CN103962713A - 焊接劈刀 - Google Patents

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Abstract

本发明的形态提供一种能够实现提高耐磨性的焊接劈刀。提供一种焊接劈刀，其由以氧化铝的结晶为主相的第1种多结晶陶瓷形成且所述氧化铝结晶粒子的平均粒径为0.38μm以下。

Description

焊接劈刀
技术领域
本发明的形态一般涉及一种焊接劈刀，具体为，涉及一种使用由铜等形成的硬金属细线（焊丝）时所适合的焊接劈刀。
背景技术
在用金属细线连接半导体元件与引线框架的引线的丝焊中，使用焊接劈刀使金属细线一端接合于电极垫（第一焊点），接着将金属细线拉出弧线接合于引线（第二焊点）。在接合金属细线时，在用焊接劈刀按压金属细线的状态下施加超声波。
近年来，使用成本比金低的铜作为金属细线的材质的尝试有所扩大。但是，在使用比金硬的铜所形成的金属细线时，需要增大在接合时施加的超声波的振幅。因此，在接合金属细线时受到较大剪切应力的焊接劈刀顶端部分的结晶粒子脱落从而容易使磨损恶化。其结果，存在焊接劈刀的寿命比使用由金形成的金属细线的情况变短的问题，。
因此，提出有使氧化铝结晶粒子的粒径形成为0.1μm（微米）～2.5μm、二氧化锆结晶粒子的粒径形成为0.1μm～1.0μm、表面空隙率为0.1%的焊接劈刀（参照专利文献1）。
但是，即使在使用专利文献1所公开的技术的情况下，在提高耐磨性的方面仍然存在改善的余地。
专利文献1：日本国特开2003－68784号公報
发明内容
本发明的形态是基于所涉及的课题的认识而进行的发明，提供一种能够实现提高耐磨性的焊接劈刀。
第1个发明是一种焊接劈刀，其由以氧化铝结晶为主相的第1种多结晶陶瓷形成且所述氧化铝结晶粒子的平均粒径为0.38μm以下。
根据该焊接劈刀，可以提高焊接劈刀的耐磨性。
第2个发明是，在第1个发明的焊接劈刀中，所述氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差小于0.19μm。
根据该焊接劈刀，可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第3个发明是，在第1或第2个发明的焊接劈刀中，所述第1种多结晶陶瓷中的孔的占有率为90ppm以下，而且，径为3μm以上的孔数为13个／mm2以下。
根据该焊接劈刀，因为可以降低在第1种多结晶陶瓷组织内存在的孔的比例，所以可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第4个发明是，在第1～第3的任意1个发明的焊接劈刀中，所述第1种多结晶陶瓷的维氏硬度为2000HV以上。
根据该焊接劈刀，可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第5个发明是，在第1～第4的任意1个发明的焊接劈刀中，所述第1种多结晶陶瓷还含有氧化铬，所述氧化铬的比例为0.1wt%以上3.0wt%以下。
根据该焊接劈刀，可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第6个发明是一种焊接劈刀，其由含有作为主相的氧化铝结晶和含有作为副相的二氧化锆结晶的第2种多结晶陶瓷形成，所述二氧化锆团簇的平均团簇径为0.23μm以下。
根据该焊接劈刀，可以提高焊接劈刀的耐磨性。
第7个发明是，在第6个发明的焊接劈刀中，所述二氧化锆团簇的团簇径分布的标准偏差在0.11μm以下。
根据该焊接劈刀，可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第8个发明是，在第6或第7个发明的焊接劈刀中，所述氧化铝结晶粒子的平均粒径为0.38μm以下。
根据该焊接劈刀，可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第9个发明是，在第6～第8的任意1个发明的焊接劈刀中，所述氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差小于0.19μm。
根据该焊接劈刀，可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第10个发明是，在第6～第9的任意1个发明的焊接劈刀中，在以氧化铝结晶粒子的平均粒径为D1、以二氧化锆团簇的平均团簇径为D2的情况下，满足以下的数式。
D1／D2≧1.47
根据该焊接劈刀，可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第11个发明是，在第6～第10的任意1个发明的焊接劈刀中，在所述第2种多结晶陶瓷中的孔的占有率为90ppm以下，而且，径为3μm以上的孔数为13个／mm2以下。
