(57)【要約】【課題】本発明は、耐熱衝撃性が優れながらも、繰り返しの使用において強度の低下が小さく、さらに、コート層が剥離しにくい電子部品焼成用治具を提供する。【解決手段】電子部品焼成用治具は、正方晶或いは立方晶ジルコニア結晶相と単斜晶ジルコニア結晶相とを併せ持つアルミナ・ジルコニア質基材の表面に、少なくとも正方晶或いは立方晶であるジルコニアを含むコート層を備えたことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
正方晶或いは立方晶ジルコニア結晶相と単斜晶ジルコニア結晶相とを併せ持つアルミナ・ジルコニア質基材の表面に、少なくとも正方晶或いは立方晶であるジルコニアを含むコート層を備えた電子部品焼成用治具。
【請求項２】
前記アルミナ・ジルコニア質基材が、以下（式１）にて定義されるＸ線回折ピーク強度比が０．０２〜０．６０であり、かつ以下（式２）にて定義されるＸ線回折ピーク強度比が０．００３〜０．７５であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品焼成用治具。
（式1）…Ｉ２立方晶あるいは正方晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度／{Ｉ１αアルミナ相（１１６）ピーク強度＋Ｉ２立方晶あるいは正方晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度＋Ｉ３２θが２８°付近の単斜晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度｝
（式2）…Ｉ３２θが２８°付近の単斜晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度/{Ｉ１αアルミナ相（１１６）ピーク強度＋Ｉ２立方晶あるいは正方晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度＋Ｉ３２θが２８°付近の単斜晶ジルコニア（１１１）のピーク強度}
【請求項３】
前記コート層は、Ｙ（イットリウム）の酸化物をコート層中にＹ２Ｏ３（イットリア）換算で０．１質量％〜２０．０質量％含む請求項１又は２に記載の電子部品焼成用治具。
【請求項４】
前記アルミナ・ジルコニア質基材と、前記コート層との間にアルミナ質からなる中間層を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品焼成用治具。
【請求項５】
前記コート層は、スプレーコート又は溶射によって形成されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品焼成用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体、積層コンデンサ、サーミスタ、バリスタ、チップインダクター等の電子部品を焼成するために用いる電子部品焼成用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品焼成用治具は、耐熱性や機械的強度などを備える他、電子部品が治具と反応して組成が変動し、特性などが低下することを防止するため焼成する電子部品と反応しないことなども要求される。
例えば、下記特許文献１には、原料構成が、平均粒径３０〜５００μｍの粗粒アルミナ及び平均粒径０．１〜２０μｍの微粒アルミナから成るアルミナ粒子と、ジルコニア粒子とから成るアルミナ・ジルコニア質焼成用治具であって、アルミナ・ジルコニア部分溶融相からの冷却により、粗粒アルミナを結合するアルミナ質中にジルコニア粒子を微細分散させたことを特徴とする耐熱衝撃性アルミナ・ジルコニア質焼成用治具が開示されている。
【０００３】
下記特許文献２には、平均粒径が３０〜２００μｍの粗粒アルミナを２０〜７０ｗｔ％と、平均粒径が１〜５μｍの微粒アルミナを２０〜７０ｗｔ％と、平均粒径が５〜３０μｍのジルコニア粒子を５〜３０ｗｔ％とを混合して成形体を形成し、該成形体を焼成して、粗粒アルミナを結合するアルミナ質中にジルコニア粒子を微細分散させたことを特徴とする耐熱衝撃性アルミナ・ジルコニア質焼成用治具の製造方法が開示されている。
【０００４】
下記特許文献３には、コランダム−ムライト質基材の表面に、ＣａＯを１０〜３３重量％含有するジルコニアのコーティング層を形成させたことを特徴とする電子部品焼成用治具が開示されている。
【０００５】
