JP2005286002A - Manufacturing method of electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定形状のセラミック成形体を焼成する工程を備えた電子部品製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic component manufacturing method including a step of firing a ceramic molded body having a predetermined shape.
製造工程との1つとしてセラミック成形体を焼成する工程を含む電子部品、例えば、所定の内外径と肉厚を有するリングバリスタは、原料粒体をリング状のキャビティを有する金型に入れ成形してリング形状のセラミック成形体を得る工程と、多数のセラミック成形体を所定姿勢で保持した耐火性支持具をコンベア等の搬送手段を用いてトンネル状の焼成炉内を通過させて多数のセラミック成形体を一括で焼結し半導体化する工程と、焼成により得られた半導体磁器に電極を形成する工程を経て製造される。 An electronic component including a step of firing a ceramic molded body as one of the manufacturing processes, for example, a ring varistor having a predetermined inner and outer diameter and wall thickness, is formed by placing raw material granules in a mold having a ring-shaped cavity. A ring-shaped ceramic molded body, and a refractory support holding a large number of ceramic molded bodies in a predetermined posture is passed through a tunnel-like firing furnace using a conveying means such as a conveyor. It is manufactured through a process of sintering the body in a lump to make a semiconductor and a process of forming an electrode on a semiconductor ceramic obtained by firing.
前記の焼成工程で用いられる支持具には図1に示すものが一般に知られている。この支持具100は上面を開口した矩形容器状を成し、多数のセラミック成形体を所定姿勢で保持するための矩形状凹部100aをその内側に有すると共に、対向する2つの壁面の上部にガス流通用の切り欠き100bを有する。
The support shown in FIG. 1 is generally known as the support used in the firing step. The
この支持具100によってリング状を成す多数のセラミック成形体MPを保持するときには、セラミック成形体MPを互いの環状面が接触するように重ねたものを横向きにして凹部100aの底面に平行に並べて載置するか(図1参照)、または、縦向きにして凹部100a内に所定配列で並べて載置する(図2参照)。
When a large number of ring-shaped ceramic molded bodies MP are held by the
支持具100に保持された多数のセラミック成形体MPを焼成するときには、多数のセラミック成形体MPを保持した支持具100を図1に示すように多段に積み重ねてこれを焼成炉のコンベア上に載置し図1中の白抜き矢印方向に移動させながら所期の焼成を行う。
When firing a large number of ceramic molded bodies MP held on the
また、前記とは異なる構成を備えた支持具として図3〜図5に示すような支持具110も知られている(特開2002−343609号公報参照)。この支持具110は矩形枠111と複数の丸棒112とから成り、支持枠111は対向する2辺部分の上面に丸棒112の両端を支える溝111aを等間隔で複数個有し、他の2辺部分にガス流通用の切り欠き111bを有する。
A
この支持具110によってリング状を成す多数のセラミック成形体MPを保持するときには、セラミック成形体MPを互いの環状面が接触するように重ねたものの内孔に丸棒112を挿入して該丸棒112の両端を支持枠111の溝111aに載置する作業を繰り返す。
When a large number of ring-shaped ceramic molded bodies MP are held by the
支持具110の保持された多数のセラミック成形体MPを焼成するときには、セラミック成形体MPを保持した支持具110を図6に示すように多段に積み重ねてこれを焼成炉のコンベア上に載置し図6中の白抜き矢印方向に移動させながら所期の焼成を行う。
セラミック成形体を焼結し降温して半導体化する焼成工程を備えたリングバリスタの如き電子部品の製造方法にあって、焼成により得られる半導体磁器の電気特性を安定化させるには、焼成工程の降温過程での冷却を迅速に行うことが肝要であり、冷却速度が遅くなると前記の半導体化が不均一になって半導体磁器の電気特性にバラツキを生じ易い。 In a method of manufacturing an electronic component such as a ring varistor having a firing process in which a ceramic molded body is sintered and cooled to become a semiconductor, in order to stabilize the electrical characteristics of semiconductor ceramics obtained by firing, It is important to quickly cool in the temperature lowering process. When the cooling rate is slow, the semiconductor is not uniform, and the electrical characteristics of the semiconductor ceramic are likely to vary.
前記降温過程における冷却速度は焼結磁器からの放熱効率に主として依存するが、図1及び図2に示した支持具100にあってはセラミック成形体MPが凹部100aの底面に載置され、しかも、凹部100a内に収容されたセラミック成形体MPの周囲が壁面によって囲まれているため、多段に積み重ねた状態において各段毎に冷却速度に違いが生じると共に、焼結磁器からの放熱が底面及び周囲の壁面により遮られて冷却速度の低下を招来する。
The cooling rate in the temperature lowering process mainly depends on the heat dissipation efficiency from the sintered porcelain. In the
また、図3〜図6に示した支持具110にあっては図1及び図2に示した支持具100のような底面を有しないものの、セラミック成形体MPの周囲が矩形枠111で囲まれているため、焼結磁器からの放熱が矩形枠により遮られて冷却速度の迅速化が図り難い。
3 to 6 does not have a bottom surface like the
本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、その目的とするところは、焼成工程の降温過程における焼結磁器からの放熱を効率良く行って半導体磁器の電気特性にバラツキを生じることを防止できる電子部品製造方法を提供することにある。 The present invention was created in view of the above circumstances, and its purpose is to prevent heat from being efficiently dissipated from the sintered porcelain during the temperature-decreasing process of the firing process, thereby preventing variations in the electrical characteristics of the semiconductor porcelain. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electronic component.
