WO2024101211A1 - セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

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WO2024101211A1
WO2024101211A1 PCT/JP2023/039184 JP2023039184W WO2024101211A1 WO 2024101211 A1 WO2024101211 A1 WO 2024101211A1 JP 2023039184 W JP2023039184 W JP 2023039184W WO 2024101211 A1 WO2024101211 A1 WO 2024101211A1
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electronic component
ceramic
support
component body
firing
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PCT/JP2023/039184
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秀 濱田
淳 小島
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株式会社村田製作所
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/16—Both compacting and sintering in successive or repeated steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/30—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30—Stacked capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G13/00—Apparatus specially adapted for manufacturing capacitors; Processes specially adapted for manufacturing capacitors not provided for in groups H01G4/00 - H01G11/00
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing ceramic electronic components.
  • Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a multilayer electronic component, comprising the steps of: laminating a plurality of ceramic green sheets, in which at least an insulator, an internal electrode conductor, an external electrode conductor, and a dissipative material are patterned so that the portions that will become the corners of the multilayer electronic component after lamination are substantially spherically rounded; so that the dissipative material is patterned outside the substantially spherically rounded portions and continuous with the substantially spherically rounded portions at positions that correspond to the cuts for separating the ceramic green sheet stack into the multilayer electronic components; and performing a specific process on the ceramic green sheet stack to remove the regions made of the dissipative material and simultaneously separate the ceramic green sheet stack into individual multilayer electronic components.
  • Patent Document 2 discloses a method for producing a ceramic object for electronic components, which is characterized by forming a three-dimensional shape by performing a dissipation process on a laminate made by stacking a plurality of sheet-like members having at least an insulating material and a dissipation material so that a ceramic object for electronic components can be obtained from the laminate.
  • Patent Document 3 discloses a method for manufacturing a ceramic product, comprising: a process for forming a three-dimensional object having a ceramic body formed from the first ink and a glaze film formed from the second ink and covering at least a part of the ceramic body, by 3D printing in which a first ink containing a ceramic material and a second ink containing a glaze are sprayed and deposited by an inkjet method; and a firing process for firing the three-dimensional object formed by the process for forming the object.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a method for manufacturing ceramic electronic components that can suppress deformation during firing even when the components have complex shapes.
  • the method for manufacturing a ceramic electronic component of the present invention is characterized by comprising the steps of: 3D printing a ceramic material, a metal material, and a vanishing material by a material jetting method to form a molded object having an electronic component body including the ceramic material and the metal material, a support including the ceramic material and provided on at least a portion of the periphery of the electronic component body, and a vanishing body including the vanishing material and provided between the electronic component body and the support; firing the molded object at a temperature equal to or higher than the temperature at which the vanishing body vanishes; and obtaining the electronic component body from which the support has been separated from the molded object after firing.
  • the present invention provides a method for manufacturing ceramic electronic components that can suppress deformation during firing, even when the components have complex shapes.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a shaped object formed in a shaped object forming step in a manufacturing method for a ceramic electronic component according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section taken along line a1-a2 of the object shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing an electronic component body obtained in the step of obtaining an electronic component body in the manufacturing method for a ceramic electronic component according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing a shaped object formed on a printing base in the step of forming a shaped object in the method for manufacturing a ceramic electronic component according to a modified example of the first preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a shaped object formed in a shaped object forming step in a manufacturing method for a ceramic electronic component according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing a shaped object formed in the step of forming a shaped object in the method for manufacturing a ceramic electronic component according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section taken along the line segment b1-b2 of the object shown in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing an electronic component body with connectors obtained in the middle of the process of obtaining the electronic component body in the manufacturing method for a ceramic electronic component according to the second embodiment of the present invention.
  • the manufacturing method of the ceramic electronic component of the present invention is described below. Note that the present invention is not limited to the configurations below, and may be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention. In addition, a combination of multiple individual preferred configurations described below also constitutes the present invention.
  • the method for manufacturing a ceramic electronic component of the present invention is characterized by comprising the steps of: 3D printing a ceramic material, a metal material, and a vanishing material by a material jetting method to form a molded object having an electronic component body including the ceramic material and the metal material, a support including the ceramic material and provided on at least a portion of the periphery of the electronic component body, and a vanishing body including the vanishing material and provided between the electronic component body and the support; firing the molded object at a temperature equal to or higher than the temperature at which the vanishing body vanishes; and obtaining the electronic component body from which the support has been separated from the molded object after firing.
  • Fig. 1 is a schematic perspective view showing a shaped object formed in a step of forming a shaped object in a manufacturing method of a ceramic electronic component according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section taken along line segment a1-a2 of the shaped object shown in Fig. 1.
  • the ceramic material, metal material, and dissipative material are 3D printed using the material jetting method to form the object 1A shown in Figures 1 and 2.
  • the object 1A has an electronic component body 10, a support 20, and a vanishing body 30.
  • the electronic component body 10 includes a ceramic material and a metal material.
  • the electronic component body 10 has a ceramic part 11 that contains a ceramic material, and an electrode part 12 that contains a metal material and is in contact with the ceramic part 11.
  • the electrode section 12 may be composed of one electrode member or multiple electrode members.
  • the electrode portion 12 is composed of two electrode members: a first electrode member 13a that contacts one end of the ceramic portion 11, and a second electrode member 13b that contacts the other end of the ceramic portion 11.
  • the position of the electrode portion 12 relative to the ceramic portion 11 is not particularly limited.
  • the positions of the first electrode member 13a and the second electrode member 13b relative to the ceramic portion 11 are not limited to the positions shown in Figures 1 and 2.
  • the support 20 includes a ceramic material.
  • the ceramic material contained in the support 20 is preferably the same as the ceramic material contained in the electronic component body 10 (ceramic portion 11), but may be different from the ceramic material contained in the electronic component body 10 (ceramic portion 11).
  • the support 20 is provided around at least a portion of the periphery of the electronic component body 10.
  • the support 20 may be provided around a portion of the periphery of the electronic component body 10 as shown in FIG. 1, or it may be provided around the entire periphery of the electronic component body 10. In other words, the support 20 may cover a portion of the electronic component body 10 as shown in FIG. 1, or it may cover the entire electronic component body 10.
  • the vanishing body 30 includes vanishing material.
  • the vanishing body 30 is provided between the electronic component body 10 and the support 20. More specifically, the vanishing body 30 is provided so as to fill the gap between the electronic component body 10 and the support 20. In this way, the vanishing body 30 is in contact with both the electronic component body 10 and the support 20.
  • Ceramic materials include, for example, alumina, aluminum nitride, low-temperature co-fired ceramic (LTCC) materials, etc. Among them, it is preferable that the ceramic material is a low-temperature co-fired ceramic material.
  • low-temperature sintering ceramic materials refer to ceramic materials that can be sintered at firing temperatures of 1000°C or less.
  • low-temperature sintering ceramic materials include glass composite low-temperature sintering ceramic materials including ceramic materials such as quartz, alumina, forsterite, and borosilicate glass, crystallized glass low-temperature sintering ceramic materials including ZnO-MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 crystallized glass, non-glass low-temperature sintering ceramic materials including BaO-Al 2 O 3 -SiO 2 ceramic materials, Al 2 O 3 -CaO-SiO 2 -MgO-B 2 O 3 ceramic materials, etc.
  • low-temperature sintering ceramic materials mainly made of alumina with added SiO 2 are preferable.
  • the metal material is preferably a material that can be co-fired with the ceramic material, and more preferably a material that can be co-fired with the low-temperature sintering ceramic material.
  • the melting point of the metal material is preferably higher than the sintering temperature of the ceramic material, and more preferably higher than the sintering temperature of the low-temperature sintering ceramic material.
  • metal materials include copper, silver, and alloys containing at least one of these metals.
  • the vanishing material is preferably a material that vanishes at or below the sintering temperature of the ceramic material, and more preferably a material that vanishes at or below the sintering temperature of the low-temperature sintering ceramic material.
