电子部件烧制用夹具制造技术

现有技术中的电子部件烧制用夹具如果长期使用，则存在氧化锆表层剥离等缺点，虽然在短期使用的情况下看不到性能恶化，但是长期使用时氧化锆表层与电子部件发生反应，多发生电子部件烧制用夹具的寿命变短的情况。本发明专利技术通过适当设定氧化锆表层的组成，提供即使长期使用也稳定的电子部件烧制用夹具。例如氧化钙的量相对于由氧化锆粒子与部分熔融结合材形成的氧化锆表层的总量，为４～１５重量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电介质、叠层电容器、陶瓷电容器、压电器件、热敏电阻等电子部件烧制时使用的调节器(setter)、搁板、匣钵等电子部件烧制用夹具。
技术介绍
作为电子部件烧制用夹具的必要性能，除耐热性和机械强度以外，还要求不与烧制的陶瓷电子部件发生反应。如果电介质等电子部件工件与烧制用夹具接触发生反应，会发生熔融，则存在由于工件的组成发生变化而使性能低下等问题。通常，作为这些电子部件烧制用夹具的基材，使用氧化铝系材料、氧化铝-莫来石系材料、氧化铝-氧化镁系尖晶石材料、氧化铝-莫来石-堇青石系材料、或者这些的组合。而且，为了防止与工件的反应，采用在表层上涂覆氧化锆(ZrO2)的方法。氧化锆与基材的反应性低，但是与基材的热膨胀系数的差异大，因此在产生反复热循环的使用环境下，存在夹具的涂层发生龟裂或剥离等问题。另外，夹具反复使用的情况下，如果与表面的氧化锆表层中所含粒子脱落相对应的耐脱粒性和耐磨耗性降低，则微粒混入到电子部件中，成为严重的问题。而且，在到1100℃附近引起氧化锆由单斜晶向正方晶的相变。其结果是存在由伴随着反复热循环的相变的热膨胀系数的变化导致的氧化锆的涂层容易脱离的问题。另外，使用未经稳定化的氧化锆的情况下，伴随相变容易发生粉化，耐脱粒性低下。作为在电子部件烧制用夹具的基材表面上形成氧化锆表层(或者氧化锆膜)的方法，包括涂布法、浸涂法和喷涂法等。这些方法比较便宜并适于工业生产，但是存在所形成的氧化锆表层的耐脱粒性和耐磨耗性不足的情况。特别是，在反复热循环使电子部件烧制用夹具负荷的情况下，存在氧化锆表层从基材上剥离、发生脱粒等情况。另外，在使用粒子比较粗的粗粒形成氧化锆表层的情况下，不会引起氧化锆表层的致密化，而且形成许多气孔，起到缓和与基材之间的热膨胀差的作用。但是，氧化锆膜与基材的密着性差，膜的烧结性也低下，成为导致剥离的原因。专利文献1特开平10-13957号公报(段落0005～0007)专利文献2特开2003-226586号公报(权利要求1)专利文献3特开2001-213666号公报(权利要求1)专利文献4特开2003-73183号公报(权利要求2)为了克服这些缺点，提出了各种技术，但是任何一种技术都不能达到具有充分的耐剥离性和耐脱粒性。例如，为了得到不易引起龟裂和剥离的夹具，提出了特别设定与电子部件接触的夹具中的钙量(专利文献1)，或者向夹具的表面喷镀硅酸钙的技术(专利文献2)。每种方法都使用喷镀法形成表层。而且，专利文献3揭示了使用粗粒氧化锆和微粒氧化锆形成夹具表层的电子部件烧制用夹具，该电子部件烧制用夹具不发生由热循环引起的氧化锆表层的剥离和粉化，表现出良好的特性。但是，在烧制作为电介质的钛酸钡时，虽然使用多次也没有问题，但是如果长期使用，则存在钛酸钡与氧化锆表层发生化学反应，氧化锆表层变质，容易引起剥离的问题。该过程基于图1(A)～(C)予以说明。在通过在基材1的表面上借助中间层2形成氧化锆表层3而构成电子部件烧制用夹具4(图1(A))中，对诸如钛酸钡5的烧制对象进行高温烧制，由于长时间使用，氧化锆表层3中的氧化锆与钛酸钡5缓慢反应，形成具有共晶组成的液相6。该液相6在氧化锆表层中朝基材方向缓慢浸透(图1(B))。在基材1中，通常含有氧化硅成分，如果该液相浸透到基材1上，则基材1中的氧化硅被吸到氧化锆表层中(图1(C))。如果氧化硅混入到液相中，则液相的粘度降低，捕获了氧化锆表层3中的粒子，在冷却时发生显著收缩，最终氧化锆表层3剥离。作为对策，虽然考虑了抑制液相6的生成、或者抑制液相6向基材方向浸透，但是尚未提出具体的方案。如上所述，现有技术中已经提出并实际使用用于电子部件烧制用夹具的部分熔融结合材由多种金属氧化物构成，以及各种金属氧化物的多种组合。