專利名稱：陶瓷定位器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在熱處理或者燒制(下文將“熱處理或者燒制”稱為“燒制等”)以電容器、壓電元件、鐵氧體元件為代表的陶瓷類電子設(shè)備部件或通過注射成型制造的高精度金屬類部件等時(shí)所采用的陶瓷定位器(下文將“陶瓷定位器”簡稱為“定位器”)，及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，開發(fā)了具有各種特性的陶瓷薄膜，也正在向多種多樣的電子設(shè)備方向擴(kuò)展。作為陶瓷類電子設(shè)備，已知的有例如采用感應(yīng)陶瓷的陶瓷電容器、層壓陶瓷電容器(基片陶瓷)、采用壓電陶瓷的壓電轉(zhuǎn)換器、壓電傳感器等、電機(jī)、振子等陶瓷傳動(dòng)器(固體變位元件)等，還希望有多種多樣的用途。上述電子設(shè)備例如是由微米級的非常薄的膜(帶或者片)等陶瓷制部件制成，將這些膜單獨(dú)或者通過層壓等制成具有各種特性的制品。以代表性的陶瓷電容器(電容器)為例進(jìn)行說明，該電容器由以鈦酸鋇(BaTiO3)為主要成分，并添加了各種用于賦予目的特性的各種輔助成分的材料制成的部件和電極制成。作為電極材料，根據(jù)目的，可采用鈀、銀、鎳、銅等。在其制造中，為了提高加工性，通常是在所需的材料組成中加入有機(jī)類粘接材料(粘合劑)并進(jìn)行成型來進(jìn)行的，需要通過熱處理除去該有機(jī)類粘接材料。有時(shí)，為了以對主要成分所需的輔助成分的狀態(tài)加入輔助成分，進(jìn)行如前所述的焙燒處理。
此前，對這些陶瓷類電子設(shè)備部件(下文稱為“電子設(shè)備部件”)進(jìn)行燒制等時(shí)，從生產(chǎn)性方面考慮，可以采用形成用于放入電子設(shè)備部件的盤狀定位器。具體地說，例如，可采用以具有從數(shù)毫米到數(shù)微米范圍的粒度分布的氧化鋁和氧化鋁-二氧化硅(莫來石)為主要構(gòu)成相的耐火類材料作為基體，在其上噴鍍氧化鋯的定位器(參見特開昭61-24225號公報(bào))，在氧化鋁陶瓷表面上被覆氧化鋯的定位器(參見特開平3-1090公報(bào))等。
最近，為了提高電子設(shè)備部件的生產(chǎn)性和提高制品的質(zhì)量，在電子設(shè)備部件的制造工序中尋求對燒制等過程的更進(jìn)一步改進(jìn)。為此，要求更有效地除去在上述電子設(shè)備部件的成型工序中加入的大量有機(jī)類粘接材料，并且把共存的電極材料保存在穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行燒制等。作為提高生產(chǎn)性的方法，可以考慮，例如盡可能地增大定位器單位面積的電子設(shè)備部件的負(fù)載量。但是，如果增大上述此前使用的定位器的電子設(shè)備部件的負(fù)載量，在燒制等處理時(shí)，難以達(dá)到溫度均勻分布并維持環(huán)境氣體的均勻性，結(jié)果是，無法均勻地保持所制造的電子設(shè)備部件的質(zhì)量，而有可能成為損害質(zhì)量的原因。電子設(shè)備部件是高功能性材料，必須避免上述情況的發(fā)生。因此，希望開發(fā)一種可有效解決上述問題并實(shí)現(xiàn)更高通氣性的定位器。
與此不同，作為具有此前已知的通氣性的定位器，例如，在以氨基甲酸乙酯泡沫體等為代表的具有連續(xù)氣孔的多孔性有機(jī)物中浸漬陶瓷制造的多孔質(zhì)陶瓷定位器，和通過對陶瓷片沖孔或在塑性基底成型時(shí)，通過機(jī)械形成細(xì)微孔的方法制造的定位器(參見特開平11-79853號公報(bào))等。也有人提出，制備具有數(shù)毫米直徑的球狀有機(jī)物成型體，在制得的球狀有機(jī)物成型體的間隙注入陶瓷淤漿并使其固化，然后進(jìn)行燒制等，除去有機(jī)物，得到具有氣孔的陶瓷多孔體的定位器制造方法等(特開昭63-265880號公報(bào))。
但是，上述現(xiàn)有的具有通氣性的定位器在制造工序上都很繁瑣，生產(chǎn)性差，是不經(jīng)濟(jì)的。并且，根據(jù)本發(fā)明者們的研究，通過現(xiàn)有方法形成的具有通氣性的定位器的孔徑大小各異并且不均勻，同時(shí)，所形成的氣孔形狀復(fù)雜彎曲，因此，例如在裝載電子設(shè)備部件進(jìn)行燒制等時(shí)，處于環(huán)境氣體的不能順利進(jìn)行通氣的狀態(tài)。為此，即使現(xiàn)有的具有通氣性的定位器大多是具有氣孔的，從定位器的外部到內(nèi)部，或者從內(nèi)部到外部的環(huán)境氣體的通氣仍是不足的，在定位器內(nèi)的整個(gè)部分，電子設(shè)備部件的燒制等難以在均勻并且穩(wěn)定的條件下進(jìn)行。