前記目的を達成するため、本発明は、多数のセラミック成形体を所定姿勢で保持した耐火性支持具をトンネル状の焼成炉内を通過させることにより多数のセラミック成形体を一括で焼結し半導体化する焼成工程を備えた電子部品製造方法であって、前記多数のセラミック成形体は支持具を前後方向及び左右方向から見た状態でその前後端及び左右端に位置する全てのセラミック成形体の殆どの部分が露出するように支持具に保持されており、該保持状態を維持したままトンネル状の焼成炉内を通過する、ことをその特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor in which a large number of ceramic compacts are sintered together by passing a fire-resistant support holding a large number of ceramic compacts in a predetermined posture through a tunnel-like firing furnace. In the electronic component manufacturing method including the firing step, the large number of ceramic molded bodies are formed of all ceramic molded bodies positioned at the front and rear ends and the left and right ends when the support is viewed from the front and rear directions and the left and right directions. It is characterized in that it is held by a support so that most of the portion is exposed and passes through a tunnel-like firing furnace while maintaining the holding state.
この電子部品製造方法によれば、多数のセラミック成形体は支持具を前後方向及び左右方向から見た状態でその前後端及び左右端に位置する全てのセラミック成形体の殆どの部分が露出するように支持具に保持されているため、セラミック成形体を焼結し降温して半導体化する焼成工程における降温過程では支持具の前後端及び左右端には焼結磁器からの放熱を阻害する要素は殆ど存しないことになる。つまり、前記降温過程における焼結磁器からの放熱を効率良く行って冷却を迅速に行うことが可能となるので、冷却速度が遅くなるを原因として半導体化が不均一になり半導体磁器の電気特性にバラツキを生じることを防止できる。 According to this method of manufacturing an electronic component, a large number of ceramic molded bodies are exposed so that most of the ceramic molded bodies located at the front and rear ends and the left and right ends thereof are exposed in a state in which the support is viewed from the front and rear directions and the left and right directions. Since the ceramic molded body is sintered and cooled to lower the temperature in the firing process, the elements that hinder heat dissipation from the sintered porcelain are the front and rear ends and the left and right ends of the support tool. It will hardly exist. In other words, it is possible to efficiently perform heat dissipation from the sintered porcelain in the temperature lowering process and quickly cool down, so that the semiconductorization becomes non-uniform due to the slow cooling rate and the electrical characteristics of the semiconductor porcelain. Variations can be prevented from occurring.
本発明によれば、焼成工程の降温過程における焼結磁器からの放熱を効率良く行って半導体磁器の電気特性にバラツキを生じることを防止し、高品質な電子部品を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently dissipate heat from the sintered porcelain during the temperature lowering process of the firing process to prevent variation in the electrical characteristics of the semiconductor porcelain, and to obtain a high-quality electronic component.
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。 The above object and other objects, structural features, and operational effects of the present invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
[第1実施形態]
以下に、図7〜図15を参照して、本発明に係る製造方法の第1実施形態を、リングバリスタの製造を例に挙げて説明する。
[First Embodiment]
Below, with reference to FIGS. 7-15, 1st Embodiment of the manufacturing method which concerns on this invention is described, taking manufacture of a ring varistor as an example.
まず、第1成分として(SrxBayCaz)ATiO3(0.2<x<0.8/0.2<y<0.8/0.2<z<0.8) x+y+z=1 A=0.800〜1.200 (式中のx,y,z,Aはモル比)で表される酸化物を所定mol%含み、第2成分としてNb,Ta,Wと希土類元素(La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Sc,Y)の各酸化物から選択される少なくとも1種を所定mol%含み、第3成分としてSiO2を所定mol%含み、第4成分として遷移元素であるCu,Co,Mn,Fe,Niの各酸化物から選択される少なくとも1種を所定mol%含む混合物を得る。 First, (SrxBayCaz) A TiO 3 (0.2 <x <0.8 / 0.2 <y <0.8 / 0.2 <z <0.8) x + y + z = 1 A = 0.800 to 1.200 (x, y in the formula) , z, and A are molar ratios), and the second component contains Nb, Ta, W and rare earth elements (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb). , Dy, Ho, Er, Tm , Yb, Lu, Sc, at least one member selected from the oxides of Y) containing a predetermined mol%, the SiO 2 comprises a predetermined mol% as a third component, a fourth component A mixture containing a predetermined mol% of at least one selected from transition oxides of Cu, Co, Mn, Fe, and Ni is obtained.
次に、この混合物を乾燥してから空気中で1000〜1500℃,1〜3時間の仮焼を行う。仮焼後は仮焼物を粉砕し、秤量してから溶媒を加えて微粉砕する。そして、この粉末にポリビニルアルコール等のバインダーを加え、スプレードライヤー等によって造粒する。 Next, this mixture is dried and calcined at 1000 to 1500 ° C. for 1 to 3 hours in the air. After calcination, the calcined product is pulverized and weighed, and then added with a solvent and pulverized. Then, a binder such as polyvinyl alcohol is added to this powder and granulated by a spray dryer or the like.
次に、この粒体をリング状のキャビティを有する金型に入れ成形してリング形状のセラミック成形体3(図7〜図11参照)を得る。このセラミック成形体MPは所定の内外径(D2,D1)と肉厚(t)を有する。 Next, this granule is put into a mold having a ring-shaped cavity and molded to obtain a ring-shaped ceramic molded body 3 (see FIGS. 7 to 11). This ceramic molded body MP has a predetermined inner and outer diameter (D2, D1) and wall thickness (t).
