JP2001213666A - 電子部品焼成用材料 - Google Patents
電子部品焼成用材料Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基材表面にジルコニア層を被覆して成る従来
の電子部品焼成用材料のジルコニア層の剥離やジルコニ
ア層の強度不足を解消し経済的に製造できる前記電子部
品焼成用材料を提供する。 【解決手段】 平均粒径30〜500 μｍの粗粒ジルコニア
と平均粒径0.1 〜10μｍの微粒ジルコニアを、２種類以
上の金属酸化物から成る部分溶融結合材により結合した
電子部品焼成用材料。粗粒ジルコニア同士又は粗粒ジル
コニアと微粒ジルコニアを酸化イットリウムや酸化アル
ミニウムから成る部分溶融結合材を用いて焼成すると、
ジルコニア層の結合強度や基材との密着性を上昇させ
て、高性能の電子部品焼成用材料が得られる。
の電子部品焼成用材料のジルコニア層の剥離やジルコニ
ア層の強度不足を解消し経済的に製造できる前記電子部
品焼成用材料を提供する。 【解決手段】 平均粒径30〜500 μｍの粗粒ジルコニア
と平均粒径0.1 〜10μｍの微粒ジルコニアを、２種類以
上の金属酸化物から成る部分溶融結合材により結合した
電子部品焼成用材料。粗粒ジルコニア同士又は粗粒ジル
コニアと微粒ジルコニアを酸化イットリウムや酸化アル
ミニウムから成る部分溶融結合材を用いて焼成すると、
ジルコニア層の結合強度や基材との密着性を上昇させ
て、高性能の電子部品焼成用材料が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体、積層コン
デンサ、セラミックコンデンサ、圧電素子、サーミスタ
等の電子部品を焼成する際に用いる、セッター、棚板、
匣鉢等の電子部品焼成用材料に関する。
デンサ、セラミックコンデンサ、圧電素子、サーミスタ
等の電子部品を焼成する際に用いる、セッター、棚板、
匣鉢等の電子部品焼成用材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子部品焼成用材料として必要な性能は
耐熱性や機械的強度の他に、焼成するセラミック電子部
品と反応しないことが要求される。誘電体等の電子部品
ワークが焼成用治具と接触し反応すると、融着したり、
ワークの組成変動によって特性低下が生ずる等の問題点
がある。通常はこれらの電子部品焼成用材料の基材とし
て、アルミナ系材料、アルミナ−ムライト系材料、アル
ミナ−マグネシア系スピネル材料、アルミナ−ムライト
−コージェライト系材料、又はこれらの組合せによる材
料が使用される。
耐熱性や機械的強度の他に、焼成するセラミック電子部
品と反応しないことが要求される。誘電体等の電子部品
ワークが焼成用治具と接触し反応すると、融着したり、
ワークの組成変動によって特性低下が生ずる等の問題点
がある。通常はこれらの電子部品焼成用材料の基材とし
て、アルミナ系材料、アルミナ−ムライト系材料、アル
ミナ−マグネシア系スピネル材料、アルミナ−ムライト
−コージェライト系材料、又はこれらの組合せによる材
料が使用される。
【０００３】又ワークとの反応を防止するために、表面
層にジルコニア（酸化ジルコニウム、ＺｒＯ2 ）を被覆
する方法が採用されている。ジルコニアは基材との反応
性は少ないが、基材との熱膨張係数の差が大きいため、
繰り返し熱サイクルが生ずる使用環境下では治具のコー
ティングに亀裂が生じたり剥離したりするといった問題
がある。更にジルコニアは〜1100℃近傍で単斜晶から正
方晶への相変化が起こる。その結果、繰り返し熱サイク
ルによる相変態に伴う熱膨張係数の変化によりジルコニ
アのコーティング層が脱離しやすいという問題点があ
る。又未安定化ジルコニアを使用する場合には、相変態
に伴う粉化が生ずることが問題点である。
層にジルコニア（酸化ジルコニウム、ＺｒＯ2 ）を被覆
する方法が採用されている。ジルコニアは基材との反応
性は少ないが、基材との熱膨張係数の差が大きいため、
繰り返し熱サイクルが生ずる使用環境下では治具のコー
ティングに亀裂が生じたり剥離したりするといった問題
がある。更にジルコニアは〜1100℃近傍で単斜晶から正
方晶への相変化が起こる。その結果、繰り返し熱サイク
ルによる相変態に伴う熱膨張係数の変化によりジルコニ
アのコーティング層が脱離しやすいという問題点があ
る。又未安定化ジルコニアを使用する場合には、相変態
に伴う粉化が生ずることが問題点である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電子部品焼成用材料の
基材表面にジルコニア層（又はジルコニア膜）を形成す
る方法として、塗布法やスプレー法等がある。この場
