JP2014148436A - Method for manufacturing burned tool - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a burned tool which can appropriately come in contact with a mating material when being used.SOLUTION: The method for manufacturing the burned tool comprises the steps of: burning a mixed powder having a fine ceramic powder and a pore-forming agent; and then polishing a part that becomes a surface.

Description

本発明は、表面に特徴を有する焼成治具の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a firing jig having features on the surface.

電子部品や半導体デバイス等のデバイスは、焼成プロセス(熱処理プロセス)を経て製造されている。このようなデバイスは、一般に、原料を調合・成形した後、セッターなどの焼成治具の表面上(載置面上)に載置し、加熱炉で高温にて焼成(熱処理)することにより、セラミック焼成体とし、次いで、これに電極を形成する等の加工をした後、最終的に組み立てることにより製造される。   Devices such as electronic components and semiconductor devices are manufactured through a firing process (heat treatment process). Generally, such a device is prepared by preparing and shaping the raw material, placing it on the surface of a firing jig such as a setter (on the mounting surface), and firing (heat treatment) at a high temperature in a heating furnace, It is manufactured by making a ceramic fired body and then assembling it after processing such as forming an electrode on it.

電子部品等のデバイスは、例えば、セラミックコンデンサ、セラミック圧電材料、マイクロ波誘電体、高周波用フィルタ、半導体コンデンサ、サーミスタ、セラミックバリスタ、セラミックセンサ等をあげることができ、その原料として、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、希土類酸化物、あるいはこれらの複合物等のセラミックス材料をあげることができる。   Examples of devices such as electronic components include ceramic capacitors, ceramic piezoelectric materials, microwave dielectrics, high frequency filters, semiconductor capacitors, thermistors, ceramic varistors, ceramic sensors, etc. Examples thereof include ceramic materials such as barium, lead zirconate titanate, strontium titanate, zinc oxide, zirconium oxide, rare earth oxides, and composites thereof.

これらのデバイスは、セラミックス材料に樹脂系等のバインダを含んだ原料を焼成して製造される。このバインダは、焼成時に高温により蒸散することで焼成体(製造されるデバイス)に含まれなくなる。   These devices are manufactured by firing a raw material containing a resin-based binder in a ceramic material. This binder is not contained in the fired body (device to be manufactured) by evaporating at a high temperature during firing.

バインダの蒸散が不十分となると、デバイス中にバインダが残留することとなる。デバイスに残留したバインダは、部分的に抵抗値の特性を変化させる。つまり、デバイスが所望の特性を発揮できなくなる。すなわち、焼成されて製造されるデバイスは不良品となる。このため、焼成時にデバイス(被処理物)が搭載されるセッターには、特許文献1に記載のように、バインダの蒸散を妨げないことが求められている。   If the binder transpiration is insufficient, the binder will remain in the device. The binder remaining in the device partially changes the characteristic of the resistance value. That is, the device cannot exhibit desired characteristics. That is, a device manufactured by baking becomes a defective product. For this reason, as described in Patent Document 1, a setter on which a device (object to be processed) is mounted at the time of firing is required not to hinder binder evaporation.

焼成時にバインダの蒸散を妨げないように、焼成治具の表面にブラスト処理を施して、表面(被処理物の載置面)に凹凸を形成し、微細な隙間を形成することで、蒸散時のバインダを被処理物から拡散することが行われている。   In order not to disturb the transpiration of the binder during firing, the surface of the firing jig is blasted to form irregularities on the surface (the surface on which the object is to be treated) and fine gaps are formed. The binder is diffused from the workpiece.

さらに、焼成治具には、被処理物と反応を生じることが抑えられていることが求められている。焼成治具と被処理物とが反応を生じると、反応生成物が焼成後の被処理物の特性の低下を招く。さらに、焼成治具と被処理物とが反応を生じると、焼成治具の原料に用いられている粒子が被処理物と反応(焼結)して被処理物に付着するという問題も発生していた。   Further, the firing jig is required to suppress the reaction with the object to be processed. When a reaction occurs between the firing jig and the object to be processed, the reaction product causes a deterioration in the characteristics of the object to be processed after baking. Furthermore, when a reaction occurs between the firing jig and the workpiece, there is a problem that the particles used as the raw material of the firing jig react (sinter) with the workpiece and adhere to the workpiece. It was.

そして、焼成治具には、十分な強度を有していることが求められている。この要求に応えるために、従来は、緻密に形成された焼成治具が用いられていたが、緻密な焼成治具は、熱衝撃に弱いという問題があった。すなわち、焼成治具を繰り返し使用すると、熱衝撃により焼成治具が破損するという問題があった。   The firing jig is required to have sufficient strength. Conventionally, a densely formed firing jig has been used to meet this requirement, but the dense firing jig has a problem that it is vulnerable to thermal shock. That is, when the firing jig is repeatedly used, there is a problem that the firing jig is damaged due to thermal shock.

このような問題に対して、焼成治具を粗大粒を用いて形成することが考えられる。粗大粒を用いて焼成治具を形成すると、焼成治具が多孔質体となり、耐熱衝撃性が向上すると考えられる。   For such a problem, it is conceivable to form a firing jig using coarse particles. When a firing jig is formed using coarse particles, the firing jig becomes a porous body, which is considered to improve the thermal shock resistance.

しかしながら、粗大粒から焼成治具を形成すると、粗大な粒子に起因する粒子が剥離して被処理物を汚染するという問題があった。場合によっては、剥離した粗大な粒子が被処理物に付着する(反応を生じて反応生成物が付着する)という不具合が発生しやすくなるという問題があった。   However, when the firing jig is formed from coarse particles, there is a problem that particles resulting from the coarse particles are peeled off to contaminate the workpiece. In some cases, there is a problem that a problem that the separated coarse particles are likely to adhere to the object to be processed (reaction occurs and the reaction product adheres) is likely to occur.

特開2006−225186号公報JP 2006-225186 A

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、使用時に相手材に対して適切な接触を得ることができる焼成治具の製造方法を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said actual condition, and makes it a subject to provide the manufacturing method of the baking jig which can obtain a suitable contact with respect to the other party material at the time of use.

上記課題を解決するために本発明者等は、焼成治具の製造方法について検討を重ねた結果、本発明をなすに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have studied the method for producing a firing jig, and as a result, have come to make the present invention.

また、本発明の焼成治具の製造方法は、平均粒径が0.3〜2.0μmのセラミックス粉末と、熱処理により消失する平均粒径が1〜20μmの造孔剤と、を有する混合粉末を調製する工程と、混合粉末を成形する工程と、造孔剤を消失させるとともに成形体を焼成する工程と、焼成治具の表面を研磨する工程と、を有することを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the firing jig of the present invention is a mixed powder having a ceramic powder having an average particle size of 0.3 to 2.0 μm and a pore-forming agent having an average particle size of 1 to 20 μm that disappears by heat treatment. And a step of molding the mixed powder, a step of eliminating the pore-forming agent and firing the molded body, and a step of polishing the surface of the firing jig.

本発明の焼成治具の製造方法は、相手部材と当接する表面に凹状のくぼみが形成されている焼成治具を製造することができる。製造された焼成治具の表面に相手部材を載置したときに、この凹状のくぼみを介して、相手部材との適切な接触を得られる。   The method for producing a firing jig of the present invention can produce a firing jig in which a concave recess is formed on the surface in contact with the mating member. When the mating member is placed on the surface of the manufactured firing jig, appropriate contact with the mating member can be obtained through the concave depression.