另一方面，近年來，把一直采用加壓成型法制造的金屬類部件，開始用注射成型法進(jìn)行制造。在這種方法中，可通過采用在金屬類粉末材料中混入有機(jī)類粘合材料(粘合劑)的可塑性材料進(jìn)行注射成型，制成所需形狀的注射成型物后，對其進(jìn)行加熱處理，除去有機(jī)類粘合材料，由此，得到具有復(fù)雜形狀等的精細(xì)的金屬類部件。通過這種方法得到的精細(xì)的金屬類部件的用途擴(kuò)大到各領(lǐng)域。如上所述，即使在制造這種金屬類部件時(shí)，與上述電子設(shè)備部件的制造情況相同，也要對注射成型物進(jìn)行加熱處理，除去有機(jī)類粘合材料。因此，在這種情況下，從生產(chǎn)性方面考慮，可采用定位器，例如，可采用以耐火類材料為基底制成的定位器和主要是平板形狀的廉價(jià)定位器。
在通過注射成型制造金屬類部件時(shí)，無論在燒制等時(shí)特別是以改善生產(chǎn)性為目的時(shí)，希望開發(fā)可在低溫下短時(shí)間內(nèi)除去有機(jī)類粘合材料的效率更好的定位器。對此，只要可廉價(jià)地獲得具有高通氣性的定位器，就可達(dá)到提高注射成型法制造金屬類部件的生產(chǎn)性。
發(fā)明要解決的課題如上所述，在制造電子設(shè)備部件和通過注射成型法制造精細(xì)的金屬類部件(下文稱為“電子設(shè)備部件等”)時(shí)，在燒制等所采用的現(xiàn)有的定位器中，為了得到高質(zhì)量的電子設(shè)備部件等，必須對有機(jī)物和揮發(fā)成分的高除去機(jī)能和電子設(shè)備部件等進(jìn)行燒制等時(shí)所要求的達(dá)到溫度均勻分布、環(huán)境氣體在定位器內(nèi)部均勻分散并且容易(順利)將氣體向外部移動(dòng)的機(jī)能，是無法同時(shí)滿足的。當(dāng)然，采用簡便的、生產(chǎn)性優(yōu)良的方法而廉價(jià)地制得具有上述優(yōu)良功能的定位器的經(jīng)濟(jì)的定位器制造方法尚未出現(xiàn)。
因此，本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種在電子設(shè)備部件等制造時(shí)進(jìn)行燒制等過程中使用的，定位器內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)溫度均勻分布，和環(huán)境氣體均勻分散，以及容易使氣體向外部移動(dòng)，對于在電子設(shè)備部件等上附著的或者殘留的有機(jī)物和揮發(fā)成分可高效除去的定位器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可簡便并且經(jīng)濟(jì)地制造出具有上述優(yōu)良功能的定位器的方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是通過提供上述優(yōu)良的定位器和其制造方法，來提高采用該定位器制造的電子設(shè)備部件等的質(zhì)量和提高生產(chǎn)性，進(jìn)而，提高使用這些制品等的陶瓷類電子設(shè)備部件等的品質(zhì)。
用于解決本課題的方法上述目的是通過下述的本發(fā)明達(dá)到的。即，本發(fā)明提供一種陶瓷定位器，其特征是，該陶瓷定位器是在制造陶瓷類電子設(shè)備部件和通過注射成型制造金屬類部件時(shí)，在熱處理或者燒制工序中采用的、具有多個(gè)貫通孔的陶瓷定位器，該定位器含有至少70重量％的氧化鋁，上述貫通孔的形狀，在其縱向是內(nèi)徑大致相同的直線狀，并且，上述多個(gè)貫通孔的內(nèi)徑為0.3～1mm。本發(fā)明提供的陶瓷定位器，其上述氧化鋁含量為78～85重量％。該方案特別適用于在高溫下使用的定位器。本發(fā)明還提供一種陶瓷定位器，其上述氧化鋁含量在99重量％以上。該方案對于電子設(shè)備部件等的材質(zhì)與氧化鋁之外的雜質(zhì)反應(yīng)時(shí)特別適用。本發(fā)明提供的陶瓷定位器，至少是在陶瓷類電子設(shè)備部件和通過注射成型得到的金屬制品接觸的部分被覆穩(wěn)定的氧化鋯或者氧化鎂。該方案特別適用于電子設(shè)備部件等的材質(zhì)與定位器材料發(fā)生反應(yīng)時(shí)使用。
本發(fā)明提供的上述定位器的形狀為具有多個(gè)貫通孔的板狀的，具有多個(gè)貫通孔的板狀并在其至少一個(gè)面上具有起到襯墊作用的突出部分，或者，由底板和側(cè)壁構(gòu)成的盤狀并且上述底板和側(cè)壁的至少一面有多個(gè)貫通孔，多個(gè)貫通孔的平均孔徑為0.3～0.5mm，以及設(shè)置多個(gè)貫通孔的部分的氣孔率為30～70容量％。
