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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023173138
(43)【公開日】2023-12-07
(54)【発明の名称】セラミック焼結体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C04B 35/64 20060101AFI20231130BHJP
C04B 35/587 20060101ALI20231130BHJP
【ＦＩ】
C04B35/64
C04B35/587
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022085177
(22)【出願日】2022-05-25
(71)【出願人】
【識別番号】000003182
【氏名又は名称】株式会社トクヤマ
(74)【代理人】
【識別番号】100207756
【弁理士】
【氏名又は名称】田口 昌浩
(74)【代理人】
【識別番号】100165021
【弁理士】
【氏名又は名称】千々松 宏
(72)【発明者】
【氏名】後藤 邦拓
(72)【発明者】
【氏名】草野 大
(57)【要約】
【課題】分離材として使用される窒化ホウ素粉末をグリーン体の表面に均一に分布させることができ、得られるセラミック焼結体のうねりを抑制できる、セラミック焼結体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のセラミック焼結体の製造方法は、セラミック粉末と第１のバインダーとを含むグリーン体の少なくとも一方の面に、窒化ホウ素粉末と分散媒と分散剤とを含む窒化ホウ素粉末スラリーを塗布して、グリーン体の少なくとも一方の面に分離材層を形成する工程、分離材層を形成したグリーン体を複数枚積層して、隣接するグリーン体間に分離材層が設けられた積層体を作製する工程、積層体を焼成して、セラミック焼結体の積層体を作製する工程、及びセラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離する工程を含み、分散剤のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）の値が７～２０である。
【選択図】なし
【解決手段】本発明のセラミック焼結体の製造方法は、セラミック粉末と第１のバインダーとを含むグリーン体の少なくとも一方の面に、窒化ホウ素粉末と分散媒と分散剤とを含む窒化ホウ素粉末スラリーを塗布して、グリーン体の少なくとも一方の面に分離材層を形成する工程、分離材層を形成したグリーン体を複数枚積層して、隣接するグリーン体間に分離材層が設けられた積層体を作製する工程、積層体を焼成して、セラミック焼結体の積層体を作製する工程、及びセラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離する工程を含み、分散剤のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）の値が７～２０である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セラミック粉末と第１のバインダーとを含むグリーン体の少なくとも一方の面に、窒化ホウ素粉末と分散媒と分散剤とを含む窒化ホウ素粉末スラリーを塗布して、前記グリーン体の少なくとも一方の面に分離材層を形成する工程、
前記分離材層を形成した前記グリーン体を複数枚積層して、隣接する前記グリーン体間に前記分離材層が設けられた積層体を作製する工程、
前記積層体を焼成して、セラミック焼結体の積層体を作製する工程、及び
前記セラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離する工程を含み、
前記分散剤のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）の値が７～２０であるセラミック焼結体の製造方法。
前記分離材層を形成した前記グリーン体を複数枚積層して、隣接する前記グリーン体間に前記分離材層が設けられた積層体を作製する工程、
前記積層体を焼成して、セラミック焼結体の積層体を作製する工程、及び
前記セラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離する工程を含み、
前記分散剤のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）の値が７～２０であるセラミック焼結体の製造方法。
【請求項2】
前記分散剤が、グリセロール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルからなる群から選択される少なくとも１種の非イオン界面活性剤である請求項１に記載のセラミック焼結体の製造方法。
【請求項3】
前記分散媒が水及び低級アルコールからなる群から選択される少なくとも１種の分散媒である請求項１又は２に記載のセラミック焼結体の製造方法。
【請求項4】
前記窒化ホウ素粉末スラリーが第２のバインダーをさらに含む請求項１又は２に記載のセラミック焼結体の製造方法。
【請求項5】
前記セラミック粉末が、窒化物系セラミック及び酸化物系セラミックからなる群から選択される少なくとも１種のセラミックの粉末である請求項１又は２に記載のセラミック焼結体の製造方法。
【請求項6】
前記セラミック粉末が窒化ケイ素粉末である請求項１又は２に記載のセラミック焼結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セラミック焼結体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、セラミック焼結体は半導体モジュール用基板や構造用部材として広く用いられている。例えば、大電力で発熱量の大きな半導体素子を実装するパワー素子モジュール用基板としては、機械的強度の高さ、熱伝導率の高さ、電気的絶縁性の高さが要求される。セラミック焼結体はこれらの特性に優れており、近年では、パワー素子モジュール用基板としてセラミック焼結体が広く用いられるようになってきた。
【0003】
セラミック焼結体は、セラミック粉末を主成分としたグリーン体を焼成することによって作製される。この際、大面積のセラミック焼結体を製造し、このセラミック焼結体から所望の大きさをもつ基板を複数枚切り出すという製造方法が一般的である。このグリーン体の焼成は電気炉等を用いて行われるが、製造コストを低減するために、複数のグリーン体を同時に焼成する手法が用いられている。
【0004】
例えば、特許文献１に記載のセラミック焼結体の製造方法では、セラミック粉末を成形してグリーン体を作製し、窒化ホウ素（ＢＮ）からなる分離材を含むスラリーをグリーン体に塗布し、スラリーを塗布したグリーン体を積層し、積層したグリーン体を焼成することにより、複数のグリーン体を同時に焼成している。そして、分離材のおかげで、積層したグリーン体を焼成して得られたセラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を容易に分離することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１１－２１６５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載のセラミック焼結体の製造方法では、分離材を含むスラリーとグリーン体表面とのなじみが悪く、スラリーをグリーン体の表面に均一に塗布することができない場合があり、その結果、グリーン体の表面には分離材が不均一に分布する場合があった。そして、分離材の不均一な分布により、グリーン体を焼成して得られたセラミック焼結体の表面がうねってしまう場合があった。このようにセラミック焼結体にうねりが存在すると、セラミック焼結体上に各種メタライズ法により金属層を形成する場合等において、密着性の低下の原因となる。