実施例のセッターを示した図である。It is the figure which showed the setter of the Example. 試料1のセッターの表面状態を示した図である。It is the figure which showed the surface state of the setter of the sample 1. 試料2のセッターの表面状態を示した図である。It is the figure which showed the surface state of the setter of the sample 2. FIG. 試料3のセッターの表面状態を示した図である。It is the figure which showed the surface state of the setter of the sample 3. 試料4のセッターの表面状態を示した図である。It is the figure which showed the surface state of the setter of the sample 4. 試料5のセッターの表面状態を示した図である。FIG. 6 is a view showing a surface state of a setter of sample 5. 試料6のセッターの表面状態を示した図である。It is the figure which showed the surface state of the setter of the sample 6. 試料7(平板)のセッターの表面状態を示した図である。It is the figure which showed the surface state of the setter of the sample 7 (flat plate). 試料8(ブラスト)のセッターの表面状態を示した図である。It is the figure which showed the surface state of the setter of the sample 8 (blast). 実施例のセッターを繰り返し使用するときの工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a process when using the setter of an Example repeatedly. 変形形態のセッターを示した図である。It is the figure which showed the setter of the deformation | transformation form. 変形形態のセッターの使用形態を示した図である。It is the figure which showed the usage pattern of the setter of a deformation | transformation form.

(焼成治具の製造方法)
本発明の製造方法は、平均粒径が0.3〜2.0μmのセラミックス粉末と、平均粒径が1〜20μmの造孔剤と、を有する混合粉末を調製する工程と、混合粉末を成形する工程と、成形体を焼成する工程と、焼成治具の表面を研磨する工程と、を有する。
本発明の焼成治具の製造方法は、全体が多孔質体よりなる焼成治具を製造することができる。
(Method for manufacturing firing jig)
The production method of the present invention comprises a step of preparing a mixed powder having a ceramic powder having an average particle size of 0.3 to 2.0 μm and a pore-forming agent having an average particle size of 1 to 20 μm, and forming the mixed powder A step of firing, a step of firing the molded body, and a step of polishing the surface of the firing jig.
The method for producing a firing jig of the present invention can produce a firing jig which is entirely made of a porous body.

混合粉末を調製する工程は、焼成治具の原料となる混合粉末を調製する工程であり、その後の各工程を施すことで多孔質体よりなる焼成治具を製造することができる。多孔質体よりなる焼成治具は、その細孔構造により、高い耐熱衝撃性を発揮する。   The step of preparing the mixed powder is a step of preparing a mixed powder as a raw material for the firing jig, and a firing jig made of a porous body can be manufactured by performing each subsequent process. A firing jig made of a porous material exhibits high thermal shock resistance due to its pore structure.

本発明の製造方法では、調製される混合粉末が、微細なセラミックス粉末と、造孔剤と、を有する。これらの微細な粉末の混合粉末となることで、微細な細孔を有する比較的緻密質な焼成治具を製造することができる。   In the manufacturing method of the present invention, the prepared mixed powder has a fine ceramic powder and a pore-forming agent. By being a mixed powder of these fine powders, a relatively dense firing jig having fine pores can be produced.

本発明の製造方法では、平均粒径が0.3〜2.0μmのセラミックス粉末を焼成する。本発明において平均粒径とは、メジアン径(D50)を示す。平均粒径が0.3〜2.0μmと微細なセラミックス粉末を焼成することで、多孔質の載置面を形成することができる。また、微細な粒子のセラミックス粉末から形成されたことで、比較的緻密な(細孔が少ない)表面を形成できる。比較的緻密な表面は、強度に優れたものとなる。   In the production method of the present invention, ceramic powder having an average particle size of 0.3 to 2.0 μm is fired. In this invention, an average particle diameter shows a median diameter (D50). A porous mounting surface can be formed by firing a fine ceramic powder having an average particle size of 0.3 to 2.0 μm. In addition, since the ceramic powder is formed of fine particles, a relatively dense surface (having few pores) can be formed. A relatively dense surface is excellent in strength.

さらに、表面が微細なセラミックス粉末から形成されることで、セラミックス粉末粒子同士が強固に焼結するため、焼成治具として相手部材(被処理物)の熱処理に使用したときに、微細なセラミックス粉末が被処理物と反応・付着を生じることが抑えられる。   Further, since the ceramic powder particles are strongly sintered by forming the surface from a fine ceramic powder, the fine ceramic powder when used as a firing jig for heat treatment of the mating member (object to be processed) Can be prevented from reacting and adhering to the workpiece.

セラミックス粉末の平均粒径が0.3μm未満となると、粒子径が小さくなりすぎて、流動性が悪くなり、成形時の密度のバラツキが大きくなる。平均粒径が2.0μmを超えると、粒子径が大きくなりすぎて、セラミックス粒子が被処理物に付着しやすくなる。より好ましい平均粒径は0.4〜1.5μmである。   When the average particle size of the ceramic powder is less than 0.3 μm, the particle size becomes too small, the fluidity is deteriorated, and the variation in density at the time of molding increases. When the average particle diameter exceeds 2.0 μm, the particle diameter becomes too large, and the ceramic particles easily adhere to the object to be processed. A more preferable average particle diameter is 0.4 to 1.5 μm.

セラミックス粉末は、粒度分布を測定したときに、シャープなひとつのピークを示すことが好ましい。すなわち、セラミックス粉末は、粒径が比較的そろっている粉末であることが好ましい。粒度分布がブロードなピークを示す粉末は、セラミックス粒子の粒径にバラツキが生じることで粗大粒の割合が多くなり、焼成治具の表面の強度が低下する。   The ceramic powder preferably shows one sharp peak when the particle size distribution is measured. That is, the ceramic powder is preferably a powder having a relatively uniform particle size. In the powder having a broad peak in particle size distribution, the ratio of coarse particles increases due to variations in the particle size of ceramic particles, and the strength of the surface of the firing jig decreases.

本発明の製造方法では、セラミックス粉末は、平均粒径が1〜20μmの造孔剤とともに焼成される。造孔剤は、焼成(熱処理)したときに消失して、焼結体を多孔質体とする造孔剤として機能する微粒子(よりなる粉末)である。すなわち、造孔剤ともに焼成することで、焼成時に造孔剤が消失し、焼成後の焼成体及び焼成治具が多孔質体となる。多孔質体は、露出した細孔が、上記した凹状のくぼみとなる。   In the production method of the present invention, the ceramic powder is fired together with a pore-forming agent having an average particle diameter of 1 to 20 μm. The pore-forming agent is fine particles (powder made) that disappear as a result of firing (heat treatment) and function as a pore-forming agent having a sintered body as a porous body. That is, by firing together with the pore-forming agent, the pore-forming agent disappears at the time of firing, and the fired body and firing jig after firing become a porous body. In the porous body, the exposed pores become the above-described concave depression.

造孔剤の平均粒径が1〜20μmとなることで、所定の表面粗さを得られる多孔質体となる。平均粒径が1μm未満となると、粒子径が微細になりすぎて、細孔の形成の効果が十分に得られなくなる。また、平均粒径が20μmを超えると、粒子径が大きくなりすぎて、気孔率が大きくなり焼結体の強度が低下する。さらに、所望の表面が形成しにくくなる。   When the average particle diameter of the pore former is 1 to 20 μm, a porous body capable of obtaining a predetermined surface roughness is obtained. When the average particle diameter is less than 1 μm, the particle diameter becomes too fine and the effect of pore formation cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 20 μm, the particle diameter becomes too large, the porosity increases, and the strength of the sintered body decreases. Furthermore, it becomes difficult to form a desired surface.

本発明の製造方法において、混合粉末におけるセラミックス粉末,造孔剤の割合は、特に限定されるものではなく、所望の特性を得られるように混合することが好ましい。たとえば、セラミックス粉末:70〜95質量部,造孔剤:5〜30質量部の割合で含有することが好ましい。   In the production method of the present invention, the ratio of the ceramic powder and the pore-forming agent in the mixed powder is not particularly limited, and it is preferable to mix so as to obtain desired characteristics. For example, it is preferable to contain in the ratio of ceramic powder: 70-95 mass parts, pore making material: 5-30 mass parts.

