烧成用承烧板的制作方法

1.本公开涉及烧成用承烧板。

背景技术：

2.以往，例如如专利文献1所记载那样，陶瓷制的烧成用承烧板被广泛地使用。烧成用承烧板是在将作为烧成对象的被烧成体利用电炉等烧成时用于载置被烧成物的托盘。被烧成体例如是用于电子部件搭载用的平板陶瓷基板这样的陶瓷的平板烧结体，要求高的平面度。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2012-158507号公报

技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.但是，在上述专利文献1的烧成用承烧板中，在被烧成体的表背面即与烧成用承烧板接触的背面和不与烧成用承烧板接触(与什么都不接触而向烧成炉内的氛围开放)表面中，温度上升的程度大幅不同。另外，在被烧成体的背面与烧成用承烧板之间作用摩擦力，而在被烧成体的表面不作用摩擦力。由此，存在以下问题：在烧成时，在被烧成体的表背面中会在收缩率方面产生差，在制造出的烧成体中会产生翘曲。
8.用于解决课题的手段
9.本公开能够作为以下的方式来实现。
10.(1)根据本公开的一方式，提供烧成用承烧板。该烧成用承烧板是载置被进行烧成处理的被烧成体的烧成用承烧板，其中，具备：基部，呈板状；多个突起部，从形成于所述基部的单面的载置面突出且互相分离而设置；及多个接触面部，分别形成于所述多个突起部的前端，呈圆形状且与所述被烧成体相接。
11.根据该方式，在承烧板的载置面中，被烧成体与形成于突起部的前端的接触面部相接。因而，与不形成突起部的情况相比，能够减小接触面积。因此，若在被烧成体中将与承烧板相接的一侧设为背面，将不与承烧板相接的一侧设为表面，则在烧成时能够抑制被烧成体的表背面中的收缩率之差，能够制造平面度更高的烧成体。
12.(2)在上述方式中，所述多个接触面部的合计面积相对于所述载置面的面积的比例即接触面积率可以为5％以上且70％以下。根据该方式，由于接触面部所占的面积相对于载置面为5％以上且70％以下，所以与接触面积率超过70％的情况相比，能够减小接触面积。因此，若在被烧成体中将与承烧板相接的一侧设为背面，将不与承烧板相接的一侧设为表面，则在烧成时，能够抑制被烧成体的表背面中的收缩率之差，能够制造平面度更高的烧成体。
13.另外，若接触面积率比5％小，则从接触面部向被烧成体作用的压力变大，因此可
能会在被烧成体的表面形成由突起部引起的凹痕，但在上述方式中，由于将接触面积率设为5％以上，所以能够使得不容易形成凹痕。
14.(3)在上述方式中，所述多个突起部可以具有：圆柱部，从所述载置面突出；及圆锥台部，与所述圆柱部的突出前端连接而形成，呈随着从所述突出前端沿着所述圆柱部的突出方向离开而缩径的圆锥台形状，在前端具有所述接触面部。
15.根据该方式，与圆锥台部由圆柱形状置换而形成的结构相比，能够在突起部的前端的周围形成更大的空间，由此，能够在突起部彼此之间形成更广的空间。通过该空间，能够更大地确保气体流路，因此在烧成时，粘结剂等有机物容易与氧反应，能够容易使反应而产生的粘结剂不向突起部的周边滞留而向外部脱出。即，能够缩短脱脂时间，能够使生产性提高。
16.(4)在上述方式中，所述多个接触面部可以在与所述载置面平行的方向上等间隔地设置。根据该方式，接触面部等间隔地即均等地设置于载置面。因而，在被烧成体的中心部和其以外的部位中，能够使每单位面积的接触面积的比例大致均一，除了被烧成体的表背面之外，还能够降低被烧成体的中心部和其以外的部位中的收缩率之差。
17.(5)所述多个接触面部的直径可以为0.3mm以上且2.7mm以下。在接触面部的直径比0.3mm小的情况下，一个突起部的接触面部的接触面积变小，因此可能会因被烧成体的自重而突起部的前端向被烧成体的表面陷入而招致瑕疵的产生，因此不优选。
