JP7603751B2 - Firing setter - Google Patents
Firing setter Download PDFInfo
- Publication number
- JP7603751B2 JP7603751B2 JP2023109562A JP2023109562A JP7603751B2 JP 7603751 B2 JP7603751 B2 JP 7603751B2 JP 2023109562 A JP2023109562 A JP 2023109562A JP 2023109562 A JP2023109562 A JP 2023109562A JP 7603751 B2 JP7603751 B2 JP 7603751B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating
- coating layer
- layer
- substrate
- setter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/87—Ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/12—Travelling or movable supports or containers for the charge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
- C04B2235/9623—Ceramic setters properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
本明細書は、焼成用セッターに関する技術を開示する。特に、基材表面に被膜層を有する焼成用セッターに関する技術を開示する。 This specification discloses technology related to a firing setter. In particular, it discloses technology related to a firing setter having a coating layer on the substrate surface.
特許文献1に、基材表面に被膜層が設けられた焼成用セッターが開示されている。被膜層は、被焼成物と基材が反応することを抑制するために設けられる。特許文献1では、被焼成物と基材の反応を確実に抑制するため、基材表面に材質の異なる2層以上の被膜層を設けている。特許文献1では、2層以上のスプレーコーティング層、あるいは、スプレーコーティング層の表面に溶射層を設け、被膜層を形成している。また、特許文献1では、基材表面に50~1000μmの被膜層を設けている。
特許文献1のように、基材表面に50~1000μmの被膜層を設けることにより、被焼成物と基材の反応を十分に抑制することができる。しかしながら、基材表面に50μm以上の厚い被膜層を設けると、焼成用セッターの熱容量が増大し、焼成用セッターの温度追従性が低下する。また、スプレー,溶射により50μm以上の厚い被膜層を形成しているので、被膜層の原料歩留まりがよくない(高コストである)。被膜層の厚みを薄くすれば上記課題は解決するが、その場合、被膜むらが生じることがあり、被焼成物と基材の反応を確実に抑制することができなくなることがある。すなわち、従来は、被膜層としての機能を発揮するため、熱容量が増大するにも関わらず被膜層を厚くすることを許容していた。本明細書は、被膜層の厚みが薄く、温度追従性が良好な焼成用セッターを実現する技術を提供する。
As in
本明細書で開示する焼成用セッターは、セラミックス質の基材と、基材表面を被覆しており、被膜厚みが1μm以上20μm以下であり、表面粗さRaが1μm以下である被膜層とを備えていてよい。 The firing setter disclosed in this specification may include a ceramic substrate and a coating layer covering the substrate surface, the coating layer having a thickness of 1 μm or more and 20 μm or less and a surface roughness Ra of 1 μm or less.
本明細書では、セラミックス質の基材と、基材表面を被覆しているとともに被膜厚みが1μm以上20μm以下である被膜層とを有する焼成用セッターの製造方法も開示する。その製造方法は、基材の表面に被膜層形成用ペーストを印刷し、基材表面に被膜層形成用塗膜が設けられた成形体を作製する工程を有していてよい。 This specification also discloses a method for manufacturing a firing setter having a ceramic substrate and a coating layer that covers the substrate surface and has a coating thickness of 1 μm to 20 μm. The manufacturing method may include a step of printing a coating layer forming paste on the substrate surface and producing a molded body having a coating layer forming film on the substrate surface.
本明細書で開示する焼成用セッターは、基材と、基材表面を被覆している被膜層を備えている。本明細書で開示する焼成用セッターは、特に限定されないが、セラミックス製の電子部品(セラミックコンデンサ等)の製造工程(焼成工程)で好適に用いられる。焼成用セッターの形状として、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形が挙げられる。基材は、板状であり、セラミックス質である。基材の材料として、例えば、SiC質、アルミナ質、ムライト質が挙げられる。特に、SiC質は、熱伝導率が良好であり、被膜層表面(被焼成物の載置面)の面内温度が均一になりやすい。なお、SiC質の一例として、Si-SiC質が挙げられる。「Si-SiC質」とは、SiC粒子を主体とし、SiC粒子間に金属Siが含まれる材料のことを意味する。基材の厚みは、例えば、0.1~5mmであってよい。焼成用セッターにおける基材とは、被膜層によって被覆されている部分のことであり、焼成用セッターの断面を観察したときに、焼成用セッターを構成している部分(基材、被膜層)のなかで最も厚みが厚い部分のことを意味する。 The firing setter disclosed in this specification includes a substrate and a coating layer covering the substrate surface. The firing setter disclosed in this specification is preferably used in the manufacturing process (firing process) of ceramic electronic components (ceramic capacitors, etc.), although not particularly limited thereto. Examples of the shape of the firing setter include polygons such as triangles, squares, pentagons, and hexagons. The substrate is plate-shaped and made of ceramics. Examples of the substrate material include SiC, alumina, and mullite. In particular, SiC has good thermal conductivity, and the in-plane temperature of the coating layer surface (the surface on which the fired object is placed) tends to be uniform. An example of SiC is Si-SiC. "Si-SiC" means a material mainly composed of SiC particles, with metal Si being contained between the SiC particles. The thickness of the substrate may be, for example, 0.1 to 5 mm. The substrate of a firing setter refers to the part that is covered by the coating layer, and refers to the thickest part of the parts (substrate, coating layer) that make up the firing setter when the cross section of the firing setter is observed.
