【工学】新しい遠心焼結技術で厚膜・積層セラミックスの構造欠陥抑制に成功

■厚膜・積層セラミックスの構造欠陥抑制に成功 −性能向上および長寿命化に大きく貢献−産総研など

　今日のファインセラミックス産業の多くの製品は、その８０％以上が電子材料である。特に
小型携帯電話の急速な普及や電子機器のダウンサイズ化に伴い、コンデンサー、圧電体、半導体、
基板などの各部品等の小型化・集積化が進み、基板上の薄膜セラミックスや厚膜セラミックス、
セラミックス／金属積層体や小型形状セラミックスの焼結技術の確立が急務とされている。また、
基板への成膜技術や基材への接合技術は、デバイスの性能および寿命に大きく影響をおよぼす
ため、デバイス製造におけるキーテクノロジーと考えられる。
　従来のセラミックス焼結技術では、通常、粉末粒子を原料として用い、粉末粒子を基板にパター
ニングした後、加熱により粉末粒子同士を結合し、セラミックス膜を形成する。粉末粒子同士の
結合にともない、膜は大きく収縮し、その収縮率は一般に１０から２０％にも及ぶ。しかし、膜の
収縮に比べて基板の収縮は小さいため両者の収縮率のミスマッチにより、膜内に粉末粒子の結合を
妨げる引張応力が発生する。しかも、この引張応力は界面において最大となり、亀裂の発生・進展、
膜の剥離、界面接着強度の低下を引き起こす。これを防ぐためには粉末粒子の焼結収縮の方向性、
とくに基板界面近傍での粒子の焼結挙動を制御する必要がある。
　この問題を解決するため、産業技術総合研究所先進製造プロセス研究部門先進焼結技術研究
グループと新東工業株式会社のグループ会社でセラミックス事業を担当する新東ブイセラックス
株式会社は共同で、そこで、高重力場を粉末粒子に加えることが可能な遠心焼結により、面方向
（界面に対して平行方向）の収縮を低下させる（膜厚方向（界面に対して垂直方向）には大きく
収縮させる）新しい焼結技術の開発に成功した。
　当該技術の特徴は、加熱時の高重力の負荷により、材料における収縮方向及びその収縮率を
制御するものであり、基板とセラミックスの収縮差によって生じる膜の亀裂や剥離の抑制、積層
セラミックスの亀裂の低減に有効である。開発した技術は、セラミックスセンサー、圧電素子、
固体燃料電池といったセラミックスデバイスの製造技術において、デバイスの性能向上および
長寿命化に貢献する。

●　ポイント　
加熱時に高重力場を粉末粒子に加えることが可能な遠心焼結技術の開発により以下を満たした
１．厚膜・積層セラミックスの微細構造欠陥（亀裂、粗大気孔、膜剥離）を抑制　
２．界面接着強度の向上　
３．高重力場の付加によるセラミックスの収縮方向及び収縮率の制御　

（まとめたり省略したりしました）

参照元プレスリリース記事
http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=73975

関連情報
２００４．２．２発表（プレスリリース）
　・遠心力を利用した焼結装置を開発
　　http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2004/pr20040202/pr20040202.html

焼結！
宇宙刑事　シャイダー！

調べてみたが、電子材料としてのセラミックスっていろんな種類があるんだな。

セラミックスの指す範囲が広すぎるからのう

加工時の応力がずっと残っていて、それが悪さをアッyhujikolp;@: