JP2011046562A - Setter for firing ceramic green sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品の製造に使用されるセラミックグリーンシート、特に、フェライトグリーンシートの焼成時に用いられるセッターに関するものである。 The present invention relates to a setter used for firing a ceramic green sheet used for manufacturing an electronic component, particularly a ferrite green sheet.
近年、インダクター、キャパシタ、インピーダンス素子等の電子部品の小型化、軽量化、低コスト化に対する要求はますます高まっており、特にセラミック材料を用いた素子を得る際には、素子の薄型化に適合する手法として、種々のセラミックグリーンシートを焼成する方法が用いられている。 In recent years, demands for smaller, lighter, and lower cost electronic components such as inductors, capacitors, and impedance elements are increasing. Especially when obtaining elements using ceramic materials, they are suitable for thinning elements. As a technique to do this, various ceramic green sheets are fired.
セラミックグリーンシートは、有機バインダーと、セラミック原料粉末と、揮発性の分散媒を均一に攪拌混合したスラリーを、ポリエチレンテレフタレートに代表されるキャリアシート上に所望の厚さとなるよう塗布した後、乾燥により、揮発性の分散媒を除去して得られる。 A ceramic green sheet is a slurry obtained by uniformly stirring and mixing an organic binder, ceramic raw material powder, and a volatile dispersion medium on a carrier sheet typified by polyethylene terephthalate, and then drying it. It can be obtained by removing the volatile dispersion medium.
この製造工程において、分散媒がスラリー中に占める体積が乾燥とともに徐々に減じる結果、乾燥の末期においては、バインダーとセラミック原料粉末が互いに結合して、均一でかつ緻密なセラミックグリーンシートが得られる。 In this manufacturing process, the volume occupied by the dispersion medium in the slurry is gradually reduced with drying. As a result, at the end of drying, the binder and the ceramic raw material powder are bonded to each other, and a uniform and dense ceramic green sheet is obtained.
このセラミックグリーンシートを所望の形状に切断もしくは分割し、焼成時にセラミックグリーンシートを載せる台であるセッターに載置して、焼成しセラミックシートが得られる。セラミックグリーンシートは、スラリーの均一性を反映した均質さと緻密さを有しているので、焼成して得られるセラミックシートも均質な組織が得られる。 The ceramic green sheet is cut or divided into a desired shape, placed on a setter that is a stage on which the ceramic green sheet is placed during firing, and fired to obtain a ceramic sheet. Since the ceramic green sheet has homogeneity and density reflecting the uniformity of the slurry, the ceramic sheet obtained by firing can obtain a homogeneous structure.
セラミックグリーンシートを焼成して得られるセラミックシートは、その用途に応じて薄膜状のもの、厚膜状のもの等様々あり、いずれも、ひび割れや亀裂、反り、内部空孔等の欠陥のない高品質なものが要求されている。 Ceramic sheets obtained by firing ceramic green sheets are various, depending on their use, such as thin films and thick films, all of which are free from defects such as cracks, cracks, warpage, and internal voids. Quality is required.
ところが、セラミックグリーンシートの厚さは、数μmから500μmと薄いため、セラミックグリーンシートの成分がセッター表面に拡散して失われてしまう、もしくは、セッターの成分がセラミックグリーンシートへ侵入してしまうことにより、焼成後セラミックシートに割れや歪み、反りが生じたり、特性に劣化が生じることがある。 However, since the thickness of the ceramic green sheet is as thin as several μm to 500 μm, the components of the ceramic green sheet are lost by diffusing to the setter surface, or the components of the setter enter the ceramic green sheet. As a result, the ceramic sheet may be cracked, distorted, warped or deteriorated in characteristics after firing.
特に、セラミックグリーンシートが含有する成分のうち例えばZnは、焼結温度に対して大きな影響を有している。Znのセッターへの拡散により、セラミックグリーンシートの各部で焼結収縮率の差異が生ずる結果となり、割れや歪み、反りの発生がより顕著となることがある。 In particular, for example, Zn among the components contained in the ceramic green sheet has a great influence on the sintering temperature. The diffusion of Zn into the setter results in differences in the sintering shrinkage at each part of the ceramic green sheet, and the occurrence of cracks, distortions, and warpage may become more prominent.
また、セッター含有成分のうち例えばSiO2は、セラミックグリーンシートの焼結温度に対して大きな影響を有している。SiO2のセラミックグリーンシートへの拡散により、同様に割れや歪み、反りの発生が顕著となることがある。 Of the setter-containing components, for example, SiO 2 has a great influence on the sintering temperature of the ceramic green sheet. Due to the diffusion of SiO 2 into the ceramic green sheet, the occurrence of cracks, distortions, and warping may be noticeable.