合、極めて粒径の小さい微粒子から成るジルコニア層を
被覆すると、繰り返し熱サイクルが電子部品焼成用材料
に対して負荷される使用環境では、基材とジルコニア層
間の熱膨張係数の差を緩和又は吸収できず、ジルコニア
層が基材から剥離する場合がある。又比較的粒子の粗い
粗粒を用いてジルコニア層を形成する場合は、ジルコニ
ア膜の緻密化が起こらず、又気孔が多く形成されて基材
との熱膨張差を緩和する方向に作用する。しかしジルコ
ニア膜と基材と密着性が悪く、膜の燒結性も低下して剥
離の原因となることがある。従って本発明は、繰り返し
熱サイクルに対する耐性を有し剥離や粉化を実質的に生
ずることのないジルコニア層を含む電子部品焼成用材料
を提供することを目的とする。
基材表面にジルコニア層（又はジルコニア膜）を形成す
る方法として、塗布法やスプレー法等がある。この場
合、極めて粒径の小さい微粒子から成るジルコニア層を
被覆すると、繰り返し熱サイクルが電子部品焼成用材料
に対して負荷される使用環境では、基材とジルコニア層
間の熱膨張係数の差を緩和又は吸収できず、ジルコニア
層が基材から剥離する場合がある。又比較的粒子の粗い
粗粒を用いてジルコニア層を形成する場合は、ジルコニ
ア膜の緻密化が起こらず、又気孔が多く形成されて基材
との熱膨張差を緩和する方向に作用する。しかしジルコ
ニア膜と基材と密着性が悪く、膜の燒結性も低下して剥
離の原因となることがある。従って本発明は、繰り返し
熱サイクルに対する耐性を有し剥離や粉化を実質的に生
ずることのないジルコニア層を含む電子部品焼成用材料
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、平均粒径30〜
500 μｍの粗粒ジルコニアと平均粒径0.1 〜10μｍの微
粒ジルコニアを、２種類以上の金属酸化物から成る部分
溶融結合材により結合して形成したジルコニア層を基材
上に被覆したことを特徴とする電子部品焼成用材料であ
り、微粒ジルコニアを使用しなくても所定の性能を有す
る電子部品焼成用材料が提供できる。
500 μｍの粗粒ジルコニアと平均粒径0.1 〜10μｍの微
粒ジルコニアを、２種類以上の金属酸化物から成る部分
溶融結合材により結合して形成したジルコニア層を基材
上に被覆したことを特徴とする電子部品焼成用材料であ
り、微粒ジルコニアを使用しなくても所定の性能を有す
る電子部品焼成用材料が提供できる。
【０００６】以下本発明を詳細に説明する。本発明は、
平均粒径が30〜500 μｍの粗粒ジルコニアを少なくとも
使用して電子部品焼成用材料を構成する際に微粒子状の
部分溶融結合材を使用することにより粗粒ジルコニアの
欠点、つまり剥離や燒結性の低下を防止する。粗粒ジル
コニアを使用するとジルコニア層の緻密化が十分に進行
せず気孔が多く形成されるため、基材との熱膨張差が緩
和又は吸収される。更に微粒子状の部分溶融結合材を使
用することにより、該部分溶融結合材がジルコニア層と
基材との間の密着性を向上させて従来は並立しえなかっ
た「基材とジルコニア層間の熱膨張率の差異の減少によ
る剥離防止」と「基材とジルコニア層の密着性の向上」
を達成している。
平均粒径が30〜500 μｍの粗粒ジルコニアを少なくとも
使用して電子部品焼成用材料を構成する際に微粒子状の
部分溶融結合材を使用することにより粗粒ジルコニアの
欠点、つまり剥離や燒結性の低下を防止する。粗粒ジル
コニアを使用するとジルコニア層の緻密化が十分に進行
せず気孔が多く形成されるため、基材との熱膨張差が緩
和又は吸収される。更に微粒子状の部分溶融結合材を使
用することにより、該部分溶融結合材がジルコニア層と
基材との間の密着性を向上させて従来は並立しえなかっ
た「基材とジルコニア層間の熱膨張率の差異の減少によ
る剥離防止」と「基材とジルコニア層の密着性の向上」
を達成している。
【０００７】又本発明の好ましい態様では、平均粒径が
30〜500 μｍの粗粒ジルコニアと平均粒径が0.1 〜10μ
ｍの微粒ジルコニアとを使用し、これらを前述の部分溶
融結合材により結合してジルコニア層を形成する。この
態様では、微粒ジルコニアの使用によりジルコニア層と
しての強度が向上し、その上で、「基材とジルコニア層
間の熱膨張率の差異の減少による剥離防止」と「基材と
ジルコニア層の密着性の向上」を達成できる。
30〜500 μｍの粗粒ジルコニアと平均粒径が0.1 〜10μ
ｍの微粒ジルコニアとを使用し、これらを前述の部分溶
融結合材により結合してジルコニア層を形成する。この
態様では、微粒ジルコニアの使用によりジルコニア層と
しての強度が向上し、その上で、「基材とジルコニア層
間の熱膨張率の差異の減少による剥離防止」と「基材と
ジルコニア層の密着性の向上」を達成できる。
【０００８】本発明の電子部品焼成用材料はジルコニア