本發(fā)明提供的陶瓷定位器的制造方法，是簡便地制造上述所列陶瓷定位器的方法，其特征在于，在含有至少70重量％的氧化鋁粉末中加入有機(jī)化合物，在賦予該粉末可塑性之后，將該可塑化粉末成型為具有多個(gè)貫通孔的所需形狀的成型物，將該成型物干燥后，在1400～1700℃下燒制該干燥的成型物。本發(fā)明提供的陶瓷定位器制造方法，是在1400～1700℃下燒制之前將干燥的成型物焙燒。本發(fā)明還提供一種在上述1400～1700℃的溫度下燒制后，進(jìn)一步將得到的燒制物加工成所需形狀的定位器的制造方法。本發(fā)明提供一種在上述各制造方法中，有機(jī)化合物是重均分子量為400～6000的聚合物。
附圖的簡要說明

圖1是盤狀的本發(fā)明定位器的斜視簡圖。
圖2是表示本發(fā)明盤狀定位器一例的截面的部分斜視圖。
圖3是表示本發(fā)明盤狀定位器另一例的截面的部分斜視圖，用截面表示其底板和側(cè)壁的一部分。
圖4是表示本發(fā)明盤狀定位器另一例的截面的部分斜視圖，用截面表示其底板和側(cè)壁的一部分。
圖5是本發(fā)明的板狀定位器一例的斜視圖。
圖6是本發(fā)明板狀定位器另一例的斜視圖。
圖7是表示采用實(shí)施例和比較例的定位器時(shí)相對于加熱溫度含有的有機(jī)物的除去率不同的曲線。
實(shí)施本發(fā)明的方案下面舉出優(yōu)選的實(shí)施方案更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
首先，所謂在本發(fā)明定位器中負(fù)載的電子設(shè)備部件，是在形成上面列舉的電容器、壓電元件、鐵氧體元件等各種陶瓷類電子設(shè)備部件中使用的，具有各種特性的陶瓷制薄膜(帶或者片)、塊(具有一定大小的)等的陶瓷制部件。同樣，所謂在本發(fā)明定位器上裝載的通過注射成型得到的精細(xì)的金屬類部件，是指采用在不銹鋼和鈦等金屬材料中加入有機(jī)類粘合材料的材料注射成型后進(jìn)行燒制而得到的金屬制部件。本發(fā)明的定位器可在制造這些部件時(shí)進(jìn)行熱處理和燒制工序中使用，不僅對于具有特定形狀和材質(zhì)的電子設(shè)備部件等，廣泛地說，可用于所有陶瓷制功能性材料和金屬系材料。由于要求上述電子設(shè)備部件等具有高功能性，所以，特別要求穩(wěn)定供給具有一定可靠性的均勻的高質(zhì)量制品。因此，在該制造工序燒制等中，要求在均一的條件下進(jìn)行處理，同時(shí)，在燒制等階段，希望對這些部件在可完全防止，與形成用于保持部件的定位器的材料之間發(fā)生反應(yīng)，或混入來自定位器的雜質(zhì)的狀態(tài)下進(jìn)行處理。反之，本發(fā)明的定位器通過改善其形成材料和形狀，解決了上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。下面對本發(fā)明的定位器的構(gòu)成進(jìn)行說明。
本發(fā)明的定位器在制造電子設(shè)備部件等進(jìn)行燒制時(shí)使用，其形狀可以是如圖5所示的一張板狀，也可以是如圖1所示的至少具有底板1和側(cè)壁2的盤狀。還可以是如圖6所示在形成板狀后，在板1的至少一個(gè)面上，用粘合等設(shè)置一種起到襯墊作用的任意形狀的凸部件4的帶凸部的板狀。
圖1表示盤狀定位器一例的斜視簡圖，但是，本發(fā)明并不限于此，只要在定位器裝載部上能裝載電子設(shè)備部件等并加以保持的任意形狀都行，例如，可舉出具有矩形或者圓形等所需形狀的底板1，和具有與該底板1相應(yīng)形狀的側(cè)壁2。而且，對其大小也沒有特別的限定，可根據(jù)內(nèi)部裝載的電子設(shè)備部件等的大小和數(shù)量來適當(dāng)決定。盤狀定位器由于可將定位器以堆疊方式使用，所以，可集中進(jìn)行電子設(shè)備部件等的燒制等。而且，本發(fā)明的定位器即使在將定位器以堆疊方式使用時(shí)，由于其高透氣性，仍可實(shí)現(xiàn)均勻的溫度分布、環(huán)境氣體的均勻分散并順利向外部移去，因此，在提高生產(chǎn)性的同時(shí)，不損害質(zhì)量，可穩(wěn)定得到均勻的高質(zhì)量電子設(shè)備部件等。
本發(fā)明定位器的其他形狀可舉出如圖5所示的一張板狀的，如上所述，也可以帶有突出部分(參照圖6)。板狀定位器根據(jù)燒制等的電子設(shè)備部件等的形狀，可充分保持部件，并且與上述盤狀的相比，具有加工性特別優(yōu)良，經(jīng)濟(jì)上也優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。另外，在板1的至少一個(gè)面上，如粘上起到襯墊作用的任意形狀的突出部件4等，制成帶有突出部分的板狀，由于是板狀定位器，與上述盤狀的定位器同樣，可將多個(gè)帶突出部分的定位器堆疊使用。這時(shí)，由于其高通氣性，可實(shí)現(xiàn)均勻的溫度分布和環(huán)境氣體的均勻性，在提高生產(chǎn)性的同時(shí)，既不損害質(zhì)量，又更廉價(jià)地得到均勻的高質(zhì)量的電子設(shè)備部件。