次に、多数のセラミック成形体MPを図7〜図11に示す支持具10に所定姿勢で保持させる。
Next, a large number of ceramic molded bodies MP are held in a predetermined posture on the
この支持具10は、平行に配された2つの側片11と、図7中で左右方向に等間隔で平行に配された断面円形の複数の支持棒12とを備える。各側片11は、図7中の左右方向に等間隔で形成された複数の固定溝11aを上面に有し、支持具10を多段に積み重ねるときに用いられる脚片11bを図7中の左右両端に有する。各支持棒12は各々の両端を固定溝11a内に嵌め込まれ、ネジ止めや圧入等の手法によって両端を各側片11に固定されている。
The
前記支持具10の側片11及び支持棒12と後述の錘棒13は耐火性材料、好ましくはアルミナ,ムライト,シリコンカーバイド,ジルコニア,マグネシア等によって形成される。また、支持棒12及び錘棒13はセラミック成形体MPに接触するものであるので、接触箇所に不要な化学反応が焼成過程に生じることを防止するため、各々の表面にジルコニア等から成る反応防止膜を100〜400μm程度の厚さで形成しておくことが望ましい。
The
さらに、支持棒12として中空のもの(円筒状のもの)を使用すれば、繰り返しの焼成によっても支持棒12自体に曲がりが生じることを抑制できる。支持棒12として両端に少なくとも1つの平面を有するものを使用すれば支持棒12が回転することを防止できるし、両端にMP以上の平面を有するもの(断面が多角形のもの)を使用すれば支持棒12自体に曲がりが生じた場合でも支持棒12の向きを変えることで曲がりを修正する操作も可能である。
Furthermore, if a hollow thing (cylindrical thing) is used as the
さらに、図面には各側片11と各支持棒12を別部品で構成しこれらを組み合わせることで支持具10を構成したが、各側片11と各支持棒12を1つの部品として形成して支持具10を構成するようにしても構わない。
Further, in the drawing, each
多数のセラミック成形体MPを前記支持具10に所定姿勢で保持させるときには、多数のセラミック成形体MPを互いの環状面が接触するように重ねたものを横向きにして、これを各セラミック成形体MPの円弧状外面MPaが隣接する2本の支持棒12の外面に接触するようにそれぞれ載せて複数の列を形成し、そして、各列のセラミック成形体MPの内孔に該内孔よりも直径が小さな断面円形の錘棒13をそれぞれ挿入して該錘棒13をセラミック成形体MPの円弧状内面MPbに接触するように載せる(図7〜図10参照)。
When a large number of ceramic molded bodies MP are held in a predetermined posture by the
または、錘棒13に多数のセラミック成形体MPを装着して多数のセラミック成形体MPを互いの環状面が接触するように重ねたものを横向きして、各セラミック成形体MPの円弧状外面MPaが隣接する2本の支持棒12の外面に接触するように列毎に一括で載せ、そして、各列のセラミック成形体MPの内孔に挿入されている錘棒13をセラミック成形体MPの円弧状内面MPbに接触するように載せる(図7〜図10参照)。
Alternatively, a large number of ceramic molded bodies MP are mounted on the
これにより、図10(A)及び図10(B)に示すように、隣接する2本の支持棒12の外面にその円弧状外面MPaが接触するように載せられた多数のセラミック成形体MPそれぞれに錘棒13の重さが作用し、各列を構成する多数のセラミック成形体MPはその環状面が隣接する2本の支持棒12の長さ方向と略直交する向きで直立状態で保持される。
Accordingly, as shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B), each of a large number of ceramic molded bodies MP placed so that the arc-shaped outer surface MPa is in contact with the outer surfaces of two
各列を構成する多数のセラミック成形体MPはそれぞれ円弧状外面MPaのセラミック成形体MPの重心よりも低い位置を2つの接触箇所SPで支えられ、且つ、円弧状内面MPbのセラミック成形体MPの重心よりも低い位置に接触する錘棒13の重さによって2つの接触箇所SPに押さえ付けられた状態となるため、各列を構成する多数のセラミック成形体MPはより安定した状態で保持されることになる。
A large number of ceramic molded bodies MP constituting each row are supported by two contact points SP at positions lower than the center of gravity of the ceramic molded body MP having the arc-shaped outer surface MPa, and the ceramic molded bodies MP having the arc-shaped inner surface MPb are supported. Since the
ここで、図11を参照して支持具10の隣接する2本の支持棒12の間隔Aの設定に関する補足説明をする。
Here, with reference to FIG. 11, the supplementary description regarding the setting of the space | interval A of the two
セラミック成形体MPの外径をD1,内径をD2,肉厚をtとし、錘棒13の直径をDMPとし、錘棒13に対してセラミック成形体MPが最も傾いた状態におけるセラミック成形体MPと錘棒13の成す角度をθとし、支持棒12と錘棒13との間隔をA1としたとき、錘棒13が挿通されたセラミック成形体MPが隣接する2本の支持棒12から落下しないようにするには、A<2A1+DMPとする必要がある。この場合、A1=((D1+D2)/2)cosθ−DMP、θ=arctan(1/DMP×√(D22+t2+DMP2))−arctan(t/D2)で表せることから、前記のA<2A1+DMPはA<2×(D1+D2)/2×cosθ−DMP=2×(D1+D2)/2×cos(arctan(1/DMP×√(D22+t2+DMP2))−arctan(t/D2))−DMPとなり、セラミック成形体MPの外径D1,内径D2と錘棒13の直径DMPから隣接する2本の支持棒12の間隔Aを求めることができる。この間隔Aを隣り合うセラミック成形体MPの列が相互に干渉しない範囲でより小さく設定することで、セラミック成形体MPの保持数を増やすことができる。
