JPH01176276A

JPH01176276A - 電子部品焼成用治具

Info

Publication number: JPH01176276A
Application number: JP62333229A
Authority: JP
Inventors: Kunio Nagaya; 長屋　邦男
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、バリスタ、サーミスタ、圧電素子、セラミッ
クコンデンサ等の各種電子部品の焼成において、棚板　
匣鉢およびトレイ等として使用することのできる軽量で
耐熱性のある焼成用治具に関するものである。

（従来の技術）最近の情報産業、エレクトロニクス産業において、セン
サー、コンデンサーＩＣ基板等のａ　ｆ＠　？Ｂ品はセ
、ラミック化へ移行している。中でもアルミナ質、窒化
珪素等のファインセラミックやチタン酸バリウム等の誘
電素子や、鉄、バリウム又はストロンチウム等の複合酸
化物の磁性体が有望視されている、これらのセラミック
および金属酸化物は、電気絶縁性、半導性、耐熱性、耐
摩耗性、高強度、高磁力性の性質にすぐれ、その用途は
今後ますます拡大されつつある。

これらの機能部品は、原料混合後、押し出し成形法、射
出成形法、プレス成形法等により各種形状に成形された
後、断熱レンガで組んである炉て、棚板、匣鉢、焼成ト
レイに截せて、焼成製品化される。

近年、これらの電子ａｔ＠部品の単価の値下がりは著し
く、生産コストの低減が急務となり、特に焼成用治具と
しては、急熱急冷に強い軽量で高強度な繊！１１質材料
を主体として成形体が使用されるようになってきた。こ
れら繊維質材料は、アルミナ、シリカを主成分とするも
ので、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウム等の
コンデンサやフェライト等とはよく反応か生ずるので、
前記成形体の表層には、反応防止用にジルコニアやアル
ミナのコーティングが施されてあった。

また、最近では、低温焼結タイプの鉛酸化物や亜鉛酸化
物を主原料とするコンデンサーやバリスタに対してマグ
ネシアセラミックスを焼成用治具として用いることが主
流になりつつある。先に、我々は、特願昭６２−１９３
３６１号において、シリカ・アルミナ質の繊維材からな
る成形体の表層に反応防止用のマグネシアコーティング
を施した電子部品焼成用治具について提案している。

（発明が解決しようとする問題点）前記電子機能部品のコストダウンのために、鉛やビスマ
ス等の低融点酸化物を含有させ、従来１３００〜１５０
０℃で焼成していた電子部品焼成用治具を、８００〜１
２００℃のより低温で焼成しようという試みが最近なさ
れている。同時に、より昇降温スピードを厳しくするこ
とにより生産性を２〜３倍に引き上げようというもので
ある。

しかしながら、従来の繊維質を主体とした焼成用治具に
施されてあったジルコニアやアルミナのコーティングは
、前記鉛やビスマス等の酸化物とは反応しやすいため数
回で使用できない状況であった。特に、バリスタ、チタ
ン酸ジルコン酸鉛、すなわち、ＰＺＴを主体とする圧電
素子、あるいはサーミスタ部のセラミックコンデンサ等
については、数回で反応が起って使用できなくなるため
、生産性の向上、省エネ等トータルとしてメリットの多
い繊維質を主体とした成形体であって焼成用治具として
用いることができなかった。

これらを改善するために、我々は前述したように、特願
昭６２−１９３３６１号をもつて、無機繊維成形体にマ
グネシアコーティングを施した電子部品焼成用治具を提
案しているか、アルミナ質成形体にマグネシアコーティ
ングを直接流したものは、その熱膨張係数の差により、
また、ムライト質、コージェライト質のものはマグネシ
アとシリカとの反応収縮により、剥離しやすいコーテイ
ング膜であった。

本発明は、コーティングについての問題点を解決すべく
、バリスター圧電素子、サーミスタ、コンデンサ等電子
部品との反応を防止し、軽量な焼成用治具を提供するこ
とにより、前記電子部品の生産性の向上とコストダウン
に寄与することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）これらの問題点を解決すべく、本発明のとった手段は、
基材であるアルミナ質、ムライト質、コージェライト質
の成形体とマグネシアコーティングとの間に、熱膨張係
数がその中間程度にくるもののなかで、シリカ分を含ま
ない高温安定酸化物である２０〜５００４ｍのスピネル
層を設けることにより、より密着性の高い５０〜１００
０＃Ｌｍのマグネシアコーテイング膜を成形体表面層に
形成せしめ、耐久性の高い電子部品焼成用治具とした。

