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立體形成部制造方法

文檔序號:2006809閱讀:333來源:國知局
專利名稱:立體形成部制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種立體形成部制造方法,該方法使用例如陶瓷生片等“可使氣體通 過的多孔質(zhì)基板”、以及含有主原料的粒子、溶劑、有機(jī)材料的漿料,在基板上形成具有規(guī)定 形狀的立體形成部。
背景技術(shù)
以往,已知有在內(nèi)部具有“流路和加壓室等”空洞部(空間)的陶瓷層疊體。這種 陶瓷層疊體作為例如噴墨打印機(jī)的執(zhí)行元件和燃料噴射裝置等“流體噴射用執(zhí)行元件”、燃 料電池(SOFC)、開關(guān)元件、以及傳感器等應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域。一般來說,這種陶瓷層疊體通過如下的順序進(jìn)行制造(參考例如日本特開 2004-190653號公報(bào)(第0047段、圖5)、日本特許2005-285421號公報(bào)(第0464段至第 0472段、圖32)、以及日本特開平8-155935號公報(bào)(第0004段))。(1)采用“沖壓工具和沖?!睂μ沾缮M(jìn)行沖孔,從而在陶瓷生片上形成窗部。 該窗部的側(cè)面(斷裂面)后來構(gòu)成空洞部的側(cè)面。(2)以不具有窗部的兩片陶瓷生片夾住具有窗部的陶瓷生片的狀態(tài)對這些陶瓷生
片進(jìn)層疊。(3)對所層疊的多片陶瓷生片進(jìn)行燒制、一體化。然而,使用沖壓工具和沖模的沖孔加工是利用斷裂形成窗部的。因此,當(dāng)對陶瓷生 片進(jìn)行沖孔時,向該陶瓷生片施加較大的力。其結(jié)果,當(dāng)沖孔間距(窗部和與該窗部相鄰的 窗部之間的距離等)較小時或當(dāng)陶瓷生片的厚度較大時,窗部附近和斷裂面會產(chǎn)生變形, 或斷裂面面粗糙,或在斷裂部上產(chǎn)生裂紋和毛刺。隨著空洞部的細(xì)微化,這些變形、毛刺和 裂紋等會給空洞部的形狀精度帶來較大的不良影響。此外,由于“沖壓工具和沖?!毙枰?有可經(jīng)受住沖孔加工的硬度,因此它們由硬度較高的材質(zhì)形成。由于采用硬度較高的材質(zhì) 來制作小型的“沖壓工具和沖?!笔呛芾щy的,因此“沖壓工具和沖?!钡男⌒突艿较拗啤?br>
發(fā)明內(nèi)容
因此,發(fā)明人進(jìn)行了各種研究,結(jié)果得到了如下的發(fā)現(xiàn)由于將“具有窗部的陶瓷 生片”載置在“作為基板的陶瓷生片”上的層疊體,與將“具有所需圖案的立體形成部(凸 狀部)”形成在該“作為基板的陶瓷生片”上的結(jié)構(gòu)體具有相同的結(jié)構(gòu),因此不依賴沖孔加 工就能在陶瓷生片上形成細(xì)微的立體形成部(凸?fàn)畈?,這樣的話就能解決沖孔加工所存 在的問題。即,本發(fā)明的目的之一在于,提供一種立體形成部制造方法,其能夠利用多孔質(zhì) 基板的特性將“具有所需的細(xì)微圖案等形狀的立體形成部(凸?fàn)畈?” “高精度且容易地形 成”在多孔質(zhì)基板的一個表面?zhèn)?。更具體地說,為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明的立體形成部制造方法包括模具準(zhǔn)備工 序、漿料準(zhǔn)備工序、基板準(zhǔn)備工序、干燥前立體形成部形成工序、干燥后立體形成部形成工 序。另外,下述的各工序的實(shí)施順序在不產(chǎn)生矛盾的范圍內(nèi)可以調(diào)換。
模具準(zhǔn)備工序是準(zhǔn)備模具的工序,該模具在一個表面?zhèn)刃纬捎邪疾俊T摪疾空?看模具時按照著規(guī)定的形狀形成。漿料準(zhǔn)備工序是準(zhǔn)備漿料的工序,該漿料包括“主原料的粒子”、“該粒子的溶劑 (溶媒)”、“有機(jī)材料”。基板準(zhǔn)備工序是準(zhǔn)備多孔質(zhì)基板的工序,該多孔質(zhì)基板可使氣體通過。這種多孔 質(zhì)基板的代表例有陶瓷生片、多孔質(zhì)陶瓷基板、多孔質(zhì)膜、多孔質(zhì)金屬(例如燒結(jié)金屬)基 板、催化劑載體、紙、形成在基材上的陶瓷膜、以及電極膜等。只要是具有通氣性的基板即 可,對作為基板的材料不做限制。這些準(zhǔn)備工序按照怎樣的順序?qū)嵤┒伎梢?。干燥前立體形成部形成工序是如下的工序?qū)⑺瞿>吲渲迷谒龆嗫踪|(zhì)基板的 一個表面?zhèn)?,以在該多孔質(zhì)基板的一個表面?zhèn)韧ㄟ^所述模具的凹部形成“干燥前的立體形 成部”,該“干燥前的立體形成部”由所述漿料構(gòu)成且按照所述規(guī)定形狀。但是,在本說明書 和權(quán)利要求書中,“多孔質(zhì)基板的一個表面?zhèn)取币馕吨岸嗫踪|(zhì)基板的兩個表面中的一個表 面?zhèn)取保缡恰岸嗫踪|(zhì)基板的上方(上部側(cè))”。此時,如后所述,在將所述漿料預(yù)先填充到 所述模具的凹部內(nèi)的狀態(tài)下,可以將該模具配置在多孔質(zhì)基板的一個表面?zhèn)?,也可以通過 將所述模具向預(yù)先存在在多孔質(zhì)基板的一個表面?zhèn)鹊臐{料按壓,從而將所述漿料填充在該 模具的凹部內(nèi)。即,所述干燥前立體形成工序是“在將所述漿料填充在所述模具的凹部內(nèi)的 狀態(tài)下,將該模具配置在所述多孔質(zhì)基板的一個表面?zhèn)鹊墓ば颉?。干燥后立體形成部形成工序是如下的工序在將所述模具配置在所述多孔質(zhì)基板 的一個表面?zhèn)鹊臓顟B(tài)下,使“所述漿料中所含有的所述溶劑” “浸入所述多孔質(zhì)基板的細(xì)孔 內(nèi)”,從而使所述干燥前的立體形成部干燥,由此形成“干燥后的立體形成部”。由此,“構(gòu)成干燥前的立體形成部的漿料”中所含有的溶劑浸透并被吸收到多孔質(zhì) 基板的細(xì)孔內(nèi),并且從多孔質(zhì)基板的未封閉的端面擴(kuò)散(蒸發(fā))。因此,能夠容易地在多孔 質(zhì)基板的一個表面?zhèn)刃纬删哂幸?guī)定形狀且主原料的粒子為主要構(gòu)成成分的“干燥后的立體 形成部(自身可維持形狀的立體形成部)”。