JP2002114579A - 焼成用セッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 載置するセラミック電子部品の焼成挙動に影
響を与えない焼成用セッータを提供する。 【解決手段】 焼成用セッター１０の電子部品載置面の
表面１２ａ側から、焼成用セッター１０の厚み方向に、
０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さを有する隔壁１１ｂ
で、互いに０．５ｍｍ〜５．０ｍｍのピッチｐで仕切ら
れた複数の通気セル１１を貫通させてハニカム構造体を
形成し、裏面１２ｂ側に支持部材１３を設けて、焼成用
セッター１０を浮かせた状態で載置できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック基板な
どのセラミック電子部品を焼成する際に、焼成炉内でセ
ラミック電子部品を載せておく焼成用セッターに関し、
特に、多層セラミック電子部品の焼成後の反りを抑制す
るのに有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平２−７４５６７号公報には、セラ
ミック基板の焼成プロセスにおいて、セッターとの摩擦
によってセラミック基板の収縮率のばらつき、および割
れなどが生ずるため、かかる障害を未然に防止するた
め、焼成中にセラミック基板をエアにより浮かせる構成
が提案されている。

【０００３】かかる構成では、常に、微小孔付きセッタ
ーを、空気取り込み穴を設けたエア取り込み用補助セッ
ターに載せ、その状態で微小孔付きセッターにセラミッ
ク基板を載せて焼成する。焼成中は、エア取り込み用の
補助セッターの空気取り込み穴から空気が供給され、微
小孔付きセッターの微小孔からセラミック基板の下面に
向けて空気が吹出し、セラミック基板を浮かせることが
できる。

【０００４】このように焼成中にセラミック基板をセッ
ターから離すことにより、従前から問題となっていた焼
成中のセラミック基板の収縮、割れなどの障害を大幅に
抑制する構成である。

【０００５】特開平１１−７９８５３号公報には、セラ
ミック多層基板などの電子材料部品の焼成において、焼
成時における焼成物とセッターとの接触不良に基づく焼
成物の汚染、焼成物とセッターとの接着による不良品の
発生を防止する手段が提案されている。

【０００６】かかる手段では、ドクターブレードなどを
使用したテープ成形で、泥漿を用いて薄いセッターを製
造することができるように、その成形性の観点から、厚
みを０．２〜２ｍｍに設定したセッターの構成が開示さ
れている。かかるセッターには、セラミック基板などの
電子材料部品を点接触に近い状態で載せることができる
ように、焼成物との接触面に打ち抜きなどの方法で独立
した貫通孔を設ける構成が開示されている。薄い板面に
貫通させた開口部が設けられ、薄い網状のセッターに構
成されている。

【０００７】点接触させるという観点からは、独立した
貫通孔の１個の開口面積を０．０７〜３６ｍｍ²の範囲
内に設定するのが好ましいことが記載されている。さら
に、貫通孔の開口率は、セッターとの接着可能性、貫通
孔の打ち抜き加工の容易性などの観点からは、１０〜６
０％の範囲が好ましいとも述べている。また、セッター
の強度面からは、その焼結密度を９５％以上に設定する
のが好ましいとしている。

【０００８】特開平５−２７０９２６号公報には、セラ
ミック粉末と水との混合物にポリウレタン発泡体用原料
を添加した混合物を型内で発泡硬化させ、その後焼成す
ることにより、軽量で熱容量の小さいセッターを製造で
きることが開示されている。

【０００９】しかし、かかる構成のセッターにセラミッ
ク基板などのセラミックス電子部品を載置して焼成する
と、セラミックス電子部品の特性が低下するという問題
点が指摘され、かかる問題点の解消を図る手段として、
セラミックス成形品の周囲雰囲気の入れ替え容易性、強
度などの観点から、セラミックス成形品の載置面積１ｃ
ｍ²当たり１〜１０個の貫通孔を設ける構成が提案され
ている。

【００１０】特開平６−２８１３５９号公報には、セラ
ミック基板などの電子材料部品を載置して焼成するセッ
ターの構成において、セッター表面に、セラミック基板
などの電子材料部品を載せる凹凸構造の表面載置部を設
ける構成が開示されている。

【００１１】特開平５−２６７０１０号公報には、酸化
亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体の製造において使
用する匣鉢を、底部に開口部を設けた匣鉢本体と、この
開口部上に設ける別体の多孔板状セッターとから構成す
ることにより、多孔板状セッターに電圧非直線抵抗体を
載せた複数の匣鉢を、焼成炉内で多段積みにして焼成し
た場合でも、匣鉢毎の焼成雰囲気を極力均一にすること
で、焼成雰囲気により大きく影響を受けるバリスタ特性
のバラツキを小さくする構成が開示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、焼成後の
セラミック電子部品における反りなどの発生を極力抑制
するために、焼成炉内でセラミック電子部品を載せてお
くセラミックセッターについて、種々の構成が提案され
ている。しかし、現状では、未だ、十分には焼成後のセ
ラミック電子部品の反りを解消するまでには至っていな
い。例えば、セラミックセッターの開口率を大きくする
ことで効果は上がるが、反面セッターの強度は弱くなり
焼成炉内で加熱冷却を繰り返すとセッター自身が反り易
くなる。これがセラミック電子部品に反映される結果と
なっていた。

【００１３】セラミックセッターについては、その上に
載せるセラミック電子部品との相互作用を持つことな
く、すなわち、セラミック電子部品に何の影響をも与え
ずに、焼成させることができるものが好ましいと考えら
れる。焼成中に、セラミック電子部品本来の有する特性
に基づき収縮などの焼成挙動がなされるように、単にセ
ラミック電子部品を載置させておくだけの構成が好まし
い。

【００１４】本発明の目的は、セラミック電子部品、特
にチップコンデンサや高周波モジュール部品など多層構
造としたセラミック電子部品を対象とし、これらの本来
的な性質に基づいた焼成挙動を確保できるような焼成用
セッターを提供することにある。