本發(fā)明的定位器的特征在于，在將電子設(shè)備部件等裝載在這些板狀定位器上或者盤狀定位器的底板上時(shí)，與電子設(shè)備部件等接觸的板狀定位器、盤狀定位器的底板或者盤狀定位器的底板和側(cè)壁至少在一部分上設(shè)置多個(gè)貫通孔，該貫通孔具有下述形狀。即，本發(fā)明的定位器上設(shè)置的貫通孔是在各貫通孔的縱向上所有部分的內(nèi)徑為大致相同的直線狀，并且多個(gè)貫通孔的平均孔徑為0.3～1mm，優(yōu)選的是同一形狀的貫通孔具有并排的所謂蜂巢狀的形狀。更優(yōu)選的是貫通孔的平均孔徑為0.3～0.5mm。
參照附圖對本發(fā)明的定位器上設(shè)置的貫通孔進(jìn)行說明。如圖5所示，定位器是板狀時(shí)，優(yōu)選的是貫通板1的上下面，在幾乎是整個(gè)面上設(shè)置貫通孔3。定位器的形狀是盤狀時(shí)，如圖3所示，貫通盤狀底板1的上下面在幾乎整個(gè)面上設(shè)置貫通孔3，或者，如圖2或4所示，也可以在盤狀底板1和側(cè)壁2上都設(shè)置貫通孔3。對于盤狀定位器，特別優(yōu)選的是定位器的底板1或側(cè)壁2的任何一個(gè)也設(shè)有貫通孔3的方案。另外，如圖4所示，在朝著裝載電子設(shè)備部件等的定位器內(nèi)設(shè)置貫通孔3的方案，可實(shí)現(xiàn)更均勻的通氣性，是優(yōu)選的。
如上所述，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是以貫通板狀定位器的上下面設(shè)置在幾乎整個(gè)面上，以貫通盤狀定位器的底板上下面設(shè)置在幾乎整個(gè)面上，特別是貫通底板和側(cè)壁的兩面設(shè)置在幾乎整個(gè)面上。如果這樣的話，裝載電子設(shè)備部件等的部分當(dāng)然不用說，定位器整體上可達(dá)到狀態(tài)良好的高通氣性，在燒制過程等中使用時(shí)，可更迅速地除去定位器自身附著的或者含有的有機(jī)物和定位器上裝載的電子設(shè)備部件等上附著的或者含有的脂質(zhì)等有機(jī)物。進(jìn)而，本發(fā)明的定位器與現(xiàn)有的具有通氣性的定位器相比，可實(shí)現(xiàn)特別優(yōu)良狀態(tài)的高通氣性，因此，在燒制電子設(shè)備部件等時(shí)，在定位器內(nèi)部，可達(dá)到更均勻的溫度分布和環(huán)境氣體的更均勻分散和順利向外部移去氣體。結(jié)果，可穩(wěn)定制造更高質(zhì)量的電子設(shè)備部件等。
具有上述形狀的本發(fā)明的定位器由于要在設(shè)置貫通孔的板狀或者盤狀定位器底板上裝載電子設(shè)備部件等的狀態(tài)下進(jìn)行燒制等處理，需要孔徑在1mm以下的貫通孔，以支持微小尺寸的電子設(shè)備部件等，然而，如果貫通孔的孔徑過小時(shí)，有可能損害所謂環(huán)境氣體達(dá)到均勻分散和氣體容易向外部移去的本發(fā)明所希望的目的。為此，本發(fā)明的構(gòu)成是使在定位器的底板等上設(shè)置的多個(gè)貫通孔的平均直徑達(dá)到0.3mm以上。更優(yōu)選的構(gòu)成是使各定位器設(shè)置的這種貫通孔的部分的氣孔率達(dá)到30～70容量％。
具有上述形狀的本發(fā)明的定位器的特征是含有至少70重量％的氧化鋁。而且，根據(jù)定位器的使用狀況，上述氧化鋁的含量為78～85重量％的方案的定位器，或者，上述氧化鋁含量為99重量％以上的方案的定位器是優(yōu)選的。即，本發(fā)明的定位器，首先在高溫下定位器的耐蠕變性的方面來看，作為其形成材料，可采用至少含有70重量％的氧化鋁的粉末。根據(jù)定位器的使用狀況，優(yōu)選的是如下設(shè)計(jì)的形成材料。在高溫下使用定位器的用途中，采用氧化鋁含量為78～85重量％的是合適的，另外，采用還含有二氧化硅，燒制后的構(gòu)成莫來石-氧化鋁相的形成材料也是合適的。另外，定位器上裝載的電子設(shè)備部件等的材質(zhì)，與氧化鋁之外的雜質(zhì)反應(yīng)時(shí)，采用氧化鋁含量在99重量％以上的形成材料是合適的。在本發(fā)明中，根據(jù)定位器的使用狀況，除選擇最合適的形成材料外，電子設(shè)備部件等的材質(zhì)在與定位器材料反應(yīng)的場合下使用時(shí)，優(yōu)選的構(gòu)成是至少在與電子設(shè)備部件等接觸的定位器部分上被覆穩(wěn)定化的氧化鋯或者氧化鎂。
