JP4625654B2 - セッターに用いるセラミックス製のカバー - Google Patents

Description

本発明は、特に、超微小なセラミックス系の電子デバイス部品等の超小型部品を製造する際に、セッター上に被焼成物を載せて熱処理又は焼成（以下「焼成等」という）を行う場合に、セッター上に載せた被焼成物の上に覆い被して使用するセラミックス製のカバーに関する。

近年、積層セラミックコンデンサ等の電子デバイス部品が次々と開発されているが、その小型化・高性能化の達成は目覚ましいものがあり、例えば、大容量でありながら高さが数ｍｍ以下の低背型であり、しかも過酷な環境（特に高温）においても使用できる積層セラミックコンデンサが提供されている。このような積層セラミックコンデンサは、例えば、薄膜状のセラミック誘電体と金属の内部電極を交互に積層し、電気炉で焼成することで製造される。これらの電子デバイス部品では、非常に高い性能の製品が安定して供給されることが要求されるため、その製造には細心の注意が払われている。一方で、このような電子デバイス部品の製造コストの削減の達成は、上記積層セラミックコンデンサ等の部品を使用した種々の精密機械器具のコストの削減に直結するものであるため、効率よく、しかも歩留りよく、安定して高品質の電子デバイス部品が提供されることが要望されている。

ここで、上記したような電子デバイス部品を製造する際の焼成等の工程においては、セッターと呼ばれる被焼成物の保持具が用いられ、多数の被焼成物を同時に熱処理することが行われている。特に、微小な部品の製造にあっては、セッターを使用することが不可欠となる。そして、高い品質が要求されるセラミックス製の電子デバイス部品等の製造に用いられるセッターとしては、耐熱性に優れ、セッター材料からの汚染やセッター材料との反応等が生じないセラミックス製のセッターが用いられている。具体的には、例えば、アルミナやアルミナ−シリカ（ムライト）を主たる構成相とする耐火物系材料をベースとし、これにジルコニアを溶射したセッターや、アルミナセラミックスの表面にジルコニアをコーティングしたセッター等が用いられている（特許文献１及び２参照）。

出願人らは、近年の電子デバイス部品の生産性の向上、及び製品の品質の向上に対して、これ迄に、電子デバイス部品の成形工程で使用される有機系結合材をより効率よく除去でき、しかも共存する電極材料を安定に保った状態で焼成等を行うことが可能な、その開孔径が０．３〜１ｍｍの範囲内にある微細な直線状の複数の貫通孔を有するセラミックセッターを提案している（特許文献３参照）。かかるセッターを用いれば、電子デバイス部品の積載量を増やした場合にも、焼成等に際しての高い均一な通気性が実現されて、均一な温度分布、雰囲気ガスの均一性の維持を達成でき、この結果、製造された電子デバイス部品の品質が均質に維持され、高度な機能性材料である電子デバイス部品が得られる。

特開昭６１−２４２２５号公報 特開平３−１０９０号公報 特開２００２−１４５６７２公報

しかしながら、先に述べたように、積層セラミックコンデンサ等の電子デバイス部品の小型化は、ｍｍ単位から数百μｍ単位、更には数μｍ単位へと進んでおり、このような超小型部品であるがために、従来のセッターだけでは対処できない問題が生じてきた。先に述べたような貫通孔を有するセッターは、セッター上の複数の被焼成物に対して均一な条件での焼成を可能とし、安定した品質の製品を提供することができるものであるが、セラミックス焼結体からなるセッターに均一な貫通孔を形成するためには、製造上ある程度の大きさの開孔を有するものとなってしまう。このため、セッターに積載させる被焼成物が、前記した積層セラミックコンデンサ等のようにあまりに微小であると、これらの開孔から被焼成物がすり抜けてしまう場合があり、製品歩留りが低下するという問題が起こる。従って、超小型の部品に対しては、貫通孔が設けられていないセラミックス板からなるセッターが用いられている。

