JP5742293B2 - SETTER AND METHOD FOR MANUFACTURING CERAMIC ELECTRONIC COMPONENT - Google Patents
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Description
本発明は、セッター及びセラミック電子部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a setter and a method for manufacturing a ceramic electronic component.
従来から、ＰＺＴ等を主成分とするセラミックグリーン体の焼成には、セッターが用いられている。従来のセッターとして、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載のセッターにおいて、セラミックグリーン体が載置される載置面は、ショットブラスト処理が施されたブラスト研磨面となっている。 Conventionally, setters have been used for firing ceramic green bodies mainly composed of PZT or the like. As a conventional setter, for example, one described in Patent Document 1 is known. In the setter described in Patent Document 1, the mounting surface on which the ceramic green body is mounted is a blast polished surface subjected to shot blasting.
ところで、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒｘ，Ｔｉ１−ｘ）Ｏ３：チタン酸ジルコン酸鉛）を含むセラミック材料からなるグリーンシートを積層して得られたセラミックグリーン体を焼成する際、このセラミックグリーン体からは、セッターの載置面と当接する裏面側及びこの裏面に対向する表面側からセラミック材料に含まれるＰｂが蒸発すると共に、裏面側からセッターにＰｂが拡散する。上記従来のセッターのように載置面が研磨面となっている場合には、裏面側からのＰｂの蒸発量及びセッターへのＰｂの拡散量が、表面側からのＰｂの蒸発量よりも多くなる。そのため、セラミックグリーン体の表面側と裏面側とにおいてＰｂの含有量が不均一となり組成が異なる。これにより、セラミックグリーン体の表面側と裏面側とにおいて収縮率が変わり、結果としてセラミック基板に反りが生じる。 By the way, when firing a ceramic green body obtained by laminating a green sheet made of a ceramic material containing PZT (Pb (Zr x , Ti 1-x ) O 3 : lead zirconate titanate), this ceramic green body is fired. The Pb contained in the ceramic material evaporates from the back surface side that contacts the mounting surface of the setter and the surface side facing the back surface, and Pb diffuses from the back surface to the setter. When the mounting surface is a polished surface as in the conventional setter, the amount of Pb evaporated from the back surface side and the amount of Pb diffused to the setter are larger than the amount of Pb evaporated from the surface side. Become. Therefore, the Pb content is non-uniform between the front side and the back side of the ceramic green body and the composition is different. As a result, the shrinkage rate changes between the front surface side and the back surface side of the ceramic green body, resulting in warping of the ceramic substrate.
一方、載置面が自然面、すなわち機械的な加工が施されてない無研磨面である場合には、Ｐｂを殆ど吸収しないため、表面側からのＰｂの蒸発量が裏面側からのＰｂの蒸発量及び裏面側からのセッターへのＰｂの拡散量よりも多くなる。そのため、載置面が自然面の場合であっても、セラミックグリーン体の表面側と裏面側とにおいてＰｂの含有量が不均一となり、セラミック基板に反りが生じる。特に、セラミックグリーン体の厚みが薄い場合には、焼成体の反りが顕著となる。 On the other hand, when the mounting surface is a natural surface, that is, a non-polished surface that has not been subjected to mechanical processing, Pb is hardly absorbed. More than the evaporation amount and the diffusion amount of Pb from the back side to the setter. Therefore, even if the placement surface is a natural surface, the content of Pb is not uniform between the front surface side and the back surface side of the ceramic green body, and the ceramic substrate is warped. In particular, when the thickness of the ceramic green body is thin, warping of the fired body becomes significant.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、焼成体の反りを防止することができるセッター及びセラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a setter and a method for manufacturing a ceramic electronic component that can prevent warping of a fired body.
上記課題を解決するために、本発明に係るセッターは、ＰＺＴを含む材料からなり且つ厚さ２００μｍ以下であるセラミックグリーン体を焼成してセラミック焼成体を形成する際に、セラミックグリーン体が載置される載置面を有するセッターであって、載置面は、表面に凹凸を有する第１部分と、第１部分よりも緻密な第２部分とが混在してなる面であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the setter according to the present invention mounts a ceramic green body when a ceramic green body made of a material containing PZT and having a thickness of 200 μm or less is fired to form a ceramic fired body. A setter having a mounting surface, wherein the mounting surface is a surface in which a first portion having irregularities on the surface and a second portion denser than the first portion are mixed. To do.
