KR100787077B1 - 전자 부품용 소성 지그 - Google Patents

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히로아키 니혼마츠
히로유키 홋타
야스히사 나카니시
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니뽄 가이시 가부시키가이샤
엔지케이 어드렉 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 중간층의 기공율을 낮게 함으로써 표층을 통과한 피소성체의 성분(예컨대, Pb, Bi, Na, K, Mn, Ca)이 기재에 침투하는 것을 방지할 수 있기 때문에 소성 지그(jig)의 내구성을 향상시킬 수 있는 동시에, 표층의 기공율을 높게 하여 표층에 발생하는 응력을 완화할 수 있기 때문에 지그의 변형, 균열 및 코팅층의 박리를 방지하여 소성 지그 상에 적재되어 소성되는 피소성체(예컨대, 전자 부품)의 성능을 안정화시킬 수 있고 신뢰성이 우수한 전자 부품용 소성 지그를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해 세라믹으로 이루어지는 기재의 표면에 코팅층이 형성된 전자 부품용 소성 지그를 제공한다. 코팅층은, 기재의 표면에서 피소성체와의 반응성이 낮은 재질이고 기공율이 10% 이하인 중간층과, 중간층의 표면에서 피소성체와의 반응성이 낮은 재질이며 기공율이 20∼70%인 표층으로 구성되어 있다.

Description

전자 부품용 소성 지그{FIRING JIG FOR ELECTRONIC ELEMENT}
본 발명은 제품으로서의 전자 부품의 생산 수율이 좋고, 수명이 길며, 또한 저비용으로 생산할 수 있는 전자 부품용 소성 지그에 관한 것이다.
기능성 세라믹의 소성에 사용되는 전자 부품용 소성 지그에는, 그 소성 지그 중의 성분이 피소성체와 반응하거나, 또한 피소성체에 함유되는 성분이 소성 지그 중에 흡수되어 피소성체의 특성이 열화되는 것을 방지하기 위해서, 소성 지그 중의 표면을 가능한 한 치밀하면서도 반응성이 낮은 피막으로 피복하는 것이 행해지고 있다.
여기서, 소성 지그의 기재에는 Al2O3-SiO2질의 재료가 잘 이용된다. 이 기재는 비교적 염가인데다 열 충격에 대하여도 강하므로 소성 지그의 수명을 장기화하는 것이 가능하기 때문에, 전자 부품용 소성 지그의 기재로서 널리 사용되고 있다.
그런데, 상기 기재의 최외측 표면을 치밀한 피막으로 피복하고 있더라도 소성을 반복하는 가운데 기재 중의 SiO2 성분이 피막의 조직을 빠져 나가 소성 지그의 표면에 존재하게 되는 경우가 있다. 그렇게 되면, 그 SiO2 성분이 피소성체에 혼입 하여 전자 부품의 특성에 영향을 미치게 된다고 하는 문제가 있었다. 또한, 알루미나질의 소성 지그는 Al2O3 함유율이 높을수록 열팽창 계수가 커지기 때문에, 열 충격에 약해져 수명이 짧다고 하는 문제도 있었다.
따라서 특허문헌 1에는 Al2O3 함유량이 65% 이상인 Al2O3-SiO2질 기재 표면에 두께 300 ㎛의 지르코니아 용사막에 의한 피막을 형성함으로써, 소성용 지그로서 가열, 냉각을 반복하더라도 용사층의 박리가 적고 내구성이 향상되는 것이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는 내열성 기재 표면에 용사 피막을 형성한 도구재로서, 기재의 표면에 기공율이 12% 이상인 중간층과, 또한 그 표면에 기공율이 7% 이하인 치밀층을 형성함으로써, 실제 사용시에 있어서 용사 피막에 발생하는 응력을 완화하여 표면의 치밀층의 박리를 적게 한 소성용 지그가 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1에서는 기재로부터 용사층의 박리를 방지할 수 있지만, 실제 사용시에 SiO2 성분 등의 확산을 방지할 수 없기 때문에, 피소성체(예컨대, 전자 부품)의 특성이 불안정해져서 제품(소성체)의 수율이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 2에서는 중간층의 기공율이 높으므로, 치밀층(표층)을 통과한 피소성체 중의 성분(예컨대, Pb, Bi, Na, K, Mn, Ca 등)이 피막층을 통과하여 기재에 침투하고 기재가 열화하여 균열, 변형에 이르게 된다는 문제점이 발생하기 때문에 수명이 짧고, 치밀층(표층)의 기공율이 낮으므로 실제 사용시에 치밀층(표층)에 발생하는 응력을 완화할 수 없기 때문에 지그에 변형이 발생하거나 용사층의 박리를 발생시키는 등 수명이 짧아지는 문제 및 피소성체의 유기물이 효율적으로 제거되지 않는 등의 문제가 있었다.