（発明の作用）従って、本発明においては、前記アルミナ質、ムライト
質、コージェライト質の焼結体の表面の少なくとも一部
に、２０〜５００．ｓｃｍのスピネル層を設けた部分に
さらに５０〜１０００μｍの厚みの電融マグネシア層を
設けた。この時の熱膨張係数の大小関係は、コーティン
グの熱処理温度域において、焼結体くスピネル層くマグネシア層であり、中間層であるスピネル層が熱応力緩和に役立ち
、コーティングのクラック防止に役立つ。

さらに、焼結体にシリカ分が含まれているムライト質、
コージェライト質成形体へのコーチインクの場合、マグ
ネジアコ−会イングを直接施すと、焼結体中の遊離シリ
カ分と高温下で反応収縮か生じ、剥離の原因となるのに
対して、高温において安定な酸化物であるスピネル層を
中間層として設けることにより、マグネシアとシリカと
の接融を避け、クラック、剥離防止に役立つ。

前記焼結体（１）は、本発明の焼成用治具の基材となる
ものであって、使用時の強度を満足することが必要であ
る。したがって、従来のアルミナ質、ムライト質、コー
ジェライト質、炭化珪素質、ジルコニア質、粘土質等の
れんが質のものは、使用可能である。特に、高速焼成に
対応するためには従来のれんか質のものの中でも多孔質
のものが適しており、コージェライト質、ムライト質、
粘土質のものは良く利用されている。しかし、セラミッ
ク基板の低コスト化をより一層促進させるためには、熱
容量が小さく耐熱衝撃性に優れ、しかも低密度で取り扱
い強度を満足できる多孔質成形体を基材として用いるこ
とが好ましい。

具体的には、その密度か０．６Ｎ１．５ｇ／ｃｍ２の範
囲にあり、常温曲げ強度が５０〜１５０ｋｇｆ　／　ｃ
　ｍ″の範囲にあることが良い。前記密度か０．６ｇ／
ｃｍ″未満だと強度が不十分で粉化しゃすくなつたり、
使用時に基材のカケや割れか生じやすく消耗が厳しくな
って好ましくなく、１．５ｇ　／　ｃ　ｍ″を越えるも
のは、熱容量が大きくなって低コスト化の目標を達成で
きず好ましくない。

前記中間緩衝結合層（２）は、平均粒子径６０ルｍ以下
の電融スピネル粉末を用いて、２０〜５００μｍの厚み
とするのか良い。モ均粒子径が６０１Ｌｍを越えるもの
は、スピネルの融点が高いために十分な焼結が得られず
、コーテイング膜のポロつきの原因となる。また、膜厚
が２０ｐｍ未満になると、マグネシアと基材との間に生
ずる熱応力を吸収しきれずにクラックか生ずる。一方、
５００ＪＬｍを越えると、耐久ポーリングに対して弱く
なる。

前記反応防止コーティング層（３）は、粒子径４５μｍ
以下のマグネシア粉末を用いて、５０〜１０００μｍの
電融マグネシア層とするのか良い。粒子径が４５μｍを
越えて粗くなると、膜強度か弱くなって、簡単にポロつ
きゃ剥離が生じゃすくなる。また、膜圧が５０ｕＬｍ未
満になると反応性の心配がある。また、１１０００ＪＬ
を越えると、やはり、耐スポーリングに対して弱くなる
。

好ましくは、電融スピネル層は、平均粒子径５〜１５終
ｍの粉末を用いてｉｏｏ〜２００濤ｍの厚みとし、マグ
ネシア層は、平均粒子径５〜１０ＪＬｍの粉末を用いて
１００〜２００　ｇ　ｍの厚さとするのが良い。

前記成形体へのコーティングは、コーティング用粉末を
、メチルセルロース、酢酸ビニル等の有機バインダー中
に充分に分散させ、その溶液を塗布、スプレー、浸漬等
の方法により、前記成形体表面に接着後、１３００〜１
６００’Ｃの温度で焼成せしめ得ることが出来る。

