JPS6384011A - 電子部品焼成用治具の製造方法 - 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〕 本発明はセラミックコンデンサーやサーミスターなどΦ
電子部品を歪なく焼成するに適した焼成用治具の製造方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、セラミックコンデンサーやサーミスターなどの電
子部品の焼成工程においては、アルミナ質の焼成用治具
の上にジルコニア粉末を敷き、その上に電子部品を載せ
て焼成している。この際、アルミナ質の治具中のＳ　ｉ
０２成分による電子部品の特性への影響を防ぐため、な
るべくＡｌ２Ｏ３含有量の多い、例えばＡｌ２Ｏ３含有
量９９．５％以上の治具が要求される場合もある。しか
し、治具中のアルミナの含有量が多くなるほど、熱膨張
係数も大きくなり、治具は熱衝撃に弱（なる。そのため
大型形状のものでは使用回数が重なると治具に亀裂が入
り使用できなくなるので、やむを得ず焼成能率の悪い小
型のものを使用しているのが現状である。

熱衝撃に強く、大型形状の焼成用治具として、アルミナ
・シリカ質基材の表面にジルコニアを溶射した治具が提
案されている（特開昭６１−１２０１７号および特開昭
６１−２４２２５号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

溶射よって治具を製造する場合には、溶射層と基材との
接着をよくして剥離を防ぐため、溶射に先立ってブラス
トなどにより基材表面を粗面化している。特にジルコニ
アを溶射する場合には表面を粗面化しないと、溶射層と
基材が剥離して使用に耐えない。

しかしながら、溶射層と基材との接着性をよくしようと
すれば、表面の凹凸を大きくせねばならず、必然的に溶
射後の表面が平滑とはならないため、電子部品の焼成に
際して、被焼成物が治具表面の凹凸の影響を受けて変形
して焼成される危険性があったり、被焼成物を一定間隔
で立て＼並べるような時に支障をきたす場合がある。

この表面の凹凸による被焼成物の変形は治具の上にジル
コニア粉末などを敷くことにより防止できるが、ジルコ
ニア粉末を敷くことは自動化の妨げとなり、溶射法によ
り製造した治具を用いる効果が半減する。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明者等は、上述のブラストによる治具表面が凹凸と
なる欠点を解消するため溶射法による焼成用治具の開発
を鋭意研究し、アルミナ・シリカ質基材にブラストなど
で表面を粗面化することなく、まずアルミナ質の溶射を
し、次いでジルコニアを含有する材料の溶射を１層以上
行なうことによって表面が平滑で、しかも繰り返しの使
用によっても溶射層が剥離することもない大型形状の焼
成用治具を得ることに成功したものである。

〔発明の構成および作用〕

基材となるアルミナ・シリカ質材料は熱衝撃に強い、通
常の耐火れんがや匣鉢として使用されるものであり、Ａ
ｌ２Ｏ３と５ｉ０２とを主成分とするもので、不可避的
不純物は通常の耐火物の範囲内で許される。このアルミ
ナ・シリカ質基材中のＡｌ２Ｏ３の含有量は６５重量％
以上のものを使用する。Ａｌ２Ｏ３の含有量が６５重量
％以下場合は、アルミナ・シリカ質基材の構成鉱物は通
常ムライトおよびクリストバライトが安定相であり、こ
の基材にアルミナを溶射コーティングすると、基材構成
鉱物であるクリストバライト中のＳｉ成分が溶射層に拡
散し、アルミナと反応しムライトとなるため、剥離など
の原因となったり、サーミスタと反応するなどのため好
ましくない。

溶射には通常の溶射方法を用いることができるが、溶射
材料であるアルミナの融点から考えてプラズマ溶射が、
特に大型形状の治具への溶射には水プラズマ溶射が好ま
しい。

溶射は通常のセラミック溶射法で行なわれ、溶射粉末の
粒径は１５０μｍ以下を用い、溶射層の厚みは一層が０
．０５ｍｍ以上、好ましくは０．１ｍｍが望ましい。こ
れは０．０５ｍｍ以下では均質な溶射層が形成出来ない
のに加え、Ｓｔの拡散の防止ができないためである。

本発明の製造方法においては、溶射に先立ってブラスト
などは施さず、焼き上がったま＼、または加工したま−
の基材を用いる。まず第−層として基材になるべく不純
物の少ないアルミナを用い基材に溶射する。次いでその
表面にジルコニアの溶射を行なう。

第−層としては、アルミナの他に、アルミナと安定化ジ
ルコニアとの混合粉末を用いることもできる。安定化ジ
ルコニアとしてはＣａＯを安定化剤とするものが望まし
く、アルミナとの混合割合いは安定化ジルコニアを５０
重量％以下とする。

第二層の溶射に用いるジルコニアも治具使用中のジルコ
ニアの変態による剥離を防ぐため安定化ジルコニアある
いは部分安定化ジルコニアを用いるが、これもＣａＯを
安定化剤とするもので安定化剤の含有量が８〜３％のも
のが望ましい。安定化剤の含有量が８％以上では、Ｃａ
Ｏと電子部品との反応の心配がある。また、３％以下で
はジルコニアの変態によって剥離が起こったり、基材に
も亀裂が生じたりする。