根据该焊接劈刀，因为可以降低在第2种多结晶陶瓷组织内存在的孔的比例，所以可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第12个发明是，在第6～第11的任意1个发明的焊接劈刀中，所述第2种多结晶陶瓷的维氏硬度为2000HV以上。
根据该焊接劈刀，可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第13个发明是，在第6～第12的任意1个发明的焊接劈刀中，所述二氧化锆的比例为0.5wt%以上25.0wt%以下。
根据该焊接劈刀，可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
第14个发明是，在第6～第13的任意1个发明的焊接劈刀中，所述第2种多结晶陶瓷还含有氧化铬，所述氧化铬的比例为0.1wt%以上3.0wt%以下。
根据该焊接劈刀，可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
根据本发明的形态，提供一种能够实现提高耐磨性的焊接劈刀。
附图说明
图1（a）是用于例示焊接劈刀的模式图，（b）是（a）中A部的放大模式图。
图2是用于例示焊接劈刀顶端部分的模式图。
图3是用于例示其他实施方式涉及的焊接劈刀的模式图。
图4是用于例示接合金属细线时的状态的模式剖视图。
图5（a）是用于例示结晶粒子的粒径较大且结晶粒子未形成为一致的粒径对耐磨性产生的影响的模式图。（b）是用于例示结晶粒子的粒径较小且结晶粒子形成为一致的粒径对耐磨性产生的影响的模式图。
图6是用于例示氧化铝结晶粒子脱落的模式图。
图7是用于例示二氧化锆团簇的模式图。
图8是用于例示减小二氧化锆团簇的大小的效果的模式图。
图9是用于说明耐磨性评价的模式图。
图10是用于表示氧化铝结晶粒子的平均粒径对耐磨性产生的影响的图表。
图11是用于表示氧化铝结晶粒子粒径分布的标准偏差对耐磨性产生的影响的图表。
图12是用于表示二氧化锆团簇220的平均团簇径对耐磨性产生的影响的图表。
图13是用于表示二氧化锆团簇220的团簇径分布的标准偏差对耐磨性产生的影响的图表。
图14是用于表示氧化铝结晶粒子的平均粒径与二氧化锆团簇的平均团簇径的比对耐磨性产生的影响的图表。
图15是用于表示维氏硬度对耐磨性产生的影响的图表。
图16是用于表示孔的占有率对耐磨性产生的影响的图表。
图17是用于表示每1mm2上径为3μm以上的孔数对耐磨性产生的影响的图表。
图18是用于表示二氧化锆的比例对耐磨性产生的影响的图表。
图19是用于表示氧化铬的比例对耐磨性产生的影响的图表。
图20是用于表示氧化铬的比例对耐磨性产生的影响的图表。
符号说明
10-本体部；11-圆筒部；11h-孔；12-圆锥台部；13-瓶颈部；13c-倒角部；50-顶端面；110-焊接劈刀；110a-焊接劈刀。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行例示。另外，在各附图中，对于同样的构成要素附上相同的符号，适当省略详细说明。
（焊接劈刀的形态）
图1是用于例示本发明实施方式涉及的焊接劈刀的模式图。
另外，图1（a）是用于例示焊接劈刀的模式图，图1（b）是图1（a）中A部的放大模式图。
图2是用于例示焊接劈刀顶端部分的模式图。
如图1（a）、（b）所示，焊接劈刀110具备本体部10。在本体部10的内部设置有在轴方向上贯通的用于穿过金属细线的孔11h（参照图2）。
本体部10具有圆筒部11、圆锥台部12、瓶颈部13。
圆筒部11的外观呈圆柱状，被机械固定于丝焊装置。圆筒部11的断面尺寸为适合机械固定于丝焊装置的断面尺寸。
圆锥台部12的外观呈圆锥台形状，设置在圆筒部11的接合金属细线侧的端部。
圆锥台部12的断面尺寸越朝向顶端侧越变小。圆锥台部12的圆筒部11侧的断面尺寸与圆筒部11的断面尺寸大致相等。
瓶颈部13的外观呈圆锥台形状，设置在圆锥台部12的接合金属细线侧的端部。
瓶颈部13的接合金属细线侧的端面形成顶端面50。
瓶颈部13具有能够避开已配线的旁边的金属细线而在规定的位置上接合金属细线的断面尺寸。瓶颈部13的断面尺寸从圆锥台部12侧朝向顶端面50侧逐渐变小。
如果设置瓶颈部13，则即使金属细线的配线间距较窄时，也可以防止在接合金属细线时焊接劈刀110与已配线的金属细线干涉。
例如，通过减小瓶颈部13的断面尺寸，则接合金属细线的位置（接合位置）的间距尺寸例如即使在短于50μm以下的情况下，也可以防止焊接劈刀110与已配线的金属细线干渉。
如图2所示，在焊接劈刀110的顶端面50侧开口有用于穿过金属细线的孔11h。在孔11h的开口部分上设置有倒角部13c（倒棱部）。倒角部13c的壁面例如可以形成为曲面。而且，顶端面50形成为倾斜面，倒角部13c侧突出。
图3是用于例示其他实施方式涉及的焊接劈刀的模式图。
如图3所示，焊接劈刀110a具备本体部10a。在本体部10a的内部设置有在轴方向上贯通的用于穿过金属细线的孔11h。
本体部10a具有圆筒部11、圆锥台部12。
即，焊接劈刀110a为未设置有瓶颈部13的情况。