上記したように、被膜層は、基材の表面に設けられ、基材表面を被覆する。被膜層は、被膜厚み(基材表面の厚み)が1μm以上20μm以下であってよい。また、被膜層は、単層であってもよいし、複数の層が積層された多層構造であってもよい。被膜層が多層構造の場合、各層の材料を変化させ、例えば、熱膨張率差に起因する被膜層の劣化を抑制することができる。また、被膜層が多層構造の場合、複数の層の合計の厚みが上記した1μm以上20μm以下であってよい。被膜層の合計厚みが1μm以上であれば、基材と被焼成物が接触することを抑制することができ、基材と被焼成物が反応することを防止することができる。また、被膜層の合計厚みが20μm以下であれば、被膜層の熱容量が低減し、被膜層の表層温度(被焼成物が接する部分の温度)が基材温度からずれることを抑制することができる。換言すると、被膜層の合計厚みが20μm以下であれば、温度追従性の良好な焼成用セッターを実現することができる。また、被膜厚みが1μm以上20μm以下であれば、高い熱伝導率を有するSiC質基材を用いた場合、SiCと比較して熱伝導率が低い酸化物の被膜層による熱伝導性の低下の影響を良好に抑制することが可能である。 As described above, the coating layer is provided on the surface of the substrate and covers the substrate surface. The coating layer may have a coating thickness (thickness of the substrate surface) of 1 μm or more and 20 μm or less. The coating layer may be a single layer or a multilayer structure in which multiple layers are laminated. When the coating layer has a multilayer structure, the material of each layer can be changed to suppress deterioration of the coating layer due to, for example, a difference in thermal expansion coefficient. When the coating layer has a multilayer structure, the total thickness of the multiple layers may be 1 μm or more and 20 μm or less as described above. If the total thickness of the coating layer is 1 μm or more, it is possible to suppress contact between the substrate and the object to be baked, and it is possible to prevent the substrate and the object to be baked from reacting. If the total thickness of the coating layer is 20 μm or less, the heat capacity of the coating layer is reduced, and it is possible to suppress the deviation of the surface temperature of the coating layer (the temperature of the part in contact with the object to be baked) from the substrate temperature. In other words, if the total thickness of the coating layer is 20 μm or less, a firing setter with good temperature tracking properties can be realized. Also, if the coating thickness is 1 μm or more and 20 μm or less, when a SiC-based substrate with high thermal conductivity is used, it is possible to effectively suppress the effect of reduced thermal conductivity due to the oxide coating layer, which has a lower thermal conductivity than SiC.
被膜層の厚み(合計厚み)は、走査型顕微鏡(SEM)を用いて焼成用セッターの断面(表面近傍の断面)のSEM画像を取得し、その断面SEM画像における被膜層の膜厚を5箇所測定し、測定値の平均を算出することによって得ることができる。なお、被膜層の合計厚みは、2μm以上であってもよく、4μm以上であってもよく、6μm以上であってもよく、8μm以上であってもよく、10μm以上であってもよく、12μm以上であってもよい。また、被膜層の合計厚みは、18μm以下であってもよく、16μm以下であってもよく、14μm以下であってもよく、12μm以下であってもよく、10μm以下であってもよい。 The thickness (total thickness) of the coating layer can be obtained by taking an SEM image of the cross section (cross section near the surface) of the firing setter using a scanning electron microscope (SEM), measuring the film thickness of the coating layer at five points in the cross-sectional SEM image, and calculating the average of the measured values. The total thickness of the coating layer may be 2 μm or more, 4 μm or more, 6 μm or more, 8 μm or more, 10 μm or more, or 12 μm or more. The total thickness of the coating layer may be 18 μm or less, 16 μm or less, 14 μm or less, 12 μm or less, or 10 μm or less.
被膜層は、表面粗さRaが1μm以下であってよい。表面粗さRaが1μm以下であれば、被膜層の厚みが薄くても、基材表面の被膜むらを抑制することができる。このような薄膜で表面粗さが小さい被膜層は、例えば、スクリーン印刷等の印刷技術を用いて作製することができる。具体的には、被膜層は、被膜層を形成するための原料粒子を有機溶媒と混合して被膜層形成用ペーストを作製し、被膜層形成用ペーストを基材表面に印刷して成形体(中間成形体)を作製した後、成形体を焼成することによって作製することができる。印刷技術を用いて被膜層を作製する場合、原料サイズ(粒径)の自由度が高くなる。そのため、印刷法では、スプレー,溶射等では使用が困難な微粒の原料を用いることができる。微粒の原料を用いて被膜層を形成することにより、薄膜で、表面粗さの小さい被膜層を形成することができる。被膜層の表面粗さRaは、0.5μm以下であってもよく、0.2μm以下であってもよい。また、表面粗さRaの下限値は、特に限定されないが、0.05μm以上であってよい。なお、被膜層の表面粗さRaは、触針式による接触法によって測定することができる。 The coating layer may have a surface roughness Ra of 1 μm or less. If the surface roughness Ra is 1 μm or less, even if the coating layer is thin, the coating unevenness on the substrate surface can be suppressed. Such a thin coating layer with small surface roughness can be produced using a printing technique such as screen printing. Specifically, the coating layer can be produced by mixing raw material particles for forming the coating layer with an organic solvent to produce a coating layer forming paste, printing the coating layer forming paste on the substrate surface to produce a molded body (intermediate molded body), and then firing the molded body. When the coating layer is produced using a printing technique, the degree of freedom in the raw material size (particle size) is high. Therefore, in the printing method, fine raw materials that are difficult to use in spraying, thermal spraying, etc. can be used. By forming the coating layer using fine raw materials, a thin coating layer with small surface roughness can be formed. The surface roughness Ra of the coating layer may be 0.5 μm or less, or may be 0.2 μm or less. The lower limit of the surface roughness Ra is not particularly limited, but may be 0.05 μm or more. The surface roughness Ra of the coating layer can be measured by a stylus contact method.
