JPS6112017A - 電子部品焼成用治具 - Google Patents

電子部品焼成用治具

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JPS6112017A
JPS6112017A JP59132659A JP13265984A JPS6112017A JP S6112017 A JPS6112017 A JP S6112017A JP 59132659 A JP59132659 A JP 59132659A JP 13265984 A JP13265984 A JP 13265984A JP S6112017 A JPS6112017 A JP S6112017A
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JP
Japan
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zirconia
alumina
thermal expansion
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JP59132659A
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JPH0377652B2 (ja
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寺本 貞夫
金井 一良
明 渡辺
河野 晃治
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Murata Manufacturing Co Ltd
Krosaki Harima Corp
Original Assignee
Kyushu Refractories Co Ltd
Murata Manufacturing Co Ltd
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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】 (1)産業上の利用分野 この発明は電子部品、例えばセラミックコンデンサを焼
成するに適した焼成用治具の改良に関するものである。
(2従来の技術 従来、′電子部品例えばセラミックコンデンサを製造す
る際には、コンデンサ素地を焼成用治具内にて1200
〜1400℃で焼成する工程があるが、コンデンサ素地
の接触する部分には該コンデンサ素地との反応が最も少
ない材料としてジルコニアが用いられている。
実際の焼成に際して従来は、アルミナ・シリカ質の治具
、具体的には匣鉢にジルコニア板を敷き、その上に敷粉
としてジルコニア粉末を載せてコンデンサ素地を並べる
か、あるいはジルコニア質の匣鉢にジルコニア粉末敷粉
を載せてコンデンサ素地を並べるのが一般的な方法であ
った。
(3)発明が解決しようとする問題点 前者のジルコニア板を敷く方法は、比較的安値ではある
が、手作業で製品の乗せ降ろしをする場合は非常に繁雑
で多くの手間を要し、また自動化した場合に製品を取出
す際、匣鉢を反転させて焼成済みのコンデンサ素地を取
出そうとすると、ジルコニア板が落下してしまい、オー
トメーション化のネックとなっている。一方、後者の匣
鉢全体をジルコニアとする方法は、ジルコニアが急熱、
急冷の熱衝撃に弱く、比重が大きく、しかも非常に高価
であるという欠点を有するのである。
(4)問題点を解決するための手段 本発明者らは、上述の欠点を解消するため溶射に注目し
た。即ち、一般に広く使用されているアルミナ・シリカ
質匣鉢を用い、その被焼成物を載せる側の表面にジルコ
ニア溶射層を形成する方法である。
溶射法自体は一般によく知られた方法ではあるが、単に
アルミナ・シリカ質材料にジルコニアを溶射したのみで
は加熱・冷却の熱履歴を繰返すうちに溶射層が基材から
剥離してしまう。
ジルコニアはよく知られているように、単斜晶−正方晶
−立方晶の結晶変態を持ち、コンデンサー素地焼成の温
度領域で結晶変態に伴う異常な膨張・収縮があり、これ
に伴う溶射層の体積変化のため剥離してしまうのである
この結晶変態に伴う異常な膨張・収縮はカルシウム、マ
グネシウムあるいはイツトリウム等の酸化物を加えたジ
ルコニア(安定化ジルコニア)を用いることにより防止
できる。
しかし、安定化ジルコニアを溶射したのみではやはり剥
離は防止することができない。その原因は基材と溶射層
の熱膨張率が一致していないためである。
本発明者らは熱膨張について種々検討を加えた結果、基
材のアルミナ・シリカ質材料中のNλ08含゛有量と安
定化ジルコニア中の安定化側含有量を調整することによ
り、基材と溶射層の熱膨張曲線をほぼ等しくすることが
可能であることを見出してこの発明を完成したものであ
る。
(5)   作   用 この発明はアルミナ・シリカ質材料の表面に安定化ジル
コニア溶射層を有することを特徴とする電子部品焼成用
治具である。
基材となるアルミナ・シリカ質材料は通常の耐火れんが
や匣鉢として使用されるものであり、M2O3とS、0
2とを主成分とし、不可避的不純物は通常の耐火物の範
囲で許される。
一方、安定化ジルコニアは、その安定化剤としては、酸
化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化イツトリウムが
知られているが、なかでも酸化カルシウムが好ましい。
酸化マグネシウムはジルコニアとの固溶体が不安定で高
温での使用中−0が固溶体から抜けやすく、一方、酸化
イツトリウムは価格が高い。これに比較して酸化カルシ
ウムは固溶体として安定で、高温で比較的拡散しにくく
、しかも安価である。
安定化剤の含有量は、完全な安定化領域でなくて部分安
定化領域であっても、安定化領域に近い範囲であれば、
幾分膨張、収縮は見られるが、使用可能である。酸化カ
ルシウムではその範囲は4〜31重量%である。この量
が31重量%をこえると遊離のCaOがあられれ化学的
に不安定となり好ましくない。