そこで、セラミックシートの品質を安定させるため、表面にセラミックグリーンシートに含有される成分の敷き粉からなる敷き粉層を形成したセッターや、表面にジルコニアコーティング層を形成したセッターを用いてセラミックグリーンシートを焼成することにより、セッターとセラミックグリーンシートとの反応を防止する技術が開示されている。 Therefore, in order to stabilize the quality of the ceramic sheet, a ceramic green sheet using a setter with a surface layer formed of a surface powder of components contained in the ceramic green sheet or a setter with a surface formed with a zirconia coating layer is used. A technique for preventing the reaction between the setter and the ceramic green sheet by firing the ceramic is disclosed.
特許文献1では、セッター表面に設けた溝に、被焼成物とほぼ同一組成を有する敷き粉を押し固めて配置したセッターを用いて、セッターとセラミックグリーンシートの反応を防止する方法が開示されている。
特許文献2では、敷き粉成分を含むスラリーをキャリアシート上に成膜してセラミックグリーンシートを成形して乾燥させ、キャリアシートから剥離したセラミックグリーンシートをセッター上に載置して焼成を行うことにより、セッター表面に敷き粉層を形成したセッターを用いてセッターとセラミックグリーンシートの反応を防止する方法が開示されている。
In
特許文献3においては、セッター表面にジルコニアを噴霧した後、焼成することにより、所定の中心線平均粗さ(Ra)と所定の空孔率を有するジルコニアコーティング層が形成されたセッターを用いて、セッターとセラミックグリーンシートの反応を防止する方法が開示されている。
In
また、特許文献4においては、セッター表面にジルコニアを溶射することにより、所定の中心線平均粗さ(Ra)と所定の厚さを有するジルコニアコーティング層が形成されたセッターを用いて、セッターとセラミックグリーンシートの反応を低減する方法が開示されている。
In
特許文献1に開示された方法のように、表面にセラミックグリーンシートとほぼ同一組成を有する敷き粉を押し固めたセッター上で焼成を行うと、押し固めた敷き粉の焼成が進行するので、セッターから敷き粉が脱落する現象が発生する。従って、定期的に敷き粉層の除去と再形成を行う必要がある。セラミックシートの品質を安定させるためには、セラミッセラミックグリーンシートの焼成ごとにセッター上に敷き粉を散布する工程と除去する工程が必要となり、作業工程が複雑化するという問題があった。
As in the method disclosed in
次に、特許文献2に開示された方法においては、敷き粉を含むセラミックグリーンシートを成膜した後、セッター上に載置して焼成しても、敷き粉層をなすセラミックグリーンシートとセッターの結合力が十分に得られずに、焼成後のセッター表面に敷き粉がむらなく塗布された敷き粉層は形成できないことがあるという問題があった。また、このセッターを用いて繰り返し焼成することによっても、敷き粉が脱落する現象が発生するという問題があった。したがって、安定した品質のセラミックシートが製造できないという問題があった。
Next, in the method disclosed in
また、特許文献3に開示されたセッター表面にジルコニアを噴霧後に焼成することにより、セッター表面にジルコニアコーティング層を形成する方法においても、セッター表面の平均粗さによっては、セッター表面に安定したジルコニアコーティング層が得られないという問題があった。したがってこのセッターを用いて繰り返し焼成することによっても、ジルコニアの剥離や脱落が生ずるという問題があった。
Also, in the method of forming a zirconia coating layer on the setter surface by spraying zirconia on the setter surface disclosed in
また、特許文献4に開示されたセッター表面に溶射によりジルコニアコーティング層を形成する方法においては、ジルコニアの剥離や脱落を防いで耐久性を向上させることができるが、溶射を行うことにより製造コストが高くなるという問題があった。
Further, in the method of forming a zirconia coating layer by spraying on the setter surface disclosed in
本発明は、上記の課題を解決しセラミックグリーンシートの焼成毎にセッター表面に敷き粉の散布と除去を行う等の工程を含まずに、割れや歪み、反りが生じたり、特性に劣化が生じることなく焼成でき、繰り返し焼成を行っても品質の安定したセラミックシートが製造できる、安価なセラミックグリーンシート焼成用セッターを提供することである。 The present invention solves the above-mentioned problems and does not include a process of spreading and removing the spreader on the setter surface every time the ceramic green sheet is fired, causing cracks, distortion, warpage, and deterioration of characteristics. It is an object of the present invention to provide an inexpensive ceramic green sheet firing setter which can be fired without any trouble and can produce a ceramic sheet having a stable quality even after repeated firing.
本発明は、中心線平均粗さ(Ra)が2μm以上10μm以下の表面粗さを有する表面に、厚さ10μm以上50μm以下のNiZn系スピネルフェライト層を設けたことを特徴とするセラミックグリーンシート焼成用セッターである。 The present invention provides a sintered ceramic green sheet characterized in that a NiZn-based spinel ferrite layer having a thickness of 10 μm or more and 50 μm or less is provided on a surface having a center line average roughness (Ra) of 2 μm or more and 10 μm or less. It is a setter.