【0007】
そこで、本発明は、分離材として使用される窒化ホウ素粉末をグリーン体の表面に均一に分布させることができ、得られるセラミック焼結体のうねりを抑制できる、セラミック焼結体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、窒化ホウ素粉末のスラリーに分散剤を含有させることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］セラミック粉末と第１のバインダーとを含むグリーン体の少なくとも一方の面に、窒化ホウ素粉末と分散媒と分散剤とを含む窒化ホウ素粉末スラリーを塗布して、前記グリーン体の少なくとも一方の面に分離材層を形成する工程、前記分離材層を形成した前記グリーン体を複数枚積層して、隣接する前記グリーン体間に前記分離材層が設けられた積層体を作製する工程、前記積層体を焼成して、セラミック焼結体の積層体を作製する工程、及び前記セラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離する工程を含み、前記分散剤のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）の値が７～２０であるセラミック焼結体の製造方法。
［２］前記分散剤が、グリセロール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルからなる群から選択される少なくとも１種の非イオン界面活性剤である上記［１］に記載のセラミック焼結体の製造方法。
［３］前記分散媒が水及び低級アルコールからなる群から選択される少なくとも１種の分散媒である上記［１］又は［２］に記載のセラミック焼結体の製造方法。
［４］前記窒化ホウ素粉末スラリーが第２のバインダーをさらに含む上記［１］～［３］のいずれか１つに記載のセラミック焼結体の製造方法。
［５］前記セラミック粉末が、窒化物系セラミック及び酸化物系セラミックからなる群から選択される少なくとも１種のセラミックの粉末である上記［１］～［４］のいずれか１つに記載のセラミック焼結体の製造方法。
［６］前記セラミック粉末が窒化ケイ素粉末である上記［１］～［５］のいずれか１つに記載のセラミック焼結体の製造方法。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］セラミック粉末と第１のバインダーとを含むグリーン体の少なくとも一方の面に、窒化ホウ素粉末と分散媒と分散剤とを含む窒化ホウ素粉末スラリーを塗布して、前記グリーン体の少なくとも一方の面に分離材層を形成する工程、前記分離材層を形成した前記グリーン体を複数枚積層して、隣接する前記グリーン体間に前記分離材層が設けられた積層体を作製する工程、前記積層体を焼成して、セラミック焼結体の積層体を作製する工程、及び前記セラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離する工程を含み、前記分散剤のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）の値が７～２０であるセラミック焼結体の製造方法。
［２］前記分散剤が、グリセロール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルからなる群から選択される少なくとも１種の非イオン界面活性剤である上記［１］に記載のセラミック焼結体の製造方法。
［３］前記分散媒が水及び低級アルコールからなる群から選択される少なくとも１種の分散媒である上記［１］又は［２］に記載のセラミック焼結体の製造方法。
［４］前記窒化ホウ素粉末スラリーが第２のバインダーをさらに含む上記［１］～［３］のいずれか１つに記載のセラミック焼結体の製造方法。
［５］前記セラミック粉末が、窒化物系セラミック及び酸化物系セラミックからなる群から選択される少なくとも１種のセラミックの粉末である上記［１］～［４］のいずれか１つに記載のセラミック焼結体の製造方法。
［６］前記セラミック粉末が窒化ケイ素粉末である上記［１］～［５］のいずれか１つに記載のセラミック焼結体の製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、分離材として使用される窒化ホウ素粉末をグリーン体の表面に均一に分布させることができ、得られるセラミック焼結体のうねりを抑制できる、セラミック焼結体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明のセラミック焼結体の製造方法は、セラミック粉末と第１のバインダーとを含むグリーン体の少なくとも一方の面に、窒化ホウ素粉末と分散媒と分散剤とを含む窒化ホウ素粉末スラリーを塗布して、グリーン体の少なくとも一方の面に分離材層を形成する工程（Ａ）、分離材層を形成したグリーン体を複数枚積層して、隣接するグリーン体間に分離材層が設けられた積層体を作製する工程（Ｂ）、積層体を焼成して、セラミック焼結体の積層体を作製する工程（Ｃ）、及びセラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離する工程（Ｄ）を含み、分散剤のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）の値が７～２０である。これにより、分離材として使用される窒化ホウ素粉末をグリーン体の表面に均一に分布させることができ、得られるセラミック焼結体のうねりを抑制できる。以下、本発明のセラミック焼結体の製造方法の各工程を詳細に説明する。
【0011】
［工程（Ａ）］
工程（Ａ）では、セラミック粉末と第１のバインダーとを含むグリーン体の少なくとも一方の面に、窒化ホウ素粉末と分散媒と分散剤とを含む窒化ホウ素粉末スラリーを塗布して、前記グリーン体の少なくとも一方の面に分離材層を形成する。
工程（Ａ）では、セラミック粉末と第１のバインダーとを含むグリーン体の少なくとも一方の面に、窒化ホウ素粉末と分散媒と分散剤とを含む窒化ホウ素粉末スラリーを塗布して、前記グリーン体の少なくとも一方の面に分離材層を形成する。
【0012】
（グリーン体）
グリーン体はセラミック粉末と第１のバインダーとを含む。
グリーン体はセラミック粉末と第１のバインダーとを含む。
【0013】
＜セラミック粉末＞
グリーン体に使用されるセラミック粉末は、セラミック焼結体の原料として使用されるセラミック粉末である限り、特に限定されず、例えば、窒化物系セラミック粉末、酸化物系セラミック粉末、炭化物系セラミック粉末、ホウ化物系セラミック粉末、ケイ化物系セラミック粉末等を使用することができる。窒化物系セラミック粉末を構成する窒化物系セラミックには、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。酸化物系セラミック粉末を構成する酸化物系セラミックには、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらのセラミック粉末は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。優れた絶縁性及び高い熱伝導性を有するセラミック焼結体を得られ、かつ表面のうねりを抑制することが特に重要である用途に使用されるという観点から、窒化ケイ素粉末、窒化アルミニウム粉末、酸化アルミニウム粉末、及び酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムの混合粉末が好ましく、窒化ケイ素粉末がさらに好ましい。