本発明者らの検討によれば、貫通孔のないセラミックス板であっても、厚さの薄いものを用いれば、複数の部品に均一な熱処理を行うことが可能であるが、被焼成物が超小型である場合には、下記のような別の課題があることがわかった。即ち、電子デバイス部品等を製造する際の焼成工程では、炉内は数百〜千度以上に昇温されるが、その場合に炉内に生じる熱の対流、更には炉内温度を均一にするために強制的に送られる熱ガスの流れによって、セッター上に置かれた超小型の被焼成物が舞い上がり、セッター上から消失してしまったり、熱ガス等が滞留して、全ての被処理物に対して均一な熱処理が行われなかったりして、電子デバイス部品等の製品歩留りの低下を生じることが起こる。

従って、本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、積層セラミックコンデンサ等の超小型部品を製造する場合に行われる焼成等を、均一で良好な状態で、しかも歩留りよく行って経済性に優れた製品を得ることを可能とする新規な技術を提供することにある。更に、本発明の目的は、上記した効果が得られる焼成工程等でセッターとともに用いるセラミックス製のカバーを提供することで、これを利用して製造される超小型部品の品質及び生産性の向上を達成し、ひいては、これらの超小型部品が使用されたセラミックス系電子デバイス製品の品質の向上、及び経済性の達成に寄与することにある。

上記の目的は、下記の本発明によって達成される。即ち、本発明は、数ｍｍから数μｍ単位のセラミックス系の超小型部品を製造する際に行われる該超小型の被焼成物に対する熱処理工程や焼成工程において、セッター上の該被焼成物に覆い被した状態で使用されるセラミックス製のカバーであって、複数の貫通孔が設けられた平坦面を有するセラミックス焼結体からなる板部と、該板部の一方の面の外周近傍に設けられたセラミックス焼結体からなる凸部とを有し、セッター上に配置された場合に、該凸部によって、上記板部の平坦面と、セッターの上記被焼成物が積載される面との間に３．０ｍｍ以下の間隔を有する隙間が形成されるように構成されていることを特徴とするセラミックス製のカバーである。

本発明によれば、積層セラミックコンデンサ等の超小型部品を製造する際に行う焼成等を、均一で良好な状態で、しかも歩留りよく行うことができるセラミックス製のカバーが提供される。更に、本発明によれば、このような優れたセラミックス製のカバーを利用することで、超小型部品の品質及び生産性の向上を達成し、超小型部品の経済性を高めることができ、ひいては、これらの超小型部品が使用されたセラミックス系電子デバイス製品の品質の向上、及び経済性の達成に寄与できる。

以下、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。本発明にかかるセラミックス製のカバー（以下、単にカバーという）は、超小型部品を製造する場合に行われる熱処理工程や焼成工程で用いられるが、図２に示したように、複数の貫通孔が設けられた平坦面を有する板部２と、該板部２の一方の面の外周近傍に設けられた凸部１とからなり、これらの板部２と凸部１とがセラミックス焼結体からなることを基本構成とする。そして、セッターＳの被焼成物を載せるための面上に本発明にかかるカバーが置かれた場合に、凸部１によって、上記板部２の平坦面と、セッターＳの被焼成物Ｂが積載される面との間に、実質的に同一の間隔を有する隙間３が形成されるように構成されていることを特徴とする（図１（ｂ）参照）。

本発明にかかるカバーは、上記構造を有するため、使用時に、図１（ａ）に示したようにして、セッターＳ上の超小型の被焼成物Ｂを覆い被す状態で配置されると、図１（ｂ）の部分拡大図に示したように、板部２と、セッターＳの積載面との間に実質的に同一の間隔を有する狭い隙間３が形成され、該隙間３の部分に超小型の被焼成物Ｂが収納された状態となる。そして、この状態で焼成等がされるが、本発明にかかるカバーの板部２には複数の貫通孔５が設けられているため、図１（ｂ）の部分拡大図に示したように、熱ガスは、狭い隙間３を自由に流れ、ガスが滞留することがなく、全ての被焼成物Ｂに対して熱偏析のない均一な焼成等が行われる。以下、本発明にかかるカバーを構成する板部２と凸部１について、更に詳細に説明する。