【００１５】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、理想的な焼
成用セッターを開発するに際して、従前より使用されて
いる代表的な構成のセッターを用いて、その各々におけ
るセラミック電子部品の焼成後の反りについて、詳細な
観察を行い、その問題点の解明を図った。

【００１７】併せて、焼成用セッターとして、それに載
せるセラミック電子部品との関係で、適切な焼成用セッ
ターとはどのような評価基準を満たしておれば良いか、
その基準を定める必要があると考えた。

【００１８】従来の評価基準は、セラミック電子部品の
焼成後の反りが０であることが理想であり、０基準から
の反り量の大小の比較から、セラミックセッターの有効
性を評価していたが、本発明者は、セッターの影響を受
けずにセラミック電子部品が焼成された状態を基準とし
て、反り量を判断することが必要ではないかと考えた。

【００１９】これは、従来よりセラミック電子部品の焼
成後の反りは大きな問題として取り上げられ、セラミッ
ク電子部品自体の問題として、例えば導電性ペーストの
改善などを通じて種々の提案がなされている。

【００２０】しかし、かかるセラミック電子部品自体
で、焼成後の反り０の状態を達成できる技術が開発され
たとしても、従来のように、焼成段階でセッターの影響
を受けてセラミック電子部品に焼成後の反りが発生する
のでは、焼成後のセラミック電子部品の反り０の状態を
解明するための原因追求が複雑化し、実効ある技術開発
が思うように捗らない虞が十分に考えられる。

【００２１】そこで、本発明者は、極力、セラミック電
子部品と焼成用セッターとの相互緩衝を排除することに
より、焼成後の反り０の状態を実効するものとする技術
開発を速やかに進めるべく、焼成用セッターの評価基準
を、セラミック電子部品本来が有する焼成挙動に影響を
与えないという観点から見直すことも必要と考えた。

【００２２】本発明者は、かかるセラミック電子部品の
焼成後の反り状態を一つの評価基準として、各種セラミ
ックセッターの有効性を評価することにより、載置する
セラミック電子部品に対する影響の少ないセッターの開
発を行った。

【００２３】本発明は、セラミック電子部品を焼成する
に際して、焼成炉中にて前記セラミック電子部品を載せ
る焼成用セッターであって、前記焼成用セッターは、外
壁と、前記セラミック電子部品を載せる電子部品載置面
と、前記焼成用セッターを前記焼成炉内に載置する炉内
設置面とを有し、前記電子部品載置面と前記炉内設置面
との間には、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さの隔壁
で、互いに０．５ｍｍ〜５．０ｍｍのピッチで仕切られ
た複数の通気セルが貫通させられてなるハニカム構造体
であることを特徴とする。

【００２４】尚、上記セラミック電子部品としては、例
えば、厚さ数μｍ〜数十μｍのグリーンシートを複数枚
重ね合わせて積層したセラミック多層基板が挙げられる
が、かかる多層基板に限定する必要はなく、それ以外の
セラミック成形体であっても勿論構わない。さらには、
金属であっても粉体と有機物からなる焼成用の成形体で
あれば、本発明の上記構成の焼成用セッターは有効に使
用できる。

【００２５】かかる構成の焼成用セッターとしては、例
えば、略角形の外壁を持った板状に形成し、その表面を
セラミック電子部品を載せる電子部品載置面とし、裏面
を炉内載置面として構成しておき、表面から裏面に向け
て通気可能に貫通孔を設けて通気セルとして構成したハ
ニカム構造体に形成すればよい。

【００２６】焼成炉内では、セラミック電子部品中のバ
インダーなどは燃焼して、ＣＯ、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏなどのガ
スになって気散する。セラミック電子部品を焼成用セッ
ターに載置した状態では、焼成用セッターに載置する側
の面を除いて、セラミック電子部品の外表面は、ガスの
気散、およびバインダーの燃焼に必要な酸素の供給が比
較的自由に行える自由面になっている。

【００２７】しかし、酸素供給、ガス気散の面では、上
記自由空間に比べて拘束された状態に成り易い焼成用セ
ッターの炉内載置面側でも、通気セルを通して酸素が供
給されたり、あるいは通気セルを通してガス気散が図れ
るため、かかる構成が設けられない場合に比べて、セラ
ミック電子部品からのバインダーなどのガス気散が平均
的に行われ、その分セラミック電子部品の収縮への影響
を抑制することができる。

【００２８】通気セルは、このように、電子セラミック
部品の収縮に強い影響を与えるため、かかる通気セルの
設定状況を検討した。

【００２９】通気セルは、例えば、隣接するセル同士を
０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さの隔壁で、図８（Ａ）
に示すように、隔壁の交差部から少なくとも３方向に仕
切るように構成しておけばよい。図８（Ｂ）、（Ｃ）に
は、それぞれ４方向、６方向に仕切った場合を例示し
た。且つ、隣接する通気セル同士のピッチを０．５ｍｍ
〜５．０ｍｍに設定しておけばよい。尚、ここでのセル
ピッチは隔壁の中心から隔壁の中心までの距離を言う。
種々のセル形状に対して、セルピッチは、それぞれのセ
ルの対応する隔壁間の距離として規定しても構わない。
あるいは、それぞれのセル空間の中心間をセルピッチと
してもよい。

【００３０】上記隔壁厚さに関しては、上記ピッチを一
定にした場合に、０．０５ｍｍ未満に設定すると、その
分通気セルの開口面積を増やすことはできるが、反面、
セラミック電子部品を載置する際、あるいは焼成用セッ
ターの取り扱いの際における強度面での脆弱性が発生す
る虞があり好ましくない。一方、１．０ｍｍより大きい
値に設定すると、その分、通気セルの開口面積が低下し
て、セラミック電子部品との関わりにおける酸素供給、
ガス気散に対する通気セルの機能が低下する虞がある。
より好ましくは、０．１〜０．５ｍｍ、さらに好ましく
は０．１〜０．２ｍｍである。