グリーン体に使用されるセラミック粉末は、セラミック焼結体の原料として使用されるセラミック粉末である限り、特に限定されず、例えば、窒化物系セラミック粉末、酸化物系セラミック粉末、炭化物系セラミック粉末、ホウ化物系セラミック粉末、ケイ化物系セラミック粉末等を使用することができる。窒化物系セラミック粉末を構成する窒化物系セラミックには、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。酸化物系セラミック粉末を構成する酸化物系セラミックには、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらのセラミック粉末は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。優れた絶縁性及び高い熱伝導性を有するセラミック焼結体を得られ、かつ表面のうねりを抑制することが特に重要である用途に使用されるという観点から、窒化ケイ素粉末、窒化アルミニウム粉末、酸化アルミニウム粉末、及び酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムの混合粉末が好ましく、窒化ケイ素粉末がさらに好ましい。
【0014】
セラミック粉末の比表面積は、焼結性の観点から、好ましくは１ｍ２／ｇ以上、特には２ｍ２／ｇ以上、特には５ｍ２／ｇ以上、特には７ｍ２／ｇ以上である。加えて、一般にセラミック粉末の比表面積が大きいほど、成形時に多量のバインダーを使用するため、本願の効果が得られやすくなる。また、成形性の観点から、好ましくは２０ｍ２／ｇ以下、特には１５ｍ２／ｇ以下である。なお、セラミック粉末の比表面積は、窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法を用いて測定したＢＥＴ比表面積を意味する。
【0015】
＜第１のバインダー＞
グリーン体に使用される第１のバインダーは、セラミックのグリーン体を作製する際に、通常使用されるバインダーであれば、特に限定されない。グリーン体に使用される第１のバインダーには、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、アクリル系樹脂、ポリアクリルアミド、ウレタン系樹脂、ポリエステル、ポリエーテル、メラミン、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、デンプン等が挙げられる。これらの第１のバインダーは、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。後述する特定のＨＬＢの分散剤を含む窒化ホウ素粉末スラリーとグリーン体とのなじみを良好にして、焼成後のセラミック焼結体のうねりを抑制する観点から、これらの第１のバインダーの中でも、後述の窒化ホウ素粉末スラリーとの相性の点でポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、アクリル系樹脂、ポリアクリルアミドなどの親水性樹脂が好ましく、脱脂性の観点からアクリル系樹脂がより好ましい。アクリル系樹脂は、取り扱い性などの観点からエマルジョンあるいは水溶液として使用することが好ましい。
グリーン体に使用される第１のバインダーは、セラミックのグリーン体を作製する際に、通常使用されるバインダーであれば、特に限定されない。グリーン体に使用される第１のバインダーには、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、アクリル系樹脂、ポリアクリルアミド、ウレタン系樹脂、ポリエステル、ポリエーテル、メラミン、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、デンプン等が挙げられる。これらの第１のバインダーは、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。後述する特定のＨＬＢの分散剤を含む窒化ホウ素粉末スラリーとグリーン体とのなじみを良好にして、焼成後のセラミック焼結体のうねりを抑制する観点から、これらの第１のバインダーの中でも、後述の窒化ホウ素粉末スラリーとの相性の点でポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、アクリル系樹脂、ポリアクリルアミドなどの親水性樹脂が好ましく、脱脂性の観点からアクリル系樹脂がより好ましい。アクリル系樹脂は、取り扱い性などの観点からエマルジョンあるいは水溶液として使用することが好ましい。
【0016】
グリーン体における第１のバインダーの配合量は、成形条件に応じて適宜決定すればよいが、セラミック粉末１００質量部に対して、例えば１～５０質量部であり、好ましくは５～３０質量部である。
【0017】
＜焼結助剤＞
グリーン体は、セラミック粉末の焼結助剤をさらに含んでもよい。焼結助剤としては一般にセラミック粉末の焼結に用いられるものを特に制限なく使用でき、例えば、イットリア、マグネシア、セリア、シリカ、カルシア等が挙げられる。
グリーン体は、セラミック粉末の焼結助剤をさらに含んでもよい。焼結助剤としては一般にセラミック粉末の焼結に用いられるものを特に制限なく使用でき、例えば、イットリア、マグネシア、セリア、シリカ、カルシア等が挙げられる。
【0018】
セラミック粉末が非酸化物粉末の場合は、焼結体中の酸素量を減らして熱伝導率を向上させるために、酸素を持たない化合物を含む焼結助剤を使用してもよい。
【0019】
前記酸素を持たない化合物としては、炭窒化物系の化合物、窒化物系の化合物などが挙げられる。炭窒化物系の化合物としては、例えば、Ｙ２Ｓｉ４Ｎ６Ｃ、Ｙｂ２Ｓｉ４Ｎ６Ｃ、Ｃｅ２Ｓｉ４Ｎ６Ｃ、ＭｇＳｉ４Ｎ６Ｃなどが挙げられる。窒化物系の化合物としては、例えば、ＭｇＳｉＮ２などが挙げられる。
【0020】
グリーン体における焼結助剤の配合量は、セラミック粉末１００質量部に対して、１～２０質量部であることが好ましく、３～１０質量部であることがより好ましい。
【0021】
＜可塑剤＞
グリーン体は可塑剤をさらに含んでもよい。これにより、グリーン体の可塑性及び柔軟性がさらに良好になる。可塑剤には、例えば、ひまし油誘導体、ブチルベンジルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、エチルトルエンスルファミド、グリセリン、ポリアルキルグリコール、トリエチレングリコール、トリ－Ｎ－ブチルフォルフェート、ペトリオール、ポリオール等が挙げられる。これらの可塑剤の中で、ひまし油誘導体及びジオクチルフタレートが好ましく、ひまし油誘導体がより好ましい。
グリーン体は可塑剤をさらに含んでもよい。これにより、グリーン体の可塑性及び柔軟性がさらに良好になる。可塑剤には、例えば、ひまし油誘導体、ブチルベンジルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、エチルトルエンスルファミド、グリセリン、ポリアルキルグリコール、トリエチレングリコール、トリ－Ｎ－ブチルフォルフェート、ペトリオール、ポリオール等が挙げられる。これらの可塑剤の中で、ひまし油誘導体及びジオクチルフタレートが好ましく、ひまし油誘導体がより好ましい。
【0022】
グリーン体における可塑剤の配合量は、セラミック粉末１００質量部に対して、１～５０質量部であることが好ましく、５～３０質量部であることがより好ましい。
【0023】
＜グリーン体の作製方法＞