被膜層は、厚みばらつき(多層構造の場合、合計厚みのばらつき)が、被膜厚みの40%以下であるとともに被膜厚みの±3μmであってよい。例えば、被膜層の被膜厚みが1μmの場合、実質的に「被膜厚みの40%以下」という条件が適用され、被膜層の厚みは1±0.4μmであってよい。また、被膜層の被膜厚みが20μmの場合、実質的に「被膜厚みの±3μm」という条件が適用され、被膜層の厚みは20±3μmであってよい。なお、被膜層の厚みばらつきは、被膜層をランダムに10箇所選択して断面(表面近傍の断面)のSEM画像を取得し、各画像について最大被膜厚み及び最小被膜厚みを測定し、各画像において被膜厚みに対する最大被膜厚み及び最小被膜厚みの比率を算出することにより得ることができる。 The coating layer may have a thickness variation (in the case of a multi-layer structure, the variation in the total thickness) of 40% or less of the coating thickness and ±3 μm of the coating thickness. For example, when the coating layer has a thickness of 1 μm, the condition of "40% or less of the coating thickness" is substantially applied, and the coating layer may have a thickness of 1 ±0.4 μm. When the coating layer has a thickness of 20 μm, the condition of "±3 μm of the coating thickness" is substantially applied, and the coating layer may have a thickness of 20 ±3 μm. The thickness variation of the coating layer can be obtained by randomly selecting 10 locations on the coating layer, obtaining SEM images of the cross sections (cross sections near the surface), measuring the maximum and minimum coating thicknesses for each image, and calculating the ratio of the maximum and minimum coating thicknesses to the coating thickness for each image.
被膜層は、基材表面全体を隙間なく被覆していてもよいし、基材表面の一部を露出させた状態で基材表面を被覆していてもよい。具体的には、被膜層が、基材表面を被覆している複数の被膜片を含み、各被膜片の間に隙間が設けられていてよい。各被膜片間の隙間は、5μm以上50μm以下であってよい。被膜片間の隙間が5μm以上であれば、被膜層(被膜片)と基材の熱膨張率差に起因する力が被膜層に加わることを抑制することができる。その結果、被膜層の損傷が抑制され、被膜層の耐久性が向上する。被膜片間の隙間が50μm以下であれば、被焼成物と基材が接触することが防止され、被焼成物と基材が反応することが抑制される。各被膜片間の隙間は、10μm以上であってよく、15μm以上であってよく、20μm以上であってよく、25μm以上であってよく、30μm以上であってよく、35μm以上であってよく、40μm以上であってもよい。また、各被膜片間の隙間は、45μm以下であってよく、40μm以下であってよく、35μm以下であってよく、30μm以下であってよく、25μm以下であってよく、20μm以下であってよく、15μm以下であってもよい。なお、被膜片間の隙間は、SEM観察用試料(表面近傍の断面を観察するための試料)を250μm×200μmの範囲から複数個所選択して断面(表面近傍の断面)のSEM画像を取得し、得られた画像から10箇所の隙間を選択して測定し、測定値の平均を算出することによって得ることができる。 The coating layer may cover the entire substrate surface without gaps, or may cover the substrate surface with a portion of the substrate surface exposed. Specifically, the coating layer may include a plurality of coating pieces covering the substrate surface, and a gap may be provided between each coating piece. The gap between each coating piece may be 5 μm or more and 50 μm or less. If the gap between the coating pieces is 5 μm or more, the force caused by the difference in thermal expansion coefficient between the coating layer (coating piece) and the substrate can be suppressed from being applied to the coating layer. As a result, damage to the coating layer is suppressed, and the durability of the coating layer is improved. If the gap between the coating pieces is 50 μm or less, the sintered object and the substrate are prevented from coming into contact with each other, and the sintered object and the substrate are suppressed from reacting with each other. The gap between each coating piece may be 10 μm or more, 15 μm or more, 20 μm or more, 25 μm or more, 30 μm or more, 35 μm or more, or 40 μm or more. The gap between each coating piece may be 45 μm or less, 40 μm or less, 35 μm or less, 30 μm or less, 25 μm or less, 20 μm or less, or 15 μm or less. The gap between the coating pieces can be obtained by selecting multiple locations from a 250 μm x 200 μm area of a SEM observation sample (a sample for observing a cross section near the surface), obtaining an SEM image of the cross section (cross section near the surface), selecting and measuring 10 gaps from the obtained image, and calculating the average of the measured values.