[특허문헌 1] 특허 공개 평성 제10-158081호 공보
[특허문헌 2] 특허 공개 평성 제11-263671호 공보
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 중간층의 기공율을 낮게 함으로써 표층을 통과한 피소성체의 성분(예컨대, Pb, Bi, Na, K, Mn, Ca)이 기재에 침투하는 것을 방지 가능하기 때문에 소성 지그의 내구성을 향상시킬 수 있는 동시에, 표층의 기공율을 높게 하여 표층에 발생하는 응력을 완화할 수 있기 때문에 지그의 변형, 균열 및 코팅층의 박리를 방지하여 소성 지그 상에 적재되어 소성되는 피소성체(예컨대, 전자 부품)의 성능을 안정화시킬 수 있고 신뢰성이 우수한 전자 부품용 소성 지그를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 이하의 전자 부품용 소성 지그를 제공하는 것이다.
[1] 세라믹으로 이루어지는 기재의 표면에 코팅층이 형성된 전자 부품용 소성 지그로서, 상기 코팅층이, 상기 기재의 표면에서 피소성체와의 반응성이 낮은 재질이고 기공율이 3% 내지 10%인 중간층과, 상기 중간층 표면에서 피소성체와의 반응성이 낮은 재질이며 기공율이 20∼70%인 표층으로 구성되는 것인 전자 부품용 소성 지그.
[2] 기재의 주성분이 Al2O3-SiO2질, Al2O3-SiO2-MgO질, SiC-Si3N4, SiC-Si질, SiC질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 [1]에 기재한 전자 부품용 소성 지그.
[3] 중간층의 주성분이 Al2O3질 또는 Al2O3-SiO2질로 구성되는 [1] 또는 [2]에 기재한 전자 부품용 소성 지그.
[4] 중간층이 가스 또는 물 플라즈마 용사에 의해 형성되는 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재한 전자 부품용 소성 지그.
[5] 표층의 주성분이 ZrO2질, Al2O3질, MgAl2O4질, MgO질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재한 전자 부품용 소성 지그.
[6] 표층의 주성분이 안정화 ZrO2 혹은 미안정화 ZrO2와 안정화 ZrO2의 혼재물인 청구항 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재한 전자 부품용 소성 지그.
[7] 표층의 미안정화 ZrO2의 함유율이 30 내지 80 질량%인 [6]에 기재한 전자 부품용 소성 지그.
[8] 미안정화 ZrO2의 평균 입자 지름이 1∼45 ㎛인 [6] 또는 [7]에 기재한 전자 부품용 소성 지그.
[9] 표층의 주성분이 Al2O3-MgO 또는 MgO로 구성되는 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재한 전자 부품용 소성 지그.
이하, 본 발명의 전자 부품용 소성 지그에 대해서 상세히 설명하지만, 본 발명은 이러한 설명으로 한정되어 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 당업자의 지식에 기초하여 여러 가지 변경, 수정, 개량을 가할 수 있는 것이다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「전자 부품용 소성 지그」란 세라믹 컨덴서, 서미스터, 페라이트 등의 세라믹으로 이루어지는 전자 부품의 소성에 사용하는 부재를 의미하며, 구체적으로는 피소성물을 적재하기 위한 세터, 갑발(匣鉢), 플레이트 등이 포함된다.
본 발명에 따른 전자 부품용 소성 지그는 세라믹으로 이루어지는 기재의 표면에 코팅층이 형성된 전자 부품용 소성 지그이다. 코팅층은, 기재의 표면에서 피소성체와의 반응성이 낮은 재질이고 기공율이 3 내지 10%인 중간층과, 중간층의 표면에서 피소성체와의 반응성이 낮은 재질이며 기공율이 20∼70%인 표층으로 구성되는 것이다.
여기서, 본 발명의 소성 지그의 주된 특징은, 기재의 표면에 피소성체와의 반응성이 낮은 재질인 중간층 및 표층으로 구성된 코팅층을 갖는 동시에, 표층의 기공율을 크게, 중간층의 기공율을 작게 하는 것에 있다.
이에 따라, 본 발명의 소성 지그는, 표층의 기공율을 크게 함으로써 소성용 지그 상에 적재되어 소성되는 피소성체와의 접촉 면적을 필요 최소한으로 할 수 있고, 피소성체 성분과의 반응에 의해 실제 사용시(고온 소성시)에 소성 지그에 발생하는 응력을 완화할 수 있기 때문에, 수명이 길어진다.