先ず、本発明にかかるカバーの板部２について図を参照して説明する。図２は、本発明にかかるカバーの概略図であるが、図２（ａ）は、カバーをセッターの上に配置して使用状態とした際に、セッターの被焼成物を載せる面側から見た概略平面図、図２（ｂ）は、その正面図、（ｃ）は、その斜視図である。

図２に示した例では、板部２の平坦面は正方形をしており、凸部１が３個、板部の外周近傍に設けられている。本発明において、板部２の形状は図示した正方形に限らず、カバーをセッター上に置いた場合に、セッター上に載せた複数の被焼成物を、板部２を構成する平坦面で覆い被すことができ、且つ、該板部２とセッターとの間に、実質的に同一の間隔を有する狭い隙間３が形成されるものであれば、いずれの形状のものであってもよい。従って、板部２の形状は、セッターの形状に合わせて適宜な形状のものとすることが好ましい。例えば、セッター上に配置した場合に、セッターの被焼成物を載せる部分の大半、例えば、８０％以上、更には９０％以上を覆うことができる形状のものとすれば、焼成等をより効率よくすることができる。具体的なものとしては、板部の平面積が５０〜２５０ｃｍ²程度のものが挙げられる。

本発明にかかるカバーの特徴の一つは、上記したような板部２に、下記に述べるような複数の貫通孔５を設けた点にある（図１（ｂ）及び図４（ｂ）参照）。本発明にかかるカバーは、板部２に複数の貫通孔が設けられているため、これを用いることで、焼成等の工程中における超小型の被焼成物の消失を有効に防止すると同時に、被焼成物の周囲に、揮散ガスや熱ガスが滞留して、得られる複数の焼成物において熱偏析が生じることを有効に防止できる。この結果、製品の歩留りを格段に向上させることが達成される。

板部２の平坦面部分に設ける略同一形状の複数の貫通孔５は、熱ガスが、該貫通孔５の間を容易に流通することができ、且つ、超小型の被焼成物が、熱ガスでセッター上から舞い上がった場合に孔から容易にすり抜けることが起こらないようにするため、開孔の大きさを、その最長部分が３．０ｍｍ以下であるように構成することが好ましい。貫通孔を３．０ｍｍよりも大きくすると、被焼成物の大きさによっては、貫通孔から外部へと被焼成物がすり抜けることが起こる場合がある。

該貫通孔の形状は特に限定されず、正方形や円形等、いずれであってもよい。例えば、図４（ｂ）に示したような、貫通孔の開孔形状が正方形のものは、開孔部を形作る周囲部分の面積を小さくすることができるため、セッター上にカバーを配置した状態であっても、該貫通孔が存在することによって、被焼成物からの揮散ガスや炉内に強制的に送り込まれた熱ガスが、セッター上に滞留することなく良好に流通できるものとなる。更に、最長部分が３．０ｍｍ以下であって、貫通孔の開孔形状が正方形のものは、超小型の被焼成物が、セッター上から舞い上がったとしても、被焼成物が孔に入り込んだり、孔から容易にすり抜けたりすることがないため、当該カバーを使用することで製品の歩留りを向上させることができる。上記したように、本発明にかかるカバーは、カバーを配置した状態で熱ガス等の流通が良好に行われるものとすることを要し、このためには、ガスの流通の妨げとなる板部に設けた貫通孔の開孔部を形作る周囲部分の面積ができるだけ小さくなるようにすることが好ましい。具体的には、セラミックス製であるため、製造上の困難さや、製品の強度等の点から、隣り合う貫通孔同士の間隔が０．１〜０．５ｍｍ程度となるようにして、複数の貫通孔を設けることが好ましい。

本発明にかかるカバーを構成する板部２の厚みは、熱効率及びガスの流通性から薄い方が好ましく、具体的には、２．０ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍ以下とする。本発明にかかるカバーはセラミックス製であるため、使用するセラミックス材料にもよるが、製造上の困難さや製品の強度等の点を考慮すると、より具体的には、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の厚みとすることが好ましい。