  • Examples of such vanishing materials include organic resins, carbon black, etc.
  • the following method can be given as an example of a method for forming the object 1A using 3D printing with the material jetting method.
  • a first ink containing a ceramic material, a second ink containing a metal material, and a third ink containing a vanishing material are prepared.
  • each ink is sprayed from an inkjet head to coat the desired pattern, and the resulting coating is dried with hot air or the like.
  • a ceramic layer containing a ceramic material, a metal layer containing a metal material, and a vanishing layer containing a vanishing material are laminated in the desired pattern.
  • the object 1A is formed, which has an electronic component body 10 formed by laminating ceramic layers and metal layers, a support 20 formed by laminating ceramic layers, and a vanishing body 30 formed by laminating vanishing layers.
  • the first ink may further contain a resin, a solvent, etc. in addition to the ceramic material.
  • resins examples include ethyl cellulose, acrylic, and polyvinyl butyral. When such a resin is contained in the first ink, the resin solidifies when the coating film described above dries, and functions as a binder for the ceramic material. Such resins are removed, for example, when the shaped object is fired, as described below.
  • the solvent examples include organic solvents such as methanol and ethanol, inorganic solvents such as water, and mixtures of these. Such solvents are removed, for example, when the coating film is dried as described above.
  • the second ink and the third ink may further contain the above-mentioned resin, solvent, etc.
  • each ink may be sprayed from an inkjet head to coat the desired pattern, and the resulting coating film may be irradiated with radiation (preferably ultraviolet light) to harden the coating film.
  • each ink may be a radiation-curable ink (preferably an ultraviolet-curable ink) that is cured by radiation (preferably ultraviolet light), preferably contains a radiation-polymerizable compound (preferably an ultraviolet-polymerizable compound), and may further contain a polymerization initiator, a solvent, etc., as necessary.
  • the shaped object 1A is fired at a temperature equal to or higher than the temperature at which the vanishing body 30 vanishes. This causes the vanishing body 30 to vanish from the shaped object 1A, and sinters the ceramic material contained in the shaped object 1A, particularly the ceramic material contained in the electronic component body 10.
  • the electronic component body 10 will be fired in an exposed state in its entirety.
  • the ceramic material contained in the electronic component body 10 (ceramic portion 11) moves in a way that reduces the surface area of the electronic component body 10, and therefore, particularly when the electronic component body 10 has a complex shape, a large surface tension is likely to occur during firing due to the large specific surface area of the electronic component body 10. As a result, the electronic component body 10 is likely to deform during firing.
  • the support 20 is provided around at least a portion of the periphery of the electronic component body 10, so that even if the electronic component body 10 has a complex shape, deformation of the electronic component body 10 during firing is suppressed. Furthermore, by firing the molded object 1A in this process, the disappearing body 30 is eliminated from the molded object 1A, and the ceramic material contained in the molded object 1A, particularly the ceramic material contained in the electronic component body 10, can be sintered, improving manufacturing efficiency.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing an electronic component body obtained in the step of obtaining an electronic component body in the manufacturing method for a ceramic electronic component according to the first embodiment of the present invention.
  • the electronic component body 10 is obtained as a ceramic electronic component after the firing process with the support 20 separated from the shaped object 1A.
  • the support 20 may be removed manually from the molded object 1A, or the support 20 may be naturally removed from the molded object 1A as the disappearing body 30 disappears.
  • the above process makes it possible to manufacture ceramic electronic components, even if they have complex shapes, without them deforming during firing.
  • the ceramic electronic components manufactured by the above process are not particularly limited, but examples include multilayer ceramic capacitors.
  • the above describes an example in which one ceramic electronic component is obtained from one molded object 1A, but multiple ceramic electronic components may be obtained from one molded object 1A.
  • multiple electronic component bodies 10 may be formed in the molded object 1A.
  • the electronic component body 10 may have an irregular shape with a recess 15.
  • the electronic component body 10 in the process of forming the shaped object 1A, the electronic component body 10 may be formed to have an irregular shape with a recess 15.
  • an irregular shape refers to a shape in which recesses are partially provided in an assumed reference shape (e.g., a simple shape such as a rectangular parallelepiped).
  • an assumed reference shape e.g., a simple shape such as a rectangular parallelepiped.
  • the electronic component body 10 shown in FIG. 3 has an irregular shape in which four recesses 15 are provided in a rectangular parallelepiped shape assumed to be the reference shape.
  • the number of recesses 15 may be one, or multiple, as shown in FIG. 3.
  • the electronic component body 10 has an irregular shape, its shape is not limited to the shape shown in FIG. 3.
  • the support 20 is provided around at least a portion of the periphery of the electronic component body 10 in the molded object 1A, so that deformation of the electronic component body 10 during firing is suppressed.
  • all of the multiple electronic component bodies 10 may have irregular shapes, or only some of the electronic component bodies 10 may have irregular shapes.
  • the electronic component body 10 does not have to have a complex shape such as an irregular shape, and may have a simple shape such as a rectangular parallelepiped.
  • the support 20 preferably covers the recess 15 of the electronic component body 10.
  • the support 20 in the process of forming the shaped object 1A, the support 20 is preferably formed so as to cover the recess 15 of the electronic component body 10.
  • the support 20 covers the recess 15 of the electronic component body 10, so that deformation of the electronic component body 10 during firing is sufficiently suppressed.
  • the support 20 covers all of the multiple recesses 15.
  • the support 20 may cover some of the multiple recesses 15.
  • the support 20 may cover parts of the electronic component body 10 other than the recess 15, or may not cover parts of the electronic component body 10 other than the recess 15.
  • the support 20 covers the recesses 15 of all of the multiple electronic component bodies 10 as described above.
  • the support 20 may cover the recesses 15 of some of the multiple electronic component bodies 10 as described above.
  • the volume of the support 20 is preferably larger than the volume of the electronic component body 10.
  • the volume of the support 20 is larger than the volume of the electronic component body 10, the effect of the support 20 on the electronic component body 10 is sufficiently large, so that deformation of the electronic component body 10 during firing is sufficiently suppressed.
  • the volume of the support 20 is larger than the total volume of the electronic component bodies 10.
  • the support 20 is preferably composed of a plurality of support members.
  • the support 20 in the process of forming the molded object 1A, the support 20 is preferably formed so as to be composed of a plurality of support members.
  • the support 20 is composed of four support members: a first support member 21a, a second support member 21b, a third support member 21c, and a fourth support member 21d.
  • the support 20 When the support 20 is composed of multiple support members, it becomes easier to obtain the electronic component body 10 in a state where the support 20 is separated from the molded object 1A, for reasons such as making it easier to remove the electronic component body 10 from the molded object 1A (making it easier to remove the electronic component body 10) in the process of obtaining the electronic component body 10, compared to when the support 20 is composed of a single support member.
  • the shaped object in the step of forming the shaped object, the shaped object may be formed on a printed base, in the step of firing the shaped object, the shaped object may be fired on the printed base, and the shaped object may be separated from the printed base during firing in the step of firing the shaped object.
  • a method for manufacturing a ceramic electronic component according to a modified example of the first embodiment of the present invention will be described below as a method for manufacturing a ceramic electronic component according to a modified example of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing a molded object formed on a printing base in a process for forming a molded object in a method for manufacturing a ceramic electronic component according to a modified embodiment of the first embodiment of the present invention.
  • the object 1A in the step of forming the object 1A, may be formed on a printing base 100. Furthermore, in the step of firing the object 1A, the object 1A may be fired on the printing base 100. Furthermore, the object 1A may be separated from the printing base 100 during firing in the step of firing the object 1A.
  • the model 1A is fired directly on the printing base 100, so there is no need to transfer the model 1A from the printing base 100 to a firing base during firing. Furthermore, in the above-described method, the model 1A separates from the printing base 100 during firing, so the process of separating the model 1A from the printing base 100 after firing can be omitted. Therefore, in the above-described method, even if the model 1A is formed on the printing base 100, a decrease in manufacturing efficiency is suppressed.