作為具體的定位器形成材料，例如，可舉出昭和電工制的氧化鋁含量為99重量％的粉末和ミノセラミツク商事制的氧化鋁含量為80重量％和二氧化硅含量為20重量％的燒制后的構(gòu)成莫來石-氧化鋁相的混合粉末等。這些粉末材料的粒度，優(yōu)選的是使用平均粒徑0.3～3μm的。
本發(fā)明的定位器采用上述舉出的粉末材料，通過下面描述的方法，形成由設(shè)有平均孔徑為0.3～1mm、優(yōu)選的為0.3～0.5mm的貫通孔的氧化鋁燒制基材組成的成型物。具體地說，貫通孔的孔徑根據(jù)定位器上裝載的電子設(shè)備部件等的大小來適當(dāng)決定。這些貫通孔全部是直線狀的，并且，優(yōu)選的是具有一樣孔徑的均勻的產(chǎn)品。為此，優(yōu)選在上述粉末材料中，適當(dāng)添加下面舉出的有機(jī)化合物的粉末賦予以可塑性之后，采用可以形成蜂巢狀的具有平均孔徑為0.3～1mm的同樣大小的直線狀貫通孔(參照圖1中的放大圖)的所需形狀的成形物的模具擠出成型，然后進(jìn)行燒制，形成定位器。貫通孔的斷面形狀可以是矩形、多角形、圓形和橢圓形等的任意一種。
這時(shí)使用的有機(jī)化合物的添加比例，相對于高純度的氧化鋁粉末或者氧化鋁-莫來石形成用的氧化鋁混合粉末等粉末材料，優(yōu)選的為3～10重量％。作為有機(jī)化合物，通過賦予氧化鋁粉末等適當(dāng)?shù)目伤苄?，可擠出成形，并可容易地形成具有蜂巢狀的上述形狀貫通孔的成型物，并且，只要能夠保持其形狀任何一種都可以。其中，特別優(yōu)選的是具有適當(dāng)分子量的、在燒制具有貫通孔的成型物并形成定位器時(shí)，在定位器內(nèi)無有機(jī)物殘留的有機(jī)化合物。
具體地說，優(yōu)選的是使用重均分子量400～6000范圍內(nèi)的，加熱時(shí)熔融并具有適當(dāng)粘度，加熱燒制后不殘留的這樣特性的有機(jī)化合物。作為這樣的有機(jī)化合物，優(yōu)選的是使用分子中含有多個(gè)氧原子的聚酯和纖維素的衍生物，更優(yōu)選的是使用適當(dāng)聚合度的聚環(huán)氧乙烷和聚環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丙烷中任意量的環(huán)氧乙烷共聚的聚醚。
聚醚(工業(yè)用多元醇)一般用于非離子性表面活性劑、潤滑劑和油壓流體等中，例如，在環(huán)氧丙烷中混合任意量的環(huán)氧乙烷，以乙二醇和丙二醇等二元醇，或甘油和季戊四醇等三元醇為引發(fā)劑進(jìn)行共聚而合成的。這種聚醚通過適當(dāng)選擇合成材料，可獲得具有多種物理特性的聚醚。因此，可適當(dāng)選擇使用具有適應(yīng)本發(fā)明定位器使用目的的良好的物理特性的特定聚醚，特別優(yōu)選的是使用聚醚。即，通過在氧化鋁粉末等中含有合適的聚醚，可獲得在加熱到適當(dāng)溫度時(shí)適合擠出成型的可塑性，并且，成形后得到的具有貫通孔的成型物由于具有可保持其形狀的適度強(qiáng)度，可良好地進(jìn)行其后的燒制操作。
根據(jù)本發(fā)明的方法，采用上述得到的具有貫通孔的成型物，例如，如下所述可制造出具有上述板狀或者盤狀的所需形狀的定位器。首先舉出的方法是將上述成型物在30～80℃左右干燥，將干燥的成型物加工成板狀或者盤狀的所需定位器形狀，然后，將其在1400～1700℃下燒制制造定位器的方法。其他方法，首先，可舉出，將上述成型物在1400～1700℃下燒制，然后，將得到的成型物加工成板狀或者盤狀的所需定位器的形狀來制造定位器的方法。前一種方法加工性優(yōu)良，可更簡便地獲得所需形狀的定位器。另一方面，如果采用后一種方法來制造，與前一種方法相比，加工性差，但具有加工精度高和形狀自由度高的優(yōu)點(diǎn)。
如上所述，在定位器與其上裝載的電子設(shè)備部件等發(fā)生反應(yīng)時(shí)，對于上述加工的由氧化鋁制成的燒制物，優(yōu)選的是在使用時(shí)至少與電子設(shè)備部件等接觸的部分被覆穩(wěn)定化的氧化鋯或者氧化鎂。這樣，在電子設(shè)備部件等燒制時(shí)，可有效防止電子設(shè)備部件等與定位器發(fā)生反應(yīng)。作為被覆方法，優(yōu)選的是在將穩(wěn)定化的氧化鋯或者氧化鎂的粉末分散在水中制備水性淤漿之后，將定位器浸漬在所得到的淤漿中，并粘附上述淤漿，或者，在定位器的所需部分采用噴涂等粘附上述淤漿后，在1400℃左右的溫度下燒制。
實(shí)施例下面舉出實(shí)施例和比較例更具體地說明本發(fā)明。