또한, 본 발명의 소성 지그는, 피소성체의 유기물을 소성시에 효율적으로 제 거하는 것이 가능하고 피소성체의 소성 조건(예컨대, 소성시의 가스 배출이나 균일 소성)을 양호하게 할 수 있기 때문에, 피소성체(예컨대, 전자 부품)의 성능을 안정화시킬 수 있어 제품(소성체)의 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 소성 지그는, 반복 사용시에 표층에서 소성 지그에 발생하는 응력을 완화함으로써 중간층의 기공율을 낮게 하더라도, 즉 중간층을 치밀화하더라도 기재와의 밀착성을 유지할 수 있기 때문에, 표층을 통과한 피소성체의 성분(예컨대, Pb, Bi, Na, K, Mn, Ca)이 기재에 침투하는 것을 방지할 수 있어 소성 지그의 내구성이 향상되는데, 즉 수명이 길어진다.
또한, 본 발명을 구성하는 표층의 기공율은 바람직하게는 20∼70%, 보다 바람직하게는 25∼50%, 더욱 바람직하게는 30∼40%이다. 또한, 본 발명에서 이용하는 중간층의 기공율은 바람직하게는 10% 이하, 보다 바람직하게는 3∼9%, 더욱 바람직하게는 5∼8%이다.
본 발명을 구성하는 기재의 주성분은, 내스폴링성 및 내굽힘성이 우수한 Al2O3-SiO2질, Al2O3-SiO2-MgO질, SiC-Si3N4, SiC-Si질, SiC질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명을 구성하는 기재의 Al2O3의 함유량으로서는 70∼95 질량%인 것이 바람직하다. 이것은 기재의 Al2O3의 함유량이 70% 미만이면, 기재의 열전도율이 낮아져 소성 지그 내의 온도의 변동이 쉽게 일어남으로써 소성 지그 상의 워크 특성이 균일해지지 않기 때문이다. 한편, 기재의 Al2O3의 함유량이 95%보다 커지 면, 기재의 열팽창율이 증대하여 온도차에 의한 응력이 커지기 때문에 크랙이 쉽게 발생하게 된다.
또한, 본 발명을 구성하는 중간층의 주성분은, 피소성체에 영향을 미치는 성분의 이동을 방지할 수 있는 Al2O3질로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명을 구성하는 중간층의 두께는, 중간층을 시공할 때에 발생하는 응력의 방지 및 지그의 중량을 가볍게 한다는 점에서, 바람직하게는 1000 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 50∼500 ㎛, 더욱 바람직하게는 100∼300 ㎛ 이다.
또한, 본 발명을 구성하는 중간층의 Al2O3의 함유량으로서는, 98 질량% 이상인 것이 바람직하고, 기재와 기재에 접하는 중간층의 Al2O3의 합계 함유량으로서는 72∼96 질량%인 것이 바람직하다. 이것은, 기재의 Al2O3의 함유량을 70 질량% 미만으로 하면 열 충격에는 강하게 되지만 SiO2 성분이 상대적으로 증가하여 피소성체인 전자 부품의 특성에 악영향을 미칠 우려가 있기 때문이다.
또한, 본 발명을 구성하는 표층의 주성분은 ZrO2질, Al2O3질, MgAl2O4질, Mg0질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 본 발명에서 이용하는 표층은, 전자 부품 재료인 피소성체와 반응성이 낮은 재질이어야 하지만, 피소성체의 종류에 따라 그 재질이 다르다. 예컨대, 피소성체가 BaTiO3(티탄산바륨)으로 구성되는 경우, 이것과 반응성이 낮은 ZrO2를 표층으로서 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 피소성체가 페라이트로 구성되어 있는 경우, 이것과의 반응성이 낮은 Al2O3, Al2O3-MgO 또는 MgO를 표층으로서 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명을 구성하는 표층의 두께는, 바람직하게는 1000 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 30∼300 ㎛, 더욱 바람직하게는 50∼150 ㎛인 것이, 피소성체와의 반응에 의해 발생하는 잔존 팽창 등의 응력을 가능한 한 적게 한다는 점에서 바람직하다.
본 발명을 구성하는 표층의 주성분은, 미안정화 ZrO2와 안정화 ZrO2의 혼재물인 것이 바람직하다. 그 이유는, 실제 사용시(고온 소성시)에 표층을 통과하는 피소성체의 성분으로 ZrO2의 안정화재로서 주어지는 성분(예컨대, Mn, Ca)을 흡수하는 효과를 부여함으로써 중간층에 걸리는 부담을 경감할 수 있을 뿐만 아니라 코팅층의 안정성을 보다 향상시킬 수 있기 때문이다.
