JP2535580B2 - 焼成炉制御装置 - Google Patents
焼成炉制御装置Info
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- JP2535580B2 JP2535580B2 JP63020813A JP2081388A JP2535580B2 JP 2535580 B2 JP2535580 B2 JP 2535580B2 JP 63020813 A JP63020813 A JP 63020813A JP 2081388 A JP2081388 A JP 2081388A JP 2535580 B2 JP2535580 B2 JP 2535580B2
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- gas
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- firing furnace
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 焼成炉内の不活性ガス以外の無機ガスの濃度を制御す
ることができる焼成炉制御装置に関し、 無機ガスの濃度を適量に制御して、製造能力を低下さ
せずに焼成基板の導体特性の向上を図ることができる焼
成炉制御装置を提供することを目的とし、 セラミック基板を不活性ガスを主とする雰囲気で焼成
する焼成炉内の雰囲気を制御する焼成炉制御装置であっ
て、焼成炉内に不活性ガスを供給する第１のガス供給手
段と、不活性ガス以外の複数種類の無機ガスを夫々単独
に供給する第２のガス供給手段と、複数種類の無機ガス
の中から各種類の無機ガスを夫々単独に吸着するガス吸
着手段と、夫々の無機ガスの濃度を測定する測定手段
と、測定結果から焼成炉の複数種類の無機ガスの濃度バ
ランスの良否を判別する判別手段とを備え、判別手段の
判別結果に基いて、第２のガス供給手段或いはガス吸着
手段によって該当する種類のガスを供給或いは吸着する
ように制御する構成とする。
ることができる焼成炉制御装置に関し、 無機ガスの濃度を適量に制御して、製造能力を低下さ
せずに焼成基板の導体特性の向上を図ることができる焼
成炉制御装置を提供することを目的とし、 セラミック基板を不活性ガスを主とする雰囲気で焼成
する焼成炉内の雰囲気を制御する焼成炉制御装置であっ
て、焼成炉内に不活性ガスを供給する第１のガス供給手
段と、不活性ガス以外の複数種類の無機ガスを夫々単独
に供給する第２のガス供給手段と、複数種類の無機ガス
の中から各種類の無機ガスを夫々単独に吸着するガス吸
着手段と、夫々の無機ガスの濃度を測定する測定手段
と、測定結果から焼成炉の複数種類の無機ガスの濃度バ
ランスの良否を判別する判別手段とを備え、判別手段の
判別結果に基いて、第２のガス供給手段或いはガス吸着
手段によって該当する種類のガスを供給或いは吸着する
ように制御する構成とする。
本発明は、多層セラミック基板の焼成炉内の雰囲気制
御に係り、特に不活性ガス以外の無機ガスの濃度を制御
することができる基板焼成炉制御装置に関するものであ
る。
御に係り、特に不活性ガス以外の無機ガスの濃度を制御
することができる基板焼成炉制御装置に関するものであ
る。
近来、プリント板にセラミック基板が多用されるよう
になり、多層セラミック基板も普及してきた。多層セラ
ミック基板は複数のセラミック層と層間の導体層パター
ンを同時に焼成して基板を形成している。この導体層パ
ターンは、銅粉末及び酸化銅粉末を含む導電体ペースト
層によって形成されて、焼成中に導電体ペースト層の酸
化銅を還元して所定の導体特性を得ているが、焼成中に
基板から発生するガスにより焼成炉内の雰囲気のバラン
スがくずれて、基板の導体特性が低下するので、これを
防止する方法が望まれている。
になり、多層セラミック基板も普及してきた。多層セラ
ミック基板は複数のセラミック層と層間の導体層パター
ンを同時に焼成して基板を形成している。この導体層パ
ターンは、銅粉末及び酸化銅粉末を含む導電体ペースト
層によって形成されて、焼成中に導電体ペースト層の酸
化銅を還元して所定の導体特性を得ているが、焼成中に