本発明の製造方法において、混合粉末は、セラミックス粉末,造孔剤以外に、従来公知の添加材を添加することができる。また、これらの混合割合についても、所望の特性を得られるように、適宜材質及び添加量(割合)が決定される。   In the production method of the present invention, conventionally known additives can be added to the mixed powder in addition to the ceramic powder and pore former. Further, regarding the mixing ratio of these, the material and the addition amount (ratio) are appropriately determined so as to obtain desired characteristics.

調製される混合粉末は、セラミックス粉末,造孔剤,その他の添加材等の各粉末が均一に混合していることが好ましい。混合粉末が均一に混合することで、製造される多孔質セラミックスよりなる焼成治具において細孔が均一に形成されたものとなる。   The mixed powder to be prepared is preferably such that ceramic powder, pore former, other additives and the like are uniformly mixed. By uniformly mixing the mixed powder, pores are uniformly formed in the firing jig made of the produced porous ceramic.

本発明の製造方法において、混合粉末を調製する工程は、混合粉末を調製することができる工程であれば、具体的な調整方法は限定されない。たとえば、セラミックス粉末,造孔剤(及び添加材)を乾燥状態で十分に混合する方法、セラミックス粉末,造孔剤(及び添加材)を溶媒(たとえば、水)に分散させて混練(混合)する方法等の方法をあげることができる。   In the production method of the present invention, the specific adjustment method is not limited as long as the step of preparing the mixed powder is a step capable of preparing the mixed powder. For example, a method of thoroughly mixing ceramic powder and pore former (and additive) in a dry state, and ceramic powder and pore former (and additive) are dispersed in a solvent (for example, water) and kneaded (mixed). The method etc. can be mention | raise | lifted.

上記したように、本発明において混合粉末とは、各粉末が混合している状態にあるものを示すものであり、粉末状態のみを示すだけではなく、混合粉末が溶媒に分散した粘土状(あるいは、スラリー状)であることも含む。   As described above, in the present invention, the mixed powder indicates that each powder is in a mixed state, and not only indicates the powder state but also a clay (or mixed powder dispersed in a solvent (or , In the form of a slurry).

混合粉末を成形する工程は、混合粉末を焼成治具の形状(使用されるそれぞれの形状)に成形する。この成形工程は、混合粉末を成形することができる工程であれば、具体的な成形方法は限定されるものではない。たとえば、粘土状の混合粉末を押出し成形する方法、スラリー状の混合粉末を所定の成形型を用いて成形する方法、粉末状の混合粉末を圧縮して成形する圧粉成形をあげることができる。   In the step of forming the mixed powder, the mixed powder is formed into the shape of the firing jig (each shape used). As long as this shaping | molding process is a process which can shape | mold a mixed powder, the specific shaping | molding method is not limited. For example, a method of extruding and molding a clay-like mixed powder, a method of molding a slurry-like mixed powder using a predetermined mold, and a compacting method of compressing and molding a powder-like mixed powder can be mentioned.

混合粉末を成形する工程が圧粉成形である場合、成形圧力は、成形体が所望の密度を有することができる圧力であればよい。好ましい圧力は、600〜1400kgf/cmであり、より好ましい圧力は800〜1200kgf/cmである。 When the step of molding the mixed powder is compacting, the compacting pressure may be any pressure that allows the compact to have a desired density. A preferable pressure is 600-1400 kgf / cm < 2 >, and a more preferable pressure is 800-1200 kgf / cm < 2 >.

混合粉末を成形する工程において、成形される形状は特に限定されるものではない。すなわち、本発明の製造方法により製造される焼成治具の形状に成形することが好ましい。   In the step of forming the mixed powder, the shape to be formed is not particularly limited. That is, it is preferable to form into the shape of the firing jig manufactured by the manufacturing method of the present invention.

成形体は、後述の焼成工程よりも低い温度で加熱する脱脂工程を施すことが好ましい。脱脂工程を施すことで、製造の効率の向上や、焼成を行う加熱炉がダメージを受けることが抑えられる。脱脂工程は、具体的な方法が特に限定されるものではなく、酸化雰囲気下で加熱する工程であることが好ましい。酸化雰囲気は、酸素を単独で、あるいは不活性ガスと混合したガスにより得られる。不活性ガスは、窒素ガス、アルゴンガスをあげることができ、アルゴンガスであることがより好ましい。また、加熱温度は、350〜600℃であることが好ましい。さらに、脱脂量としても同様に特に指定はないが、8割以上に脱脂した方がよい。   The molded body is preferably subjected to a degreasing step in which the molded body is heated at a temperature lower than that of a firing step described later. By performing the degreasing step, it is possible to suppress an improvement in manufacturing efficiency and damage to the heating furnace in which baking is performed. The specific method of the degreasing step is not particularly limited, and is preferably a step of heating in an oxidizing atmosphere. The oxidizing atmosphere can be obtained by oxygen alone or a gas mixed with an inert gas. Examples of the inert gas include nitrogen gas and argon gas, and argon gas is more preferable. Moreover, it is preferable that heating temperature is 350-600 degreeC. Further, the amount of degreasing is not particularly specified as well, but it is better to degrease to 80% or more.

成形体は、後述の焼成工程,脱脂工程を施す前に乾燥工程を施すことが好ましい。乾燥工程を施すことで、焼成時に成形体中の水分が成形体の寸法精度を低下することを抑えることができる。乾燥工程は、成形体を乾燥することができる方法であれば、具体的な方法が限定されるものではない。   The formed body is preferably subjected to a drying step before the firing step and the degreasing step described below. By performing a drying process, it can suppress that the water | moisture content in a molded object reduces the dimensional accuracy of a molded object at the time of baking. A specific method of the drying step is not limited as long as the method can dry the molded body.

成形体を焼成する工程は、成形体を焼成する(セラミックス粉末を焼結するとともに,造孔剤を消失させる)ことができる工程であれば、具体的な焼成方法は限定されない。たとえば、所定の温度で加熱する工程をあげることができる。   A specific firing method is not limited as long as the step of firing the formed body is a step capable of firing the formed body (sintering the ceramic powder and eliminating the pore-forming agent). For example, a step of heating at a predetermined temperature can be given.

成形体を焼成する工程において、焼成条件についても、特に限定されるものではなく、成形体を焼成する(セラミックス粉末を焼結するとともに,造孔剤を消失させる)ことができる温度及び時間とすることができる。また、昇温速度等の条件も同様である。焼成条件がこれらの範囲内となることで、焼成治具が所望の特性(優れた特性)を有するようになる。焼成条件のいずれかが少なく(小さく)なると、焼成時の熱量が不足し、セラミックス粉末の焼結性が低下したり、造孔剤が残留するようになる。また、焼結条件のいずれかが多く(大きく)なると、セラミックス粉末の焼結が過剰に進行して、緻密化が進行して所望の気孔率が得にくくなる。   In the step of firing the molded body, the firing conditions are not particularly limited, and the temperature and time can be used to fire the molded body (sinter the ceramic powder and eliminate the pore-forming agent). be able to. The same applies to conditions such as the heating rate. When the firing conditions are within these ranges, the firing jig has desired characteristics (excellent characteristics). If any of the firing conditions is reduced (smaller), the amount of heat at the time of firing is insufficient, the sinterability of the ceramic powder is reduced, and the pore-forming agent remains. Further, if any of the sintering conditions is increased (larger), the sintering of the ceramic powder proceeds excessively, the densification proceeds, and it becomes difficult to obtain a desired porosity.

焼成が行われる雰囲気についても、限定されるものではなく、大気雰囲気、不活性ガス雰囲気のいずれであってもよい。好ましくは、造孔剤の消失を促進する酸素を含有する大気雰囲気である。   The atmosphere in which the firing is performed is not limited and may be either an air atmosphere or an inert gas atmosphere. Preferably, it is an air atmosphere containing oxygen that promotes the disappearance of the pore-forming agent.