安定化ジルコニア中の安定化剤は、高温での使用中に徐
々に拡散して失われ、次第にその含有量が少なくなるの
で、ジルコニアの安定化の点では安定化剤は多いほど好
ましい。
通常溶射層は熱応力による歪が内在し、溶射層の厚み、
噴射条件、基材の温度などによって溶射層の熱膨張率は
異なり、焼結体の熱膨張率の値とは必ずしも一致しない
。また、熱膨張率の値も基材と溶射層とにおいて全温度
範囲で一致するとも限らない。
従って、以下に述べるような方法で溶射層と基材の熱膨
張を合わせる。
即ち、予めアルミナ・シリカ質材料のMhos含有量と
熱膨張率の関係を求めてお(。また安定化ジルコニアに
おいても安定剤の含有量と熱膨張率との関係を求めてお
く=そしてまず被焼成物との関係から、安定化剤の含有
量を決め、その含有量を持つ安定化ジルコニアの熱膨張
率と等しい熱膨張率を持つアルミナ・シリカ質のN1z
Os含有量を決定する。
安定化剤の含有量が多い程安定化ジルコニアの熱膨張率
は大きくなるので、アルミナ−シリカ質材料はアルミナ
含有量の多いものを用いる必要がある。
次いで決定されたに’s含有量のアルミナ・シリカ質お
よび該M20g含有量より低い#、03含有量、のアル
ミナ・シリカ質の匣鉢を製造し、安定化ジルコニアを夫
々の匣鉢に溶射する。溶射はジルコニアの融点から考え
てプラズマ溶射が、特に水ブラズマ溶射が好ましい。
次に、夫々の溶射体の熱膨張曲線と基材のみの熱膨張曲
線とのずれ゛の度合より、該安定化ジルコニアに最も適
したアルミナ・シリカ質基材中のM2O3含有量が決め
られる。こうして決定したアルミナ・シリカ質基材に溶
射して得た溶射体を、使用温度まで加熱冷却してその剥
離の状況を観察する。剥離が観察される場合は、再びア
ルミナ・シリカ質基材中のM、03含有量を変化させて
基材の組成を最終的に決定する。
ジルコニア中の安定化剤の○有量を変えることが可能な
らば、安定化剤の含有量を変えて熱膨張率を合わせても
よい。
このようにして決まった組成の基材に安定化ジルコニア
粉末を溶射して匣鉢が製造される。
溶射は通常のセラミック溶剣法で行なわれ、溶射粉末の
粒径は150μ以下を用い、溶射層の厚みは0.1〜5
mmが好ましい。これは0.1論以下では均質な溶射層
が形成できず、また5 mm以上では溶射層が剥離する
恐れがあるためである。
この発明の電子部品焼成用治具、例えば匣鉢は、M2O
3含有量が85重量%以上のアルミナ・シリカ質基材上
に4〜31重量%のCaOを含有するCaO安定化ジル
コニアを溶射することにより、溶射条件が種々変化して
も、該基材との熱膨張率を合わせることが可能で、匣鉢
使用中の熱履歴を受けても溶射層が剥離することなく繰
返し使用可能である。
(6)   実  施  例 以下この発明を実施例にて詳細に説明する。
実施例1 #、0.90重量%、5L028重量%、その他残部が
不可避的不純物よりなるアルミナ・シリカ質基材を17
0x  110X 10mmの大きさに切り出し、その
表面にCa0 5.1重量%含有の安定化ジルコニア粉
末を水プラズマ溶射装置により0.5mm厚さに溶射し
た。
溶射体の1200℃における熱膨張率は0.83%で、
その熱膨張曲線は基材の熱膨張曲線とほぼ一致していた
実施例2 /140,93重量%、5L025重量%、その他残部
が不可避的不純物よりなるアルミナ・シリカ質基材に、
溶射粉末をCa010重量%含有の安定化ジルコニアに
した以外は実施例1と同様にして溶射体を得た。
溶射体の1200℃における熱膨張率は0.88%で、
その熱膨張曲線も基材の熱膨張曲線とほぼ一致していた
比較例1 #、0s80重饅%、S*0t18重量%、その他残部
が不可避的不純物よりなるアルミナ・シリカ質基材を用
いたほかは実施例1と同様にして溶射体を得た。
基材および溶射体の1200℃における熱膨張率は、夫
々0.67%と0.73%で、溶射体の熱膨張曲線も基
材の熱膨張曲線とやや離れていた。
比較例2 Mよ0396重量%、5LO82重量%、その他残部が
不可避的不純物よりなるアルミナ・シリカ質基材を用い
て、Cl1oを3.5重量%含有する安定化ジルコニア
を溶射した。
基材および溶射体の1200℃における熱膨張率は夫々
0.92%と0.86%であった。
(刀  効   果 以上、実施例1.2および比較例1.2の4種の試料を
室温より昇温速度5℃/minで1400℃に昇温し、
4時間保持後室渇まで炉冷する操作を繰返し、基材と溶
射層の接着状況を観察した。
その結果、比較例1の試料は1回で剥離してしまい、比
較例2の試料は1回目では端に僅か剥離が認められ、2
回目には剥離が次第に進行し、3回目の熱履歴で約1/
3が剥離した。
しかし、実施例1および2のこの発明の試料は、いずれ
も5回目を過ぎても剥離はみられず、熱膨張の調整が剥
離防止に効果のあることを示している。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Al_2O_3含有量が85重量%以上のアルミナ・シ
    リカ質基材の表面にCaO含有量が4〜31重量%であ
    る安定化ジルコニアを溶射して治具を得、該治具が前記
    基材の熱膨張とほぼ一致する熱膨張を有することを特徴
    とする電子部品焼成用治具。
JP59132659A 1984-06-26 1984-06-26 電子部品焼成用治具 Granted JPS6112017A (ja)

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JP59132659A JPS6112017A (ja) 1984-06-26 1984-06-26 電子部品焼成用治具

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JPS6112017A true JPS6112017A (ja) 1986-01-20
JPH0377652B2 JPH0377652B2 (ja) 1991-12-11

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