このセッターでは、ＰＺＴを含む材料からなり且つ厚さ２００μｍ以下であるセラミックグリーン体が載置される載置面において、表面に凹凸を有する第１部分と、この第１部分よりも緻密な第２部分とが混在している。表面に凹凸を有する第１部分では、セラミックグリーン体から蒸発するＰｂを吸収する一方、緻密な第２部分では、Ｐｂを殆ど吸収しない。そのため、第１部分及び第２部分によって、セラミックグリーン体の裏面側からのＰｂの蒸発量を調整できる。したがって、セラミックグリーン体を焼成する際、セラミックグリーン体の裏面側からのＰｂの蒸発量及びセッターへの拡散量と、表面側からのＰｂの蒸発量とを略同量とすることができる。これにより、セラミックグリーン体の表面側及び裏面側における成分の含有量が略均一となり、その結果、セラミック焼成体の反りを防止できる。 In this setter, on the placement surface on which the ceramic green body made of a material containing PZT and having a thickness of 200 μm or less is placed, a first portion having irregularities on the surface, and a second denser than the first portion The part is mixed. The first portion having irregularities on the surface absorbs Pb evaporating from the ceramic green body, while the dense second portion hardly absorbs Pb. Therefore, the evaporation amount of Pb from the back surface side of the ceramic green body can be adjusted by the first portion and the second portion. Therefore, when firing the ceramic green body, the amount of Pb evaporated from the back side of the ceramic green body and the amount of diffusion to the setter can be made substantially equal to the amount of Pb evaporated from the front side. Thereby, content of the component in the surface side and back surface side of a ceramic green body becomes substantially uniform, As a result, the curvature of a ceramic sintered body can be prevented.
第２部分は、載置面における単位面積当たりの割合が４０％〜９０％である。特に、載置面における単位面積当たりの第２部分の割合が４０％〜６５％であるセッターの場合、厚みが１００μｍ〜２００μｍのセラミックグリーン体を焼成するために用いることが好適である。また、載置面における単位面積当たりの第２部分の割合が６５％〜９０％であるセッターの場合、厚みが３０μｍ〜１００μｍのセラミックグリーン体を焼成するために用いることが好適である。 The ratio of the second portion per unit area on the mounting surface is 40% to 90%. In particular, in the case of a setter in which the ratio of the second portion per unit area on the mounting surface is 40% to 65%, it is preferable to use it for firing a ceramic green body having a thickness of 100 μm to 200 μm. Further, in the case of a setter in which the ratio of the second portion per unit area on the mounting surface is 65% to 90%, it is preferable to use it for firing a ceramic green body having a thickness of 30 μm to 100 μm.
第１部分は、ブラスト処理によって表面が研磨されている研磨面である。また、第２部分は、機械的な加工が施されていない無研磨面である。 The first part is a polished surface whose surface is polished by blasting. The second portion is a non-polished surface that is not mechanically processed.
本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、ＰＺＴを含む材料からなり且つ厚さ２００μｍ以下であるセラミックグリーン体を焼成してセラミック電子部品を製造する方法であって、セラミックグリーン体を準備する工程と、セラミックグリーン体が載置される載置面を有するセッターを準備する工程と、セッターの載置面にセラミックグリーン体を載置してセラミックグリーン体を焼成する工程と、を有し、セッターの載置面は、表面に凹凸を有する第１部分と、第１部分よりも緻密な第２部分とが混在してなる面であることを特徴とする。 A method for producing a ceramic electronic component according to the present invention is a method for producing a ceramic electronic component by firing a ceramic green component made of a material containing PZT and having a thickness of 200 μm or less, the step of preparing the ceramic green component And a step of preparing a setter having a placement surface on which the ceramic green body is placed, and a step of placing the ceramic green body on the placement surface of the setter and firing the ceramic green body. The mounting surface is a surface in which a first portion having irregularities on the surface and a second portion denser than the first portion are mixed.