また、本発明は、前記NiZn系スピネルフェライト層には、0.02質量%以上1.5質量%以下のBi2O3が含有されていることを特徴とする上記のセラミックグリーンシート焼成用セッターである。 In the present invention, the NiZn-based spinel ferrite layer contains 0.02 to 1.5% by mass of Bi 2 O 3 in the ceramic green sheet firing setter described above, It is.
セラミックグリーンシート、特に、フェライトグリーンシートを焼成する場合には、フェライトグリーンシートとセッターの反応、もしくは両者間での成分元素の相互拡散を防止するために、セッター表面にフェライト層を形成した後、セッター上にアルミナやジルコニアの粉末を均一に散布し、この上にフェライトグリーンシートを載置して焼成していたが、本発明によれば、焼成ごとにセッター上にアルミナやジルコニアの粉末を散布する工程と除去する工程が不要となるので、作業工程が複雑化するという問題が解決される。 When firing a ceramic green sheet, particularly a ferrite green sheet, after forming a ferrite layer on the setter surface in order to prevent the reaction between the ferrite green sheet and the setter, or the mutual diffusion of component elements between the two, Alumina or zirconia powder was uniformly spread on the setter, and a ferrite green sheet was placed on the setter and fired. According to the present invention, the alumina and zirconia powder was spread on the setter each time the fired. This eliminates the need for a process to be performed and a process to be removed, thereby solving the problem that the work process becomes complicated.
本発明のセラミックグリーンシート焼成用セッターの表面にフェライト層を設けることにより、セッターとフェライトグリーンシートの反応を抑制することができるので、各部の成分の変動により収縮率に差が生じることが無くなり、焼成によるフェライトシートに割れや歪み、反りが生じたり、特性劣化の発生を抑制することができる。 By providing a ferrite layer on the surface of the ceramic green sheet firing setter of the present invention, the reaction between the setter and the ferrite green sheet can be suppressed, so there is no difference in shrinkage due to fluctuations in the components of each part, It is possible to suppress cracking, distortion, warpage, and deterioration of characteristics in the ferrite sheet due to firing.
本発明のセラミックグリーンシート焼成用セッターのフェライト層の厚さを10μm以上50μm以下とすることにより、セッターと、セラミックグリーンシート間の成分の相互拡散を十分小さくすることができるとともに、フェライト層が厚すぎる場合に生ずる、フェライト層のセッターからの剥離もしくは脱落を防止することができる。 By setting the thickness of the ferrite layer of the setter for firing a ceramic green sheet of the present invention to 10 μm or more and 50 μm or less, mutual diffusion of components between the setter and the ceramic green sheet can be sufficiently reduced, and the ferrite layer is thick. It is possible to prevent the ferrite layer from peeling off or falling off when it is too high.
本発明のセラミックグリーンシート焼成用セッターのように、表面粗さを中心線平均粗さ(Ra)が2μm以上10μm以下とすることにより、セッター表面とフェライト層の固着力が高まり、フェライト層のセッターからの剥離もしくは脱落を防止することができるとともに、焼成後の表面は十分に平滑となり、表面の反りの小さなフェライトシートを得ることができる。 Like the ceramic green sheet firing setter of the present invention, by setting the surface roughness to a center line average roughness (Ra) of 2 μm or more and 10 μm or less, the fixing force between the setter surface and the ferrite layer is increased, and the setter of the ferrite layer is increased. Can be prevented from peeling or falling off, and the surface after firing is sufficiently smooth, and a ferrite sheet having a small surface warpage can be obtained.
また、セッター表面にジルコニアコーティング層を形成する場合のようにコストの高い溶射による技術を用いることなく安価な方法で製造することが可能である。 Further, it can be manufactured by an inexpensive method without using a high-cost thermal spraying technique as in the case of forming a zirconia coating layer on the setter surface.
セッター表面にBi2O3の含有量が0.2質量%以上1.5質量%以下のフェライト層を設けることによって、Bi2O3による焼結促進効果が生じ、グリーンシート表裏における焼成時の収縮率の差が解消される効果が得られる。すなわち、グリーンシート焼成時に、セッター表面からBi2O3成分がフェライトシート側に適正量拡散されることにより、焼成フェライトシートの表面の反りを戻し、反りが小さく優れた焼成フェライトシートが得られる。 By providing a ferrite layer having a Bi 2 O 3 content of 0.2% by mass or more and 1.5% by mass or less on the surface of the setter, an effect of promoting the sintering by Bi 2 O 3 occurs, The effect of eliminating the difference in shrinkage rate is obtained. That is, when a proper amount of Bi 2 O 3 component is diffused from the setter surface to the ferrite sheet side when the green sheet is fired, the surface of the fired ferrite sheet is warped, and an excellent fired ferrite sheet with little warpage is obtained.