이 때, 상기 표층의 미안정화 ZrO2의 함유율이 바람직하게는 80 질량% 이하, 보다 바람직하게는 20∼75 질량%, 더욱 바람직하게는 40∼60 질량%인 것이 바람직하다. 이것은 미안정화 ZrO2의 함유율이 미첨가(O%)인 경우, 표층을 통과하는 피소성체의 성분으로 ZrO2의 안정화재로서 주어지는 성분(예컨대, Mn, Ca)을 흡수하는 효과를 부여할 수 없기 때문이다. 한편, 미안정화 ZrO2의 함유율이 70 질량%를 초과하는 경우, 상기 효과를 부여하는 반면, 표층의 경도가 불충분해져 실제 사용에 서 견딜 수 없다.
또한, 상기 표층의 미안정화 ZrO2의 평균 입자 지름은, 바람직하게는 1∼100 ㎛, 보다 바람직하게는 5∼50 ㎛, 더욱 바람직하게는 10∼30 ㎛이다. 이것은 미안정화 ZrO2의 평균 입자 지름이 1 ㎛ 미만인 경우, 표층의 결합 강도가 저하되는 경향을 보이는 한편, 미안정화 ZrO2의 평균 입자 지름이 100 ㎛을 초과하는 경우, 표층의 미안정화 ZrO2의 분포가 불균일하게 되어 실제 사용에서 견딜 수 없다.
또한, 본 발명에서 이용하는 안정화 ZrO2는 특별히 한정되지 않지만, Y2O3 안정화 ZrO2, Y2O3 부분 안정화 ZrO2, CaO 안정화 ZrO2, CaO 부분 안정화 ZrO2의 1종 또는 2종 이상인 것을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다.
다음에, 본 발명의 소성 지그의 제조 방법은 우선, 가스 또는 물 플라즈마 용사로 기재에 중간층을 형성한 후, 얻어진 중간층 위에 표층을 스프레이 코트하고 베이킹 처리하는 것이 바람직하다. 이것은 용사에 의해 낮은 기공율을 얻기 쉬우며, 또한 고기공율의 표층을 시공하는 제법으로서 스프레이 코트가 바람직하기 때문이다.
용사란, 금속 또는 세라믹의 미분말(이하, 「용사 재료」라고 함)을 가열하여 용융 상태로 하고 대상물의 표면에 분무함으로써 용사 피막을 형성하는 방법을 말한다. 가열 방법에 의해 연소 불꽃을 이용하는 가스 용사, 아크를 이용하는 아크 용사 등 여러가지 방법이 존재하지만, 본 발명에 있어서는 플라즈마 제트를 이 용하는 플라즈마 용사에 의해 중간층의 용사 피막을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 플라즈마 용사 중에서도 물 플라즈마 용사(물 안정화 플라즈마 용사)를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 가스 플라즈마 용사에 의한 용사 피막은 최대 막 두께가 300 ㎛ 정도이지만, 물(안정화) 플라즈마 용사에 의하면 최대 막 두께 1000 ㎛ 정도의 두꺼운 피막을 형성할 수 있기 때문이다. 또, 물(안정화) 플라즈마 용사는 비교적 다공성으로 표면이 성긴 피막을 형성할 수 있기 때문에 기재에 대한 밀착성이 향상한다는 점에서도 바람직하다.
[실시예]
본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.
(기재의 제조 방법)
이하에 나타내는 기재 (1)∼(6)을 각각 제조했다.
(1) Al2O3-SiO2질
최대 입자 지름 150 ㎛의 알루미나 전융(電融) 입자에 알루미나 함유량이 85%가 되도록 점토, 하소 알루미나를 첨가하여 반죽한 배토를 유압 프레스에 의해 세로 200 mm × 가로 200 mm × 두께 5 mm의 판 형체를 1000 kg/㎠의 압력으로 성형하여 성형체를 얻었다. 얻어진 성형체를 건조하여 표 1에 나타내는 조건으로 소성을 행하여 시험편을 작성했다.
(2) Al2O3-SiO2-MgO질
최대 입자 지름 150 ㎛의 코디에라이트 입자에 점토 5%, 하소 알루미나 10%를 첨가하여 반죽한 배토를 Al2O3-SiO2질과 마찬가지로 성형, 소성을 행하여 시험편을 작성했다.
(3) 재결정 SiC질(Re-SiC)
최대 입자 지름 100 ㎛의 SiC 입자 70 중량%와 평균 입자 지름 1 ㎛의 SiC를 30 중량%로 조합한 원료를 슬러리화하여 유입법으로 성형하고 표 1에 나타내는 조건으로 소성을 행하여 시험편을 작성했다.
(4) Si-SiC질
재결정 SiC질의 시험편에 기공율이 O%가 되도록 표 1에 나타내는 조건으로 금속 Si를 함침시켜 시험편을 작성했다.