The outer diameter of the ceramic molded body MP is D1, the inner diameter is D2, the wall thickness is t, the diameter of the
多数のセラミック成形体MPが保持された支持具10を前後方向(図7の左右方向)及び左右方向(図7の上下方向)から見た状態では、その前後端に位置する全てのセラミック成形体MPはその下端部分を前後端の支持棒12で隠されるものの全てのセラミック成形体MPの殆どの部分、具体的には3/4以上の部分が露出し、また、その左右端に位置する全てのセラミック成形体MPはその下端部分を側辺11で隠されるものの全てのセラミック成形体MPの殆どの部分、具体的には3/4以上の部分が露出している。
When the
次に、支持具10及び錘棒13によって多数のセラミック成形体MPを保持したまま、且つ、該支持具10を図12に示すように多段に積み重ねた状態で、脱バインダ領域と昇温領域と高温保持領域と降温領域とを順に備えたトンネル状の還元焼成炉内を通過させる。因みに、図12中の白抜き矢印は還元焼成炉内における支持具10の移動方向を示す。
Next, in a state where a large number of ceramic molded bodies MP are held by the
この通過過程では、まず、脱バインダ領域においてセラミック成形体MPを加熱することにより含有バインダーの分解,除去を行い、次いで、昇温領域において脱バインダ後のセラミック成形体MPの昇温を行い、次いで、高温保持領域においてN2+H2(H2=1.0〜5.0%)の還元性雰囲気下で約1350℃で約4時間保持してセラミック成形体MPの焼結を行い、次いで、降温領域において焼結磁器の冷却を行う。 In this passing process, first the ceramic binder MP is decomposed and removed by heating the ceramic molded body MP in the binder removal region, then the ceramic molded body MP after the binder removal is heated in the temperature rising region, and then In the high temperature holding region, the ceramic molded body MP is sintered by holding at about 1350 ° C. for about 4 hours under a reducing atmosphere of N 2 + H 2 (H 2 = 1.0 to 5.0%). Cool the sintered porcelain.
次に、焼成工程によって得られた半導体磁器を空気中または酸化性雰囲気下で700〜1000℃,約4時間の再酸化熱処理を行う。 Next, the semiconductor ceramic obtained by the firing process is subjected to re-oxidation heat treatment in air or in an oxidizing atmosphere at 700 to 1000 ° C. for about 4 hours.
次に、再酸化熱処理後の半導体磁器の一側面または円弧状外面の所定領域にAg等の金属粉末を含有した電極ペーストを塗布し、400〜900℃,約50分間の焼き付け処理を行って電極を形成する。 Next, an electrode paste containing a metal powder such as Ag is applied to a predetermined region of one side surface or arcuate outer surface of the semiconductor porcelain after the reoxidation heat treatment, followed by baking at 400 to 900 ° C. for about 50 minutes. Form.
先に述べたように、多数のセラミック成形体MPが保持された支持具10を前後方向(図7の左右方向)及び左右方向(図7の上下方向)から見た状態では、その前後端に位置する全てのセラミック成形体MPはその下端部分を前後端の支持棒12で隠されるものの全てのセラミック成形体MPの殆どの部分、具体的には3/4以上の部分が露出し、また、その左右端に位置する全てのセラミック成形体MPはその下端部分を側辺11で隠されるものの全てのセラミック成形体MPの殆どの部分、具体的には3/4以上の部分が露出している。
As described above, when the
換言すれば、前記焼成工程における降温過程では支持具10の前後端及び左右端には焼結磁器からの放熱を阻害する要素は殆ど存しないことになる。つまり、降温過程における焼結磁器からの放熱を効率良く行って冷却を迅速に行うことが可能となるので、冷却速度が遅くなるを原因として半導体化が不均一になり半導体磁器の電気特性にバラツキを生じることを防止して、高品質でα値が向上したリングバリスタを得ることができる。
In other words, in the temperature lowering process in the firing step, there are almost no elements hindering heat radiation from the sintered porcelain at the front and rear ends and the left and right ends of the
因みに、前記α値とは、製造後のリングバリスタの電極に1mAの電流が流れたときの電圧をE1とし10mAの電流が流れたときの電圧をE10としたときにα=1/(log(E10/E1))で算出される非直線係数である。 Incidentally, the α value is expressed by α = 1 / (log () when a voltage when a current of 1 mA flows through the electrode of the manufactured ring varistor is E1 and a voltage when a current of 10 mA flows is E10. E10 / E1)) is a nonlinear coefficient calculated.