18.另一方面，若接触面部的直径比2.7mm大，则被烧成体与承烧板的接触面积变大，成为承烧板和被烧成体反应而引起粘接的原因，因此不优选。根据上述方式，由于接触面部的直径为0.3mm以上且2.7mm以下，所以能够适宜地避免在被烧成体产生瑕疵或者被烧成体和承烧板粘接之类的问题。
附图说明
19.图1是示出本公开的第一实施方式中的烧成用承烧板的概略结构的俯视图。
20.图2是说明使用了烧成用承烧板的多层堆叠烧成工序的侧视图。
21.图3是在图2中虚线所示的部分的示意剖视图。
22.图4是突起部的剖视图。
23.图5是说明使被烧成体与烧成用承烧板的接触面积率变化时的平面度良化指数的图。
24.图6是示出烧成工序中的温度和氧浓度的时间变化的图。
25.图7是说明使用改变了突起部的高度和接触面积率的承烧板将被烧成体烧成时的成品的评价的图。
26.附图标记说明
27.10
…
烧成用承烧板，11
…
被烧成体，12
…
基部，13
…
突起部，14
…
上表面(载置面)，15
…
间隔件，21
…
圆柱部，22
…
圆锥台部，23
…
接触面部，24
…
表面，25
…
背面。
具体实施方式
28.a.实施方式：
29.a1.烧成用承烧板10的结构：
30.图1是示出本公开的第一实施方式中的烧成用承烧板10的概略结构的俯视图。图2是说明使用了烧成用承烧板10的多层堆叠烧成工序的侧视图。烧成用承烧板10(以下，也简称作“承烧板10”)是在将被进行烧成处理的被烧成体11(参照图2)利用电炉等烧成时用于载置被烧成体11的托盘。如图1所示，烧成用承烧板10具有呈板状的基部12和突起部13。
31.基部12呈厚度为1.5mm且1边为160mm的矩形平板状。在基部12的单面且基部12的载置被烧成体11的上表面14上，许多突起部13等间隔地整齐排列，以互相分离的状态设置。关于突起部13的详情后述。需要说明的是，在图1中，关于突起部13，一部分简略化而图示，在图2中，省略突起部13而图示。承烧板10的材质是由氧化铝、莫来石、氧化锆、碳化硅、氮化硅等构成的通用的陶瓷。
32.需要说明的是，在烧成用承烧板10的上表面14上，为了防止被烧成体11和烧成用承烧板10反应而融合，也可以涂覆氧化锆等反应性低的材料。
33.如图2所示，被烧成的被烧成体11是将包含有机添加物的状态的烧结用粉体(氧化物系、金属系)利用加压成形、静水压成形、注射成形、粘结剂喷射式3d打印机等成形而得到的平板状的成形体。虽然不具体地特别限定，但被烧成体11例如是电子部件用铁氧体芯、陶瓷产品等。将这样的被烧成体11载置于烧成用承烧板10且夹着间隔件15而堆叠成多层的结构向分批炉(图示省略)投入而进行烧成。此时，为了促进粘结剂除去，将氛围气体朝向被烧成体11供给。
34.a2.突起部13的结构：
35.接着，对突起部13的结构进行说明。图3是在图2中虚线所示的部分的示意剖视图。图4是突起部13的剖视图，是以通过中心线c的平面剖切时的剖视图。如图3、图4所示，突起部13由圆柱部21和圆锥台部22构成。圆柱部21从基部12的上表面14突出而设置。圆锥台部22与圆柱部21的突出前端连接而设置，呈随着从圆柱部21的突出前端沿着圆柱部21的突出方向离开而缩径的圆锥台形状。圆柱部21和圆锥台部22同轴配置于相同的中心线c上。圆柱部21的直径φ1和圆锥台部22的底面的直径是相同的长度。圆锥台部22的上表面即突起部13的前端面作为与被烧成体11接触的接触面部23而形成。接触面部23呈圆形状。
36.突起部13例如形成为：整体的高度h1为2mm，圆柱部21的高度h2为1.5mm，圆锥台部22的高度h3为0.5mm，圆柱部21的直径φ1为3mm，接触面部23的直径φ2为0.3mm。突起部13的形成周期(任意的突起部13的中心线c与相邻的突起部13的中心线c的距离即中心间距离)s1(参照图1)为10mm。