下記特許文献４には、アルミナ−シリカ質基材の表面に、ＴｉＯ２を０．５〜２０重量％含有する、アルミナを主成分とするコーティング層を有し、さらにその上にジルコニアを主成分とするコーティング層を有してなることを特徴とする電子部品焼成用治具が開示されている。
【０００６】
下記特許文献５には、アルミナ・シリカ質基材の表面にジルコニアを主体とする溶射層を有する電子部品焼成用治具において、該溶射層がジルコン酸カルシウムとイットリア安定化ジルコニアからなることを特徴とする電子部品焼成用治具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３９４９９５１号公報
【特許文献２】特許第３９４９９５０号公報
【特許文献３】特開平１０−１３９５７２号公報
【特許文献４】特開２０００−１４３３５４号公報
【特許文献５】特開２００３−２２６５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１又は２には、粗粒アルミナを結合するアルミナ質中にジルコニア粒子を分散させ、また、粗粒アルミナと微粒アルミナとを組み合わせて気孔を設けて熱応力を緩和させることにより、耐熱衝撃性を向上させた焼成治具用のアルミナ・ジルコニア質焼結体が示されている。
しかし、このアルミナ・ジルコニア質焼結体は、耐熱衝撃性に優れていても、繰り返しの使用において強度が低下し、破損してしまうことがあり、この点を改善する必要があった。
【０００９】
また、特許文献３〜５には、基材の表面にジルコニアのコーティング層を形成し、焼成する電子部品との反応を抑制した電子部品焼成用治具が示されている。
しかし、基材上にコーティング層を形成した場合、基材とコーティング層との熱膨張率の差により、コーティング層が剥離してしまうおそれがあった。
そこで、本発明の目的は、耐熱衝撃性が優れながらも、繰り返しの使用において強度の低下が小さく、さらに、コート層が剥離、摩耗しにくい電子部品焼成用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一形態の電子部品焼成用治具は、正方晶或いは立方晶ジルコニア結晶相と単斜晶ジルコニア結晶相とを併せ持つアルミナ・ジルコニア質基材の表面に、少なくとも正方晶或いは立方晶であるジルコニアを含むコート層を備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記形態の電子部品焼成用治具は、アルミナ・ジルコニア質基材が、以下（式１）にて定義されるＸ線回折ピーク強度比が０．０２〜０．６０であり、かつ以下（式２）にて定義されるＸ線回折ピーク強度比が０．００３〜０．７５であることが好ましい。
（式1）…Ｉ２立方晶あるいは正方晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度/{Ｉ１αアルミナ相（１１６）ピーク強度＋Ｉ２立方晶あるいは正方晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度＋Ｉ３２θが２８°付近の単斜晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度}
（式2）…Ｉ３２θが２８°付近の単斜晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度/{Ｉ１αアルミナ相（１１６）ピーク強度＋Ｉ２立方晶あるいは正方晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度＋Ｉ３２θが２８°付近の単斜晶ジルコニア（１１１）のピーク強度}
【００１２】
また、上記形態の電子部品焼成用治具は、コート層が、Ｙ（イットリウム）の酸化物をコート層中にＹ２Ｏ３（イットリア）換算で０．１質量％〜２０．０質量％含むことが好ましい。
【００１３】
上記形態の電子部品焼成用治具は、アルミナ・ジルコニア質基材と、コート層との間にアルミナ質からなる中間層を備えることが好ましい。
【００１４】
上記形態の電子部品焼成用治具は、コート層が、スプレーコート又は溶射によって形成されてなることが好ましい。
【００１５】
上記形態の電子部品焼成用治具は、耐熱衝撃性が優れながら、繰り返しの使用において強度の低下が小さいものである。これは、アルミナ・ジルコニア質基材が、正方晶或いは立方晶ジルコニア結晶相が繰り返しの使用による強度の低下を防ぎ、単斜晶ジルコニア結晶相が耐熱衝撃性の向上を図ることができるためであると考察される。