作为用于该部分熔融结合材的金属氧化物，在专利文献4中记载了氧化钽(二氧化钽、五氧化钽)，暗示了与氧化铝的组合，并且在氧化锆表层中部分熔融结合材的量为0.5重量％以上至低于3重量％。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电子部件烧制用夹具，通过适当设定构成氧化锆表层的氧化锆粒子和部分熔融结合材的组成，具有与基材的密着性优良、并且耐剥离性和耐脱粒性也优良的氧化锆表层。本专利技术的第一方面是一种电子部件烧制用夹具，在基材上涂覆有氧化锆表层，该氧化锆表层是将氧化锆粒子用包括含氧化钙的多种金属氧化物构成的部分熔融结合材结合形成的，其中，氧化钙的量相对于氧化锆粒子和部分熔融结合材的总量为4～15重量％(以下称为第一专利技术)；第二方面是一种电子部件烧制用夹具，在基材上涂覆有氧化锆表层，该氧化锆表层是平均粒径为30～500微米的粗粒氧化锆、平均粒径为0.1～10微米的微粒氧化锆以及具有该粗粒氧化锆和微粒氧化锆的中间平均粒径的中间粒氧化锆通过部分熔融结合材结合形成的(以下称为第二专利技术)；第三方面是一种电子部件烧制用夹具，在基材上涂覆有氧化锆表层，该氧化锆表层是将氧化锆粒子通过含有多种金属氧化物的部分熔融结合材结合形成的，其中，部分熔融结合材的量相对于氧化锆粒子和部分熔融结合材的总量，为3重量％以上至20重量％以下，上述部分熔融结合材含有氧化钽(以下称为第三专利技术)，各专利技术中基材和氧化锆表层之间可以形成中间层。以下详细说明本专利技术。第一～第三专利技术提供了在任一基材上经由中间层形成的或者直接形成的氧化锆表层可长期保持优良的耐剥离性和耐脱粒性的电子部件烧制用夹具。第一专利技术本专利技术人们发现，与现有技术相比，通过增加氧化锆表层中作为部分熔融结合材的一部分的氧化钙对于氧化锆表层的比例，可得到比现有技术优良的具有长期耐剥离性的电子部件烧制用夹具，从而得到第一专利技术。第一专利技术的氧化钙的效果是抑制了液相的生成。也就是说，与现有技术相比通过增加部分熔融结合材中的氧化钙含量，可以抑制液相的生成，并改善长期的耐剥离性。现有技术的电子部件烧制用夹具中氧化钙的含量最大为3重量％，但是在第一专利技术中，氧化钙的含量为4～15重量％。这是因为，添加低于4重量％时，长期的耐剥离性的改善不充分，超过15重量％也不能达到长期的耐剥离性的进一步改善。在第一专利技术的氧化钙含量中，随着该含量的增加长期的耐剥离性提高，但是关于短期的剥离、弯曲和脱粒性，在4～15重量％的含量范围内没有发现实质上的差异。构成氧化锆表层的氧化锆粒子可以是象现有技术那样的粗粒氧化锆和微粒氧化锆的组合，或者也可以在这些粗粒氧化锆与微粒氧化锆中加入后面所述的中间粒氧化锆。关于这些氧化锆粒子的说明见第二专利技术的说明。第一专利技术的部分熔融结合材由氧化钙与其它至少一种金属氧化物(含复合氧化物)构成，该金属氧化物有氧化铝或者氧化铝·氧化镁系尖晶石复合氧化物(Al2MgO4)、或者稀土类氧化物、过渡金属氧化物(含钛酸铝复合氧化物等)以及碱土类金属氧化物等，作为稀土类氧化物有氧化钇、氧化铈和氧化镧等，作为过渡金属氧化物有氧化钛、氧化铌和氧化锰等，作为碱土类金属氧化物包括氧化钡和氧化锶等。该部分熔融结合材的金属氧化物粒子的粒径可在0.1～100微米的范围内选择。第二专利技术本专利技术者们还发现，除了构成现有技术的氧化锆表层的粗粒氧化锆与微粒氧化锆之外，通过使氧化锆表层含有具有它们中间粒径的中间粒氧化锆，可获得具有比现有技术优良的长期的耐剥离性的电子部件烧制用夹具，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子部件烧制用夹具，其在基材上涂覆有氧化锆表层，该氧化锆表层是通过含氧化钙的多种金属氧化物构成的部分熔融结合材将氧化锆粒子结合而形成，该电子部件烧制用夹具的特征在于，氧化钙的量相对于氧化锆粒子和部分熔融结合材的总量为４～１５重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：梶野仁，打田龙彦，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]