這時,由于沒有像采用沖壓工具和沖模的沖孔 加工那樣對多孔質(zhì)基板施加較大的載荷,因此多孔質(zhì)基板不易變形。并且,由于沒有利用斷 裂來形成立體形成部的側(cè)面,因此立體形成部的側(cè)面不會粗糙且不會產(chǎn)生毛刺。此外,由于 能夠使模具的硬度小于“沖孔加工所使用的模具”的硬度,因此容易在模具上形成“具有細(xì) 微圖案(形狀)的凹部”。其結(jié)果,能夠容易地使立體形成部的正面看的形狀細(xì)微化,并且 使得干燥后的立體形成部的形狀精度良好。所述多孔質(zhì)基板可以是陶瓷生片,所述主原料的粒子也可以是陶瓷粉末。此時,本發(fā)明的立體形成部制造方法最好包括燒制工序,該燒制工序在所述干燥 后立體形成部形成工序之后,對所述多孔質(zhì)基板和所述干燥后的立體形成部(即至少包含 所述多孔質(zhì)基板和所述干燥后的立體形成部的燒制前的中間結(jié)構(gòu)體)進(jìn)行燒制而一體化。陶瓷生片是“可使氣體通過的多孔質(zhì)基板”。因此,如果所述主原料的粒子是“陶 瓷粉末”,則能夠在陶瓷生片上容易地形成具有所需的“正面看的形狀”的“以陶瓷粉末為主 要成分的立體形成部”。如果對該“包含陶瓷生片和立體形成部的中間結(jié)構(gòu)體”進(jìn)行燒制的 話,則能夠容易地在“致密的陶瓷基板”上制造具備“具有所需的正面看的形狀的致密的立 體形成部”的“陶瓷的最終結(jié)構(gòu)體”。此外,如后所述,如果在該中間結(jié)構(gòu)體的立體形成部上載置“其它陶瓷生片”并對它們進(jìn)行燒制而一體化的話,則能夠容易地制造“具有所需形狀 的空洞部的致密的陶瓷結(jié)構(gòu)體”。此外,這時,“形成所述陶瓷生片的陶瓷粒子”與“所述漿料的所述主原料的粒子 (所述陶瓷粉末)最好為同一種陶瓷。由此,在燒制工序中,對“多孔質(zhì)基板”和“燒制前的立體形成部(干燥后的立體形 成部),,進(jìn)行燒制時,能夠使兩者的收縮程度相近。因此,能夠減小燒制所帶來的兩者的變 形。其結(jié)果,能夠容易地制造具有目標(biāo)形狀且不會產(chǎn)生裂紋的“陶瓷結(jié)構(gòu)體”。此外,當(dāng)所述多孔質(zhì)基板為陶瓷生片、所述主原料的粒子為陶瓷粉末時,所述立體 形成部制造方法最好包括層疊工序,該層疊工序在所述干燥后立體形成部形成工序后、所 述燒制工序前,在所述干燥后的立體形成部(所述干燥后的立體形成部的另一表面?zhèn)?,?所述干燥后的立體形成部的所述多孔質(zhì)基板的相反側(cè))上進(jìn)一步載置其它陶瓷生片,從而 形成具有空洞部的燒制前結(jié)構(gòu)體,所述燒制工序是對所述燒制前結(jié)構(gòu)體進(jìn)行燒制而使所述 干燥后立體形成部和被層疊的所述其他陶瓷生片一體化的工序。由此,能夠容易地制造具有細(xì)微的空洞部(流路和加壓室等)的陶瓷結(jié)構(gòu)體。另 外,在這種情況下,上述其它陶瓷生片最好由與“構(gòu)成所述漿料的主原料的粒子的陶瓷粉 末”相同種類的陶瓷構(gòu)成。而且,在本發(fā)明的立體形成部制造方法中,所述多孔質(zhì)基板可以是陶瓷生片,所述 主原料的粒子也可以是導(dǎo)電材料、以及陶瓷粉末與導(dǎo)電材料的混合物等。由此,能夠容易地在陶瓷基板上形成導(dǎo)體圖案、以及導(dǎo)體和陶瓷粉末混合物的圖 案等。即,采用本發(fā)明,利用含有粒子的糊狀物質(zhì),能夠在陶瓷基板上容易地形成以該粒子 為主的圖案。此外,所述干燥前立體形成部形成工序最好是如下的工序包括凹部內(nèi)漿料填充 工序,該凹部內(nèi)漿料填充工序?qū)⑺鰸{料填充到所述模具的凹部內(nèi),在將該漿料填充到該 凹部內(nèi)后,將“形成有該凹部的表面(凹部形成面)”配置成與“所述多孔質(zhì)基板的一個表面 (一個表面?zhèn)鹊拿?”相對,從而形成所述“干燥前的立體形成部”,所述干燥后立體形成部 形成工序最好包括脫模工序,該脫模工序使所述模具從“所述干燥后的立體形成部”脫離。此時,所述模具的用于形成凹部的凸部(所述凹部形成面的端面)可以與所述多 孔質(zhì)基板的一個表面接觸,所述凹部形成面的端面也可以從所述多孔質(zhì)基板的一個表面略 微離開。由此,不對陶瓷生片等多孔質(zhì)基板施加較大的載荷也能形成立體形成部。因此,能 夠避免多孔質(zhì)基板變形。而且,由于不需要對模具施加較大的載荷,因此模具的強(qiáng)度和耐久 性不需要非常高。其結(jié)果,可以減少模具的材質(zhì)的限制,并且,能夠用硬度相對較小的材質(zhì) 制作模具,因此能夠容易地在模具上形成細(xì)微的圖案。作為替代,所述干燥前立體形成部形成工序可以包括按壓工序,該按壓工序在使 所述漿料在所述多孔質(zhì)基板的一個表面(一個表面?zhèn)鹊拿?上形成為層狀后,將“所述模具 的形成有凹部的表面”與“所述多孔質(zhì)基板的一個表面”相對地配置,并將該模具向所述多 孔質(zhì)基板按壓,所述干燥后立體形成部形成工序也可以包括脫模工序,該脫模工序使所述 模具從所述干燥后的立體形成部脫離。此時,所述凹部形成面的端面可以與所述多孔質(zhì)基板的一個表面接觸,所述凹部形成面的端面也可以從所述多孔質(zhì)基板的一個表面略微離開。此時,與對陶瓷生片等硬度相對較高的板體進(jìn)行沖孔的情況不同,僅通過利用“具 有凹部的模具”對“容易變形的漿料”進(jìn)行成型,就能夠形成立體形成部。因此,在所述按 壓工序中,“不需要向模具施加較大的載荷”,因此模具的強(qiáng)度和耐久性不需要非常高。其結(jié) 果,可以減少模具的材質(zhì)的限制,并且,能夠用硬度相對較小的材質(zhì)制作模具,因此能夠容 易地在模具上形成細(xì)微的圖案。此外,可以使多孔質(zhì)基板的變形最小化。此外,作為替代,所述干燥前立體形成部形成工序可以包括凹部內(nèi)漿料填充工 序,其將所述漿料填充到所述模具的凹部內(nèi);以及漿料層形成工序,其在所述多孔質(zhì)基板的 一個表面上將所述漿料形成為層狀,所述干燥前立體形成部形成工序可以是如下的工序 在將所述漿料填充到所述模具的凹部內(nèi)并在所述多孔質(zhì)基板的一個表面上將所述漿料形 成為層狀后,將所述模具的形成有凹部的表面與該多孔質(zhì)基板的一個表面相對地配置,從 而形成所述干燥前的立體形成部,所述干燥后立體形成部形成工序可以包括脫模工序,該 脫模工序使所述模具從所述干燥后的立體形成部脫離。