(5) 상압 소결 SiC(SSC)
평균 입자 지름 0.5 ㎛의 SiC에 소결조제를 첨가하고, 유입에 의해 소정의 형상을 성형하며, CIP 처리(처리 압력 4 t/㎠)를 행한 후, Ar 분위기 속에서 2200℃로 소성을 행하여 시험편을 얻었다.
(6) Si3N4-SiC질
최대 입자 지름 100 ㎛의 SiC 입자 65 중량%와 평균 입자 지름 1 ㎛의 SiC를 25 중량%, 금속 Si를 10 중량%로 조합한 원료를 슬러리화하고 유입법으로 성형하며, 표 1에 나타내는 조건으로 소성을 행하여 시험편을 작성했다.
기재 (재질) 성형조건 소성조건
제조방법 기공률(%) 분위기 소성온도(℃)
Al2O3-SiO2-MgO 유압 프레스 30 대기 1350
Si3N4-SiC 유입법 10 N2 1400
Si-SiC 유입법 0 진공중 1600
Re-Sic 유입법 30 Ar 2300
Al2O3-SiO2 유압 프레스 25 대기 1450
(중간층의 제조 방법)
(1) 물 플라즈마 용사: 전융 Al2O3, 소결 Al2O3, 뮬라이트 중 어느 1종을 사용(입도 70∼150 ㎛의 입자를 사용).
(2) 가스 플라즈마 용사: 전융 Al2O3, 소결 Al2O3, 뮬라이트 중 어느 1종을 사용(입도 45 ㎛의 입자를 사용).
(3) 베이킹 코트: 전융 Al2O3, 소결 Al2O3, 뮬라이트 중 어느 1종을 사용(입도 1∼45 ㎛의 입자를 사용). 슬러리화시켜 기재에 도포 후 1450℃, 5시간 유지하여 코팅층을 베이킹했다.
(표층의 제조 방법)
(1) 물 플라즈마 용사: 8Y-ZrO2(Y2O3 8 질량% 함유 안정화 지르코니아), 전융 Al2O3, 소결 Al2O3 중 어느 1종을 사용(입도 70∼150 ㎛의 입자를 사용).
(2) 가스 플라즈마 용사: 8Y-ZrO2(Y2O3 8 질량% 함유 안정화 지르코니아), 전융 Al2O3, 소결 Al2O3 중 어느 1종을 사용(입도 45 ㎛의 입자를 사용).
(3) 베이킹 코트: 8Y-ZrO2(Y2O3 8 질량% 함유 안정화 지르코니아), Al2O3, MgO, Al2O3-SiO2-MgO 중 어느 1종을 사용(입도 1∼45 ㎛의 입자를 사용). 슬러리화하여 중간층에 도포 후 1450℃, 5시간 유지하여 코팅층을 베이킹했다.
(소성 지그의 평가 방법 1: 코트 경도의 평가)
시험편(사이즈: 50 mm × 50 mm) 표면의 코트부를 정반 상에 # 42 알루미나(Al2O3) 입자를 얹어 놓은 위에 엎어 놓고 500 g의 하중을 실은 후, 1000 mm의 거리를 이동시켜 마모의 상태를 측정했다.
○ : 코팅 표층의 마모가 보이지 않는다.
△ : 코팅 표층의 마모가 일부 보인다.
× : 코팅 표층의 전면이 마모되어 있다.
(소성 지그의 평가 방법 2: 컨덴서 평가)
(1) BaTiO3의 30% 수용액을 제조하고 그 용액을 0.8 g 도포한 테스트피스(사이즈: 150 mm × 20 mm × 4 mm)를 제조했다.
(2) 얻어진 시험편(워크)을 소성 지그에 적재하고 최고 온도 1350℃, 1시간 유지하여 시험편(워크)의 소성을 행했다. 소성 후, 워크 침투도를 소성 지그의 코팅층의 박리에 의해 확인했다.
(3) (1) 및 (2)의 조작을 10회 반복하여 워크 침투도의 평가를 행했다.
(소성 지그의 평가 방법 3: 페라이트 평가)
(1) Mn-Zn 페라이트의 30% 수용액을 제조하고, 그 용액을 0.8 g 도포한 시험편(사이즈: 150 mm × 20 mm × 4 mm)을 제조했다.
(2) 얻어진 시험편(워크)을 소성 지그에 적재하고 최고 온도 1350℃, 1시간 유지하여 시험편(워크)의 소성을 행했다. 소성 후, 워크 침투도를 소성 지그의 코팅층의 박리에 의해 확인했다.
(3) (1) 및 (2)의 조작을 10회 반복하여 워크 침투도의 평가를 행했다.
(워크 침투도의 평가)
소성용 지그의 코팅층에 있어서의 워크 침투도에 대해서 이하와 같은 평가를 행했다.