グリーン体の作製方法は特に限定されず、セラミック粉末及び第１のバインダーを乾式で混合して得られた粉末を用い、あるいはセラミック粉末、第１のバインダー及び分散媒を混合して作製した顆粒作製用スラリーをスプレードライヤーなどで乾燥させて得られた顆粒を用い、プレス成形を実施して作製してもよい。
また、セラミック粉末、第１のバインダー及び分散媒を混合してグリーン体成形用スラリーを作製し、グリーン体成形用スラリーをシート成形して作製してもよい。この場合、シートの厚みの均一性が良好である等の観点からドクターブレード法により成形することが好ましい。前記グリーン体成形用スラリーは、例えば、所定の配合量で各成分を計り取り、セラミック粉末が分散媒に分散するように撹拌混合すればよい。撹拌混合を行う分散装置としては、例えば、超音波分散装置、ビーズミル、ボールミル、ロールミル、ホモミキサー、ウルトラミキサー、ディスパーミキサー、ホモミキサー、貫通型高圧分散装置、衝突型高圧分散装置、多孔型高圧分散装置、だまとり型高圧分散装置、（衝突＋貫通）型高圧分散装置、超高圧ホモジナイザー等を挙げることができる。また、撹拌混合後に、必要に応じて、フィルターろ過等の操作を行って、グリーン体成形用スラリーのだまとり等を行ってもよい。分散媒としては、公知のものを特に制限なく利用可能であるが、水を用いることが好ましい。分散媒として水を用いる場合、第１のバインダーとして親水性樹脂（特にアクリル樹脂）を使用することが多く、後述の窒化ホウ素粉末スラリーとのなじみの点で本発明の効果が顕著に表れる。
グリーン体の作製方法は特に限定されず、セラミック粉末及び第１のバインダーを乾式で混合して得られた粉末を用い、あるいはセラミック粉末、第１のバインダー及び分散媒を混合して作製した顆粒作製用スラリーをスプレードライヤーなどで乾燥させて得られた顆粒を用い、プレス成形を実施して作製してもよい。
また、セラミック粉末、第１のバインダー及び分散媒を混合してグリーン体成形用スラリーを作製し、グリーン体成形用スラリーをシート成形して作製してもよい。この場合、シートの厚みの均一性が良好である等の観点からドクターブレード法により成形することが好ましい。前記グリーン体成形用スラリーは、例えば、所定の配合量で各成分を計り取り、セラミック粉末が分散媒に分散するように撹拌混合すればよい。撹拌混合を行う分散装置としては、例えば、超音波分散装置、ビーズミル、ボールミル、ロールミル、ホモミキサー、ウルトラミキサー、ディスパーミキサー、ホモミキサー、貫通型高圧分散装置、衝突型高圧分散装置、多孔型高圧分散装置、だまとり型高圧分散装置、（衝突＋貫通）型高圧分散装置、超高圧ホモジナイザー等を挙げることができる。また、撹拌混合後に、必要に応じて、フィルターろ過等の操作を行って、グリーン体成形用スラリーのだまとり等を行ってもよい。分散媒としては、公知のものを特に制限なく利用可能であるが、水を用いることが好ましい。分散媒として水を用いる場合、第１のバインダーとして親水性樹脂（特にアクリル樹脂）を使用することが多く、後述の窒化ホウ素粉末スラリーとのなじみの点で本発明の効果が顕著に表れる。
【0024】
グリーン体成形用スラリーからグリーン体を作製する方法は特に限定されず、公知の成形方法を使用することが可能であるが、シートの厚みの均一性が良好である等の観点からドクターブレード法により成形することが好ましい。得られるグリーン体は、適当な大きさ、任意の形状に加工することができる。例えば、一辺が１００ｍｍ～２０００ｍｍ、厚みが０．３ｍｍ～１．２ｍｍの略直方体の形状に加工するのが一般的である。なお、焼成に使用するものよりも大きなサイズで成形した後に、切断加工を行って所望の形状にしてもよい。切断加工は、後述の乾燥の前に行ってもよいし、乾燥の後に行ってもよい。
【0025】
グリーン体成形用スラリーからグリーン体を得る場合、必要に応じて、乾燥工程を経ることが好ましい。乾燥工程は、成形体から、分散媒をさらに除去する工程であり、これによりその後のグリーン体の焼成が行いやすくなる。乾燥工程は、例えば分散媒が水の場合には、３０℃～１５０℃程度に成形体を静置することで行うことができ、グリーン体の含水率が１０％以下となるように乾燥することが好ましい。
【0026】
（窒化ホウ素粉末スラリー）
グリーン体の少なくとも一方の面に塗布する窒化ホウ素粉末スラリーは、窒化ホウ素粉末と分散媒と分散剤とを含む。
グリーン体の少なくとも一方の面に塗布する窒化ホウ素粉末スラリーは、窒化ホウ素粉末と分散媒と分散剤とを含む。
【0027】
＜窒化ホウ素粉末＞
窒化ホウ素粉末スラリーに使用される窒化ホウ素粉末は、複数のグリーン体を積層して焼成して得られたセラミック焼結体同士の付着を抑制できるものであれば特に限定されない。例えば、窒化ホウ素粉末スラリーに使用される窒化ホウ素粉末として、六方晶の結晶構造を有する窒化ホウ素の粉末を使用することができる。また、窒化ホウ素粉末の平均粒子径は、窒化ホウ素粉末スラリーの塗布性の観点及びセラミック焼結体の表面の平滑性の観点から、好ましくは０．１～２００μｍであり、より好ましくは１～５０μｍである。なお、窒化ホウ素粉末の平均粒子径は、レーザー回折散乱法により測定された窒化ホウ素粉末の粒度分布のメジアン径である。
窒化ホウ素粉末スラリーに使用される窒化ホウ素粉末は、複数のグリーン体を積層して焼成して得られたセラミック焼結体同士の付着を抑制できるものであれば特に限定されない。例えば、窒化ホウ素粉末スラリーに使用される窒化ホウ素粉末として、六方晶の結晶構造を有する窒化ホウ素の粉末を使用することができる。また、窒化ホウ素粉末の平均粒子径は、窒化ホウ素粉末スラリーの塗布性の観点及びセラミック焼結体の表面の平滑性の観点から、好ましくは０．１～２００μｍであり、より好ましくは１～５０μｍである。なお、窒化ホウ素粉末の平均粒子径は、レーザー回折散乱法により測定された窒化ホウ素粉末の粒度分布のメジアン径である。
【0028】
＜分散媒＞
窒化ホウ素粉末スラリーに使用される分散媒は、特に限定されないが、グリーン体のバインダーとの相性や取り扱いやすさの観点から、好ましい分散媒として、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール、水等が挙げられる。これらの分散媒は、１種を単独で、又は、２種以上を組み合わせて使用することができる。環境負荷の観点から、これらの分散媒の中で、水が特に好ましい。
窒化ホウ素粉末スラリーに使用される分散媒は、特に限定されないが、グリーン体のバインダーとの相性や取り扱いやすさの観点から、好ましい分散媒として、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール、水等が挙げられる。これらの分散媒は、１種を単独で、又は、２種以上を組み合わせて使用することができる。環境負荷の観点から、これらの分散媒の中で、水が特に好ましい。
【0029】
窒化ホウ素粉末スラリーにおける分散媒の配合量は、グリーン体への塗布条件に応じて適宜決定すればよいが、窒化ホウ素粉末１００質量部に対して、例えば２００～１００００質量部であり、好ましくは１０００～５０００質量部である。
【0030】
＜分散剤＞