このセラミック電子部品の製造方法では、表面に凹凸を有する第１部分と、第１部分よりも緻密な第２部分とが混在してなる載置面を有するセッターを用いている。表面に凹凸を有する第１部分では、セラミックグリーン体から蒸発するＰｂを吸収する一方、緻密な第２部分では、Ｐｂを殆ど吸収しない。そのため、第１部分及び第２部分によって、セラミックグリーン体の裏面側からのＰｂの蒸発量を調整できる。したがって、セラミックグリーン体を焼成する際、セラミックグリーン体の裏面側からのＰｂの蒸発量及びセッターへの拡散量と、表面側からのＰｂの蒸発量とを略同量とすることができる。これにより、セラミックグリーン体の表面側及び裏面側における成分の含有量が略均一となり、その結果、セラミック焼成体の反りを防止できる。 In this method of manufacturing a ceramic electronic component, a setter having a mounting surface in which a first portion having irregularities on the surface and a second portion that is denser than the first portion is mixed is used. The first portion having irregularities on the surface absorbs Pb evaporating from the ceramic green body, while the dense second portion hardly absorbs Pb. Therefore, the evaporation amount of Pb from the back surface side of the ceramic green body can be adjusted by the first portion and the second portion. Therefore, when firing the ceramic green body, the amount of Pb evaporated from the back side of the ceramic green body and the amount of diffusion to the setter can be made substantially equal to the amount of Pb evaporated from the front side. Thereby, content of the component in the surface side and back surface side of a ceramic green body becomes substantially uniform, As a result, the curvature of a ceramic sintered body can be prevented.
本発明によれば、焼成体の反りを防止することができる。 According to the present invention, warpage of the fired body can be prevented.
本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and a duplicate description is omitted.
まず、図１を参照して、本実施形態に係るセッターを用いて製造されるセラミック電子部品の構成について説明する。図１は、一実施形態に係る製造方法によって製造される圧電素子を示す斜視図である。本実施形態では、セラミック電子部品の一形態として、圧電素子１００について説明する。 First, with reference to FIG. 1, the structure of the ceramic electronic component manufactured using the setter which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a perspective view showing a piezoelectric element manufactured by a manufacturing method according to an embodiment. In the present embodiment, a piezoelectric element 100 will be described as an embodiment of a ceramic electronic component.
圧電素子１００は、例えば、磁気ディスクを備えたディスク装置などに適用される。すなわち、デュアル・ステージ・アクチュエータ方式のディスク装置において、ボイスコイルモータ以外の第２のアクチュエータとして、圧電素子１００が用いられる。 The piezoelectric element 100 is applied to, for example, a disk device provided with a magnetic disk. That is, in the dual stage actuator type disk device, the piezoelectric element 100 is used as the second actuator other than the voice coil motor.
図１に示すように、圧電素子１００は、対向する第１面１０２ａと第２面１０２ｂとを有する圧電素子基板１０２を備えている。圧電素子基板１０２は、圧電セラミックス１０３の両面に金属極１０４を設けることによって構成されている。圧電セラミックス１０３の材料として、組成がＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｚｎ１／３ Ｎｂ２／３）Ｏ３の３成分系圧電セラミック材料等が挙げられる。 As shown in FIG. 1, the piezoelectric element 100 includes a piezoelectric element substrate 102 having a first surface 102a and a second surface 102b facing each other. The piezoelectric element substrate 102 is configured by providing metal electrodes 104 on both surfaces of a piezoelectric ceramic 103. Examples of the material of the piezoelectric ceramic 103 include a three-component piezoelectric ceramic material having a composition of PbTiO 3 —PbZrO 3 —Pb (Zn1 / 3 Nb2 / 3) O 3 .
圧電素子基板１０２の第１面１０２ａ及び第２面１０２ｂは、金属極１０４に覆われている。圧電素子基板１０２の四方の側面１０２ｃは金属極１０４に覆われず、圧電セラミックス１０３が露出する。この側面１０２ｃは、樹脂１０５によって覆われている。樹脂１０５の材料として、エポキシ樹脂が用いられる。また、エポキシ樹脂の他に、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することができる。また、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂などの紫外線硬化樹脂を使用することもできる。また、ポリ酢酸ビニルなどのホットメルト樹脂を用いてもよい。 The first surface 102 a and the second surface 102 b of the piezoelectric element substrate 102 are covered with the metal electrode 104. The four side surfaces 102c of the piezoelectric element substrate 102 are not covered with the metal electrode 104, and the piezoelectric ceramic 103 is exposed. The side surface 102 c is covered with the resin 105. An epoxy resin is used as the material of the resin 105. In addition to the epoxy resin, a thermosetting resin such as a urethane resin can be used. Moreover, ultraviolet curable resin, such as an epoxy acrylate resin and a urethane acrylate resin, can also be used. A hot melt resin such as polyvinyl acetate may also be used.
