(57)【要約】【課題】焼成対象物の高い品質を維持するのに有利であり、更にコスト低廉に有利な焼成用補助治具を提供する。【解決手段】焼成用補助治具は、設置面をもつ基体５と、基体の設置面に着脱可能に載置され焼成対象物を載せる載置面をもち且つセラミックスを基材とする薄いシート１Ｋとを具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置面をもつ基体と、基体の設置面に着脱可能に載置され焼成対象物を載せる載置面をもち且つセラミックスを基材とするシートとを具備することを特徴とする焼成用補助治具。
【請求項２】
請求項１において、基体及びシートのうちの少なくとも一方は、基体にシートを係合するシート係合手段を具備することを特徴とする焼成用補助治具。
【請求項３】
請求項１または２において、基体は、断面で、上方に突出すると共に別の基体を積層可能な突出部を有することを特徴とする焼成用補助治具。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれか一項において、シートの厚みは０．５〜３０００μｍに設定されていることを特徴とする焼成用補助治具。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか一項において、基体の上面及び下面のうちの少なくとも一方は、基体を上下方向に積層するとき、上下の基体を着脱可能に係合する被係合部をもつことを特徴とする焼成用補助治具。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項において、シートは、完全安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、マグネシア、アルミナから選ばれる少なくとも１種を基材とすることを特徴とする焼成用補助治具。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうちのいずれか一項において、基体は多孔質体であり、シートは緻密体であることを特徴とする焼成用補助治具。
【請求項８】
請求項２において、シート係合手段は、シートの表裏を逆にしたとき、基体にシートを係合することができるように設定されていることを特徴とする焼成用補助治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は焼成対象物を載せて焼成する焼成用補助治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品や半導体デバイス等の焼成対象物を焼成するとき、焼成用セッターとも呼ばれることがあるアルミナ系の焼成用補助治具を用い、焼成用補助治具の載置面に焼成対象物を載せた状態で焼成炉で高温に加熱維持し、焼成対象物を焼成する技術が知られている（特許文献１，特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４５６７２号公報
【特許文献２】特開平８−２５３３８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように焼成対象物を焼成するとき、焼成対象物同士の反応を抑えることができる。本発明は上記した焼成用補助治具をさらに進めたものであり、焼成対象物の高い品質を維持するのに有利であり、更にコスト低廉に有利な焼成用補助治具を提供することを課題とするにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る焼成用補助治具は、設置面をもつ基体と、基体の設置面に着脱可能に載置され焼成対象物を載せる載置面をもち且つセラミックスを基材とするシートとを具備することを特徴とするものである。
【０００６】
基体及びシートのうちの一方が損傷しても、当該一方を交換すれば、他方をまだ使用することができる。またシートは焼成対象物を載せてこれらに直接的に触れる頻度が高いため、焼成の際に焼成対象物との反応性を小さくできる材料で形成する必要がある。しかし、基体は焼成対象物に直接的に触れる頻度が少ないため、焼成対象物との反応性を小さくすることはあまり要請されず、コストの安い材料で形成でき、全体としてのコスト低廉化を図り得る。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明によれば次の形態を例示できる。
・基体及びシートのうちの少なくとも一方は、基体にシートを係合するシート係合手段を具備することができる。これにより基体上におけるシートの保持性が向上する。シート係合手段としては凹部及び凸部のうちの少なくとも一方を採用できる。シート係合手段としては、シートの表裏を逆にしたとき、基体にシートを係合することができるように設定されている形態を例示できる。