窒化ホウ素粉末スラリーに使用される分散剤のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）の値は７～２０である。窒化ホウ素粉末スラリーに使用される分散剤のＨＬＢの値が７未満であると、窒化ホウ素粉末スラリーをグリーン体に均一に塗布することが難しくなり、その結果、グリーン体の表面に配置された窒化ホウ素粉末の分布が不均一となる場合がある。そして、グリーン体を焼成して得られたセラミック焼結体にうねりが生じてしまう場合がある。また、分散剤のＨＬＢの値は、通常、２０以下である。このような観点から、分散剤のＨＬＢの値は、好ましくは９～１９であり、より好ましくは１０～１８である。分散剤のＨＬＢの値は、分散剤中の疎水基数を調整したり、親水基数を調整したりすることにより調節することができる。また、ポリオキシエチレン鎖を有する分散剤の場合、疎水基数及び親水基数に加えて、ポリオキシエチレン鎖の鎖長を調整することにより分散剤のＨＬＢの値を調節することができる。分散剤のＨＬＢの値は、グリフィン法により求められ、例えば、下記の式（１）により算出することができる。多くの分散剤についてＨＬＢの値のデータが既に存在するので、そのデータを利用して所望のＨＬＢの値を有する分散剤を選択することができる。また、ＨＬＢは加成性が成り立つので、ＨＬＢの値の異なる複数種の分散剤を組み合わせることにより、所望のＨＬＢの値を有する分散剤を得てもよい。
ＨＬＢ＝２０（ＭＨ／Ｍ） （１）
式（１）中、ＭＨは親水基部分の分子量であり、Ｍは分散剤の分子量である。
窒化ホウ素粉末スラリーに使用される分散剤のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌａｎｃｅ）の値は７～２０である。窒化ホウ素粉末スラリーに使用される分散剤のＨＬＢの値が７未満であると、窒化ホウ素粉末スラリーをグリーン体に均一に塗布することが難しくなり、その結果、グリーン体の表面に配置された窒化ホウ素粉末の分布が不均一となる場合がある。そして、グリーン体を焼成して得られたセラミック焼結体にうねりが生じてしまう場合がある。また、分散剤のＨＬＢの値は、通常、２０以下である。このような観点から、分散剤のＨＬＢの値は、好ましくは９～１９であり、より好ましくは１０～１８である。分散剤のＨＬＢの値は、分散剤中の疎水基数を調整したり、親水基数を調整したりすることにより調節することができる。また、ポリオキシエチレン鎖を有する分散剤の場合、疎水基数及び親水基数に加えて、ポリオキシエチレン鎖の鎖長を調整することにより分散剤のＨＬＢの値を調節することができる。分散剤のＨＬＢの値は、グリフィン法により求められ、例えば、下記の式（１）により算出することができる。多くの分散剤についてＨＬＢの値のデータが既に存在するので、そのデータを利用して所望のＨＬＢの値を有する分散剤を選択することができる。また、ＨＬＢは加成性が成り立つので、ＨＬＢの値の異なる複数種の分散剤を組み合わせることにより、所望のＨＬＢの値を有する分散剤を得てもよい。
ＨＬＢ＝２０（ＭＨ／Ｍ） （１）
式（１）中、ＭＨは親水基部分の分子量であり、Ｍは分散剤の分子量である。
【0031】
窒化ホウ素粉末スラリーの分散剤は、ＨＬＢが上記した所定の範囲であれば特に制限されないが、ＨＬＢの値の調節が容易であるという観点から、好ましくは非イオン界面活性剤である。上述の範囲のＨＬＢの値を有する分散剤を得られやすいという観点から、窒化ホウ素粉末スラリーの分散剤として使用される非イオン界面活性剤は、グリセロール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルが好ましい。これらの非イオン界面活性剤は、１種を単独で、又は、２種以上を組み合わせて使用することができる。上述のより好ましい範囲のＨＬＢの値を有する分散剤を得られやすいという観点から、これらの非イオン界面活性剤の中で、ポリオキシエチレンアルキルエーテル及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルがより好ましい。
【0032】
窒化ホウ素粉末スラリーの分散剤として使用されるグリセロール脂肪酸エステルは、グリセロールと炭素数１５～２５の脂肪酸とのエステル化合物であることが好ましい。中でもグリセロール脂肪酸エステルは、下記一般式（２）もしくは（３）で表すものがより好ましく、モノステアリン酸グリセロールがさらに好ましい。
式（２）及び式（３）中、Ｒ１は炭素数１５～２５のアルキル基である。
【化1】
【化2】
式（２）及び式（３）中、Ｒ１は炭素数１５～２５のアルキル基である。
【0033】
窒化ホウ素粉末スラリーの分散剤として使用されるポリオキシエチレンアルキルエーテルは、下記一般式（４）で表すものが好ましく、ポリオキシエチレン（１０）ドコシルエーテル及びポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテルがより好ましい。
Ｒ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＨ （４）
式（４）中、Ｒ２は炭素数１５～２５のアルキル基であり、ｎは５～３０である。
Ｒ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＨ （４）
式（４）中、Ｒ２は炭素数１５～２５のアルキル基であり、ｎは５～３０である。
【0034】
窒化ホウ素粉末スラリーの分散剤として使用されるポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルは、ソルビタン脂肪酸エステルにエチレンオキシドを付加した化合物であり、中でも、ソルビタンの４つ水酸基のうち１つの水酸基が下記一般式（５）で表す脂肪酸によりエステル化され、エチレンオキシド平均付加モル数が５～３０のものが好ましく、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノオレエートがより好ましい。
Ｒ３ＣＯＯＨ （５）
式（５）中、Ｒ３は炭素数１５～２５のアルキル基又はアルケニル基である。
Ｒ３ＣＯＯＨ （５）
式（５）中、Ｒ３は炭素数１５～２５のアルキル基又はアルケニル基である。
【0035】
分散剤の配合量は、窒化ホウ素粉末１００質量部に対して、好ましくは０．１～１０質量部であり、より好ましくは０．５～５質量部である。
【0036】
＜第２のバインダー＞
窒化ホウ素粉末スラリーは第２のバインダーを含むことが好ましい。これにより、グリーン体の表面に均一に分散した窒化ホウ素粉末を固定することができる。窒化ホウ素粉末スラリーに使用される第２のバインダーは、セラミックのグリーン体を作製する際に、通常使用されるバインダーであれば、特に限定されない。第２のバインダーには、例えば、第１のバインダーと同じものを使用でき、ポリアクリルアミドが好ましい。
窒化ホウ素粉末スラリーは第２のバインダーを含むことが好ましい。これにより、グリーン体の表面に均一に分散した窒化ホウ素粉末を固定することができる。窒化ホウ素粉末スラリーに使用される第２のバインダーは、セラミックのグリーン体を作製する際に、通常使用されるバインダーであれば、特に限定されない。第２のバインダーには、例えば、第１のバインダーと同じものを使用でき、ポリアクリルアミドが好ましい。
【0037】
窒化ホウ素粉末スラリーにおける第２のバインダーの配合量は、塗布条件に応じて適宜決定すればよいが、窒化ホウ素粉末１００質量部に対して、例えば０．０１～５０質量部であり、好ましくは１～２０質量部である。
【0038】
＜窒化ホウ素粉末スラリーの作製方法＞
窒化ホウ素粉末スラリーの製造方法は特に限定されず、例えば、所定の配合量で各成分を計り取り、窒化ホウ素粉末が溶媒に分散するように撹拌混合すればよい。撹拌混合を行う分散装置としては、例えば、超音波分散装置、ビーズミル、ボールミル、ロールミル、ホモミキサー、ウルトラミキサー、ディスパーミキサー、ホモミキサー、貫通型高圧分散装置、衝突型高圧分散装置、多孔型高圧分散装置、だまとり型高圧分散装置、（衝突＋貫通）型高圧分散装置、超高圧ホモジナイザー等を挙げることができる。また、撹拌混合後に、必要に応じて、フィルターろ過等の操作を行って、窒化ホウ素粉末スラリーのだまとり等を行ってもよい。