(實(shí)施例1)在本實(shí)施例中，形成材料中采用平均粒徑為0.5μm的純度99重量％的氧化鋁粉末。粉末中所含有的有機(jī)化合物采用在環(huán)氧丙烷中混合任意量的環(huán)氧乙烷，并用甘油作為引發(fā)劑進(jìn)行共聚得到的重均分子量為3000的聚醚。在氧化鋁粉末中以5重量％的比例含有該共聚物，采用擠出成型機(jī)進(jìn)行混合、混練，賦予可塑性。采用如此得到的混練物，通過擠出成型機(jī)成型各貫通孔呈直線狀、其截面形狀是直徑為0.7mm的圓形的設(shè)置有多個(gè)貫通孔呈蜂巢狀的成型物。干燥后，在60℃/小時(shí)的條件下升溫到1550℃，在該溫度下燒制120分鐘，制成氧化鋁燒制部件。接著，采用得到的氧化鋁燒制部件，進(jìn)行切削磨削加工，制成如圖2所示狀態(tài)的在側(cè)壁和底板上具有貫通孔的，且如圖1所示的盤狀定位器。
另一方面，作為用于抑制與電子設(shè)備部件等發(fā)生反應(yīng)的被覆材料，將氧化釔穩(wěn)定化的氧化鋯分散在水中，使達(dá)到目的濃度(50重量％)，制成水性淤漿后，將上述加工成定位器形狀的氧化鋁燒制部件浸漬在上述淤漿中，在表面形成氧化鋯涂層。然后，為了燒結(jié)涂層，在1400℃下進(jìn)行燒制，得到本實(shí)施例的盤狀定位器。在所得到的定位器設(shè)置貫通孔的部分，氣孔率為60％左右，在其他部分，一樣孔徑的直線狀貫通孔可形成多個(gè)蜂巢狀。
為了與上述制造的本實(shí)施例的定位器進(jìn)行比較，采用市場出售的盤狀氧化鋯被覆定位器的商品1～3，在各定位器中，等量裝載作為電子設(shè)備用的部件的成型為帶狀的鈦酸鋇類陶瓷成型體，進(jìn)行加熱處理。熱處理的升溫條件為30℃/小時(shí)。對采用上述各定位器的情況，通過在各階段加熱溫度下，在含有有機(jī)物的環(huán)境氣體下加熱來比較除去率。所得到的結(jié)果示于表1。商品定位器使用下面記載的。商品1用以謀求輕量化和提高能量效率，將有機(jī)類空心顆粒混合在陶瓷粉末中，通過熱壓，除去其中的有機(jī)類空心顆粒，形成多孔性的多孔定位器。商品2是通過燒制陶瓷纖維得到的多孔性定位器，謀求減輕質(zhì)量。商品3是以耐火物作為母材的定位器，具有低成本和高強(qiáng)度的特征。
表1含有有機(jī)物的除去率(％)*的比較

*通過計(jì)算含有有機(jī)物的除去率為3.5％。
由表1可見，在采用商品1～3的各定位器時(shí)，不管那個(gè)在600℃的加熱溫度，都具有與理論值大致相同的除去率，與此不同，在使用實(shí)施例1的定位器時(shí)，在300℃的加熱溫度下已經(jīng)顯示出，理論上含有有機(jī)物的除去率為3.5％。由該結(jié)果可以確認(rèn)，與現(xiàn)有的定位器相比，通過采用本實(shí)施例的定位器，可在更低的溫度下能夠完全除去電子設(shè)備部件中附著或者含有的有機(jī)物。
(實(shí)施例2)采用與實(shí)施例1中使用的同樣純度99重量％的氧化鋁粉末和有機(jī)化合物，通過與實(shí)施例1同樣的方法制作帶有貫通孔的成型物，然后，由該成型物切削加工成與圖1所示的盤狀定位器底板類似的板。另一方面，在具有與使用的上述板同樣的燒制收縮率的氧化鋁陶瓷上，形成沒有貫通孔的側(cè)壁。將得到的側(cè)壁與之前作為底板得到的板粘接，形成一體化后，通過燒制，形成如圖3所示的僅在底板的整個(gè)面上具有貫通孔的盤狀定位器。接著，通過噴射法在表面被覆與實(shí)施例1采用的同樣的氧化鋯水性淤漿，為了燒制涂層，在1400℃下進(jìn)行燒制，制成只在底板上有貫通孔的本實(shí)施例的盤狀定位器。
采用上述制作的本實(shí)施例的定位器和商品氧化鋯涂層定位器，在這些定位器中，分別裝載與實(shí)施例1中使用的同樣的鈦酸鋇類成型體，在升溫時(shí)的一部分溫度區(qū)域內(nèi)，控制環(huán)境氣體使從氧化環(huán)境變成還原環(huán)境來進(jìn)行燒制，比較燒制后的殘留碳含有率。用以比較的商品氧化鋯被覆的定位器采用的是與實(shí)施例1中使用的商品1～3同樣的定位器。燒制溫度為1300℃。而且，上述鈦酸鋇類制品中求出的殘留碳含有率為約0.5％。
結(jié)果顯示，采用商品1～3的定位器時(shí)，殘留碳含有率都在1.5％以上，顯然無法滿足0.5％的目的值。采用商品2時(shí)，具有最高為3.4％的殘留碳含有率。與此不同，采用實(shí)施例2的定位器的殘留碳含有率為0.3％，達(dá)到了殘留碳含有率的目的值。由結(jié)果可以確認(rèn)，通過采用本實(shí)施例的定位器，在升溫時(shí)的一部分溫度區(qū)域中，即使控制環(huán)境氣體使從氧化環(huán)境變成還原環(huán)境來進(jìn)行燒制，環(huán)境氣體也可均勻分散并且容易移動(dòng)。