本発明のセラミックグリーンシート焼成用セッターを用いてフェライトグリーンシートを焼成することにより、フェライトグリーンシートとセッター表面の反応、もしくは両者間での成分元素の相互拡散を防止することが可能となり、割れや歪み、反りの発生が少なく平坦度が高く、かつ、特性ばらつきの少ないフェライトシートが得られる。 By firing the ferrite green sheet using the ceramic green sheet firing setter of the present invention, it becomes possible to prevent the reaction between the ferrite green sheet and the setter surface, or the mutual diffusion of the component elements between the two, cracking and A ferrite sheet with little distortion and warpage, high flatness and little characteristic variation can be obtained.
本発明を実施するための形態について図を参照して説明する。図1は本発明によるセラミックグリーンシート焼成用セッターの説明図であり、図1(a)は、セッター表面の説明図である。図1(b)はフェライト層の説明図である。 An embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a setter for firing ceramic green sheets according to the present invention, and FIG. 1 (a) is an explanatory view of a setter surface. FIG. 1B is an explanatory diagram of the ferrite layer.
図1(a)に示したように、本発明のセラミックグリーンシート焼成用セッターのセッター1は、純度96%アルミナを金型成形して製造されている。セラミックグリーンシート載置面2は、表面粗さを中心線平均粗さ(Ra)で2μm以上10μm以下を満足するように加工されている。サンドブラスト加工が施された金型を用いて成形することにより、微細な表面粗さを有している。
As shown in FIG. 1 (a), the
図1(b)に示したように、本発明のセラミックグリーンシート焼成用セッターは、セッター1のセラミックグリーンシート載置面2にフェライト層3が形成されている。フェライト層3と焼成されるフェライトグリーンシートは、成分や組成が同一であることが望ましいが、必ずしも同一である必要は無い。
As shown in FIG. 1B, the ceramic green sheet firing setter of the present invention has a
フェライト層3は、フェライト粉末と、バインダーと、揮発性の分散媒を均一に攪拌混合したスラリーを、フェライトグリーンシート載置面2に塗布して形成される。スラリー塗布後に800℃以上の温度で熱処理することにより、フェライト層3が形成される。フェライト層3の厚さは焼成後に10μm以上50μm以下になるように印刷、乾燥、熱処理が施される。フェライト層の塗布方法としては、スクリーン印刷に限らず、ディップや吹きつけ等、厚さ10μm以上50μm以下を満足できる方法であれば良い。
The
図2は、本発明によるセラミックグリーンシート焼成用セッターにフェライトグリーンシートを載置させた形態の説明図である。フェライト層3の上にフェライトグリーンシート4が載置されている。この形態でフェライトグリーンシート4を焼成してフェライトシートが得られる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a form in which a ferrite green sheet is placed on a ceramic green sheet firing setter according to the present invention. A ferrite
ここでフェライトグリーンシート4は、グリーンシート製造装置を用いて製造される。スラリーは主原料であるフェライト原料粉末の重量を決定した後、バインダーと揮発性分散と媒添加物を混合機で、混合、攪拌することにより得られる。
Here, the ferrite
フェライトグリーンシートは、グリーンシート製造装置のスラリー吐出口の開口部高さを、所望の塗布膜厚が得られるように調整して、キャリーシート上に塗布して作製する。このようなスラリー塗布方法は、ダイスロット方式といわれている。 The ferrite green sheet is prepared by adjusting the height of the opening of the slurry discharge port of the green sheet manufacturing apparatus so as to obtain a desired coating film thickness, and applying it on the carry sheet. Such a slurry coating method is called a die slot method.
次にフェライトグリーンシートは、60℃、相対湿度80%に保持されたグリーンシート製造装置の乾燥ゾーン内を、一定速度で搬送して乾燥される。乾燥されたフェライトグリーンシートをキャリーシートから剥離して、切断する。乾燥し切断されたフェライトグリーンシートを、先に作製したセラミックグリーンシート焼成用アルミナセッターに載置して焼成して、フェライトシートが得られる。 Next, the ferrite green sheet is transported and dried at a constant speed in the drying zone of the green sheet manufacturing apparatus maintained at 60 ° C. and 80% relative humidity. The dried ferrite green sheet is peeled off from the carry sheet and cut. The ferrite green sheet that has been dried and cut is placed on the previously prepared ceramic green sheet firing alumina setter and fired to obtain a ferrite sheet.