次に、図２及び図３を参照して、圧電素子１００を焼成するためのセッターの構成について説明する。図２は、圧電素子の製造方法を実施するためのセッターを示した図であり、図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 Next, a configuration of a setter for firing the piezoelectric element 100 will be described with reference to FIGS. 2 is a view showing a setter for carrying out the method for manufacturing a piezoelectric element, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
図２及び図３に示されるように、セッター１は、正方形を呈する板状体であり、例えば縦横が１００ｍｍ×１００ｍｍとすることができる。セッター１は、気孔率が３％未満、好ましくは１％未満といった緻密性を有するものが望ましい。セッター１の材料としては、耐久性を高めるべく、例えば酸化ジルコニウムにイットリア（Ｙ２Ｏ３）を添加して安定化させたものを用いるのが望ましい。酸化ジルコニウムに添加されるイットリアの量としては、８ｍｏｌ％が好ましい。なお、安定化剤としては、Ｙ２Ｏ３の他に、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）、セリア（ＣｅＯ２）等を用いることができる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the setter 1 is a plate-like body having a square shape, and can be, for example, 100 mm × 100 mm in length and width. The setter 1 desirably has a denseness with a porosity of less than 3%, preferably less than 1%. As the material of the setter 1, it is desirable to use, for example, a material obtained by adding yttria (Y 2 O 3 ) to zirconium oxide and stabilizing it in order to enhance durability. The amount of yttria added to zirconium oxide is preferably 8 mol%. In addition to Y 2 O 3 , calcia (CaO), magnesia (MgO), ceria (CeO 2 ), and the like can be used as the stabilizer.
セッター１は、セラミックグリーン体１０を載置する載置面２を有している。載置面２には、セラミックグリーン体１０が２×５のマトリックス状となるように載置されている。図５に示すように、載置面２は、研磨面（第１部分）３と、自然面（第２部分）４とから形成されている。以下、図４〜図８を参照して、載置面２について詳細に説明する。 The setter 1 has a placement surface 2 on which the ceramic green body 10 is placed. The ceramic green body 10 is placed on the placement surface 2 in a 2 × 5 matrix. As shown in FIG. 5, the mounting surface 2 is formed of a polishing surface (first portion) 3 and a natural surface (second portion) 4. Hereinafter, the mounting surface 2 will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 8.
図４（ａ）は、研磨面を説明する図であり、図４（ｂ）は、自然面を説明する図である。図５は、図２に示すセッターの載置面を説明する図である。また、図６は、研磨面の表面を拡大して示す写真であり、図７は、自然面の表面を拡大して示す写真である。図８は、図２に示すセッターの載置面を拡大して示す写真である。なお、図６〜図８において、（ａ）は表面を１０００倍に拡大した写真であり、（ｂ）は表面を５０００倍に拡大した写真である。 FIG. 4A is a diagram illustrating a polished surface, and FIG. 4B is a diagram illustrating a natural surface. FIG. 5 is a view for explaining a mounting surface of the setter shown in FIG. FIG. 6 is an enlarged photograph showing the surface of the polished surface, and FIG. 7 is an enlarged photo showing the surface of the natural surface. FIG. 8 is an enlarged photograph showing the mounting surface of the setter shown in FIG. 6-8, (a) is a photograph with the surface magnified 1000 times, and (b) is a photograph with the surface magnified 5000 times.
研磨面３は、機械的な加工によって表面が研磨されている面である。研磨面３は、ブラスト処理によって表面の粒子が脱落（剥離）して間隙が形成されており、凹凸３ａが形成された粗い表面となっている。すなわち、研磨面３の表面は、断面で見た場合に、セッター１の厚み方向において自然面４に対して粒子が脱落した分だけ深い位置に形成されている。研磨面３の表面粗さは、焼成されるセラミックグリーン体に応じて適宜設定されが、例えば中心線平均粗さＲａが好ましくは１μｍ〜２０μｍ、より好ましくは２μｍ〜６μｍとなっている。中心線平均粗さＲａとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定されている表面粗さのことであり、粗さ曲線を中心線から折り返し、その粗さ曲線と中心線とによって得られた面積を長さで割った値である。なお、ブラスト処理としては、周知の技術を用いることができ、ショット材やブラスト圧力、ブラスト時間は、所望する表面粗さに応じて適宜設定することができる。 The polished surface 3 is a surface whose surface is polished by mechanical processing. The polished surface 3 is a rough surface in which the surface particles are dropped (peeled) by blasting to form a gap, and the unevenness 3a is formed. That is, the surface of the polishing surface 3 is formed at a position deeper than the natural surface 4 by the amount of particles dropped in the thickness direction of the setter 1 when viewed in cross section. The surface roughness of the polished surface 3 is appropriately set according to the ceramic green body to be fired. For example, the center line average roughness Ra is preferably 1 μm to 20 μm, more preferably 2 μm to 6 μm. The centerline average roughness Ra is the surface roughness specified in JIS B0601, and the roughness curve is folded back from the centerline, and the area obtained by the roughness curve and the centerline is expressed as a length. Divided value. In addition, a well-known technique can be used as a blast process, and a shot material, a blast pressure, and a blast time can be suitably set according to the desired surface roughness.