37.需要说明的是，接触面部23的直径φ2在与圆柱部21的直径φ1的关系中，优选为φ2＝0.1φ～0.9φ的范围。作为具体的数值，接触面部23的直径φ2从被烧成体11的瑕疵防止、被烧成体11与承烧板10的粘接防止的观点来看优选为0.3mm以上且2.7mm以下。关于详情后述。
38.需要说明的是，包含突起部13的承烧板10的制造方法没有特别的限定，能够通过各种方法来制造。若示出一例，则将上述例示的陶瓷的粉体粉碎处理，向得到的浆料添加规定量的粘结剂(例如丙烯酸树脂等)，放入模具而通过冲压压实后，从模具拔出而得到成形体。需要说明的是，在模具的冲压面上，以在烧成后形成目标的突起部13的方式形成有与突起部13的形状对应的形状。通过将成形体以与材料对应的烧成温度烧成，得到本公开的烧成用承烧板10。
39.另外，接触面部23所占的面积(形成于载置面的多个接触面部23的合计面积)相对于载置面的面积的比例即接触面积率为15％左右。需要说明的是，在烧成用承烧板10的上表面14中，载置被烧成体11的部分相当于“载置面”。换言之，在被烧成体11载置于承烧板10的状态下的俯视下，将被烧成体11向上表面14投影时的外形内的部分相当于最小的“载置面”。
40.图5是说明使被烧成体11与烧成用承烧板10的接触面积率变化时的平面度良化指数的图。“平面度良化指数”是将“接触面积率100％时的平面度”除以“各接触面积率下的平面度”而得到的值。该平面度良化指数的值越大，则越表示是没有翘曲、裂纹且平面度高的良好的状态。将基于具有突起部13的承烧板10的试验结果以实线示出，将基于不具有突起部13的承烧板10(以下，称作“比较方式”)的试验结果以虚线示出。在比较方式中，接触面积率不是100％的是形成有贯通孔的承烧板。该比较方式中的接触面积率的增减通过调整贯通孔的形成密度来进行。
41.需要说明的是，被烧成体11使用mnzn铁氧体作为原料，通过液压冲压下的一轴成形而制作。被烧成体11是120mm
×
36mm
×
5.5mm的板状构件。在分批式的加热炉中对被烧成体11进行了烧成。图6是示出烧成工序中的温度和氧浓度的时间变化的图。如图6所示，在氧浓度为约20％的氛围中，首先在使炉内温度升温为400℃的状态下放置约1.5小时。这是用于使在成形被烧成体11时添加的粘结剂气化而散发从而从被烧成体11的内部除去的时间。之后，进一步升温为约1300℃而进行了约3小时的烧成。
42.再次参照图5。关于在图5中实线所示的具有突起部13的承烧板10，具有与上述第一实施方式同样的突起部13，接触面积率的增减通过在突起部13的形状、大小保持不变的状态下调整突起部13的间距s1即形成密度而进行。
43.如图5的实线所示，通过使用了接触面积率15％的上述第一实施方式的烧成用承烧板10的烧成而得到的被烧成体11的平面度良化指数为约1.6。另外，在接触面积率40％的承烧板10中为约1.4，在接触面积率70％的承烧板10中为约1.15。根据以上，大体在接触面积率为5％以上且70％以下的范围中得到了平面度良化指数为1.15以上的具有充分的平面度的烧成体。
44.而且，作为更良好的方式，在接触面积率为5％以上且40％以下的范围中，与比较方式相比得到了更显著的效果。需要说明的是，若接触面积率比5％小，则向被烧成体11的压力增大，可能会形成由突起部13引起的凹痕，因此优选为5％以上。需要说明的是，如上述图5所示，在具有突起部13的承烧板10和具有贯通孔的承烧板10中，即使是相同的接触面积率，在具有突起部13的承烧板10中，平面度良化指数也更高。这是因为，在形成贯通孔的承烧板10的情况下，接触面部23不独立而连续地相连，因此容易阻碍被烧成体11的变形。
45.[效果]
[0046]