焼成治具を研磨する工程は、焼成治具の表面を研磨する工程である。焼成治具の表面を研磨することで、研磨された表面を平滑にすることができるだけでなく、焼成治具の表面に存在する不純物を除去できる。また、この研磨により、多孔質体の内部の細孔が露出して、この細孔に起因する微細な凹状のくぼみを表面に形成することができる。すなわち、焼成治具を研磨することで、凹状のくぼみを有するとともに所定の表面粗さを備えた表面を形成することができる。   The step of polishing the firing jig is a step of polishing the surface of the firing jig. By polishing the surface of the firing jig, not only can the polished surface be smoothed, but also impurities present on the surface of the firing jig can be removed. In addition, by this polishing, the fine pores inside the porous body are exposed, and fine concave depressions resulting from the fine pores can be formed on the surface. That is, by polishing the firing jig, it is possible to form a surface having a concave recess and having a predetermined surface roughness.

焼成治具の研磨は、研磨後の表面が凹状のくぼみが開口する平面状をなすように行われることが好ましい。研磨後の表面が、くぼみが開口する平面状をなすことで、載置面が歪みのない平面状となり、焼成治具の表面が相手部材に当接して熱処理しても、相手部材に歪みが生じなくなる。
焼成治具の研磨は、JIS B 0671−2に規定の負荷長さ率(Mr1)が10%以下となるように行われることが好ましい。
Polishing of the firing jig is preferably performed so that the polished surface has a planar shape with an open concave recess. The polished surface has a flat shape with an open recess, so that the mounting surface becomes flat without distortion, and even if the surface of the firing jig is in contact with the mating member and heat-treated, the mating member is not distorted. No longer occurs.
The firing jig is preferably polished so that the load length ratio (Mr1) specified in JIS B 0671-2 is 10% or less.

負荷長さ率(Mr1)は、微細な凹凸(凹状の開口)を有する焼成治具の表面において、凹凸の凸部が占める割合を示す。すなわち、焼成治具が、表面で相手部材に接しているときに、相手部材に対して点接触している部分の割合を示している。そして、本発明の製造方法で研磨により得られる焼成治具の表面を、Mr1が10%以下となることで、より多くの面積で相手部材に接触することができる。ここで、Mr1が10%を超えると、相手部材との接触面積が多くなり、相手部材との接触面積の増加による不具合(たとえば、相手部材に歪みが生じたり、相手部材との間で反応を生じて相手部材を汚染する)が発生しやすくなる。
好ましい負荷長さ率(Mr1)は、8%以下であり、更に好ましくは7%以下である。
The load length ratio (Mr1) indicates the ratio of the convex portions of the concave and convex portions on the surface of the firing jig having fine concave and convex portions (concave opening). That is, when the firing jig is in contact with the mating member on the surface, the ratio of the portion in point contact with the mating member is shown. And the surface of the baking jig | tool obtained by grinding | polishing with the manufacturing method of this invention can contact an other party member in more areas because Mr1 will be 10% or less. Here, when Mr1 exceeds 10%, the contact area with the mating member increases, and malfunctions due to an increase in the contact area with the mating member (for example, the mating member is distorted or reacts with the mating member). Occurring and contaminating the mating member).
A preferable load length ratio (Mr1) is 8% or less, more preferably 7% or less.

焼成治具の研磨は、JIS B 0671−2に規定の負荷長さ率(Mr2)が70%以上となるように行われることが好ましい。   The firing jig is preferably polished so that the load length ratio (Mr2) specified in JIS B 0671-2 is 70% or more.

負荷長さ率(Mr2)は、微細な凹凸(凹状の開口)を有する焼成治具の表面において、焼成治具が占める割合を示す。すなわち、焼成治具が、表面で相手部材に接しているときに、相手部材と接触している部分の割合を示している。そして、Mr2が70%以上となることで、適切な面積で相手部材に接触することができる。ここで、Mr2が70%未満では、表面が相手部材と接触している状態で、相手部材に歪みを生じさせやすくなる。
好ましい負荷長さ率(Mr2)は、75%以上である。
The load length ratio (Mr2) indicates the ratio of the firing jig to the surface of the firing jig having fine irregularities (concave opening). That is, the ratio of the part which is in contact with the other member when the firing jig is in contact with the other member on the surface is shown. And when Mr2 is 70% or more, the mating member can be contacted with an appropriate area. Here, if Mr2 is less than 70%, the mating member is likely to be distorted while the surface is in contact with the mating member.
A preferable load length ratio (Mr2) is 75% or more.

焼成治具の研磨は、JIS B 0671−2に規定のレベル差(Rk)の値が1〜5μmとなるように行われることが好ましい。   The firing jig is preferably polished so that the level difference (Rk) specified in JIS B 0671-2 is 1 to 5 μm.

レベル差(Rk)の値が5μmを超えると、相手部材との接触面積が少なくなりすぎ、相手部材と焼成治具との接触面積が少なくなりすぎることによる不具合(たとえば、相手部材を十分に支持できずに相手部材に変形を生じさせたり、接触部において反応生成物を生じる)が発生しやすくなる。レベル差(Rk)の値が1μm未満となると、焼成治具の表面に空隙(相手部材と当接しない部分)が少なくなりすぎて、バインダの蒸散が不十分になり、脱バインダ性を維持できなくなる。
好ましいレベル差(Rk)の値は、1〜4μmであり、更に好ましくは1〜3μmである。
If the level difference (Rk) exceeds 5 μm, the contact area with the mating member will be too small, and the contact area between the mating member and the firing jig will be too small (for example, supporting the mating member sufficiently) It is not possible to cause deformation of the mating member or to generate a reaction product at the contact portion). When the level difference (Rk) value is less than 1 μm, there are too few voids (portions that do not come into contact with the mating member) on the surface of the firing jig, the transpiration of the binder becomes insufficient, and the binder removal property can be maintained. Disappear.
A preferable level difference (Rk) is 1 to 4 μm, more preferably 1 to 3 μm.

焼成治具の研磨は、表面粗さ(Ra)が10.00以下となるように行われることが好ましい。
表面粗さ(Ra)が10.00以下となることで、表面が微細なくぼみ(開口幅の狭いくぼみ)を備えることとなる。表面のくぼみが微細であることで、焼成治具と相手部材とが当接したときに、相手部材に歪みを生じることがなくなる。表面の粗さが粗くなると、表面に開口したくぼみの間に相手部材自体が入り込むように変形(歪み)を生じやすくなり、相手部材の寸法精度の低下が生じやすくなる。
The polishing of the firing jig is preferably performed so that the surface roughness (Ra) is 10.00 or less.
When the surface roughness (Ra) is 10.00 or less, the surface is provided with a fine depression (a depression having a narrow opening width). Since the dents on the surface are fine, the mating member is not distorted when the firing jig and the mating member come into contact with each other. When the roughness of the surface becomes rough, deformation (distortion) is likely to occur so that the counterpart member itself enters between the recesses opened in the surface, and the dimensional accuracy of the counterpart member is likely to be reduced.

好ましい表面粗さ(Ra)は8.00以下であり、より好ましくは7.00以下である。なお、本発明において、表面粗さ(Ra)は、JIS B 0601に規定の方法で求めることができる。
焼成治具の研磨は、表面粗さ(Rz)が75.00以下となるように行われることが好ましい。
The preferred surface roughness (Ra) is 8.00 or less, more preferably 7.00 or less. In the present invention, the surface roughness (Ra) can be determined by a method defined in JIS B 0601.
The firing jig is preferably polished so that the surface roughness (Rz) is 75.00 or less.

表面粗さ(Rz)が75.00以下となることで、焼成治具に当接する相手部材に焼成治具が付着・汚染することが抑えられる。表面粗さ(Rz)が75.00を超えると、表面の凹状のくぼみが深くなりすぎてくぼみを区画する側壁面が強度を保てなくなり、剥離が生じやすくなる。側壁面に剥離が生じると、剥離した脱落片が相手部材に付着するようになる。   When the surface roughness (Rz) is 75.00 or less, it is possible to prevent the firing jig from adhering to or contaminating the mating member in contact with the firing jig. When the surface roughness (Rz) exceeds 75.00, the concave depression on the surface becomes too deep, and the side wall surface defining the depression cannot maintain strength, and peeling is likely to occur. When peeling occurs on the side wall surface, the peeled off piece comes to adhere to the mating member.