また、実験によれば、前記の冷却速度は「支持具10(錘棒13を含む)の熱容量」と「支持具10に保持された全セラミック成形体MPの熱容量」との比率、代替的には各々の重量の比率に関係することが確認されている。具体的には、「全セラミック成形体MPの重量」/「支持具10(錘棒13を含む)の重量」≧0.3、好ましくは「全セラミック成形体MPの重量」/「支持具10(錘棒13を含む)の重量」≧1.0となるように予め各々の重量を設定しておけば、前記の冷却速度をより迅速化してより一層品質の高いリングバリスタを得ることができる。
Further, according to experiments, the cooling rate is a ratio of “the heat capacity of the support 10 (including the weight bar 13)” and “the heat capacity of the all ceramic molded body MP held on the
尚、前述の実施形態では、独立した複数の錘棒13を用いたものを示したが、図13に示すように、複数の錘棒13をその一端側に設けた連結片14によって一体化してもよい。また、図14(A)と図14(B)に示すように錘棒13として軽量なものを使用する場合にはその両端に錘15または錘16を着脱自在に取り付るようにしてもよい。各錘15,16は上部に取付孔15a,16aを有し、該取付孔15a,16aに錘棒13の端部を挿入してネジ止め等を行うことで着脱自在に取り付けることができる。後者の錘16は取付孔16aの下側に重量部16bを有する低重心タイプのものである。
In the above-described embodiment, the one using a plurality of independent weight bars 13 is shown. However, as shown in FIG. 13, the plurality of weight bars 13 are integrated by a connecting
また、前述の実施形態では、セラミック成形体MPとしてリング状のものを示したが、図15(A)に示すC字形状のもの(MP1)や図15(B)に示すU字形状のもの(MP2)をセラミック成形体として用いることもできる。C字形状のセラミック成形体MP1を前記支持具10で保持するときには、図15(A)に示すように、多数のセラミック成形体MP1を互いのC字状面が接触するように重ねたものを横向きにして、これを各セラミック成形体MP1の円弧状外面MP1aが隣接する2本の支持棒1dの外面に接触するように載せて複数の列を形成し、そして、各列のセラミック成形体MP1の内側に錘体2をそれぞれ挿入して該錘体2をセラミック成形体MP1の円弧状内面MP1bに接触するように載せればよい。また、U字形状のセラミック成形体MP2を前記支持具10で保持するときには、図15(B)に示すように、多数のセラミック成形体MP2を互いのU字状面が接触するように重ねたものを横向きにして、これを各セラミック成形体MP2の円弧状外面MP2aが隣接する2本の支持棒1dの外面に接触するように載せて複数の列を形成し、そして、各列のセラミック成形体MP2の内側に錘体2をそれぞれ挿入して該錘体2をセラミック成形体MP2の円弧状内面MP2bに接触するように載せればよい。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the ring-shaped thing was shown as the ceramic molded body MP, the C-shaped thing (MP1) shown to FIG. 15 (A) and the U-shaped thing shown to FIG. 15 (B). (MP2) can also be used as a ceramic molded body. When the C-shaped ceramic molded body MP1 is held by the
[第2実施形態]
以下に、図16〜図22を参照して、本発明に係る製造方法の第2実施形態を、リングバリスタの製造を例に挙げて説明する。
[Second Embodiment]
Below, with reference to FIGS. 16-22, 2nd Embodiment of the manufacturing method which concerns on this invention is described, taking manufacture of a ring varistor as an example.
まず、第1実施形態と同様にして混合物を得て、次に、第1実施形態と同様にして造粒を行い、次に、第1実施形態と同様にして所定の内外径と肉厚を有するセラミック成形体MPを得る。 First, a mixture is obtained in the same manner as in the first embodiment. Next, granulation is performed in the same manner as in the first embodiment. Next, predetermined inner and outer diameters and wall thicknesses are obtained in the same manner as in the first embodiment. A ceramic molded body MP is obtained.
次に、多数のセラミック成形体MPを図16〜図20に示す支持具20に所定姿勢で保持させる。
Next, a large number of ceramic molded bodies MP are held in a predetermined posture by the
この支持具20は、矩形状の台板21と、台板21に取り付けられた複数の櫛形支持体22とを備える。台板21は、図17中の左右方向に等間隔で形成された取付穴21aを上面中央に有する。各櫛形支持体22は、縦長の板状部22aと、板状部22aの一面に上下方向に等間隔で設けられた断面円形の複数の支持棒22bと、板状部22aの下端に形成された差込片22cとを一体に有する。各支持棒22bは板状部22aと一体で形成する他、板状部22aとは別体で形成した各支持棒22bの一端を板状部22aに設けた穴に嵌め込んで固定するようにしてもよい。
The
この支持具20は、図19に示すように、2つの櫛形支持体22を互いの板状部22aの他面が向き合うように重ねた後に両者の差込片22cを台板1の取付穴21aに差し込んで圧入やネジ止め等の手法によって取り付ける作業を繰り返すことにより組み立てられている。図16〜図18に示すように、複数の櫛形支持体22を台板21に取り付けた状態では、隣接する櫛形支持体22の支持棒22bが存しない側の面は実質的に接する。万が一、台板21に取り付けた複数の櫛形支持体22にぐらつきを生じる場合には、各板状部22aの動きを制限するようなキャップ(図示省略)を全ての板状部22aの上端を覆うように被せるようにしてもよい。
As shown in FIG. 19, the
前記支持具20の台板21及び櫛形支持体22は耐火性材料、好ましくはアルミナ,ムライト,シリコンカーバイド,ジルコニア,マグネシア等によって形成される。また、櫛形支持体22を構成する板状部22a及び支持棒22bと後述のキャップ23はセラミック成形体MPに接触するものであるので、接触箇所に不要な化学反応が焼成過程に生じることを防止するため、各々の表面にジルコニア等から成る反応防止膜を100〜400μm程度の厚さで形成しておくことが望ましい。さらに、支持棒22bとして中空のもの(円筒状のもの)を使用すれば、繰り返しの焼成によっても支持棒22b自体に曲がりが生じることを抑制できる。
The
多数のセラミック成形体MPを前記支持具20に所定姿勢で保持させるときには、多数のセラミック成形体MPを互いの環状面が接触するように重ねたものを横向きにしてその内孔に支持棒22bが挿入されるように各支持棒22bに装着する作業を繰り返し、装着後は各支持棒22bの開放端に脱落防止用のキャップ23を嵌合する(図16〜図20参照)。
When a large number of ceramic molded bodies MP are held in the
これにより、図20(A)及び図20(B)に示すように、各支持棒22に装着された多数のセラミック成形体MPは支持棒22にぶら下がった状態、即ち、円弧状内面MPbの1つの接触箇所SPで支えられた状態で保持される。
As a result, as shown in FIGS. 20A and 20B, a large number of ceramic molded bodies MP mounted on the