また、基材の表面に少なくとも正方晶或いは立方晶であるジルコニアを含むコート層を備えたことにより、アルミナ・ジルコニア質基材からの剥離を防止することができ、さらには、焼成する際に電子部品との反応を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例における基材５のアルミナ・ジルコニア基材のＸ線回析図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態の電子部品焼成用治具を説明する。なお、本発明の範囲は、この実施形態に限定されるものではない。
【００１８】
本発明の一実施形態の電子部品焼成用治具は、正方晶或いは立方晶ジルコニア結晶相と単斜晶ジルコニア結晶相とを併せ持つアルミナ・ジルコニア質基材の表面に、少なくとも正方晶或いは立方晶であるジルコニアを含むコート層を備えたことを特徴とする。
アルミナ・ジルコニア質基材は、このような結晶構造を併せ持つことにより、耐熱衝撃性が向上しつつ、繰り返しの使用における強度劣化が少なくなる。
結晶構造は、Ｘ線回析、例えば、電子回析法や中性子回析法などで解析することができる。
【００１９】
アルミナ・ジルコニア質基材は、以下（式１）にて定義されるＸ線回折ピーク強度比が０．０２〜０．６０であることが好ましい。０．０２以上の高い値であることにより、優れた耐熱衝撃性を維持しながら繰り返しの使用における強度劣化を抑制することができるようになる。一方、０．６０より大きくなると、ジルコニアの添加量が多量になってしまい、コストの面から好ましくない。このピーク強度比は０．０５〜０．６０がより好ましく、０．０９〜０．６０がさらに好ましい。
（式１）…Ｉ２立方晶あるいは正方晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度/{Ｉ１αアルミナ相（１１６）ピーク強度＋Ｉ２立方晶あるいは正方晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度＋Ｉ３２θが２８°付近の単斜晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度}
【００２０】
なお、本発明において、Ｉ１〜Ｉ3は、ジルコニア結晶相の回折強度を示す。
【００２１】
アルミナ・ジルコニア質基材は、以下（式２）にて定義されるＸ線回折ピーク強度比が０．００３〜０．７５あることが好ましい。０．００３より大きい値であることにより、繰り返し使用における強度劣化を抑制しながら耐熱衝撃性を向上させることができる。一方、０．７５より大きくなるとジルコニアの添加量が多量になってしまい、コストの面から好ましくない。このピーク強度比は０．０１〜０．７５がより好ましく、０．０５〜０．７５がさらに好ましい。
（式２）…Ｉ３2θが２８°付近の単斜晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度/{Ｉ１αアルミナ相（１１６）ピーク強度＋Ｉ２立方晶あるいは正方晶ジルコニア相（１１１）のピーク強度＋Ｉ３２θが２８°付近の単斜晶ジルコニア（１１１）のピーク強度}
【００２２】
アルミナ・ジルコニア質基材は、Ａｌ２Ｏ３が６０質量％〜９８質量％、Ｙ２Ｏ3、Ｙｂ２Ｏ３から選ばれた少なくとも1種類以上の元素が０．０５質量％〜１．９５質量％、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣｅＯ２、ＢａＯの中から選ばれた少なくとも１種以上の元素が０．０５質量％〜１．３質量％、残りがＺｒＯ２で構成されることが好ましい。このような構成にすることにより優れた耐熱衝撃性を有し繰り返しの使用における強度劣化の少ない材質を得ることができる。なお、微量の不純物は含むものである。
Ａｌ２Ｏ３は６０質量％〜９７質量％がより好ましく、７５質量％〜９５質量％がさらに好ましい。
【００２３】
アルミナ・ジルコニア質基材は、気孔率が１０％〜４０％であることが好ましい。この範囲であることにより優れた耐熱衝撃性を付与することが可能になる。気孔率は、１０％〜３５％がより好ましく、１３．５％〜３５％がさらに好ましい。
気孔率は、例えば、アルキメデス法で測定することができる。
【００２４】
アルミナ・ジルコニア質基材は、Ｙ（イットリウム）の酸化物、Ｙｂ（イッテルビウム）の酸化物から選ばれた少なくとも1種類以上と、Ｃａ（カルシウム）の酸化物、Ｍｇ（マグネシウム）の酸化物、Ｓｒ（ストロンチウム）の酸化物、Ｃｅ（セリウム）の酸化物、Ｂａ（バリウム）の酸化物の中から選ばれた少なくとも１種以上とで安定化したジルコニアを用いることが好ましい。Ｙ（イットリウム）の酸化物としては、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ（イッテルビウム）の酸化物としてはＹｂ２Ｏ３、Ｃａ（カルシウム）の酸化物としてはＣａＯ、Ｍｇ（マグネシウム）の酸化物としてはＭｇＯ、Ｓｒ（ストロンチウム）の酸化物としてはＳｒＯ、Ｃｅ（セリウム）の酸化物としてはＣｅＯ２、Ｂａ（バリウム）の酸化物としてはＢａＯなどを挙げることができる。