好ましい表面粗さ(Rz)は60.00以下であり、より好ましくは50.00以下である。なお、本発明において、表面粗さ(Ra)は、JIS B 0601に規定の方法で求めることができる。
焼成治具は、10〜50%の気孔率となるように形成されることが好ましい。この焼成治具の気孔率は、10〜45%であることがより好ましい。
The preferred surface roughness (Rz) is 60.00 or less, more preferably 50.00 or less. In the present invention, the surface roughness (Ra) can be determined by a method defined in JIS B 0601.
The firing jig is preferably formed to have a porosity of 10 to 50%. The porosity of the firing jig is more preferably 10 to 45%.

焼成治具の気孔率がこの範囲となることで、焼成治具の耐熱衝撃性及び強度に優れたものとなる。また、表面粗さを所定の範囲とすることを簡単にできる。気孔率が10%未満では、焼成治具が緻密質なものとなり、耐熱衝撃性が低下する。また、気孔率が50%を超えると、気孔量が多くなり、強度が低下し、焼成治具から剥離が生じやすくなる。剥離が生じると、相手部材と当接して使用したときに、剥離した剥離片が相手部材を汚染する。さらに、気孔率が高くなりすぎると、焼成治具を構成する粒子(多孔質体を形成するための粒子)と相手部材との反応・付着が生じやすくなる。   When the porosity of the firing jig falls within this range, the thermal shock resistance and strength of the firing jig are excellent. In addition, the surface roughness can be easily set within a predetermined range. If the porosity is less than 10%, the firing jig becomes dense and the thermal shock resistance is lowered. On the other hand, if the porosity exceeds 50%, the amount of pores increases, the strength decreases, and peeling easily occurs from the firing jig. When peeling occurs, the peeled pieces that peel off contaminate the mating member when used in contact with the mating member. Furthermore, when the porosity becomes too high, reaction / adhesion between particles (particles for forming a porous body) constituting the firing jig and the counterpart member tends to occur.

本発明の製造方法において、焼成治具の研磨の具体的な方法は、特に限定されるものではなく、緻密なセラミックスの表面を平滑にするときに用いられる表面処理方法と同様の方法で行うことができる。たとえば、表面の凹凸を切削して平滑化する方法や、砥石を用いてその表面を研磨する方法をあげることができる。さらに、この焼成治具の研磨は、一度に行っても、多段階で行ってもいずれでもよい。すなわち、粗研磨の後に精密研磨(仕上げ研磨)を行ってもよい。   In the production method of the present invention, the specific method of polishing the firing jig is not particularly limited, and is performed by the same method as the surface treatment method used when smoothing the surface of dense ceramics. Can do. For example, a method of cutting and smoothing the surface irregularities and a method of polishing the surface using a grindstone can be given. Further, the polishing of the firing jig may be performed at one time or in multiple stages. That is, precision polishing (finish polishing) may be performed after rough polishing.

本発明の製造方法において、セラミックス粉末は、その材質が限定されるものではない。すなわち、従来公知のセラミックス粉末の材質を用いることができる。たとえば、焼成治具の材質として、ジルコニア、アルミナ、ムライト、スピネル、窒化ケイ素、炭化ケイ素、又はそれらの複合材料をあげることができる。これらのうち、ジルコニアよりなることがより好ましい。   In the production method of the present invention, the material of the ceramic powder is not limited. That is, a conventionally known ceramic powder material can be used. For example, examples of the material for the firing jig include zirconia, alumina, mullite, spinel, silicon nitride, silicon carbide, or a composite material thereof. Of these, zirconia is more preferable.

本発明において、ジルコニア粉末は、酸化ジルコニウム(ZrO)よりなる粉末のみを示すものではなく、イットリウム、セリウム、カルシウム、マグネシウム、希土類元素などの元素が酸化ジルコニウムに添加されている部分安定化ジルコニアよりなる粉末を含む。この部分安定化ジルコニアにおける添加元素の割合は、特に限定されるものではなく、従来公知の割合(たとえば、3.0〜8.0mol%)とすることができる。そして、酸化ジルコニウムは、分離困難な酸化ハフニウム(HfO)を含有していてもよい。 In the present invention, the zirconia powder is not only a powder made of zirconium oxide (ZrO 2 ), but is a partially stabilized zirconia in which elements such as yttrium, cerium, calcium, magnesium, and rare earth elements are added to zirconium oxide. Containing powder. The ratio of the additive element in the partially stabilized zirconia is not particularly limited, and can be a conventionally known ratio (for example, 3.0 to 8.0 mol%). The zirconium oxide may contain hafnium oxide (HfO 2 ) that is difficult to separate.

本発明において、造孔剤は、焼成したときに消失して、焼成治具を多孔質体とする造孔剤として機能する微粒子(よりなる粉末)であれば、その材質は限定されるものではない。造孔剤としては、たとえば、マイクロビーズをあげることができる。   In the present invention, the material of the pore former is not limited as long as it is a fine particle (powder made of) that disappears when fired and functions as a pore former having a firing jig as a porous body. Absent. An example of the pore-forming agent is microbeads.

マイクロビーズは、アクリル樹脂,フェノール樹脂の少なくとも一方よりなることが好ましい。マイクロビーズがこれらの樹脂より選ばれる樹脂よりなることで、焼成体の細孔を所望の細孔径(細孔特性)とすることができる。アクリル樹脂,フェノール樹脂の少なくとも一方よりなるマイクロビーズは、焼成時に消失させるときに発生する熱量が、マイクロビーズがカーボンのみからなる場合よりも小さい。   The micro beads are preferably made of at least one of acrylic resin and phenol resin. When the microbead is made of a resin selected from these resins, the pores of the fired body can have a desired pore diameter (pore characteristics). Microbeads made of at least one of an acrylic resin and a phenolic resin generate less heat than the microbeads made of only carbon when they disappear during firing.

さらに、マイクロビーズは、中実体であっても、内部が空洞となっている中空体であっても、いずれでもよい。
本発明の製造方法により製造される焼成治具は、熱処理が施される被処理物が表面に載置された状態で熱処理を行うセッターであることが好ましい。
Further, the microbead may be solid or a hollow body having a hollow inside.
The firing jig manufactured by the manufacturing method of the present invention is preferably a setter that performs heat treatment in a state where an object to be heat treated is placed on the surface.

本発明の製造方法は、表面が研磨された多孔質体により形成される焼成治具を製造することができる。この焼成治具は、相手部材と当接する表面が研磨された多孔質体により形成されることで、被処理物となる相手部材との当接が適切なものとなり、剥離による相手部材の汚染を抑えることができるだけでなく、相手部材に歪みを生じさせることを抑えることができる効果を発揮するため、特にセッターとして用いることが好ましい。   The production method of the present invention can produce a firing jig formed of a porous body whose surface is polished. This firing jig is made of a porous body whose surface that comes into contact with the mating member is polished, so that it comes into contact with the mating member as the object to be processed, and contamination of the mating member due to peeling is prevented. In particular, it is preferable to use as a setter in order to exhibit an effect that not only can be suppressed but also can suppress the occurrence of distortion in the counterpart member.

本発明において、焼成治具は、その形状が限定されるものではなく、たとえば、従来公知の焼成治具の形状と同様の形状とすることができる。本発明の焼成治具は、たとえば、表面が載置面となる板状、間隔を隔てた状態で複数を積層できるように板を足(突起部)で支える形状、槽状等の形状をあげることができる。   In the present invention, the shape of the firing jig is not limited, and can be, for example, the same shape as that of a conventionally known firing jig. The firing jig of the present invention has, for example, a plate shape whose surface is a mounting surface, a shape that supports a plate with feet (protrusions), a tank shape, and the like so that a plurality of layers can be stacked with a space therebetween be able to.