【００３１】また、上記セルピッチに関しては、上記隔
壁厚さを一定にした場合には、０．５ｍｍ未満とする場
合には、個々のセルが小さくなるため、その分気散ガス
が通過しにくくなる。併せて、通気セル全体の開口率当
たりのセル内壁面積が大きくなり、上記ガス気散に際し
て、セル内壁面へのガス吸着の確立も高くなる。焼成用
セッターは通常何度も繰返して使用するため、かかるガ
ス吸着が発生する場合には、使用に際しては空焼きを行
い、ＣＯなどの還元性気体を完全酸化して気散させてお
く必要があり、余分な手間が発生する。かかる空焼きな
どの工程を必要としない構成が望ましい。

【００３２】５．０ｍｍを越える大きさに設定すれば、
通気セルの１個当たりの開口面積が大きくなり、小型電
子部品の載置に際して、焼成用セッターからの落下が懸
念される場合も発生する。より好ましくは、０．８〜
３．０ｍｍ、さらに好ましくは、１．０〜２．５ｍｍで
ある。

【００３３】上記セルピッチと、上記隔壁厚さで規定さ
れる通気セルの断面形状は、ハニカム構造体の金型を簡
単な構成で済ませることができる。例えば略四角形に形
成しておけばよい。かかる形状は、例えば、長方形、菱
形、六角形、八角形など任意の多角形に設定しても構わ
ない。

【００３４】さらに、前記電子部品載置面の総面積に対
する前記複数の通気セルの総開口面積の比率である開口
率を、５０〜９０％に設定すれば、酸素供給性、ガス気
散性の観点からより好ましい結果が得られる。より好ま
しくは、６０〜９０％の範囲である。さらに好ましく
は、７０〜９０％であればよい。

【００３５】本発明の上記構成の焼成用セッターでは、
炉内設置面側に所定高さの支持部材を設けるとよい。支
持部材を設けることにより、焼成用セッターの炉内設置
面側を、炉内側より離して置くことができる。このよう
に離して置けるようにすることにより、離さずにベタ置
きした場合とは異なり、炉内設置面側への空気の出入り
が自由になる。

【００３６】そのため、焼成用セッターに載せてセラミ
ック電子部品を焼成するに際して、セラミック電子部品
中のバインダや可塑材の燃焼に必要な酸素量を、炉内設
置面側から十分に確保することができる。そのため、セ
ラミック電子部品の焼成後の反りなどに影響を与えるＣ
Ｏなどのような不完全燃焼ガスの滞留も発生させないで
済む。

【００３７】また、支持部材を設けて炉内設置面側の空
気の出入りを自由にすることにより、焼成用セッターに
載せて焼成するセラミック電子部品中のバインダーや可
塑材などの燃焼ガスの逃げ易さを確保することもでき
る。このように、支持部材を炉内設置面側に設けること
により、セラミック電子部品などの被焼成物の焼成に際
しての酸素量確保、燃焼ガスの逃げ道確保などの効果が
得られるが、かかる効果を実効あるものとするために
は、支持部材の高さを１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に設定
すればよい。

【００３８】高さが１ｍｍ未満では、上記酸素量確保、
燃焼ガスの逃げ道確保などの通気性確保が十分に行えな
い。かかる通気性確保という観点からは、支持部材の高
さに限度を設ける必要はないが、しかし、実際に炉内で
作業することを考えれば、自ずから上限をある程度の範
囲に設定するのが好ましい。例えば、焼成用セッターの
使用に際しては、現場では、多段に積み上げで使用する
場合があるため、かかる使用状況においても炉内の空間
を有効に活用するとの観点からは、支持部材の高さは１
０ｍｍ以下に設定することが適当である。より好ましく
は、５ｍｍ以下である。

【００３９】支持部材の炉内設置面側への取付位置は、
例えば、４隅に設けるようにしてもよいし、あるいは、
支持部材を棒状に形成して、かかる棒状の支持部材を炉
内設置面側の下に、所定間隔離して並行に、すなわち下
駄の歯のように設けてもよい。あるいは、焼成用セッタ
ーから一体に支持部分を加工して設けても良い。要は、
炉内設置面側と炉内との間の通気性を確保することがで
きれば、その形状、設置位置は特段制限する必要はな
い。

【００４０】焼成用セッターでは、前述の如く、酸素供
給、ガス気散などが良好に行えるように、気孔率の大き
な材質を使用することが望ましい。しかし、必要以上に
気孔率の大きな材質では、焼成用セッターとしての通常
の使用範囲における強度確保が行えない場合も考えられ
る。上記のように通気セルを貫通孔として設ける構成で
は、尚更にその強度低下の発生する虞が大きいため、通
気セルとの関連で、気孔率の上限を設けて置く必要があ
る。かかる観点からは、７０％以下であればよい。ま
た、１５％未満では、酸素供給、ガス気散などに対する
空隙の寄与が小さくなり、その分通気セルで酸素供給、
ガス気散を確保するために通気セルの開口率を大きくす
ることが求められ、逆に強度面での低下が発生して好ま
しくない。より好ましくは、２０〜６０％であればよ
い。

【００４１】ここで、開口率および／または気孔率は高
めの値に設定することが効果的であるが、同時に強度面
の低下が懸念される。そこで通気セルの隔壁の交差部に
０．１ｍｍ以上のＲ部を設けることによって強度低下を
補うことが出来るので望ましい。尚、Ｒ部の大きさは適
宜隔壁の厚さ、ピッチ、開口率等を考慮して設定され
る。

【００４２】また、焼成用セッターにセラミック電子部
品を載置するに際しては、どのような状態で載置すれば
よいかについても検討した。その結果、十分に開口率な
どを大きくして、上記酸素供給、ガス気散などの雰囲気
を確保できる状態では、表面粗さが少ない程好ましく、
逆に上記雰囲気が十分に確保されない場合には、表面粗
さが粗い程好ましいことが確認された。