この第二層の溶射は２層以上とすることも可能である。

例えば、第−雇にアルミナを溶射した後に第二層として
アルミナと安定化ジルコニアの混合粉を溶射し、第三層
として安定化ジルコニアを溶射してもよい。

この第−層としてアルミナを主成分とする材料を溶射す
れば、基材表面にブラスト処理を施さなくても剥離しな
い理由は次のようなことが複合しているものと推察され
る。即ち、アルミナの熱膨張係数がアルミナ・シリカ質
基材の熱膨張係数と安定化ジルコニアのそれとの中間に
あること＼、溶融体のアルミナ・シリカ質基材との接着
力が安定化ジルコニアよりアルミナの方が大きいためと
考えられる。また、このアルミナ層の存在のために、安
定化ジルコニア中に固溶しているＣａＯが基材中に拡散
することを防止して、安定化ジルコニアが安定した結晶
形を維持することも考えられる。さらに第−層に溶射し
たアルミナはその表面が均一な平滑平面ではあるけれど
も、微視的に見れば適度に荒れており（表面粗度５０〜
１００μｍ）、この粗さのために、ジルコニアは平滑な
基材面よりはアルミナ溶射層面に対する接着力が強くな
ることもあると考えられる。

〔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　ｌ Ａ１２０３９０重量％、５ｉＯｚ８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２
５０ｘ２５０ｘｌＯｍｍに切り出し、その表面にブラス
ト処理を行なわずに、まずＡｌ２Ｏ３純度９９．６％、
平均粒径４５μｍのアルミナ粉末を水プラズマ溶射装置
により０．１５ｍｍ厚さに溶射した。次いで平均粒径５
０μｍ、ＣａＯ含有量５重量％の安定化ジルコニア粉末
を水プラズマ溶射装置により約０　、５ｍｍ厚さに溶射
した。

この治具をセラミックコンデンサーの焼成に使用したと
ころ、１４回℃、４ｈｒの焼成を２０回繰り返しても剥
離は発生せず使用可能であり、コンデンサーの特性も一
定していた。

実施例　２ 第−層の溶射材料を実施例１のアルミナ粉末とＣａＯ含
有ｆｆ１８重量％の安定化ジルコニア粉末との等全混合
粉末を使用した以外は実施例１と同様に行なって得た治
具をやはりセラミックコンデンサの焼成に使用したとこ
ろ、焼成を２０回繰り返しても剥離は発生しなかった。

実施例　３ 第−層をアルミナ粉末、第二層をアルミナ粉末とＣａＯ
含有量５重量％の安定化ジルコニア粉末との等全混合粉
末を第三層、としてＣａＯ含有Ω５重量％の安定化ジル
コニア粉末を使用した以外は実施例１と同様に行なって
得た治具をやはりセラミックコンデンサの焼成に使用し
たところ、焼成を２０回繰り返しても剥離は発生しなか
った。

実施例　４ 第−層をアルミナ０．０７開、第二層をＣａＯ含有量５
重量％の安定化ジルコニア０　、５ｍｍを溶射した以外
は実施例１と同様に行なって治具を得た。これは焼成を
１５回になって端の部分が少し浮き上がった。

比較例　１ 第−層としてＣａＯ含有量８重量％の安定化ジルコニア
粉末、第二層としてＣａＯ含有量５重量％の安定化ジル
コニア粉末を使用した以外は実施例１と同様に行なって
得た治具をサーミスタの焼成に使用したところ、焼成２
回目で溶射層と基材との間が全面にわたり剥離した。

〔発明の効果〕

実施例にみられるように、本発明のアルミナ・シリカ質
基材上に第−層としてアルミナまたはアルミナとジルコ
ニアとの混合粉末を溶射し、第二層としてジルコニア粉
末を溶射して製造した焼成用治具では繰り返しての使用
に際しても溶射層の剥離もなく希望の特性を持った製品
の焼成が可能であった。しかし、第−層としてジルコニ
アのみを溶射したものは剥離してしまい使用に酊えなか
った。

このように本発明の焼成用治具の製造方法では治具の表
面が平滑であるため、被焼成物は変形なく焼成でき、ま
たセッターの必要がないため、自動化など焼成工程の合
理化に貢献できる。さらに被焼成物が基材の５ｉＯｚと
反応しやすい材質であっても、純アルミナのアンダーコ
ートの存在のためＳｉの拡散を防止できるなどの利点が
あり、電子部品製造に大きく貢献するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　Ａｌ＿２Ｏ＿３含有量が６５重量％以上であるアルミ
   ナ・シリカ質基材の表面をブラストなどによって粗面化
   することなくアルミナを溶射し、さらにその上にジルコ
   ニアを含有する溶射層を１層以上形成することを特徴と
   する電子部品焼成用治具の製造方法。