  • the model 1A is separated from the print base 100 during firing, so the model 1A can freely shrink during firing without being affected by the print base 100. Therefore, when the model 1A shrinks during firing, cracking or deformation due to the influence of the print base 100 is suppressed.
  • the printing base 100 has a disappearing portion 110 on its surface that disappears during firing in the process of firing the model 1A.
  • the disappearing portion 110 that the printing base 100 has on its surface disappears during firing.
  • the printing base 100 has a disappearing portion 110 on its surface that disappears when fired, making it easier for the model 1A to separate from the printing base 100 when fired.
  • the temperature at which the vanishing portion 110 disappears is preferably lower than the temperature at which the vanishing body 30 disappears. In other words, in the process of firing the shaped object 1A, it is preferable that the vanishing portion 110 disappears before the vanishing body 30 disappears.
  • the vanishing portion 110 Because the temperature at which the vanishing portion 110 disappears is lower than the temperature at which the vanishing body 30 disappears, the vanishing portion 110 is more likely to disappear before the model 1A shrinks during firing, and as a result, the model 1A is more likely to separate from the print base 100, and the model 1A is more likely to shrink freely during firing without being affected by the print base 100. Therefore, cracking or deformation of the model 1A due to the influence of the print base 100 when it shrinks during firing is sufficiently suppressed.
  • the vanishing portion 110 contains a plurality of resin particles at least part of whose surface is covered with polyvinyl alcohol.
  • the vanishing portion 110 may contain a plurality of resin particles whose entire surface is covered with polyvinyl alcohol, may contain a plurality of resin particles whose part of whose surface is covered with polyvinyl alcohol, or may contain both resin particles whose entire surface is covered with polyvinyl alcohol and resin particles whose part of whose surface is covered with polyvinyl alcohol.
  • the disappearing portion 110 contains a plurality of resin particles having at least a portion of the surface covered with polyvinyl alcohol, the disappearing portion 110 is more likely to disappear during firing. Furthermore, the disappearing portion 110 is more likely to disappear before the molded object 1A shrinks during firing, and as a result, the molded object 1A is more likely to separate from the printed base 100, and the molded object 1A is more likely to shrink freely during firing without being affected by the printed base 100. Therefore, cracking or deformation of the molded object 1A due to the influence of the printed base 100 when it shrinks during firing is sufficiently suppressed.
  • the disappearing portion 110 may further include resin particles whose surfaces are not covered with polyvinyl alcohol, in addition to the plurality of resin particles whose surfaces are at least partially covered with polyvinyl alcohol.
  • the resin particles may contain, for example, an acrylic resin, a cellulose resin, or a polyvinyl butyral resin. Among them, the resin particles preferably contain an acrylic resin. When the resin particles contain an acrylic resin, the acrylic resin is preferably a methyl methacrylate-ethylene glycol dimethacrylate copolymer ( ⁇ CH 2 C(CH 3 )COOCH 3 ⁇ m ⁇ CH 2 C(CH 3 )COOCH 2 CH 2 OOC(CH 3 )CCH 2 ⁇ n ).
  • the shape of the resin particles is not particularly limited, and examples include spheres, spheroids (shapes obtained by rotating an ellipse around its major or minor axis), rectangular parallelepipeds, triangular pyramids, square pyramids, cylinders, cones, and other irregular shapes.
  • the average particle size of the resin particles is 1.8 ⁇ m or less.
  • the polyvinyl alcohol that covers the surface of the resin particles may contain impurities such as methanol and methyl acetate.
  • the multiple resin particles having at least a portion of their surface covered with polyvinyl alcohol are connected to each other via the polyvinyl alcohol.
  • the thickness of the vanishing portion 110 is preferably 5 ⁇ m or more.
  • the printing base 100 further includes a support portion 120, which is a porous structure and is arranged in contact with the vanishing portion 110.
  • the printing base 100 further includes the support portion 120, which is a porous structure that is provided so as to contact the vanishing portion 110. This, combined with the fact that the surface of the printing base 100 tends to be flat, makes it possible to bake the model 1A in a state in which unnecessary external forces other than gravity are not easily applied to the model 1A. As a result, cracking or deformation of the model 1A due to the influence of the printing base 100 when the model 1A shrinks during baking is sufficiently suppressed.
  • the support portion 120 may include Al 2 O 3.
  • the support portion 120 may include, for example, a material whose main component is aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • the support portion 120 may contain a compound of Al 2 O 3 and SiO 2.
  • the support portion 120 may contain, for example, a material containing mullite (3Al 2 O 3.2SiO 2 ) as a main component.
  • the support portion 120 may contain a compound of Al 2 O 3 , SiO 2 , and MgO.
  • the support portion 120 may contain, for example, a material containing cordierite (2MgO.2Al 2 O 3.5SiO 2 ) as a main component.
  • the support section 120 may further contain minor components, impurities, etc. in amounts that do not change the characteristics.
  • the shaped object contains a ceramic material and further includes a connector that connects the electronic component body and the support. Except for this, the method for producing a ceramic electronic component according to the second embodiment of the present invention is similar to the method for producing a ceramic electronic component according to the first embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a schematic perspective view showing a structure formed in the step of forming a structure in the manufacturing method of a ceramic electronic component according to Preferred Embodiment 2 of the present invention.
  • Fig. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section taken along line segment b1-b2 of the structure shown in Fig. 5.
  • the ceramic material, metal material, and dissipative material are 3D printed using the material jetting method to form the object 1B shown in Figures 5 and 6.
  • the object 1B has an electronic component body 10, a support 20, a vanishing body 30, and a connecting body 40.
  • the object 1B has a configuration in which the connecting body 40 is provided on the object 1A (see Figures 1 and 2).
  • the connector 40 includes a ceramic material.
  • the ceramic material contained in the connector 40 is preferably the same as the ceramic material contained in the electronic component body 10 (ceramic portion 11), but may be different from the ceramic material contained in the electronic component body 10 (ceramic portion 11).
  • the ceramic material contained in the connector 40 is preferably the same as the ceramic material contained in the support 20, but may be different from the ceramic material contained in the support 20.
  • the ceramic material contained in the electronic component body 10 (ceramic portion 11), the ceramic material contained in the support 20, and the ceramic material contained in the connector 40 are preferably the same as each other, but may be different from each other or may be partially different.
  • the connector 40 connects the electronic component body 10 and the support 20. In other words, the connector 40 contacts both the electronic component body 10 and the support 20.
  • the connector 40 preferably connects the ceramic part 11 and the support 20. In other words, the connector 40 preferably contacts both the ceramic part 11 and the support 20.
  • the connector 40 may connect the electrode portion 12 and the support 20. In other words, the connector 40 may be in contact with both the electrode portion 12 and the support 20.
  • the connector 40 may be made up of one connector member or multiple connector members.
  • the connector 40 is composed of two connectors: a first connector 41a that connects the ceramic part 11 to the third support member 21c, and a second connector 41b that connects the ceramic part 11 to the fourth support member 21d.
  • the position of the connector 40 relative to the electronic component body 10 is not particularly limited.
  • the positions of the first connector 41a and the second connector 41b relative to the ceramic part 11 are not limited to the positions shown in Figures 5 and 6.
  • the position of the connector 40 relative to the support 20 is not particularly limited.
  • the position of the first connector 41a relative to the third support 21c and the position of the second connector 41b relative to the fourth support 21d are not limited to the positions shown in Figures 5 and 6.
  • the shaped object 1B is fired at a temperature equal to or higher than the temperature at which the vanishing body 30 vanishes. This causes the vanishing body 30 to vanish from the shaped object 1B, and sinters the ceramic material contained in the shaped object 1B, particularly the ceramic material contained in the electronic component body 10.