【００４３】酸素供給などの酸化性雰囲気が十分に確保
されていない状態では、焼成用セッター表面の表面粗さ
を大きくしておくことにより、ベタ置き状態よりも点接
触の載置状態に近づけることができるため、その分酸素
供給環境の改善が図れて好ましい結果が得られるものと
推定される。すなわち、上記酸化性雰囲気が十分に確保
されていない場合には、表面粗さの大きさが大きく影響
するものと考えられる。

【００４４】通気セルの隔壁から構成される電子部品載
置面の表面粗さは、最大高さ（Ｒmax）が１μｍ以上、
１００μｍ以下で、中心線平均粗さ（Ｒa）が０．５μ
ｍ以上、５０μｍ以下であればよい。より好ましくは、
最大高さ（Ｒmax）が２μｍ以上、６０μｍ以下で、中
心線平均粗さ（Ｒa）が１μｍ以上、１０μｍ以下であ
ればよい。尚、かかる表面粗さの測定は、ＪＩＳ規格Ｂ
０６０１の表面粗さの定義と表示に基づいて行えばよ
い。

【００４５】また、焼成用セッターにセラミック電子部
品などのセラミック成形体を載置するに際しては、かか
る成形体を焼成用セッターの電子部品載置面にベタ置き
すると、焼成後の成形体は、電子部品載置面のうねりに
整合した焼成状況に至るため、可能な限り電子部品載置
面の表面は、平坦であることが好ましい。かかる観点か
ら、電子部品載置面の平面度は、５０μｍ以下であるこ
とが好ましい。より好ましくは、２０μｍ以下である。
尚、かかる平面度の測定は、ＪＩＳ規格Ｂ ０６２１の
幾何偏差の定義と表示に基づいて行えばよい。

【００４６】このように電子部品載置面側は炉内の酸化
性雰囲気によって適宜上記した範囲内で加工することが
望ましい。しかし、一方の炉内設置面側は必ずしも精度
を必要とせず、支持部材を用いないで炉内に直接当該焼
成用セッターを置くような場合は、むしろ接地面は荒い
方が望ましく平面度は少なくとも５０μｍ以上は必要で
あり、５００μｍ以上が望ましいと言える。

【００４７】焼成用セッターの熱膨張係数を、１．５×
１０^-6／℃以下、例えば、０．３×１０^-6〜０．５×１
０^-6／℃に設定しておけば、セラミック電子部品の焼成
において、急加熱、急冷が行えて好ましい。焼成炉中の
温度上昇勾配、焼成後の温度低下勾配を大きくして、そ
れぞれの時間短縮を図ることもできる。

【００４８】上記いずれかの構成において、前記焼成用
セッターは、コージェライト質セラミックス、アルミナ
質セラミックス、ジルコニア質セラミックス等で形成さ
れ得るが、コージェライト質セラミックスでは、SiO₂が
４０〜６０重量％、Al₂O₃が２５〜５０重量％、MgOが１
０〜２０重量％それぞれ含有されていることを特徴とす
る。

【００４９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下図面
により詳細に説明する。図１（Ａ）は、本発明の焼成用
セッターを上から見た平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）
に示す焼成用セッターの隅の部分を拡大した平面図であ
り、（Ｃ）は隔壁の交差部にＲ部を設けた様子を示す部
分拡大図である。図２は、本発明の焼成用セッターにセ
ラミック電子部品としてのセラミック多層基板を載置し
た状態を示す断面図である。

【００５０】本発明の焼成用セッター１０は、コージェ
ライト質セラミックを使用して、図１（Ａ）、（Ｂ）に
示すように、略板状四角形の外壁１１ａと隔壁１１ｂか
ら形成されている。コージェライト質セラミックの組成
は、SiO₂は、４２〜５６重量％、Al₂O₃は、３０〜４５
重量％、MgOは、１２〜１６重量％の範囲のものを使用
すればよい。かかる組成のものであれば、熱膨張係数を
１．５×１０^-6／℃以下とすることができ、しかも成型
後の焼成用セッターの気孔率を１５〜７０％の範囲内に
収めることができる。

【００５１】かかる焼成用セッターは、図２に示すよう
に、セラミック電子部品Ａを載置する電子部品載置面の
表面１２ａ側から、裏面１２ｂ側に向けて、通気セル１
１が貫通孔として設けられている。裏面１２ｂ側には支
持部材１３が設けられ、焼成炉内で、焼成用セッター１
０の裏面１２ｂが直接炉内にベタ置きされないようにな
っている。

【００５２】通気セル１１は、図１（Ａ）に示すよう
に、外壁１１ａで囲まれた略四角形の範囲内に複数設け
られている。通気セル１１同士は、０．０５ｍｍ〜１．
０ｍｍの厚さの隔壁１１ｂで仕切られ、通気セル１１の
セルピッチｐは、０．５〜５．０ｍｍに設定されてい
る。外壁１１ａは、隔壁１１ｂより厚く設定され、焼成
セッター１０の強度確保に役立っている。実際の使用に
おける最低強度は、外壁１１ａを、少なくとも０．１０
ｍｍ以上、好ましくは０．２５ｍｍ以上に設定しておけ
ばよい。

【００５３】ベタ置きしないように支持部材１３を設け
ることにより、表面１２ａ側から裏面１２ｂ側へ抜ける
ガスがより周囲に拡散し易いようになっている。あるい
は、周囲から裏面１２ｂ側の通気セル１１の開口面１１
ｃに向けて空気が流入し易いようにすることができる。
しかし、ベタ置きしても、裏面１２ｂ側の通気セル１１
の開口面１１ｃが塞がれる心配がない場合には、かかる
支持部材１３を設けない構成でも構わない。

