JP3906441B2

JP3906441B2 - 電子部品焼成用道具材

Info

Publication number: JP3906441B2
Application number: JP2001292574A
Authority: JP
Inventors: 晃司林
Original assignee: 株式会社ヨータイ
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2021-08-20
Also published as: JP2003055067A

Description

【００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、セラミック電子部品を焼成する際に使用する道具材の製造方法に関するものである。
【００２】
【従来の技術】
フェライトやセラミックコンデンサー、サーミスターなどの電子部品を焼成する場合、一般にムライト質、コージェライト質、アルミナ質、炭化珪素質等の耐熱衝撃性に優れた緻密タイプの匣鉢、棚板、セッター等の焼成道具材が段詰みして使用される。しかしフェライト等のセラミック電子部品は高純度で反応性に富む原料からなるものが多く、焼成用道具材にＳｉＯ２を多く含むものを使用するとＳｉＯ２との間に反応を生じ、透磁率が低下するといった欠点を生ずる。そこで、従来はこれらの耐熱衝撃性焼成用道具材の上に高純度アルミナ質のセッターを積載したり、被焼成物と接する面に高純度アルミナ、マグネシア、ジルコニア等の難反応性物質をコーティングする方法がとられており、窯詰時や窯出時の組立てや分解が容易でフェライトと全く反応しない棚板や割れ、亀裂、剥離等を防止したジルコニア質コート層を有する匣鉢、棚板、セッター等が焼成用道具材として開示されている。（例えば、特開昭６３−２１７１９０公報や特開平３−１７７３８３号公報等）
【００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、匣鉢、棚板、セッターの表面に難反応性物質のコーティングを施す場合、ムライト質、コージェライト質、アルミナ質等の道具材と高純度ジルコニア等の非反応性コーティング層との熱膨張率の差などから、長期にわたって使用していくとコートの亀裂、剥離が起こり易くなる。
【００４】
そこで、本発明者は、前記の問題点である、基材とコートとの剥離防止について種々研究した結果、シリカ質中空球を基材中に含有させることにより、初期の課題が解決される事を見出し、本発明は、これらの知見に基づいて成されたものである。
【００５】
したがて、本発明が解決しようとする課題は、道具材と熱膨張率の異なるコートとの剥離防止である。
【００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は主成分がアルミナ−シリカから成る電子部品焼成用道具材においてアルミナ質基材が８０〜９７重量％に対してシリカ質中空球を３〜２０重量％含有させる事によって、焼成後の製品の中心線平均粗さが５０ミクロン以上となる電子部品焼成用道具材を得る。この道具材表面にイットリア安定化ジルコニアまたは、カルシア安定化ジルコニアコート材を噴霧した後、１４００℃以上でコーティング材を焼成することによって、道具材とコーティング材の接触面積が大きくなり、剥離し難くなることを要旨とする。この時、シリカ質中空球としては、フライアッシュバルーン、シリカバルーン、シラスバルーン等が単味もしくは複数の組み合せから成る物が用いられる。
【００７】
【作用】
電子部品焼成用道具材の製造においてアルミナ基材が８０〜９７重量％に対してシリカ質中空球を３〜２０重量％含有させ，１６００℃以上で焼成する。このとき，１６００℃以上の温度で焼成することによってシリカ質中空球は溶融し，球形を保つことができず，結果として道具材表面が荒れて道具材表面の中心線平均粗さが５０ミクロン以上となる道具材が得られる。道具材表面にジルコニア材を噴霧した後、１４００℃以上でコーティング材を焼成することによって道具材表面とコーティング材の接触面積が大きくなり，剥離しがたくなる。
【００８】
次に、本発明の電子部品焼成用道具材の製造方法について説明する。まず、本発明の焼成用道具材の基材としては、アルミナ、ムライト、コーディライトなどのアルミナ質耐火原料が基材として使用され、アルミナ質耐火原料が８０〜９７重量％使用できる。
アルミナ成分が８０重量％未満の場合はＳｉＯ２がムライトとしてではなくフリーのＳｉＯ２として存在し、ジルコニアコート焼付け時の際に基材に含まれるフリーのＳｉＯ２がジルコニアコーティング側に移動するため好ましくない。アルミナ成分が９７重量％を超える場合は基材の熱衝撃に対する耐スポーリング性が低下するため好ましくない。基材の製造方法としては、主原料粉末の混合時にシリカ質中空球を添加し、混練後、プレス又は鋳込み等により成形し、乾燥させた後、１６００℃以上で焼成させることによって道具材を得る。この道具材表面の中心線平均粗さが５０ミクロン以上となる電子部品焼成用道具材を得る。
【００９】
次に、本発明のコーティング層の製造方法について説明する。電融ジルコニアと超微粉ジルコニアと液体バインダーを混合してスラリー化した後、スプレーガンにてコーティング材を噴霧し、焼成済みの道具材表面にコーティング材を付着させる。ジルコニアコーティング材が付着した道具材を１４００℃以上の温度で５時間以上保持して道具材にコーティング材を焼き付ける。
【０１０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示し、本発明の特徴とするところをより一層明確にする。
【０１１】
（実施例１）
通常の耐火物を製造するのと同様の方法で、電融アルミナ、電融ムライト、アルミナ粉およびシリカ質中空球を混合、５％ＰＶＡ水溶液を３ｗｔ％加えて混練、１５０×１５０×５ｍｍの形状にプレス成形後、１００℃で２４時間乾燥させて基材成形体を製造した。この時のＡｌ_２Ｏ_３は８５重量％、ＳｉＯ２は１５重量％である。基材成形体を１００℃で２４時間乾燥させた後、１７００℃で５時間保持して焼成した。この時シリカ質中空球としてはシラスバルーンを用い添加量は３重量％である。
【０１２】
（実施例２）
実施例１と同様の方法でＡｌ_２Ｏ_３は９０重量％、ＳｉＯ２は１０重量％からなる基材を得た。この時シリカ質中空球としてはシラスバルーンを用い添加量は１０重量％である。
【０１３】
（実施例３）
実施例１と同様の方法でＡｌ_２Ｏ_３は９０重量％、ＳｉＯ２は１０重量％からなる基材を得た。この時シリカ質中空球としてはフライアッシュバルーンを用い添加量は１０重量％である。
【０１４】
（実施例４）
実施例１と同様の方法でＡｌ_２Ｏ_３は９０重量％、ＳｉＯ２は１０重量％からなる基材を得た。この時シリカ質中空球としてはシリカバルーンを用い添加量は５重量％である。
【０１５】
実施例１〜４の基材表面の中心線平均粗さを株式会社東京精密製の表面粗さ形状測定機（サーフコム５５０Ａ）を用いて測定した。また、ＪＩＳＲ２２１３−１９９５により基材の曲げ強さを測定した。この時、曲げ強さが５ＭＰａ以下の場合は繰返し使用した場合基材に割れが発生する。次にこの基材に粒径５〜１５μｍの電融イットリア安定化ジルコニア粉末（ＺｒＯ_２９２重量％、Ｙ_２Ｏ_３８重量％）７０重量％と粒径０．１〜１μｍの共沈法によるイットリア安定化ジルコニア粉末（ＺｒＯ_２９５重量％、Ｙ_２Ｏ_３５重量％）３０重量％の割合で混合し、これに５％ＰＶＡ水溶液を加えてスラリー化しコーティング材とした。このコーティング材を上記の基材成形体表面にスプレーガンにて噴霧し厚さ０．２ｍｍまでコーティング材を堆積させた。それを１００℃２４時間乾燥させた後、１４００℃で５時間保持して焼成し、ジルコニアコーティング層が形成された電子部品焼成用道具材を作製した。表１に上記実施例１〜４について、焼成体の中心線平均粗さとおよび１３００℃で加熱後、室温までの強制空冷を２００回繰返し、コーティング層の剥離の有無および道具材の割れについて調べた結果を表１に示す。
【０１６】
（比較例１）
比較のため実施例１と同様の方法でＡｌ_２Ｏ_３は９０重量％、ＳｉＯ２は１０重量％からなる基材を得た。この時シリカ質中空球を添加していない。
（比較例２）
実施例１と同様の方法でＡｌ_２Ｏ_３は９０重量％、ＳｉＯ２は１０重量％からなる基材を得た。この時シリカ質中空球としてはシラスバルーンを用い添加量は２５重量％である。
（比較例３）
実施例１と同様の方法でＡｌ_２Ｏ_３は９０重量％、ＳｉＯ２は１０重量％からなる基材を得た。この時シリカ質中空球としてはフライアッシュバルーンを用い添加量は２５重量％である。
この場合の基材表面の中心線平均粗さを実施例１〜４と同様の方法により調べた結果を表１に示す。また、コーティング層の剥離の有無について実施例１〜４と同様の方法により調べた結果を表１に示す。
【０１７】
【表１】