  • the molded object 1B has a connector 40 that connects the electronic component body 10 and the support 20, and the electronic component body 10 is fixed to the support 20 that is provided around at least a portion of the periphery of the electronic component body 10 via the connector 40, so that deformation of the electronic component body 10 during firing is sufficiently suppressed.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing an electronic component body with connectors obtained in the middle of the process of obtaining the electronic component body in the manufacturing method for a ceramic electronic component according to the second embodiment of the present invention.
  • an electronic component body 10 with a connector 40 is obtained in a state where the support 20 is separated from the sintered object 1B.
  • the connector 40 is removed from the electronic component body 10 with the connector 40 attached, thereby obtaining the electronic component body 10 shown in FIG. 3 as a ceramic electronic component.
  • the method for removing the connector 40 is not particularly limited, and examples include cutting, grinding (e.g., blasting), etc. Traces of the connector 40 removed by these methods will remain on the electronic component body 10 (here, the ceramic part 11).
  • the shaped object in the step of forming a shaped object, the shaped object may be formed on a printed base, in the step of firing the shaped object, the shaped object may be fired on the printed base, and the shaped object may be separated from the printed base during firing in the step of firing the shaped object.
  • the method for producing a ceramic electronic component according to the modified embodiment of the second embodiment of the present invention which is such an example, is similar to the method for producing a ceramic electronic component according to the modified embodiment of the first embodiment of the present invention in that a printed base is used.
  • ⁇ 1> a step of 3D printing a ceramic material, a metal material, and a dissipative material by a material jetting method to form a shaped object having an electronic component body including the ceramic material and the metal material, a support body including the ceramic material and provided on at least a portion of the periphery of the electronic component body, and a dissipative body including the dissipative material and provided between the electronic component body and the support body; Firing the shaped object at a temperature equal to or higher than the temperature at which the disappearing body disappears; obtaining the electronic component main body in a state in which the support is separated from the shaped article after firing.
  • ⁇ 2> The method for producing a ceramic electronic component according to ⁇ 1>, wherein the electronic component body has an irregular shape and is provided with a recess.
  • ⁇ 4> The method for producing a ceramic electronic component according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein a volume of the support is larger than a volume of the electronic component body.
  • ⁇ 5> The method for producing a ceramic electronic component according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the support body is constituted by a plurality of support members.
  • ⁇ 6> The method for producing a ceramic electronic component according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the shaped object includes the ceramic material, and further includes a connector that connects the electronic component body and the support.
  • the object is formed on a printing base;
  • the object is fired on the printing base, ⁇ 7>
  • ⁇ 8> The method for producing a ceramic electronic component according to ⁇ 7>, wherein the printing base has a disappearance portion on a surface thereof that disappears during firing in a step of firing the shaped object.
  • ⁇ 9> The method for producing a ceramic electronic component according to ⁇ 8>, wherein a temperature at which the disappearing portion disappears is lower than a temperature at which the disappearing body disappears.
  • ⁇ 11> The method for producing a ceramic electronic component according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 10>, wherein the printing base further has a support portion having a porous structure and provided so as to be in contact with the disappearance portion.