サンドブラスト加工が施された金型を用いて成形により表面粗さが異なるアルミナセッターにフェライト層を設けてフェライトグリーンシート焼成用セッターを製作し、フェライトグリーンシートを焼成することにより、フェライト層の剥離もしくは脱落と、焼成上がりのフェライトシートの反りを測定した。 Ferrite green sheet firing setter is produced by providing a ferrite layer on an alumina setter having a different surface roughness by molding using a mold subjected to sandblasting, and then firing the ferrite green sheet, The warpage of the ferrite sheet after falling off and after firing was measured.
始めにフェライトスラリーを作製した。化学式で27.5(Ni0.9Cu0.1)O−23.0ZnO−49.5Fe2O3の組成を有するNi−Cu−Zn系フェライトの粉末に、有機バインダーとしてポリビニルブチラールを5重量部、揮発性分散剤としてエタノールを35重量部、他に少量の可塑剤、増粘剤を添加し、ボールミルにより20時間の混合を行った。 First, a ferrite slurry was prepared. 5 weight of polyvinyl butyral as an organic binder is added to the powder of Ni—Cu—Zn based ferrite having the chemical formula 27.5 (Ni 0.9 Cu 0.1 ) O-23.0ZnO-49.5Fe 2 O 3 In addition, 35 parts by weight of ethanol as a volatile dispersant, a small amount of a plasticizer and a thickener were added, and the mixture was mixed by a ball mill for 20 hours.
次にセッターは、表面にサンドブラスト加工が施された成形金型を用いて、純度96%のアルミナを用いて、厚さ4mm、一辺200mmの正方形のものを成形した。平均表面粗さは、Ra=0.5、2、6、10、20μmの5種類とした。 Next, the setter was formed into a square having a thickness of 4 mm and a side of 200 mm using alumina having a purity of 96% using a molding die whose surface was sandblasted. The average surface roughness was Ra = 0.5, 2, 6, 10, 20 μm.
各セッターに図1(a)に示したようにフェライトグリーンシート載置面2にスクリーン印刷によりフェライトスラリーを塗布し、大気中で900℃、保持時間3時間の熱処理を行い、図1(b)に示したようなフェライト層3が形成されたフェライトグリーンシート焼成用のセッターを製造した。焼成後のフェライト層の平均厚さは、5、10、30、50、60、100μmの6種類とした。
As shown in FIG. 1 (a), a ferrite slurry is applied to each setter by screen printing on the ferrite green
次に、これらのフェライトグリーンシート焼成用のアルミナセッターに載置して焼成するための、フェライトグリーンシートを作製した。前述したフェライトスラリーを、ダイスロット方式によるグリーンシート製造装置の開口部幅200mm、開口部高さ0.8mmのスラリー吐出口から、ポリエチレンテレフタレートフィルム(以下PETフィルム)上に吐出させて、60℃、相対湿度80%に保持された乾燥ゾーン内を、一定速度で搬送して乾燥させてフェライトグリーンシートを作製した。 Next, the ferrite green sheet for mounting on these alumina green setters for baking and baking it was produced. The above-described ferrite slurry is discharged onto a polyethylene terephthalate film (hereinafter referred to as PET film) from a slurry discharge port having an opening width of 200 mm and an opening height of 0.8 mm of a die slot type green sheet manufacturing apparatus. A ferrite green sheet was produced by transporting and drying the inside of a drying zone maintained at a relative humidity of 80% at a constant speed.
次に図2に示しように各種セッター上のフェライトグリーンシート載置面2に40mm角に切断されたフェライトグリーンシート4を載置して焼成した。焼成条件は、箱型電気炉を用い、大気中雰囲気において 上昇速度100℃/時間、保持温度1000℃の温度とし、保持時間4時間、降温速度150℃/時間とした。焼成上がりのフェライトシートの厚さは0.4mmであった。
Next, as shown in FIG. 2, a ferrite
フェライトシートは、各種セッターごとに計40枚のフェライトグリーンシートの焼成を行い、割れ、並びに平坦性を評価した。平坦性評価は、フェライトシートを定盤上に静置した際の最高高さを、レーザー変位計(キーエンス社 KS−1100)により検知することにより評価した。 For the ferrite sheet, a total of 40 ferrite green sheets were fired for each setter and evaluated for cracking and flatness. The flatness was evaluated by detecting the maximum height when the ferrite sheet was allowed to stand on a surface plate with a laser displacement meter (Keyence Corporation KS-1100).
フェライト層形成前のセッターの表面粗さは、レーザー変位計により測定した。セッター上に形成されたフェライト層の厚さは、フェライト層形成前のセッター厚さと、セッター表面にフェライト層形成後、フェライト層形成面をバーチカル研磨機で研磨した上でのセッター厚さの差分とした。 The surface roughness of the setter before forming the ferrite layer was measured with a laser displacement meter. The thickness of the ferrite layer formed on the setter is the difference between the setter thickness before forming the ferrite layer and the setter thickness after the ferrite layer is formed on the setter surface and the ferrite layer forming surface is polished with a vertical polishing machine. did.