以下本発明の実施例にっし・て比較例と合わせて説明す
る。

（実施例）実施例１基材として、嵩密度１．３ｇ／ｃｒｎ”のアルミナ質成
形体（１００Ｘ１００ｘｌＯ’　ｍｍ）を用い、その表
面に、平均粒子径１０ｘｍの市販の電融スピネル（小野
田セメント（株）製）を０．６ｗｔ％メチルセルロース
溶液中にｌ：ｌの比て混合、分散後、スプレーで塗布し
乾燥させてから、更に、平均粒子径５ルｍの市販の電融
マグネシア（タテホ化学工業（株）製）を０．６％メチ
ルセルロース溶液中にｌ：１の比で混合、分散後、スプ
レーで塗布し乾燥ののち１５００℃で熱処理することに
より、本発明の２層コーティングを得た。この時の膜圧
は、それぞれ１１００ｐ、２００ｐｍとなるように、ス
プレー時の板の添ｓ量でもって実際には行りたか、膜圧
の測定は、！！Ｌ形体断面の光学顕微鏡観察によるもの
で写真から測定した。

次いて、前記て得られた成形体を、１２００℃に保っで
ある電気炉中と、室温を１サイクルとし、３０分おきに
出し入れを行い、コーテイング膜の観察を行つた。

また、反応性を見るために、チップ状の焼成前のバリス
タ、圧電素子等をその表面にのせ、その後、大気雰囲気
中ｔ　ｔｏｏ℃で３時間焼成してから冷却し、反応の有
無を確認後、新しいチップを載せかえ、前記操作を繰り
返した。これらの結果をまとめて、表に示す。

（以下余白）実施例２，３、比較例１〜６実施例１と同様であるか、基材としてムライト質成形体
を用い中間層としての電融スピネルを２００ルｍ、反応
防止層としての電融マグネシアを１００μｍのそれぞれ
の膜厚とした場合（実施例２）、基材としてコージェラ
イト質成形体を用い、反応防止層としての電融マグネシ
アを１１００ｐの膜厚とした場合（実施例３）基材とし
てムライト質成形体を用い中間層としての電融スピネル
をそれぞれ１５μｍ、１１０００ｐ＜７）膜厚とした場
合（比較例１，２）基材としてアルミナ質成形体を用い
中間層としての電融スピネルを２００μｍの膜厚とし反
応防止層としての電融マグネシアをそれぞれＩＯｐｍ、
１５００ＪＬｍの膜厚とした場合（比較例３．４）、ま
た基材としてコージェライト質成形体を用い、中間層と
しての電融スピネルを配せずに基材に直に反応防Ｉ）：
層としてのアルミナを２００μｍの膜厚でコーティング
した場合（比較例５）、同じく基材としてムライト質成
形体を用い、中間層としての電融スピネルを配せずに、
基材に直に反応防止層としてのジルコニアを２００μｍ
の膜厚でコーティングした場合（比較例６）の電子部品
焼成用治具の特性を表に示した。

（発明の効果）以上の様に、本発明によれば、特に、バリスター、サー
ミスタ、圧電素子、セラミックコンデンサ等電子部品を
軽量焼成治具を用いて焼成できるようになり、焼成スピ
ードアップによる生産性の向上、および省エネによる製
品コストダウンに大きな効果が現われるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の焼成用治具の構成を模式的にあられ
した断面図である。符　　号　　の　　説　　明ｌ・・・焼結体、２・・・中間緩衝結合層、３・・・反
応病１Ｅ層。（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】１）．焼結体（１）か、中間緩衝結合層（２）と反応防
止のための電融マグネシア層（３）で少なくとも１部以
上、覆われていることを特徴とする電子部品焼成用治具
。２）．前記焼結体は、その密度が０．６〜１．５ｇ／ｃｍ＾３の範囲にあり、常温曲げ強度が５０
〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ＾２の範囲にあるアルミナ質、ム
ライト質、コージェライト質耐火物のうちいずれか１種
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電
子部品焼成用治具。３）．前記中間緩衝結合層（２）は、電融スピネルから
なりその厚みが２０〜５００μｍの厚みで構成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子部
品焼成用治具。４）．前記反応防止コーティング層（３）が５０〜１０
００μｍの厚みの電融マグネシア層であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の電子部品焼成用治具。