  • Reference Signs 1A, 1B Modeled object 10 Electronic component body 11 Ceramic portion 12 Electrode portion 13a First electrode member 13b Second electrode member 15 Recess 20 Support body 21a First support member 21b Second support member 21c Third support member 21d Fourth support member 30 Vanishing body 40 Connecting body 41a First connecting member 41b Second connecting member 100 Print base 110 Vanishing portion 120 Supporting portion

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Abstract

本発明のセラミック電子部品の製造方法は、セラミック材料と、金属材料と、消失材料とを、マテリアルジェッティング方式で３Ｄ印刷することにより、セラミック材料及び金属材料を含む電子部品本体１０と、セラミック材料を含み、かつ、電子部品本体１０の周囲の少なくとも一部に設けられた支持体２０と、消失材料を含み、かつ、電子部品本体１０と支持体２０との間に設けられた消失体３０と、を有する造形物１Ａを形成する工程と、消失体３０が消失する温度以上の温度で造形物１Ａを焼成する工程と、焼成後の造形物１Ａから支持体２０が分離した状態の電子部品本体１０を得る工程と、を備える。

Description

セラミック電子部品の製造方法
　本発明は、セラミック電子部品の製造方法に関する。
　特許文献１には、少なくとも絶縁体、内部電極用導電体、外部電極用導電体、および消失材料が、積層した後に積層型電子部品の角部となる部分が略球状の丸み形状となるようにパターンニングされた複数のセラミックグリーンシートを、当該略球状の丸み部分の外側であって、当該略球状の丸み部分に連続して、上記セラミックグリーンシートの積層体を積層型電子部品に分離するための切り代に相当する位置に、上記消失材料がパターンニングされるように積層する工程；および該セラミックグリーンシートの積層体を特定な処理によって消失材料からなる領域を消失させると同時に個々の積層型電子部品に分離する工程からなる積層型電子部品の製造方法が開示されている。
　特許文献２には、電子部品用セラミック造形物が積層体から得られるように、少なくとも絶縁体材料および消失材料を有する複数のシート状部材を積層してなる積層体に消失処理を施すことにより、立体形状を形成することを特徴とする、電子部品用セラミック造形物の製造方法が開示されている。
　特許文献３には、セラミック材料を含有する第１インクと、釉薬を含有する第２インクとを、インクジェット方式で噴射して堆積させる３Ｄプリンティングにより、上記第１インクにより形成されたセラミック体と、上記第２インクにより形成され、上記セラミック体の少なくとも一部を覆う釉薬膜と、を有する３次元造形物を形成する造形物形成工程と、上記造形物形成工程により形成された上記３次元造形物を焼成する焼成工程と、を備える、セラミック製品の製造方法が開示されている。
特開２００５－３１１２２５号公報 特開２００６－４１２０４号公報 特開２０１９－１４２０６９号公報
　セラミック電子部品を製造する際、特許文献１及び特許文献２に記載の発明のようにセラミックグリーンシートを積層する方法を利用すると、得られるセラミック電子部品の形状の自由度が制限される。これに対して、特許文献３に記載の発明のようにセラミック材料を３Ｄ印刷する方法を利用すると、得られるセラミック電子部品の形状の自由度が大きくなる、と考えられる。
　しかしながら、本発明者が、特許文献３に記載の発明のようにセラミック材料を３Ｄ印刷する方法を利用してセラミック電子部品を製造したところ、特に、複雑な形状を有するセラミック電子部品を製造したときに、製造過程での焼成時の変形が原因で、所望の形状を有するセラミック電子部品を得ることが難しいことが分かった。
　本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、複雑な形状であっても焼成時の変形を抑制可能なセラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とするものである。
　本発明のセラミック電子部品の製造方法は、セラミック材料と、金属材料と、消失材料とを、マテリアルジェッティング方式で３Ｄ印刷することにより、上記セラミック材料及び上記金属材料を含む電子部品本体と、上記セラミック材料を含み、かつ、上記電子部品本体の周囲の少なくとも一部に設けられた支持体と、上記消失材料を含み、かつ、上記電子部品本体と上記支持体との間に設けられた消失体と、を有する造形物を形成する工程と、上記消失体が消失する温度以上の温度で上記造形物を焼成する工程と、焼成後の上記造形物から上記支持体が分離した状態の上記電子部品本体を得る工程と、を備える、ことを特徴とする。
　本発明によれば、複雑な形状であっても焼成時の変形を抑制可能なセラミック電子部品の製造方法を提供できる。
図１は、本発明の実施形態１のセラミック電子部品の製造方法において、造形物を形成する工程で形成された造形物を示す斜視模式図である。 図２は、図１に示す造形物の線分ａ１－ａ２に沿う断面の一例を示す断面模式図である。 図３は、本発明の実施形態１のセラミック電子部品の製造方法において、電子部品本体を得る工程で得られた電子部品本体を示す斜視模式図である。 図４は、本発明の実施形態１の変形例のセラミック電子部品の製造方法において、造形物を形成する工程で印刷土台上に形成された造形物を示す斜視模式図である。 図５は、本発明の実施形態２のセラミック電子部品の製造方法において、造形物を形成する工程で形成された造形物を示す斜視模式図である。 図６は、図５に示す造形物の線分ｂ１－ｂ２に沿う断面の一例を示す断面模式図である。 図７は、本発明の実施形態２のセラミック電子部品の製造方法において、電子部品本体を得る工程の途中で得られた接続体付き電子部品本体を示す斜視模式図である。
　以下、本発明のセラミック電子部品の製造方法について説明する。なお、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更されてもよい。また、以下において記載する個々の好ましい構成を複数組み合わせたものもまた本発明である。
　以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示す構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。実施形態２以降では、実施形態１と共通の事項についての記載は省略し、異なる点を主に説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎に逐次言及しない。
　以下の説明において、各実施形態を特に区別しない場合、単に「本発明のセラミック電子部品の製造方法」と言う。
　以下に示す図面は模式図であり、その寸法、縦横比の縮尺等は実際の製品と異なる場合がある。
　本発明のセラミック電子部品の製造方法は、セラミック材料と、金属材料と、消失材料とを、マテリアルジェッティング方式で３Ｄ印刷することにより、上記セラミック材料及び上記金属材料を含む電子部品本体と、上記セラミック材料を含み、かつ、上記電子部品本体の周囲の少なくとも一部に設けられた支持体と、上記消失材料を含み、かつ、上記電子部品本体と上記支持体との間に設けられた消失体と、を有する造形物を形成する工程と、上記消失体が消失する温度以上の温度で上記造形物を焼成する工程と、焼成後の上記造形物から上記支持体が分離した状態の上記電子部品本体を得る工程と、を備える、ことを特徴とする。
［実施形態１］
　本発明のセラミック電子部品の製造方法の一例を、本発明の実施形態１のセラミック電子部品の製造方法として以下に説明する。
＜造形物を形成する工程＞
　図１は、本発明の実施形態１のセラミック電子部品の製造方法において、造形物を形成する工程で形成された造形物を示す斜視模式図である。図２は、図１に示す造形物の線分ａ１－ａ２に沿う断面の一例を示す断面模式図である。
　セラミック材料と、金属材料と、消失材料とを、マテリアルジェッティング方式で３Ｄ印刷することにより、図１及び図２に示す造形物１Ａを形成する。
　造形物１Ａは、電子部品本体１０と、支持体２０と、消失体３０と、を有する。
　電子部品本体１０は、セラミック材料及び金属材料を含む。
　電子部品本体１０は、セラミック材料を含むセラミック部１１と、金属材料を含み、かつ、セラミック部１１に接する電極部１２と、を有する。
　電極部１２は、１つの電極部材で構成されてもよいし、複数の電極部材で構成されてもよい。
　図１及び図２に示す例において、電極部１２は、セラミック部１１の一端に接する第１電極部材１３ａと、セラミック部１１の他端に接する第２電極部材１３ｂとの２つの電極部材で構成される。
　セラミック部１１に対する電極部１２の位置は、特に限定されない。例えば、セラミック部１１に対する第１電極部材１３ａ及び第２電極部材１３ｂの位置は、図１及び図２に示す位置に限定されない。
　支持体２０は、セラミック材料を含む。
　支持体２０に含まれるセラミック材料は、電子部品本体１０（セラミック部１１）に含まれるセラミック材料と同じであることが好ましいが、電子部品本体１０（セラミック部１１）に含まれるセラミック材料と異なってもよい。