実施例1として、中心線平均表面粗さ(Ra)2μmのセッターに厚さ30μmのフェライト層を設けたセッターで焼成したフェライトシートとした。実施例2として、中心線平均表面粗さ(Ra)10μmのセッターに厚さ30μmのフェライト層を設けたセッターで焼成したフェライトシートとした。実施例3としては、中心線平均表面粗さ(Ra)6μmのセッターに厚さ10μmのフェライト層を設けたセッターで焼成したフェライトシートとした。実施例4としては、中心線平均表面粗さ(Ra)6μmのセッターに厚さ50μmのフェライト層を設けたセッターで焼成したフェライトシートとした。 As Example 1, a ferrite sheet fired with a setter in which a ferrite layer having a thickness of 30 μm was provided on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 2 μm. As Example 2, a ferrite sheet fired with a setter in which a ferrite layer having a thickness of 30 μm was provided on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 10 μm. In Example 3, a ferrite sheet fired with a setter in which a ferrite layer having a thickness of 10 μm was provided on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 6 μm. Example 4 was a ferrite sheet fired with a setter in which a ferrite layer having a thickness of 50 μm was provided on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 6 μm.
次に、比較例について説明する。比較例1として、中心線平均表面粗さ(Ra)0.5μmのセッターにフェライト層を設けなかったセッターで焼成したフェライトシートとした。比較例2として、中心線平均表面粗さ(Ra)6μmのセッターにフェライト層を設けなかったセッターで焼成したフェライトシートとした。比較例3として、中心線平均表面粗さ(Ra)0.5μmのセッターに厚さ30μmのフェライト層を設けたセッターで焼成したフェライトシートとした。 Next, a comparative example will be described. As Comparative Example 1, a ferrite sheet fired with a setter in which a ferrite layer was not provided on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 0.5 μm. As Comparative Example 2, a ferrite sheet fired with a setter in which a ferrite layer was not provided on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 6 μm. As Comparative Example 3, a ferrite sheet fired with a setter in which a ferrite layer having a thickness of 30 μm was provided on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 0.5 μm.
比較例4として、中心線平均表面粗さ(Ra)20μmのセッターに厚さ30μmのフェライト層を設けたセッターで焼成したフェライトシートとした。比較例5として、中心線平均表面粗さ(Ra)6μmのセッターに厚さ5μmのフェライト層を設けたセッターで焼成したフェライトシートとした。比較例6として、平均表面粗さ(Ra)6μmのセッターに厚さ60μmのセッターで焼成したフェライトシートとした。比較例7として、中心線平均表面粗さ(Ra)6μmのアルミナセッターに厚さ100μmのフェライト層を設けたセッターで焼成したフェライトシートとした。 As Comparative Example 4, a ferrite sheet fired with a setter in which a ferrite layer having a thickness of 30 μm was provided on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 20 μm. As Comparative Example 5, a ferrite sheet fired with a setter in which a ferrite layer having a thickness of 5 μm was provided on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 6 μm. As Comparative Example 6, a ferrite sheet fired with a setter having a thickness of 60 μm on a setter having an average surface roughness (Ra) of 6 μm. As Comparative Example 7, a ferrite sheet fired with a setter in which a ferrite layer having a thickness of 100 μm was provided on an alumina setter having a center line average surface roughness (Ra) of 6 μm.
各種セッターのフェライト層の剥離もしくは脱落発生件数と、各種セッターに載置して焼成上がりのフェライトシートにおける最高高さの平均値の測定結果を表1に示した。各種セッターのフェライト層の剥離もしくは脱落発生件数は、10枚のセッターを10回焼成に用いた後にフェライト層に剥離もしくは脱落が発生した枚数である。フェライトシートにおける最高高さの平均値の測定結果は、フェライトシート40枚の最高高さの平均値であり、フェライトシートの反りの大きさを表している。 Table 1 shows the number of occurrences of peeling or dropping of the ferrite layers of various setters, and the average value of the maximum height of the ferrite sheets placed on the various setters and fired. The number of occurrences of peeling or dropping of the ferrite layer of various setters is the number of peeling or dropping of the ferrite layer after using 10 setters for 10 times firing. The measurement result of the average value of the maximum height in the ferrite sheet is the average value of the maximum height of 40 ferrite sheets, and represents the magnitude of warpage of the ferrite sheet.