基板から発生するガスにより焼成炉内の雰囲気のバラン
スがくずれて、基板の導体特性が低下するので、これを
防止する方法が望まれている。
多層セラミック基板（以下基板という）の製造におい
て、導電体層の導体抵抗を低くして、導体特性を向上さ
せるために、銅（Cu）粉末を含んだ導電体ペースト層中
に酸化銅（CuO）粉末を加えている。
て、導電体層の導体抵抗を低くして、導体特性を向上さ
せるために、銅（Cu）粉末を含んだ導電体ペースト層中
に酸化銅（CuO）粉末を加えている。
第４図に基板１の側断面図を示しており、図におい
て、S1,S2,……はセラミック層、Pa,Pb,……は導電体ペ
ースト層を示す。
て、S1,S2,……はセラミック層、Pa,Pb,……は導電体ペ
ースト層を示す。
導電体ペースト層Pa,Pb,……は、例えばアクリル樹脂
から成る有機バインダB,銅（以下Cuという）粉末及び酸
化銅（以下CuOという）粉末を構成材としており、スク
リーン印刷等の方法によってセラミック層S1,S2,……に
パターンとして形成される。
から成る有機バインダB,銅（以下Cuという）粉末及び酸
化銅（以下CuOという）粉末を構成材としており、スク
リーン印刷等の方法によってセラミック層S1,S2,……に
パターンとして形成される。
そこで基板１は、図示省略した焼成炉内の波形の載置
面を有するベルトコンベア上に所定間隔を置いて順次挿
入され、水蒸気が供給される還元雰囲気でCuOを還元し
ながら移動しつつ焼成される。
面を有するベルトコンベア上に所定間隔を置いて順次挿
入され、水蒸気が供給される還元雰囲気でCuOを還元し
ながら移動しつつ焼成される。
焼成炉は雰囲気の異なる２つのゾーンに分かれてお
り、夫々の雰囲気のもとで温度が制御され、第５図のグ
ラフに示すように、最初のゾーンで不活性ガス及び還元
ガスの弱還元雰囲気でCuOの還元と有機物のガス化を行
い、次のゾーンへ送られて不活性ガス雰囲気で焼結が行
われる。
り、夫々の雰囲気のもとで温度が制御され、第５図のグ
ラフに示すように、最初のゾーンで不活性ガス及び還元
ガスの弱還元雰囲気でCuOの還元と有機物のガス化を行
い、次のゾーンへ送られて不活性ガス雰囲気で焼結が行
われる。
弱還元雰囲気では、炉内の水蒸気H2Oは有機バインダ
と高温反応してH2を発生して還元作用をする。即ち、還
元されたCuO→Cu＋ＯのＯは導電体ペースト層Pa,Pb,…
…中の有機バインダを酸化，即ち、燃焼させてガス化し
て基板１の上下面及び端面から外部へ排出される。この
時CO2,及びCOが発生する。
と高温反応してH2を発生して還元作用をする。即ち、還
元されたCuO→Cu＋ＯのＯは導電体ペースト層Pa,Pb,…
…中の有機バインダを酸化，即ち、燃焼させてガス化し
て基板１の上下面及び端面から外部へ排出される。この
時CO2,及びCOが発生する。
また不活性ガス雰囲気では、一層高温で焼成されて基
板１から残留ガスのCO2及びCOが排出される。
板１から残留ガスのCO2及びCOが排出される。
上記従来方法によれば、基板から発生するガスによっ
て炉内雰囲気の無機ガス，即ち、CO2,CO,H2,O2の濃度の
バランスがくずれる。特に炉内に挿入される基板の間隔
が短い場合にはこの濃度のアンバランスが顕著になる。
このため基板からガスの排出が不十分になり、基板内に
気泡が発生して焼成後の導体抵抗が低下する。そこでこ
れを防ぐために基板の間隔を長くする方法が考えられる
が、間隔を長くすると製造能力が著しく低下するという
問題点がある。
て炉内雰囲気の無機ガス，即ち、CO2,CO,H2,O2の濃度の
バランスがくずれる。特に炉内に挿入される基板の間隔
が短い場合にはこの濃度のアンバランスが顕著になる。
このため基板からガスの排出が不十分になり、基板内に
気泡が発生して焼成後の導体抵抗が低下する。そこでこ
れを防ぐために基板の間隔を長くする方法が考えられる
が、間隔を長くすると製造能力が著しく低下するという
問題点がある。
本発明は、無機ガスの濃度を適量に制御して、製造能
力を低下させずに焼成基板の導体特性の向上を図ること
ができる焼成炉制御装置を提供することを目的としてい
る。
力を低下させずに焼成基板の導体特性の向上を図ること