此时，圆锥台部12的接合金属细线侧的端面形成顶端面50。在焊接劈刀110a的顶端面50侧开口有用于穿过金属细线的孔11h。在孔11h的开口部分上设置有倒角部13c。倒角部13c的壁面例如可以形成为曲面。
另外，焊接劈刀的形态均不局限于图1～图3所例示的内容，可进行适当变更。
接着，对接合金属细线时的状态进行说明。
另外，虽然在此对焊接劈刀110的情况进行说明，但是焊接劈刀110a的情况也是一样的。
图4是用于例示接合金属细线时的状态的模式剖视图。
另外，在图4中，例示接合于引线（第二焊点）时的状态。
首先，穿过焊接劈刀110的孔11h的金属细线BW接合于设置于未图示的半导体元件的电极垫（第一焊点）。然后，使焊接劈刀110通过规定的轨道移动至引线200上，并使金属细线BW形成弧线状。
接着，如图4所示，使焊接劈刀110按压在引线200上，从而使金属细线BW夹在顶端面50与引线200之间。由于顶端面50形成为倾斜面，因此顶端面50与引线200的间隔从顶端面50的外侧到内侧变窄。因此，夹在顶端面与引线200之间的金属细线BW的厚度从顶端面50的外侧到内侧变薄。
在金属细线BW夹在顶端面50与引线200之间的状态下，对焊接劈刀110例如施加超声波。由此，使金属细线BW接合于引线200（第二焊点）。然后，金属细线BW在倒角部13c的边缘位置被截断。在截断金属细线BW之后焊接劈刀110上升。由此，金属细线BW连接在电极垫与引线200之间。
在如此的丝焊中，在使用由比金硬的铜形成的金属细线BW的情况下，需要增大在接合时施加的超声波的振幅。因此，在接合金属细线BW时焊接劈刀上受到的较大剪切应力，因此其顶端部分结晶粒子脱落而容易使磨损恶化。其结果，与使用由金形成的金属细线BW的情况相比，存在焊接劈刀110的寿命变短的风险。
因此，通过由以下说明的多结晶陶瓷形成的焊接劈刀来提高耐磨性。
此时，如果由以下说明的多结晶陶瓷形成焊接劈刀，则不管焊接劈刀的形态都能够实现提高耐磨性。
（焊接劈刀的材质1）
接着，对焊接劈刀的材质是以氧化铝（Al2O3）的结晶为主相的多结晶陶瓷（相当于第1种多结晶陶瓷的一个例子）的情况进行说明。
根据本发明者们的见解，焊接劈刀的磨损由于顶端部分的氧化铝结晶粒子的脱落而恶化，因此如果减小氧化铝结晶粒子的粒径就可以提高耐磨性。
即，因为可以认为焊接劈刀的磨损由于顶端部分的氧化铝结晶粒子的脱落而恶化，所以如果减小氧化铝结晶粒子的粒径，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。
如后所述，如果焊接劈刀由以氧化铝的结晶为主相的多结晶陶瓷形成且氧化铝结晶粒子的平均粒径为0.38μm以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选氧化铝结晶粒子的平均粒径为0.35μm以下。
而且，如果减小氧化铝结晶粒子的粒径且氧化铝结晶粒子形成为一致的粒径，则可以进一步提高耐磨性。
图5是用于例示结晶粒子的粒径的大小与结晶粒子形成为一致的粒径时对耐磨性产生的影响的模式图。
另外，图5（a）是用于例示结晶粒子的粒径较大且结晶粒子未形成为一致的粒径对耐磨性产生的影响的模式图。图5（b）是用于例示结晶粒子的粒径较小且结晶粒子形成为一致的粒径对耐磨性产生的影响的模式图。
图5（a）、（b）中的F表示由于施加超声波而在焊接劈刀顶端面50上产生的剪切力。
图5（a）、（b）中的F1、F2表示在结晶粒子的粒界面上产生的剪切力。
如图5（a）所示，在结晶粒子的粒径较大，而且结晶粒子未形成为一致的粒径的情况下，粒界的比表面积变小，则在每1个结晶粒子的粒界面上产生的剪切力F1变大。
对此，如图5（b）所示，在结晶粒子的粒径较小，而且结晶粒子形成为一致的粒径的情况下，粒界的比表面积变大，则可以减小在每1个结晶粒子的粒界面上产生的剪切力F2。因此，由于可以进一步抑制在焊接劈刀的顶端部分的结晶粒子的脱落，因此可以进一步提高耐磨性。
如后所述，如果使氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差小于0.19μm，则可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差为0.17μm以下。
而且，当焊接劈刀的顶端面50的附近存在孔（pore：也称为空隙、空孔等）时，由于发生应力集中因此容易产生结晶粒子的脱落。
根据本发明者们得到的见解，如果减小成为结晶粒子脱落的起点的孔的占有率，并使孔的个数变少，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。另外，孔的占有率为，在焊接劈刀的任意断面上的孔面积相对于断面面积的比例（面积比）。
如后所述，如果焊接劈刀由以氧化铝的结晶为主相的多结晶陶瓷形成且孔的占有率为90ppm以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选孔的占有率为60ppm以下，进一步优选孔的占有率为30ppm以下。