【０１８】
表１に示すように、シリカ質中空球の添加量が３、５、１０重量％添加した実施例１〜４では、シリカ質中空球を添加しなかった場合や２５重量％添加した比較例１〜３に比べて、コーティング層が繰返し加熱による剥離を生じないことがわかる。
【０１９】
以上の説明のように、本発明のセラミックス焼成用道具材の製造においてシリカ質中空球を３〜２０重量％含有させ、１６００℃以上で焼成する事によって道具材表面の中心線平均粗さが５０ミクロン以上となる道具材が得られる。道具材表面にジルコニアコート材を噴霧した後、１４００℃以上でコーティング材を焼成することによって道具材表面とコーティング材の接触面積が大きくなり、剥離し難くなる。

Claims

アルミナ質耐火原料８０〜９７重量％とシリカ質中空球を３〜２０重量％を混練，成形，１６００℃以上で焼成して得られる電子部品焼成用道具材で、材料の表面の中心線平均粗さが５０ミクロン以上の電子部品焼成用道具材の製造方法
アルミナ質耐火原料８０〜９７重量％とシリカ質中空球を３〜２０重量％を混練，成形，１６００℃以上で焼成して得られる基材にジルコニアコート材を塗付したのち、焼き付けることを特徴とする電子部品焼成用道具材の製造方法