窒化ホウ素粉末スラリーの製造方法は特に限定されず、例えば、所定の配合量で各成分を計り取り、窒化ホウ素粉末が溶媒に分散するように撹拌混合すればよい。撹拌混合を行う分散装置としては、例えば、超音波分散装置、ビーズミル、ボールミル、ロールミル、ホモミキサー、ウルトラミキサー、ディスパーミキサー、ホモミキサー、貫通型高圧分散装置、衝突型高圧分散装置、多孔型高圧分散装置、だまとり型高圧分散装置、（衝突＋貫通）型高圧分散装置、超高圧ホモジナイザー等を挙げることができる。また、撹拌混合後に、必要に応じて、フィルターろ過等の操作を行って、窒化ホウ素粉末スラリーのだまとり等を行ってもよい。
【0039】
（塗布方法）
グリーン体の少なくとも一方の面への窒化ホウ素粉末スラリーの塗布方法は、グリーン体の表面に均一に塗布することができる方法であれば、特に限定されない。例えば、均一に塗布すること容易であるという観点から、スプレー式の塗布機を使用してグリーン体に窒化ホウ素粉末スラリーを塗布することができる。グリーン体の一方の面のみに窒化ホウ素粉末スラリーを塗布してもよいし、グリーン体の両方の面に窒化ホウ素粉末スラリーを塗布してもよい。
グリーン体の少なくとも一方の面への窒化ホウ素粉末スラリーの塗布方法は、グリーン体の表面に均一に塗布することができる方法であれば、特に限定されない。例えば、均一に塗布すること容易であるという観点から、スプレー式の塗布機を使用してグリーン体に窒化ホウ素粉末スラリーを塗布することができる。グリーン体の一方の面のみに窒化ホウ素粉末スラリーを塗布してもよいし、グリーン体の両方の面に窒化ホウ素粉末スラリーを塗布してもよい。
【0040】
グリーン体の表面に塗布された窒化ホウ素粉末スラリーが乾燥すると、窒化ホウ素粉末スラリーは分離材層となる。グリーン体の表面に塗布された窒化ホウ素粉末スラリーの乾燥は、例えば３０℃～１５０℃程度にグリーン体を静置することで行うことができる。なお、グリーン体の表面に塗布された窒化ホウ素粉末スラリーは、例えば、トンネル炉（乾燥機）の中で、ベルトコンベアで搬送しながら、乾燥することができる。
【0041】
［工程（Ｂ）］
工程（Ｂ）では、分離材層を形成したグリーン体を複数枚積層して、隣接するグリーン体間に分離材層が設けられた積層体を作製する。グリーン体の積層枚数は任意であり、数枚から数十枚とすることができる。積層体を焼成する前に、後述する脱脂を行うことにより、グリーン体の積層枚数が多くても、品質が良好なセラミック焼結体を製造することができる。
工程（Ｂ）では、分離材層を形成したグリーン体を複数枚積層して、隣接するグリーン体間に分離材層が設けられた積層体を作製する。グリーン体の積層枚数は任意であり、数枚から数十枚とすることができる。積層体を焼成する前に、後述する脱脂を行うことにより、グリーン体の積層枚数が多くても、品質が良好なセラミック焼結体を製造することができる。
【0042】
［工程（Ｃ）］
工程（Ｃ）では、上記積層体を焼成して、セラミック焼結体の積層体を作製する。焼成条件は特に限定されず、セラミック焼結体を得る公知の焼成条件で実施すればよい。
工程（Ｃ）では、上記積層体を焼成して、セラミック焼結体の積層体を作製する。焼成条件は特に限定されず、セラミック焼結体を得る公知の焼成条件で実施すればよい。
【0043】
例えば、セラミック粉末のセラミックが窒化ケイ素など窒化物系セラミックの場合、焼成は、不活性ガス雰囲気下において行うことが好ましい。不活性ガス雰囲気下とは、例えば、窒素雰囲気下、又はアルゴン雰囲気下などを意味する。
【0044】
焼成圧力は特に限定されないが、高圧では設備等のコストがかかるので、例えば１０ＭＰａ・Ｇ以下の圧力で行えばよく、３ＭＰa・Ｇ以下がより好ましく、０．１ＭＰａ・Ｇ以下がさらに好ましい。また、セラミック粉末のセラミックが窒化ケイ素の場合、低圧では焼成時に窒化ケイ素が分解する場合があり、０ＭＰａ・Ｇ以上が好ましい。
【0045】
焼成温度は所望の焼結反応が進行すれば特に限定されず、例えば、セラミック粉末のセラミックが窒化ケイ素の場合、例えば１２００℃以上２０００℃以下とすることができ、１５００℃以上１８００℃以下であることがより好ましい。
【0046】
焼成時間は所望の焼結反応が進行すれば特に限定されないが、例えば、セラミック粉末のセラミックが窒化ケイ素の場合、３～２０時間程度とすることが一般的である。
【0047】
上記積層体を焼成すると、積層体を構成するグリーン体は焼結してセラミック焼結体となる。したがって、グリーン体の積層体を焼成するとセラミック焼結体の積層体となる。
【0048】
焼成に先立ち、必要に応じて、積層体を脱脂することが好ましい。積層体を脱脂するための脱脂温度は、３００℃～１２００℃が好ましく、４００℃～１０００℃がより好ましい。積層体の脱脂は、通常、酸素や空気などの酸化性ガス、水素などの還元性ガス、アルゴンや窒素などの不活性ガス、二酸化炭素、またはこれらの混合ガス雰囲気下、あるいはこれらガスと水蒸気とを混合した加湿ガス雰囲気下で行われる。また、上述の脱脂温度での脱脂時間は、グリーン体に用いられたバインダーの種類や脱脂雰囲気に応じて適宜選択できるが、通常３０分～１２時間、好ましくは２時間～１０時間である。
【0049】
［工程（Ｄ）］
工程（Ｄ）では、上記セラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離する。セラミック焼結体の積層体において、隣接するセラミック焼結体の間には分離材層が設けられているので、セラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を容易に分離することができる。また、分離材層には窒化ホウ素粉末が均一に分布しているので、得られたセラミック焼結体にはうねりがほとんど発生しない。
工程（Ｄ）では、上記セラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離する。セラミック焼結体の積層体において、隣接するセラミック焼結体の間には分離材層が設けられているので、セラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を容易に分離することができる。また、分離材層には窒化ホウ素粉末が均一に分布しているので、得られたセラミック焼結体にはうねりがほとんど発生しない。
【0050】
積層体から分離したセラミック焼結体の表面には窒化ホウ素粉末が残っている可能性がある。そこで、セラミック焼結体を積層体から分離した後、セラミック焼結体の表面に残っている窒化ホウ素粉末をセラミック焼結体から除去することが好ましい。例えば、積層体から分離したセラミック焼結体に対して、遊離砥粒を用いたホーニング加工を実施することが好ましい。この場合、平均粒子径が１０～１００μｍのアルミナ砥粒を遊離砥粒として用いることが好ましい。また、ホーニング加工の後、アルミナ砥粒や窒化ホウ素粉末を除去するために、セラミック焼結体を超音波洗浄したり、水などをスプレーして洗浄したりしてもよい。
【0051】
積層体から分離したセラミック焼結体は、機械的またはレーザーにより切断加工され、所望の大きさ及び形状のセラミック焼結体とされる。
【0052】
本発明の製造方法によって得られるセラミック焼結体の用途は特に限定されず、例えば、各種放熱基板、パワーモジュール基板（車載用、電鉄用、大電力半導体用）、高周波回路基板、ＬＥＤ用パッケージ、光ピックアップ用サブマウント（ＤＶＤ、ＣＤ用）等に好適に使用できる。
【実施例0053】
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【0054】
＜窒化ホウ素粉末の分布の評価＞