(實(shí)施例3)在本實(shí)施例中，作為形成材料采用的是燒制后的構(gòu)成氧化鋁含量為80重量％、二氧化硅含量為20重量％的莫來石-氧化鋁相的粉末。該粉末的平均粒徑為1.5μm。另外，通過實(shí)施例1中采用的同樣的方法制成具有貫通孔的成型物，進(jìn)行燒制。然后，切斷加工成用于形成如圖1所示的盤狀定位器的底板和側(cè)壁的尺寸，制成各板狀部件。所得到的各板狀部件用莫來石質(zhì)的粘合劑粘接，通過加熱使其固定，制成圖1所示的盤狀定位器。這時(shí)，如圖4所示，沿著各部件的粘接方向形成的結(jié)構(gòu)是，從定位器的內(nèi)部向外部方向配制貫通孔，并且，該貫通孔被設(shè)置在底板和側(cè)壁的幾乎整個(gè)面上。
將實(shí)施例1中使用的同樣的氧化鋯淤漿通過噴射法在表面上被覆，在1400℃下進(jìn)行燒制，在構(gòu)成定位器的整個(gè)面上制成具有從定位器內(nèi)部向外部的通氣孔的本實(shí)施例的定位器(參照圖4)。
另外，采用與實(shí)施例1使用的同樣的鈦酸鋇類成型體，從室溫加熱至600℃，在下面的條件下研究所含有機(jī)物的除去率變化。在該試驗(yàn)中，采用實(shí)施例1～3的定位器和用于比較的實(shí)施例1中使用的商品1的多孔性定位器。這時(shí)，在各定位器上裝載鈦酸鋇類成型體后，在各定位器上負(fù)載沒有通氣性的致密氧化鋁片作為蓋的狀態(tài)下進(jìn)行燒制。結(jié)果在圖7表示。在使用商品1時(shí)，所含有機(jī)物的除去率即使在600℃下加熱處理，也達(dá)不到理論值的3.5％。與此相對，反之，實(shí)施例1和2的定位器時(shí)，所含有機(jī)物的除去率具有完全相同的變化，在500℃下加熱就達(dá)到了3.5％。在采用實(shí)施例3的定位器時(shí)，在300℃下加熱就達(dá)到了3.5％。因此，實(shí)施例3的定位器盡管用致密的氧化鋁片作為蓋子蓋住上部，在與實(shí)施例1中上部開放的狀態(tài)下加熱的同樣溫度300℃下，就具有3.5％的所含有機(jī)物的除去率，可確認(rèn)能夠非常有效的除去有機(jī)物。
(實(shí)施例4)采用與實(shí)施例1所示的同樣的材料和方法制備具有貫通孔的成型物，切削加工成板狀，然后進(jìn)行燒制，制成如圖5所示的1張板形成的，在該板的大致上下整個(gè)面上具有貫通孔的板狀定位器。接著，采用與實(shí)施例1同樣的氧化鋯淤漿通過噴射法被覆表面，為了燒制被覆層，在1400℃下燒制，制成本實(shí)施例的具有通氣性的板狀定位器。
采用上述制作的本實(shí)施例的板狀定位器，在其上裝載與實(shí)施例1使用的同樣的鈦酸鋇類成型體，從室溫加熱到600℃，通過與實(shí)施例3同樣的方法研究所含有機(jī)物的除去率。由該結(jié)果可確定，與采用實(shí)施例3的盤狀定位器的情況相同，在本實(shí)施例的板狀定位器中，在低溫下也可良好地除去含有的有機(jī)物(參見圖7)。另外，代替上述噴射法，通過在氧化鋯淤漿中浸漬的方法也可得到與上述相同的結(jié)果。
發(fā)明的效果如上所述，采用本發(fā)明的定位器，在電子設(shè)備部件等的熱處理或者燒制工序中使用時(shí)，可獲得除去有機(jī)物和揮發(fā)成分的高效率，并可實(shí)現(xiàn)定位器內(nèi)部的環(huán)境氣體的均勻分散。而且，根據(jù)本發(fā)明的方法，可簡便并且經(jīng)濟(jì)地制造上述優(yōu)良的定位器。根據(jù)本發(fā)明，通過提供具有上述優(yōu)良功能的定位器，可穩(wěn)定并且生產(chǎn)性良好地獲得高質(zhì)量的電子設(shè)備部件等，同時(shí)，由此可提高使用電子設(shè)備部件等的陶瓷類電子設(shè)備部件等的質(zhì)量和生產(chǎn)性。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷定位器，該陶瓷定位器是在制造陶瓷類電子設(shè)備部件和通過注射成型制造金屬類部件時(shí)在熱處理或者燒制工序中使用的、具有多個(gè)貫通孔的陶瓷定位器，其特征在于該定位器含有至少70重量％的氧化鋁，上述貫通孔的形狀，在其縱向?yàn)閮?nèi)徑大致相同的直線狀，并且上述多個(gè)貫通孔的內(nèi)徑為0.3～1mm。
2.權(quán)利要求1所述的陶瓷定位器，其中上述氧化鋁的含量為78～85重量％。
3.權(quán)利要求1所述的陶瓷定位器，其中上述氧化鋁的含量為99重量％以上。
4.權(quán)利要求1到3的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器，其中至少在與陶瓷類電子設(shè)備部件或與通過注射成型得到的金屬制品接觸的部分被覆穩(wěn)定化的氧化鋯或者氧化鎂。
5.權(quán)利要求1到4的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器，其中上述定位器的形狀是具有多個(gè)貫通孔的板狀。