【００５４】支持部材１３は、例えば、略板状四角形に
形成した焼成用セッター１０の４隅に設けても良いし、
あるいは、辺部分に沿って断続的に設けるようにして
も、また一体的に設けても構わない。要は、焼成用セッ
ター１０の裏面１２ｂ側の通気セル１１の開口面を、焼
成炉内のセッター載置面１４から浮かせるとともに、焼
成用セッター１０の周囲雰囲気との通気性を遮断しない
ように設けておけばよい。

【００５５】支持部材１３の高さｈは、ガス気散性、酸
素供給性の面から、裏面１２ｂ側とセッター載置面１４
との間の通気性を確保するために、少なくとも１ｍｍ以
上に設定すればよい。かかる支持部材１３の高さｈに関
しては、通気性確保の観点からは、前述の如く、その上
限を設ける必要はないが、焼成用セッターの現場での使
用状況を考慮すれば、最大でも１０ｍｍ以下に設定する
のが好ましい。１０ｍｍ以下に設定すれば、焼成炉内で
焼成用セッターを多段に積み重ねて使用しても、炉内空
間の有効活用が図れる。より好ましくは、２ｍｍ以上、
５ｍｍ以下である。

【００５６】上記のように隔壁１１ｂの厚さ、セルピッ
チｐをそれぞれ設定した場合には、セラミック電子部品
を載置する表面に対する通気セル１１の個々の開口面１
１ｄの総面積の割合（以下、開口率という）は、５０〜
９０％であった。また、熱膨張係数は、０．３×１０^-6
〜０．５×１０^-6 ／℃であり、急冷（５℃／分以
上）、急加熱（５℃／分以上）においても割れが発生し
なかった。

【００５７】上記構成の焼成用セッター１０は、上記組
成が得られるように、カオリン、タルク、アルミナ、シ
リカ等のコージェライト化原料を調合した後、バイン
ダ、可塑材を加え混合混練して押し出し成形して、セッ
ター成型体を形成し、その後１３００〜１５００℃で焼
成してコージェライト質セラミックスからなる焼成用セ
ッターを製造すればよい。この際、コージェライト化原
料の粒子形態や粒度分布を調整することにより、熱膨張
係数や気孔率を調整することが可能である。

【００５８】かかる構成の焼成用セッター１０を用い
て、セラミック電子部品として、セラミック多層基板Ａ
（４５ｍｍ×５８ｍｍ角、厚さ１ｍｍ）を焼成し、その
反りの状況を調べた。セラミック多層基板Ａは、Al₂O₃
やSiO₂などからなる低温焼成セラミックスとバインダ、
可塑材からなる一般に多用されているセラミックグリー
ンシートと、Ａｇ粉とバインダと有機溶剤からなる従来
構成の導電性ペーストとを互いに積層した構成を有して
いる。

【００５９】このように形成されたセラミック多層基板
Ａを、図２に示すように、その実装面を上に向けて焼成
用セッター１０上に載置し、焼成炉中にて９００℃焼結
した。焼成は６００℃まで１０〜１５時間で昇温し、６
００℃で１時間保持した後、９００℃で１時間焼成し
た。

【００６０】上記焼成後のセラミック多層基板は、図３
に示すように、実装面に多少の凹凸の反りは部分的に見
られるものの、全体的に、０〜０．０５ｍｍの範囲で凸
な反りが見られた。

【００６１】従来より知られているアルミナからなる気
孔率５％以下の緻密質の材料を使用して焼成用セッター
を形成し、その焼成用セッターで、上記と同様にしてセ
ラミック多層基板Ａを９００℃焼成した。焼成後のセラ
ミック多層基板Ａの反りの状況を図４に示す。

【００６２】かかる場合には、セラミック多層基板Ａの
反り量は、殆ど０〜０．０５ｍｍの範囲内に存在する
が、一部、セラミック多層基板Ａの４隅側が、０．０５
〜０．１ｍｍの比較的高い反り量を示していた。図３に
示す本発明の焼成用セッターを使用した場合とは異な
り、セラミック多層基板Ａの反り方向が逆になってい
る。

【００６３】図５に示す場合には、本発明の焼成用セッ
ターとは異なり、貫通した通気セルを持たない気孔率７
０％の多孔質の焼成用セッターを使用する場合のセラミ
ック多層基板Ａの反り状況を示す。全体的に大きく実装
面が凹に沿っていることが分かる。セラミック多層基板
の略中央部を底にした状態で、周囲が上方に捲くり上げ
られたような反り状態を示している。４隅部分は、０．
１〜０．１５ｍｍの大きな反り量を示し、その内一部
は、図面白抜きで示すように、０．１５〜０．２ｍｍと
いう最大の反り量を示した。

【００６４】緻密質よりはその反りが小さいと一般的に
は評価を受けている多孔質の焼成用セッターでも、この
ように大きな反り量を示すことが確認された。これは、
多孔質の場合には、前述のように、多孔質内にセラミッ
ク多層基板内のバインダーが燃焼した際のガスが、完全
燃焼をされずに還元性状態で吸着されており、かかる吸
着ガスが再度の焼成用セッターの使用に際して悪影響を
与えているのではと考えられる。

【００６５】そこで、本発明者は、多孔質の焼成用セッ
ターを再使用する場合に、上記吸着されている還元性ガ
スを空焼きで完全燃焼させて予め多孔質から排除する方
法と、かかる方法を取らずにそのまま再使用する方法で
の反り量に及ぼす影響について検証した。空焼きしない
場合には、図６（Ａ）に示すように、大きな反り状態が
観察された。一方、再使用する前に予め空焼きを行った
場合には、図６（Ｂ）に示すように、図６（Ａ）と比べ
て極めて反り量の低い状態となることが確認された。

【００６６】図６（Ｂ）に示すように、空焼きの効果は
確認できるが、しかし、緻密質の場合と比べても、その
反り量は大きいことが分かる。空焼きでは、十分に吸着
された還元性ガスの排除が行えないものと推定される。