これらで安定化したジルコニアを選択することにより、優れた耐熱衝撃性を有し、繰り返しの使用における強度劣化の少ない材質を得ることができる。特に、Ｙ２Ｏ３と、ＣａＯ又はＭｇＯとで安定化したジルコニアを選択するのが好ましい。
Ｙ（イットリウム）の酸化物、Ｙｂ（イッテルビウム）の酸化物から選ばれた少なくとも1種類以上の酸化物で安定化されたジルコニアの配合量は本基材中に０．５質量％〜２０質量％がより好ましく、１質量％〜１０質量％がさらに好ましい。Ｃａ（カルシウム）の酸化物、Ｍｇ（マグネシウム）の酸化物、Ｓｒ（ストロンチウム）の酸化物、Ｃｅ（セリウム）の酸化物、Ｂａ（バリウム）の酸化物、例えばＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣｅＯ２、ＢａＯの中から選ばれた少なくとも１種以上の元素で安定化されたジルコニアの配合量は本基材中に０．０５質量％〜２５質量％がより好ましく、０．１質量％〜２０質量％がさらに好ましい。
【００２５】
アルミナ・ジルコニア質基材は、特に限定するものではないが、厚さを１．０ｍｍ〜３０．０ｍｍ、特に１．５ｍｍ〜１０．０ｍｍにすることができる。
【００２６】
コート層は、正方晶或いは立方晶であるジルコニアを少なくとも含むものであり、Ｙ（イットリウム）の酸化物を含ませることによりジルコニアを正方晶或いは立方晶に形成することができる。
コート層中のジルコニアは、特に限定するものではないが、安定化、部分安定化、未安定化、複合酸化物、のいずれかを用いることができ、Ｙ（イットリウム）の酸化物のほか、Ｃａ（カルシウム）の酸化物、Ｍｇ（マグネシウム）の酸化物、Ｓｒ（ストロンチウム）の酸化物、Ｃｅ（セリウム）の酸化物、Ｂａ（バリウム）の酸化物、例えばＹ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣｅＯ２、ＢａＯなどの安定化剤を含む安定化ジルコニアやジルコニア複合酸化物を用いることができる。具体的には、イットリア安定化ジルコニア、カルシア安定化ジルコニア、未安定ジルコニア、ジルコン酸カルシウムなどを用いることができ、特に、イットリア安定化ジルコニアを用いることが好ましい。
コート層は、正方晶或いは立方晶ジルコニア結晶相、又は、正方晶或いは立方晶ジルコニア結晶相と単斜晶ジルコニア結晶相とを併せ持つことが好ましい。
結晶構造は、Ｘ線回析、例えば、電子回析法や中性子回析法などで解析することができる。
【００２７】
ジルコニアは、コート層中に７０質量％〜９７質量％含むことが好ましい。より好ましくは７５質量％〜９５質量％、さらに好ましくは７８質量％〜９５質量％である。
Ｙ（イットリウム）の酸化物は、コート層中にＹ２Ｏ３（イットリア）換算で０．１質量％〜２０．０質量％含むことが好ましい。より好ましくは０．１質量％〜１８．０質量％、さらに好ましくは０．１質量％〜１６．５質量％である。この範囲であることにより、コート層がアルミナ・ジルコニア質基材から剥離しにくくなる。
【００２８】
コート層中には、他の成分としてＢａ、Ｔｉ、Ｃａ などの酸化物あるいは複合酸化物を含有することができる。
コート層は、特に限定するものではないが、厚さを３０μｍ〜８００μｍ、特に５０μｍ〜５００μｍにすることができる。
【００２９】
アルミナ・ジルコニア質基材と、コート層との間にアルミナ質からなる中間層を備えることができる。中間層を備えることにより、基材とコート層との熱膨張率の差を吸収し、剥離を防止することができる。
中間層は、アルミナ質から形成することができ、アルミナ質は、Ａｌ２Ｏ３を８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、さらに好ましくは１００質量％含むことができる。他の成分としてＣａＯ、ＭｇＯなどを含有することができる。
中間層は、特に限定するものではないが、厚さを２０μｍ〜５００μｍ、特に３０μｍ〜３００μｍにすることができる。
【００３０】
コート層又は中間層の形成については、特に限定するものではないが、スプレーコート又は溶射により形成することができる。
【００３１】