6.權(quán)利要求1到4的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器，其中上述定位器的形狀是具有多個(gè)貫通孔的板狀，在其至少一個(gè)面上具有起到襯墊作用的突出部分。
7.權(quán)利要求1到3的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器，其中上述定位器的形狀是由底板和側(cè)壁構(gòu)成的盤狀，在上述底板和側(cè)壁的至少一方上具有多個(gè)貫通孔。
8.權(quán)利要求1到7的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器，其中多個(gè)貫通孔的平均孔徑為0.3～0.5mm。
9.權(quán)利要求1到8的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器，其中設(shè)置有多個(gè)貫通孔的部分的氣孔率為30～70容量％。
10.權(quán)利要求1～9的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器的制造方法，其特征在于，在含有至少70重量％的氧化鋁的粉末中加入有機(jī)化合物，賦予該粉末可塑性之后，將該可塑化的粉末成型為具有多個(gè)貫通孔的所需形狀的成型物，在該成型物干燥之后，將該干燥的成型物在1400～1700℃的溫度下燒制。
11.權(quán)利要求10所述的陶瓷定位器的制造方法，其中在1400～1700℃的溫度下進(jìn)行燒制之前，焙燒干燥的成型物。
12.權(quán)利要求10或11所述的陶瓷定位器的制造方法，其中在1400～1700℃的溫度下燒制之后，進(jìn)一步將得到的燒制物加工成所需形狀。
13.權(quán)利要求10到12的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器的制造方法，其中有機(jī)化合物是重均分子量為400～6000的聚合物。
14.權(quán)利要求10到13的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器的制造方法，其中上述氧化鋁的含量為78～85重量％。
15.權(quán)利要求10到13的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器的制造方法，其中上述氧化鋁的含量為99重量％以上。
16.權(quán)利要求10到15的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器的制造方法，其中至少在與陶瓷類電子設(shè)備部件或與通過注射成型得到的金屬制品接觸的部分進(jìn)一步被覆穩(wěn)定化的氧化鋯或者氧化鎂的水性淤漿后，對上述部分燒制。
17.權(quán)利要求10到16的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器的制造方法，其中上述定位器的形狀為具有多個(gè)貫通孔的板狀。
18.權(quán)利要求10到16的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器的制造方法，其中上述定位器的形狀是具有多個(gè)貫通孔的板狀，在其至少一個(gè)面上具有起到襯墊作用的突出部分。
19.權(quán)利要求10到16的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器的制造方法，其中上述定位器的形狀是由底板和側(cè)壁構(gòu)成的盤狀，在上述底板和側(cè)壁的至少一種上具有多個(gè)貫通孔。
20.權(quán)利要求10到19的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器的制造方法，其中多個(gè)貫通孔的平均孔徑為0.3～0.5mm。
21.權(quán)利要求10到20的任意一項(xiàng)所述的陶瓷定位器的制造方法，其中設(shè)置有多個(gè)貫通孔的部分的氣孔率為30～70容量％。
全文摘要
一種陶瓷定位器,它用于生產(chǎn)陶瓷基電子部件或金屬基部件時(shí)的熱處理或燒制步驟,該陶瓷定位器具有多個(gè)貫通孔,其鋁含量至少70重量%,每個(gè)貫通孔是線型并沿其長度具有相同內(nèi)徑,其內(nèi)徑為0.3～1mm。并且公開了生產(chǎn)定位器的燒制方法。
文檔編號F27D1/00GK1341577SQ0113314
公開日2002年3月27日 申請日期2001年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月28日
發(fā)明者雄澤猛, 泉水良之, 芳賀干知, 林善明 申請人:美濃窯業(yè)株式會(huì)社, 本山株式會(huì)社