多数のセラミック成形体MPが保持された支持具20を前後方向(図16の左右方向)及び前後方向(図16の上下方向)から見た状態では、その前後端に位置する全てのセラミック成形体MPはこれを隠すものが存在しないため100%の部分が露出し、また、その左右端に位置する全てのセラミック成形体MPはその上端部分をキャップ23によって隠されるものの全てのセラミック成形体MPの殆どの部分、具体的には7/8以上の部分が露出している。
When the
次に、支持具20によって多数のセラミック成形体MPを保持したまま、多段に積み重ねることなくそのままの状態で、脱バインダ領域と昇温領域と高温保持領域と降温領域とを順に備えたトンネル状の還元焼成炉内を通過させる。因みに、図18中の白抜き矢印は還元焼成炉内における支持具20の移動方向を示す。
Next, while holding a large number of ceramic molded bodies MP by the
この通過過程では、まず、脱バインダ領域においてセラミック成形体MPを加熱することにより含有バインダーの分解,除去を行い、次いで、昇温領域において脱バインダ後のセラミック成形体MPの昇温を行い、次いで、高温保持領域においてN2+H2(H2=1.0〜5.0%)の還元性雰囲気下で約1350℃で約4時間保持してセラミック成形体MPの焼結を行い、次いで、降温領域において焼結磁器の冷却を行う。 In this passing process, first the ceramic binder MP is decomposed and removed by heating the ceramic molded body MP in the binder removal region, then the ceramic molded body MP after the binder removal is heated in the temperature rising region, and then In the high temperature holding region, the ceramic molded body MP is sintered by holding at about 1350 ° C. for about 4 hours under a reducing atmosphere of N 2 + H 2 (H 2 = 1.0 to 5.0%). Cool the sintered porcelain.
次に、焼成工程によって得られた半導体磁器を空気中または酸化性雰囲気下で700〜1000℃,約4時間の再酸熱化処理を行う。 Next, the re-acid heat treatment is performed on the semiconductor ceramic obtained by the firing process in air or in an oxidizing atmosphere at 700 to 1000 ° C. for about 4 hours.
次に、再酸化熱処理後の半導体磁器の一側面または円弧状外面の所定領域にAg等の金属粉末を含有した電極ペーストを塗布し、400〜900℃,約50分間の焼き付け処理を行って電極を形成する。 Next, an electrode paste containing a metal powder such as Ag is applied to a predetermined region of one side surface or arcuate outer surface of the semiconductor porcelain after the reoxidation heat treatment, followed by baking at 400 to 900 ° C. for about 50 minutes. Form.
先に述べたように、多数のセラミック成形体MPが保持された支持具20を前後方向(図16の左右方向)及び前後方向(図16の上下方向)から見た状態では、その前後端に位置する全てのセラミック成形体MPはこれを隠すものが存在しないため100%の部分が露出し、また、その左右端に位置する全てのセラミック成形体MPはその上端部分をキャップ23によって隠されるものの全てのセラミック成形体MPの殆どの部分、具体的には7/8以上の部分が露出している。
As described above, when the
換言すれば、前記焼成工程における降温過程では支持具20の前後端及び左右端には焼結磁器からの放熱を阻害する要素は殆ど存しないことになる。つまり、降温過程における焼結磁器からの放熱を効率良く行って冷却を迅速に行うことが可能となるので、冷却速度が遅くなるを原因として半導体化が不均一になり半導体磁器の電気特性にバラツキを生じることを防止して、高品質でα値が向上したリングバリスタを得ることができる。α値については第1実施形態で述べた通りであるのでここでの説明を割愛する。
In other words, in the temperature lowering process in the firing step, there are almost no elements hindering heat radiation from the sintered porcelain at the front and rear ends and the left and right ends of the
また、実験によれば、前記の冷却速度は「支持具20(キャップ23を含む)の熱容量」と「支持具20に保持された全セラミック成形体MPの熱容量」との比率、代替的には各々の重量の比率に関係することが確認されている。具体的には、「全セラミック成形体MPの重量」/「支持具20(キャップ23を含む)の重量」≧0.3、好ましくは「全セラミック成形体MPの重量」/「支持具20(キャップ23を含む)の重量」≧1.0となるように予め各々の重量を設定しておけば、前記の冷却速度をより迅速化してより一層品質の高いリングバリスタを得ることができる。
Further, according to experiments, the cooling rate is a ratio of “the heat capacity of the support 20 (including the cap 23)” and “the heat capacity of the all ceramic molded body MP held by the
尚、前述の実施形態では、板状部22aとその片面に複数の支持棒22bを備えたものを櫛形支持体22として示したが、2つの櫛形支持体22を合体させたような形状を有する図21に示すような櫛形支持体22’、即ち、板状部22a’とその両面に設けられた複数の支持棒22bと板状部22a’の下端に形成された差込片22c’を有する櫛形支持体22a’を前記櫛形支持体22の代わりに用いてもよい。
In the above-described embodiment, the plate-
また、前述の実施形態では、セラミック成形体MPとしてリング状のものを示したが、図22(A)に示すC字形状のもの(MP1)や図22(B)に示すU字形状のもの(MP2)をセラミック成形体として用いることもできる。C字形状のセラミック成形体MP1を前記支持具20で保持するときには、図22(A)に示すように、多数のセラミック成形体MP1を互いのC字状面が接触するように重ねたものを横向きにして、これを各セラミック成形体MP1の円弧状内面MP1bが支持棒22bの外面に接触するように載せればよい。また、U字形状のセラミック成形体MP2を前記支持具20で保持するときには、図22(B)に示すように、多数のセラミック成形体MP2を互いのU字状面が接触するように重ねたものを横向きにし、これを各セラミック成形体MP2の円弧状内面MP2bが支持棒22bの外面に接触するように載せればよい。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the ring-shaped thing was shown as the ceramic molded body MP, the C-shaped thing (MP1) shown in FIG. 22 (A) and the U-shaped thing shown in FIG. 22 (B). (MP2) can also be used as a ceramic molded body. When the C-shaped ceramic molded body MP1 is held by the
[第3実施形態]
以下に、図23〜図25を参照して、本発明に係る製造方法の第3実施形態を、リングバリスタの製造を例に挙げて説明する。
[Third Embodiment]
Below, with reference to FIGS. 23-25, 3rd Embodiment of the manufacturing method based on this invention is described, taking manufacture of a ring varistor as an example.