本形態の電子部品焼成用治具は、例えば、以下の製造方法で製造することができる。以下、シート状の電子部品焼成用治具を製造する方法を示すが、これに限定されるものではない。
基材は、例えば、アルミナ粒子とジルコニア粒子とを混合して形成することができる。
アルミナは、平均粒径３０μｍ〜３００μｍの粗粒アルミナ３０質量％〜９０質量％と、平均粒径０．１μｍ〜５μｍの微粒アルミナ５質量％〜６０質量％とを配合したものを用いることができる。このように粗粒アルミナと微粒アルミナとを用いることにより、気孔率を調整することができ、耐熱衝撃性が向上する。
粗粒アルミナは、平均粒径４０μｍ〜２５０μｍがより好ましく、平均粒径５０μｍ〜２００μｍがさらに好ましい。また、３５質量％〜８５質量％がより好ましく、４０質量％〜８０質量％がさらに好ましい。
微粒アルミナは、平均粒径０．５μｍ〜４μｍが特に好ましく、平均粒径１μｍ〜３μｍがさらに好ましい。また、７質量％〜５５質量％がより好ましく、１０質量％〜５０質量％がさらに好ましい。
【００３２】
ジルコニアは、平均粒径０．１μｍ〜１００μｍのジルコニア３質量％〜４０質量％を用いることができる。このジルコニアは、未安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、安定化ジルコニアの何れを用いてもよいが、Ｙ（イットリウム）の酸化物、Ｙｂ（イッテルビウム）の酸化物、Ｃａ（カルシウム）の酸化物、Ｍｇ（マグネシウム）の酸化物、Ｓｒ（ストロンチウム）の酸化物、Ｃｅ（セリウム）の酸化物、Ｂａ（バリウム）の酸化物、例えばＹ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣｅＯ２、ＢａＯの中から選ばれた少なくとも１種以上で安定化したジルコニアが好ましく、Ｙ（イットリウム）の酸化物、Ｙｂ（イッテルビウム）の酸化物、例えばＹ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３から選ばれた少なくとも1種類以上と、Ｃａ（カルシウム）の酸化物、Ｍｇ（マグネシウム）の酸化物、Ｓｒ（ストロンチウム）の酸化物、Ｃｅ（セリウム）の酸化物、Ｂａ（バリウム）の酸化物、例えばＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣｅＯ２、ＢａＯの中から選ばれた少なくとも１種以上とで安定化したジルコニアがより好ましい。
ジルコニアは、平均粒径０．５μｍ〜５０μｍが好ましく、平均粒径１μｍ〜３０μｍがより好ましい。また、４質量％〜３０質量％がより好ましく、５質量％〜２５質量％がさらに好ましい。
【００３３】
また、添加元素として、Ｙ（イットリウム）の酸化物、Ｙｂ（イッテルビウム）の酸化物、Ｃａ（カルシウム）の酸化物、Ｍｇ（マグネシウム）の酸化物、Ｓｒ（ストロンチウム）の酸化物、Ｃｅ（セリウム）の酸化物、Ｂａ（バリウム）の酸化物、例えばＹ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣｅＯ２、ＢａＯの中から選ばれた少なくとも１種以上を、ジルコニアに対して５．０質量％〜１０．５質量％を配合してもよい。この添加元素は、５．３質量％〜１０質量％配合するのがより好ましく、５．５質量％〜１０質量％配合するのがさらに好ましい。
【００３４】
メトローズ、デキストリン、メチルセルロース、グリセリン、ポリビニルアルコール等のバインダーを、アルミナ及びジルコニアに対して３質量％〜１５質量％配合し、さらに、適量の水を加え、高速ミキサーなどを用いて撹拌混合する。
【００３５】
次に、撹拌混合した原料を、油圧成形機などを用いて成形、乾燥させ、１４００℃〜１８５０℃で０．５時間〜２４時間焼成し、基材を製造することができる。
焼成は、１５００℃〜１８００℃がより好ましく、１５５０℃〜１８００℃がさらに好ましい。また、１時間〜２０時間がより好ましく、２時間〜１５時間がさらに好ましい。
【００３６】
コート層は、基材表面にＹ（イットリウム）の酸化物を含むジルコニアをスプレーコート又は溶射などすることにより形成することができる。
このコート層の形成に用いるＹ（イットリウム）の酸化物を含むジルコニアは、イットリア安定化ジルコニアの他、カルシア安定化ジルコニア、未安定ジルコニア、ジルコン酸カルシウムなどを用いることができ、コート層中にＹ（イットリウム）の酸化物がＹ２Ｏ３（イットリア）換算で０．１質量％〜２０．０質量％含まれていればよい。例えば、平均粒径１μｍ〜２００μｍのイットリア安定化ジルコニア１質量％〜１００質量％を用いることができる。