◎ : 코팅층이 전혀 박리되지 않은 상태.
○ : 코팅층의 내, 표층의 일부에 박리가 보이는 상태.
△ : 코팅층의 내, 표층에서부터 중간층까지 박리된 상태.
× : 코팅층(표층 및 중간층)이 박리된 상태.
(실시예 1∼6, 비교예 1∼3)
Al2O3 함유량이 85 질량%, 기공율이 25%인 Al2O3-SiO2 재질로 이루어지는 기재의 표면에 표 2에 나타내는 방법으로 Al2O3의 중간층(두께: 100 ㎛) 및 표층(두께: 100 ㎛)을 표 2에 나타내는 재질 및 기공율이 되도록 형성함으로써 소성용 지그를 각각 제조했다. 얻어진 소성용 지그에 대해서 코트 경도의 평가 및 워크 침투도의 평가(컨덴서 평가)를 행했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
표층(8Y-ZrO2) 중간층(Al2O3) 코트 경도 워 크 침투성
기공율(%) 제조방법 기공율(%) 제조방법
실시예1 20 물 플라즈마 용사 11 물 플라즈마 용사 ○ △
실시예2 20 베이킹 10 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예3 50 베이킹 10 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예4 70 베이킹 10 물 플라즈마 용사 △ ○
실시예5 50 베이킹 8 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예6 50 베이킹 5 가스 플라즈마 용사 ○ ○
비교예1 15 물 플라즈마 용사 25 베이킹 ○ ×
비교예2 15 물 플라즈마 용사 12 베이킹 ○ ×
비교예3 80 베이킹 10 물 플라즈마 용사 × ○
(실시예 7∼14)
표 3에 나타내는 기재에 표 3에 나타내는 방법으로 중간층(두께: 100 ㎛) 및 표층(두께: 100 ㎛)을 표 3에 나타내는 재질 및 기공율이 되도록 형성함으로써 소성용 지그를 각각 제조했다. 얻어진 소성용 지그에 대해서 코트 경도의 평가 및 워크 침투도의 평가(컨덴서 평가)를 행했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
기재 표층 중간층 코트 경도 워 크 침투성
재질 기공율 (%) 재질 기공율 (%) 제 조 방 법 재질 기공율 (%) 제조 방법
실시예7 Al2O3-SiO2-MgO 30 8Y-ZrO2 50 베이킹 Al2O3 10 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예8 Si3N4-SiC 15 8Y-ZrO2 50 베이킹 Al2O3 10 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예9 Si-SiC 0 8Y-ZrO2 50 베이킹 Al2O3 10 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예10 Re-SiC 30 8Y-ZrO2 50 베이킹 Al2O3 10 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예11 SSC 0 8Y-ZrO2 50 베이킹 Al2O3 10 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예12 Si3N4-SiC 15 8Y-ZrO2 50 베이킹 Al2O3-SiO2 8 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예13 Al2O3-SiO2 20 8Y-ZrO2 50 베이킹 Al2O3-SiO2 10 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예14 SSC 20 Al2O3 50 베이킹 Al2O3-SiO2 10 물 플라즈마 용사 ○ ○
(실시예 15∼18, 비교예 4)
Al2O3 함유량이 85 질량%, 기공율이 25%인 Al2O3-SiO2 재질로 이루어지는 기재의 표면에 표 4에 나타내는 방법으로 중간층(두께: 100 ㎛) 및 표층(두께: 100 ㎛)을 표 4에 나타내는 재질 및 기공율이 되도록 형성함으로써 소성용 지그를 각각 제조했다. 얻어진 소성용 지그에 대해서 코트 경도의 평가 및 워크 침투도의 평가(컨덴서 평가)를 행했다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
또한, 상기 표층은 8Y-ZrO2(Y2O3 8 질량% 함유 안정화 지르코니아) 원료(평균 입자 지름: 5 ㎛)에 미안정화 ZrO2 원료(평균 입자 지름: 46 ㎛)를 혼합하여 슬러리로 만들고, 얻어진 슬러리를 스프레이 살포 후 1450℃, 5 시간 소성함으로써 형성했다.
표층(ZrO2) 중간층(Al2O3) 코트 경도 워 크 침투성
미안정화ZrO2 함유율 (질량%) 기공율 (%) 제 조 방 법 기공율 (%) 제조방법
실시예15 10 50 베이킹 10 물 플라즈마 용사 ○ ○
실시예16 30 50 베이킹 10 물 플라즈마 용사 ○ ◎
실시예17 50 50 베이킹 10 물 플라즈마 용사 ○ ◎
실시예18 80 50 베이킹 10 물 플라즈마 용사 △ ◎
비교예4 90 50 베이킹 10 물 플라즈마 용사 × ◎
(실시예 19∼22)
표 5에 나타내는 기재의 표면에 표 5에 나타내는 방법으로 중간층(두께: 100 ㎛) 및 표층(두께: 100 ㎛)을 표 5에 나타내는 재질 및 기공율이 되도록 형성함으로써 소성용 지그를 각각 제조했다. 얻어진 소성용 지그에 대해서 코트 경도의 평가 및 워크 침투도의 평가(페라이트 평가)를 행했다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.