【００６７】図７に示す場合は、本発明の焼成用セッタ
ーを、炉内に支持部材１３を設けずにベタに置いて焼成
した場合のセラミック多層基板Ａの反り状況を示してい
る。同じ本発明の焼成用セッターを使用しても、支持部
材１３を設けた場合とは異なり、実装面側が凹な従来構
成と同様な反り状況を示す。併せて、４隅部では、一部
が最大で０．１〜０．１５ｍｍという大きな反り量を示
すことも分かる。改めて、支持部材１３の存在意義が大
きいことが確認された。

【００６８】以上のように、コージェライト質セラミッ
クを使用して、所定容積比と所定の開口率を有する通気
性セルを形成した本発明の焼成用セッターは、従来より
使用されてきた緻密質、多孔質のいずれの場合よりも載
せるセラミック電子部品の収縮挙動に与える影響が少な
いものと考えられる。かかる点は、特に焼成後のセラミ
ック多層基板については、従来構成の焼成用セッターを
使用した場合とはその反り方向が異なり、今回の実験で
使用したセラミック多層基板が元々有していたと考えら
れる実装面に対しての凸な反りを発生させることから確
認された。

【００６９】また、焼成用セッターの支持部材の高さ、
焼成用セッターに設けた通気セルの開口率、焼成用セッ
ターを構成する基体の気孔率、電子部品載置面の表面粗
さ（Ｒmaxと、Ｒa）、平面度を種々変化させ、かかる焼
成用セッターを使用した場合における被焼成物の反り量
を測定して、反り量に及ぼすそれらの影響を調べ、その
結果を表１に示した。

【００７０】

【表１】

【００７１】表１では、前述の如く、被焼成物としてセ
ラミック多層基板（４５ｍｍ×５８ｍｍ角、厚さ１ｍ
ｍ）を使用した。表中、実施例１〜１０、比較例１〜７
までは、前記説明のようにコージェライト質セラミック
スを使用した。比較例８、９では、基体に多孔質、緻密
質を使用した。

【００７２】実施例１〜４では、開口率を８０％、気孔
率を４０％、表面粗さをＲmax５０μｍ、且つＲa１０μ
ｍ、平面度を１０μｍと同一条件に設定した上で、支持
部材の高さのみを、０ｍｍ（ベタ置き）、２ｍｍ、５ｍ
ｍ、１０ｍｍと変化させた。支持部材の高さを０〜１０
ｍｍまで漸次高くすると、反り量は、６０μｍ、４５μ
ｍ、４０μｍ、３８μｍと小さくなることが分かる。

【００７３】すなわち、反り量は、ベタ置きの場合の６
０μｍを基準として、支持部材の高さが２ｍｍの場合に
は、２５％＝｛（６０−４５）／６０｝×１００
（％）、高さが５ｍｍの場合は約３３％、高さが１０ｍ
ｍの場合には約３７％も改善されていることが分かる。
かかる結果から、焼成用セッターに支持部材を設けるこ
とが、反り量を小さくすることに有効に働くことが分か
る。

【００７４】一方、反り量の改善度合いについては、実
施例４、３から、支持部材の高さを２ｍｍ変化させたの
に対して、２５％の改善、すなわち２５／２（μｍ／ｍ
ｍ）＝１２．５の改善度が得られるのに対して、実施例
３、２からでは（３３−２５）／３≒２．７の改善度
が、実施例２、１からは（３７−３３）／５≒０．８の
改善度が得られた。かかる改善度の大きさを比較する
と、ベタ置きの状態から２ｍｍの高さの支持部材を設け
る場合に比べて、改善度は漸次頭打ちになることが分か
る。また、反り量の大きさとしても、４５μｍ以下であ
れば、実用上は十分に使用できる程度である。表には示
さないが、支持部材の高さが１ｍｍの場合でも、反り量
としては、使用可能な範囲に収まることが確認されてい
る。

【００７５】そこで、支持部材の高さを１ｍｍ以上、よ
り好ましくは２ｍｍ以上に設定すればよいことが分か
る。また、支持部材の高さは、前述の如く、焼成炉内で
の焼成用セッターを多段に積み重ねて使用する場合を考
慮に入れて、１０ｍｍ以下に設定することが好ましい
が、表からは、支持部材の高さが１〜１０ｍｍ、より好
ましくは２〜１０ｍｍの範囲であれば、その反り量が３
８〜４５μｍと実用上十分に使用できる程度に小さく抑
えることができる。上限の１０ｍｍは、本発明の焼成用
セッターの効果を維持しつつ、且つ、焼成用セッターの
多段使用の状況をも考慮した実用的な値である。

【００７６】次に、開口率の影響について調べた。前記
表の実施例２と実施例５とから、他の条件を一定にした
状態で、開口率を８０％に設定した場合には反り量が４
０μｍであるのに対して、開口率が６０％の場合には反
り量が４７μｍであることが分かる。すなわち、開口率
が大きい方が、反り量を小さくすることができることが
表からも確認される。

【００７７】また、本発明者の実験からは、表に示さな
いが、開口率５０％でも、６０％の場合よりも反り量は
大きいものの十分に使用できる範囲内であることが確認
された。一方、焼成用セッターの強度の面からは、表に
は示さないが、開口率が９０％までは問題なく通常の使
用に耐え得るが、それ以上に開口率を上げると使用に際
して破損するなど強度の点で問題が発生する場合がある
ことが確認された。

【００７８】但し、通気セルの隔壁の交差部に、図１
（Ｃ）に示すように、Ｒ０．５ｍｍの丸みを持たせるこ
とで強度は改善され、且つセッターそのものの反りを抑
制することもできた。さらには、上記Ｒ部は、強度的に
は、Ｒ部は少なくとも０．１ｍｍ以上であれば焼成用セ
ッターの強度向上に寄与することが確認された。軸方向
圧縮強度を２０ＭＰａ以上に保つことができるのであ
る。