ができる焼成炉制御装置を提供することを目的としてい
る。
第１図は本発明の原理図を示す。図において、 ３は焼成炉内に不活性ガスを供給する第１のガス供給
手段、 ４は焼成炉内の不活性ガス以外の複数種類の無機ガス
を夫々単独に供給する第２のガス供給手段、 ５は焼成炉内の不活性ガス以外の複数種類の無機ガス
の中から各種類の無機ガスを夫々単独に吸着するガス吸
着手段、 ６は焼成炉内の不活性ガス以外の複数種類の無機ガス
の夫々の濃度を測定する測定手段、 ７は測定手段６の測定結果から焼成炉の複数種類の無
機ガスの濃度バランスの良否を判別する判別手段であ
る。
手段、 ４は焼成炉内の不活性ガス以外の複数種類の無機ガス
を夫々単独に供給する第２のガス供給手段、 ５は焼成炉内の不活性ガス以外の複数種類の無機ガス
の中から各種類の無機ガスを夫々単独に吸着するガス吸
着手段、 ６は焼成炉内の不活性ガス以外の複数種類の無機ガス
の夫々の濃度を測定する測定手段、 ７は測定手段６の測定結果から焼成炉の複数種類の無
機ガスの濃度バランスの良否を判別する判別手段であ
る。
従って判別手段７の判別結果に基いて、第２のガス供
給手段４或いはガス吸着手段５によって該当する種類の
ガスを供給或いは吸着するように構成されている。
給手段４或いはガス吸着手段５によって該当する種類の
ガスを供給或いは吸着するように構成されている。
まず第１のガス供給手段３によって不活性ガスを供給
して基板の焼成が進行すると、基板から複数種類の無機
ガスが発生する。測定手段６は雰囲気中の不活性ガス以
外の複数種類の無機ガスの夫々の濃度を測定し、判別手
段７は測定結果から焼成炉の複数種類の無機ガスの濃度
バランスの良否，例えば複数手段の無機ガスの濃度及び
所定無機ガス同士の量比を夫々基準値と比較して良否を
判別する。
して基板の焼成が進行すると、基板から複数種類の無機
ガスが発生する。測定手段６は雰囲気中の不活性ガス以
外の複数種類の無機ガスの夫々の濃度を測定し、判別手
段７は測定結果から焼成炉の複数種類の無機ガスの濃度
バランスの良否，例えば複数手段の無機ガスの濃度及び
所定無機ガス同士の量比を夫々基準値と比較して良否を
判別する。
その判別結果に基いて第２のガス供給手段４或いはガ
ス吸着手段５によって該当する種類のガスを供給或いは
吸着することにより、基板の大きさや基板挿入間隔に関
係なく、無機ガス濃度のアンバランスによって生じる基
板の気泡を減少させることができ、導体抵抗の低下を防
いで導体特性を高めることができる。
ス吸着手段５によって該当する種類のガスを供給或いは
吸着することにより、基板の大きさや基板挿入間隔に関
係なく、無機ガス濃度のアンバランスによって生じる基
板の気泡を減少させることができ、導体抵抗の低下を防
いで導体特性を高めることができる。
第２図及び第３図により本発明の一実施例を説明す
る。全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。第２図
で第１図に対応するものは１点鎖線で囲んで示してい
る。
る。全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。第２図
で第１図に対応するものは１点鎖線で囲んで示してい
る。
焼成炉２は、従来例で説明したように、雰囲気の異な
る２つのゾーンに分かれており、以下の各部は夫々のゾ
ーンに設けられているが、同一機能であるのでその１つ
を説明する。
る２つのゾーンに分かれており、以下の各部は夫々のゾ
ーンに設けられているが、同一機能であるのでその１つ
を説明する。
第２図において、3aは焼成炉２へ窒素（以下Ｎとい
う）ガスを供給するＮガス供給路である。
う）ガスを供給するＮガス供給路である。
無機ガス供給部4aは、ガス供給路3aに連結され、Ｎガ
ス以外の複数種類の無機ガス，即ち、CO2,CO,H2,O2を夫
々単独に供給するバルブ41a〜41d及び対応するバルブ41
a〜41dを夫々開閉するバルブ開閉制御部40を備えてい
る。
ス以外の複数種類の無機ガス，即ち、CO2,CO,H2,O2を夫
々単独に供給するバルブ41a〜41d及び対応するバルブ41
a〜41dを夫々開閉するバルブ開閉制御部40を備えてい
る。
無機ガス吸着部5aは、焼成炉２に連結され、導入され