まず、第1実施形態と同様にして混合物を得て、次に、第1実施形態と同様にして造粒を行い、次に、第1実施形態と同様にして所定の内外径と肉厚を有するセラミック成形体MPを得る。 First, a mixture is obtained in the same manner as in the first embodiment. Next, granulation is performed in the same manner as in the first embodiment. Next, predetermined inner and outer diameters and wall thicknesses are obtained in the same manner as in the first embodiment. A ceramic molded body MP is obtained.
次に、多数のセラミック成形体MPを図23〜図25に示す支持具20に所定姿勢で保持させる。
Next, a large number of ceramic molded bodies MP are held in a predetermined posture on the
この支持具30は、矩形状の台板31と、台板31に立設された断面円形の複数の支持棒32とを備える。各支持棒32は下部に大径部32aを有し、大径部32aの上端に環状の支持面32bを有する。各支持棒32は台板31と一体で形成されていてもよく、台板31に設けた穴に各支持棒32の下端を差し込んで固定するようにしてもよい。各支持棒32は、セラミック成形体MPを互いの環状面が接するように重ねた縦向きのものを3本の支持棒32で囲み、且つ、最下位のセラミック成形体MPを3本の支持棒32の支持面32bで支えられるような配列を有する。
The
前記支持具30の台板31及び支持棒32は耐火性材料、好ましくはアルミナ,ムライト,シリコンカーバイド,ジルコニア,マグネシア等によって形成される。また、支持棒32はセラミック成形体MPに接触するものであるので、接触箇所に不要な化学反応が焼成過程に生じることを防止するため、各々の表面にジルコニア等から成る反応防止膜を100〜400μm程度の厚さで形成しておくことが望ましい。さらに、支持棒32として中空のもの(円筒状のもの)を使用すれば、繰り返しの焼成によっても支持棒32自体に曲がりが生じることを抑制できる。
The
多数のセラミック成形体MPを前記支持具30に所定姿勢で保持させるときには、多数のセラミック成形体MPを互いの環状面が接触するように重ねたものを縦向きにして3本の支持棒32の間に挿入し、最下位のセラミック成形体MPを3本の支持棒32の支持面32bに載置する作業を繰り返す(図23〜図24参照)。
When holding a large number of ceramic molded bodies MP on the
これにより、3本の支持棒32の間に挿入された多数のセラミック成形体MPは3本の支持棒32の支持面32bによって最下位のセラミック成形体MPの3箇所を支えられ、且つ、3本の支持棒32によって縦向き状態で保持され傾きや倒れ等を防止される。
As a result, a large number of ceramic molded bodies MP inserted between the three
多数のセラミック成形体MPが保持された支持具30を前後方向(図23の左右方向)及び前後方向(図23の上下方向)から見た状態では、その前後端に位置する全てのセラミック成形体MPは支持棒32によってその一部を隠されるものの全てのセラミック成形体MPの殆どの部分、具体的には1/2以上の部分が露出し、また、左右端に位置する全てのセラミック成形体MPは支持棒32によってその一部を隠されるものの全てのセラミック成形体MPの殆どの部分、具体的には1/2以上の部分が露出している。
When the
次に、支持具30によって多数のセラミック成形体MPを保持したまま、多段に積み重ねることなくそのままの状態で、脱バインダ領域と昇温領域と高温保持領域と降温領域とを順に備えたトンネル状の還元焼成炉内を通過させる。因みに、図25中の白抜き矢印は還元焼成炉内における支持具30の移動方向を示す。
Next, while holding a large number of ceramic molded bodies MP by the
この通過過程では、まず、脱バインダ領域においてセラミック成形体MPを加熱することにより含有バインダーの分解,除去を行い、次いで、昇温領域において脱バインダ後のセラミック成形体MPの昇温を行い、次いで、高温保持領域においてN2+H2(H2=1.0〜5.0%)の還元性雰囲気下で約1350℃で約4時間保持してセラミック成形体MPの焼結を行い、次いで、降温領域において焼結磁器の冷却を行う。 In this passing process, first the ceramic binder MP is decomposed and removed by heating the ceramic molded body MP in the binder removal region, then the ceramic molded body MP after the binder removal is heated in the temperature rising region, and then In the high temperature holding region, the ceramic molded body MP is sintered by holding at about 1350 ° C. for about 4 hours under a reducing atmosphere of N 2 + H 2 (H 2 = 1.0 to 5.0%). Cool the sintered porcelain.
次に、焼成工程によって得られた半導体磁器を空気中または酸化性雰囲気下で700〜1000℃,約4時間の再酸化熱処理を行う。 Next, the semiconductor ceramic obtained by the firing process is subjected to re-oxidation heat treatment in air or in an oxidizing atmosphere at 700 to 1000 ° C. for about 4 hours.