而且，如果每1mm2上的径为3μm以上的孔数为13个以下（13个／mm2以下），则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选每1mm2上的径为3μm以上的孔数为8个以下（8个／mm2以下），进一步优选每1mm2上的径为3μm以上的孔数为4个以下（4个／mm2以下）。
而且，如果提高以氧化铝的结晶为主相的多结晶陶瓷的硬度，则焊接劈刀的顶端部分变得难以磨损。
如后所述，如果焊接劈刀由以氧化铝的结晶为主相的多结晶陶瓷形成且多结晶陶瓷的维氏硬度在2000HV以上，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选维氏硬度为2050HV以上。
而且，根据本发明者们得到的见解，如果添加氧化铬，则由于可以改善氧化铝的烧结性因此可以提高硬度。因此，如果能够提高硬度，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。
但是，当氧化铬的添加量过剩时，就会生成氧化铬的相。当生成氧化铬的相时，则机械特性恶化，从而耐磨性降低。
如后所述，如果焊接劈刀由以氧化铝的结晶为主相且还添加有氧化铬的多结晶陶瓷形成，使氧化铬的比例在0.1wt%以上3.0wt%以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选氧化铬的比例在0.6wt%以上2.0wt%以下。
另外，有关前述的结晶粒子的粒径、平均粒径、粒径分布的标准偏差、及孔的占有率的详细内容在后面进行叙述。
（焊接劈刀的材质2）
接着，对焊接劈刀的材质为含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆（ZrO2）的结晶为副相的多结晶陶瓷（相当于第2种多结晶陶瓷的一个例子）的情况进行说明。
如果形成为含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷，则可以抑制由于在接合金属细线时产生的剪切应力而发生的粒界裂纹的恶化。其结果，由于可以抑制焊接劈刀的顶端部分的氧化铝结晶粒子的脱落，因此可以提高焊接劈刀的耐磨性。
但是，二氧化锆比氧化铝硬度低而容易产生破损。因此，如果仅以二氧化锆的结晶为副相，则存在不能实现提高耐磨性的风险。
图6是用于例示氧化铝结晶粒子脱落的模式图。
如图6所示，如果在氧化铝结晶粒子200的彼此之间存在容易产生破坏的二氧化锆结晶粒子210时，则由于二氧化锆结晶粒子210的破坏而使氧化铝结晶粒子200变得更容易脱落。
根据本发明者们得到的见解，如果减小二氧化锆团簇的大小，则可以抑制由于二氧化锆被破坏而引起的氧化铝结晶粒子200脱落的现象。
再者，如果减小二氧化锆团簇的大小，则由于提高二氧化锆团簇的分散性，因此可以进一步抑制粒界裂纹的恶化。
在此，对二氧化锆团簇进行说明。
图7是用于例示二氧化锆团簇的模式图。
如图7所示，多个二氧化锆结晶粒子210连续连接在一起的集合体形成为二氧化锆团簇220。
图8是用于例示减小二氧化锆团簇的大小的效果的模式图。
如图8所示，如果减小二氧化锆团簇220的大小，则可以抑制由于二氧化锆被破坏而引起的氧化铝结晶粒子200脱落的现象。
再者，如果减小二氧化锆团簇220的大小，则由于提高二氧化锆团簇220的分散性，因此可以进一步抑制粒界裂纹的恶化。
因此，可以进一步抑制焊接劈刀的顶端部分的氧化铝结晶粒子200的脱落。
如后所述，如果焊接劈刀由含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷形成且二氧化锆团簇220的平均团簇径为0.23μm以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选二氧化锆团簇220的平均团簇径为0.21μm以下，进一步优选平均团簇径为0.17μm以下。
另外，根据本发明者们得到的见解，如果减小二氧化锆团簇220的团簇径，同时形成为一致的团簇径，则可以抑制由于二氧化锆被破坏而引起的氧化铝结晶粒子200脱落的现象。
再者，如果减小二氧化锆团簇220的团簇径，同时形成为一致的团簇径，则由于进一步提高二氧化锆团簇220的分散性，因此可以进一步抑制粒界裂纹的恶化。
如后所述，如果焊接劈刀由含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷形成且二氧化锆团簇220的团簇径分布的标准偏差为0.11μm以下，则可以进一步抑制粒界裂纹的恶化，因此可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选二氧化锆团簇220的团簇径分布的标准偏差为0.09μm以下，进一步优选团簇径分布的标准偏差为0.07μm以下。
