JPH01302703A - 電子部品焼成用治具 - Google Patents

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
鉢あるいはトレイ等として使用することのできる軽量で
耐熱性に優れた電子部品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基板等の機能部品はセラミッ
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。

これらのセラミン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、その用途は今後益々拡大されつつある。

これらの機能部品は、原料混合後、押し出し成形法、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
ガで組んである炉で、棚板、匣鉢、焼成トレイに載せて
焼成製品化される。

近年、これらの電子機能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変な繊維ｎ材料を主体
とした焼結体が使用されるようになってきた。

これらの繊維質材料は、アルミナ・ソリ力を主体とした
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・ソリ力を主成分とする
もので、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウム等
のコンデンサやフエライＩ・等とはよく反応が生ずるの
で、前記焼結体の表層には、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
矛ソ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、本発明者らは特願昭６２−１
９３３６１号においてシリカ・アルミナ質の繊維材から
なる焼結体の表層に反応防止用のマグネジアコ−ティグ
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°Ｃで焼成していた電子部品を８００〜１２００°Ｃ
のより低温で焼成しようとする試みが、また昇降温スピ
ードを速めることにより生産性を２〜３倍に引き上げよ
うとする試みがなされている。

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反応しやすいため数回
で使用できなくなる状況であった。特にバリスタ、チタ
ン酸ジルコン酸鉛すなわちＰＺＴなどの圧電素子、ある
いはサーミスタ、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、省エネルギー等トータルとしてメリットの多い繊維
質を主体とした焼成用治具として効果的に用いることが
できなかった。

これらを改善するために、本発明者らは前述したように
、特願昭６２−１９３３６１号をもって、無機繊維焼結
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
具を提案しているが、アルミナ質焼結体にマグネシアコ
ーティングを直接施したものは、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、これらのコーティングについての問題点を解
決すべくバリスタ、圧電素子、サーミスタ、コンデンサ
等の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るために、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
ト質の焼結体表面に、熱膨張係数が極めて焼結体に近く
、かつシリカ分を含まない高温安定酸化物であるより密
着性の高い１５０〜１０００μｍの厚みのスピネルコー
テイング膜を形成せしめ、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、本発明については、電子部品（ワーク）との熱
処理時の反応に対して、基材のシリカ分との直接的な接
触を避けるべく高温安定酸化物であるマグネシア・アル
ミナスピネルからなるコーティング層を焼結体表面に設
け、反応防止に役立てた。また、焼成用治具の実用温度
ｂｉ（９ｏｏ〜１２００“Ｃ）において、熱膨張係数が 基材（焼結体（１））＜スピネル〈マグネシアの順であ
るので、コーティングのクラック、剥離に対しては、特
願昭６２−１９３３６１号で示されているマグネシアコ
ーティングを施したものよりも法相との熱膨張係数が返
信しているため、より耐久性に優れている。

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
ものが、使用可能である。特に、高速焼成に対応するた
めには、多孔質のものが適しており、コージェライト質
、ムライト！、粘土質の多孔質体が広く利用されている
。

しかし、電子機能部品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焼結体を基材
として用いることがより望ましい。本発明によれば、前
記焼結体の密度は０．６〜１．５ｇ／ｃｆｆｌの範囲に
あり、常温曲げ強度が５０〜１５０　ｋｇ　ｆ　／　ｃ
ｆｆｌの範囲にあることが好ましい。その理由は前記密
度が０．６ｇ／ｃｆｆｌの未満だと強度が不充分で粉化
しやすくなったり、使用時に基材のカケや割れが生じや
すく消耗が激しくなって好ましくなく、１．５ｇ／ｃｎ
ｌ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からである。好ましく
は、密度は０．８〜１．２ｇ／ｃｆｆｌ、常温曲げ強度
が７０〜１４０ｋｇｆ／ｃｆｆｌの範囲のものがよい。

本発明によれば、前記スピネルコーティング層は、粒子
径１５０μｍ以下のスピネルわ）末を用いて１５０〜１
０００μｍの電融スピネル層とするのが良い。粒子径が
１５０μｍを越えて粗くなると膜強度が弱くなって、簡
単にポロつきや剥離が生しやすくなる。また、膜厚が１
５０μｒｎ未満になると基材とワークとの反応を充分に
抑えることができない。

一方１０００μｍを越えると耐スポーリング性に対して
弱くなる。好ましくは、粒子径１００μｍ以下で平均粒
径１０〜２０μｍのむ］末を用いて２００〜５００μｍ
の厚みとするのが良い。

前記焼結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／８液を塗布、スプレー、浸漬等
の方法により、前記焼結体表面に接着後、１３００〜１
６００°Ｃの温凌で焼成せしめ得るものである。

以下本発明の実施例につい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／ｃｆｆｌのアルミナ質焼
結体（１００Ｘ　１００　Ｘ　１０Ｌｍｍ）を用い、そ
の表面に平均粒子径１０μｍの市販の電融マグネシア・
アルミナスピネル（小野田セメント■製）を０．６ｗｔ
χメチルセルロース溶液中に１＝１の比で混合、分散後
、スプレーで塗布し乾燥させてから、１５００°Ｃで熱
処理することにより、本発明の焼成用治具を得た。この
時のスピネル層の膜厚は、２００μ［ｎとなるようにス
プレー時の添着量でもって実際には行ったが、膜厚の測
定は、焼結体断面の光学顕微鏡観察によるもので写真か
ら測定ｔ７た。次いで、前記で得られた焼結体を１２０
０　’Ｃに保っである電気炉中と、コーテイング膜の観
察を行った。

また、反応性を見るために、チップ状の焼成前のバリス
タ、圧電素子をその表面にのせ、その後大気雰囲気中１
１００°Ｃ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。

実施例２〜４　　　　　比ルニｙ 実施例１と同様であるが、基材としてムライト質焼結体
を用い電融スピネルコーテイング膜を４００μｍとした
場合（実施例２）、基材としてコージェライト質焼結体
を用い電融スピネルコーテイング膜を８００μｍとした
場合（実施例３）、基材としてアルミナ質焼結体を用い
電融スピネルコーテイング膜を１０００μｍとした場合
（実施例４）、基材としてムライト質焼結体を用い４４
μｍ以下の平均粒径１０μｍの電融スピネルを使ってコ
ーテイング膜を１００μｍとした場合（比較例１）、基
材としてコージェライトｙ焼結体を用い電融スピネルコ
ーテイング膜を１５００μｍとした場合（比較例２）、
基材としてアルミナ質焼結体を用い電融マグネシアコー
テイング膜を５００μｍとした場合（比較例３）、の電
子部品焼成用治具の結果をまとめて表に示した。

（発明の効果） 以上のように本発明の電子部品焼成用治具は特にバリス
タ、サーミスタ、圧電素子、セラミックコンデンサ等の
電子部品の焼成にあたって治具と反応することなく、ま
た軽量であることから焼成スピードアンプによる生産性
の向上、および省工オルギーによる製品コストダウンに
大きな効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の焼成用治具の断面図である。 符号の説明 １−−−−−一焼結体（基材）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基材を構成する焼結体（１）の表面の少なくとも一
   部分が反応防止のための電融スピネル層（２）で覆われ
   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
   とする請求項１記載の電子部品焼成用治具。 ３）前記反応防止のための電融スピネル層は厚さが１５
   ０〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１記載
   の電子部品焼成用治具。