た雰囲気からCO2,CO,H2,O2を夫々選択的に吸着する吸着
剤（活性炭等のモレキュラシーブ）を充填した吸着カマ
ム53a〜53dを備えた恒温槽52,各吸着カラム53a〜53dの
入口及び出口に設けられたバルブ51a〜51h,及び対応す
るバルブ51a〜51hを夫々開閉するバルブ開閉制御部50を
備えている。
た雰囲気からCO2,CO,H2,O2を夫々選択的に吸着する吸着
剤（活性炭等のモレキュラシーブ）を充填した吸着カマ
ム53a〜53dを備えた恒温槽52,各吸着カラム53a〜53dの
入口及び出口に設けられたバルブ51a〜51h,及び対応す
るバルブ51a〜51hを夫々開閉するバルブ開閉制御部50を
備えている。
ガス濃度分析部6aは、焼成炉２に連結され、焼結炉２
内の雰囲気を所定時間間隔（例えば15分毎）でサンプリ
ングして、含有されたCO2,CO,H2,O2ガスの濃度（PPM）
を測定する。
内の雰囲気を所定時間間隔（例えば15分毎）でサンプリ
ングして、含有されたCO2,CO,H2,O2ガスの濃度（PPM）
を測定する。
濃度調節判断部7aは、演算部7b,基準値メモリ7c及び
比較部7dを備えており、演算部7bは、複数種類の無機ガ
スの濃度から特定無機ガス同士等の量比を演算する。即
ち、CO2/CO,H2O/H2,を演算する。基準値メモリ7cは、無
機ガス同士等の量比及び複数種類の無機ガスの濃度の設
定された許容上限値及び許容下限値が記憶されている。
比較部7dは、ガス濃度分析部6aで測定したCO2,CO,H2,O2
ガスの濃度及び演算部7bで演算したCO2/CO,H2O/H2の量
比を、基準値メモリ7cから読み出したCO2/CO,H2O/H2の
量比，及びCO2,CO,H2,O2ガスの濃度の許容上限値及び許
容下限値と比較する。比較部7dの比較結果に基いて、無
機ガス濃度のバランスの良否を判別して、調節が必要な
無機ガスを指定して無機ガス供給部4a或いは無機ガス吸
着部5aへ通知する。即ち、CO2/CO,H2O/H2の量比が許容
上限値及び許容下限値を越えている時は必ずCO2,CO,H2
のいずれかの濃度が許容上限値及び許容下限値を越えて
いるので、その無機ガスの供給或いは吸着が必要であ
る。
比較部7dを備えており、演算部7bは、複数種類の無機ガ
スの濃度から特定無機ガス同士等の量比を演算する。即
ち、CO2/CO,H2O/H2,を演算する。基準値メモリ7cは、無
機ガス同士等の量比及び複数種類の無機ガスの濃度の設
定された許容上限値及び許容下限値が記憶されている。
比較部7dは、ガス濃度分析部6aで測定したCO2,CO,H2,O2
ガスの濃度及び演算部7bで演算したCO2/CO,H2O/H2の量
比を、基準値メモリ7cから読み出したCO2/CO,H2O/H2の
量比，及びCO2,CO,H2,O2ガスの濃度の許容上限値及び許
容下限値と比較する。比較部7dの比較結果に基いて、無
機ガス濃度のバランスの良否を判別して、調節が必要な
無機ガスを指定して無機ガス供給部4a或いは無機ガス吸
着部5aへ通知する。即ち、CO2/CO,H2O/H2の量比が許容
上限値及び許容下限値を越えている時は必ずCO2,CO,H2
のいずれかの濃度が許容上限値及び許容下限値を越えて
いるので、その無機ガスの供給或いは吸着が必要であ
る。
また８は主制御部を示す。
このような構成及び機能を有するので、第３図のフロ
ーチャートにより作用を説明する。
ーチャートにより作用を説明する。
まず、基板１が焼成炉２に挿入されて焼成が開始され
ると、主制御部８は各部を起動させ、ガス濃度分析部6a
は、焼成炉２内の雰囲気をサンプリングしてCO2,CO,H2,
O2ガスの濃度を測定する。
ると、主制御部８は各部を起動させ、ガス濃度分析部6a
は、焼成炉２内の雰囲気をサンプリングしてCO2,CO,H2,
O2ガスの濃度を測定する。
測定結果は濃度調節判断部7aへ送られ、演算部7bでCO
2/CO,H2O/H2の量比が演算され、比較部7dで演算された
量比及び各無機ガス毎の濃度を、基準値メモリ7cから読
み出した許容上／下限値と比較する。
2/CO,H2O/H2の量比が演算され、比較部7dで演算された
量比及び各無機ガス毎の濃度を、基準値メモリ7cから読