(1)在烧成时，被烧成体11接受热而如图3的箭头a所示那样从外侧向内侧收缩。在上述第一实施方式的烧成用承烧板10中，能够减少被烧成体11与承烧板10的接触面积，能够极力减小背面25从承烧板10接受的摩擦力，使被烧成体11的表面24及背面25的热的传递方式接近相同的状态。也就是说，能够降低被烧成体11的表背面24、25中的收缩量差，能够廉价地制造翘曲、裂纹少的烧结品。
[0047]
尤其是，在作为电子部件经常使用的铁氧体芯、陶瓷产品中，烧成时的收缩量大，
有时因每个部位的收缩差而在被烧成体11产生裂纹或者产生翘曲。根据上述第一实施方式的承烧板10，通过这样而在被烧成体11中包含很多有机物且在烧结工序中伴随着大的尺寸变化的部件中能够起到更显著的效果。
[0048]
(2)另外，由于是对烧成用承烧板10赋予突起部13的构造，所以由不形成突起部13的部分形成气体流路。尤其是，上述第一实施方式的突起部13由圆柱部21和圆锥台部22构成。与圆锥台部22由圆柱形状置换而形成的结构相比，能够通过突起部13的前端的周围而形成大的空间，由此，能够在突起部13彼此之间形成更广的空间。通过该空间，能够更大地确保气体流路，因此在烧成时，粘结剂等有机物容易与氧反应，能够容易使反应而产生的粘结剂不向突起部的周边滞留而向外部脱出。若粘结剂除去不充分，则会在产品引起破裂、表面粗糙。根据上述第一实施方式，能够缩短脱脂时间，能够使生产性提高。
[0049]
图7是说明使用改变了突起部13的高度h1和接触面积率的承烧板10将被烧成体11烧成时的成品的评价的图。在图7中，在横轴取空间量，在纵轴取作为被烧成体11的材料而添加的粘结剂的重量浓度。需要说明的是，“空间量”与粘结剂脱出的气体流路的空间体积相关，在本试验中以“空间量＝非接触面积率(从载置面的面积减去多个接触面部23的合计面积后的面积相对于载置面的面积的比例)
×
突起部13的高度h1”求出。
[0050]
在空间量为“190”的承烧板10中，非接触面积率为95％，突起部13的高度h1为5mm。另外，在空间量为“1290”的承烧板10中，非接触面积率为86％，突起部13的高度h1为15mm。在图7中，观察成品的表面，通过破裂、表面粗糙的产生有无进行了评价。
[0051]
在图7中，根据成品的表面的状态，将通过破裂、表面粗糙的有无而综合地判断、评价的结果以“a”“b”“c”这3个等级示出。“a”表示破裂和表面粗糙都没有，是良好的状态。“b”表示虽然没有破裂但可看到表面粗糙的状态。“c”表示产生了破裂的状态。
[0052]
如图7所示，在空间量为“0”的不形成突起部13的承烧板10中，在粘结剂浓度为1wt％以上时是c判定。在空间量为“190”的形成突起部13的承烧板10中，在粘结剂浓度为1wt％时是a判定，在粘结剂浓度为1.1wt％以上时是b判定。在空间量为“1290”的形成突起部13的承烧板10中，在粘结剂浓度为1wt％～1.3wt％内时全部是a判定。
[0053]
即，可知：空间量越大而充分，则即使是高的粘结剂浓度也能够可靠地除去粘结剂，由脱脂不充分引起的破裂、表面粗糙的产生被抑制。由此，若非接触面积率为95％，则作为突起部13的高度h1，优选为5mm以上。作为进一步优选的方式，若非接触面积率是86％，则突起部13的高度优选为15mm以上。
[0054]
(3)上述第一实施方式的接触面部23在与载置面(上表面14)平行的方向上等间隔地即均等地设置。因而，在被烧成体11的中心部和其以外的部位中，在与承烧板10的接触形态中，每单位面积的接触面积的比例大致均一，因此除了被烧成体11的上下表面24、25之外，还能够降低被烧成体11的中心部与其以外的部位中的收缩率之差。
[0055]
(4)例如，在不具有圆柱部21且突起部13呈平缓的山型形状的结构中，形成间隔无用地扩展，对于有的被烧成体11难以载置。相对于此，根据上述第一实施方式，由于具有圆柱部21，所以形成间隔不无用地扩展，能够减少能够载置的产品的制约。