　支持体２０は、電子部品本体１０の周囲の少なくとも一部に設けられる。支持体２０は、図１に示すように電子部品本体１０の周囲の一部に設けられてもよいし、電子部品本体１０の周囲の全体に設けられてもよい。つまり、支持体２０は、図１に示すように電子部品本体１０の一部を覆ってもよいし、電子部品本体１０の全体を覆ってもよい。
　消失体３０は、消失材料を含む。
　消失体３０は、電子部品本体１０と支持体２０との間に設けられる。より具体的には、消失体３０は、電子部品本体１０と支持体２０との間を埋めるように設けられる。このように、消失体３０は、電子部品本体１０及び支持体２０の両方に接する。
　セラミック材料としては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、低温焼結セラミック（ＬＴＣＣ）材料等が挙げられる。中でも、セラミック材料は、低温焼結セラミック材料であることが好ましい。
　本明細書中、低温焼結セラミック材料は、セラミック材料のうち、１０００℃以下の焼成温度で焼結可能なセラミック材料を意味する。
　低温焼結セラミック材料としては、例えば、クオーツ、アルミナ、フォルステライト等のセラミック材料とホウ珪酸ガラスとを含むガラス複合系低温焼結セラミック材料、ＺｎＯ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系の結晶化ガラスを含む結晶化ガラス系低温焼結セラミック材料、ＢａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系セラミック材料、Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－ＳｉＯ２－ＭｇＯ－Ｂ２Ｏ３系セラミック材料等を含む非ガラス系低温焼結セラミック材料、等が挙げられる。中でも、アルミナを主材としてＳｉＯ２が添加された低温焼結セラミック材料が好ましい。
　金属材料は、セラミック材料との同時焼成が可能な材料であることが好ましく、低温焼結セラミック材料との同時焼成が可能な材料であることがより好ましい。つまり、金属材料の融点は、セラミック材料の焼結温度よりも高いことが好ましく、低温焼結セラミック材料の焼結温度よりも高いことがより好ましい。このような金属材料としては、例えば、銅、銀、これらの金属の少なくとも１種を含有する合金等が挙げられる。
　消失材料は、セラミック材料の焼結温度以下で消失する材料であることが好ましく、低温焼結セラミック材料の焼結温度以下で消失する材料であることがより好ましい。このような消失材料としては、例えば、有機樹脂、カーボンブラック等が挙げられる。
　マテリアルジェッティング方式での３Ｄ印刷を利用して造形物１Ａを形成する方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、セラミック材料を含む第１インクと、金属材料を含む第２インクと、消失材料を含む第３インクとを準備する。そして、各インクをインクジェットヘッドから噴射して所望のパターンに塗工した後、得られた塗膜を熱風等で乾燥させる。その後、各インクの塗工、及び、塗膜の乾燥を繰り返すことにより、セラミック材料を含むセラミック層と、金属材料を含む金属層と、消失材料を含む消失層とを所望のパターンで積層する。以上により、セラミック層及び金属層が積層されてなる電子部品本体１０と、セラミック層が積層されてなる支持体２０と、消失層が積層されてなる消失体３０とを有する造形物１Ａが形成される。
　上述したような複雑な構造を有する造形物１Ａを形成する際、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載の発明のようにセラミックグリーンシートを積層する方法を利用すると、多くのマスク（版）が必要になり、結果的に、製造効率が低下する。
　これに対して、本実施形態では、造形物１Ａを形成する際にマテリアルジェッティング方式での３Ｄ印刷を利用するため、マスク（版）が不要である。このように、本実施形態によれば、複雑な構造を有する造形物、ひいては、複雑な形状を有する電子部品本体１０を形成する場合であっても、製造効率の低下が抑制される。
　第１インクは、セラミック材料に加えて、樹脂、溶媒等を更に含んでもよい。
　樹脂としては、エチルセルロース、アクリル、ポリビニルブチラール等が挙げられる。このような樹脂が第１インクに含まれると、上述した塗膜の乾燥時に樹脂が固化し、セラミック材料に対するバインダーとして機能する。このような樹脂は、例えば、後述する造形物の焼成時に除去される。
　溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール等の有機溶媒、水等の無機溶媒、これらの混合物等が挙げられる。このような溶媒は、例えば、上述した塗膜の乾燥時に除去される。
　同様に、第２インク及び第３インクも、上述した樹脂、溶媒等を更に含んでもよい。
　造形物１Ａを形成する際、上述した塗膜を乾燥させる方法に代えて、例えば、各インクをインクジェットヘッドから噴射して所望のパターンに塗工するとともに、得られた塗膜に放射線（好ましくは、紫外線）を照射して塗膜を硬化させてもよい。この場合、各インクは、放射線（好ましくは、紫外線）で硬化する放射線硬化性インク（好ましくは、紫外線硬化性インク）であればよく、好ましくは放射線重合性化合物（好ましくは、紫外線重合性化合物）を含み、必要に応じて重合開始材、溶媒等を更に含んでもよい。
＜造形物を焼成する工程＞
　消失体３０が消失する温度以上の温度で造形物１Ａを焼成する。これにより、造形物１Ａから消失体３０を消失させるとともに、造形物１Ａに含まれるセラミック材料、特に、電子部品本体１０に含まれるセラミック材料を焼結させる。
　ここで、例えば、造形物１Ａが電子部品本体１０のみで構成される場合、電子部品本体１０の全体が露出した状態で焼成されることになる。この際、電子部品本体１０（セラミック部１１）に含まれるセラミック材料は、電子部品本体１０の表面積を小さくするように動くため、特に、電子部品本体１０が複雑な形状を有する場合、電子部品本体１０の比表面積が大きいことに起因して焼成時に大きな表面張力が生じやすくなる。その結果、電子部品本体１０は、焼成時に変形しやすくなる。
　これに対して、本実施形態では、電子部品本体１０の焼成時に、電子部品本体１０の周囲の少なくとも一部に支持体２０が設けられるため、電子部品本体１０が複雑な形状であっても、電子部品本体１０が焼成時に変形することが抑制される。更に、本工程において造形物１Ａを焼成することにより、造形物１Ａから消失体３０を消失させるとともに、造形物１Ａに含まれるセラミック材料、特に、電子部品本体１０に含まれるセラミック材料を焼結させることができるため、製造効率が向上する。
＜電子部品本体を得る工程＞
　図３は、本発明の実施形態１のセラミック電子部品の製造方法において、電子部品本体を得る工程で得られた電子部品本体を示す斜視模式図である。
　図３に示すように、焼成後の造形物１Ａから支持体２０が分離した状態の電子部品本体１０を、セラミック電子部品として得る。
　造形物１Ａから支持体２０が分離した状態の電子部品本体１０を得る過程では、造形物１Ａから支持体２０を人為的に取り外してもよいし、消失体３０が消失したことに伴って造形物１Ａから支持体２０が自然に外れてもよい。
　以上の工程により、セラミック電子部品を、複雑な形状であっても焼成時に変形させることなく製造できる。
　以上の工程により製造されるセラミック電子部品としては、特に限定されず、例えば、積層セラミックコンデンサ等が挙げられる。
　以上では、１つの造形物１Ａから１つのセラミック電子部品を得る例について示したが、１つの造形物１Ａから複数のセラミック電子部品を得てもよい。つまり、造形物１Ａを形成する工程では、造形物１Ａにおいて複数の電子部品本体１０を形成してもよい。
　図３に示すように、電子部品本体１０は、凹部１５が設けられた異形状であってもよい。つまり、造形物１Ａを形成する工程では、電子部品本体１０を、凹部１５が設けられた異形状となるように形成してもよい。
　本明細書中、異形状は、想定される基準形状（例えば、直方体状等の単純な形状）に対して凹部が部分的に設けられた形状を意味する。例えば、図３に示す電子部品本体１０は、基準形状と想定される直方体状に対して４つの凹部１５が設けられた異形状である。
　電子部品本体１０が異形状である場合、凹部１５の数は、１つであってもよいし、図３に示すように複数であってもよい。
　電子部品本体１０が異形状である場合、その形状は図３に示す形状に限定されない。
　本実施形態では、電子部品本体１０が異形状のような複雑な形状であっても、造形物１Ａにおいて電子部品本体１０の周囲の少なくとも一部に支持体２０が設けられるため、電子部品本体１０が焼成時に変形することが抑制される。
　なお、造形物１Ａを形成する工程において複数の電子部品本体１０を形成する場合、複数の電子部品本体１０のうち、すべての電子部品本体１０が異形状であってもよいし、一部の電子部品本体１０が異形状であってもよい。
　なお、電子部品本体１０は、異形状のような複雑な形状でなくてもよく、直方体状等の単純な形状であってもよい。
　図１及び図３に示すように、支持体２０は、電子部品本体１０の凹部１５を覆うことが好ましい。つまり、造形物１Ａを形成する工程では、支持体２０を、電子部品本体１０の凹部１５を覆うように形成することが好ましい。
　電子部品本体１０が、凹部１５が設けられた異形状であっても、支持体２０が電子部品本体１０の凹部１５を覆うことにより、電子部品本体１０が焼成時に変形することが充分に抑制される。
　図３に示すように電子部品本体１０に複数の凹部１５が設けられる場合、支持体２０は、複数の凹部１５のうち、すべての凹部１５を覆うことが好ましい。
　なお、図３に示すように電子部品本体１０に複数の凹部１５が設けられる場合、支持体２０は、複数の凹部１５のうち、一部の凹部１５を覆ってもよい。
　支持体２０は、電子部品本体１０に対して、凹部１５を覆うことに加えて、凹部１５以外の部分を覆ってもよいし、凹部１５以外の部分を覆わなくてもよい。
