JP4924991B2 - 脱バインダ用治具 - Google Patents

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサなどに代表される電子部品の製造に用いられる脱バインダ用治具および電子部品の製造方法に係り、特に電子部品中の有機物を除去させる脱バインダ処理を行うのに好適な脱バインダ用治具および電子部品の製造方法に関する。

一般的に積層セラミックコンデンサなどの製造工程においては、２００〜５００℃の低温で被処理物中に含有している有機物（バインダ）を放散させるための脱バインダ工程と、当該脱バインダ工程の後に９００℃以上の高温で被処理物を焼成するための焼成工程とがある。そしてこれら２つの工程は、連続炉にて一貫ラインで行う方式と、バッチ炉を使用して別々に行う方式が知られている。

これらの方式では、加熱によって発生したバインダガスが前記被処理物の周囲に滞留し、炉内が還元雰囲気でなくなると、脱バインダ処理が不十分になりバインダクラックが発生したり、内部電極が酸化するなどの問題が発生する。このためバッチ炉の側面から一定流量のガス（空気、窒素、水素、水蒸気など）を送気しながら加熱処理を行うようにしている。

ところでバッチ炉を用いて行う方法では、１バッチ当たりの処理量を多くしてかつ被処理物の雰囲気を均一にする目的から、複数の浅底の匣鉢やセッターなどに被処理物を入れてこれらを多段積載して処理する方法が用いられる。

そしてこのような処理に用いられる脱バインダ用治具では、多段積載できる焼成用のラックを備えたものが知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。

特開２０００−３２９４７３号公報（第１図）

実用新案登録第３０９１４２１号公報（第１図）

しかし上述したバッチ式を用いた脱バインダ処理では、以下に示すような問題点があった。

すなわち電子部品の小型化への移行、中でも積層セラミックコンデンサをはじめとするチップ部品の小型化への移行は著しく、現在の主力製品である１００５サイズ（長手方向１ｍｍ、幅方向０．５ｍｍ）から０６０３サイズ（長手方向０．６ｍｍ、幅方向０．３ｍｍ）、さらには０４０２サイズ（長手方向０．４ｍｍ、幅方向０．２ｍｍ）へとサイズが縮小化している。

しかしこのような電子部品の小型化が進んで被焼成物が小型化、軽量化されるに伴い脱バインダ処理中に雰囲気ガスの気流によって被焼成物が飛散し、歩留まりの低下を引き起こすという問題が生じた。

なお前記特許文献１、２などに示される脱バインダ用治具では、被処理物周囲の雰囲気ガスの置換効率が向上するよう通気性の良好な構造が用いられているものの、雰囲気ガスの通気によって当該被処理物が治具外に飛散するのを防止するものではなかった。

また被処理物の飛散防止を図るため、側壁が極めて高いトレー内に前記被処理物を入れて加熱処理を行うことも考えられるが、治具本体の高さが高くなると、バッチ炉においては、治具本体の高さが高くなると炉内の積載数が減少するために１バッチあたりの処理能力が低下するという問題が新たに発生する。

本発明では、上記従来の問題点に着目し、バインダガスや雰囲気ガスが炉内に滞留することなく均一に脱バインダ処理を行うことができるとともに、脱バインダ処理中に雰囲気ガスの気流によって被焼成物が飛散するのを防止することが可能な脱バインダ用治具および電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、被焼成物を搭載する匣鉢の側方に整流板を設け、雰囲気ガスの送気方向を制御すれば、被焼成物周囲の雰囲気ガスの置換を確実に行うことができるとともに、前記雰囲気ガスによって被焼成物が治具外に飛散することを防止することができるという知見に基づいてなされたものである。

すなわち本発明に係る脱バインダ用治具は、セラミックチップ部品を収容した匣鉢を取り込み、雰囲気ガス環境で加熱により前記セラミックチップ部品の脱バインダ処理を行う脱バインダ用治具であって、前記匣鉢における前記雰囲気ガスの上流側に整流板を配置し、この整流板を通過する前記雰囲気ガスが前記匣鉢に収容された前記セラミックチップ部品の直上を通過するよう前記整流板に開口部を形成するようにした。