표층 중간층 기재 코트 경도 워 크 침투성
재질 기공율 (%) 제 조 방 법 재질 기공율 (%) 제 조 방 법 재질 기공율 (%)
실시예19 Al2O3-MgO 20 베이킹 Al2O3 5 가스 플라즈마 용사 Al2O3-SiO2-MgO 15 ○ ○
실시예20 Al2O3-MgO 40 베이킹 Al2O3-SiO2 5 가스 플라즈마 용사 Si-SiC 0 ○ ○
실시예21 MgO 20 베이킹 Al2O3 10 물 플라즈마 용사 Al2O3-SiO2 20 ○ ○
실시예22 MgO 30 베이킹 Al2O3-SiO2 10 물 플라즈마 용사 SiC 20 ○ ○
(고찰: 실시예 1∼6, 비교예 1∼3)
표 2의 결과로부터 실시예 1∼6은, 기공율이 10% 이하인 Al2O3 및 Al2O3-SiO2질의 중간층과, 기공율이 20∼70%인 8Y-ZrO2(Y2O3 8 질량% 함유 안정화 지르코니아) 및 Al2O3의 표층을 구비한 코팅층을 기재에 형성함으로써, 실제 사용에 충분한 코트 경도 및 워크 침투도를 얻을 수 있는 것을 확인했다. 한편, 비교예 1 및 비교예 2에서는 중간층의 기공율이 10%를 초과하고 있기 때문에 충분한 워크 침투도를 얻을 수 없었다. 또한, 비교예 3에서는 표층의 기공율이 70%를 초과하고 있기 때문에 충분한 코트 경도를 얻을 수 없었다.
(고찰: 실시예 7∼14)
표 3의 결과로부터 각각의 기재에, 기공율이 10% 이하인 Al2O3의 중간층과, 기공율이 20∼70%인 8Y-ZrO2(Y2O3 8 질량% 함유 안정화 지르코니아)의 표층을 구비한 코팅층을 형성함으로써, 실제 사용에 충분한 코트 경도 및 워크 침투도를 얻을 수 있는 것을 확인했다.
(고찰: 실시예 15∼18, 비교예 4)
표 4의 결과로부터 실시예 15∼18은, 표층의 미안정화 ZrO2의 함유율을 10∼80 질량%로 함으로써 실제 사용에 충분한 코트 경도 및 워크 침투도를 얻을 수 있는 것을 확인했다. 특히, 표층의 미안정화 ZrO2의 함유율이 30∼80 질량%일 때 워크 침투도는 양호했다. 한편, 비교예 4에서는 미안정화 ZrO2의 함유율이 80 질량%를 초과하기 때문에 워크 침투도는 양호했지만 코트 경도가 불충분했다.
(고찰: 실시예 19∼22)
표 5의 결과로부터 실시예 19∼22는, 기공율이 10% 이하인 Al2O3 또는 Al2O3-SiO2의 중간층과, 기공율이 20∼70%인 Al2O3-SiO2-MgO 또는 MgO의 표층을 구비한 코팅층을 기재에 형성함으로써, 페라이트 소성시에 있어서 충분한 코트 경도 및 워크 침투도를 얻을 수 있는 것을 확인했다.
본 발명의 전자 부품용 소성 지그는 세라믹 컨덴서, 서미스터, 페라이트 등의 세라믹으로 이루어지는 전자 부품의 소성에 사용하는 부재, 구체적으로는 피소성물을 적재하기 위한 세터, 갑발(匣鉢), 플레이트 등에 적합하게 이용할 수 있다.
본 발명의 전자 부품용 소성 지그는, 중간층의 기공율을 낮게 함으로써 표층을 통과한 피소성체의 성분(예컨대, Pb, Bi, Na, K, Mn, Ca)이 기재에 침투하는 것을 방지할 수 있기 때문에 소성 지그의 내구성을 향상시킬 수 있는 동시에, 표층의 기공율을 높게 하여 표층에 발생하는 응력을 완화할 수 있기 때문에 지그의 변형, 균열 및 코팅층의 박리를 방지하여 소성 지그 상에 적재되어 소성되는 피소성체(예컨대, 전자 부품)의 성능을 안정화시킬 수 있고 신뢰성이 우수하다.