み出した許容上／下限値と比較する。
比較の結果、CO2/CO,H2O/H2のどちらかの量比が許容
上限値より高い時は、その無機ガスの濃度が許容上／下
限値のいずれを越えているか判断して、供給が必要な時
はその無機ガスの種類を無機ガス供給部4aのバルブ開閉
制御部40へ通知し、吸着が必要な時は無機ガス吸着部5a
のバルブ開閉制御部50へ通知する。O2ガスが許容上／下
限値のいずれかを越えた時も同様に通知する。
上限値より高い時は、その無機ガスの濃度が許容上／下
限値のいずれを越えているか判断して、供給が必要な時
はその無機ガスの種類を無機ガス供給部4aのバルブ開閉
制御部40へ通知し、吸着が必要な時は無機ガス吸着部5a
のバルブ開閉制御部50へ通知する。O2ガスが許容上／下
限値のいずれかを越えた時も同様に通知する。
バルブ開閉制御部40は該当する無機ガスに対応するバ
ルブ41a〜41dの一対を開いて、その無機ガスをＮガス供
給路3aへ供給して、Ｎガスとの混合ガスとして焼成炉２
内へ供給される。
ルブ41a〜41dの一対を開いて、その無機ガスをＮガス供
給路3aへ供給して、Ｎガスとの混合ガスとして焼成炉２
内へ供給される。
バルブ開閉制御部50は該当する無機ガスに対応する吸
着カラム53a〜53dのバルブ51a〜51hの一対を開いて、焼
成炉２内の雰囲気を導入しその無機ガスを吸着させて焼
成炉２内へ戻す。
着カラム53a〜53dのバルブ51a〜51hの一対を開いて、焼
成炉２内の雰囲気を導入しその無機ガスを吸着させて焼
成炉２内へ戻す。
かくて及びで調節した結果の焼成炉２内の雰囲気
をガス濃度分析部6aで所定時間間隔でサンプリングし
て、必要により調節が行われる。
をガス濃度分析部6aで所定時間間隔でサンプリングし
て、必要により調節が行われる。
このようにして、炉内の雰囲気をＮガスとCO2,CO,H2,
O2ガスの濃度を適正範囲にバランスするように適時調節
することにより、焼成により基板１の導体層に生じる気
泡が減少し、基板１の炉内への挿入間隔を広げる必要が
ないので、基板１の大きさに関係なく、また製造能力が
低下させることなく、導体抵抗の低下が防止されて導体
特性を向上させることができて高品質の基板１が得られ
る。
O2ガスの濃度を適正範囲にバランスするように適時調節
することにより、焼成により基板１の導体層に生じる気
泡が減少し、基板１の炉内への挿入間隔を広げる必要が
ないので、基板１の大きさに関係なく、また製造能力が
低下させることなく、導体抵抗の低下が防止されて導体
特性を向上させることができて高品質の基板１が得られ
る。
以上説明したように本発明によれば、セラミック基板
の焼成において、焼成炉内の不活性ガス以外の無機ガス
の濃度をバランス良く調節することができるので、 セラミック基板の大きさに関係なく、導体層に生じる
気泡が減少し導体抵抗の低下が防止されて導体特性が向
上され、高品質のセラミック基板を得ることができる。
の焼成において、焼成炉内の不活性ガス以外の無機ガス
の濃度をバランス良く調節することができるので、 セラミック基板の大きさに関係なく、導体層に生じる
気泡が減少し導体抵抗の低下が防止されて導体特性が向
上され、高品質のセラミック基板を得ることができる。
焼成槽に挿入するセラミック基板の間隔を長くする必
要がなく、製造能力を低下させることがない。
要がなく、製造能力を低下させることがない。
という効果がある。
第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の実施例を示す構成図、 第３図は実施例のフローチャート、 第４図は多層セラミック基板の説明図、 第５図は基板焼成炉内温度を示すグラフである。 図において、 ３は第１のガス供給手段、 3aはＮガス供給路、 ４は第２のガス供給手段、 4aは無機ガス供給部、 ５はガス吸着手段、5aは無機ガス吸着部、 ６は測定手段、6aはガス濃度分析部、 ７は判別手段、7aは濃度調節判断部、 7bは演算部、7cは基準値メモリ、 7dは比較部、 40,50はバルブ開閉制御部、 41a〜41d,51a〜51hはバルブを示す。
Claims (1)
- 【請求項１】セラミック基板を不活性ガスを主とする雰