・シートの厚みは０．５〜３０００μｍに設定されている形態を例示できる。厚みとしては１〜５００μｍ、殊に２〜１００μｍに設定することができる。
・基体の上面及び下面のうちの少なくとも一方は、基体を上下方向に積層するとき、上下の基体を着脱可能に係合する被係合部をもつ形態を例示できる。被係合部としては凹及び凸のうちの少なくとも一方で形成できる。
・シートは、反応結着性を抑えるべく、ジルコニア（完全安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニアを含む）、マグネシア、アルミナから選ばれる少なくとも１種を基材とする形態を例示できる。シートまたは基体がジルコニアを基材とするときには、安定化ジルコニアまたは部分安定化ジルコニアを基材とすることができ、大部分を立方晶系とすることができる。この場合、焼成対象物との間における反応結着性を抑えるのに有利となる。安定化剤としてＹ２Ｏ３，ＣａＯ，ＭｇＯ、希土類元素（Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ）の酸化物（ＣｅＯ２等）のうちの少なくとも１種を例えば０．１〜１５ｍｏｌ％、殊に０．５〜１０ｍｏｌ％、１〜６ｍｏｌ％含むことができる。なお、焼成対象物としては、電子部品等に使用される小物品または微小部品を例示でき、圧電体、誘電体等を例示することもできる。
【０００８】
【実施例】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１を参照して説明する。本実施例に係る焼成用補助治具は  緻密体で形成された相対的に薄板状の平坦なシート１Ｇと、シート１Ｇを着脱可能に載せる多孔質体で形成された相対的に厚板状の基体５とで形成されている。シート１Ｇの厚みは１〜１０００μｍ、殊に５〜５００μｍ、５〜１００μｍとされている。基体５の平均厚みは１〜２０ミリメートル、殊に１〜１０ミリメートルとされており、シート１Ｇの厚みの約１〜２００００倍の範囲内で適宜設定されている。シート１Ｇには、シート１Ｇの焼成前にパンチング等で成形された複数個の貫通穴状の被係合部１５が形成されている。
【０００９】
基体５の平坦な設置面５０上には、複数個の凸状の係合部５９が突出している。シート１Ｇの貫通穴状の被係合部１５は、凸状の係合部５９と係合できるように凸状の係合部５９の位置と整合する位置に設けられている。そして、貫通穴状の被係合部１５を基体５の凸状の係合部５９に嵌めて着脱可能に係合させる。これにより基体５の設置面５０の上にシート１Ｇを着脱可能に敷設して設置する。
貫通穴状の被係合部１５及び係合部５９は、基体５にシート１Ｇを機械的または物理的に係合するシート係合手段として機能できる。場合によっては、突起状の被係合部及び貫通穴状の係合部としても良い。
【００１０】
シート１Ｇは薄いため反りが生じることも往々にしてある。この点本実施例によれば、シート１Ｇは、表裏反転可能に基体５の設置面５０に敷設されるように設定されている。即ち、シート１Ｇの表裏を逆にしたとしても、貫通穴状の被係合部１５を基体５の凸状の係合部５９に嵌めて着脱可能に係合させることができる。従って、使用の長期化に伴いシート１Ｇの反り変形が進行してきたら、定期的にまたは不定期的にシート１Ｇを表裏反転操作を適宜行えば、シート１Ｇの寿命を更に延ばすことができる。
【００１１】
シート１Ｇの載置面である表面１ｓには、焼成対象物３を中間シート１Ｆを介して多数積層した積層体１００、あるいは、焼成対象物３が載せられて焼成される。中間シート１Ｆは、例えば、完全安定化ジルコニアまたは部分安定化ジルコニアで形成されており、上下方向に積層された焼成対象物３間に介在しており、焼成対象物３同士の反応性を防止できる。
【００１２】
シート１Ｇは焼成対象物３や積層体１００を載せてこれらに直接的に触れるため、焼成の際に焼成対象物３との反応性を小さくできる材料（例えば完全安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア）で形成する。しかし基体５は焼成対象物３や積層体１００に直接的に触れないため、焼成対象物３との反応性を小さくすることはあまり要請されず、コストの安い材料（例えば多孔質のアルミナ）で形成できる。
【００１３】
焼成用補助治具としての強度及び剛性は基本的には基体５が負担するため、シート１Ｇの厚みを薄くできる。また、基体５及びシート１Ｇのうちのいずれか一方が損傷しても、当該一方を交換するものの、他方を使用することができ、コスト低廉に有利である。即ち、基体５が破損したとしても、基体５を交換すれば、シート１Ｇを使用できる。逆に、シート１Ｇが破損したとしても、シート１Ｇを交換すれば、基体５を使用できる。
【００１４】
なお、反応結着防止性が高いシート１Ｇが用いられているため、基体５の設置面５０に塗布される反応結着防止用のコーティング層を廃止することができる。またシート１Ｇは薄いため熱容量が少なく済む。このため焼成対象物３を焼成させる際に熱量を伝達させたとき、焼成対象物３をできるだけ早期に加熱させるのに有利となる。