Claims (14)

  1. 세라믹으로 이루어지는 기재의 표면에 코팅층이 형성된 전자 부품용 소성 지그로서,
    상기 코팅층은, 기공율이 3% 내지 10%인 중간층과, 기공율이 20∼70%인 표층으로 구성되는 것인 전자 부품용 소성 지그.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재는 Al2O3-SiO2질, Al2O3-SiO2-MgO질, SiC-Si3N4, SiC-Si질, SiC질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 전자 부품용 소성 지그.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중간층은 Al2O3질 또는 Al2O3-SiO2질을 포함하는 것인 전자 부품용 소성 지그.
  4. 제2항에 있어서, 상기 중간층은 Al2O3질 또는 Al2O3-SiO2질을 포함하는 것인 전자 부품용 소성 지그.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중간층이 가스 플라즈마 용사 또는 물 플라즈마 용사 에 의해 형성되는 것인 전자 부품용 소성 지그.
  6. 제2항에 있어서, 상기 중간층이 가스 플라즈마 용사 또는 물 플라즈마 용사에 의해 형성되는 것인 전자 부품용 소성 지그.
  7. 제3항에 있어서, 상기 중간층이 가스 플라즈마 용사 또는 물 플라즈마 용사에 의해 형성되는 것인 전자 부품용 소성 지그.
  8. 제4항에 있어서, 상기 중간층이 가스 플라즈마 용사 또는 물 플라즈마 용사에 의해 형성되는 것인 전자 부품용 소성 지그.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표층은 ZrO2질, Al2O3질, MgAl2O4질, MgO질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 전자 부품용 소성 지그.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표층은 안정화 ZrO2 혹은 미안정화 ZrO2와 안정화 ZrO2의 혼재물을 포함하는 것인 전자 부품용 소성 지그.
  11. 제10항에 있어서, 상기 표층의 미안정화 ZrO2의 함유율이 20 질량% 내지 80 질량%인 것인 전자 부품용 소성 지그.
  12. 제10항에 있어서, 상기 미안정화 ZrO2의 평균 입자 지름이 1∼45 ㎛인 것인 전자 부품용 소성 지그.
  13. 제11항에 있어서, 상기 미안정화 ZrO2의 평균 입자 지름이 1∼45 ㎛인 것인 전자 부품용 소성 지그.
  14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표층은 Al2O3-MgO 또는 MgO을 포함하는 것인 전자 부품용 소성 지그.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009029692A (ja) * 2007-06-28 2009-02-12 Covalent Materials Corp 焼成用道具材およびその製造方法
TWI383965B (zh) * 2007-06-28 2013-02-01 Covalent Materials Corp A ceramic material for a ceramic ceramic container, a method for manufacturing the same, and a method for producing the same
JP5465216B2 (ja) * 2010-08-11 2014-04-09 日本碍子株式会社 焼成用セッター
JP2014006031A (ja) * 2012-06-27 2014-01-16 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 電子部品焼成用治具及びその製造方法
CN105698542B (zh) * 2016-03-21 2018-06-08 武汉理工大学 一种抗锂电池高温腐蚀层状匣钵及其制备方法
WO2018047784A1 (ja) * 2016-09-12 2018-03-15 日本碍子株式会社 焼成用セッター
JP6810075B2 (ja) * 2018-03-09 2021-01-06 東京窯業株式会社 焼成治具
JP6948466B2 (ja) * 2019-02-14 2021-10-13 日本碍子株式会社 焼成治具
CN114430733B (zh) * 2019-10-02 2023-05-09 日本碍子株式会社 耐火物
CN111792950B (zh) * 2020-07-11 2022-09-06 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种石榴石固体电解质粉体烧结容器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980042406A (ko) * 1996-11-27 1998-08-17 후지이 데부히로 소성용 도구 재료 및 그 제조방법
JPH11263671A (ja) 1998-03-13 1999-09-28 Toshiba Ceramics Co Ltd 焼成用道具材

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002154884A (ja) * 2000-11-10 2002-05-28 Ngk Insulators Ltd 電子部品用焼成治具
JP2002316877A (ja) * 2001-04-13 2002-10-31 Ngk Insulators Ltd 電子部品用焼成治具
JP4298236B2 (ja) * 2002-08-09 2009-07-15 日本碍子株式会社 セラミックス電子部品焼成用セッターの製造方法
JP2004075421A (ja) * 2002-08-12 2004-03-11 Ngk Insulators Ltd セラミックス電子部品焼成用セッター

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980042406A (ko) * 1996-11-27 1998-08-17 후지이 데부히로 소성용 도구 재료 및 그 제조방법
JPH11263671A (ja) 1998-03-13 1999-09-28 Toshiba Ceramics Co Ltd 焼成用道具材

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