を主成分とし、前述の通り平均粒径が30〜500 μｍの粗
粒ジルコニアを必須成分とし、平均粒径が0.1 〜10μｍ
の微粒ジルコニアを含んでいても良い。粗粒ジルコニア
は平均粒径が30μｍ未満であると、基材との熱膨張差に
よる応力緩和効果が小さく、剥離を生じやすくなり、又
粗粒ジルコニアの平均粒径が500 μｍを越えると燒結性
が低下する。微粒ジルコニアの平均粒径が0.1 μｍ未満
であると、粗粒ジルコニアとの粒径差が大き過ぎて粗粒
ジルコニアと基材の密着性を向上させるという効果が小
さくなり、又10μｍを越えると粗粒ジルコニアに近づい
て微粒ジルコニア添加の効果が小さくなる。
を主成分とし、前述の通り平均粒径が30〜500 μｍの粗
粒ジルコニアを必須成分とし、平均粒径が0.1 〜10μｍ
の微粒ジルコニアを含んでいても良い。粗粒ジルコニア
は平均粒径が30μｍ未満であると、基材との熱膨張差に
よる応力緩和効果が小さく、剥離を生じやすくなり、又
粗粒ジルコニアの平均粒径が500 μｍを越えると燒結性
が低下する。微粒ジルコニアの平均粒径が0.1 μｍ未満
であると、粗粒ジルコニアとの粒径差が大き過ぎて粗粒
ジルコニアと基材の密着性を向上させるという効果が小
さくなり、又10μｍを越えると粗粒ジルコニアに近づい
て微粒ジルコニア添加の効果が小さくなる。
【０００９】粗粒ジルコニアと微粒ジルコニアを使用す
る場合にその重量比は80：20から20：80であることが望
ましく、この範囲以外では燒結性が悪化したり、熱膨張
差を緩和又は吸収できず剥離を生ずることがある。粗粒
ジルコニアのみを使用する場合には部分溶融結合材を微
粒ジルコニアと類似する粒径範囲として同様の組成範囲
に維持することが望ましい。
る場合にその重量比は80：20から20：80であることが望
ましく、この範囲以外では燒結性が悪化したり、熱膨張
差を緩和又は吸収できず剥離を生ずることがある。粗粒
ジルコニアのみを使用する場合には部分溶融結合材を微
粒ジルコニアと類似する粒径範囲として同様の組成範囲
に維持することが望ましい。
【００１０】粗粒ジルコニアは電子部品との反応性を考
慮して、未安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア及
び安定化ジルコニア、あるいはこれらの混合物を使用す
ることが望ましい。安定化又は部分安定化は酸化イット
リウム（イットリア、Ｙ2 Ｏ 3 ）、酸化カルシウム（カ
ルシア、ＣａＯ）や酸化マグネシウム（マグネシア、Ｍ
ｇＯ）等をジルコニアに添加することにより達成でき
る。ジルコニアは室温では単斜晶系であり、温度上昇と
ともに、単斜晶系→（〜1170℃）→正方晶系→（〜2370
℃）→立方晶系の相変態が起こるが、ジルコニアにイッ
トリアやマグネシア等の部分溶融結合材（安定化剤）を
固溶させることにより、高温相である正方晶や立方晶を
室温下で「安定化」できる。未安定化ジルコニアでは単
斜晶系→正方晶の相変態による体積変化が生ずるが、部
分溶融結合材が固溶した安定化ジルコニアでは相変態が
起こらなくなる。
慮して、未安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア及
び安定化ジルコニア、あるいはこれらの混合物を使用す
ることが望ましい。安定化又は部分安定化は酸化イット
リウム（イットリア、Ｙ2 Ｏ 3 ）、酸化カルシウム（カ
ルシア、ＣａＯ）や酸化マグネシウム（マグネシア、Ｍ
ｇＯ）等をジルコニアに添加することにより達成でき
る。ジルコニアは室温では単斜晶系であり、温度上昇と
ともに、単斜晶系→（〜1170℃）→正方晶系→（〜2370
℃）→立方晶系の相変態が起こるが、ジルコニアにイッ
トリアやマグネシア等の部分溶融結合材（安定化剤）を
固溶させることにより、高温相である正方晶や立方晶を
室温下で「安定化」できる。未安定化ジルコニアでは単
斜晶系→正方晶の相変態による体積変化が生ずるが、部
分溶融結合材が固溶した安定化ジルコニアでは相変態が
起こらなくなる。
【００１１】添加する部分溶融結合材は、酸化イットリ
ウム（Ｙ2 Ｏ3 ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）及び酸化ストロンチウム（ストロ
ンチア、ＳｒＯ）から選択される１種類以上、好ましく
は２種類以上の金属酸化物と酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3 ）を含んで成るものである。酸化アルミニウム以外
のこれらの金属酸化物は、焼成時に液相を介して未安定
化ジルコニア表面のジルコニア粒子と反応してジルコニ
アの一部を安定化させる機能を有する。又酸化アルミニ