【００１５】
本実施例によれば、基体５は気孔率が５〜３５体積％程度の多孔質体で形成されており、気孔を含むため、基体５の耐熱衝撃性を向上させることができる。更に、基体５の設置面５０に仮に亀裂が生成したとしても、亀裂の過剰成長を抑制することができる。
【００１６】
更に、使用回数が過度に増加すると、基体５の設置面５０に亀裂が生成するおそれがある。亀裂は、基体５と焼成対象物３との間における熱伝達をばらつかせるため、焼成対象物３の焼成品質を劣化させるおそれがある。この点本実施例によれば、基体５の設置面５０に仮に亀裂が生成したとしても、基体５の設置面５０上にシート１Ｇが被着されるため、シート１Ｇで亀裂が覆われ、亀裂が焼成対象物３の焼成品質を劣化させることを防止できる効果が得られる。
【００１７】
（第２実施例）
図２に示す第２実施例は第１実施例と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図２（Ａ）に示す形態によれば、シート１Ｇの表面には溝１９ｈが形成されている。溝１９ｈは深さが浅い浅溝状とされている。また図２（Ｂ）に示す形態によれば、シート１Ｇの厚み方向に貫通する微小な透孔１９ｍが形成されている。溝１９ｈ、透孔１９ｍは、焼成対象物３の焼成時に発生したガスの逃がしを促進させるためのものであり、焼成対象物３の焼成を良好に行うのに有利となる。
【００１８】
（第３実施例）
図３に示す第３実施例は第１実施例と基本的には同様の構成、作用効果を有する。本実施例に係る焼成用補助治具は、相対的に薄板状の平坦なシート１Ｋと、シート１Ｋを着脱可能に載せる相対的に厚板状の基体５とで形成されている。シート１Ｋの厚みは１〜１０００μｍ、殊に５〜５００μｍ、５〜１００μｍとされている。基体５の平均厚みは１〜２０ミリメートル、殊に１〜１０ミリメートルとされている。シート１Ｋは外縁端状の被係合部１５をもつ。被係合部１５は、基体５の設置面５０の凹状（溝状）の係合部５９Ｈと係合するように、係合部５９Ｈと整合する位置に設けられている。そして、シート１Ｋを基体５の設置面５０の凹状（溝状）の係合部５９Ｈの延びる方向に沿って相対的にスライドさせて、シート１Ｋの外縁端である凸状の被係合部１５を嵌めて係合させる。
【００１９】
これによりシート１Ｋを基体５の平坦な設置面５０の上に着脱可能に載置する。そして、焼成対象物３、あるいは積層体１００（図１参照）を、シート１Ｋの載置面である表面１ｓの上に載せて焼成させる。ここで、凸状の被係合部１５及び凹状の係合部５９Ｈは、基体５にシート１Ｇを係合するシート係合手段として機能できる。
【００２０】
シート１Ｋは緻密体で形成されている。シート１Ｋは、焼成対象物３や積層体１００を載せてこれらに直接的に触れるため、焼成の際に焼成対象物３との反応性を小さくできる材料（例えば完全安定化ジルコニアまたは部分安定化ジルコニア）で形成する。しかし基体５は基台として機能するものの、焼成対象物３や積層体１００に直接的に触れないため、焼成対象物３との反応性を小さくすることはあまり要請されず、コストの安い材料（例えばアルミナ等の多孔質体）で形成できる。
【００２１】
図３に示すように、基体５の外縁部５１には、別の基体５を上下方向に積み重ね可能な突出部５２が上向きに且つ枠状に突出している。突出部５２の上面には被係合部としての被係合凸部５５が形成されていると共に、突出部５２の下面には被係合部としての被係合凹部５３が形成されている。基体５を積層する際において被係合凸部５５及び被係合凹部５３が互いに凹凸により係合するため、基体５の積層数を増加したとしても、基体５の保持に有利となる。なお、突出部５２の下面に被係合凸部を形成し、突出部５２の上面に被係合凹部を形成しても良い。
【００２２】
焼成の際には、突出部５２に別の焼成用セッター５が載せられ、図３に示すように、複数の基体５が上下多段に積み重ねられている。このように基体５を積層させても、焼成補助治具としての強度及び剛性は、基本的には基体５が負担するため、シート１Ｋの厚みを薄くできる。また、基体５及びシート１Ｋのうちのいずれか一方が損傷しても、当該一方を交換するものの、他方を使用することができ、コスト低廉に有利である。なお、基体５を上下方向に積層させたとき、上側の基体５は、焼成対象物３を収容する収容空間ＰＡの上方を覆う蓋として機能することができ、焼成対象物３の焼成時において焼成対象物３からの蒸発を抑えることができる。
【００２３】
シート１の表面１ｓ及び裏面１ｒは、平坦状でも良いし、あるいは、微小凹凸を有していても良い。なお、微小凹凸としては微小なショットを投射させるショットピーニング、あるいは、成形型の型面の表面粗さを転写させること等により形成できる。
【００２４】