自然面４は、表面が滑らかな面となっている。自然面４は、その表面を粒子が殆ど隙間なく覆っており、粒子が密集した緻密面である。すなわち、自然面４は、機械的な加工が施されていない無研磨面であり、研磨面３よりも緻密な面となっている。上述のように、研磨面３は、ブラスト処理による機械的な面加工時の機械的な衝撃によって、表面の粒子の脱落や隙間が生じて凹凸３ａが形成されている。一方、自然面４は、機械的な面加工が施されないため、表面の粒子の脱落等が生じておらず、研磨面３に比べて緻密になっている。なお、自然面４は、完全に平坦な面ではなく、表面に多少の凹凸が形成されている場合も含んでおり、研磨面３と比較して相対的に緻密となっている。 The natural surface 4 has a smooth surface. The natural surface 4 is a dense surface in which particles are covered with almost no gap and the particles are densely packed. That is, the natural surface 4 is a non-polished surface that has not been subjected to mechanical processing, and is a finer surface than the polished surface 3. As described above, the polished surface 3 has surface irregularities 3a due to dropout of particles on the surface and gaps due to mechanical impact during mechanical surface processing by blasting. On the other hand, since the natural surface 4 is not subjected to mechanical surface processing, the particles on the surface do not fall off, and the natural surface 4 is denser than the polished surface 3. The natural surface 4 is not a completely flat surface, but includes a case where some unevenness is formed on the surface, and is relatively dense as compared with the polished surface 3.
図５に示すように、セッター１の載置面２は、上記のような研磨面３及び自然面４が混在してなる面である。なお、ここで言う混在とは、所定の周期で研磨面３と自然面４とが形成されていてもよいし、研磨面３と自然面４とが規則性無く形成されていてもよい。 As shown in FIG. 5, the mounting surface 2 of the setter 1 is a surface formed by mixing the polished surface 3 and the natural surface 4 as described above. The term “mixed” as used herein means that the polished surface 3 and the natural surface 4 may be formed at a predetermined cycle, or the polished surface 3 and the natural surface 4 may be formed without regularity.
載置面２における単位面積当たりの自然面４の割合は、４０％〜９０％であることが好ましい。また、厚みが１００μｍ〜２００μｍであるセラミックグリーン体１０の焼成に用いる場合には、載置面２における単位面積当たりの自然面４の割合が４０％〜６５％であることが好ましい。さらに、厚みが３０μｍ〜１００μｍであるセラミックグリーン体１０の焼成に用いる場合には、載置面２における単位面積当たりの自然面４の割合が６５％〜９０％であることが好ましい。すなわち、自然面４は、厚みが薄いセラミックグリーン体１０の焼成に用いる場合には、載置面２における単位面積当たりを占める割合が多く形成されていることが好ましい。 The ratio of the natural surface 4 per unit area on the mounting surface 2 is preferably 40% to 90%. Moreover, when using it for baking of the ceramic green body 10 whose thickness is 100 micrometers-200 micrometers, it is preferable that the ratio of the natural surface 4 per unit area in the mounting surface 2 is 40%-65%. Furthermore, when used for firing the ceramic green body 10 having a thickness of 30 μm to 100 μm, the ratio of the natural surface 4 per unit area on the mounting surface 2 is preferably 65% to 90%. That is, when the natural surface 4 is used for firing the thin ceramic green body 10, it is preferable that a large proportion of the unit surface area on the mounting surface 2 is formed.
続いて、上記のセッター１を用いた圧電素子１００の製造方法について説明する。 Then, the manufacturing method of the piezoelectric element 100 using said setter 1 is demonstrated.