イットリア安定化ジルコニアを用いる場合は、粗粒イットリア安定化ジルコニア又は微粒イットリア安定化ジルコニア或いはこれらの混合物を用いることが好ましい。
前記粗粒イットリア安定化ジルコニアは、平均粒径１０μｍ〜２００μｍが好ましく、平均粒径１５μｍ〜２００μｍがより好ましく、平均粒径２０μｍ〜２００μｍがさらに好ましい。また、５０質量％〜１００質量％の配合割合が好ましく、６０質量％〜１００質量％がより好ましい。
前記微粒イットリア安定化ジルコニアは、平均粒径１μｍ〜１０μｍが好ましく、平均粒径１μｍ〜８μｍがより好ましく、平均粒径１μｍ〜５μｍがさらに好ましい。また、０質量％〜５０質量％の配合割合が好ましく、０質量％〜４０質量％がより好ましい。
コート層は、Ｙ（イットリウム）の酸化物を含むジルコニアなどの原料に、水やバインダーとしてのポリビニルアルコールなどを加え、ボールミルなどで撹拌混合し、上記基材表面にスプレーコート又は溶射などにより形成することができる。
【００３７】
コート層を形成する前に、基材表面に中間層を形成してもよい。
中間層は、平均粒径１μｍ〜２００μｍのアルミナ８０質量％〜１００質量％を用いることができる。アルミナの他ＣａＯ、ＭｇＯなどを含ませることができる。
このアルミナは、平均粒径１μｍ〜１８０μｍが好ましく、平均粒径１μｍ〜１５０μｍがより好ましい。また、９０質量％〜１００質量％がより好ましく、９５質量％〜１００質量％がさらに好ましい。
中間層は、基材表面にスプレーコート又は溶射などにより形成することができる。
なお、上記アルミナ、ジルコニアなどの平均粒径は、例えば、レーザー回析法により測定することができる。
【００３８】
このように製造した電子部品焼成用治具は、様々な分野に用いることができるが、特に、誘電体、積層コンデンサ、サーミスタ、バリスタ、チップインダクター等の電子部品を焼成する、匣鉢、棚板、セッターなどの焼成用治具に適したものである。
【００３９】
本形態の電子部品焼成用治具は、アルミナ・ジルコニア質基材が耐熱衝撃性に優れ、繰り返しの使用により強度が低下しにくいものである。
本形態の電子部品焼成用治具は、アルミナ・ジルコニア質基材の表面にＹ（イットリウム）の酸化物を含むジルコニアをコートしたコート層を形成することにより、繰り返しの使用により剥離しにくくなるものである。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の一実施例の電子部品焼成用治具を説明する。なお、本発明の範囲は、この実施例に限定されるものではない。
【００４１】
（実施例、比較例の作製）
実施例１〜１２及び比較例１〜１６の電子部品焼成用治具を作製した。
【００４２】
（アルミナ・ジルコニア質基材の作製）
アルミナ・ジルコニア質基材として、下記表１に示す、基材１〜１４を作製した。
各アルミナ・ジルコニア質基材は、原料として粗粒アルミナ、微粒アルミナ、ジルコニアを用いた。これらの平均粒径、配合割合などは、下記表１の配合組成に示すとおりである。なお、平均粒径はレーザー回析法により測定した。
また、これにＹ２Ｏ３、ＣａＯなどの添加元素を下記表１に示す割合で配合した。
これらの原料に、バインダーとしてポリビニルアルコール及び水を加えて高速ミキサーで撹拌混合した。
次に、油圧成形機を用いて５００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で成形、乾燥し、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの成形体を形成した。この成形体を１７００℃で８時間焼成し、各アルミナ・ジルコニア質基材１〜１４を得た。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
（アルミナ・ムライト質基材の作製）
平均粒径２００μｍのアルミナ粒子５０質量％、平均粒径３μｍのアルミナ粒子３０質量％、平均粒子１００μｍのムライト粒子２０質量％を原料として用いた。
これらの原料に、バインダーとしてポリビニルアルコール及び水を加えて高速ミキサーで撹拌混合した。
次に、この配合物を、油圧成形機を用いて５００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で成形、乾燥し、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの成形体を形成した。この成形体を１７００℃で８時間焼成し、アルミナ・ムライト質基材を得た。
【００４５】
（アルミナ・ジルコニア質基材の測定）
アルミナ・ジルコニア質基材１〜１４の物性値を測定した。