ウムは基材とジルコニア層とのマッチングを良好にす
る。ジルコニアと部分溶融結合材の全量に対する部分溶
融結合材の割合は３〜25重量％程度であることが望まし
い。添加量が３重量％未満であると添加効果が不十分に
なりやすく、又25重量％を越えると部分溶融結合材が基
材に浸透したり、部分溶融結合材自体が独立してジルコ
ニア層以外に溶融層を形成して密着性を低下させる恐れ
がある。
ウム（Ｙ2 Ｏ3 ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）及び酸化ストロンチウム（ストロ
ンチア、ＳｒＯ）から選択される１種類以上、好ましく
は２種類以上の金属酸化物と酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3 ）を含んで成るものである。酸化アルミニウム以外
のこれらの金属酸化物は、焼成時に液相を介して未安定
化ジルコニア表面のジルコニア粒子と反応してジルコニ
アの一部を安定化させる機能を有する。又酸化アルミニ
ウムは基材とジルコニア層とのマッチングを良好にす
る。ジルコニアと部分溶融結合材の全量に対する部分溶
融結合材の割合は３〜25重量％程度であることが望まし
い。添加量が３重量％未満であると添加効果が不十分に
なりやすく、又25重量％を越えると部分溶融結合材が基
材に浸透したり、部分溶融結合材自体が独立してジルコ
ニア層以外に溶融層を形成して密着性を低下させる恐れ
がある。
【００１２】これらの金属酸化物を有する部分溶融結合
材は、焼成時に粗粒ジルコニア同士又は粗粒ジルコニア
と微粒ジルコニアとを結合してジルコニア層の強度を向
上させる。ジルコニア燒結の観点から該部分溶融結合材
はサブミクロンから10μｍ程度の微粒子を使用すること
が望ましい。このように本発明で使用する部分溶融結合
材は、ジルコニア安定化化合物であるＹ2 Ｏ3 、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯ及びＳｒＯから選択される好ましくは２種類
以上の金属酸化物と基材とのマッチングを向上させる化
合物である酸化アルミニウムを含むことにより、粗粒
ジルコニア及び／又は微粒ジルコニアを結合して強度を
向上すること、そして粗粒ジルコニアのみでジルコニア
層を構成する場合には自身が微細な結合材として粗粒ジ
ルコニアを強固に結合すること、未安定化ジルコニア
を使用する場合でも該ジルコニアの少なくとも一部を安
定化すること、従って経済的に有利な未安定化ジルコニ
アを使用しても安定化ジルコニアを使用する場合とほぼ
同等な効果が得られること、及び基材との密着性を向
上させてジルコニア層の剥離や粉化を抑制するという、
３種類の効果を奏する。
材は、焼成時に粗粒ジルコニア同士又は粗粒ジルコニア
と微粒ジルコニアとを結合してジルコニア層の強度を向
上させる。ジルコニア燒結の観点から該部分溶融結合材
はサブミクロンから10μｍ程度の微粒子を使用すること
が望ましい。このように本発明で使用する部分溶融結合
材は、ジルコニア安定化化合物であるＹ2 Ｏ3 、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯ及びＳｒＯから選択される好ましくは２種類
以上の金属酸化物と基材とのマッチングを向上させる化
合物である酸化アルミニウムを含むことにより、粗粒
ジルコニア及び／又は微粒ジルコニアを結合して強度を
向上すること、そして粗粒ジルコニアのみでジルコニア
層を構成する場合には自身が微細な結合材として粗粒ジ
ルコニアを強固に結合すること、未安定化ジルコニア
を使用する場合でも該ジルコニアの少なくとも一部を安
定化すること、従って経済的に有利な未安定化ジルコニ
アを使用しても安定化ジルコニアを使用する場合とほぼ
同等な効果が得られること、及び基材との密着性を向
上させてジルコニア層の剥離や粉化を抑制するという、
３種類の効果を奏する。
【００１３】基材表面へのジルコニア層（ジルコニア
膜）の形成は、ジルコニウム化合物溶液の塗布及び熱分
解による方法、ジルコニア粉末をスプレーする法、基材
をジルコニウム化合物溶液に浸漬した後、熱分解して前
記化合物をジルコニアに変換する方法等の従来法に従っ
て行えば良い。使用する基材は従来と同様で良く、例え
ば前述の通りアルミナ系材料、アルミナ−ムライト系材
料、アルミナ−マグネシア系スピネル材料、アルミナ−
ムライト−コージェライト系材料、又はこれらの組合せ
による材料が使用される。ジルコニア層形成のための焼
成温度は実際に電子部品を焼成する温度より高い温度で
焼成して本発明の電子部品焼成用材料が使用時に劣化し
ないようにすることが望ましい。従って通常の電子部品
焼成温度は1200〜1400℃であるので、ジルコニア層焼成