なお前記セラミックチップ部品を収容する匣鉢の底面と、前記開口部との最小段差は、前記セラミックチップ部品の厚みに相当するようにしてもよい。

また本発明に係る電子部品の製造方法は、匣鉢上にセラミックチップ部品を収容した後、前記セラミックチップ部品への熱処理を行うとともに前記蓋体の外部より送気される雰囲気ガスを前記匣鉢の側方に配置された整流板に吹き付け、この整流板に形成された開口にて前記雰囲気ガスを前記セラミックチップ部品の直上を通過するように整流を行い、この整流された前記雰囲気ガスにて前記雰囲気ガスの置換を行う手順とした。

上記構成によれば、匣鉢にセラミックチップ部品を収容した後、加熱とともに匣鉢の側方に配置された整流板に対し雰囲気ガスを吹き付けると、整流板に形成された開口部を介して、雰囲気ガスが匣鉢側に流れ込む。ここで前記開口部の位置は、当該開口部から吹き出される雰囲気ガスが匣鉢上に置かれたセラミックチップ部品の直上を通過するよう設定されているので、前記開口部を通過した整流後の雰囲気ガスは、セラミックチップ部品に直接当たることがない。このため匣鉢上に置かれたセラミックチップ部品が雰囲気ガスによって治具外方へと移動するのを防止することができる。

またセラミックチップ部品から発生したバインダガス（いわゆるアウトガス）は、陽炎の如く部品本体から上方に立ち上がるので、セラミックチップ部品の直上を流れる雰囲気ガスによって滞留することなく治具外部へと排出される。このためセラミックチップ部品周囲は常に新規の雰囲気ガスの環境となり、バインダガスの滞留による不具合が生じるのを確実に防止することができる。

以下に本発明に係る脱バインダ用治具および電子部品の製造方法に好適な具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る脱バインダ用治具の構成を示す斜視図であり、図２は、図１に示す脱バインダ用治具の平面図であり、図３は、図１に示す脱バインダ用治具の側面図である。

これらの図に示すように、本実施の形態に係る脱バインダ用治具１０は、後述する匣鉢の幅方向に一致する幅を有した金属からなる平板の両端部を直角に曲げ起こし、これを側壁となる整流板１２とするとともに、その曲げ起こし縁部を、天版１４にて連結した形態となっている。また一対の整流板１４の曲げ起こし中央部分には、通気性の向上および治具本体の重量低減の目的から、スリット１６が形成されている。

また整流板１２における内側には、断面Ｌ字状のガイドレール１８がそれぞれ対向するように取り付けられ、匣鉢を治具内で保持可能にしている。なお前記ガイドレール１８は、整流板１２の内側に鉛直方向に沿って複数設けられており、治具内に複数の匣鉢を取り込み可能にしている（本実施の形態では６段）。

上記脱バインダ用治具１０に取り込まれる匣鉢２０は、ジルコニアをコーティングしたアルミナによって形成されており、耐熱性を確保するようにしている。なお匣鉢２０は長方形状の平板からなり、その長手方向の両端側には隆起部２２が形成され、セラミックチップ部品が置かれる搭載面２４から、前記セラミックチップ部品が脱落するのを防止できるようになっている。また匣鉢２０の長手方向寸法は、対面する一対の整流板１２に形成されたガイドレール１８に掛止されるだけの長さに設定され、一方、幅寸法は、前記整流板１２の幅寸法内に収まるだけの長さに設定される。

ところで脱バインダ用治具１０を構成する一対の整流板１２には、治具内に送気される気流の整流作用をなすための開口部となる通気口２６が複数形成されている。

前記通気口は、整流板１２の内側に形成されたガイドレール１８に沿って複数形成されており、その形成高さは、匣鉢２０における搭載面２４との位置関係によって設定される。すなわち整流板１２を通過する気流が匣鉢２０に収容されたセラミックチップ部品の直上を通過するよう設定すればよい。なお本実施の形態では種々の実験の検討結果から通気口２６の最下縁辺と、匣鉢２０における搭載面２４との段差寸法が、処理対象となるセラミックチップ部品の高さに相当するよう設定した。