此時,所述凹部形成面的端面可以與所述多孔質(zhì)基板的一個表面接觸,所述凹部 形成面的端面也可以從所述多孔質(zhì)基板的一個表面略微離開。由此,可以將所述漿料更可靠地填充到所述模具的凹部內(nèi)。另外,在將所述模具的 形成有凹部的表面與所述多孔質(zhì)基板的一個表面相對地配置后,也可以將所述模具向所述 多孔質(zhì)基板按壓。在本發(fā)明的立體形成部制造方法中,所述干燥后立體形成部形成工序,最好通過 使所述多孔質(zhì)基板的內(nèi)部成為低于大氣壓的低壓(即真空化),從而有助于所述溶劑浸入 所述多孔質(zhì)基板的細(xì)孔內(nèi)。由此,由于“所述漿料中所含有的所述溶劑”被向多孔質(zhì)基板的細(xì)孔內(nèi)吸引,因此 能夠使所述溶劑在短時間內(nèi)浸入多孔質(zhì)基板的細(xì)孔內(nèi)。其結(jié)果,能夠縮短干燥后立體形成 部形成工序所需的時間。另外,只要溶劑被吸收到多孔質(zhì)基板的細(xì)孔內(nèi),立體形成部所占的 面積(立體形成部的形成面積)相對于多孔質(zhì)基板的一個表面(形成有立體形成部的表 面)的面積的比例就沒有限制。因此,通過增大該比例,能夠增大例如有效面積,能夠利用 一塊基板制作多個制品。即,采用本發(fā)明能夠提供一種生產(chǎn)性優(yōu)良的立體形成部制造方法。此外,在本發(fā)明的立體形成部制造方法中,所述干燥后立體形成部形成工序,最好 通過對所述多孔質(zhì)基板的至少一部分進(jìn)行加熱,從而有助于所述溶劑蒸發(fā)以及所述立體形 成部干燥。另外,通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整溶劑的溶度,能夠減少所述立體形成部的干燥時的收縮 量。由此,能夠使浸入到多孔質(zhì)基板的細(xì)孔內(nèi)的溶劑在短時間內(nèi)蒸發(fā)。其結(jié)果,能夠縮 短干燥后立體形成部形成工序所需的時間。此外,當(dāng)多孔質(zhì)基板是陶瓷生片時,也可以利用 對該陶瓷生片的加熱使陶瓷生片的溫度達(dá)到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上。此時,由于陶瓷生片軟 化,能夠增大陶瓷生片與漿料的粘合力。


圖1 (A)是在本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法中所使用的模具的主視 圖,圖I(B)是該模具的剖面圖。
圖2是用于說明本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法的干燥前立體形成部 形成工序的圖。圖3是圖2所示的陶瓷生片的剖面圖。圖4是用于說明本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法的干燥前立體形成部 形成工序和干燥后立體形成部形成工序的圖。圖5是用于說明本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法的干燥后立體形成部 形成工序的脫模工序的圖。圖6是用于說明本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法的層疊工序的圖。圖7是表示用于確認(rèn)本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的效果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。圖8是采用本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的“具有圓柱狀凸部(圓柱狀的 立體形成部)的結(jié)構(gòu)體”的表面的照片。圖9是采用本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的“具有形成圓柱狀凹部的立體 形成部的結(jié)構(gòu)體)”的表面的照片。圖10是采用本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的“具有形成直線狀凹部的多個 直線狀凸部(立體形成部)的結(jié)構(gòu)體”的表面的照片。圖11是采用本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的“具有形成圓柱狀凹部的立體 形成部的結(jié)構(gòu)體”的表面的照片。圖12是采用本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的“具有形成直線狀凹部的多個 直線狀凸部(立體形成部)的其它結(jié)構(gòu)體”的表面的照片。圖13是用于制造圖8所示的具有多個圓柱狀凸部的立體形成部的模具的概要立 體圖。圖14是用于制造圖9和圖11所示的具有多個圓柱狀凹部的立體形成部的模具的 概要立體圖。圖15是用于說明本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法的各工序的圖。圖16是在本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)和第2實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法中所使用 的其它模具的剖面圖。圖17是采用圖16所示的模具、根據(jù)第1實(shí)施形態(tài)制造的結(jié)構(gòu)體的表面的照片。圖18是用于說明本發(fā)明各實(shí)施形態(tài)的變形例的立體形成部制造方法的干燥前立 體形成部形成工序和干燥后立體形成部形成工序的圖。圖19是用于說明本發(fā)明各實(shí)施形態(tài)的其它變形例的立體形成部制造方法的干燥 前立體形成部形成工序和干燥后立體形成部形成工序的圖。