次に、再酸化熱処理後の半導体磁器の一側面または円弧状外面の所定領域にAg等の金属粉末を含有した電極ペーストを塗布し、400〜900℃,約50分間の焼き付け処理を行って電極を形成する。 Next, an electrode paste containing a metal powder such as Ag is applied to a predetermined region of one side surface or arcuate outer surface of the semiconductor porcelain after the reoxidation heat treatment, followed by baking at 400 to 900 ° C. for about 50 minutes. Form.
先に述べたように、多数のセラミック成形体MPが保持された支持具30を前後方向(図23の左右方向)及び前後方向(図23の上下方向)から見た状態では、その前後端に位置する全てのセラミック成形体MPは支持棒32によってその一部を隠されるものの全てのセラミック成形体MPの殆どの部分、具体的には1/2以上の部分が露出し、また、左右端に位置する全てのセラミック成形体MPは支持棒32によってその一部を隠されるものの全てのセラミック成形体MPの殆どの部分、具体的には1/2以上の部分が露出している。
As described above, when the
換言すれば、前記焼成工程における降温過程では支持具30の前後端及び左右端には焼結磁器からの放熱を阻害する要素は殆ど存しないことになる。つまり、降温過程における焼結磁器からの放熱を効率良く行って冷却を迅速に行うことが可能となるので、冷却速度が遅くなるを原因として半導体化が不均一になり半導体磁器の電気特性にバラツキを生じることを防止して、高品質でα値が向上したリングバリスタを得ることができる。α値については第1実施形態で述べた通りであるのでここでの説明を割愛する。
In other words, in the temperature lowering process in the firing step, there are almost no elements that obstruct heat dissipation from the sintered porcelain at the front and rear ends and the left and right ends of the
また、実験によれば、前記の冷却速度は「支持具30の熱容量」と「支持具30に保持された全セラミック成形体MPの熱容量」との比率、代替的には各々の重量の比率に関係することが確認されている。具体的には、「全セラミック成形体MPの重量」/「支持具30の重量」≧0.3、好ましくは「全セラミック成形体MPの重量」/「支持具30の重量」≧1.0となるように予め各々の重量を設定しておけば、前記の冷却速度をより迅速化してより一層品質の高いリングバリスタを得ることができる。
Further, according to experiments, the cooling rate is a ratio of “the heat capacity of the
MP,MP1,MP2…セラミック成形体、10…支持具、11…側片、12…支持棒、13…錘棒、20…支持具、21…台板、22,22’…櫛形支持体、22b…支持棒、23…キャップ、30…支持具、31…台板、32…支持棒、32b…支持面。
MP, MP1, MP2 ... ceramic molded body, 10 ... support, 11 ... side piece, 12 ... support bar, 13 ... weight bar, 20 ... support, 21 ... base plate, 22, 22 '... comb support, 22b ... support rod, 23 ... cap, 30 ... support, 31 ... base plate, 32 ... support rod, 32b ... support surface.
Claims (5)
前記多数のセラミック成形体は支持具を前後方向及び左右方向から見た状態でその前後端及び左右端に位置する全てのセラミック成形体の殆どの部分が露出するように支持具に保持されており、該保持状態を維持したままトンネル状の焼成炉内を通過する、
ことを特徴とする電子部品製造方法。 An electronic component manufacturing method comprising a firing step in which a large number of ceramic compacts are sintered together to form a semiconductor by passing a fireproof support holding a large number of ceramic compacts in a predetermined posture through a tunnel-like firing furnace. Because
The large number of ceramic molded bodies are held by the support so that most of the ceramic molded bodies located at the front and rear ends and the left and right ends thereof are exposed when the support is viewed from the front-rear direction and the left-right direction. , Passing through the tunnel-like firing furnace while maintaining the holding state,
An electronic component manufacturing method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1に記載の電子部品製造方法。 All ceramic molded bodies located at the front and rear ends and the left and right ends are exposed at a half or more when viewed from each direction.
The electronic component manufacturing method according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電子部品製造方法。 The support is provided with a plurality of support bars capable of holding the ceramic molded body in an upright state by supporting the arc-shaped outer surface of the ceramic molded body having an arc-shaped outer surface at two locations, and the support is stacked in multiple stages. Passed through the firing furnace in a
The electronic component manufacturing method according to claim 1, wherein the electronic component manufacturing method is an electronic component manufacturing method.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電子部品製造方法。 The support is provided with a plurality of support bars in a predetermined arrangement in the vertical direction and the front-rear direction that can be held in a state where the ceramic molded body is suspended by supporting the arc-shaped inner surface of the ceramic molded body having an arc-shaped inner surface in one place. The support passes through the firing furnace as it is,
The electronic component manufacturing method according to claim 1, wherein the electronic component manufacturing method is an electronic component manufacturing method.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電子部品製造方法。
The support is capable of holding the ceramic molded body in a vertical state by supporting three places of the lowest ceramic molded body of the vertical one in which the ring-shaped ceramic molded bodies are overlapped so that their annular surfaces are in contact with each other. A plurality of support rods are provided in a predetermined arrangement in the front-rear direction and the left-right direction, and the support passes through the firing furnace as it is.
The electronic component manufacturing method according to claim 1, wherein the electronic component manufacturing method is an electronic component manufacturing method.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009082881A (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Nok Corp | Manufacturing method for glass-sealed porous ceramic hollow thread |
JP2011099708A (en) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Horiba Ltd | Crucible baking apparatus |
-
2004
- 2004-03-29 JP JP2004096055A patent/JP4480438B2/en not_active Expired - Lifetime
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JP2009082881A (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Nok Corp | Manufacturing method for glass-sealed porous ceramic hollow thread |
JP2011099708A (en) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Horiba Ltd | Crucible baking apparatus |
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