囲気で焼成する焼成炉内の該雰囲気を制御する焼成炉制
御装置であって、 焼成炉内に不活性ガスを供給する第１のガス供給手段
（３）と、 該焼成炉内に該不活性ガス以外の複数種類の無機ガスを
夫々単独に供給する第２のガス供給手段（４）と、 該複数種類の無機ガスの中から各種類の無機ガスを夫々
単独に吸着するガス吸着手段（５）と、 該複数種類の無機ガスの濃度を測定する測定手段（６）
と、 該測定手段（６）の測定結果から該焼成炉の該複数種類
の無機ガスの濃度バランスの良否を判別する判別手段
（７）とを備え、 該判別手段（７）の判別結果に基いて、該第２のガス供
給手段（４）或いは該ガス吸着手段（５）によって該当
する種類のガスを供給或いは吸着するように制御するこ
とを特徴とする焼成炉制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63020813A JP2535580B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 焼成炉制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63020813A JP2535580B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 焼成炉制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197368A JPH01197368A (ja) | 1989-08-09 |
| JP2535580B2 true JP2535580B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=12037480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63020813A Expired - Fee Related JP2535580B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 焼成炉制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2535580B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7305933B2 (en) | 2002-05-29 | 2007-12-11 | Ishida Co., Ltd. | Seasoning apparatus, and product manufacturing system provided therewith |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4971738A (en) * | 1988-07-18 | 1990-11-20 | International Business Machines Corporation | Enhanced removal of carbon from ceramic substrate laminates |
| CN114543523B (zh) * | 2022-01-19 | 2023-10-24 | 福建华清电子材料科技有限公司 | 精准控制氮气供应的氮化铝粉末制备石墨炉 |
-
1988
- 1988-01-29 JP JP63020813A patent/JP2535580B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7305933B2 (en) | 2002-05-29 | 2007-12-11 | Ishida Co., Ltd. | Seasoning apparatus, and product manufacturing system provided therewith |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01197368A (ja) | 1989-08-09 |
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