【００４６】
（気孔率）
各アルミナ・ジルコニア質基材の気孔率は、アルキメデス法で測定した。その結果を上記表１に示す
【００４７】
（ピーク強度）
各アルミナ・ジルコニア質基材のピーク強度を測定するためＸ線回折を行った。このときのＸ線回折の測定はXD-D1（島津製作所社製）で行い、測定条件は、Ｘ線源にＣｕＫα（λ＝１．５４１Å）を用い、電圧；４０ｋＶ，電流；３０ｍＡで、スキャンスピード４
°／ｍｉｎ、サンプリング幅０．０２°、発散スリット１°、発散縦スリット１０ｍｍ、受光スリット０．３ｍｍとした。参考に基材５のＸ線回折図を図１に示す。
これらＸ線回析図から算出した各ピーク強度及びピーク強度比を上記表１に示す。
【００４８】
（アルミナ・ジルコニア質基材の試験）
アルミナ・ジルコニア質基材１〜１４を用いて、耐熱衝撃性試験及び曲げ強度試験を行った。
【００４９】
（耐熱衝撃性試験）
耐熱衝撃試験は、各アルミナ・ジルコニア質基材を、９０ｍｍ□×厚み２．５ｍｍに加工したものを４枚作成し、これらをセラミックス台板上に、長さ１０ｍｍ×幅５ｍｍ×高さ５ｍｍの支柱を４点に配置しながら４段積みにした。次に、電気炉を所定の温度に昇温して３０分保持した後、上記試験体を炉内に投入した。その温度で３０分保持後、試験体を炉外に取り出し放冷し、試験体に割れがないか目視にて確認した。以上の操作を、３００℃より１０℃ずつ温度を昇温させて行い、割れの生じない温度の上限を、耐熱衝撃性ΔＴとした。その結果を上記表１に示す。
【００５０】
（曲げ強度試験）
曲げ強度試験は、ＪＩＳＲ１６０１に基づき、３点曲げ試験によって行った。また、この試験片を、６００℃から昇温速度２００℃／ｈｒで１４００℃に加熱し、１４００℃で３時間キープし、６００℃まで降温速度２００℃／ｈｒで冷却する条件下にて８０サイクル行った後、同様に曲げ強度を測定した。それら値から８０サイクル後の強度劣化率を算出した。その結果を上記表１に示す。なお、サイクル１回目の６００℃までの昇温速度は２００℃／ｈｒとし、サイクル終了後の６００℃から室温までの冷却速度は自然冷却とした。
【００５１】
（アルミナ・ジルコニア質基材試験の結果）
耐熱衝撃性試験において、ΔＴが５００℃以上、かつ、曲げ強度試験において８０サイクル後の強度劣化率が３５％以下を優良なものとした。
基材１〜１２は、いずれも、耐熱衝撃性ΔＴが５００℃以上、かつ、８０サイクル後の強度劣化率が３５％以下であり、耐熱衝撃性に優れ、繰り返しの使用における強度低下が小さいものであった。ここで、（式１）にて定義されるＸ線回折ピーク強度比が０．０２〜０．６０の範囲内にある基材は、８０サイクル後の強度劣化率が最大でも３５％であり、熱サイクル後の強度に特に優れていた。またさらに、これらは（式２）にて定義されるＸ線回折ピーク強度比が０．００３〜０．７５である。
これら基材については、ΔＴにおいて何れも５００℃以上であり、耐熱衝撃性に特に優れた特性を具備していることが分かった。
基材１３は、（式１）にて定義されるＸ線回折ピーク強度比が０．０００であり、熱サイクル後の強度が劣るものであった。
基材１４は、（式２）にて定義されるＸ線回折ピーク強度比が０．０００であり、耐熱衝撃性が劣るものであった。
【００５２】
（電子部品焼成用治具の作製）
実施例１〜１２及び比較例１〜１６の電子部品焼成用治具を以下のように作製した。
アルミナ・ジルコニア質基材１〜１４のいずれか又はアルミナ・ムライト質基材に、コート層あるいはコート層と中間層を形成した。これらはスプレーコート又は溶射で形成した。スプレーコートの場合、中間層の厚さは１５０μｍで形成し、コート層の厚さは２５０μｍで形成した。その後、大気雰囲気中１５００℃で６時間、焼成を実施した。溶射の場合、中間層の厚さは１００μｍで形成し、コート層の厚さは１５０μｍで形成した。
【００５３】
（コート層）
コート層は、実施例１では、コート液として、平均粒径５０μｍのイットリア安定化ジルコニア７０質量％、平均粒径５μｍのイットリア安定化ジルコニア３０質量％に対して、水とバインダーとしてポリビニルアルコールを加え、ボールミルで３時間混合したものを用いた。
実施例２〜６、比較例１，３〜８，１５では、コート液として、平均粒径５０μｍのイットリア安定化ジルコニア７０質量％、平均粒径５μｍのイットリア安定化ジルコニア３０質量％に対して、カルシア安定化ジルコニア、未安定ジルコニア、ジルコン酸カルシウム（いずれも平均粒径５０μｍ）のいずれか少なくとも一つを配合して表２に示す配合割合になるように調合し、さらに、水とバインダーとしてポリビニルアルコールを加え、ボールミルで３時間混合したものを用いた。
