度よく行なわれず。

さらにセラミック成形体中の有機結合剤および可塑剤の
急激な分解、蒸発２発熱による温度上昇等により急激な
体積変化を生じ、この体積変化による応力で昇温中にセ
ラミック成形体に亀裂が入ったり、入らない場合でも有
機結合剤、可塑剤の一部が炭化しそのまま焼結されるた
め緻密に焼結したセラミック誘導体を歩留り良く得るこ
とができなかった。

（発明の目的） 本発明は亀裂の発生がなく、高密展、高精度のセラミッ
ク誘電体の製造方法を提供することを目的とするもので
ある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明者らは昇温過程におけるセラミック成形体中の有
機物の分解除去現象について種々検討したところ、あら
かじめセラミック成形体中のセラミック誘電体原料が焼
結を始める温度より低い温度で加熱処理してセラミック
成形体に含有する有機物の大部分を除去した後セラミッ
ク成形体を焼成したところ亀裂の発生のないセラミック
誘電体が得られることを確認した。

本発明はセラミック誘電体原料と有機物とを混合し、そ
れを成形したセラミック成形体を焼成してセラミック誘
電体を製造する方法において、あらかじめセラミック成
形体中のセラミック誘電体原料が焼結を始める温度より
低い温度で加熱処理してセラミック成形体に含有する有
機物の大部分を除去した後セラミック成形体を焼成する
セラミック誘電体の製造方法に関する。

なお本発明においてセラミック誘電体原料としては特に
制限はなく９例えはチタン酸バリウム微粉末にチタン酸
塩、錫酸塩、ジルコン酸塩等の１種又はそれらの混合物
を添加したものが用いられる。

さらにセラミック誘電体原料と混合する有機物としては
有機結合剤、可塑剤、溶媒等が使用されるが、これらは
通常公知のものが用いられ特に制限はない。

また、セラミック誘電体原料が焼結を始める温度より低
い温度における加熱温度範囲としては１５０〜３５０℃
が好ましい。さらに上記加熱温度と関係を有するが、セ
ラミック成形体から除去される有機物の量としてはセラ
ミック誘電体の外観状態１歩留り１強紋の点で全体の６
５〜８５％位が望ましい。

加熱処理する方法としては電気炉、遠赤外線ヒーター等
が用いられ、昇温速度、保持時間等については特に制限
はない。

（実施例） 以下実施例により本発明を説明する。

実施例１ 平均粒径０．６μｍのチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯＪ
）粉末１００重量部に対し水４０重量部を加えてボール
ミルで２４４時間混した。その後成形助剤としてポリビ
ニルアルコールを固形分換算で２重量部、ワックスエマ
ルジョン１重量部を追加し１時間混合した。これらをス
プレードライヤー装置で乾燥し球状の成形粉を得た。こ
れを直径６０ｍｍの金型に入れ１トン／ｃｍ’の圧力で
加圧し、直径６０■、厚み５Ｉ［ｌＩｏの円板を成形し
た。次に間に焼付防止用の焼粉を散布しながら前記円板
を１０枚重ねアルミナ質耐火物の焼板上にのせ加熱炉に
入れ。

常温〜２３０℃まで２００℃／時間で昇温し。

２３０℃で３時間保持後冷却した。有機物の除去量は８
２％であった。その後匣鉢に入れ１５０°Ｃ／時間で昇
温し、１，４００℃で２時間焼成してセラミック誘電体
を得た。得られたセラミック誘電体は焼成収縮率２９．
６±０．１％で、焼結密！５．６０６／ａｍ’であり、
亀裂の発生はなかった。

比較例１ 実施例１と同様の方法で製造したセラミック成形体（直
径６０ｍｍ、厚み５Ｍの円板）を有機物を除去すること
なしに焼成したセラミック誘電体は焼成収縮率２９．θ
±０．６チであり、焼結密度は５、４８６　／ａｎ’で
、１００ケ中１０ケに亀裂ノ発生が認められた。

実施例２ 実施例１と同様の方法で製造したセラミック成形体（直
径６０薗、厚み５ｍｍの円板）を１枚ずつアルミナ質耐
火物のセッター上にのせ加熱炉に入れ室温〜２３０℃ま
では３０分で昇温し、２３０℃で３０分保持後冷却した
。有機物除去量は７０チであった。その後セッター上に
スペーサーをはさんで前記の有機物の７０チを除去した
円板を１０枚重ね１５０℃／時間で昇温し、１，４００
℃で２時間焼成してセラミック誘電体を得た。得られた
セラミック誘電体は焼成収縮率２９．６±０．１チで、
焼成密度は５．６０９／♂であり、亀裂の発生はなかっ
た。