具體實(shí)施例方式下面,參照附圖,按照工序順序?qū)Ρ景l(fā)明各實(shí)施形態(tài)的“立體形成部制造方法”進(jìn) 行說明。但是,各工序的實(shí)施順序在不發(fā)生矛盾的范圍內(nèi)可以調(diào)換。該制造方法例如適用于內(nèi)部具有細(xì)微的“流路和加壓室等”的空洞部(空間)的 “陶瓷層疊體”的制造。這種陶瓷層疊體作為例如噴墨打印機(jī)的執(zhí)行元件和燃料噴射裝置等 的“流體噴射用執(zhí)行元件”、固體氧化物形燃料電池(SOFC)、開關(guān)元件、以及傳感器等使用。 但是,本發(fā)明的立體形成部制造方法也適用于制造在基板上具有“按照規(guī)定圖案的立體形成部”的裝置。這種裝置例如是配線用基板。此外,本發(fā)明的立體形成部制造方法也可以用 于制造LTCC基板(Low-Temperature Co-fired Ceramics)禾口HTCC基板(High-Temperature Co-fired Ceramics)等陶瓷層疊基板。LTCC基板和HTCC基板等是例如用于電介體層疊過 濾器、多層電介體天線、電介體耦合器、電介體復(fù)合模塊以及混合波導(dǎo)聯(lián)結(jié)IC等電子設(shè)備 的陶瓷層疊基板。此外,采用本發(fā)明的立體形成部制造方法,如后所述,也能夠容易地制造 將多個凹部(孔部)配置在規(guī)定位置的結(jié)構(gòu)體和將多個凸部(點(diǎn)部)配設(shè)在規(guī)定位置的結(jié) 構(gòu)體。<第1實(shí)施形態(tài)>(模具準(zhǔn)備工序)首先,準(zhǔn)備如圖1所示的模具(壓模、印模)10。圖KA)是模具10的主視圖。圖 I(B)是在圖I(A)中用沿著1-1線的平面剖開模具10的剖面圖。模具10由金屬(例如超 硬合金或普通合金)等致密材質(zhì)構(gòu)成。模具10具有多個從平板狀的基部11突出的凸部 12。凸部12具有大致長方體形狀。多個凸部12被配置成長度方向互相平行。因此,在相 鄰的一對凸部12、12之間形成有凹部13。該凹部13形成“最終形成在基板上的立體形成 部即凸?fàn)畈?后述)”的圖案。即,模具10在一個表面(凹部形成面)側(cè)具有“正面看按照 規(guī)定圖案(規(guī)定形狀)的凹部”。模具10的凸部12和凹部13的表面最好被脫模劑覆蓋。此時,為了提高模具10 與脫模劑的粘合力,最好在將脫模劑涂布在模具10上之前進(jìn)行模具10的清洗。該清洗可 以通過超聲波清洗、酸清洗以及紫外線臭氧清洗等進(jìn)行。通過該清洗,最好能夠?qū)⒛>?0 的涂布脫模劑的一表面(清洗表面)清潔到原子級。脫模劑的一個例子是大金工業(yè)株式會 社制造的“0PT00L DSX”(含氟表面防污涂層)等氟類脫模劑。脫模劑也可以是硅類或蠟類 脫模劑。在利用浸漬、噴涂、刷涂等涂布好脫模劑后,通過干燥和清洗等各工序使脫模劑在 模具10的表面形成膜狀。也可以采用DLC(類金剛石)涂層的無機(jī)膜處理來覆蓋模具的表在本例中,凸部12的寬度W為50 μ m、高度H為100 μ m、相鄰的一對凸部12、12的 中心線距離P為90 μ m。因此,凹部13的寬度D為40 μ m。凸部12和凹部13的長度方向 的長度L為870μπι。這些尺寸和圖案只是一個例子,不做特別的限定。最好寬度W為10 80 μ m> i^iS H 0 200 μ m(0 μ m) > P 60 120 μ m。另外,如果采用以往的“沖孔加工”,則難以避免產(chǎn)生在邊緣部的毛刺、基板的變形 和裂縫等。而且如果不非常嚴(yán)格地管理基板的機(jī)械特性則無法穩(wěn)定地形成具有所需形狀的 窗部。因此,目前,難以采用“沖孔加工”來高精度地形成“寬度D為40 μ m、寬度W為50 μ m、 高度H為100 μ m的窗部”。(漿料準(zhǔn)備工序)接下來,準(zhǔn)備漿料20(參考圖2)。漿料20由作為主原料的粒子的陶瓷粉末、陶瓷粉 末的溶劑、有機(jī)材料以及可塑劑構(gòu)成。它們的重量比例如為陶瓷粉末溶劑有機(jī)材料 可塑劑=100 50 100 5 10 2 5。在本例中,陶瓷粉末由氧化鋁和氧化鋯等構(gòu) 成,溶劑由甲苯和異丙醚等構(gòu)成。有機(jī)材料由聚乙烯醇縮丁醛構(gòu)成。可塑劑為鄰苯二甲酸 丁基系列。各材料及重量比不限于此。并且,該漿料的粘性最好為0.1 IOOPa · sec。(基板準(zhǔn)備工序)
一方面,另外準(zhǔn)備好如圖2所示的陶瓷生片30。陶瓷生片30由構(gòu)成漿料20的材 料中“除了溶劑以外的材料”形成。即,陶瓷生片30由種類與漿料20中所使用的陶瓷粉末 相同的陶瓷粉末、有機(jī)材料和可塑劑構(gòu)成。它們的重量比例如為陶瓷粉末有機(jī)材料可 塑劑=100 7 8 3 4。陶瓷生片30通過公知的方法制作。例如,陶瓷生片30通過 如下的方法制作制作上述漿料20,對該漿料實(shí)施脫泡處理,接著利用刮板法和逆轉(zhuǎn)輥涂 布法等公知的板成型法制成。圖3是陶瓷生片30的剖面圖。如圖所示,陶瓷生片30在粒子fp之間具有大量的 細(xì)孔h。S卩,陶瓷生片30是“可使氣體(流體)通過的多孔質(zhì)基板”。但是,陶瓷生片30的 細(xì)孔徑(平均細(xì)孔徑)比上述漿料的陶瓷粉末的粒徑(平均粒子直徑)小,比溶劑的分子直 徑當(dāng)然大。陶瓷生片30的氣孔率為5 30vol%,最好為12 23vol%。而且,此時生片 30的厚度最好為10 500 μ m。所使用的陶瓷粉末的平均粒子直徑最好為0. 2 1. 0 μ m。
(干燥前立體形成部形成工序)接下來,如圖2所示,通過涂布將漿料20填充到模具10的凹部13內(nèi)。該工序也 稱為“漿料填充(涂布)工序或凹部內(nèi)漿料填充工序”。漿料20也可以通過涂布以外的適 當(dāng)方法(例如浸漬、刮漿、刷涂、以及采用分液器的填充等)填充到凹部13內(nèi)。此外,為了 提高漿料填充率,在將漿料20填充到凹部13內(nèi)時也可以向模具10施加超聲波振動,或者 進(jìn)行真空排氣以去除殘存在模具10內(nèi)的氣泡。接下來,如圖4所示,將模具10配置(載置)在陶瓷生片30的上部(一個表面 側(cè)),并使“模具10的形成有凹部13的一表面”與“陶瓷生片(多孔質(zhì)基板)30的上表面 (一個表面),,相對。由此,漿料干燥前的立體形成部即“干燥前立體形成部(干燥前凸?fàn)?部)12”就形成在陶瓷生片30上。另外,在本例中,模具10的形成凹部13的凸部12的端 面(也就是,模具10的“形成凹部13的表面?zhèn)取钡亩嗣婕础鞍疾啃纬擅娴亩嗣妗?P12與陶 瓷生片30的上表面U30接觸。但是,模具10也可以配置成凹部形成面的端面P12從“陶瓷 生片30的上表面U30”離開微小的距離(例如0 0. 5mm)。另外,當(dāng)將模具10載置在陶瓷 生片30上時,最好采用基準(zhǔn)孔和對準(zhǔn)標(biāo)記等,從而提高立體形成部的形成位置的精度。