まず、セッター１を準備する。セッター１は、自然面のみのセッターを用意し、このセッターにブラスト処理を施して研磨面３を形成する。これにより、図５に示すように、載置面２において、研磨面３と自然面４とが混在する。そして、ブラスト処理の後に洗浄・乾燥を行って、セッター１を得る。なお、用意するセッターは、その表面が平坦なものであってもよいし、その表面にエンボス加工が施されているものであってもよい。 First, the setter 1 is prepared. The setter 1 prepares a setter having only a natural surface, and forms a polished surface 3 by blasting the setter. As a result, as shown in FIG. 5, the polishing surface 3 and the natural surface 4 are mixed on the mounting surface 2. Then, washing and drying are performed after the blasting process, and the setter 1 is obtained. In addition, the setter to be prepared may have a flat surface, or may have an embossed surface.
続いて、セラミックグリーン体１０を用意する。そのため、まず、例えば組成がＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ３−Ｐｂ（Ｚｎ１／３ Ｎｂ２／３）Ｏ３の３成分系圧電セラミック材料に有機バインダや有機溶剤等を混合して基体ペーストを作成し、その基体ペーストを用いて、ドクターブレード法によりセラミックグリーンシートを形成する。 Subsequently, a ceramic green body 10 is prepared. Therefore, first, a base paste is prepared by mixing an organic binder, an organic solvent, or the like with a ternary piezoelectric ceramic material having a composition of, for example, PbTiO 3 —PbZrO 3 —Pb (Zn1 / 3 Nb2 / 3) O 3. Using the paste, a ceramic green sheet is formed by a doctor blade method.
そして、セラミックグリーンシートを積層して、所定の温度（例えば、６０℃程度）で加熱しながら、所定の圧力（例えば、１００ＭＰａ程度）で積層方向にプレスする。これにより、セラミックグリーン体１０を得ることができる。このとき、セラミックグリーン体１０の厚みは、２００μｍ以下である。 Then, the ceramic green sheets are stacked and pressed in the stacking direction at a predetermined pressure (for example, about 100 MPa) while heating at a predetermined temperature (for example, about 60 ° C.). Thereby, the ceramic green body 10 can be obtained. At this time, the thickness of the ceramic green body 10 is 200 μm or less.
次いで、このような複数枚のセラミックグリーン体１０を、図１及び図２に示すようにセッター１の載置面２に載せ、セラミックグリーン体１０中に含まれるバインダを除去する、いわゆる脱バインダ（脱脂）を行う。成形時に用いるバインダは、後述する焼成時にセラミックグリーン体１０よりガス化して発生すると、焼成雰囲気を狂わせ、セラミックグリーン体１０の焼成不良を引き起こすため、予め焼成前にセラミックグリーン体１０の脱バインダを行うようにしている。この脱バインダ処理としては、セラミックグリーン体１０を例えば４００℃の温度で加熱して、例えば１０時間安定させる。 Next, a plurality of such ceramic green bodies 10 are placed on the mounting surface 2 of the setter 1 as shown in FIGS. 1 and 2, and the binder contained in the ceramic green body 10 is removed, so-called binder removal ( Degreasing). When the binder used at the time of molding is gasified from the ceramic green body 10 at the time of firing described later, the firing atmosphere is disturbed and the firing of the ceramic green body 10 is caused. Therefore, the ceramic green body 10 is debindered in advance before firing. I am doing so. As the binder removal processing, the ceramic green body 10 is heated at a temperature of 400 ° C., for example, and is stabilized for 10 hours, for example.
続いて、セラミックグリーン体１０をセッター１の載置面２に載せたまま、セラミックグリーン体１０の焼成を行う。具体的には、脱バインダ処理が終了したセラミックグリーン体１０が載っている複数のセッター１を、柱状のジルコニアスペーサ（図示しない）を介して重ねる。そして、これらのセッター１の一番上に、セラミックグリーン体１０が載っていないセッター１を、ジルコニアスペーサを介して重ねる。なお、最上部のセッター１は、セラミックグリーン体１０が載置されるセッター１と同じ構造であるのが好ましい。このとき、セッター１同士の間隔は、ジルコニアスペーサの長さを変えることで調整する。なお、ジルコニアスペーサは、セッター１と同じ材料で形成するのが望ましい。 Subsequently, the ceramic green body 10 is fired while the ceramic green body 10 is placed on the mounting surface 2 of the setter 1. Specifically, the plurality of setters 1 on which the ceramic green bodies 10 that have been subjected to the binder removal process are placed are stacked via columnar zirconia spacers (not shown). And the setter 1 in which the ceramic green body 10 is not mounted on the top of these setters 1 is piled up through a zirconia spacer. In addition, it is preferable that the uppermost setter 1 has the same structure as the setter 1 on which the ceramic green body 10 is placed. At this time, the distance between the setters 1 is adjusted by changing the length of the zirconia spacer. The zirconia spacer is preferably formed of the same material as the setter 1.