シート１Ｋは、焼成対象物３との反応結着性を抑えるために、ジルコニア焼成緻密体（真密度に対して９３％以上，９６％以上）を基材としている。ジルコニア焼成緻密体は、完全安定化ジルコニアまたは部分安定化ジルコニアで形成されている。この場合、安定化剤としてＹ２Ｏ３を１〜１０ｍｏｌ％含むことができる。
【００２５】
なお本実施例においても、シート１Ｋの表裏を逆にしても、シート１Ｋを基体５の設置面５０の凹状（溝状）の係合部５９Ｈの延びる方向に沿って相対的にスライドさせて、シート１Ｋの外縁端である凸状の被係合部１５を嵌めて係合させることができるように設定されている。従って、使用の長期化に伴いシート１Ｋの反り変形が進行してきたら、定期的に又は不定期的にシート１Ｋを表裏反転させれば、シート１Ｋの寿命を更に延ばすことができる。なお、シート１Ｋに前記した溝１９ｈ、透孔１９ｍを形成することもできる。
【００２６】
（第４実施例）
図４に示す第４実施例は第３実施例と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例に係る焼成用補助治具は、相対的に薄板状の平坦なシート１Ｋと、シート１Ｋを着脱可能に載せる相対的に厚板状の基体５とで形成されている。図４に示すように、基体５の外縁部５１には、別の基体５を上下方向に積み重ね可能な突出部５２が外枠状に形成され、上向きに突出している。突出部５２は、基体５にシート１Ｋを表裏反転可能に係合するシート係合手段として機能できる。突出部５２の上面には、基体５の内外を連通する凹み状の連通路５ｐが形成されている。複数の基体５を上下方向に積層したとしても、連通路５ｐは基体５の内外を連通させ得、焼成対象物３等から発生したガスの排出機能を有する。なお、ガス逃がしとして機能できる前記した溝１９ｈ、透孔１９ｍをシート１Ｋに形成することもできる。
【００２７】
（シート１Ｇ，１Ｋの代表的な製造形態）
薄板状のシート１Ｇ，１Ｋは次のようにして製造できる。図５に示すように、ジルコニア系のセラミックスの微小の粉末粒子とバインダ（有機バインダまたは無機バインダ）と溶媒（例えば水、アルコール等）とを主要成分とする液状混合物９０と、矢印Ａ１方向に移動可能なベルト等の移動体９２とを用いる。液状混合物９０には可塑剤、分散剤等を配合させることができる。そして混合物９０を移動体９２の表面９２ｓの上に供給して薄膜状のセラミックス膜９３を形成する。その後ブレード９４の先端９４ａによりセラミックス膜９３の上部を掻き取って薄くし、極薄の厚みをもつシート状成形体９６を形成する。その後、シート状成形体９６について乾燥、焼成を適宜行い、極薄の厚みをもつシート１Ｇ，１Ｋを形成する。なお、必要に応じて、シート１Ｇ，１Ｋに研磨を施して厚みを更に薄くしても良い。溝１９ｈ、透孔１９ｍを形成する場合には、プレスまたは打抜により形成できる。
【００２８】
上記したようにシート１Ｇ，１Ｋは厚みが薄いため、熱容量が少なく済む。このため焼成対象物３の焼成の際に同一の熱量を伝達させたとき、焼成対象物３を早期に加熱させることができる。しかもシート１Ｇ，１Ｋにおける温度ムラも低減される。故に焼成対象物３を良好に加熱して焼成でき、焼成対象物３の品質の安定化に寄与することができる。シート１Ｇ，１Ｋの製造方法は、上記したドクターブレード法に限定されるものではない。
【００２９】
（その他）基体５の外縁部５１に、別の基体５を上下方向に積み重ね可能な突出部５２が上向きに突出しているが、これに限らず、基体５の外縁部５１に、別の基体５を上下方向に積み重ね可能な突出部５２が下向きに突出することにしても良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更できる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、焼成対象物の高い品質を維持するのに有利であり、更にコスト低廉に有利な焼成用補助治具を提供することができる。更に基体の設置面に仮に亀裂が生成したとしても、基体の設置面にシートが被着されるため、シートで亀裂が被着され、亀裂が焼成対象物の焼成品質を劣化させることを防止できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る焼成用補助治具の使用状態説明図である。
【図２】第２実施例に係る焼成用補助治具の使用状態説明図である。
【図３】第３実施例に係る焼成用補助治具の使用状態説明図である。
【図４】第４実施例に係る焼成用補助治具の使用状態説明図である。
【図５】焼成用補助治具のシートの製造過程を示す模式図である。
【符号の説明】
図中、１Ｇ，１Ｋはシート、１ｓは表面（載置面）、３は焼成対象物、５は基体を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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