而且，如前所述，如果减小氧化铝结晶粒子的粒径，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。
如后所述，如果焊接劈刀由含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷形成且多结晶陶瓷中的氧化铝结晶粒子的平均粒径为0.38μm以下，则可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
而且，如前所述，如果使氧化铝结晶粒子形成为一致的粒径，则可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
如后所述，如果使氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差小于0.19μm，则可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
而且，如前所述，当焊接劈刀的顶端面50的附近存在孔时，则由于发生应力集中因此容易产生结晶粒子的脱落。
根据本发明者们得到的见解，如果氧化铝结晶粒子的平均粒径与二氧化锆团簇的平均团簇径的比（氧化铝结晶粒子的平均粒径／二氧化锆团簇的平均团簇径）在规定值以上，则可以降低在多结晶陶瓷的组织内存在的孔的比例。
如后所述，在以氧化铝结晶粒子的平均粒径为D1、以二氧化锆团簇的平均团簇径为D2的情况下，如果D1／D2≧1.47，则可以降低在多结晶陶瓷的组织内存在的孔的比例，因此可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选D1／D2≧2.0以上，进一步优选D1／D2≧2.3以上。
而且，如果提高含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷的硬度，则焊接劈刀的顶端部分变得难以磨损。
如后所述，如果焊接劈刀由含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷形成且多结晶陶瓷的维氏硬度在2000HV以上，则可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
而且，如前所述，当焊接劈刀的顶端面50的附近存在孔时，则由于发生应力集中因此容易产生结晶粒子的脱落。
如后所述，如果焊接劈刀由含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷形成且孔的占有率为90ppm以下，则可以进一步提高焊接劈刀的耐磨性。
而且，如果在含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷中的二氧化锆的比例在规定的范围内，则可以进一步有效地抑制粒界裂纹的恶化。
如后所述，如果焊接劈刀由含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷形成且二氧化锆的比例在0.5wt%以上25.0wt%以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选二氧化锆的比例为8.0wt%以上21.0wt%以下。
而且，根据本发明者们得到的见解，如果添加氧化铬，则由于可以改善氧化铝的烧结性因此可以提高硬度。因此，如果能够提高硬度，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。
但是，当氧化铬的添加量过剩时，则生成氧化铬的相。当生成氧化铬的相时，则机械特性恶化，从而降低耐磨性。
如后所述，如果焊接劈刀由含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷形成且氧化铬的比例在0.1wt%以上3.0wt%以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选氧化铬的比例为0.6wt%以上2.0wt%以下。
另外，有关前述的团簇径、平均团簇径、团簇径分布的标准偏差、结晶粒子的粒径、平均粒径、粒径分布的标准偏差、及孔的占有率的详细内容在后面进行叙述。
（实施例）
接着，对焊接劈刀的实施例进行说明。
（焊接劈刀的制造方法）
首先，在混合原料与溶媒的同时进行粉碎从而生成料浆。
原料可以为前述的多结晶陶瓷的主成分。
例如，在以氧化铝的结晶为主相的多结晶陶瓷的情况下，原料为氧化铝。
在含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷的情况下，原料为氧化铝及二氧化锆。二氧化锆的比例例如可以为0.5wt%以上25.0wt%以下。
而且，还可以再添加氧化铬。氧化铬的比例例如可以为0.1wt%以上3.0wt%以下。
例如，溶媒可以为水等。
另外，根据需要也可以添加分散剤等。
而且，在料浆的生成中，可以使用球磨机。