そして、このように多段に積載されたセッター１を焼成炉（図示しない）内に収容し、各セラミックグリーン体１０を焼成する。このとき、セラミックグリーン体１０を例えば１０５０℃の温度で加熱して、例えば３時間安定させる。セラミックグリーン体１０の焼成の際には、セラミックグリーン体１０に含まれるＰｂが表面及び裏面から蒸発すると共に、裏面からＰｂがセッター１に拡散する。このとき、セッター１における載置面２の研磨面３では、セラミックグリーン体１０の裏面側から蒸発するＰｂを凹凸３ａにより吸収する。一方、緻密な自然面４では、セラミックグリーン体１０の裏面側から蒸発するＰｂを殆ど吸収しない。 Then, the setters 1 loaded in multiple stages as described above are accommodated in a firing furnace (not shown), and each ceramic green body 10 is fired. At this time, the ceramic green body 10 is heated at a temperature of 1050 ° C., for example, and is stabilized for 3 hours, for example. When the ceramic green body 10 is fired, Pb contained in the ceramic green body 10 evaporates from the front surface and the back surface, and Pb diffuses from the back surface to the setter 1. At this time, the polishing surface 3 of the mounting surface 2 in the setter 1 absorbs Pb evaporated from the back surface side of the ceramic green body 10 by the unevenness 3a. On the other hand, the dense natural surface 4 hardly absorbs Pb evaporated from the back surface side of the ceramic green body 10.
こうしてセラミックグリーン体１０の焼成が完了すると、圧電素子１００の圧電セラミックス１０３が連続したセラミック焼成体が得られる。そして、圧電素子基板１０２の第１面１０２ａ及び第２面１０２ｂに対応する部分に金属極１０４を形成し、例えばダイヤモンドブレード等によって所定の大きさに切断することにより、圧電素子基板１０２が形成される。その後、切り溝に樹脂を充填して硬化させて切断して樹脂１０５を形成することにより、圧電素子１００が得られる。 When the firing of the ceramic green body 10 is completed in this way, a ceramic fired body in which the piezoelectric ceramics 103 of the piezoelectric element 100 are continuous is obtained. Then, a metal electrode 104 is formed on portions corresponding to the first surface 102a and the second surface 102b of the piezoelectric element substrate 102, and the piezoelectric element substrate 102 is formed by cutting to a predetermined size using, for example, a diamond blade. The Then, the piezoelectric element 100 is obtained by filling the cut groove with resin, curing it, and cutting it to form the resin 105.
以上説明したように、セッター１は、ＰＺＴを含む材料からなり且つ厚さ２００μｍ以下であるセラミックグリーン体１０が載置される載置面２において、表面に凹凸３ａを有する研磨面３と、この研磨面３よりも緻密な自然面４とが混在している。表面に凹凸３ａを有する研磨面３では、セラミックグリーン体１０から蒸発するＰｂを吸収する一方、緻密な自然面４では、Ｐｂをほとんど吸収しない。そのため、研磨面３及び自然面４によって、セラミックグリーン体１０の裏面側からのＰｂの蒸発量を調整できる。したがって、セラミックグリーン体１０を焼成する際、セラミックグリーン体１０の裏面側からのＰｂの蒸発量及びセッター１への拡散量と、表面側からのＰｂの蒸発量とを略同量とすることができる。これにより、セラミックグリーン体１０の表面側及び裏面側における成分の含有量が略均一となり、その結果、セラミック焼成体の反りを防止できる。 As described above, the setter 1 includes the polishing surface 3 having the unevenness 3a on the surface thereof, on the mounting surface 2 on which the ceramic green body 10 made of a material containing PZT and having a thickness of 200 μm or less is mounted. A natural surface 4 denser than the polished surface 3 is mixed. The polished surface 3 having irregularities 3a on the surface absorbs Pb evaporated from the ceramic green body 10, while the dense natural surface 4 hardly absorbs Pb. Therefore, the evaporation amount of Pb from the back surface side of the ceramic green body 10 can be adjusted by the polished surface 3 and the natural surface 4. Therefore, when the ceramic green body 10 is fired, the amount of Pb evaporated from the back surface side of the ceramic green body 10 and the amount of diffusion to the setter 1 and the amount of Pb evaporated from the front surface side should be approximately the same. it can. Thereby, content of the component in the surface side of the ceramic green body 10 and a back surface side becomes substantially uniform, As a result, the curvature of a ceramic sintered body can be prevented.