上記のように、本発明により製造される焼成治具(セッター)は、相手部材(被処理物)に熱処理を施したときに、剥離を生じたり、反応を生じて付着・汚染が発生することが抑えられているとともに、被処理物の歪みの発生が抑えられている。このため、電子部品や半導体デバイス等のデバイスの熱処理(焼成)に用いることが好ましい。   As described above, the firing jig (setter) manufactured according to the present invention may cause peeling or reaction and adhesion / contamination when the mating member (object to be processed) is heat treated. And the occurrence of distortion of the object to be processed is suppressed. For this reason, it is preferably used for heat treatment (firing) of devices such as electronic components and semiconductor devices.

以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
本発明の焼成治具の実施形態例として、平板状のセッターを製造した。
(実施形態例)
(試料1〜6)
まず、ジルコニア粉末とマイクロビーズを、表1に記載の割合で秤量・準備した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
As an embodiment of the firing jig of the present invention, a flat setter was manufactured.
(Example embodiment)
(Samples 1-6)
First, zirconia powder and microbeads were weighed and prepared in the proportions shown in Table 1.

本実施形態例において用いたジルコニア粉末は、平均粒径(D50)が0.5μmであり、8mol%でイットリア(Y)が酸化ジルコニウム(ZrO)に添加している部分安定化ジルコニアが用いられた。また、マイクロビーズは、平均粒径(D50)が5μmの、中実のアクリル樹脂粒子,フェノール樹脂粒子の少なくとも一方よりなる粉末が用いられた。 The zirconia powder used in this embodiment has an average particle size (D50) of 0.5 μm, and 8 mol% of yttria (Y 2 O 3 ) added to zirconium oxide (ZrO 2 ). Was used. As the microbeads, a powder made of at least one of solid acrylic resin particles and phenol resin particles having an average particle diameter (D50) of 5 μm was used.

Figure 2014148436
Figure 2014148436

秤量・準備した各粉末を、均一な混合状態となるまで十分に混合して混合粉末を調製した。
混合粉末を、成形型を用いて正方形の板状にプレス成形で成形した。この成形は、1000kgf/cmの圧力で加圧して行われた。
次に、成形体を自然乾燥させ、その後、大気雰囲気400℃で24時間保持して脱脂した。
Each of the weighed and prepared powders was mixed well until a uniform mixed state was obtained, thereby preparing a mixed powder.
The mixed powder was molded by press molding into a square plate using a mold. This molding was performed by applying a pressure of 1000 kgf / cm 2 .
Next, the molded body was naturally dried, and then degreased by being kept at 400 ° C. for 24 hours.

脱脂後、大気雰囲気1500℃で2時間保持して焼成した(部分安定化ジルコニアを焼結させるとともに、マイクロビーズを消失させた)。焼成後、放冷で冷却して板状の焼成体(焼結体)が得られた。
得られた板状の焼成体の表面(両面)を研磨した。表面の研磨は、表面研磨機によって行われた。
以上により、試料1〜6のセッターが製造された。
After degreasing, it was calcined by holding at 1500 ° C. for 2 hours in air atmosphere (sintered partially stabilized zirconia and disappeared microbeads). After firing, a plate-like fired body (sintered body) was obtained by cooling by cooling.
The surface (both surfaces) of the obtained plate-like fired body was polished. Surface polishing was performed by a surface polishing machine.
Thus, setters for Samples 1 to 6 were manufactured.

製造された試料1〜6のセッター1は、図1に示したように、150×150×3mmの板状を有していた。また、各試料のセッター1は、板の両面(10a,10b)が被処理物を載せる載置面となっている。   The setters 1 of the manufactured samples 1 to 6 had a plate shape of 150 × 150 × 3 mm as shown in FIG. Further, in the setter 1 of each sample, both surfaces (10a, 10b) of the plate are mounting surfaces on which the object to be processed is placed.

(試料7〜8)
試料1〜6の時と同様に、板状の焼成体(焼結体)を製造した。なお、原料の配合は、表1に合わせて示した。表1に示したように、試料7〜8のセッターは、造孔剤であるマイクロビーズを用いていないため、緻密質なものとなっている。
製造された板状の焼成体を試料7(平板)のセッターとした。
また、製造された板状の焼成体の表面にブラスト処理を施して試料8(ブラスト)のセッターを製造した。
(Samples 7-8)
A plate-like fired body (sintered body) was produced in the same manner as in samples 1 to 6. The blending of raw materials is shown in Table 1. As shown in Table 1, the setters of Samples 7 to 8 are dense because they do not use microbeads that are pore forming agents.
The produced plate-like fired body was used as a setter for Sample 7 (flat plate).
Moreover, the setter of the sample 8 (blast) was manufactured by blasting the surface of the manufactured plate-like fired body.

製造された各試料のセッターの載置面(10a)の負荷長さ率(Mr1,Mr2),レベル差(Rk),表面粗さ(Ra),(Rz)及び気孔率を測定し、測定結果を表2に示した。   Measurement results of load length ratio (Mr1, Mr2), level difference (Rk), surface roughness (Ra), (Rz) and porosity of the setter mounting surface (10a) of each manufactured sample Are shown in Table 2.

(負荷長さ率,レベル差)
負荷長さ率(Mr1,Mr2)及びレベル差(Rk)の測定は、JIS B 0601−2に規定の方法を用いて行われた。
(Load length ratio, level difference)
The measurement of load length ratio (Mr1, Mr2) and level difference (Rk) was performed using the method prescribed | regulated to JISB0601-2.

(表面粗さ)
表面粗さ(Ra),(Rz)の測定は、JIS B 0601に規定の方法を用いて行われた。
(Surface roughness)
The surface roughness (Ra) and (Rz) were measured using the method specified in JIS B 0601.

(気孔率)
気孔率の測定は、JIS R 2205によって、セッターの載置面を測定した。
(Porosity)
For measuring the porosity, the mounting surface of the setter was measured according to JIS R 2205.

Figure 2014148436
Figure 2014148436

表2に示したように、試料1は気孔率が26%の比較的緻密なセッターであり、表面粗さ(Ra)が3、(Rz)が15となっている。試料2〜5は、気孔率が18〜48%、表面粗さ(Ra)が2〜4.5、表面粗さ(Rz)が10〜23の範囲内にあるセッターとなっている。試料6は気孔率が56%の多孔質なセッターであり、表面粗さ(Ra)が5、(Rz)が25となっている。試料7〜8は、表面が平滑又は凹凸形状となっているセッターである。
さらに、各試料の表面(載置面)の状態を評価した。
As shown in Table 2, Sample 1 is a relatively dense setter having a porosity of 26%, and has a surface roughness (Ra) of 3 and (Rz) of 15. Samples 2 to 5 are setters having a porosity of 18 to 48%, a surface roughness (Ra) of 2 to 4.5, and a surface roughness (Rz) of 10 to 23. Sample 6 is a porous setter having a porosity of 56%, and has a surface roughness (Ra) of 5 and (Rz) of 25. Samples 7 to 8 are setters having a smooth or uneven surface.
Furthermore, the state of the surface (mounting surface) of each sample was evaluated.

まず、各試料のセッターの表面(載置面)を確認した。製造時に表面の研磨を行った試料1〜6のセッター、及び試料7のセッターは、平滑な表面の板であった。表面の研磨を行わなかった試料8のセッターは、表面が凹凸を有していた。   First, the setter surface (mounting surface) of each sample was confirmed. The setters of Samples 1 to 6 and the setter of Sample 7 whose surfaces were polished at the time of manufacture were smooth surface plates. The setter of Sample 8 where the surface was not polished had irregularities on the surface.