【００７９】かかる強度の点を考慮して、開口率は、５
０％以上、９０％以下、より好ましくは強度面でも反り
量の面でも十分な値を示す６０％以上、８０％以下であ
ればよいことが、表から確認される。

【００８０】表の実施例２、６を比較すると、他の条件
を一定にした場合には、気孔率が４０％の場合には反り
量が４０μｍであるのに対して、気孔率が６０％の場合
には反り量が３５μｍと小さくなることが分かる。すな
わち、焼成用セッターに使用する気孔率は、大きければ
大きい程良いことが確認される。表には示さなかった
が、気孔率は、１５％であっても実用的範囲内での反り
量を示すことが確認されている。

【００８１】併せて、焼成用セッターの強度の面から
は、表には示さないが、気孔率が７０％までは問題なく
通常の使用に耐え得るが、それ以上に気孔率を上げると
使用に際して破損するなど強度の点で問題が発生する場
合があることが確認された。かかる点を考慮して、気孔
率は１５％以上、７０％以下、より好ましくは強度面で
も反り量の面でも十分な値を示す２０％以上、６０％以
下であればよいことが表から確認される。

【００８２】また、表の実施例２、７、８からは、開口
率を８０％、気孔率を４０％と酸化性雰囲気を十分に確
保できる状態にするなど他の条件を一定にした場合に
は、表面粗さがＲmax；６０、Ｒa；２０の場合には、反
り量は４６μｍであるのに対して、表面粗さがＲmax；
５０、Ｒa；１０場合には、反り量は４０μｍで、表面
粗さがＲmax；２０、Ｒa；５の場合には、反り量は３８
μｍであることが確認された。かかる結果から、他の条
件が一定であれば、酸化性雰囲気が確保される状態で
は、電子部品載置面の表面粗さは小さい程、反り量が小
さくなると言える。

【００８３】表の実施例２、９、１０を比較することに
より、他の条件を一定にした場合には、平面度が２μｍ
の場合には反り量が３２μｍであるのに対して、平面度
が１０μｍの場合には反り量が４０μｍとなり、平面度
が４０μｍの場合には反り量が４３μｍとなることが分
かる。すなわち、焼成用セッターでは、電子部品載置面
の平面度は大きい程（表面度は表中の値が小さい程大き
い）良いことが確認される。表には示さなかったが、平
面度が５０μｍの場合でも被焼成体の反り量は実用的範
囲内での反り量を示していた。

【００８４】このことから、電子部品載置面の平面度
は、５０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下であれ
ば、反り量は３２μｍ以下となってより好ましいことが
分かる。

【００８５】比較例１〜４では、開口率、気孔率と焼成
用セッターの強度との関係について確認した。反り量の
観点からは、前述のように開口率が大きい方が好ましい
が、反面使用する基体の気孔率との絡みで、焼成用セッ
ターの使用強度の問題が発生し、ある限度以上の開口率
では、焼成用セッターが壊れ易くなる。例えば、開口率
を８０％に維持して、気孔率を１０％、８０％とで比較
すると、気孔率が８０％のものでは強度的に脆弱とな
り、作業途中で破損した。一方、気孔率を１０％とした
場合には、強度面での問題は発生しないものの、反り量
が１０９μｍとなり、前記説明のいずれのケースよりも
反り量が大きくなることが確認された。

【００８６】一方、開口率を９５％にして、気孔率を４
０％に低下させた場合にも、やはり作業途中で破損が生
じた。次に、開口率を４０％に低下させて、併せて気孔
率も４０％に低下して、焼成用セッターの強度を確保す
るようにした場合には、作業途中での破損は生じないも
のの、反り量は１５５μｍと大きな反り量が確認され
た。以上の結果から、反り量、強度の双方が、許容され
る実用的範囲内に入るためには、開口率および気孔率の
ある有効な範囲の組合せがあるものと推定される。

【００８７】開口率８０％、気孔率４０％、表面粗さＲ
max；１０、Ｒa；６０μｍ、平面度を１０μｍの条件の
比較例５では、焼成体の焼成用セッターへの付着が見ら
れた。これは、Ｒmaxを１０μｍと小さく設定したた
め、焼成体と電子部品設置面との接触は、表面粗さに基
づく点接触より、ベタ置きに近い状態になったためと推
測できる。かかる観点から、表面粗さでは、Ｒaばかり
でなくＲmaxを併用して表示することが必要であること
が分かる。

【００８８】一方、Ｒaを６０μｍに一定に維持した状
態で、Ｒmaxを１１０μｍにした比較例６の場合には、
焼成用セッターへの焼成体の付着は見られないものの反
り量は極めて大きな値を示すことが確認された。

【００８９】また、比較例７では、実施例３と比べて、
平面度のみが１０μｍから１２０μｍと悪化している
が、焼成体の反り量も、４５μｍから１２１μｍと増大
している。このことから、開口率、気孔率、表面粗さな
どを同一にした状態では、平面度は良好なことが好まし
いことが分かる。表には示さないが、平面度が１００μ
ｍ以下であれば、反り量を十分に使用できる範囲内に抑
えることが確認されている。

【００９０】比較例８では、基体の素材として気孔率が
７０％で通気セルを有しない多孔質を使用した場合の結
果を示している。反り量は、１４５μｍと大きい。ま
た、比較例９は緻密質を使用した場合で、気孔率はわず
か２％であり、反り量は７６μｍを示した。

【００９１】本発明の気孔率４０〜６０％のコージェラ
イト質セラミックスを使用して、開口率を６０〜８０
％、Ｒmaxを２０〜５０μｍ、Ｒaを５〜１０μｍ、平面
度を２〜１０μｍの範囲に設定した場合には、表に示す
ように、反り量は比較例８、９のいずれの場合よりも低
い６０μｍ以下であり、本発明の有効性が確認される。