実施例1、2では、セッターのフェライト層に剥離脱落は発生しなかった。最高高さは、0.6mm以下となりフェライトシートの反りの小さな優れたフェライトシートが得られた。セッターの中心線平均表面粗さ(Ra)を2、10μmとして、フェライト層を30μmとすることで、セッターにフェライト層が安定して形成され、反りの小さなフェライトシートが製造できた。 In Examples 1 and 2, no peeling off occurred in the ferrite layer of the setter. The maximum height was 0.6 mm or less, and an excellent ferrite sheet with small warpage of the ferrite sheet was obtained. By setting the center line average surface roughness (Ra) of the setter to 2 and 10 μm and the ferrite layer to 30 μm, the ferrite layer was stably formed on the setter, and a ferrite sheet with small warpage could be manufactured.
実施例3、4では、セッターのフェライト層に剥離脱落は発生しなかった。フェライトシートの最高高さは、0.6mm以下となりフェライトシートの反りの小さな優れたフェライトシートが得られた。セッターの中心線平均表面粗さ(Ra)を6μmとして、フェライト層を10、50μmとすることで、セッターにフェライト層が安定して形成され、反りの小さなフェライトシートが製造できた。 In Examples 3 and 4, no peeling off occurred in the ferrite layer of the setter. The maximum height of the ferrite sheet was 0.6 mm or less, and an excellent ferrite sheet with small warpage of the ferrite sheet was obtained. By setting the center line average surface roughness (Ra) of the setter to 6 μm and the ferrite layer to 10, 50 μm, the ferrite layer was stably formed on the setter, and a ferrite sheet with small warpage could be produced.
比較例1、2では、セッターにフェライト層を設けていないので、フェライト層の剥離は無いが、フェライトシートの最高高さが1.2mmとなっており、作製したフェライトシートの中で最も反りが大きくなった。 In Comparative Examples 1 and 2, since the ferrite layer is not provided on the setter, the ferrite layer is not peeled off, but the maximum height of the ferrite sheet is 1.2 mm, and the most warped of the produced ferrite sheets. It became bigger.
比較例3では、中心線平均表面粗さ(Ra)が0.5μmのセッターにフェライト層30μmを形成したが、10枚のセッター全てのフェライト層に剥離脱落が発生した。中心線平均表面粗さ(Ra)が0.5μmのアルミナセッターでは、表面が平滑すぎるため、フェライト層が安定して形成されなかったためと考えられる。 In Comparative Example 3, the ferrite layer 30 μm was formed on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 0.5 μm, but peeling and dropping occurred in all of the 10 setters. This is probably because the alumina setter having a center line average surface roughness (Ra) of 0.5 μm has a surface that is too smooth and the ferrite layer has not been stably formed.
比較例4では、中心線平均表面粗さ(Ra)が20μmのセッターにフェライト層30μmを形成した。ところが、セッターの表面粗さが大きすぎるため、セッター表面に均一な厚さのフェライト層が形成できず、フェライトグリーンシート焼成用セッターとしては、不適当と判断し、フェライトグリーンシートの記載置焼成実験は行わなかった。 In Comparative Example 4, a ferrite layer of 30 μm was formed on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 20 μm. However, since the surface roughness of the setter is too large, a ferrite layer with a uniform thickness cannot be formed on the setter surface. Did not.
比較例5では、中心線平均表面粗さ(Ra)が6μmのセッターにフェライト層5μmを形成した。フェライト層の剥離は発生しなかったが、フェライトシートの最高高さが1.1mmとなり、フェライトシートの反りが大きくなった。セッター表面のフェライト層の厚さが薄すぎるため、フェライト層を設けた効果がなく、セッターとフェライトグリーンシート間で成分の相互拡散が生じてしまいフェライトシートの反りが大きくなったと考えられる。 In Comparative Example 5, a ferrite layer of 5 μm was formed on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 6 μm. The ferrite layer was not peeled off, but the maximum height of the ferrite sheet was 1.1 mm, and the warpage of the ferrite sheet was increased. Since the thickness of the ferrite layer on the setter surface is too thin, there is no effect of providing a ferrite layer, and mutual diffusion of components occurs between the setter and the ferrite green sheet, and it is considered that the warpage of the ferrite sheet is increased.
比較例6、7では、中心線平均表面粗さ(Ra)が6μmのセッターにフェライト層60、100μmを形成した。セッター上のフェライト層の平均厚さが厚すぎるため、フェライト層にひびが生じ、比較例6では10枚中1枚、比較例7では10枚中8枚フェライト層が脱落した。 In Comparative Examples 6 and 7, ferrite layers 60 and 100 μm were formed on a setter having a center line average surface roughness (Ra) of 6 μm. Since the average thickness of the ferrite layer on the setter was too thick, the ferrite layer was cracked. In Comparative Example 6, one out of 10 ferrite layers and in Comparative Example 7 eight out of 10 ferrite layers were dropped.