上述した印刷法を用いることにより、基材表面に、被膜片間に隙間が設けられている被膜層を形成することができる。また、印刷法を用いることにより、基材表面に任意の形状の被膜片を形成することができ、幾何学模様の被膜片を形成することができる。被膜片の形状は、特に限定されないが、円形、多角形(三角形、四角形、五角形、六角形等)であってよい。さらに、印刷法を用いることにより、基材表面の任意の位置に被膜片を形成することができる。但し、被焼成物を均一に加熱するという観点より、被膜片は、基材の表面に規則的に出現していることが好ましい。例えば、基材表面に各被膜片を等間隔に形成し、各被膜片間の隙間を均一にしてもよい。 By using the printing method described above, a coating layer having gaps between the coating pieces can be formed on the surface of the substrate. Furthermore, by using the printing method, coating pieces of any shape can be formed on the surface of the substrate, and coating pieces of a geometric pattern can be formed. The shape of the coating pieces is not particularly limited, but may be a circle or a polygon (triangle, square, pentagon, hexagon, etc.). Furthermore, by using the printing method, coating pieces can be formed at any position on the surface of the substrate. However, from the viewpoint of uniformly heating the object to be fired, it is preferable that the coating pieces appear regularly on the surface of the substrate. For example, each coating piece may be formed at equal intervals on the surface of the substrate, and the gaps between each coating piece may be uniform.
上述したように、被膜層は、複数の層が積層された多層構造であってよい。この場合、基材表面に設けられている被膜片(第1被膜片)の表面に、さらに被膜片(第2被膜片)が設けられていてもよい。多層構造でありながら、被膜片間に隙間が設けられた被膜層を得ることができる。この場合、第1被膜片間の間隔(隙間のサイズ)と、第2被膜片間の間隔が異なっていてもよい。例えば、第2被膜片間の間隔が、第1被膜片間の間隔より大きくてよい。基材成分が被膜層(被膜片)に移動することを抑制しながら、被膜層(第2被膜層)と被焼成物の接触面積を小さくすることができる。第1被膜片間の間隔と第2被膜片間の間隔が異なるような被膜層も、印刷法を用いることにより容易に作製することができる。なお、第2被膜片の表面に、さらに、第3,第4,・・・第n被膜片が設けられていてもよい。 As described above, the coating layer may have a multilayer structure in which multiple layers are stacked. In this case, a coating piece (second coating piece) may be provided on the surface of the coating piece (first coating piece) provided on the substrate surface. A coating layer having gaps between the coating pieces can be obtained while having a multilayer structure. In this case, the spacing (size of the gap) between the first coating pieces and the spacing between the second coating pieces may be different. For example, the spacing between the second coating pieces may be larger than the spacing between the first coating pieces. The contact area between the coating layer (second coating layer) and the baked object can be reduced while suppressing the migration of substrate components to the coating layer (coating piece). A coating layer in which the spacing between the first coating pieces and the spacing between the second coating pieces are different can also be easily produced by using a printing method. In addition, third, fourth, ... nth coating pieces may be provided on the surface of the second coating piece.
被膜層の材料は、基材材料、被焼成物の種類によって適宜選択することができる。例えば、被膜層(被膜片)の材料は、ZrO2/Y2O3(Y2O3安定化ZrO2)、ZrO2/CaO(CaO安定化ZrO2)、Y2O3、Al2O3、MgO、ムライト等、または、それらの材料の混合物であってよい。なお、被膜層が多層構造である場合、例えば、第1被膜層(被膜片)がムライトであり、第2被膜層(被膜片)がZrO2/Y2O3といったように、各層で材料が異なっていてもよい。 The material of the coating layer can be appropriately selected according to the type of substrate material and the sintered object . For example, the material of the coating layer (coating piece) may be ZrO2 / Y2O3 ( Y2O3 stabilized ZrO2 ), ZrO2 / CaO ( CaO stabilized ZrO2 ), Y2O3 , Al2O3 , MgO, mullite, etc., or a mixture of these materials. In addition, when the coating layer has a multi-layer structure, the material of each layer may be different, for example, the first coating layer (coating piece) is mullite, and the second coating layer (coating piece) is ZrO2 / Y2O3 .
被膜層の気孔率は、5%以上50%以下であってよい。気孔率が5%以上であれば、焼成の際に被焼成物から生じたガスが被膜層を通過し、被焼成物と被膜層の間にガスが滞留することを抑制することができる。気孔率が50%以下であれば、被膜層の強度が維持され、焼成用セッターの耐久性が向上する。被膜層の気孔率は、10%以上であってよく、15%以上であってよく、20%以上であってよく、25%以上であってよく、30%以上であってよく、35%以上であってもよい。また、被膜層の気孔率は、45%以下であってよく、40%以下であってよく、35%以下であってよく、30%以下であってよく、25%以下であってよく、20%以下であってよく、15%以下であってもよい。なお、被膜層の気孔率は、JIS R2205-1992に準拠して測定することができる。 The porosity of the coating layer may be 5% or more and 50% or less. If the porosity is 5% or more, the gas generated from the fired object during firing passes through the coating layer, and the gas can be prevented from stagnation between the fired object and the coating layer. If the porosity is 50% or less, the strength of the coating layer is maintained and the durability of the firing setter is improved. The porosity of the coating layer may be 10% or more, 15% or more, 20% or more, 25% or more, 30% or more, or 35% or more. The porosity of the coating layer may be 45% or less, 40% or less, 35% or less, 30% or less, 25% or less, 20% or less, or 15% or less. The porosity of the coating layer can be measured in accordance with JIS R2205-1992.