次に、上記したような複数の貫通孔５を有する板部２の一方の面の外周近傍に設けられたセラミックス焼結体からなる凸部１について説明する（図２参照）。本発明にかかるカバーを構成する凸部１は、セッター上にカバーを配置した場合に、上記した板部の平坦面と、セッターの被焼成物が積載される面との間に実質的に同一の間隔を有する隙間が形成されるようにするためのものである。

本発明にかかるカバーの好ましい実施形態としては、板部２の一方の面の外周近傍の３箇所に凸部を設け、且つ、凸部１の形状を、板部２の平坦面とセッターＳの積載面とによって形成される実質的に同一の間隔を有する隙間３が、３．０ｍｍ以下、焼成等する被焼成物の大きさによっては１．０ｍｍ以下の狭い間隔のものになるようにしたものが挙げられる。即ち、セッターＳと板部２の平坦面とで形成される隙間３は、セッター上の被焼成物が熱ガス等の流れによって消失することがなく、且つ、良好な焼成等を実現するために熱ガス等の流れができるだけ妨げないものとすることが好ましい。このためには、図２に示したように、隙間３を部分的に塞ぐことになる凸部１の形状を、隙間３の間隔が狭くなり、しかも、隙間３において凸部が占める部分ができるだけ小さくなるように、その高さを低く、且つセッター及び板部と接触する部分ができるだけ狭くなるようにする。

凸部１の形状を上記したようにすることで、板部２とセッターＳの積載面とによって形成される隙間３の間隔は非常に狭いものとなるため、熱ガスによって被焼成物ＢがセッターＳ上から舞い上がったとしても、隙間３から被焼成物Ｂがセッター外部へと飛ばされたり、セッター上からこぼれ落ちてしまうことが有効に防止される。この結果、先に説明した板部２に設けた複数の貫通孔の存在と相まって、本発明にかかるカバーを使用することで、被焼成物に対する焼成等を均一で効率よく行うことができ、しかも製品の歩留りを格段に向上させることができる。

図２に示した本発明にかかるカバーの例では、上記で述べたような構造を有する凸部１を正方形の板部２の一方の面の外周近傍の３箇所に設けているが、本発明は、これに限定されるものでなく、板部２の平坦面と、セッターの被焼成物が積載される面との間に実質的に同一の間隔を有する隙間３を形成できるものであれば、いずれのものでもよい。しかし、セッター上にカバーを配置した場合のカバーの安定性と、熱ガス等が良好に流通できることを両立させるためには、先に述べたように、熱ガス等の流通を遮ることになる凸部１の隙間３に占める割合をできるだけ少なくすることが好ましい。そのためには、小さい凸部１を、板部２の外周近傍の３箇所に設けるようにすることが有効である。そして、セッター上にカバーを配置した場合の安定性をより高めるためには、３箇所に設けらる凸部の位置関係が、各凸部を結んでできる三角形の重心が該板部の中心近傍となるようにするとよい。具体的には、例えば、図３に示したような位置に、四角柱状（図２及び図３（ａ）〜（ｃ）参照）或いは円柱状（図３（ｄ）〜（ｆ）参照）の凸部１を設ければ、安定したカバーが得られる。図３中において、二重丸で示したのは板部の中心であり、黒丸は、３箇所にある凸部を結んでできる三角形の重心を示している。

又、例えば、凸部の形状を、設置した場合の安定性や製造のし易さを重視して図２に示したような四角柱とする場合には、３箇所に設けるこれらの凸部の向きを、図３（ｂ）に示したように、全てが熱ガス流と同じ方向を向いた状態となるようにすることが好ましい。このようにすれば、凸部１によって、より熱ガスの流れを遮ることがない。本発明にかかるカバーを構成する凸部の形状は、勿論、例示したものに限定されないが、全ての被焼成物に対して、焼結等が熱偏析のない良好な状態で行われるようにするために、板部２の平坦面と、セッターの被焼成物が積載される面との間に形成される隙間３が、実質的に同一の間隔を有するものとなるようにする必要がある。このため、板部２が平坦面を有するものであることと同時に、該板部２の外周近傍に設ける３個の凸部１の高さを実質的に同一とすることが必要となる。このようにすることで、セッター上にカバーを被せた場合に、セッター面とカバーを構成している板部の平坦面との間に、均一の高さを有する狭い隙間が形成された状態で、カバーが安定に保持される。