在使用球磨机的粉碎中，粉碎至未含有粗大粒子的状态。此时，通过适当地调整球的大小、球的个数、旋转数、时间等，可以粉碎成所希望的粒子大小。
接着，使用所生成的料浆进行造粒。
在造粒中，例如可以使用喷雾干燥法。
接着，将粘合剂混合在所造粒的粉末中进行混炼生成混合物。
接着，射出成形所生成的混合物从而形成细柱状的成形体。
接着，对成形体进行脱脂，然后进行烧成。
例如，烧成温度可以为1350℃以上。
接着，进行热等静压（HIP；Hot Isostatic Pressing）。
热等静压的条件例如可以为以下条件，氩气为氛围气，温度在1350℃以上，圧力在100MPa以上。
接着，通过实施研削加工等的机械加工形成焊接劈刀。
在此，例如可以通过恰当选择前述的原料，适当调整粉碎条件、烧成条件而得到前述的氧化铝结晶粒子的平均粒径、氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差、二氧化锆团簇220的平均团簇径、二氧化锆团簇220的团簇径分布的标准偏差、氧化铝结晶粒子的平均粒径与二氧化锆团簇220的平均团簇径的比等。
而且，前述的孔的占有率、孔的个数、多结晶陶瓷的硬度等，例如可以通过适当调整前述的烧成条件、热等静压条件而得到。
接着，对通过这样制造的焊接劈刀的评价进行说明。
（多结晶陶瓷组织的评价方法）
首先，对多结晶陶瓷组织的评价方法进行说明。
将焊接劈刀110、110a的顶端面50精加工成无痕的镜面。例如，镜面精加工可以使用金刚石研磨法进行。然后，将镜面精加工的顶端面50进行热侵蚀。热侵蚀例如可以在1300℃以上的温度下进行。
接着，使用扫描式电子显微镜（SEM；Scanning Electron Microscope）来对热侵蚀的顶端面50进行拍照并进行多结晶陶瓷的组织评价。
例如，可以通过以下的顺序进行多结晶陶瓷的组织评价。
首先，使用扫描式电子显微镜（例如，日本日立制作所，S－800）以加速电压15kV、工作距离15mm、倍率15000倍对热侵蚀的顶端面50进行拍照。
接着，对所拍照的图像进行印刷，并在粒界上画线。
在粒界上画线时，例如可以使用黑色圆珠笔（例如笔尖粗0.5mm）。
主要含有过渡元素的相辉度较高，主要含有主族元素的相辉度较低。因此，可以通过在粒界上画线而分开各自的相。
另外，为了更正确地区分相而使用能量色散X射线分析法（EDX；EnergyDispersive X-ray spectroscopy）进行元素分析，也可以在区分主要含有过渡元素的相与主要含有主族元素的相的同时在粒界上画线。
接着，使用图像解析软件对在粒界上画线的图像进行解析。
例如，使用扫描仪以灰度设定来读取在粒界上画线的图像，可以使用图像解析软件对图像进行解析。
例如，图像解析软件可以为Win－ROOFVer6.5（日本三谷商事）。
使用Win－ROOFVer6.5的图像解析可以为以下的方式进行。
评价范围，例如可以为6μm×6μm领域的6个部位。
黑白化用扫描仪读取的图像，并在单色临界值30～120的范围内进行二值化从而分离主要含有过渡元素的相与主要含有主族元素的相。
然后，按顺序实施Win－ROOFVer6.5命令里的“删除（删除0.1μm以下的绝对最大长度）”、“膨胀”、“细线化”，并计算出氧化铝结晶粒子的平均粒径、二氧化锆团簇220的平均团簇径。
此时，氧化铝结晶粒子的粒径可以由Win－ROOFVer6.5的“圆相当径”计算出来。因此，氧化铝结晶粒子的平均粒径可以通过计算所算出的多个圆相当径的相加平均来求出。
构成二氧化锆团簇220的结晶粒子210的粒径可以通过Win－ROOFVer6.5的“圆相当径”计算出来。
而且，团簇220的团簇径可以通过以下的数式计算出来。
（数式1）
因此，二氧化锆团簇220的平均团簇径可以通过计算所算出的多个团簇径的相加平均来求出。
而且，氧化铝结晶粒子的平均粒径与二氧化锆团簇220的平均团簇径的比可以使用前述的算出结果来求出。
而且，氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差、二氧化锆团簇220的团簇径分布的标准偏差可以通过以下的数式计算出来。
（数式2）
σ = Σ i = 1 n ( Xi - X ‾ ) 2 n - 1
另外，σ为标准偏差，n为样本数，Xi（μm）为氧化铝结晶粒子的粒径或二氧化锆团簇220的团簇径，（μm）为氧化铝结晶粒子的平均粒径或二氧化锆团簇220的平均团簇径。
（孔的评价方法）
接着，对孔的评价方法进行说明。
将焊接劈刀110、110a的圆筒部11精加工成无痕的镜面。例如，镜面精加工可以使用金刚石研磨法进行。
接着，使用激光显微镜（例如，日本奥林巴斯，OLS4000）观察精加工成镜面的圆筒部11，进行孔的评价。
在使用激光显微镜的观察中，例如可以为以下评价范围，物镜的倍率20倍，焦距倍率1倍，以1个视野为0.65mm×0.65mm的8个视野。
因此，在存在孔的情况下，可以以物镜的倍率100倍、以焦距倍率4倍来观察孔，同时测定孔的长度。
在测定孔的长度中，最大长度为其孔径。