実施例７〜１２、比較例２，９〜１４，１６では、溶射原料として、イットリア安定化ジルコニア、カルシア安定化ジルコニア、未安定ジルコニア、ジルコン酸カルシウム（いずれも平均粒径５０μｍ）のいずれか少なくとも一つを配合して表２に示す配合割合になるように調合し、ボールミルで３時間乾式混合したものを用いた。
なお、平均粒径はレーザー回析法により測定した。
【００５４】
（中間層）
中間層は、コート液原料として平均粒径５０μｍのアルミナ７０質量％、平均粒径５μｍのアルミナ３０質量％に対して、水とバインダーとしてポリビニルアルコールを加え、ボールミルで３時間混合したもの、もしくは溶射原料として平均粒径５０μｍのアルミナ７０質量％、平均粒径５μｍのアルミナ３０質量％をボールミルで３時間乾式混合したものを用いた。なお、平均粒径はレーザー回析法により測定した。
【００５５】
【表２】
2017024916.tif 000003
【００５６】
（電子部品焼成用治具の測定）
実施例１〜１２及び比較例１〜１６の各電子部品焼成用治具のコート層の結晶構造を分析した。その結果を表２に示す。なお、結晶構造の分析は上記Ｘ線回析により行った。
【００５７】
（電子部品焼成用治具の試験）
実施例１〜１２及び比較例１〜１６の各電子部品焼成用治具を用いて、耐剥離試験及び耐摩耗試験を行った。
【００５８】
（耐剥離試験）
耐剥離試験は、まず、各電子部品焼成用治具の重量を測定した。
次に、各電子部品焼成用治具の表面に、ＪＩＳＺ１５１２（１９９５）に規定された布ガムテープを、空気を巻き込ませないように一端部から他端部に向かい表面全体に貼付した後、貼付方向とは直交する方向に布ガムテープを剥離し、剥離後の各電子部品焼成用治具の重量を測定した。試験前の重量と試験後の重量とから以下の式で重量減少率を算出した。この結果を上記表２に示す。
重量減少率  ＝［（試験前重量−試験後重量）／試験前重量  ］×１００
【００５９】
（耐摩耗性試験）
耐摩耗性試験は、まず、１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍに切断した各電子部品焼成用治具の重量を測定した。
次に、＃１００の研磨紙の上に各電子部品焼成用治具を載せ、さらにその上に３００ｇの重しを載せた。
そして、セッターを、研磨紙上を１０ｃｍ／秒の速度で往復させ合計１０００ｃｍ移動させた後、各電子部品焼成用治具の重量を測定した。試験前の重量と試験後の重量とから以下の式で重量減少率を算出した。この結果を上記表２に示す。
重量減少率＝［（試験前重量−試験後重量）／試験前重量  ］×１００
【００６０】
（電子部品焼成用治具試験の結果）
耐剥離性試験において、重量減少率が、０．２％未満を「○」、０．２％以上０．５％未満を「△」、０．５％以上を「×」と評価した。
耐摩耗性試験において、重量減少率が、０．２％未満を「○」、０．２％以上０．５％未満を「△」、０．５％以上を「×」と評価した。
【００６１】
実施例はいずれも、耐剥離性試験は「△」以上の評価であり、また、耐摩耗性試験は「○」の評価であり、良好な結果であった。実施例６，１２は耐剥離性試験の結果が「△」とやや劣るが、コート層中のイットリアの含有量が少ないためであると考察される。
比較例はいずれも、耐剥離性試験は「×」の評価であった。また、耐摩耗性試験は「△」や「×」の評価が散見されるものであった。
この結果の原因は、比較例１、２は、コート層中にイットリアが含まれておらず、正方晶もしくは立方晶のジルコニア結晶相を含まないためであると考察される。比較例３〜１４は、基材がアルミナ・ムライト質からなるためであると考察される。
特に、比較例８、１４は、両試験の評価が「×」と悪く、アルミナ・ムライト質基材でコート層中にＹ（イットリウム）の酸化物を含まず、正方晶もしくは立方晶のジルコニア結晶相を含まないものであった。
比較例１５は、熱サイクル後のハンドリングで破損してしまったため評価できなかった。
比較例１６は、熱サイクル後に微亀裂が認められたため評価を行わなかった。
【００６２】
これら結果から、正方晶或いは立方晶ジルコニア結晶相と単斜晶ジルコニア結晶相とを併せ持つアルミナ・ジルコニア質基材の表面に、少なくとも正方晶或いは立方晶であるジルコニアを含むコート層を備えた電子部品焼成用治具は、基材が耐熱衝撃性に優れるとともに、繰り返しの使用において強度の低下が小さく、コート層が剥離や摩耗がしにくいものである。
【図１】
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