更に、本発明においては、凸部の形状をセッターと接触する部分の面積が２００ｍｍ²以下と狭い範囲になるように構成することが好ましい。カバーの形状をこのようにすることで、セッター上に被せた場合に、平坦面を有する板部を十分に支えてセッターとの間に均一な高さの隙間を安定して形成することができ、しかも揮散ガスや熱ガスの通り道を遮る障害となる部分を極めて少なくすることができる。凸部の形状の具体的なものとしては、対象とする被焼成物の大きさにもよるが、例えば、高さが１．５〜３．０ｍｍ程度、幅が３〜６ｍｍ程度、長さが２０〜３０ｍｍ程度の四角柱状のものや、高さが０．５〜１．０ｍｍ程度、幅が３〜６ｍｍ程度、長さが８〜１６ｍｍ程度の四角柱状のものが挙げられる。勿論、円柱状や多角柱状のものであってもよい。

ここで、熱処理工程で本発明にかかるカバーを用いる対象となる超小型の被焼成物（部品）としては、均質で高い品質の製品に使用される微小形状の超小型のセラミックス製の機能性材料全般が挙げられる。より具体的には、先に挙げた積層コンデンサや、圧電素子、フェライト素子、高周波セラミックス等の各種のセラミックス系電子デバイスに用いられる、様々なセラミックス製の薄膜（テープ或いはシート）、バルク（一定の大きさを有したもの）等の、種々の超小型部品の製造に際に利用できる。例えば、体積が３ｍｍ³以下、更には体積が０．５ｍｍ³以下の超小型の部品に対して非常に有用である。具体的には、長さ×幅×高さがそれぞれ、０．４×０．２×０．２（ｍｍ）、０．６×０．３×０．３（ｍｍ）、１．０×０．６×０．５（ｍｍ）、２．０×１．２５×１．２５以下（ｍｍ）、等のもの、更には、近年、開発されているこれよりも小さな超小型のセラミックコンデンサ等に対して有効に使用できる。

上記したような超小型部品の製造工程における焼成等は、焼きムラを生じることなく均一に行われ、焼成等の段階で、これらの部品に対しての汚染を防止するのは勿論のこと、経済性に優れる製品を得るためには高い歩留りが要求される。従って、被焼成物やセッター等からの揮散ガスが被焼成物が置かれている部分に滞留したり、炉内に強制的に送り込んだ熱ガスの流れが妨げられることで均一な焼成等が行われないことによって生じる製品間のバラツキや、更には、炉内に強制的に送り込む熱ガス等の流れによって超小型の被焼成物がセッター上から消失することを、有効に防止する必要がある。

これに対し、本発明にかかるカバーを用いれば、前記したように、焼成等の工程において、セッター上の全ての被焼成物に対して、均一で効率のよい焼成等ができ、しかも被焼成物がセッター上から消失してしまうことを有効に防止でき、この結果、焼成後に得られる超小型部品の品質維持と、製品の歩留りの向上が同時に達成される。

上記のような形状の本発明にかかるカバーは、例えば、以下のような方法で容易に形成できる。先ず、下記に挙げるようなセラミックス粉末に少なくともバインダーを添加して混合して、セラミックス粉末に保形性を付与して、複数の貫通孔を有するブロック状の成形物を作製する。次に、該成形物を乾燥後、焼成してブロック状のセラミックス焼結体とし、その後に、該焼成体を薄い板状に切断して、板部と凸部とを別々に形成する。次に、板部の所望の３箇所に、後述するような無機系の接着剤を使用して所望の形状の凸部を接着し、その後に焼成することで一体化し、３箇所に凸部が設けられた本発明にかかるカバーを得る。

本発明にかかるセラミックス焼結体からなるカバーを製造する際に使用するセラミックス粉末としては、下記に挙げるものを用いることができる。例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカ、マグネシア、ムライト、コージェライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素等、またはこれらを主成分とする複合材料等のセラミックス粉末が使用できる。これらは、単独で使用しても、２種以上の材料を適宜な組成で混合して使用してもよい。本発明においては、特に、被焼成部品に対する焼成等の時に揮散ガス等によって被焼成部品に悪影響を与えることのない材料を使用することが好ましい。