スプレー式の塗布機を使用してグリーン体に窒化ホウ素粉末スラリーを塗布した。そして、１２０℃の温度で１８０分間乾燥して、窒化ホウ素粉末スラリーから分散媒を除去し、分離材層をグリーン体の表面に形成した。グリーン体の表面を目視で観察し、分離材層における窒化ホウ素粉末のグリーン体の表面における分布状態を調べた。グリーン体の表面おいて確認された窒化ホウ素粉末の分布状態から以下の基準に従って評価をした。
Ａ：グリーン体の表面に窒化ホウ素粉末が均一に分布しており、窒化ホウ素粉末のダマは確認されなかった。
Ｂ：グリーン体の表面に窒化ホウ素粉末が均一に分布しているものの窒化ホウ素粉末のダマが確認された。
Ｃ：グリーン体の表面に窒化ホウ素粉末が均一に分布しておらず、窒化ホウ素粉末はダマの状態であった。
スプレー式の塗布機を使用してグリーン体に窒化ホウ素粉末スラリーを塗布した。そして、１２０℃の温度で１８０分間乾燥して、窒化ホウ素粉末スラリーから分散媒を除去し、分離材層をグリーン体の表面に形成した。グリーン体の表面を目視で観察し、分離材層における窒化ホウ素粉末のグリーン体の表面における分布状態を調べた。グリーン体の表面おいて確認された窒化ホウ素粉末の分布状態から以下の基準に従って評価をした。
Ａ：グリーン体の表面に窒化ホウ素粉末が均一に分布しており、窒化ホウ素粉末のダマは確認されなかった。
Ｂ：グリーン体の表面に窒化ホウ素粉末が均一に分布しているものの窒化ホウ素粉末のダマが確認された。
Ｃ：グリーン体の表面に窒化ホウ素粉末が均一に分布しておらず、窒化ホウ素粉末はダマの状態であった。
【0055】
＜セラミック焼結体のうねりの評価＞
セラミック焼結体の表面のうねりとして、表面粗さ計を用いて、ろ波中心線うねりを測定して、その算術平均うねりＷａ、すなわち、表面高さの平均値からの偏差の絶対値の算術平均である量を用いるものとした。測定条件は評価長さ４ｍｍ、測定速度０．３ｍｍ／ｓ、カットオフ値０．８ｍｍとした。
セラミック焼結体の表面のうねりとして、表面粗さ計を用いて、ろ波中心線うねりを測定して、その算術平均うねりＷａ、すなわち、表面高さの平均値からの偏差の絶対値の算術平均である量を用いるものとした。測定条件は評価長さ４ｍｍ、測定速度０．３ｍｍ／ｓ、カットオフ値０．８ｍｍとした。
【0056】
試験に使用した原料・略号は以下のとおりである。
（グリーン体）
＜窒化ケイ素粉末＞
・Ｃ１：比表面積１２ｍ２／ｇのβ－Ｓｉ３Ｎ４粉末
＜焼結助剤＞
・Ｓ１：酸化イットリウム（比表面積２０ｍ２／ｇ）
・Ｓ２：窒化ケイ素マグネシウム（比表面積１２ｍ２／ｇ）
＜バインダー＞
・Ｂ１：アクリル樹脂（藤倉化成株式会社製：アクリベースＥＭＫ－０２、アクリル樹脂５０質量％と水５０質量％の混合物エマルジョン）
・Ｂ２：ポリビニルブチラール（分子量：約５５，０００）
＜可塑剤＞
（ポリエーテル系消泡剤）
・Ｐ１：ひまし油誘導体（伊藤製油株式会社製：リックサイザーＣ－１０１）
・Ｐ２：ジオクチルフタレート（富士フイルム和光純薬株式会社製）
＜分散媒＞
・Ｗ１：水
・Ｗ２：エタノール
（グリーン体）
＜窒化ケイ素粉末＞
・Ｃ１：比表面積１２ｍ２／ｇのβ－Ｓｉ３Ｎ４粉末
＜焼結助剤＞
・Ｓ１：酸化イットリウム（比表面積２０ｍ２／ｇ）
・Ｓ２：窒化ケイ素マグネシウム（比表面積１２ｍ２／ｇ）
＜バインダー＞
・Ｂ１：アクリル樹脂（藤倉化成株式会社製：アクリベースＥＭＫ－０２、アクリル樹脂５０質量％と水５０質量％の混合物エマルジョン）
・Ｂ２：ポリビニルブチラール（分子量：約５５，０００）
＜可塑剤＞
（ポリエーテル系消泡剤）
・Ｐ１：ひまし油誘導体（伊藤製油株式会社製：リックサイザーＣ－１０１）
・Ｐ２：ジオクチルフタレート（富士フイルム和光純薬株式会社製）
＜分散媒＞
・Ｗ１：水
・Ｗ２：エタノール
【0057】
（窒化ホウ素粉末スラリー）
＜窒化ホウ素粉末＞
・Ｃ２：平均粒子径が１～１０μｍの六方晶ＢＮ粉末
＜バインダー＞
・Ｂ３：アクリルアミドポリマー溶液（富士フイルム和光純薬株式会社製：１０％溶液）
＜分散剤＞
・Ｄ１：ソルビタントリオレエート（富士フイルム和光純薬株式会社製：ＨＬＢ ２）
・Ｄ２：モノステアリン酸グリセロール（富士フイルムワコーケミカル株式会社製：ＨＬＢ ７）
・Ｄ３：ポリオキシエチレン（１０）ドコシルエーテル（富士フイルムワコーケミカル株式会社製：ＨＬＢ １０）
・Ｄ４：ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノオレエート（富士フイルム和光純薬株式会社製：ＨＬＢ １５）
・Ｄ５：ポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル（富士フイルムワコーケミカル株式会社製：ＨＬＢ １８）
＜分散媒＞
・Ｗ１：水
＜窒化ホウ素粉末＞
・Ｃ２：平均粒子径が１～１０μｍの六方晶ＢＮ粉末
＜バインダー＞
・Ｂ３：アクリルアミドポリマー溶液（富士フイルム和光純薬株式会社製：１０％溶液）
＜分散剤＞
・Ｄ１：ソルビタントリオレエート（富士フイルム和光純薬株式会社製：ＨＬＢ ２）
・Ｄ２：モノステアリン酸グリセロール（富士フイルムワコーケミカル株式会社製：ＨＬＢ ７）
・Ｄ３：ポリオキシエチレン（１０）ドコシルエーテル（富士フイルムワコーケミカル株式会社製：ＨＬＢ １０）
・Ｄ４：ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノオレエート（富士フイルム和光純薬株式会社製：ＨＬＢ １５）
・Ｄ５：ポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル（富士フイルムワコーケミカル株式会社製：ＨＬＢ １８）
＜分散媒＞
・Ｗ１：水
【0058】
＜実施例１～４及び比較例１のグリーン体の作製＞
窒化ケイ素粉末Ｃ１を１０００ｇ、焼結助剤Ｓ１を５０ｇ、焼結助剤Ｓ２を３０ｇ、バインダーＢ１を４８０ｇ（アクリル樹脂２４０ｇ相当）、可塑剤Ｐ１を１２０ｇ、分散媒Ｗ１を５００ｇ（バインダーＢ１の溶媒と合計で７４０ｇ）、を４８時間撹拌混合して窒化ケイ素水スラリーを得た。得られた窒化ケイ素水スラリーを容器に投入し、容器内を－０．１ＭＰａ・Ｇの減圧状態として、３０℃で２．５時間保持し、グリーン体成形用スラリーを得た。得られたグリーン体成形用スラリーを、ポリエチレンメッシュ（目開き２２９μｍ）を通して粗大粒子を取り除いたのち、ドクターブレード法にて３００ｍｍ×２０００ｍｍ×０．４ｍｍのグリーン体を作製した。そして、得られたグリーン体から１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさのグリーン体を切り出した。
窒化ケイ素粉末Ｃ１を１０００ｇ、焼結助剤Ｓ１を５０ｇ、焼結助剤Ｓ２を３０ｇ、バインダーＢ１を４８０ｇ（アクリル樹脂２４０ｇ相当）、可塑剤Ｐ１を１２０ｇ、分散媒Ｗ１を５００ｇ（バインダーＢ１の溶媒と合計で７４０ｇ）、を４８時間撹拌混合して窒化ケイ素水スラリーを得た。得られた窒化ケイ素水スラリーを容器に投入し、容器内を－０．１ＭＰａ・Ｇの減圧状態として、３０℃で２．５時間保持し、グリーン体成形用スラリーを得た。得られたグリーン体成形用スラリーを、ポリエチレンメッシュ（目開き２２９μｍ）を通して粗大粒子を取り除いたのち、ドクターブレード法にて３００ｍｍ×２０００ｍｍ×０．４ｍｍのグリーン体を作製した。そして、得られたグリーン体から１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさのグリーン体を切り出した。
【0059】
＜実施例５のグリーン体の作製＞