　なお、造形物１Ａを形成する工程において複数の電子部品本体１０を形成する場合、支持体２０は、複数の電子部品本体１０のうちのすべての電子部品本体１０に対して、上述したように凹部１５を覆うことが好ましい。
　また、造形物１Ａを形成する工程において複数の電子部品本体１０を形成する場合、支持体２０は、複数の電子部品本体１０のうちの一部の電子部品本体１０に対して、上述したように凹部１５を覆ってもよい。
　図１及び図３に示すように、支持体２０の体積は、電子部品本体１０の体積よりも大きいことが好ましい。つまり、造形物１Ａを形成する工程では、支持体２０を、電子部品本体１０よりも体積が大きくなるように形成することが好ましい。
　支持体２０の体積が電子部品本体１０の体積よりも大きいことにより、電子部品本体１０に対する支持体２０の作用が充分に大きくなるため、電子部品本体１０が焼成時に変形することが充分に抑制される。
　なお、造形物１Ａを形成する工程において複数の電子部品本体１０を形成する場合、支持体２０の体積は、電子部品本体１０の合計体積よりも大きいことが好ましい。
　図１に示すように、支持体２０は、複数の支持部材で構成されることが好ましい。つまり、造形物１Ａを形成する工程では、支持体２０を、複数の支持部材で構成されるように形成することが好ましい。
　図１に示す例において、支持体２０は、第１支持部材２１ａ、第２支持部材２１ｂ、第３支持部材２１ｃ、及び、第４支持部材２１ｄの４つの支持部材で構成される。
　支持体２０が複数の支持部材で構成される場合、支持体２０が１つの支持部材で構成される場合と比較して、電子部品本体１０を得る工程において、造形物１Ａから電子部品本体１０を取り出しやすくなる（電子部品本体１０が取り出されやすくなる）等の理由から、造形物１Ａから支持体２０が分離した状態の電子部品本体１０を得ることが容易になる。
［実施形態１の変形例］
　本発明の実施形態１のセラミック電子部品の製造方法において、造形物を形成する工程では、造形物を印刷土台上に形成してもよく、造形物を焼成する工程では、印刷土台上で造形物を焼成してもよく、造形物を焼成する工程での焼成時には、造形物が印刷土台から分離してもよい。このような例を、本発明の実施形態１の変形例のセラミック電子部品の製造方法として以下に説明する。
　図４は、本発明の実施形態１の変形例のセラミック電子部品の製造方法において、造形物を形成する工程で印刷土台上に形成された造形物を示す斜視模式図である。
　図４に示すように、造形物１Ａを形成する工程では、造形物１Ａを印刷土台１００上に形成してもよい。更に、造形物１Ａを焼成する工程では、印刷土台１００上で造形物１Ａを焼成してもよい。更に、造形物１Ａを焼成する工程での焼成時には、造形物１Ａが印刷土台１００から分離してもよい。
　上述した方法では、造形物１Ａを印刷土台１００上に形成した後、そのまま印刷土台１００上で造形物１Ａを焼成するため、焼成時に造形物１Ａを印刷土台１００から焼成用の土台に載せ替える必要がない。更に、上述した方法では、焼成時に造形物１Ａが印刷土台１００から分離するため、焼成後の造形物１Ａを印刷土台１００から分離する工程を省略できる。したがって、上述した方法では、造形物１Ａを印刷土台１００上に形成しても、製造効率の低下が抑制される。
　また、上述した方法では、焼成時に造形物１Ａが印刷土台１００から分離するため、造形物１Ａが、印刷土台１００の影響を受けることなく焼成時に自由に収縮できる。したがって、造形物１Ａが焼成時に収縮する際に、印刷土台１００の影響で割れたり、変形したりすることが抑制される。
　図４に示すように、印刷土台１００は、造形物１Ａを焼成する工程での焼成時に消失する消失部１１０を表面に有することが好ましい。つまり、造形物１Ａを焼成する工程では、印刷土台１００が表面に有する消失部１１０が、焼成時に消失することが好ましい。
　印刷土台１００が、焼成時に消失する消失部１１０を表面に有することにより、焼成時に造形物１Ａが印刷土台１００から分離しやすくなる。
　消失部１１０が消失する温度は、消失体３０が消失する温度よりも低いことが好ましい。つまり、造形物１Ａを焼成する工程では、消失体３０が消失する前に、消失部１１０が消失することが好ましい。
　消失部１１０が消失する温度が、消失体３０が消失する温度よりも低いことにより、造形物１Ａが焼成時に収縮する前に、消失部１１０が消失しやすくなり、結果的に、造形物１Ａが印刷土台１００から分離しやすくなるため、造形物１Ａが、印刷土台１００の影響を受けることなく焼成時に自由に収縮しやすくなる。したがって、造形物１Ａが焼成時に収縮する際に、印刷土台１００の影響で割れたり、変形したりすることが充分に抑制される。
　消失部１１０は、表面の少なくとも一部がポリビニルアルコールで覆われた複数の樹脂粒子を含むことが好ましい。この場合、消失部１１０は、表面の全体がポリビニルアルコールで覆われた複数の樹脂粒子を含んでもよいし、表面の一部がポリビニルアルコールで覆われた複数の樹脂粒子を含んでもよいし、表面の全体がポリビニルアルコールで覆われた樹脂粒子と、表面の一部がポリビニルアルコールで覆われた樹脂粒子との両方を含んでもよい。
　消失部１１０が、表面の少なくとも一部がポリビニルアルコールで覆われた複数の樹脂粒子を含むことにより、消失部１１０が焼成時に消失しやすくなる。更に、造形物１Ａが焼成時に収縮する前に、消失部１１０が消失しやすくなり、結果的に、造形物１Ａが印刷土台１００から分離しやすくなるため、造形物１Ａが、印刷土台１００の影響を受けることなく焼成時に自由に収縮しやすくなる。したがって、造形物１Ａが焼成時に収縮する際に、印刷土台１００の影響で割れたり、変形したりすることが充分に抑制される。
　消失部１１０は、表面の少なくとも一部がポリビニルアルコールで覆われた複数の樹脂粒子に加えて、表面がポリビニルアルコールで覆われていない樹脂粒子を更に含んでもよい。
　樹脂粒子は、例えば、アクリル樹脂、セルロース樹脂、又は、ポリビニルブチラール樹脂等を含んでもよい。中でも、樹脂粒子は、アクリル樹脂を含むことが好ましい。樹脂粒子がアクリル樹脂を含む場合、そのアクリル樹脂は、メタクリル酸メチル・エチレングリコールジメタクリレート共重合体（｛ＣＨ２Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ３｝ｍ・｛ＣＨ２Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＯＯＣ（ＣＨ３）ＣＣＨ２｝ｎ）であることが好ましい。
　樹脂粒子の形状としては、特に限定されず、例えば、球状、回転楕円体状（楕円の長軸又は短軸を回転軸として回転させることによって得られる形状）、直方体状、三角錐状、四角錐状、円柱状、円錐状、その他の不規則な形状等が挙げられる。
　樹脂粒子が球状である場合、樹脂粒子の平均粒径は、１．８μｍ以下であることが好ましい。
　樹脂粒子の表面を覆うポリビニルアルコールは、例えば、メタノール、酢酸メチル等の不純物を含んでもよい。
　消失部１１０において、表面の少なくとも一部がポリビニルアルコールで覆われた複数の樹脂粒子同士は、そのポリビニルアルコールを介して連結されることが好ましい。
　消失部１１０の厚みは、５μｍ以上であることが好ましい。
　図４に示すように、印刷土台１００は、消失部１１０に接するように設けられた、多孔質構造体である支持部１２０を更に有することが好ましい。
　印刷土台１００が、消失部１１０に接するように設けられた、多孔質構造体である支持部１２０を更に有することにより、印刷土台１００の表面が平坦になりやすいことに相まって、造形物１Ａに重力以外の無駄な外力が加わりにくい状態で、造形物１Ａを焼成することができる。その結果、造形物１Ａが焼成時に収縮する際に、印刷土台１００の影響で割れたり、変形したりすることが充分に抑制される。
　支持部１２０は、Ａｌ２Ｏ３を含んでもよい。この場合、支持部１２０は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする材料を含んでもよい。
　支持部１２０は、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２との化合物を含んでもよい。この場合、支持部１２０は、例えば、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）を主成分とする材料を含んでもよい。
　支持部１２０は、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２とＭｇＯとの化合物を含んでもよい。この場合、支持部１２０は、例えば、コーディライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）を主成分とする材料を含んでもよい。
　支持部１２０は、上述した主成分に加えて、特性を変えない程度の量の副成分、不純物等を更に含んでもよい。
［実施形態２］
　本発明の実施形態２のセラミック電子部品の製造方法において、造形物は、セラミック材料を含み、かつ、電子部品本体と支持体とを接続する接続体を更に有する。本発明の実施形態２のセラミック電子部品の製造方法は、この点以外、本発明の実施形態１のセラミック電子部品の製造方法と同様である。
＜造形物を形成する工程＞
　図５は、本発明の実施形態２のセラミック電子部品の製造方法において、造形物を形成する工程で形成された造形物を示す斜視模式図である。図６は、図５に示す造形物の線分ｂ１－ｂ２に沿う断面の一例を示す断面模式図である。
　セラミック材料と、金属材料と、消失材料とを、マテリアルジェッティング方式で３Ｄ印刷することにより、図５及び図６に示す造形物１Ｂを形成する。
　造形物１Ｂは、電子部品本体１０と、支持体２０と、消失体３０と、接続体４０と、を有する。つまり、造形物１Ｂは、造形物１Ａ（図１及び図２参照）に接続体４０が設けられた構成を有している。
　接続体４０は、セラミック材料を含む。