即,該干燥前立體形成部形成工序是這樣一種工序?qū)⒛>?0配置在陶瓷生片30 的一個表面?zhèn)?,以在多孔質(zhì)基板即陶瓷生片30的一個表面?zhèn)?此時為上方或上表面?zhèn)?利 用模具10的凹部13形成由漿料20構(gòu)成且按照“凹部13的規(guī)定圖案”的“干燥前的立體形 成部”。陶瓷生片30被載置在多孔質(zhì)燒結(jié)金屬40的上表面(燒結(jié)金屬40的兩個表面中的 一個表面)上。燒結(jié)金屬40收容在由“致密且具有導(dǎo)熱性的材質(zhì)”構(gòu)成的框體50內(nèi)。艮口, 燒結(jié)金屬40的除了上表面以外的周圍(側(cè)表面及下表面)被框體50覆蓋。在框體50的 側(cè)部插入有吸引用連通管51。吸引用連通管51與未圖示的真空泵連接??蝮w50載置在加熱板(加熱裝置)60上。加熱板60在通電時發(fā)熱,通過框體50 和燒結(jié)金屬40對陶瓷生片30的下表面(另一個表面、即陶瓷生片30的一部分)進(jìn)行加熱。(干燥后立體形成部形成工序)接下來,在干燥后立體形成部形成工序中,如圖4的箭頭所示,“保持在模具10的 凹部13內(nèi)的漿料20”中所含有的溶劑“通過自重和毛細(xì)管現(xiàn)象”浸入陶瓷生片30的細(xì)孔 內(nèi)(浸透)。干燥后立體形成部形成工序持續(xù)規(guī)定時間(例如5分鐘)。S卩,干燥后立體形成部形成工序是在處于不移動狀態(tài)下的“多孔質(zhì)基板(陶瓷生片30) ”上、將“在凹部13內(nèi) 收容有漿料20的模具10”以“凹部13的開放部與多孔質(zhì)基板30相對地載置、固定的狀態(tài)” 放置規(guī)定時間的工序。由此,漿料20干燥而固化。其結(jié)果,在凹部13內(nèi)也就是在陶瓷生片 30的一個表面?zhèn)?上方)形成“干燥后的立體形成部”。另外,上述干燥后立體形成部形成 工序也可以是這樣一種工序一邊使“多孔質(zhì)基板(陶瓷生片30) ”移動,一邊將“在凹部13 內(nèi)收容有漿料20的模具10”載置成凹部13的開放部與多孔質(zhì)基板30相對,從而形成“干 燥后的立體形成部”。此外,在干燥后立體形成部形成工序中,通過驅(qū)動上述真空泵而將存在于陶瓷生 片30內(nèi)的氣體排出(參考空心箭頭)。因此,陶瓷生片30的內(nèi)部壓力比大氣壓低(例如 為比大氣壓低SOkPa的壓力)。由此,漿料20中所含有的溶劑能夠高效地透過并被吸引到 陶瓷生片30的細(xì)孔內(nèi)(浸入)。此時,真空度(陶瓷生片30的內(nèi)部壓力)為0 -IOOkPa 較好,-80 -IOOkPa則更好。而且,在干燥后立體形成部形成工序中,加熱板60被通電。因此,陶瓷生片30的 溫度上升,所以浸入細(xì)孔內(nèi)的溶劑易于蒸發(fā)(擴(kuò)散)。由此,漿料20能夠在更短的時間內(nèi)干 燥而固化。如上所述,干燥后立體形成部形成工序是這樣一種工序在將模具10配置在多孔 質(zhì)基板即陶瓷生片30的一個表面?zhèn)?此時為上表面)的狀態(tài)下,使?jié){料20中所含有的溶 劑浸入陶瓷生片30的細(xì)孔內(nèi),從而使凹部13內(nèi)的“干燥前的立體形成部(漿料20) ”干燥, 在凹部13內(nèi)形成“干燥后的立體形成部”。另外,由真空泵進(jìn)行的陶瓷生片30的細(xì)孔內(nèi)的低壓化是可選的。因此,燒結(jié)金屬 40和框體50也可以被替換為簡單的基臺。此外,采用加熱板60進(jìn)行的陶瓷生片30的加熱 也是可選的。因此,加熱板60也可以省略。而且,在本例中,填充有漿料20的模具10僅載 置在陶瓷生片30上。S卩,在模具10上沒有施加任何載荷。然后,如圖5所示,當(dāng)漿料20干燥而形成了 “干燥后的立體形成部21”時,使“陶 瓷生片30和干燥后的立體形成部21”冷卻,接下來,將模具10從“陶瓷生片30和干燥后的 立體形成部21”取下。即,實(shí)施脫模工序。在該脫模工序中最好也驅(qū)動真空泵,使燒結(jié)金屬40的內(nèi)部壓力低壓化。由此,在 使模具10脫離(脫模)時,能夠利用燒結(jié)金屬40穩(wěn)定地保持陶瓷生片30。其結(jié)果,由于 防止了陶瓷生片30上浮,因此能夠避免陶瓷生片30的變形和干燥后立體形成部21的變形 (圖案的損壞)。此外,在干燥后立體形成部形成工序的用于上述脫模的冷卻前,利用加熱板60的 加熱使陶瓷生片30的溫度達(dá)到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上。由此,陶瓷生片30軟化,從而能夠增 大陶瓷生片30與漿料20的粘合力。其結(jié)果,能夠更可靠地避免脫模時的干燥后立體形成 部21的變形(圖案的損壞)。(層疊工序)接下來,如圖6所示,在干燥后的立體形成部21上進(jìn)一步載置“其它陶瓷生片31 ”。 然后,相對于干燥后的立體形成部21對該陶瓷生片31進(jìn)行加熱、壓合。其結(jié)果,形成具有 空洞部SP的燒成前結(jié)構(gòu)體32。另外,該層疊工序是可選的。也可以在載置陶瓷生片31之 前或在層疊陶瓷生片31之后,通過激光加工及采用沖壓工具的加工等對干燥后的立體形成部21施加附加的加工。此外,也可以在陶瓷生片31的層疊后實(shí)施印刷工序、切斷和分割
工序等。(燒制工序)接著,加熱上述燒制前結(jié)構(gòu)體32而進(jìn)行燒制。也可以在燒制后,利用激光加工等, 對所燒制的結(jié)構(gòu)體施加附加的加工。此外,也可以對所燒制的結(jié)構(gòu)體實(shí)施切斷和分割等工 序。其結(jié)果,制造出具有空洞部SP的陶瓷結(jié)構(gòu)體。如上所述,層疊工序是可選的。因此,可 以說該燒制工序是在干燥后立體形成部形成工序之后、對至少包含“多孔質(zhì)基板即陶瓷生 片30和干燥后的立體形成部21”的中間結(jié)構(gòu)體進(jìn)行燒制而一體化的工序。如上所述,采用本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法,“構(gòu)成干燥前的立體 形成部的漿料20”中所含有的溶劑浸入(浸透、被吸收進(jìn))多孔質(zhì)基板(陶瓷生片30)的 細(xì)孔內(nèi)且從多孔質(zhì)基板的未封閉的端面擴(kuò)散(蒸發(fā))。因此,能夠容易地在多孔質(zhì)基板的一 個表面?zhèn)?