窒化ケイ素粉末Ｃ１を１０００ｇ、焼結助剤Ｓ１を５０ｇ、焼結助剤Ｓ２を３０ｇ、バインダーＢ２を３００ｇ、可塑剤Ｐ２を１５０ｇ、分散媒Ｗ２を１０００ｇ、を４８時間撹拌混合して窒化ケイ素水スラリーを得た。得られた窒化ケイ素水スラリーを容器に投入し、容器内を－０．１ＭＰａ・Ｇの減圧状態として、３０℃で２．５時間保持し、グリーン体成形用スラリーを得た。得られたグリーン体成形用スラリーを、ポリエチレンメッシュ（目開き２２９μｍ）を通して粗大粒子を取り除いたのち、ドクターブレード法にて３００ｍｍ×２０００ｍｍ×０．４ｍｍのグリーン体を作製した。そして、得られたグリーン体から１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさのグリーン体を切り出した。
窒化ケイ素粉末Ｃ１を１０００ｇ、焼結助剤Ｓ１を５０ｇ、焼結助剤Ｓ２を３０ｇ、バインダーＢ２を３００ｇ、可塑剤Ｐ２を１５０ｇ、分散媒Ｗ２を１０００ｇ、を４８時間撹拌混合して窒化ケイ素水スラリーを得た。得られた窒化ケイ素水スラリーを容器に投入し、容器内を－０．１ＭＰａ・Ｇの減圧状態として、３０℃で２．５時間保持し、グリーン体成形用スラリーを得た。得られたグリーン体成形用スラリーを、ポリエチレンメッシュ（目開き２２９μｍ）を通して粗大粒子を取り除いたのち、ドクターブレード法にて３００ｍｍ×２０００ｍｍ×０．４ｍｍのグリーン体を作製した。そして、得られたグリーン体から１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさのグリーン体を切り出した。
【0060】
＜実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーの作製＞
窒化ホウ素粉末Ｃ２を１００ｇ、バインダーＢ３を１００ｇ、分散剤Ｄ２を１０ｇ、分散媒Ｗ１を２０００ｇ、を４８時間撹拌混合して実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
窒化ホウ素粉末Ｃ２を１００ｇ、バインダーＢ３を１００ｇ、分散剤Ｄ２を１０ｇ、分散媒Ｗ１を２０００ｇ、を４８時間撹拌混合して実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
【0061】
＜実施例２の窒化ホウ素粉末スラリーの作製＞
分散剤Ｄ２を分散剤Ｄ３に変更した以外は、実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーと同様にして実施例２の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
分散剤Ｄ２を分散剤Ｄ３に変更した以外は、実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーと同様にして実施例２の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
【0062】
＜実施例３の窒化ホウ素粉末スラリーの作製＞
分散剤Ｄ２を分散剤Ｄ４に変更した以外は、実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーと同様にして実施例３の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
分散剤Ｄ２を分散剤Ｄ４に変更した以外は、実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーと同様にして実施例３の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
【0063】
＜実施例４の窒化ホウ素粉末スラリーの作製＞
分散剤Ｄ２を分散剤Ｄ５に変更した以外は、実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーと同様にして実施例４の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
分散剤Ｄ２を分散剤Ｄ５に変更した以外は、実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーと同様にして実施例４の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
【0064】
＜比較例１の窒化ホウ素粉末スラリーの作製＞
分散剤Ｄ２を分散剤Ｄ１に変更した以外は、実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーと同様にして比較例１の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
分散剤Ｄ２を分散剤Ｄ１に変更した以外は、実施例１の窒化ホウ素粉末スラリーと同様にして比較例１の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
【0065】
＜実施例５の窒化ホウ素粉末スラリーの作製＞
分散剤Ｄ２を分散剤Ｄ４に変更した以外は、実施例１の窒化ホウ素粉末のスラリーと同様にして実施例５の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
分散剤Ｄ２を分散剤Ｄ４に変更した以外は、実施例１の窒化ホウ素粉末のスラリーと同様にして実施例５の窒化ホウ素粉末スラリーを得た。
【0066】
＜積層体の作製＞
スプレー式の塗布機を使用して１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切り出したグリーン体の一方の面に窒化ホウ素粉末スラリーを塗布した。そして、１２０℃の温度で１８０分間乾燥して、塗布した窒化ホウ素粉末スラリーから分散媒を除去し、分離材層をグリーン体の表面に形成した。
分離材層を形成したグリーン体を１０枚積層して、隣接するグリーン体間に分離材層が設けられた積層体を作製した。
スプレー式の塗布機を使用して１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切り出したグリーン体の一方の面に窒化ホウ素粉末スラリーを塗布した。そして、１２０℃の温度で１８０分間乾燥して、塗布した窒化ホウ素粉末スラリーから分散媒を除去し、分離材層をグリーン体の表面に形成した。
分離材層を形成したグリーン体を１０枚積層して、隣接するグリーン体間に分離材層が設けられた積層体を作製した。
【0067】
＜積層体の焼成＞
焼成に先立ち、積層体を窒素雰囲気下、５００℃で５時間、その後空気雰囲気下、５００℃で５時間、脱脂処理を行った。その後、窒素雰囲気下、０．０３ＭＰａ・Ｇの圧力下にて、１７５０℃で１０時間、焼成処理を行った。
焼成に先立ち、積層体を窒素雰囲気下、５００℃で５時間、その後空気雰囲気下、５００℃で５時間、脱脂処理を行った。その後、窒素雰囲気下、０．０３ＭＰａ・Ｇの圧力下にて、１７５０℃で１０時間、焼成処理を行った。
【0068】
＜積層体からセラミック焼結体の作製＞
セラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離したのち、ホーニング加工を行い、セラミック焼結体を得た。
セラミック焼結体の積層体からセラミック焼結体を分離したのち、ホーニング加工を行い、セラミック焼結体を得た。
【0069】
実施例１～５及び比較例１の窒化ホウ素粉末スラリーの評価結果及び 実施例１～５及び比較例１の窒化ホウ素粉末スラリーを用いて作製したセラミック焼結体の評価結果を表１に示す。
【0070】
【表1】
【0071】
実施例１～５及び比較例１の評価結果から、ＨＬＢの値が７～２０である分散剤を使用することにより、分離材として使用される窒化ホウ素粉末をグリーン体の表面に均一に分布させることができることがわかった。その結果、セラミック焼結体のうねりを抑制できることがわかった。