　接続体４０に含まれるセラミック材料は、電子部品本体１０（セラミック部１１）に含まれるセラミック材料と同じであることが好ましいが、電子部品本体１０（セラミック部１１）に含まれるセラミック材料と異なってもよい。
　接続体４０に含まれるセラミック材料は、支持体２０に含まれるセラミック材料と同じであることが好ましいが、支持体２０に含まれるセラミック材料と異なってもよい。
　つまり、電子部品本体１０（セラミック部１１）に含まれるセラミック材料と、支持体２０に含まれるセラミック材料と、接続体４０に含まれるセラミック材料とは、互いに同じであることが好ましいが、互いに異なってもよいし、一部で異なってもよい。
　接続体４０は、電子部品本体１０と支持体２０とを接続する。つまり、接続体４０は、電子部品本体１０及び支持体２０の両方に接する。
　接続体４０は、セラミック部１１と支持体２０とを接続することが好ましい。つまり、接続体４０は、セラミック部１１及び支持体２０の両方に接することが好ましい。
　なお、接続体４０は、電極部１２と支持体２０とを接続してもよい。つまり、接続体４０は、電極部１２及び支持体２０の両方に接してもよい。
　接続体４０は、１つの接続部材で構成されてもよいし、複数の接続部材で構成されてもよい。
　図５及び図６に示す例において、接続体４０は、セラミック部１１と第３支持部材２１ｃとを接続する第１接続部材４１ａと、セラミック部１１と第４支持部材２１ｄとを接続する第２接続部材４１ｂとの２つの接続部材で構成される。
　電子部品本体１０に対する接続体４０の位置は、特に限定されない。例えば、セラミック部１１に対する第１接続部材４１ａ及び第２接続部材４１ｂの位置は、図５及び図６に示す位置に限定されない。
　支持体２０に対する接続体４０の位置は、特に限定されない。例えば、第３支持部材２１ｃに対する第１接続部材４１ａの位置、及び、第４支持部材２１ｄに対する第２接続部材４１ｂの位置は、図５及び図６に示す位置に限定されない。
＜造形物を焼成する工程＞
　消失体３０が消失する温度以上の温度で造形物１Ｂを焼成する。これにより、造形物１Ｂから消失体３０を消失させるとともに、造形物１Ｂに含まれるセラミック材料、特に、電子部品本体１０に含まれるセラミック材料を焼結させる。
　本実施形態では、造形物１Ｂが電子部品本体１０と支持体２０とを接続する接続体４０を有することにより、電子部品本体１０の周囲の少なくとも一部に設けられる支持体２０に、電子部品本体１０が接続体４０を介して固定されるため、電子部品本体１０が焼成時に変形することが充分に抑制される。
＜電子部品本体を得る工程＞
　図７は、本発明の実施形態２のセラミック電子部品の製造方法において、電子部品本体を得る工程の途中で得られた接続体付き電子部品本体を示す斜視模式図である。
　図７に示すように、焼成後の造形物１Ｂから支持体２０が分離した状態の接続体４０付き電子部品本体１０を得る。
　その後、接続体４０付き電子部品本体１０から接続体４０を除去することにより、図３に示す電子部品本体１０をセラミック電子部品として得る。
　接続体４０を除去する方法としては、特に限定されず、例えば、切断、研削（例えば、ブラスト処理）等が挙げられる。これらの方法で接続体４０が除去された痕跡は、電子部品本体１０（ここでは、セラミック部１１）に残ることになる。
［実施形態２の変形例］
　本発明の実施形態２のセラミック電子部品の製造方法において、造形物を形成する工程では、造形物を印刷土台上に形成してもよく、造形物を焼成する工程では、印刷土台上で造形物を焼成してもよく、造形物を焼成する工程での焼成時には、造形物が印刷土台から分離してもよい。このような例である、本発明の実施形態２の変形例のセラミック電子部品の製造方法は、印刷土台を用いる点について、本発明の実施形態１の変形例のセラミック電子部品の製造方法と同様である。
　本明細書には、以下の内容が開示されている。
＜１＞
　セラミック材料と、金属材料と、消失材料とを、マテリアルジェッティング方式で３Ｄ印刷することにより、上記セラミック材料及び上記金属材料を含む電子部品本体と、上記セラミック材料を含み、かつ、上記電子部品本体の周囲の少なくとも一部に設けられた支持体と、上記消失材料を含み、かつ、上記電子部品本体と上記支持体との間に設けられた消失体と、を有する造形物を形成する工程と、
　上記消失体が消失する温度以上の温度で上記造形物を焼成する工程と、
　焼成後の上記造形物から上記支持体が分離した状態の上記電子部品本体を得る工程と、を備える、ことを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
＜２＞
　上記電子部品本体は、凹部が設けられた異形状である、＜１＞に記載のセラミック電子部品の製造方法。
＜３＞
　上記支持体は、上記電子部品本体の上記凹部を覆う、＜２＞に記載のセラミック電子部品の製造方法。
＜４＞
　上記支持体の体積は、上記電子部品本体の体積よりも大きい、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
＜５＞
　上記支持体は、複数の支持部材で構成される、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
＜６＞
　上記造形物は、上記セラミック材料を含み、かつ、上記電子部品本体と上記支持体とを接続する接続体を更に有する、＜１＞～＜５＞のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
＜７＞
　上記造形物を形成する工程では、上記造形物を印刷土台上に形成し、
　上記造形物を焼成する工程では、上記印刷土台上で上記造形物を焼成し、
　上記造形物を焼成する工程での焼成時には、上記造形物が上記印刷土台から分離する、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
＜８＞
　上記印刷土台は、上記造形物を焼成する工程での焼成時に消失する消失部を表面に有する、＜７＞に記載のセラミック電子部品の製造方法。
＜９＞
　上記消失部が消失する温度は、上記消失体が消失する温度よりも低い、＜８＞に記載のセラミック電子部品の製造方法。
＜１０＞
　上記消失部は、表面の少なくとも一部がポリビニルアルコールで覆われた複数の樹脂粒子を含む、＜８＞又は＜９＞に記載のセラミック電子部品の製造方法。
＜１１＞
　上記印刷土台は、上記消失部に接するように設けられた、多孔質構造体である支持部を更に有する、＜８＞～＜１０＞のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
１Ａ、１Ｂ　造形物
１０　電子部品本体
１１　セラミック部
１２　電極部
１３ａ　第１電極部材
１３ｂ　第２電極部材
１５　凹部
２０　支持体
２１ａ　第１支持部材
２１ｂ　第２支持部材
２１ｃ　第３支持部材
２１ｄ　第４支持部材
３０　消失体
４０　接続体
４１ａ　第１接続部材
４１ｂ　第２接続部材
１００　印刷土台
１１０　消失部
１２０　支持部

 

Claims (11)

  1. 　セラミック材料と、金属材料と、消失材料とを、マテリアルジェッティング方式で３Ｄ印刷することにより、前記セラミック材料及び前記金属材料を含む電子部品本体と、前記セラミック材料を含み、かつ、前記電子部品本体の周囲の少なくとも一部に設けられた支持体と、前記消失材料を含み、かつ、前記電子部品本体と前記支持体との間に設けられた消失体と、を有する造形物を形成する工程と、
    　前記消失体が消失する温度以上の温度で前記造形物を焼成する工程と、
    　焼成後の前記造形物から前記支持体が分離した状態の前記電子部品本体を得る工程と、を備える、ことを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
  2. 　前記電子部品本体は、凹部が設けられた異形状である、請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
  3. 　前記支持体は、前記電子部品本体の前記凹部を覆う、請求項２に記載のセラミック電子部品の製造方法。
  4. 　前記支持体の体積は、前記電子部品本体の体積よりも大きい、請求項１～３のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
  5. 　前記支持体は、複数の支持部材で構成される、請求項１～４のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
  6. 　前記造形物は、前記セラミック材料を含み、かつ、前記電子部品本体と前記支持体とを接続する接続体を更に有する、請求項１～５のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
  7. 　前記造形物を形成する工程では、前記造形物を印刷土台上に形成し、
    　前記造形物を焼成する工程では、前記印刷土台上で前記造形物を焼成し、
    　前記造形物を焼成する工程での焼成時には、前記造形物が前記印刷土台から分離する、請求項１～６のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
  8. 　前記印刷土台は、前記造形物を焼成する工程での焼成時に消失する消失部を表面に有する、請求項７に記載のセラミック電子部品の製造方法。
  9. 　前記消失部が消失する温度は、前記消失体が消失する温度よりも低い、請求項８に記載のセラミック電子部品の製造方法。
  10. 　前記消失部は、表面の少なくとも一部がポリビニルアルコールで覆われた複数の樹脂粒子を含む、請求項８又は９に記載のセラミック電子部品の製造方法。
  11. 　前記印刷土台は、前記消失部に接するように設けられた、多孔質構造体である支持部を更に有する、請求項８～１０のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。

     
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