又、例えば、アルミナ製のカバーを形成する場合には、７０質量％以上のアルミナを含有する材料を用いればよいが、カバーが使用される状況に合わせて、形成材料を適宜に選択して使用することが好ましい。例えば、高温で使用する用途においては、アルミナ含有量を７８〜８５質量％とし、他にシリカを含有混合させた、焼成後の構成相がムライト−アルミナとなる形成材料を用いることが好適である。具体的な材料としては、例えば、昭和電工製のアルミナ含有量が９９質量％の粉末や、ミノセラミック商事（株）から出されているアルミナ含有量が８０質量％及びシリカ含有量が２０質量％の、焼成後の構成相がムライト−アルミナとなるような混合粉末等が挙げられる。

又、ジルコニアを用いた場合は、他の材料と比べて厚みを薄くしても強度に優れたものが得られるという利点がある。純粋なジルコニアを用いた場合は、焼成時に生じる上記体積膨張によって亀裂を生じることがあるので、耐久性に優れたものにするためには、ジルコニアとしては、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ₂Ｏ₃等の添加物を添加した部分安定化ジルコニア或いは安定化ジルコニアを使用することが好ましい。ジルコニアは、アルミナやシリカに比べて高価であるので、経済性の点からは、アルミナとシリカの混合粉末を用いることが好ましい。使用するセラミックス粉末の粒度としては、平均粒径が０．３〜３μｍのものが挙げられる。

上記したようなセラミックス粉末に保形性を付与させるためのバインダーとしては、上記に挙げたような粉末材料に適度な保形性を付与することで、セラミックス粉末から所望の形状を有する成形物を形成することができ、更に、その後に該成形物を乾燥させた場合に割れ等を生じることなく、その形状を保持できるものであればいずれのものでもよい。更に、成形物を焼成する焼成工程で、成形物からバインダーを除去することが容易にできるものを使用することが好ましい。バインダーの添加割合は、セラミックス粉末材料に対して、２〜１０質量％程度とすることが好ましい。

具体的なバインダーとしては、加熱時に溶融して適度な粘性を示し、加熱・焼成して焼成体とした後に残留しないような特性を有する有機化合物を使用すればよい。このようなものとしては、分子中に酸素原子が多く含まれているポリエステルやセルロースの誘導体、更には、適宜な重合度のポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシド、プロピレンオキシドに任意の量のエチレンオキシドを共重合させたポリエーテルを用いることが好ましい。特に、セルロースの誘導体である水溶性セルロースエーテルを用いることが好ましいが、その中でも、メチルセルロースを用いることが好ましい。メチルセルロースは、従来よりファインセラミックス製品の押出し成形時にバインダーとして用いられており、本発明においても好適に用いることができる。

セラミックス焼結体からなる平坦面を有する板部と、セラミックス焼結体からなる３個の凸部とを一体化するための無機接着剤としては、例えば、アルミナ等のセラミックス粉末と、メチルセルロース等のバインダーと、樹脂分散剤等からなる原料に水を加えて混合したものを用いることができる。

本発明にかかるカバーを構成する板部と凸部を製造する具体的な方法としては、下記の方法が挙げられる。先ず、先に述べたような原料からなる保形性が付与されたセラミックス材料を用いてブロック状の成形物を作製し、これを焼成してブロック状の焼成体とする。次に、該焼成体を、好ましくは２．０ｍｍ以下の所望の厚みに切断して、平坦面を有する板部を形成する。ブロック状の成形物の形状は、薄く切断して板部を形成した場合に、セッター上を覆い被すことのできるものであれば、いずれのものであってもよい。例えば、その断面積が、円や楕円、三角、四角、五角等の多角形が挙げられる。ブロック状の成形物を製造する方法も限定されないが、複数の貫通孔を有するものとするためには、押出し成形によってブロック状の成形物を形成することが好ましい。尚、凸部は、板部を形成した端材から適宜に得ることができる。