此時為上表面)形成具有規(guī)定圖案(正面看的規(guī)定形狀)且主原料的粒子為主 要構(gòu)成成分的“干燥后的立體形成部(自身可維持形狀的凸?fàn)畈?21”。該立體形成部制造方法不使用采用沖壓工具和沖模進(jìn)行的沖孔加工。因此,沒有 向多孔質(zhì)基板施加較大的載荷。其結(jié)果,多孔質(zhì)基板不易變形。并且,由于沒有利用斷裂形 成立體形成部21的側(cè)面,因此立體形成部21的側(cè)面不會粗糙,且不會產(chǎn)生毛刺。此外,由 于能夠使模具10的硬度小于“沖孔加工所使用的模具”的硬度,因此能夠容易地在模具10 上形成細(xì)微的圖案。其結(jié)果,能夠容易地在多孔質(zhì)基板的一個表面?zhèn)?此時為上表面)形 成“具有細(xì)微且所需的圖案的立體形成部21”。另外,采用該制造方法,在陶瓷生片30上,能夠容易地形成具有所需圖案的“以陶 瓷粉末為主要成分的立體形成部21”。并且,通過燒制該“由陶瓷生片30和立體形成部21 構(gòu)成的中間結(jié)構(gòu)體”,能夠容易地制造“陶瓷的最終結(jié)構(gòu)體”,該“陶瓷的最終結(jié)構(gòu)體”在“致 密的陶瓷基板上”具有“按照所需圖案的致密的立體形成部”。此外,實(shí)際上,在燒制工序的 前一階段,將“其它陶瓷生片31”載置在中間結(jié)構(gòu)體的立體形成部上,然后再對它們進(jìn)行燒 制。因此,能夠容易地制造“具有所需形狀的空洞部的致密的陶瓷結(jié)構(gòu)體”。并且,“多孔質(zhì)基板即陶瓷生片30”與“燒制前的立體形成部21”由同一種陶瓷形 成。因此,當(dāng)這兩者被燒制和一體化時,能夠使兩者的收縮程度相近。因此,能夠防止燒制 所帶來的兩者的變形,并且能夠避免龜裂等的產(chǎn)生。其結(jié)果,能夠容易地制造具有目標(biāo)形狀 的陶瓷結(jié)構(gòu)體。另外,在干燥前立體形成部形成工序中,當(dāng)將“填充有漿料20的模具10”載置在 “陶瓷生片30”上時,也可以利用“朝向陶瓷生片30的規(guī)定的按壓載荷”來按壓該模具10。 但是,該按壓載荷與在采用“沖壓工具和沖?!边M(jìn)行的沖孔加工中沖壓工具所施加的載荷相 比非常小。由此,能夠增加陶瓷生片30與漿料20的粘合力。其結(jié)果,能夠更可靠地避免脫 模時的干燥后立體形成部21的變形(圖案的損壞)。<與直接壓模制造法的比較>圖7是表示上述本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法(反向印記法)與直 接壓模制造法(直接印記法)的比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表。直接壓模制造方法是指不用漿料、 僅將模具直接按壓在陶瓷生片上而形成立體形成部的方法。具體地說,直接壓模制造法包 括以下的步驟。
步驟1 按照上述模具準(zhǔn)備工序準(zhǔn)備圖1所示的模具10 (但其強(qiáng)度比模具10高)。步驟2 按照上述基板準(zhǔn)備工序準(zhǔn)備陶瓷生片30。步驟3 將陶瓷生片30載置在加熱板上,對陶瓷生片30進(jìn)行加熱,使陶瓷生片30 的溫度(S. G.的溫度)達(dá)到“圖7所示的規(guī)定溫度”。步驟4 以“圖7所示的規(guī)定的按壓載荷”將模具10向陶瓷生片30按壓。步驟5:脫模。從圖7可知,本實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法的實(shí)施例即使在室溫下且不對模 具10施加載荷,也能形成具有40 μ m以上高度的立體形成部。與此相反,如果采用直接壓 模制造法,例如,只有陶瓷生片30的溫度為100°C且以7kN(700kgf)左右的載荷按壓模具 10才能形成具有40 μ m左右高度的立體形成部。從這一點(diǎn)也可以看出,本實(shí)施形態(tài)的立體 形成部制造方法不會引起陶瓷生片30變形,而且不要求模具10具有高強(qiáng)度,是一種優(yōu)良的 方法。采用該制造方法,能夠在基板上形成具有各種形狀的立體形成部(各種形狀的凸 部,換句話說,就是具有各種形狀的凹部的部分)。圖8至圖10是采用由氧化鋯構(gòu)成的陶瓷 生片、氧化鋯的漿料、市場上出售的由硅構(gòu)成的模具并利用第1實(shí)施形態(tài)的制造方法分別 形成并燒制成“多個點(diǎn)(多個圓柱狀凸部)、多個孔(多個圓柱狀凹部)、以及多個線和空間 (形成多個直線狀凹部的多個直線狀凸部)”的結(jié)構(gòu)體的照片。在圖8所示的例子中,點(diǎn)(圓柱狀凸部)的直徑為3.5 μ m,高度為7.8 μ m,某個點(diǎn) 的中心軸和與該點(diǎn)相鄰的點(diǎn)的中心軸之間的距離為7.8μπι。在圖9所示的例子中,孔(圓柱狀凹部)的直徑為3. 5 μ m,高度為7. 8 μ m,某個孔 的中心軸和與該孔相鄰的孔的中心軸之間的距離為7.8μπι。在圖10所示的例子中,線(直線狀凸部)的寬度和高度分別是3. 6 μ m和8. 3 μ m。圖11和圖12是采用由氧化鋯構(gòu)成的陶瓷生片、氧化鋯的漿料、市場上出售的由硅 構(gòu)成的其它模具并利用第1實(shí)施形態(tài)的制造方法分別形成并燒制成“多個孔(多個圓柱狀 凹部)、以及多個線和空間(形成多個直線狀凹部的多個直線狀凸部)”的結(jié)構(gòu)體的照片。在圖12所示的例子中,線(直線狀凸部)的寬度和高度分別是0. 8 μ m和1. 4 μ m。 相鄰的兩根線的長度方向的中心線間的距離是1.4μπ 。另外,例如,圖8所示的具有多個圓柱狀凸部的立體形成部,由在圖13中表示概要 立體圖的“具有多個圓柱狀凹部H的模具”制造,圖9和圖11所示的具有多個圓柱狀凹部 的立體形成部,由在圖14中表示立體圖的“具有多個圓柱狀凸部P的模具”制造?!吹?實(shí)施形態(tài)〉接下來,按照工序順序?qū)Ρ景l(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的“立體形成部制造方法”進(jìn)行說 明。但是,各工序的實(shí)施順序在不發(fā)生矛盾的范圍內(nèi)可以調(diào)換。(模具準(zhǔn)備工序)準(zhǔn)備圖15(A)所示的模具10。該模具準(zhǔn)備工序與前面所說明的模具準(zhǔn)備工序相 同。(基板準(zhǔn)備工序)準(zhǔn)備圖15(B)所示的陶瓷生片30。該基板準(zhǔn)備工序也與前面所說明的基板準(zhǔn)備工 序相同。