【００９２】なお、緻密質と多孔質との反り量に関して
は、当初は、多孔質の方が反り量が小さいと考えられて
いたが、現実的には緻密質の方が反り量が小さかった。
かかる原因は、前記説明のように、多孔質の気孔内に焼
成体の燃焼に際して発生される不完全燃焼ガスが吸着さ
れて、十分なガス交換が行われないためと推測できる。

【００９３】本発明は、上記実施の形態の説明に限定す
る必要はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更し
てもよい。

【００９４】例えば、上記説明では、全体形状を略四角
形に構成した場合について説明したが、かかる形状は円
形でも、その他の多角形でも、あるいは不定形などでも
さらにはそれらを組み合わせて使用しても構わない。本
発明の効果はその形状には影響されない。要は、セラミ
ック電子部品を載置する載置面について、本発明の特徴
的構成が発揮されておればよい。

【００９５】前記説明では、焼成用セッターの全面をセ
ラミック電子部品の載置面に形成した場合について説明
したが、例えば板面の中央部分など板面のある範囲を載
置面として形成するようにしてもよい。かかる構成を採
用することにより、載置面を囲む周囲部分を緻密質に構
成して、全体強度を高めておくことにより、載置面の通
気セルの開口率を高くすることも考えられる。

【００９６】通気セルの断面形状を略四角に形成した場
合について説明したが、かかる形状も例えば、円形、三
角形、あるいは六角形、八角形などの多角形を含めて種
々の形状を採用しても構わない。しかし、最密充填状態
にするには六角形などが好ましい。

【００９７】本発明では、コージェライト質セラミック
を使用しているが、十分な気孔率を有するものであれ
ば、その他の材質を使用しても構わない。

【００９８】

【発明の効果】本発明の焼成用セッターでは、これに載
置して焼成するセラミック電子部品の焼成中の収縮挙動
に対する影響を、緻密質、多孔質などの従来のセッター
と比べて、格段に抑制することができる。本発明の焼成
用セッターの使用により、従来構成の焼成用セッターを
使用した場合とは異なり、焼成後のセラミック電子部品
に、それ自身が有する本来の収縮傾向に従った反り状態
を示させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明の焼成用セッターの一実施の
形態の上から見た様子を示す平面図であり、（Ｂ）は
（Ａ）の隅部を拡大して示した部分拡大図であり、
（Ｃ）はセルの隔壁交差部に設けたＲ部を示す部分拡大
図である。

【図２】本実施の形態の焼成用セッターの断面図であ
る。

【図３】本実施の形態のハニカム構造の焼成用セッター
を使用した場合のセラミック多層基板の焼成後の反り状
態を示す説明図である。

【図４】従来の緻密質のセッターを使用した場合のセラ
ミック多層基板の焼成後の反り状態を示す説明図であ
る。

【図５】従来構成の多孔質の焼成用セッターを使用した
場合のセラミック多層基板の焼成後の反り状態を示す説
明図である。

【図６】（Ａ）は、従来構成の多孔質の焼成用セッター
を空焼きせずに再使用した場合におけるセラミック多層
基板の焼成後の反り状態を示す説明図であり、（Ｂ）は
従来構成の多孔質の焼成用セッターを空焼き後に再使用
した場合におけるセラミック多層基板の焼成後の反り状
態を示す説明図である。

【図７】本実施の形態で示すハニカム構造の本発明の焼
成用セッターを、炉内にベタ置きした場合におけるセラ
ミック多層基板の反り状態を示す説明図である。

【図８】（Ａ）は、隣接するセル同士を隔壁でその交差
部から３方向に仕切った場合を示す平面図であり、
（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ４方向、６方向に仕切った場
合を示す平面図である。

【符号の説明】

１０ 焼成用セッター １１ 通気セル １１ａ 外壁 １１ｂ 隔壁 １１ｃ 開口面 １１ｄ 開口面 １２ａ 表面 １２ｂ 裏面 １３ 支持部材 １４ セッター載置面 Ａ セラミック電子部品 ｐ ピッチ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック電子部品を焼成するに際し
   て、焼成炉中にて前記セラミック電子部品を載せる焼成
   用セッターであって、 前記焼成用セッターは、外壁と、前記セラミック電子部
   品を載せる電子部品載置面と、前記焼成用セッターを前
   記焼成炉内に載置する炉内設置面とを有し、 前記電子部品載置面と前記炉内設置面との間には、０．
   ０５ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さの隔壁で、互いに０．５ｍ
   ｍ〜５．０ｍｍのピッチで仕切られた複数の通気セルが
   貫通させられてなるハニカム構造体であることを特徴と
   する焼成用セッター。
2. 【請求項２】 請求項１記載の焼成用セッターにおい
   て、 炉内設置面側には、焼成炉内から前記焼成用セッターを
   所定高さに支持する支持部材が設けられたことを特徴と
   する焼成用セッター。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の焼成用セッター
   において、 前記電子部品載置面の総面積に対する前記複数の通気セ
   ルの総開口面積の比率である開口率は、５０〜９０％で
   あることを特徴とする焼成用セッター。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項に記載
   の焼成用セッターにおいて、 前記焼成用セッターを構成する基体の気孔率は、１５〜
   ７０％であることを特徴とする焼成用セッター。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
   の焼成用セッターにおいて、 前記通気セルの隔壁の交差部に０．１ｍｍ以上のＲ部が
   設けられたことを特徴とする焼成用セッター。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項に記載
   の焼成用セッターにおいて、 前記通気セルの隔壁から構成される電子部品搭載面の表
   面粗さが、最大高さが１μｍ以上、１００μｍ以下であ
   り、かつ中心線平均粗さが０．５μｍ以上、５０μｍ以
   下であることを特徴とする焼成用セッター。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項に記載
   の焼成用セッターにおいて、 前記通気セルの隔壁から構成される電子部品載置面の平
   面度が、１００μｍ以下であることを特徴とする焼成用
   セッター。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか１項に記載
   の焼成用セッターにおいて、 前記焼成用セッターは、コージェライト質セラミックス
   で形成されていることを特徴とする焼成用セッター。