温度は1300〜1600℃程度とすることが好ましい。
膜）の形成は、ジルコニウム化合物溶液の塗布及び熱分
解による方法、ジルコニア粉末をスプレーする法、基材
をジルコニウム化合物溶液に浸漬した後、熱分解して前
記化合物をジルコニアに変換する方法等の従来法に従っ
て行えば良い。使用する基材は従来と同様で良く、例え
ば前述の通りアルミナ系材料、アルミナ−ムライト系材
料、アルミナ−マグネシア系スピネル材料、アルミナ−
ムライト−コージェライト系材料、又はこれらの組合せ
による材料が使用される。ジルコニア層形成のための焼
成温度は実際に電子部品を焼成する温度より高い温度で
焼成して本発明の電子部品焼成用材料が使用時に劣化し
ないようにすることが望ましい。従って通常の電子部品
焼成温度は1200〜1400℃であるので、ジルコニア層焼成
温度は1300〜1600℃程度とすることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の電子部品焼成用材料の製
造に関する実施例を記載するが、該実施例は本発明を限
定するものではない。
造に関する実施例を記載するが、該実施例は本発明を限
定するものではない。
【００１５】実施例１ 基材として、シリカ成分が約10重量％までのアルミナ−
ムライト基材を使用した。粗粒ジルコニアとして平均粒
径が約100 μｍであるイットリアで安定化させたジルコ
ニアを、微粒ジルコニアとして平均粒径が約５μｍで安
定化させていないジルコニアを、部分溶融結合材として
イットリア（20モル％）、アルミナ（22モル％）及びカ
ルシア（58モル％）から成る酸化物混合物を、それぞれ
80重量％、10重量％及び10重量％の割合で準備した。
ムライト基材を使用した。粗粒ジルコニアとして平均粒
径が約100 μｍであるイットリアで安定化させたジルコ
ニアを、微粒ジルコニアとして平均粒径が約５μｍで安
定化させていないジルコニアを、部分溶融結合材として
イットリア（20モル％）、アルミナ（22モル％）及びカ
ルシア（58モル％）から成る酸化物混合物を、それぞれ
80重量％、10重量％及び10重量％の割合で準備した。
【００１６】これらをボールミルで均一に混合し、水と
バインダーであるポリビニルアルコールを加えてスラリ
とした。このスラリを前記基材表面にスプレーコートし
た。得られたジルコニア層の厚さは約100 μｍであっ
た。このスプレーコートした基材を100 ℃で乾燥後、14
00〜1600℃で２時間保持し、焼成したジルコニア層を作
製して電子部品焼成用材料とした。この電子部品焼成用
材料のジルコニア層の剥離及び粉化に対する耐性を調べ
るため、該電子部品焼成用材料を、３時間掛けて500 ℃
から1300℃へ急熱し、次いで３時間掛けて1300℃から50
0 ℃へ急冷する熱サイクルを繰り返し、剥離及び粉化が
生ずるまでの熱サイクル数を調べたところ、150 サイク
ルを経ても剥離や粉化は生じなかった。これらの結果を
表１に示した。
バインダーであるポリビニルアルコールを加えてスラリ
とした。このスラリを前記基材表面にスプレーコートし
た。得られたジルコニア層の厚さは約100 μｍであっ
た。このスプレーコートした基材を100 ℃で乾燥後、14
00〜1600℃で２時間保持し、焼成したジルコニア層を作
製して電子部品焼成用材料とした。この電子部品焼成用
材料のジルコニア層の剥離及び粉化に対する耐性を調べ
るため、該電子部品焼成用材料を、３時間掛けて500 ℃
から1300℃へ急熱し、次いで３時間掛けて1300℃から50
0 ℃へ急冷する熱サイクルを繰り返し、剥離及び粉化が
生ずるまでの熱サイクル数を調べたところ、150 サイク
ルを経ても剥離や粉化は生じなかった。これらの結果を
表１に示した。
【００１７】実施例２〜13 粗粒ジルコニア、微粒ジルコニアの安定化処理の状態及
び重量％、結合材の重量％及びその構成金属酸化物のモ
ル％を表１に示すように変動させて、実施例１と同様の
条件で電子部品焼成用材料を作製した。次いで実施例２
〜13のそれぞれについて実施例１と同様の条件で熱サイ
クルを繰り返し、剥離及び粉化が生ずるまでの熱サイク
ル数を調べた。それらの結果は表１に示す通りであっ
た。又実施例７〜10で得られた電子部品焼成用材料のジ
ルコニア層の結晶構造をＸ線回折法により観察した。Ｘ
線回折ピークにはジルコニアの正方晶又は立方晶から得
られるピークが観察され、未安定ジルコニア（単斜晶）
が部分的に安定化されていることが分かった。
び重量％、結合材の重量％及びその構成金属酸化物のモ
ル％を表１に示すように変動させて、実施例１と同様の
条件で電子部品焼成用材料を作製した。次いで実施例２
〜13のそれぞれについて実施例１と同様の条件で熱サイ
