セラミックグリーンシートの成形・製造プロセス技術 ~前工程・後工程から特許出願事例まで~
■本講座の注目ポイント
セラミックグリーンシートは、積層セラミック部品の性能左右する重要な中間材料です。本テキストでは、講師が日立金属で培ったプロセス開発・量産化の経験をもとに、原料選定からスラリー調整、シート成形、積層・焼成までの各工程を体系的に解説します。さらに、プロセス改善や新製品開発に直結する特許出願の実例も紹介し、研究開発・生産技術の両面で役立つ実践的な知見を提供します。
執筆者
栗原光技術士事務所株式会社 代表取締役/ (元)日立金属株式会社 栗原 光一郎 氏
目次
【主旨】
筆者自身の、新規セラミック積層部品のプロセス開発~量産化の経験に基づいた内容です。なるべく回り道をせず製品化・量産化のためのセラミックグリーンシート成形技術の基礎を学べます。さらに、プロセス開発における特許出願事例についても説明します。
【プログラム】
1. シート成形前工程
1.1 素原料紛混合
1.1.1 素原料紛の選定
1.1.2 ボールミル湿式混合
1.2 素原料スラリーの乾燥
1.3 仮焼
1.4 ボールミル湿式粉砕
1.5 分散
1.5.1 設備・条件
1.5.2 バインダー選定
1.5.3 可塑剤選定
1.6 脱泡(粘度調整)
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2. シート成形工程
2.1 バインダー量・可塑剤量適正化
2.2 シート密度・空隙率
2.3 スラリーの管理
2.4 シート成形機
2.4.1 ダム構造
2.4.2 スラリー液面制御
2.4.3 スラリー性状
2.4.4 乾燥ゾーン
2.4.5 キャリアフィルム
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3. シート成形後工程
3.1 ビアホール形成
3.2 内部配線印刷
3.2.1 導電ペーストの選定
3.2.2 耐シートアタック性
3.2.3 印刷スクリーンの仕様選定・管理
3.2.4 スキージの選定・管理
3.3 積層・圧着
3.3.1 積層位置合わせ手段
3.3.2 圧着条件
3.4 切断
3.5 焼成
3.5.1 温度プロファイル
3.6 端子電極形成
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4. 周辺技術
4.1 クリーン環境
4.1.1 クリーン度
4.1.2 温度・湿度
4.2 解析・評価技術
4.2.1 表面分析
4.2.1.1 SEM/EDX
4.2.1.2 EPMA
4.2.2 マイクロフォーカスX線透視装置
4.2.3 超音波探傷/超音波イメージング装置
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5. 特許出願の推進
5.1 利用関係
5.2 「製造方法」の出願例
5.3 「もの」の出願例
5.4 「製造設備」の出願例
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6. まとめ (備考 主な設備メーカ、サプライヤー)