在此，根据本发明者们得到的见解，可以看出径为3μm以上的孔与耐磨性之间的相关关系。
因此，径为3μm以上的孔被认为全部是径为3μm的孔，数出径为3μm以上的孔数，并通过以下的数式求出孔的占有率。
数式3
另外，数出径为3μm以上的孔数，通过以下的数式求出每1mm2上径为3μm以上的孔数。
数式4
（维氏硬度的评价方法）
接着，对维氏硬度的评价方法进行说明。
将焊接劈刀110、110a的顶端面50精加工成无痕的镜面。例如，镜面精加工可以使用金刚石研磨法进行。
维氏硬度根据JIS（日本工业标准）R1610进行测定。
此时，测定点的个数定为10个部位。在维氏硬度的测定中，例如，使用了日本AKASHI制的MVK－E。
（耐磨性的评价方法）
将焊接劈刀110、110a安装于丝焊装置（例如，日本新川，UTC－3000），在施加超声波的状态下摩擦引线框架，从而进行加速磨损试验。
此时，将超声波的输出定为250，将超声波施加时间定为21msec。
图9是用于说明耐磨性评价的模式图。
图9中的虚线位置表示加速磨损试验后的顶端面50的位置。
测定初始状态中的倒角部13c的开口尺寸L与加速磨损试验后的倒角部13c的开口尺寸L’，通过使用以下的数式求出耐磨性从而进行耐磨性的评价。
另外，在开口尺寸L与开口尺寸L’的测定中，使用数字显微镜（例如，日本KEYENCE，VW－6000）。
数式5
（耐磨性的评价结果）
使用前述的多结晶陶瓷组织的评价方法，求出氧化铝结晶粒子的平均粒径、氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差、二氧化锆团簇220的平均团簇径、二氧化锆团簇220的团簇径分布的标准偏差，同时使用前述的耐磨性的评价方法进行耐磨性的评价。
在表1、图10～图13中表示耐磨性的评价结果。
另外，图10是用于表示氧化铝结晶粒子的平均粒径对耐磨性产生的影响的图表。
图11是用于表示氧化铝结晶粒子粒径分布的标准偏差对耐磨性产生的影响的图表。
图12是用于表示二氧化锆团簇220的平均团簇径对耐磨性产生的影响的图表。
图13是用于表示二氧化锆团簇220的团簇径分布的标准偏差对耐磨性产生的影响的图表。
表1
从表1及图10可以看出，如果氧化铝结晶粒子的平均粒径为0.38μm以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选氧化铝结晶粒子的平均粒径为0.35μm以下。
从表1及图11可以看出，如果氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差小于0.19μm，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差为0.17μm以下。
从表1及图12可以看出，如果二氧化锆团簇220的平均团簇径为0.23μm以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选二氧化锆团簇220的平均团簇径为0.21μm以下，进一步优选平均团簇径为0.17μm以下。
从表1及图13可以看出，如果二氧化锆团簇220的团簇径分布的标准偏差为0.11μm以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选二氧化锆团簇220的团簇径分布的标准偏差为0.09μm以下，进一步优选团簇径分布的标准偏差为0.07μm以下。
而且，使用前述的多结晶陶瓷组织的评价方法，求出氧化铝结晶粒子的平均粒径与二氧化锆团簇的平均团簇径的比，同时使用前述的耐磨性的评价方法进行耐磨性的评价。
而且，使用前述的维氏硬度的评价方法，求出维氏硬度，同时使用前述的耐磨性的评价方法进行耐磨性的评价。
在表2、图14～图15中表示耐磨性的评价结果。
另外，图14是用于表示氧化铝结晶粒子的平均粒径与二氧化锆团簇的平均团簇径的比对耐磨性产生的影响的图表。
图15是用于表示维氏硬度对耐磨性产生的影响的图表。
表2
从表2及图14可以看出，如果氧化铝结晶粒子的平均粒径与二氧化锆团簇的平均团簇径的比为1.47以上，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选氧化铝结晶粒子的平均粒径与二氧化锆团簇的平均团簇径的比为2.0以上，进一步优选2.3以上。
从表2及图15可以看出，如果维氏硬度为2000HV以上，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选维氏硬度为2050HV以上。
而且，使用前述的孔的评价方法，求出孔的占有率、每1mm2上径为3μm以上的孔数，同时使用前述的耐磨性的评价方法进行耐磨性的评价。
在表3、图16、图17中表示耐磨性的评价结果。
另外，图16是用于表示孔的占有率对耐磨性产生的影响的图表。
图17是用于表示每1mm2上径为3μm以上的孔数对耐磨性产生的影响的图表。
表3