クルを繰り返し、剥離及び粉化が生ずるまでの熱サイク
ル数を調べた。それらの結果は表１に示す通りであっ
た。又実施例７〜10で得られた電子部品焼成用材料のジ
ルコニア層の結晶構造をＸ線回折法により観察した。Ｘ
線回折ピークにはジルコニアの正方晶又は立方晶から得
られるピークが観察され、未安定ジルコニア（単斜晶）
が部分的に安定化されていることが分かった。
【００１８】
【表１】
【００１９】比較例１ 部分溶融結合材を添加せずその分をイットリア安定化粗
粒ジルコニアに代えたこと以外は実施例１と同様の条件
で電子部品焼成用材料を作製し、かつ実施例１と同様の
条件で熱サイクルを繰り返し、剥離及び粉化が生ずるま
での熱サイクル数を調べたところ、表２に示す通り熱サ
イクルを10回繰り返したところでジルコニア層の剥離が
観察された。
粒ジルコニアに代えたこと以外は実施例１と同様の条件
で電子部品焼成用材料を作製し、かつ実施例１と同様の
条件で熱サイクルを繰り返し、剥離及び粉化が生ずるま
での熱サイクル数を調べたところ、表２に示す通り熱サ
イクルを10回繰り返したところでジルコニア層の剥離が
観察された。
【００２０】
【表２】
【００２１】比較例２〜６ 粗粒ジルコニア、微粒ジルコニアの安定化処理の状態及
び重量％、結合材の重量％及びその構成金属酸化物のモ
ル％を表２に示すように変動させて、比較例１と同様の
条件で電子部品焼成用材料を作製した。次いで比較例２
〜６のそれぞれについて比較例１と同様の条件で熱サイ
クルを繰り返し、剥離及び粉化が生ずるまでの熱サイク
ル数を調べた。それらの結果は表２に示す通りであり、
比較例２〜４ではそれぞれ１回、17回及び31回の熱サイ
クルでジルコニア層が剥離したのに対し、比較例５及び
６ではジルコニア層が剥離する前にジルコニア層（ジル
コニア膜）自体が溶融してしまった。
び重量％、結合材の重量％及びその構成金属酸化物のモ
ル％を表２に示すように変動させて、比較例１と同様の
条件で電子部品焼成用材料を作製した。次いで比較例２
〜６のそれぞれについて比較例１と同様の条件で熱サイ
クルを繰り返し、剥離及び粉化が生ずるまでの熱サイク
ル数を調べた。それらの結果は表２に示す通りであり、
比較例２〜４ではそれぞれ１回、17回及び31回の熱サイ
クルでジルコニア層が剥離したのに対し、比較例５及び
６ではジルコニア層が剥離する前にジルコニア層（ジル
コニア膜）自体が溶融してしまった。
【００２２】前記実施例及び比較例から部分溶融結合材
を添加することにより、電子部品焼成用材料の熱サイク
ルに対する耐性が大幅に向上することが分かる。部分溶
融結合材の添加量はジルコニアと該部分溶融結合材の全
量に対して３〜25重量％であることが望ましく、０重量
％の場合や30重量％を越える場合には、約30回以下の熱
サイクルでジルコニア層が剥離し又は溶融して、耐性が
不十分であることが見出された。
を添加することにより、電子部品焼成用材料の熱サイク
ルに対する耐性が大幅に向上することが分かる。部分溶
融結合材の添加量はジルコニアと該部分溶融結合材の全
量に対して３〜25重量％であることが望ましく、０重量
％の場合や30重量％を越える場合には、約30回以下の熱
サイクルでジルコニア層が剥離し又は溶融して、耐性が
不十分であることが見出された。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、平均粒径30〜500 μｍの粗粒
ジルコニアと平均粒径0.1 〜10μｍの微粒ジルコニア
を、２種類以上の金属酸化物から成る部分溶融結合材に
より結合して形成したジルコニア層を基材上に被覆した
ことを特徴とする電子部品焼成用材料（請求項１）であ
る。この電子部品焼成用材料では基材上に形成されるジ
ルコニア層を、添加する部分溶融結合材により、粗粒
ジルコニア及び／又は微粒ジルコニアを結合して強度を
向上させ、安価な未安定化ジルコニアを使用する場合
でも該ジルコニアの少なくとも一部を安定化し、高価な
安定化ジルコニアの場合とほぼ同等な効果を得、及び
基材との密着性を向上させてジルコニア層の剥離や粉化
を抑制するという、効果が得られる。従って強度が十分
で、経済的な製造が可能で、しかも基材との密着性が優
れた電子部品焼成用材料が提供できる。
ジルコニアと平均粒径0.1 〜10μｍの微粒ジルコニア
を、２種類以上の金属酸化物から成る部分溶融結合材に
より結合して形成したジルコニア層を基材上に被覆した
ことを特徴とする電子部品焼成用材料（請求項１）であ
る。この電子部品焼成用材料では基材上に形成されるジ
ルコニア層を、添加する部分溶融結合材により、粗粒
ジルコニア及び／又は微粒ジルコニアを結合して強度を
向上させ、安価な未安定化ジルコニアを使用する場合