(第1実施例)
図1から図3を参照し、焼成用セッター10について説明する。図1に示すように、焼成用セッター10は、平板状であり、SiC質の基材2と、基材2の表面に設けられている被膜層4を備えている。なお、被膜層4は、2層構造であり、基材2の表面に設けられている中間層6と、中間層6の表面に設けられている表層8を備えている。中間層6と表層8の詳細については後述する。
(First embodiment)
The firing
図2及び図3に示すように、中間層6は、基材2の表面全体を被覆している。中間層6の材料は、ムライトである。中間層6は、印刷法により基材2の表面に形成されており、厚みT6はおよそ1μmである。中間層6の表面に、表層8が設けられている。表層8の材料は、イットリアである。表層8は、複数の被膜片8aによって構成されている。被膜片8aは、四角形であり、各被膜片8a間の隙間G8はおよそ10μmである。表層8(被膜片8a)は、印刷法により中間層6の表面に形成されており、厚みT8はおよそ1μmである。また、被膜層4の表面(表層8の表面)の表面粗さRaは1μm以下に抑制されている。
2 and 3, the
焼成用セッター10は、被膜層4(中間層6,表層8)を印刷法で形成しているので、厚みが薄く、表面粗さRaの小さい被膜層4を容易に実現することができる。被膜層4の厚みを薄くすることにより、被膜層4の熱容量が小さくなり、焼成の際、焼成用セッター10の面内における温度ばらつきが抑制され、焼成用セッター10の温度追従性が向上する。また、表層8が、複数の被膜片8aを有しており、各被膜片8a間に隙間が設けられているので、基材2と被膜層4の熱膨張率差に起因する力が被膜層4に加わることが抑制され、被膜層4の損傷が抑制される。
The firing
以下、焼成用セッター10の変形例(第2~第3実施例)について説明する。以下に説明する焼成用セッター10a,10bにおいて、焼成用セッター10と共通する特徴については、焼成用セッター10と同一の参照番号を付すことにより、説明を省略することがある。
Below, we will explain modified examples (second and third examples) of the
(第2実施例)
図4及び図5を参照し、焼成用セッター10aについて説明する。焼成用セッター10aでは、被膜層4は3層構造であり、基材2の表面に設けられている中間層6と、中間層の表面に設けられている表層8と、表層8の表面に設けられている最表層9を備えている。中間層6の材料はムライトであり、表層8及び最表層9の材料はイットリアである。最表層9は、複数の被膜片9aによって構成されている。被膜片9aは四角形であり、1個の被膜片9aが1個の被膜片8aの表面に設けられている。被膜片9aのサイズは、被膜片8aのサイズより小さい。そのため、各被膜片9a間の隙間G9は、各被膜片8a間の隙間G8より大きい。具体的には、隙間G9はおよそ20μmである。なお、最表層9(被膜片9a)の厚みはおよそ1μmである。
Second Example
The firing
図5に示すように、焼成用セッター10aに被焼成物20を載置すると、被焼成物20は最表層9に接触する。上記したように、被膜片9aのサイズは被膜片8aのサイズより小さい。そのため、焼成用セッター10aは、焼成用セッター10と比較して、被焼成物20と被膜層4の接触面積を小さくすることができる。被焼成物20と被膜層4の接触面積を小さくすることにより、焼成の際に被焼成物から生じたガスが被焼成物20の周囲に滞留することが抑制され、被焼成物に焼成ムラが生じることを抑制することができる。
As shown in FIG. 5, when the object to be sintered 20 is placed on the
(第3実施例)
図6を参照し、焼成用セッター10bについて説明する。焼成用セッター10bでは、被膜層4は2層構造である。被膜層4は、基材(図1を参照)の表面全体を被覆している中間層6と、中間層6の表面に設けられている表層8を備えている。表層8は、複数の円形の被膜片8aによって構成されている。各被膜片8a間の隙間(最短距離)G8はおよそ10μmである。すなわち、焼成用セッター10bは、表層8を構成する被膜片8aの形状が焼成用セッター10と異なる。
(Third Example)
The firing
(他の実施形態)
上記実施例では、表層8及び最表層9の形状が四角形(第1,第2実施例)及び円形(第3実施例)である焼成用セッターを例示したが、表層8(最表層9)の形状は三角形、五角形、六角形等の多角形であってもよい。あるいは、表層8(最表層9)は、中間層6の表面全体を被覆していてもよい。すなわち、表層8(最表層9)は、被膜片によって形成されていなくてもよい。また、第3実施例の焼成用セッター10bにおいて、第2実施例の焼成用セッター10aと同様に、表層8の表面に、さらに最表層9を設けてもよい。なお、表層8の表面に最表層9を設ける場合、表層8の被膜片8aの形状と最表層9の被膜片9aの形状は異なっていてもよい。また、中間層6の表面に、3層以上の表層が設けられていてもよい。
Other Embodiments
In the above examples, the firing setter in which the
上記実施例では、基材2の表面に中間層6を設ける形態について説明したが、中間層6は省略してもよい。中間層6を省略する場合、表層8(最表層9)は、基材2の表面全体を被覆していてもよいし、複数の被膜片によって形成されていてもよい。
In the above embodiment, the
(実験例)
被膜層4の形態が異なる焼成用セッター10(試料1~試料4)を作製し、焼成用セッター10の昇温・降温時の面内温度ばらつきについて評価した。図7に、各試料の特徴について示す。まず、試料1~試料4の製造方法について説明する。
(Experimental Example)