以上、本発明の中心線平均表面粗さ(Ra)の範囲を有するセッターに、本発明の厚さ範囲のフェライト層を備えたセッターによれば、優れたフェライトシートが得られた。 As described above, according to the setter having the ferrite layer having the thickness range of the present invention in the setter having the range of the center line average surface roughness (Ra) of the present invention, an excellent ferrite sheet was obtained.
次に、Bi2O3含有量が異なるフェライトスラリーを塗布したセッターを用いて、フェライトシートを作製した。セッター表面の中心線平均表面粗さ(Ra)は、6μmとして、フェライト層の厚みは、30μmとした。実施例5として、Bi2O3含有量が0.2質量%のフェライトスラリーにてフェライト層を形成したセッターを作製した。実施例6として、Bi2O3含有量が0.5質量%のフェライトスラリーにてフェライト層を形成したセッターを作製した。実施例7として、Bi2O3含有量が1.0質量%のフェライトスラリーにてフェライト層を形成したセッターを作製した。実施例8として、Bi2O3含有量が1.5質量%のフェライトスラリーにてフェライト層を形成したセッターを作製した。比較例8として、Bi2O3含有量が0質量%のフェライトスラリーにてフェライト層を形成したセッターを作製した。比較例9として、Bi2O3含有量を1.5質量%のフェライトスラリーにてフェライト層を形成したセッターを作製した。 Next, using a setter content of Bi 2 O 3 was coated with different ferrite slurry, to prepare a ferrite sheet. The center line average surface roughness (Ra) of the setter surface was 6 μm, and the thickness of the ferrite layer was 30 μm. As Example 5, a setter having a ferrite layer formed of a ferrite slurry having a Bi 2 O 3 content of 0.2% by mass was produced. As Example 6, a setter having a ferrite layer formed of a ferrite slurry having a Bi 2 O 3 content of 0.5% by mass was produced. As Example 7, a setter having a ferrite layer formed of a ferrite slurry having a Bi 2 O 3 content of 1.0 mass% was produced. As Example 8, a setter having a ferrite layer formed of a ferrite slurry having a Bi 2 O 3 content of 1.5% by mass was produced. As Comparative Example 8, a setter having a ferrite layer formed of a ferrite slurry having a Bi 2 O 3 content of 0% by mass was produced. As Comparative Example 9, a setter having a ferrite layer formed of a ferrite slurry having a Bi 2 O 3 content of 1.5% by mass was produced.
各種セッターのフェライト層の剥離もしくは脱落発生件数と、各種セッターに載置して焼成上がりのフェライトシートにおける最高高さの平均値の測定結果を表2に示した。各種セッターのフェライト層の剥離もしくは脱落発生件数と、フェライトシートにおける最高高さの平均値の測定方法は、前述と同様である。 Table 2 shows the number of occurrences of peeling or dropping of the ferrite layer of various setters and the average value of the maximum height of the ferrite sheet placed on the various setters and fired. The method for measuring the number of occurrences of peeling or dropping of the ferrite layers of various setters and the average value of the maximum height of the ferrite sheet is the same as described above.
表2に示した評価結果より、実施例5、6、7、比較例8、9全てのセッターにてフェライト層の剥離もしくは脱落は発生しなかった。これは、セッター上のフェライト層の平均厚みが、30μmで、セッター表面の平均表面粗さRaが6μmの時最適化されているためである。 From the evaluation results shown in Table 2, the ferrite layers were not peeled off or dropped off in all the setters of Examples 5, 6, 7 and Comparative Examples 8 and 9. This is because the ferrite layer on the setter is optimized when the average thickness of the ferrite layer is 30 μm and the average surface roughness Ra of the setter surface is 6 μm.
しかし、焼成されたフェライトシートにおける最高高さの平均値の測定結果に着目すると、実施例5、6、7では、0.1mm以下となり、反りが小さい優れた焼成フェライトシートが得られた。実施例8においても、0.6mmとなった。比較例8については、0.5mmとなったが、比較例9については、0.9mmとなった。これらの結果から、セッター表面に形成するフェライト層のBi2O3の含有量が0.2質量%以上1.5質量%以下の場合に、反りが小さい優れた焼成フェライトシートが得られた。 However, paying attention to the measurement result of the average value of the maximum height in the fired ferrite sheet, in Examples 5, 6, and 7, an excellent fired ferrite sheet having a warp of 0.1 mm or less was obtained. Also in Example 8, it was 0.6 mm. In Comparative Example 8, it was 0.5 mm, but in Comparative Example 9, it was 0.9 mm. From these results, when the content of Bi 2 O 3 in the ferrite layer formed on the setter surface was 0.2% by mass or more and 1.5% by mass or less, an excellent fired ferrite sheet with small warpage was obtained.
1 セッター
2 セラミックグリーンシート載置面
3 フェライト層
4 フェライトグリーンシート
1
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