また、載置面２における単位面積当たりの自然面４の割合が４０％〜９０％である。特に、載置面２における単位面積当たりの自然面４の割合が４０％〜６５％であるセッター１の場合には、厚みが１００μｍ〜２００μｍのセラミックグリーン体１０を焼成するために用いることが好適である。また、載置面２における単位面積当たりの自然面４の割合が６５％〜９０％であるセッター１の場合には、厚みが３０μｍ〜１００μｍのセラミックグリーン体１０を焼成するために用いることが好適である。 Moreover, the ratio of the natural surface 4 per unit area in the mounting surface 2 is 40% to 90%. In particular, in the case of the setter 1 in which the ratio of the natural surface 4 per unit area on the mounting surface 2 is 40% to 65%, it is preferable to use it for firing the ceramic green body 10 having a thickness of 100 μm to 200 μm. It is. Further, in the case of the setter 1 in which the ratio of the natural surface 4 per unit area on the mounting surface 2 is 65% to 90%, it is preferable to use it for firing the ceramic green body 10 having a thickness of 30 μm to 100 μm. It is.
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ブラスト処理によって研磨面３を形成しているが、研磨面３はその表面に凹凸３ａを有していればよく、形成方法は他の方法であってもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the polishing surface 3 is formed by blasting. However, the polishing surface 3 only needs to have the unevenness 3a on its surface, and the forming method may be other methods.
１…セッター、２…載置面、３…研磨面（第１部分）、４…自然面（第２部分）、１０…セラミックグリーン体、１００…圧電素子（電子部品）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Setter, 2 ... Mounting surface, 3 ... Polishing surface (1st part), 4 ... Natural surface (2nd part), 10 ... Ceramic green body, 100 ... Piezoelectric element (electronic component).
Claims (6)
前記載置面は、表面に凹凸を有する第１部分と、前記第１部分よりも緻密な第２部分とが混在してなる面であり、
前記第１部分は、機械的な加工によって前記表面が研磨されている面であって、当該表面の粒子が剥離して間隙が形成されることにより前記凹凸が形成された研磨面であり、
前記第２部分は、機械的な加工が施されておらず、前記粒子が密集した無研磨面であることを特徴とするセッター。 A setter having a mounting surface on which the ceramic green body is mounted when the ceramic green body is formed by baking a ceramic green body made of a material containing PZT and having a thickness of 200 μm or less,
The placement surface is a surface in which a first portion having irregularities on the surface and a second portion that is denser than the first portion are mixed,
The first portion is a surface on which the surface is polished by mechanical processing, and is a polished surface on which the irregularities are formed by separation of particles on the surface to form a gap ,
The setter is characterized in that the second part is not polished and has a non-polished surface in which the particles are dense .
前記セラミックグリーン体を準備する工程と、
前記セラミックグリーン体が載置される載置面を有するセッターを準備する工程と、
前記セッターの前記載置面に前記セラミックグリーン体を載置して前記セラミックグリーン体を焼成する工程と、を有し、
前記セッターの前記載置面は、表面に凹凸を有する第１部分と、前記第１部分よりも緻密な第２部分とが混在してなる面であり、
前記第１部分は、機械的な加工によって前記表面が研磨されている面であって、当該表面の粒子が剥離して間隙が形成されることにより前記凹凸が形成された研磨面であり、
前記第２部分は、機械的な加工が施されておらず、前記粒子が密集した無研磨面であることを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。 A method for producing a ceramic electronic component by firing a ceramic green body made of a material containing PZT and having a thickness of 200 μm or less,
Preparing the ceramic green body;
Preparing a setter having a placement surface on which the ceramic green body is placed;
Placing the ceramic green body on the placement surface of the setter and firing the ceramic green body,
The placement surface described above of the setter is a surface formed by mixing a first portion having irregularities on the surface and a second portion that is denser than the first portion,
The first portion is a surface on which the surface is polished by mechanical processing, and is a polished surface on which the irregularities are formed by separation of particles on the surface to form a gap ,
The method of manufacturing a ceramic electronic component, wherein the second portion is not mechanically processed and has a non-polished surface in which the particles are densely packed .
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