比較例２ 実施例２と同様の方法で製造したセラミック成形体（直
径６０ｍｍ＋厚み５−の円板）を有機物を除去すること
なしに焼成したセラミック誘電体における焼成収縮率は
２９．０±０．８％であり、焼結田度は５．４８６／ａ
ｍ’で、１００ケ中５ケに亀裂の発生が認められた。

実施例３ 平均粒径０．８μｍのチタン酸バリウム粉末に有機結合
剤としてブチラール樹脂、可塑剤としてフタル酸ジブチ
ル（ＤＢＰ）をチタン酸ノ（リウムの重量の１０％、エ
タノールとトリクロールエチレンとの混合溶剤を４０％
秤量し、これらをボールミルで十分混合した。上記によ
り得られたチタン酸バリウム−有機結合剤−溶剤からな
る混合スリップをドクターブレード法によるキヤステン
グ装置を用い０．９５−厚さのグリーンシートＡを得た
。

次に該グリーンシートＡを６０８６０ｍｍの寸法に切断
し焼付防止にジルコニア粉末をグリーンシートＡ上に敷
き、その上に他のグリーンシー）Ａを重ねこの工程を繰
り返しグリーンシー）Ａを１０枚重ねジルコニア質耐火
物のセッター上にのせた後加熱炉に入れ常温〜２３０℃
まで２００℃／時間で昇温し、２３０℃で３時間保持後
冷却し、有機物除去鴬８２％のクリーンシー）Ｂを形成
した。

次にこれを重ねたまま匣鉢に入れ１５０℃／時間で昇温
し１，４００℃で２時間焼成してグリーンシートを焼結
しセラミック誘電体を得た。

上記により得られたセラミック誘電体は焼成収縮率２９
．０±０．１チで焼結密度５．６０９／♂であり、亀裂
の発生はなかった。

比較例３ 実施例１と同様の方法で作成したグリーンシートＡを有
機物を除去することなしに焼成したセラミック基板にお
ける焼成収縮率は２８．２±０．６％。

焼結密！５．４８６／ａｎ’で、１００枚中５枚に亀裂
の発生が認められた。

実施例４ 実施例１と同様の方法で作成した６　０　Ｘ　６０ｍｍ
の寸法に切断したグリーンシー）Ａを１枚ずつジルコニ
ア質耐火物のセッター上にのせた後加熱炉に入れ室温か
ら２３０℃まで３０分で昇温し。

２３０℃で３０分保持後冷却し有機物除去量７０チのグ
リーンシートＣを形成した。次いでセッター上に前記の
グリーンシー）Ｃ’ｆｒｌＯ枚重ね１５０℃／時間で昇
温し１，４００℃で２時間焼成してグリーンシートを焼
結しセラミック誘電体を得た。

上記により得られたセラミック誘電体は焼成収縮率２９
．０±０．１％で焼結密度は５．６０　ｇ／ａｍ”であ
り、亀裂の発生はなかった。

比較例４ 実施例、と同様の方法で作成したグリーンシートＡを有
機物を除去することなしに焼成したセラミック誘電体に
おける焼成収縮率は２８．４±０．８　％　。

焼結密度５．４８　ｇ／ｃｍ”であシ、１００枚中５枚
に亀裂の発生が認められた。

（発明の効果） 本発明はあらかじめセラミック成形体中のセラミンク誘
電体原料が焼結を始める温度より低い温度で加熱処理し
てセラミック成形体に含有する有機物の大部分を除去し
た後セラミック成形体を焼成するようにしたので、亀裂
の発生がなく、緻密に焼結した高＠度、高精夏のセラミ
ック誘電体を歩留りよく製造することができる。

第１頁の続き ０発　明　者　上　山　守 日立市東町４丁目１３１１号　日立化成工業株式会社茨
城研究所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　セラミック誘電体原料と有機物とを混合し。 それケ成形したセラミック成形体を焼成してセラミック
   誘電体を製造する方法において、あらかじめセラミック
   成形体中のセラミック誘電体原料が焼結を始める温度よ
   シ低い温度で加熱処理してセラミック成形体に含有する
   有機物の大部分を除去した後セラミック成形体を焼成す
   ることを特徴とするセラミック誘電体の製造方法。