でも該ジルコニアの少なくとも一部を安定化し、高価な
安定化ジルコニアの場合とほぼ同等な効果を得、及び
基材との密着性を向上させてジルコニア層の剥離や粉化
を抑制するという、効果が得られる。従って強度が十分
で、経済的な製造が可能で、しかも基材との密着性が優
れた電子部品焼成用材料が提供できる。
【００２４】本発明で使用できる部分溶融結合材は、酸
化イットリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム及
び酸化ストロンチウムから選択される１種類以上好まし
くは２種類以上の金属酸化物と酸化アルミニウムとから
成ることが望ましく（請求項２）、酸化アルミニウム以
外の金属酸化物は、ジルコニアの一部を安定化し、酸化
アルミニウムは基材とジルコニア層とのマッチングを良
好にして、高性能の電子部品焼成用材料を提供する。
化イットリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム及
び酸化ストロンチウムから選択される１種類以上好まし
くは２種類以上の金属酸化物と酸化アルミニウムとから
成ることが望ましく（請求項２）、酸化アルミニウム以
外の金属酸化物は、ジルコニアの一部を安定化し、酸化
アルミニウムは基材とジルコニア層とのマッチングを良
好にして、高性能の電子部品焼成用材料を提供する。
【００２５】粗粒ジルコニアと（微粒ジルコニア＋部分
溶融結合材）の間の重量比が80：20から20：80であり、
部分溶融結合材の粗粒ジルコニア＋微粒ジルコニア＋部
分溶融結合材に対する重量比が３重量％以上25重量％以
下であるときに電子部品焼成用材料の性能は最高にな
る。
溶融結合材）の間の重量比が80：20から20：80であり、
部分溶融結合材の粗粒ジルコニア＋微粒ジルコニア＋部
分溶融結合材に対する重量比が３重量％以上25重量％以
下であるときに電子部品焼成用材料の性能は最高にな
る。
【００２６】本発明の電子部品焼成用材料のジルコニア
層は粗粒ジルコニアのみで形成しても良く（請求項
４）、この場合には部分溶融結合材を微粒ジルコニアと
同等に機能させることができる。
層は粗粒ジルコニアのみで形成しても良く（請求項
４）、この場合には部分溶融結合材を微粒ジルコニアと
同等に機能させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 国崎 敏哉 埼玉県上尾市原市1333−２ 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 (72)発明者 内田 富大 福岡県大牟田市浅牟田町３−１ 三井金属 鉱業株式会社ＴＫＲ事業部技術開発部内 Ｆターム(参考） 4G031 AA03 AA04 AA05 AA08 AA12 AA29 BA25 BA26 GA03
Claims (4)
- 【請求項１】 平均粒径30〜500 μｍの粗粒ジルコニア
と平均粒径0.1 〜10μｍの微粒ジルコニアを、２種類以
上の金属酸化物から成る部分溶融結合材により結合して
形成したジルコニア層を基材上に被覆したことを特徴と
する電子部品焼成用材料。 - 【請求項２】 部分溶融結合材が、酸化イットリウム、
酸化カルシウム、酸化マグネシウム及び酸化ストロンチ
ウムから選択される１種類以上の金属酸化物と酸化アル
ミニウムとから成る請求項１に記載の電子部品焼成用材
料。 - 【請求項３】 粗粒ジルコニアと、微粒ジルコニア及び
部分溶融結合材との重量比が80：20から20：80であり、
部分溶融結合材の、粗粒ジルコニア＋微粒ジルコニア＋
部分溶融結合材に対する重量比が３重量％以上25重量％
以下である請求項１又は２に記載の電子部品焼成用材
料。 - 【請求項４】 平均粒径30〜500 μｍの粗粒ジルコニア
を、２種類以上の金属酸化物から成る部分溶融結合材に
より結合して形成したジルコニア層を基材上に被覆した
ことを特徴とする電子部品焼成用材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000020382A JP3413146B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 電子部品焼成用材料 |
| KR1020010004120A KR100549030B1 (ko) | 2000-01-28 | 2001-01-29 | 전자부품 소성용 재료 및 지그 |
| TW096112387A TWI296267B (en) | 2000-01-28 | 2001-01-29 | Calcinated jigs for electronic parts |