(漿料準(zhǔn)備工序)準(zhǔn)備如圖15(C)所示的漿料20。該漿料準(zhǔn)備工序也與前面所說明的漿料準(zhǔn)備工序 相同。(干燥前立體形成部形成工序)接著,如圖15(C)所示,將陶瓷生片30載置在層疊機(jī)的下板71上。層疊機(jī)的下板 71通過通電而發(fā)熱。接著,在陶瓷生片30的上表面(一個表面)U30上,將漿料20形成為層狀(具有 大致固定厚度的膜狀)。該工序也稱為漿料層形成工序。然后,如圖15(D)所示,將“模具 10的形成有凹部13的一表面(端面P12)”與“陶瓷生片30的一個表面(上表面U30)”相 對而配置。接下來,如圖15(E)所示,將層疊機(jī)的上板72載置在模具10的未形成凹部13的 一表面(與所述端面P12相對的另一表面)上。層疊機(jī)的上板72也通過通電而發(fā)熱。在 該狀態(tài)下,向?qū)盈B機(jī)的上板72施加載荷,將模具10向陶瓷生片30按壓。此時,從層疊機(jī)的 下板71和上板72產(chǎn)生熱量,對陶瓷生片30進(jìn)行加熱。該工序也稱為“按壓工序”。另外, 在本例中,模具10的“凹部形成面的端面P12”也與陶瓷生片30的上表面U30接觸。但是, 模具10也可以配置成凹部形成面P12從“陶瓷生片30的上表面U30”稍微離開。(干燥后立體形成部形成工序)將圖15(E)所示的狀態(tài)(按壓工序)持續(xù)規(guī)定時間。由此,使“保持在模具10的 凹部13內(nèi)的漿料20”中所含有的溶劑“通過自重、毛細(xì)管現(xiàn)象以及模具10的按壓所產(chǎn)生 的加壓力等”浸入陶瓷生片30的細(xì)孔內(nèi)(浸透)。由此,漿料20被干燥而固化。其結(jié)果, 在凹部13內(nèi)也就是在陶瓷生片30的一個表面?zhèn)?此時為上表面U30側(cè))形成干燥后的立 體形成部。然后,當(dāng)漿料20干燥而形成了“干燥后的立體形成部”時,使“陶瓷生片30和干 燥后的立體形成部”冷卻,接著,將模具10從“陶瓷生片30和干燥后的立體形成部”取下。 即,實(shí)施脫模工序。(層疊工序和燒制工序)接著,與上述第1實(shí)施形態(tài)相同,將其它陶瓷生片層疊在“干燥后的立體形成部” 上,然后對這些層疊體進(jìn)行燒制和一體化。另外,此時也可以省略層疊工序。如上所述,采用本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法,“處于在凹部13內(nèi)填 充有漿料20的狀態(tài)的模具10”由層疊機(jī)的下板71和上板72 —邊加熱一邊被向陶瓷生片 30按壓。因此,能夠增大漿料20與陶瓷生片30的粘合力。其結(jié)果,能夠避免脫模時的“干 燥后立體形成部的變形(圖案的損壞)”。如上所述,采用本發(fā)明各實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法,能夠在多孔質(zhì)基板上 形成具有細(xì)微圖案(正面看的形狀)的立體形成部。另外,在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以采用各 種變形例。例如,上述各實(shí)施形態(tài)的漿料20作為主原料的粒子使用陶瓷粉末。與之相對,也 可以將主原料的粒子替換為“金屬等導(dǎo)電材料的粉末”。由此,也可以在基板上形成電路圖案等。此外,例如,在上述層疊工序中所層疊的“其它陶瓷生片31”也可以是另外形成立 體形成部的陶瓷生片。此外,也可以在其上再層疊其他的一個以上的陶瓷生片,構(gòu)成多層的燒制前層疊體,對該燒制前層疊體進(jìn)行燒制。而且,如圖16所示,模具10的剖面也可以是在基部11上具有多個梯形的凸部12a 的形狀。此時,凹部13a為倒梯形。在圖16所示的例子中,凸部12a的上底的寬度Wl為 50 μ m,凸部12a的下底的寬度W2為70 μ m,高度H為100 μ m,相鄰的一對凸部12a、12a的中 心線距離P為90 μ m。凹部13的最小寬度Dl為20 μ m。凸部12a和凹部13a的長度方向 的長度為870 μ m(最好Wl為10 80μπι,Η為0 200μπι,Ρ為60 120 μ m)。這些尺寸 只是一個例子,不做特別的限定。采用該模具實(shí)際制造的結(jié)構(gòu)體的放大照片如圖10所示。此外,如上所述且如圖18所示,在本發(fā)明各實(shí)施形態(tài)的立體形成部制造方法的 “干燥前立體形成部形成工序”和“干燥后立體形成部形成工序”中,模具10也可以在陶瓷 生片30的上表面U30側(cè)(一個表面?zhèn)?配置成,模具10的凹部形成面的端面(凸部12的 上端面)P12與“陶瓷生片30的上表面U30”平行且離開“陶瓷生片30的上表面U30”微小 的距離t。由此,在陶瓷生片30上形成“厚度t的板狀部20a”,在該板狀部20a上形成按照 所述規(guī)定圖案的“立體形成部20b”。此時,如圖19(A)所示,將漿料20填充到模具10的凹部13內(nèi),如圖19(B)所示,在 陶瓷生片30的上表面(一個表面)U30上將漿料20形成為層狀。然后,如圖19(C)所示,將 填充有漿料20的模具10按壓在形成于陶瓷生片30的上表面U30的漿料20上即可。艮口, 例如,在上述第1實(shí)施形態(tài)的干燥前立體形成部形成工序中,也可以像上述第2實(shí)施形態(tài)的 干燥前立體形成部形成工序那樣,在陶瓷生片30的上表面U30上將漿料20形成為層狀,然 后使模具10的形成有凹部13的一表面P12與陶瓷生片30的上表面相對地進(jìn)行配置。此 時,最好對模具10施加朝向陶瓷生片30的上表面U30的載荷。而且,模具10在其周部(外周部)整體上具有“從基部11突出且高度比凸部12 高的框部14 (例如參考圖1)”。由此,能夠更可靠且容易地將漿料20填充到凹部13內(nèi)。此外,在上述各實(shí)施形態(tài)中,將模具10載置在陶瓷生片30的垂直方向的上方,但 是也可以將模具10配置在陶瓷生片30的垂直方向的下方。即,也可以對于陶瓷生片30將 模具10配置成模具10的凹部形成面P12與陶瓷生片30的下表面(位于上表面30的相反 側(cè)的表面)相對。此時,漿料20中所含有的溶劑利用毛細(xì)管現(xiàn)象浸入陶瓷生片30內(nèi)。而 且,此時,如果通過使上述真空泵等動作,將陶瓷生片30的內(nèi)部壓力維持為低于大氣壓,則 能夠使?jié){料20中所含有的溶劑高效地透過且被吸引到陶瓷生片30的細(xì)孔內(nèi),并被干燥。如 上所述,在本說明書和權(quán)利要求書中,“多孔質(zhì)基板的上方(上部側(cè))”與“多孔質(zhì)基板的兩 個表面中的一個表面?zhèn)取钡暮x相同,不一定意味著“垂直方向的上方”,也可以意味著多孔 質(zhì)基板的“垂直方向的下方”。