次に、試料1〜6,7〜8の表面(載置面)の凹凸形状(表面の荒れ方)を測定し、図2〜9に示した。図2には試料1の、図3には試料2の、図4には試料3の、図5には試料4の、図6には試料5の、図7には試料6の、図8には試料7の、図9には試料8の、表面の凹凸の状態を、それぞれ示した。なお、図2〜9は、表面粗さ計(株式会社東京精密製、商品名:サーフコム1400)を用いて測定された。   Next, the uneven shape (surface roughness) of the surfaces (mounting surfaces) of Samples 1 to 6 and 7 to 8 was measured and shown in FIGS. 2 shows sample 1, FIG. 3 shows sample 2, FIG. 4 shows sample 3, FIG. 5 shows sample 4, FIG. 6 shows sample 5, FIG. 7 shows sample 6, FIG. Fig. 9 shows the surface irregularity state of sample 7 and Fig. 9 shows sample 8 respectively. 2 to 9 were measured using a surface roughness meter (trade name: Surfcom 1400, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.).

図2〜7に示したように、試料1〜6のセッターは、載置面の表面に断面略V字状の凹状のくぼみを有していること、すなわち、表面に凸状となっている部分を有していないことが確認できる。さらに、試料1〜6のセッターは、凹状のくぼみが形成されていない表面が、略平面をなしていることが確認できる。この表面は、多孔質体を焼成した後に、表面を研磨したことにより形成されたことがわかる。   As shown in FIGS. 2 to 7, the setters of Samples 1 to 6 have a concave recess having a substantially V-shaped cross section on the surface of the mounting surface, that is, a convex shape on the surface. It can be confirmed that there is no portion. Furthermore, it can be confirmed that the setters of Samples 1 to 6 have a substantially flat surface on which no concave depression is formed. It can be seen that this surface was formed by polishing the surface after firing the porous body.

そして、図2〜7からわかるように、気孔率が高くなるほど、表面粗さ(Ra及びRz)が大きくなっていることが確認できる。すなわち、載置面の表面が研磨されて細孔が露出して、表面の凹状のくぼみが形成されたことがわかる。   As can be seen from FIGS. 2 to 7, it can be confirmed that the surface roughness (Ra and Rz) increases as the porosity increases. That is, it can be seen that the surface of the mounting surface was polished to expose the pores, thereby forming a concave recess on the surface.

また、図8に示したように試料7(平板)のセッターは、載置面の載置面の表面がマイクロビーズを用いない焼結により形成された表面でありほぼ平滑となっており凹凸がないことが確認できる。図9に示したように、試料8(ブラスト)のセッターは、載置面の表面が凹凸形状を有していることが確認できる。これらの表面は、焼成された状態の(表面の研磨が施されていない)多孔質体の表面状態、あるいはブラスト処理を施したことにより形成されたことがわかる。   Further, as shown in FIG. 8, the setter of the sample 7 (flat plate) is a surface formed by sintering without using microbeads and the surface of the mounting surface is substantially smooth and has unevenness. It can be confirmed that there is not. As shown in FIG. 9, the setter of the sample 8 (blast) can confirm that the surface of the mounting surface has an uneven shape. It can be seen that these surfaces were formed by the surface state of the porous body in a fired state (the surface was not polished) or by blasting.

試料1〜6のセッターは、凹状のくぼみが形成された表面を有しており、焼成治具として使用したときに、表面に載置された被処理物との適切な接触を得られることがわかる。対して、試料7(平板)のセッターは、ほぼ平滑な表面であり、焼成治具として使用したときに、表面に載置された被処理物からのバインダの蒸散が不十分となる。試料8(ブラスト)のセッターは、凹凸形状を有する表面であり、特に凸となった部分の先端と被処理物との焼結が生じやすくなるとともに、微細な被処理物の形状の変化(寸法精度の低下)が生じやすくなる。   The setters of Samples 1 to 6 have a surface on which a concave recess is formed, and when used as a firing jig, it is possible to obtain an appropriate contact with the workpiece placed on the surface. Recognize. On the other hand, the setter of the sample 7 (flat plate) has a substantially smooth surface, and when used as a firing jig, the evaporation of the binder from the workpiece placed on the surface becomes insufficient. The setter of the sample 8 (blast) is a surface having a concavo-convex shape, and in particular, the tip of the convex portion and the object to be processed are likely to be sintered, and the shape change (size) of the object to be processed is fine. (Decrease in accuracy) is likely to occur.

(評価)
各試料のセッターの評価として、成形性及び耐熱衝撃温度を調べ、それぞれ表2に合わせて示した。
(Evaluation)
As an evaluation of the setter of each sample, the moldability and the thermal shock temperature were examined and are shown in Table 2 respectively.

(成形性)
□200×200×4mmに成形して、ワレ、カケを目視で判断した。表2には、ワレ、カケが確認できなかった試料は○、微細なワレ、カケが確認できた試料は△とし、セッターとして使用できないワレ、カケが確認できた試料は×とした。
(Formability)
□ Molded to 200 × 200 × 4 mm and visually judged for cracks and chips. In Table 2, a sample in which cracks and burrs could not be confirmed was indicated by ◯, a fine crack and samples in which burrs could be confirmed were marked by △, and a sample that could not be used as a setter was marked by ×.

試料1〜8のセッターでも、×と評価される、使用が不能になるほどのワレ、カケは確認できなかった。試料6のセッターでは、カケが確認されたが、セッターとしての使用に影響を及ぼさない程度の微細なカケであり、実使用での問題は生じない。   Even in the setters of Samples 1 to 8, cracks and chips that were evaluated as x and could not be used could not be confirmed. In the setter of sample 6, a chip was confirmed, but it was a fine chip that did not affect the use as a setter, and there was no problem in actual use.

(耐熱衝撃温度)
耐熱衝撃温度の測定は、まず、各試料のセッターを150×150×3mmに加工し、加熱炉内に配置した状態で、180〜300℃の所定の加熱温度に昇温(加熱)する。炉内温度が加熱温度で安定したら、各試料のセッターが十分に加熱されたと判断し、加熱炉から各試料のセッターを取り出し、室温(25℃)下で放冷(急冷)する。各試料の温度が室温と同じ温度になったら、再び加熱炉に投入して、加熱温度に昇温(加熱)する。
この加熱温度への昇温(加熱)と、室温への放冷(急冷)を5回繰り返して、セッターに割れが生じない温度を耐熱衝撃温度とした。
(Heat shock temperature)
For measurement of the thermal shock temperature, first, the setter of each sample is processed to 150 × 150 × 3 mm and heated (heated) to a predetermined heating temperature of 180 to 300 ° C. in a state where it is placed in a heating furnace. When the furnace temperature is stabilized at the heating temperature, it is determined that the setter of each sample is sufficiently heated, and the setter of each sample is taken out from the heating furnace and allowed to cool (rapidly cool) at room temperature (25 ° C.). When the temperature of each sample reaches the same temperature as the room temperature, the sample is again put into the heating furnace and heated (heated) to the heating temperature.
The temperature rise (heating) to this heating temperature and the cooling to room temperature (rapid cooling) were repeated 5 times, and the temperature at which the setter did not crack was defined as the thermal shock temperature.

表2に示したように、耐熱衝撃温度は、気孔率の増加に伴って高くなっていることが確認できる。試料1〜6のセッターは、いずれも250℃以上の耐熱衝撃温度を有するものとなっている。また、試料7〜8のセッターは、造孔剤を用いないことで緻密質となり、耐熱衝撃温度が180℃と低くなっている。   As shown in Table 2, it can be confirmed that the thermal shock temperature increases as the porosity increases. The setters of Samples 1 to 6 all have a thermal shock temperature of 250 ° C. or higher. Moreover, the setters of Samples 7 to 8 are dense by not using a pore-forming agent, and the thermal shock temperature is as low as 180 ° C.