押出し成形によってブロック状の成形物を形成する具体的な方法としては、先ず、原料となるセラミックス粉末に、バインダーを加え、押し出し成形機で、充分に混合・混練し、得られた混練物をダイを介して押し出せば、容易に棒状の成形物が得られる。この際に、所望形状の開孔を有する直線状の貫通孔が複数設けられている成形物が得られるようなダイを用いて押し出し成形をする。又、上記で得たブロック状の成形物から焼結体を得る場合には、成形物を、例えば、先ず３０〜８０℃程度の温度で乾燥し、乾燥後の成形物を１４００〜１７００℃で焼成することが好ましい。

上記のようにして得られた焼成体を切断して、板部或いは凸部用の部材を得る方法としては、下記に挙げるような切断機で焼成体を切断して板状の板部に加工する。この際に使用する切断機としては、内周スライサー、マルチワイヤーソー、バンドソーのいずれか、より好ましくは、内周スライサーやマルチワイヤーソーを用いる。例えば、内周スライサーやマルチワイヤーソーは、インゴットからシリコンウェハを切り出す際の精密切断に使用されており、特に、薄いカバーを作製する場合に有効である。内周スライサー等を使用して、図４に示したブロック状の焼成物を、図中に示した破線の位置を水平に切断することで、複数の貫通孔を有する薄いプレート状の板部（図２（ｂ）参照）を容易に作製できる。

次に、上記のようにして得た薄いプレート状の板部の、使用する場合にセッターと対峙する側の面の外周近傍の所望する３箇所に、上記のようにして得た凸部用の部材を前記した無機接着剤を用いて取り付ける。その後、１５００℃程度の温度で焼成することで、板部と凸部とを接着して一体化し、板部の片面上の外周近傍の３箇所に凸部が設けられた本発明にかかるカバーを得る。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。
＜実施例１及び２＞
本実施例では、形成材料に、焼成後の構成相がムライト−アルミナとなるようなアルミナ含有量８０質量％、シリカ含有量２０質量％の、平均粒径が１．５μｍの粉末を用いた。又、該粉末に保形性を付与するために、メチルセルロースを粉体に対して５質量％の割合で含有させた。そして、押出し成形機（高浜工業（株）社製）で、これらの材料を混合・混練して保形性を有する混練物を得、これに引き続いて、上記の押出し成形機で、上記混練物からなるサイズの異なる円柱状の成形物を２種類形成した。該円柱状の成形物は、厚みが１００ｍｍ程度であり、円柱の高さ方向に貫通した微小な孔を複数有するものである。上記貫通孔の形状は、孔の断面が一辺が０．６或いは０．８ｍｍの正方形とした。

次に、上記で得られた各成形物を１００℃で１０時間乾燥した後、６０℃／時間の条件で１，５５０℃まで昇温し、その温度で１２０分間焼成してムライト−アルミナ焼成物を得た。次に、得られた複数の貫通孔を有する円柱状のムライト−アルミナ焼成物の周囲を、切断装置として（株）東京精密社製の内周スライサーを用いて垂直に切断して角柱状とした。次に、同様の切断装置を用いて、厚みが略一定となるように水平に切断し、表１に示した、サイズの異なる板部をそれぞれ作製した。又、板部を作製した際の端材で、表１に示した形状の異なる凸部を作製した。

次に、上記のようにして得た各板部に対して、それぞれ表１に示した各サイズの凸部を組み合わせて、図２に示した３箇所に、下記の組成からなる無機スラリーを用いて接着した。次に、これを１５００℃まで昇温して加熱処理して、各板部に、それぞれ３個の凸部が一体的に設けられてなる本実施例のカバーを得た。表１に得られたカバーのサイズをまてめて示した。
・アルミナ ６０％
・メチルセルロース（バインダー） ８％
・樹脂分散剤 １％
・水 ３１％

［評価］
図１に示した形状の、９９質量％のアルミナ製のセッターＳと、表１に示した形状の各実施例にかかるカバーとを用いて、超小型部品を製造する際に行う焼成を行った。又、比較のために、カバーを使用せずに同様の焼成を行なった。この際、焼成後のサイズが０．４×０．２×０．２ｍｍである超小型の積層セラミックコンデンサを得るための被焼成物を、各セッター上に１０万個ずつ載せて、通常の焼成を行った。