權(quán)利要求
1.一種立體形成部制造方法,其特征在于,包括模具準(zhǔn)備工序,準(zhǔn)備模具,從正面看所述模具上形成有規(guī)定形狀的凹部; 漿料準(zhǔn)備工序,其準(zhǔn)備漿料,該漿料含有主原料的粒子、該粒子的溶劑、有機(jī)材料; 基板準(zhǔn)備工序,其準(zhǔn)備能夠使氣體通過的多孔質(zhì)基板;干燥前立體形成部形成工序,其將所述模具配置在所述多孔質(zhì)基板的一個表面?zhèn)龋?利用該模具的凹部在該多孔質(zhì)基板的一個表面?zhèn)刃纬捎伤鰸{料構(gòu)成且按照所述規(guī)定形 狀的干燥前的立體形成部;以及干燥后立體形成部形成工序,其在將所述模具配置在所述多孔質(zhì)基板的一個表面?zhèn)鹊?狀態(tài)下,使所述漿料中所含有的所述溶劑浸入該多孔質(zhì)基板的細(xì)孔內(nèi),從而使所述干燥前 的立體形成部干燥,形成干燥后的立體形成部。
2.如權(quán)利要求1所述的立體形成部制造方法,其特征在于, 所述多孔質(zhì)基板是陶瓷生片,所述主原料的粒子是陶瓷粉末,所述立體形成部制造方法還包括燒制工序,該燒制工序在所述干燥后立體形成部形成 工序之后,對所述多孔質(zhì)基板和所述干燥后的立體形成部進(jìn)行燒制而一體化。
3.如權(quán)利要求2所述的立體形成部制造方法,其特征在于,形成所述陶瓷生片的陶瓷粒子與所述主原料的粒子為同一種陶瓷。
4.如權(quán)利要求2或3所述的立體形成部制造方法,其特征在于,所述立體形成部制造方法包括層疊工序,該層疊工序在所述干燥后立體形成部形成工 序后、所述燒制工序前,在所述干燥后的立體形成部上進(jìn)一步載置其它陶瓷生片,從而形成 具有空洞部的燒制前結(jié)構(gòu)體,所述燒制工序是對所述燒制前結(jié)構(gòu)體進(jìn)行燒制而使所述干燥后立體形成部和被層疊 的所述其他陶瓷生片一體化的工序。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的立體形成部制造方法,其特征在于, 所述干燥前立體形成部形成工序是如下的工序包括凹部內(nèi)漿料填充工序,該凹部內(nèi)漿料填充工序?qū)⑺鰸{料填充到所述模具的凹部 內(nèi),在將該漿料填充到該凹部內(nèi)后,將形成有該凹部的表面配置成與所述多孔質(zhì)基板的一 個表面相對,從而形成所述干燥前的立體形成部,所述干燥后立體形成部形成工序包括脫模工序,該脫模工序使所述模具從所述干燥后 的立體形成部脫離。
6.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的立體形成部制造方法,其特征在于,所述干燥前立體形成部形成工序包括按壓工序,該按壓工序在使所述漿料在所述多孔 質(zhì)基板的一個表面上形成為層狀后,將所述模具的形成有凹部的表面與該多孔質(zhì)基板的一 個表面相對地配置,并將該模具向該多孔質(zhì)基板按壓,所述干燥后立體形成部形成工序包括脫模工序,該脫模工序使所述模具從所述干燥后 的立體形成部脫離。
7.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的立體形成部制造方法,其特征在于, 所述干燥前立體形成部形成工序包括凹部內(nèi)漿料填充工序,其將所述漿料填充到所述模具的凹部內(nèi);以及漿料層形成工序,其在所述多孔質(zhì)基板的一個表面上將所述漿料形成為層狀, 所述干燥前立體形成部形成工序是如下的工序在將所述漿料填充到所述模具的凹部內(nèi)并在所述多孔質(zhì)基板的一個表面上將所述漿 料形成為層狀后,將所述模具的形成有凹部的表面與該多孔質(zhì)基板的一個表面相對地配 置,從而形成所述干燥前的立體形成部,所述干燥后立體形成部形成工序包括脫模工序,該脫模工序使所述模具從所述干燥后 的立體形成部脫離。
8.如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的立體形成部制造方法,其特征在于,所述干燥后立體形成部形成工序,通過使所述多孔質(zhì)基板的內(nèi)部成為低于大氣壓的低 壓,從而有助于所述溶劑浸入所述多孔質(zhì)基板的細(xì)孔內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的立體形成部制造方法,其特征在于,所述干燥后立體形成部形成工序,通過對所述多孔質(zhì)基板的至少一部分進(jìn)行加熱,從 而有助于所述溶劑蒸發(fā)以及所述立體形成部干燥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種立體形成部制造方法,在該立體形成部制造方法中,準(zhǔn)備形成有凹部(13)的模具(10),該凹部(13)正面看按照規(guī)定的形狀,將漿料(20)涂布、填充到該凹部(13)內(nèi)。接著,將填充有漿料(20)的模具(10)配置在多孔質(zhì)基板即陶瓷生片(30)的上表面上。此時,通過吸引用連通管(51)和燒結(jié)金屬(40)使陶瓷生片(30)內(nèi)低壓化。而且,利用加熱板(60)對陶瓷生片(30)進(jìn)行加熱。由此,使?jié){料(20)中所含有的溶劑浸透并被吸收到陶瓷生片(30)的細(xì)孔內(nèi),并且蒸發(fā)。其結(jié)果,能夠使干燥前的立體形成部(漿料(20))不產(chǎn)生變形地干燥。
文檔編號B28B1/26GK102105280SQ20098013028
公開日2011年6月22日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者清水秀樹, 田中英彥, 間瀨淳 申請人:日本礙子株式會社
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