以上のように、試料1〜6のセッターは、いずれも被処理物との適切な接触を得られるとともに、250℃以上の耐熱衝撃温度を有するものとなっている。また、試料7〜8のセッターは、いずれも被処理物との適切な接触が得られないだけでなく、耐熱衝撃温度が試料1〜6のセッターよりも大幅に低くなっている。   As described above, all of the setters of Samples 1 to 6 can obtain an appropriate contact with the object to be processed and have a thermal shock temperature of 250 ° C. or higher. Moreover, not all of the setters of the samples 7 to 8 can obtain an appropriate contact with the object to be processed, and the thermal shock temperature is significantly lower than the setters of the samples 1 to 6.

(セッターの使用形態例)
上記したように、実施例において製造された本発明のセッター(焼成治具)は、耐熱衝撃性に優れたものとなっている。そのため、セッターとして被処理物の熱処理に繰り返し使用することができる。繰り返しの使用は、たとえば、以下のように行うことができる。繰り返しの使用のフローチャートを図10に示した。
被処理物を載せて熱処理を行い、その後、セッターの載置面の状態を観察する。
観察結果が、セッターとして使用可能な状態であるときには、再び、被処理物の熱処理に使用する。
(Example of usage of setter)
As described above, the setter (firing jig) of the present invention manufactured in the examples has excellent thermal shock resistance. Therefore, it can be repeatedly used as a setter for heat treatment of an object to be processed. The repeated use can be performed as follows, for example. A flowchart of repeated use is shown in FIG.
A workpiece is placed and heat treated, and then the state of the setting surface of the setter is observed.
When the observation result is in a state where it can be used as a setter, it is again used for heat treatment of the object to be processed.

観察結果が、セッターとしての使用に不適な状態(たとえば、表面粗さ(Ra,Rz)が大きすぎたり、反りや歪みが生じている状態)となっているときには、載置面に研磨処理を施す。ここで、研磨処理は、セッターの製造時に焼成体を研磨する時に行った処理と同じ処理とすることができる。
研磨処理後、被処理物の熱処理に使用する。
When the observation result is in a state unsuitable for use as a setter (for example, a state in which the surface roughness (Ra, Rz) is too large or warping or distortion occurs), the mounting surface is polished. Apply. Here, the polishing process can be the same as the process performed when polishing the fired body during the production of the setter.
After polishing, it is used for heat treatment of the object to be processed.

上記のように、本発明のセッターは、研磨処理を行うことで、新たな被処理物を載置する載置面を形成することができる。つまり、セッターとして繰り返し使用することができる。   As described above, the setter of the present invention can form a placement surface on which a new object is placed by performing a polishing process. That is, it can be used repeatedly as a setter.

(変形形態)
本発明のセッター(焼成治具)は、上記の板状のセッター以外に、種々の形状とすることができる。
たとえば、図11に示したように、上面(11a)が載置面となる板状の載置部(11)の周縁部に、脚部(12)が立設した略テーブル状のセッター1をあげることができる。このセッター1は、図12に示したように、複数を積層した状態で使用することができる。この場合、それぞれのセッター(1,1,・・・)に被処理物(2,2,・・・)を載せることで複数の被処理物2を一度に熱処理することができる。
(Deformation)
The setter (firing jig) of the present invention can have various shapes other than the plate-shaped setter.
For example, as shown in FIG. 11, a substantially table-shaped setter 1 in which legs (12) are erected on the peripheral edge of a plate-like mounting portion (11) whose upper surface (11a) is a mounting surface. I can give you. As shown in FIG. 12, the setter 1 can be used in a state where a plurality of the setters 1 are stacked. In this case, the plurality of objects to be processed 2 can be heat-treated at a time by placing the objects to be processed (2, 2,...) On the respective setters (1, 1,...).

本形態のセッターは、板状の載置部(11)と、脚部(12)とが同じ材質で形成しても、異なる材質で形成しても、いずれでもよい。また、板状の載置部(11)と、脚部(12)とが一体に形成されていても、別体で形成されていてもいずれでもよい。   In the setter of this embodiment, the plate-like placement portion (11) and the leg portion (12) may be formed of the same material or different materials. Moreover, even if the plate-shaped mounting part (11) and the leg part (12) are integrally formed, they may be formed separately.

1:セッター
11:載置部 12:脚部
2:被処理物
1: Setter 11: Placement part 12: Leg part 2: Object to be processed

Claims (11)

平均粒径が0.3〜2.0μmのセラミックス粉末と、熱処理により消失する平均粒径が1〜20μmの造孔剤と、を有する混合粉末を調製する工程と、
該混合粉末を成形する工程と、
該造孔剤を消失させるとともに成形体を焼成する工程と、
焼成治具の表面を研磨する工程と、
を有することを特徴とする焼成治具の製造方法。
A step of preparing a mixed powder having a ceramic powder having an average particle size of 0.3 to 2.0 μm and a pore former having an average particle size of 1 to 20 μm that disappears by heat treatment;
Forming the mixed powder;
Disposing the pore-forming agent and firing the molded body;
Polishing the surface of the firing jig;
The manufacturing method of the baking jig characterized by having.
前記焼成治具の研磨は、JIS B 0671−2に規定のレベル差(Rk)の値が1〜5μmとなるように行われる請求項1記載の焼成治具の製造方法。   The method for manufacturing a firing jig according to claim 1, wherein the polishing of the firing jig is performed so that a level difference (Rk) defined in JIS B 0671-2 is 1 to 5 µm. 前記焼成治具の研磨は、JIS B 0671−2に規定の負荷長さ率(Mr1)が10%以下となるように行われる請求項1〜2のいずれかに記載の焼成治具の製造方法。   The method for manufacturing a firing jig according to claim 1, wherein the firing jig is polished so that a load length ratio (Mr1) defined in JIS B 0671-2 is 10% or less. . 前記焼成治具の研磨は、JIS B 0671−2に規定の負荷長さ率(Mr2)が70%以上となるように行われる請求項1〜3のいずれかに記載の焼成治具の製造方法。   The method for manufacturing a firing jig according to any one of claims 1 to 3, wherein the polishing of the firing jig is performed such that a load length ratio (Mr2) defined in JIS B 0671-2 is 70% or more. . 前記焼成治具の研磨は、表面粗さ(Ra)が10.00以下となるように行われる請求項1〜4のいずれかに記載の焼成治具の製造方法。   The method for manufacturing a firing jig according to any one of claims 1 to 4, wherein the polishing of the firing jig is performed such that the surface roughness (Ra) is 10.00 or less. 前記焼成治具の研磨は、表面粗さ(Rz)が75.00以下となるように行われる請求項1〜5のいずれかに記載の焼成治具の製造方法。   The method for manufacturing a firing jig according to any one of claims 1 to 5, wherein the polishing of the firing jig is performed so that the surface roughness (Rz) is 75.00 or less. 前記焼成治具は、10〜50%の気孔率となるように形成される請求項1〜6のいずれかに記載の焼成治具の製造方法。   The method for manufacturing a firing jig according to claim 1, wherein the firing jig is formed to have a porosity of 10 to 50%. 前記セラミックス粉末は、ジルコニア粉末である請求項1〜7のいずれかに記載の焼成治具の製造方法。   The method for manufacturing a firing jig according to claim 1, wherein the ceramic powder is zirconia powder. 前記造孔剤は、マイクロビーズである請求項1〜8のいずれかに記載の焼成治具の製造方法。   The method for manufacturing a firing jig according to claim 1, wherein the pore former is a microbead. 前記マイクロビーズは、アクリル樹脂,フェノール樹脂の少なくとも一方よりなる請求項9記載の焼成治具の製造方法。   The method for manufacturing a firing jig according to claim 9, wherein the micro beads are made of at least one of an acrylic resin and a phenol resin. 前記焼成治具は、熱処理が施される被処理物が前記表面に載置された状態で熱処理を行うセッターである請求項1〜9のいずれかに記載の焼成治具の製造方法。   The method for manufacturing a firing jig according to claim 1, wherein the firing jig is a setter that performs a heat treatment in a state where an object to be heat-treated is placed on the surface.
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