このように構成された脱バインダ用治具１０を用いてバッチ炉における脱バインダ処理を行う手順を説明する。

図４は、セラミックチップ部品の脱バインダ処理時における脱バインダ用治具の要部断面図である。

同図に示すように、脱バインダ用治具１０が炉内に投入された状態では、匣鉢２０の搭載面２４の部分に処理対象となるセラミックチップ部品２８が、焼成処理を確実に行わせるため各々重ならないように並べられている。

また炉内は、図示しないヒータによって処理対象温度まで加熱されており、この輻射熱により、脱バインダ用治具１０および当該脱バインダ用治具１０内のセラミックチップ部品２８も目的の処理対象温度まで加熱される。

さらに炉内においては、脱バインダ用治具１０の側方に図示しない送気手段が設置されており、雰囲気ガスを加熱治具１０に対し送気可能にしている。そして前記雰囲気ガスの治具外部におけるエアフローを図中３０に示す。

脱バインダ用治具１０の側方より送気される雰囲気ガスは、通常、図中エアフロー２４に示すようにまず、同治具１０を構成する整流板１２に吹き付けられる。そして前記整流板１２に雰囲気ガスが吹き付けられると、当該雰囲気ガスは、通気孔２６を介して、治具内部に整流されて導入される。脱バインダ用治具１０内に送気される状態をエアフロー３２に示す。このように治具内においては、整流板１２に設けられた通気口２６の整流作用によって、雰囲気ガスのエアフロー３２がセラミックチップ部品２８の直上を通過するので、雰囲気ガスが直接セラミックチップ部品２８に吹き付けられず、当該セラミックチップ部品２８が匣鉢２０上を移動し、治具外部に飛散するのを防止することができる。

また炉内の加熱処理によって、セラミックチップ部品２８からバインダガス３４が発生するが、このバインダガス３４は、陽炎の如くセラミックチップ部品２８の上方に昇るので、このバインダガス３４は、治具内に淀むことなくエアフロー３２とともに治具外部へと排出される。このためセラミックチップ部品２８の周囲には常に新しい雰囲気ガスが送気されるので、飛散防止を達成することができるとともに、雰囲気ガスの置換不良による不具合を確実に防止することが可能になる。

［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、セラミックチップ部品を収容した匣鉢を取り込み、雰囲気ガス環境で加熱により前記セラミックチップ部品の脱バインダ処理を行う脱バインダ用治具であって、前記匣鉢における前記雰囲気ガスの上流側に整流板を配置し、この整流板を通過する前記雰囲気ガスが前記匣鉢に収容された前記セラミックチップ部品の直上を通過するよう前記整流板に開口部を形成したので、バインダガスや雰囲気ガスが炉内に滞留することなく均一に脱バインダ処理を行うことができるとともに、脱バインダ処理中に雰囲気ガスの気流によって被焼成物が飛散するのを防止することが可能になる。

本実施の形態に係る脱バインダ用治具の構成を示す斜視図である。 図１に示す脱バインダ用治具の平面図である。 図１に示す脱バインダ用治具の側面図である。 セラミックチップ部品の脱バインダ処理時における脱バインダ用治具の要部断面図である。

符号の説明

１０………バインダ用治具
１２………整流板
１４………天版
１６………スリット
１８………ガイドレール
２０………匣鉢
２２………隆起部
２４………搭載面
２６………通気口
２８………セラミックチップ部品
３０………エアフロー
３２………エアフロー
３４………バインダガス

Claims (1)

1. セラミックチップ部品を収容した匣鉢を取り込み、雰囲気ガス環境で加熱により前記セラミックチップ部品の脱バインダ処理を行う脱バインダ用治具であって、前記匣鉢における前記雰囲気ガスの上流側に整流板を配置し、この整流板を通過する前記雰囲気ガスが前記匣鉢に収容された前記セラミックチップ部品の直上を通過するよう前記整流板に開口部を形成し、対向して配置される一対の前記整流板の前記匣鉢の取り込み側には、各々対向するように配置された断面Ｌ字状のガイドレールが設けられ、前記匣鉢は前記一対のガイドレールに掛止されることを特徴とする脱バインダ用治具。

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