[0056]
(5)若突起部13仅由圆柱部21构成，则在承烧板10的制造时，在从模具拔出时角容易缺损而脱模难以进行。另外，为了顺畅地进行脱模，需要赋予液体状的添加物等工序，因此成本变高。这一点，在上述第一实施方式的突起部13中，由于具有圆锥台部22而存在坡
度，所以脱模容易，即制造容易。另外，成本也能够削减。
[0057]
(6)在上述第一实施方式中，接触面部23的直径φ2为0.3mm以上且2.7mm以下。在接触面部23的直径φ2比0.3mm小的情况下，一个突起部13的接触面部23的接触面积变小，因此可能会因被烧成体11的自重而突起部13的前端向被烧成体11的背面25陷入而招致瑕疵的产生，因此不优选。另一方面，若接触面部23的直径比2.7mm大，则被烧成体11与承烧板10的接触面积变大，成为承烧板10和被烧成体11反应而引起粘接的原因，因此不优选。根据上述方式，由于接触面部23的直径φ2为0.3mm以上且2.7mm以下，所以能够适宜地避免在被烧成体11产生瑕疵或者被烧成体11和承烧板10粘接之类的问题。
[0058]
b.其他的实施方式：
[0059]
(b1)上述第一实施方式的突起部13由圆柱部21和圆锥台部22构成，但也可以仅由圆柱部21构成，还可以仅由圆锥台部22构成。
[0060]
(b2)在上述第一实施方式中，在承烧板10的上表面14的整体设置了突起部13，但只要形成于相当于载置被烧成体11的部分即载置面的部位即可，例如也可以在承烧板10的边缘附近不形成突起部13。
[0061]
(b3)在上述第一实施方式中，作为烧成的一例，将被烧成体11载置于烧成用承烧板10，夹着间隔件15而堆叠成多层，但也可以取代间隔件15，通过在承烧板10设置腿部而使得能够堆叠。
[0062]
(b4)在上述第一实施方式中，关于基部12、突起部13的尺寸示出了具体的数值，但这些数值只不过是一例，关于各数值，能够根据被烧成体11的形状、重量等而任意地设定变更。
[0063]
本公开不限于上述各实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内以各种结构实现。例如，与发明内容一栏所记载的各方式中的技术特征对应的各实施方式中的技术特征能够为了解决上述的课题的一部分或全部或者为了达成上述的效果的一部分或全部而适当进行替换、组合。另外，只要该技术特征在本说明书中未作为必要技术特征来说明，就能够适当删除。

技术特征：

1.一种烧成用承烧板，载置被进行烧成处理的被烧成体，其中，具备：基部，呈板状；多个突起部，从形成于所述基部的单面的载置面突出且互相分离而设置；及多个接触面部，分别形成于所述多个突起部的前端，呈圆形状且与所述被烧成体相接。2.根据权利要求1所述的烧成用承烧板，所述多个接触面部的合计面积相对于所述载置面的面积的比例即接触面积率为5％以上且70％以下。3.根据权利要求1或2所述的烧成用承烧板，所述多个突起部具有：圆柱部，从所述载置面突出；及圆锥台部，与所述圆柱部的突出前端连接而形成，呈随着从所述突出前端沿着所述圆柱部的突出方向离开而缩径的圆锥台形状，在前端具有所述接触面部。4.根据权利要求1～3中任一项所述的烧成用承烧板，所述多个接触面部在与所述载置面平行的方向上等间隔地设置。5.根据权利要求1～4中任一项所述的烧成用承烧板，所述多个接触面部的直径为0.3mm以上且2.7mm以下。

技术总结

提供在烧成时能够抑制被烧成体的表背面的收缩率之差而制造平面度更高的烧成体的烧成用承烧板。烧成用承烧板载置被进行烧成处理的被烧成体，其中，具备：基部，呈板状；多个突起部，从形成于基部的单面的载置面突出且互相分离而设置；及多个接触面部，分别形成于多个突起部的前端，呈圆形状且与被烧成体相接。呈圆形状且与被烧成体相接。呈圆形状且与被烧成体相接。