从表3及图16可以看出，如果孔的占有率为90ppm以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选孔的占有率为60ppm以下，进一步优选孔的占有率为30ppm以下。
从表3及图17可以看出，如果每1mm2上径为3μm以上的孔数为13个以下（13个／mm2以下），则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选每1mm2上径为3μm以上的孔数为8个以下（8个／mm2以下），进一步优选每1mm2上径为3μm以上的孔数为4个以下（4个／mm2以下）。
而且，在含有以氧化铝的结晶为主相、以二氧化锆的结晶为副相的多结晶陶瓷中，改变二氧化锆的比例、氧化铬的比例从而进行耐磨性的评价。
在表4、图18、图19中表示耐磨性的评价结果。
另外，图18是用于表示二氧化锆的比例对耐磨性产生的影响的图表。
图19是用于表示氧化铬的比例对耐磨性产生的影响的图表。
表4
从表4及图18可以看出，如果二氧化锆的比例为0.5wt%以上25.0wt%以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选二氧化锆的比例为8.0wt%以上21.0wt%以下。
从表4及图19可以看出，如果氧化铬的比例为0.1wt%以上3.0wt%以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选氧化铬的比例为0.6wt%以上2.0wt%以下。
而且，在以氧化铝的结晶为主相的多结晶陶瓷中，改变氧化铬的比例从而进行耐磨性的评价。
在表5、图20中表示耐磨性的评价结果。
另外，图20是用于表示氧化铬的比例对耐磨性产生的影响的图表。
表5
从表5及图20可以看出，如果氧化铬的比例为0.1wt%以上3.0wt%以下，则可以提高焊接劈刀的耐磨性。此时，为了进一步提高耐磨性，更优选氧化铬的比例为0.6wt%以上2.0wt%以下。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不局限于这些记述内容。只要具备本发明的特征，本领域技术人员对前述的实施方式适当加以设计变更后的技术也包含在本发明的范围内。
例如，焊接劈刀的形状、制造工序等均不局限于所例示的内容，可以进行适当变更。
此外，只要可行，前述各实施方式所具备的各要素可以进行组合，只要包含本发明的特征，组合了这些内容的技术也包含在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种焊接劈刀，其特征为，
其由以氧化铝的结晶为主相的第1种多结晶陶瓷形成且所述氧化铝结晶粒子的平均粒径为0.38μm以下。
2.根据权利要求1所述的焊接劈刀，其特征为，
所述氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差小于0.19μm。
3.根据权利要求1或2所述的焊接劈刀，其特征为，
所述第1种多结晶陶瓷中的孔的占有率为90ppm以下，而且，径为3μm以上的孔数为13个／mm2以下。
4.根据权利要求1～3中任意1项所述的焊接劈刀，其特征为，
所述第1种多结晶陶瓷的维氏硬度为2000HV以上。
5.根据权利要求1～4中任意1项所述的焊接劈刀，其特征为，
所述第1种多结晶陶瓷还含有氧化铬，所述氧化铬的比例为0.1wt%以上3.0wt%以下。
6.一种焊接劈刀，其特征为，
其由含有作为主相的氧化铝结晶和含有作为副相的二氧化锆结晶的第2种多结晶陶瓷形成，所述二氧化锆团簇的平均团簇径为0.23μm以下。
7.根据权利要求6所述的焊接劈刀，其特征为，
所述二氧化锆团簇的团簇径分布的标准偏差在0.11μm以下。
8.根据权利要求6或7所述的焊接劈刀，其特征为，
所述氧化铝结晶粒子的平均粒径为0.38μm以下。
9.根据权利要求6～8中任意1项所述的焊接劈刀，其特征为，
所述氧化铝结晶粒子的粒径分布的标准偏差小于0.19μm。
10.根据权利要求6～9中任意1项所述的焊接劈刀，其特征为，
在以氧化铝结晶粒子的平均粒径为D1、以二氧化锆团簇的平均团簇径为D2的情况下，满足以下的数式。
D1／D2≧1.47
11.根据权利要求6～10中任意1项所述的焊接劈刀，其特征为，
所述第2种多结晶陶瓷中的孔的占有率为90ppm以下，而且，径为3μm以上的孔数为13个／mm2以下。
12.根据权利要求6～11中任意1项所述的焊接劈刀，其特征为，
所述第2种多结晶陶瓷的维氏硬度为2000HV以上。
13.根据权利要求6～12中任意1项所述的焊接劈刀，其特征为，
所述二氧化锆的比例为0.5wt%以上25.0wt%以下。
14.根据权利要求6～13中任意1项所述的焊接劈刀，其特征为，
所述第2种多结晶陶瓷还含有氧化铬，所述氧化铬的比例为0.1wt%以上3.0wt%以下。
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