試料1は、まず、粒径(D50)0.5μmのムライト粒子と有機溶媒を混合し、ムライトペースト(被膜層形成用ペースト)を作製した。次に、ムライトペーストを150mm×150mm×1mmのSiC基材の全面に厚さ1μmで印刷し、1300℃で2時間焼成することにより、SiC基材の表面にムライト層(中間層)を作製した。その後、粒径(D50)0.5μmのイットリア粒子と有機溶媒を混合し、イットリアペーストを作製した。その後、イットリアペーストをムライト層の表面に厚さ1μmで印刷し、1350℃で2時間焼成することにより、ムライト層の表面にイットリア層(表層)を作製した。これにより、SiC基材の表面に2μmの被膜層(ムライト層1μm、イットリア層1μm)を有する試料1が得られた。なお、イットリア層は、ムライト層の表面全体に印刷せず、複数の四角形の被膜片を、隣り合う被膜片間の隙間が10μmとなるように印刷した。得られた試料の表面粗さは、0.5μmであった。
For
試料2は、ムライト層の厚みが5μm、イットリア層の厚みが5μmであることを除き、試料1と同一の原料及び製造方法で作製した。試料2の表面粗さは0.2μmであった。
試料3は、粒径(D50)70μmのムライト粒子をSiC基材の全面に溶射し、SiC基材の表面に50μmのムライト層を作製した。その後、粒径(D50)20μmのイットリア粒子をムライト層の全面に溶射し、ムライト層の表面に50μmのイットリア層(表層)を作製した。得られた試料の表面粗さは、5μmであった。 For sample 3, mullite particles with a particle size (D50) of 70 μm were sprayed onto the entire surface of the SiC substrate to create a mullite layer of 50 μm on the surface of the SiC substrate. Then, yttria particles with a particle size (D50) of 20 μm were sprayed onto the entire surface of the mullite layer to create a 50 μm yttria layer (surface layer) on the surface of the mullite layer. The surface roughness of the resulting sample was 5 μm.
試料4は、試料1(試料2)を作製する際に用いたムライト粒子を、試料3と同様にSiC基材の全面に溶射し、その後、試料1(試料2)を作製する際に用いたイットリア粒子を、ムライト層の全面に溶射して作製した。しかしながら、試料4は、SiC基材の表面に粒子(ムライト粒子,イットリア粒子)が十分に付着せず、安定した被膜層を得ることができなかった。上記したように、試料1及び試料2で用いた粒子は、粒径(D50)が0.5μmと小さく、粒子が軽すぎるため塗工面(SiC基材の表面)から弾かれるので、SiC基材の表面に粒子が十分に付着できなかったと推測される。
上述したように、試料4は、安定した被膜層が得られなかった。そのため、試料1~3について、加熱・冷却試験を行い、焼成用セッター10の昇温・降温時の面内温度ばらつきについて評価した。加熱・冷却試験は、各試料を加熱炉内に配置し、炉内温度を室温から1200℃まで600℃/分で昇温させ、炉内温度が1200℃のときの焼成用セッター10の両端部の温度差を測定した。また、炉内温度を1200℃から室温まで600℃/分で降温させ、炉内温度が室温に達したときの焼成用セッター10の両端部の温度差を測定した。図7に結果を示す。
As mentioned above, a stable coating layer was not obtained for
図7に示すように、被膜層の厚みが薄い(20μm以下)試料1及び2は、昇温時及び降温時ともに、焼成用セッター10の面内温度ばらつきが小さいことが確認された(昇温時:温度差15℃未満、降温時:温度差10℃未満)。それに対し、被膜層の厚みが厚い(20μm超)試料3は、昇温時及び降温時ともに、焼成用セッター10の面内温度ばらつきが大きいことが確認された(昇温時:温度差15℃以上、降温時:温度差10℃以上)。この結果は、試料1及び2は、試料3と比較して被膜層の厚みが薄いため、被膜層の熱容量が小さく、被膜層の温度が炉内温度に良好に追従したことを示している。なお、試料1及び2の表面粗さRaは、試料3の表面粗さRaより小さい。この結果は、使用した原料粒子の粒径の相違を反映している。すなわち、試料1及び2は、原料粒子の粒径が小さいため、被膜層の表面粗さRaが小さい(1μm以下)。換言すると、被膜層の表面粗さRaが1μm以下になるような粒径の原料を用いて被膜層を形成することにより、被膜層の厚みを薄くすることができる。
As shown in FIG. 7, it was confirmed that the temperature variation within the surface of the firing
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described above in detail, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and variations of the specific examples exemplified above. Furthermore, the technical elements described in this specification or drawings exert technical utility alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Furthermore, the technology exemplified in this specification or drawings can achieve multiple objectives simultaneously, and achieving one of those objectives is itself technically useful.