| TW090101615A TWI286128B (en) | 2000-01-28 | 2001-01-29 | Calcinated material and jigs for electronic parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000020382A JP3413146B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 電子部品焼成用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001213666A true JP2001213666A (ja) | 2001-08-07 |
| JP3413146B2 JP3413146B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=18546950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000020382A Expired - Lifetime JP3413146B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 電子部品焼成用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3413146B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005289715A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 電子部品焼成用治具 |
| EP2017240A1 (en) | 2002-08-30 | 2009-01-21 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd | Jig for calcining electronic component |
| JP2011214915A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | ジルコニアコーティング剤 |
| JP2012076940A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Covalent Materials Corp | ＳｉＣ焼成用道具材 |
-
2000
- 2000-01-28 JP JP2000020382A patent/JP3413146B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2017240A1 (en) | 2002-08-30 | 2009-01-21 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd | Jig for calcining electronic component |
| US7601442B2 (en) | 2002-08-30 | 2009-10-13 | Mitsu Mining & Smelting Co., Ltd. | Jig for calcining electronic component |
| EP2213636A1 (en) | 2002-08-30 | 2010-08-04 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Jig for calcining electronic component |
| JP2005289715A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 電子部品焼成用治具 |
| JP4549091B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-09-22 | 三井金属鉱業株式会社 | 電子部品焼成用治具 |
| JP2011214915A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | ジルコニアコーティング剤 |
| JP2012076940A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Covalent Materials Corp | ＳｉＣ焼成用道具材 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3413146B2 (ja) | 2003-06-03 |
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