上記で使用したセッターは、図１に示した形状のものであるが、被焼成物を載せる積載面の部分が、実施例１は１５２×１５２ｍｍ、実施例２は１３０×１３０ｍｍの正方形であって厚みが４ｍｍであり、更に、積載面側の外周部分に、被焼成物を載せる面からの立ち上がりが１ｍｍであって幅が５ｍｍ程度の外縁を有している。この外縁によって、セッター上に載せた超小型の被焼成物は、容易にはセッター面から転がり落ちることはない。又、この外縁の四隅には、２５×５×４ｍｍのセッターを重ねるための台が設けられており、図１（ｃ）に示したように、同様の形状のセッターを複数重ねることができるようになっている。更に、図１に示したセッターは、セッターを重ねた状態で安定になるように、セッターの積載面と反対側の四隅に浅い凹部が設けられている。この凹部は、セッターを重ねるための台の最上部が、この浅い凹部の中に嵌り込むように構成されている。このようにすることで、図１（ｃ）に示したように、複数のセッターは、安定した状態で重ね合わされる。

評価は、上記した状態の板状のセッターを３段重ね、各セッターの積載面上に各実施例のカバーを各被焼成物に覆い被した状態で置き、この状態で通常の焼成を行った。又、比較例では、カバーを使用せずにセッターのみで焼成を行った場合について試験した。この結果、表１に示したように、カバーを使用しない比較例の場合と比べて、実施例にかかるカバーを使用した場合には、いずれの場合も製品歩留りにおいて格段に向上することが確認できた。又、焼成後に得られた積層セラミックコンデンサは、いずれも良好な状態に焼成されており、優れた品質のものであることが確認できた。

本発明の活用例としては、積層セラミックコンデンサ等の超小型部品を製造する際の焼成等を、良好な状態で、しかも歩留りよく行うことができるセラミックス製のカバーが挙げられる。更に、このようなカバーを利用することで、超小型部品の品質及び生産性を向上できるため、これらの超小型部品が使用されたセラミックス系電子デバイス製品の品質の向上、及び経済性の向上に寄与できる。

本発明のセラミックス製のカバーの使用状態及び作用を説明するための図である。 本発明のセラミックス製のカバーの一例を示す模式図である。 板部に取り付ける３個の凸部の位置を模式的に示す図である。 本発明のセラミックス製のカバーの製造方法を説明するための図である。

符号の説明

１：凸部
２：板部
３：隙間
４：切断予定の線
５：貫通孔
Ｓ：セッター
Ｂ：被焼成物

Claims (5)

1. 数ｍｍから数μｍ単位のセラミックス系の超小型部品を製造する際に行われる該超小型の被焼成物に対する熱処理工程や焼成工程において、セッター上の該被焼成物に覆い被した状態で使用されるセラミックス製のカバーであって、複数の貫通孔が設けられた平坦面を有するセラミックス焼結体からなる板部と、該板部の一方の面の外周近傍に設けられたセラミックス焼結体からなる凸部とを有し、セッター上に配置された場合に、該凸部によって、上記板部の平坦面と、セッターの上記被焼成物が積載される面との間に３．０ｍｍ以下の間隔を有する隙間が形成されるように構成されていることを特徴とするセラミックス製のカバー。
2. 前記貫通孔は、前記板部の全面に渡って設けられており、その開孔の最長部分が３．０ｍｍ以下である請求項１に記載のセラミックス製のカバー。
3. 前記凸部は、前記板部の一方の面の外周近傍の３箇所に設けられており、且つ、これらの凸部の位置関係が、各凸部の中心を結んでできる三角形の重心が該板部の中心近傍となるように構成されている請求項１又は２に記載のセラミックス製のカバー。
4. 前記板部の形状が、厚みが２．０ｍｍ以下の四角形である請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックス製のカバー。
5. 前記凸部のセッターと接触する部分の各面積が、２００ｍｍ²以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載のセラミックス製のカバー。

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