2:基材
4:被膜層
10:焼成用セッター
2: Substrate 4: Coating layer 10: Setter for firing
Claims (15)
基材表面を被覆しており、被膜厚みが1μm以上20μm以下であり、表面粗さRaが1μm以下である被膜層と、を有し、
被膜層の厚みばらつきが、被膜厚みの40%以下であるとともに、被膜厚みの±3μmである焼成用セッター。 A ceramic substrate;
A coating layer that coats the substrate surface, has a coating thickness of 1 μm or more and 20 μm or less, and has a surface roughness Ra of 1 μm or less,
A firing setter in which the thickness variation of the coating layer is 40% or less of the coating thickness and is within ±3 μm of the coating thickness.
各被膜片の間に、5μm以上50μm以下の隙間が設けられている請求項1に記載の焼成用セッター。 the coating layer includes a plurality of coating strips covering a substrate surface;
2. The firing setter according to claim 1, wherein a gap of 5 μm to 50 μm is provided between each of the coating pieces.
被膜層形成用ペーストを、被膜層の厚みばらつきが被膜厚みの40%以下であるとともに被膜厚みの±3μmとなるように前記基材の表面に印刷し、基材表面に被膜層形成用塗膜が設けられた成形体を作製する工程を有する、製造方法。 A method for producing a firing setter having a ceramic substrate and a coating layer that coats the substrate surface and has a coating thickness of 1 μm or more and 20 μm or less, comprising the steps of:
a step of printing a paste for forming a coating layer on the surface of the substrate so that the thickness variation of the coating layer is 40% or less of the coating thickness and is within ±3 μm of the coating thickness, thereby producing a molded body having a coating film for forming a coating layer provided on the surface of the substrate.
基材表面を被覆しており、被膜厚みが1μm以上20μm以下であり、表面粗さRaが1μm以下である被膜層と、を有し、
被膜層が、基材表面を被覆している複数の被膜片を含んでおり、
各被膜片の間に、5μm以上50μm以下の隙間が設けられている焼成用セッター。 A ceramic substrate;
A coating layer that coats the substrate surface, has a coating thickness of 1 μm or more and 20 μm or less, and has a surface roughness Ra of 1 μm or less,
the coating layer includes a plurality of coating strips covering a substrate surface;
A firing setter in which gaps of 5 μm or more and 50 μm or less are provided between each of the coating pieces.
被膜片間の間隔が、第2の被膜片間の間隔と異なる請求項10に記載の焼成用セッター。 A second piece of coating is provided on a surface of each piece of coating;
11. The bake setter of claim 10 , wherein the spacing between the coated pieces is different from the spacing between the second coated pieces.
15. The setter for firing according to claim 9 , wherein the coating layer has a porosity of 5% or more and 50% or less.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020150061 | 2020-09-07 | ||
| JP2020150061 | 2020-09-07 | ||
| JP2022546181A JP7352747B2 (en) | 2020-09-07 | 2021-08-04 | Setter for firing |
| PCT/JP2021/029002 WO2022049980A1 (en) | 2020-09-07 | 2021-08-04 | Firing setter |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022546181A Division JP7352747B2 (en) | 2020-09-07 | 2021-08-04 | Setter for firing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023139017A JP2023139017A (en) | 2023-10-03 |
| JP7603751B2 true JP7603751B2 (en) | 2024-12-20 |
Family
ID=80491675
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022546181A Active JP7352747B2 (en) | 2020-09-07 | 2021-08-04 | Setter for firing |
| JP2023109562A Active JP7603751B2 (en) | 2020-09-07 | 2023-07-03 | Firing setter |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022546181A Active JP7352747B2 (en) | 2020-09-07 | 2021-08-04 | Setter for firing |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP7352747B2 (en) |
| KR (1) | KR102864901B1 (en) |
| CN (1) | CN115917235A (en) |
| TW (1) | TW202214546A (en) |
| WO (1) | WO2022049980A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022049980A1 (en) * | 2020-09-07 | 2022-03-10 | 日本碍子株式会社 | Firing setter |
| WO2023188454A1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 日本碍子株式会社 | Firing setter |
| JP7203296B1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-01-12 | 日本碍子株式会社 | firing setter |
| FR3159808B1 (en) | 2024-02-29 | 2026-02-13 | Saint Gobain Ct Recherches | porous substrate with controlled porosity ceramic coating |
| WO2026083711A1 (en) * | 2024-10-18 | 2026-04-23 | 三井金属株式会社 | Ceramic sheet sintered compact and method for producing same |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000109370A (en) | 1998-10-02 | 2000-04-18 | Kikusui Chemical Industries Co Ltd | Manufacturing method of firing jig with pattern |
| JP2005008483A (en) | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Covering member and manufacturing method thereof |
| JP2005255491A (en) | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Kyocera Corp | Firing member and method for producing sintered body using the same |
| JP2011046562A (en) | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Nec Tokin Corp | Setter for firing ceramic green sheet |
| JP2018138498A (en) | 2017-02-24 | 2018-09-06 | 住友電気工業株式会社 | Sintering substrate and method for manufacturing sintering substrate |
| JP2019120467A (en) | 2018-01-10 | 2019-07-22 | 日本碍子株式会社 | Setter for firing |
| JP7352747B2 (en) | 2020-09-07 | 2023-09-28 | 日本碍子株式会社 | Setter for firing |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3812715B2 (en) * | 2000-11-01 | 2006-08-23 | 東芝セラミックス株式会社 | Recycling method for firing containers |
| JP4952953B2 (en) * | 2008-09-26 | 2012-06-13 | 信越化学工業株式会社 | Method for manufacturing a setter for sintering super hard material or cermet material |
| JP6876635B2 (en) * | 2018-01-10 | 2021-05-26 | 日本碍子株式会社 | Baking setter |
-
2021
- 2021-08-04 WO PCT/JP2021/029002 patent/WO2022049980A1/en not_active Ceased
- 2021-08-04 JP JP2022546181A patent/JP7352747B2/en active Active
- 2021-08-04 CN CN202180050286.2A patent/CN115917235A/en active Pending
- 2021-08-04 KR KR1020237010446A patent/KR102864901B1/en active Active
- 2021-08-18 TW TW110130433A patent/TW202214546A/en unknown
-
2023
- 2023-07-03 JP JP2023109562A patent/JP7603751B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000109370A (en) | 1998-10-02 | 2000-04-18 | Kikusui Chemical Industries Co Ltd | Manufacturing method of firing jig with pattern |
| JP2005008483A (en) | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Covering member and manufacturing method thereof |
| JP2005255491A (en) | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Kyocera Corp | Firing member and method for producing sintered body using the same |
| JP2011046562A (en) | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Nec Tokin Corp | Setter for firing ceramic green sheet |
| JP2018138498A (en) | 2017-02-24 | 2018-09-06 | 住友電気工業株式会社 | Sintering substrate and method for manufacturing sintering substrate |
| JP2019120467A (en) | 2018-01-10 | 2019-07-22 | 日本碍子株式会社 | Setter for firing |
| JP7352747B2 (en) | 2020-09-07 | 2023-09-28 | 日本碍子株式会社 | Setter for firing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230057446A (en) | 2023-04-28 |
| JPWO2022049980A1 (en) | 2022-03-10 |
| TW202214546A (en) | 2022-04-16 |
| WO2022049980A1 (en) | 2022-03-10 |
| CN115917235A (en) | 2023-04-04 |
| KR102864901B1 (en) | 2025-09-25 |
| JP2023139017A (en) | 2023-10-03 |
| JP7352747B2 (en) | 2023-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7603751B2 (en) | Firing setter | |
| TWI564266B (en) | A laminated structure, a member for a semiconductor manufacturing apparatus, and a method for manufacturing the laminated structure | |
| TWI763965B (en) | Setter plate for firing | |
| CN113383204B (en) | Fixture for firing | |
| JP6423360B2 (en) | Thermal insulation film and thermal insulation film structure | |
| WO2012093697A1 (en) | Exhaust pipe and exhaust pipe manufacturing method | |
| JPWO2017010185A1 (en) | Porous ceramic structure | |
| KR102516641B1 (en) | Refractories | |
| JP7506842B1 (en) | A firing jig consisting of a setter and a base plate | |
| JP2014172767A (en) | Silicon carbide composite and method of manufacturing the same | |
| JP4358777B2 (en) | Zirconia setter and method for manufacturing ceramic substrate | |
| JP2002290041A (en) | Manufacturing method of multilayer ceramic substrate | |
| WO2018020860A1 (en) | Porous ceramic particles and porous ceramic structure | |
| TW202440500A (en) | Firing bracket | |
| JP7787713B2 (en) | Firing setter | |
| TWI784472B (en) | ceramic material | |
| JP2003306392A (en) | Jig for heat treatment of ceramics for electronic parts and method of manufacturing the same | |
| JP7543602B2 (en) | A firing jig consisting of a setter and a base plate | |
| JP2000111265A (en) | Ceramic firing roller and method of manufacturing ceramic sintered body using the same | |
| JP3819352B2 (en) | Electronic component firing jig | |
| JP2004018325A (en) | Method of producing sintered compact, sintered compact, member for sintering, method of producing ceramic multilayered substrate and ceramic multilayered substrate | |
| WO2026009814A1 (en) | Wafer mounting stand | |
| JP6126765B1 (en) | Porous ceramic particles | |
| JP2007254281A (en) | Method for manufacturing sintered compact, sintered compact, member for sintering, method for manufacturing ceramic multilayered substrate, and ceramic multilayered substrate | |
| WO2024127845A1 (en) | Firing jig comprising setter and bottom plate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230704 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241001 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241118 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20241203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20241210 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7603751 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |