JPH0222633Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はセラミツクス印刷基板等の印刷基板を
乾燥、焼成する赤外線輻射ヒータを加熱源とする
印刷基板の焼成装置の改良に関するものである。

（従来の技術） セラミツクス印刷基板等の印刷基板はその製造
工程中において、基板上に導体印刷、誘電体印
刷、抵抗体印刷およびオーバーコートガラス印刷
を順次施し、この印刷部分を乾燥させた後焼成す
る必要があり、このため従来は乾燥炉と焼成炉が
直列的に配列されたコンベア炉が一般に使用され
ている。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、この種コンベア炉は乾燥炉と焼成炉
が直列に配列されているので炉長が長大となり、
広範な設置面積が必要で建屋の建設費が増加して
不経済となる。しかも、被焼成品のコンベア炉へ
の搬入位置とコンベア炉からの搬出位置が異なる
ため例えば、導体印刷焼成工程および抵抗印刷焼
成工程、オーバーコートガラス印刷焼成工程等印
刷、焼成を複数回繰り返す場合には被焼成品の印
刷機へのリターン装置が必要となるので設備費が
増加し、また、被焼成品のリターン時間が付加さ
れるので焼成に長時間を要して生産性が悪くな
る。さらに、導体印刷焼成からオーバーコートガ
ラス印刷焼成に至る回路形成の一連の工程におい
ては印刷機を集中的にクリーンルームに設置する
必要があり、このため全体のレイアウト上余分な
リターン方式を必要とするという問題点がある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は前記のような問題点を解決し、設置面
積を半減できるうえに生産性を高めて一連の焼成
工程を集中管理できる印刷基板の焼成装置を目的
として完成したもので、窯入・窯出ゾーンと移載
ゾーンとの間に、トンネル状の焼成用炉体と、こ
の焼成用炉体よりも短くその出口を焼成用炉体の
中間に位置させた乾燥用炉体とよりなる上下２段
式の焼成炉を設置し、該乾燥用炉体には窯入・窯
出ゾーンから移載ゾーンに向け未乾燥の印刷基板
を移送するベルトコンベア式の搬送路を設けてそ
の終端側を炉外に露呈させた冷却用部とするとと
もに、焼成用炉体には移載ゾーンから窯入・窯出
ゾーンに向けて乾燥済みの印刷基板を移送するベ
ルトコンベア式の搬送路を設けたことを特徴とす
るものである。

（実施例） 次に、本考案を図示の実施例について詳細に説
明すれば、１は印刷機が設置されたクリーンルー
ムにある窯入・窯出ゾーン３０と該クリーンルー
ムから離れた移載ゾーン４０との間に設置される
上下２段式の焼成炉であつて、該焼成炉１は下段
となるトンネル状の乾燥用炉体２１と上段となる
焼成用炉体１１とにより構成され、該乾燥用炉体
２１は焼成用炉体１１の全長の約2/3程度と短く
てその入口は焼成用炉体１１の出口の略直下に位
置しているが出口は焼成用炉体１１の中間下方に
位置しており、該焼成用炉体１１と乾燥用炉体２
１は共に耐火断熱煉瓦、高温耐火繊維等の断熱材
で構成されている。そして、焼成用炉体１１の炉
内天井部および底部には加熱源としてその炉幅方
向すなわち搬送方向に対し直交する方向に延びる
筒状の赤外線輻射ヒータ１２の多数本が一定間隔
で並設されている。筒状の赤外線輻射ヒータ１２
は耐酸化性に優れているうえ高温に適したコイル
状の鉄・クロム線等の高温用抵抗発熱体１２ｃが
巻付けられたアルミナ磁器等のセラミツクス材等
よりなる棒状または管状の耐熱性芯材１２ｂを、
熱膨張が小さくて耐酸化性に優れた石英管１２ａ
内に遊挿してその両端を該石英管１２ａの両端方
部に充填されたバルク状の高温耐火繊維等の断熱
緩衝材１２ｄ，１２ｄに前記耐熱性芯材１２ｂが
石英管１２ａの中心または上方に偏心された状態
となるよう支持させたものである。また、焼成用
炉体１１の炉幅より若干長くしたこの赤外線輻射
ヒータ１２はその両端が該焼成用炉体１１の対向
する各側壁１１ａの上方部に一直線状に配列され
た挿入孔３および各挿入孔３，３間の下方に位置
するように両側壁１１ａの下方部に一直線状に配
列された挿入孔３にそれぞれ挿通されて炉内天井
部と底部への配置が千鳥状となるよう側壁１１
ａ，１１ａ間に並行に架設され、各側壁１１ａの
外面に取付けられたホルダー４に突出端が固定さ
れている。さらに、前記耐熱性芯材１２ｂに巻付
けられた高温用抵抗発熱体１２ｃは炉内の温度分
布を極力向上させるために有効発熱長が炉内幅と
略等しくなるようになつており、その両端のリー
ド線の端末は石英管１２ａの両端より外部に導出
され、上下の赤外線輻射ヒータ１２のリード線は
連結されて１つのヒータ回路を構成している。な
お、石英管１２ａ、耐熱性芯材１２ｂおよび高温
用抵抗発熱体１２ｃ、バルク状の断熱緩衝材１２
ｄは接着固定されるものではなく、バルク状の断
熱緩衝材１２ｄを取り除けば炉外より各別に挿脱
できるようになつている。他方、乾燥用炉体２１
の炉内天井面には板状セラミツク材にコイル状ニ
ツケル・クロム線等の金属抵抗発熱体を埋設した
遠赤外線輻射ヒータ２２を搬送炉幅とほぼ等しく
なるように多数個均斉に配設するとともに、炉内
ほぼ中央の天井面には印刷の揮発溶剤を炉外に排
出するためのダンパー付きの排気筒２３が取付け
られている。なお、遠赤外線輻射ヒータ２２の配
列は特に限定されるものではないが、印刷基板の
乾燥速度を速めるために入口側のヒータ配列は電
力密度を高くとつて高温度加熱域とし、出口側は
高温度加熱域に対して電力密度を低くして低温度
加熱域とし、高温度加熱域に比べて低温度加熱域
を長くとることが望ましく、また、炉壁からの熱
放散による温度低下を補償するために乾燥用炉体
２１の各側壁に近付く程遠赤外線輻射ヒータ２２
の取付間隔が密になるように配設することが望ま
しい。２４は乾燥用炉体２１の入口側に設けられ
た耐食性に優れたステンレス鋼板等によりなる通
風ダクトで、印刷基板への埃の付着防止のダスト
カバーも兼ね、その長さは印刷基板のレベリング
時間と搬送路のスピードにより適宜決められる。
２５は乾燥用炉体２１を通過するように窯入・窯
出ゾーン３０から移載ゾーン４０に向けて設けら
れた未乾燥の印刷基板を移送するための搬送路で
あつて、該搬送路２５はステンレス鋼線等の耐熱
性、耐酸化性に優れた無端ベルト状のネツト２５
ａをローラ２５ｂ，２５ｂ間に張設したもので、
乾燥用炉体２１の出口より先方にある終端側は後
記する移載ゾーン４０の移載装置４１に使用され
た吸着パツドの耐熱温度以下まで印刷基板の温度
を低下させるための冷却用部として炉外に露呈さ
れている。他方、１５は焼成用炉体１１を通過す
るように前記移載ゾーン４０から窯入・窯出ゾー
ン３０に向けて設けられた乾燥済の印刷基板を移
送するための搬送路であつて、耐熱性と耐酸化性
に優れたニツケル・クロム系合金線等によつて編
成された無端ベルト状のネツト１５ａは炉内底部
に上端が前記赤外線輻射ヒータ１２より若干上方
に位置するように配設してある耐火物製の支持台
１６上の炉長方向に延びるガイド用石英管１７上
を摺動されるものとしてある。１８は焼成用炉体
１１内の対向する側壁１１ａ，１１ａの内側位置
に前記赤外線輻射ヒータ１２と直交する方向すな
わち該側壁１１ａに沿つて配設された炉長方向に
延びる温度低下補償用の赤外線輻射ヒータであつ
て、該赤外線輻射ヒータ１８も前記赤外線輻射ヒ
ータ１２と略同様の構成としているが、石英管１
８ａの両端方部に該石英管１８ａから直角状に石
英管よりなる取付脚部１８ｅ，１８ｅが溶接連結
されていて各取付脚部１８ｅよりリード線の端末
が外部に導出され、この赤外線輻射ヒータ１８は
側壁１１ａに設けた段付孔に装脱自在に嵌着され
る断熱ブロツク１９に設けた上下方向に長い挿込
孔１９ａに取付脚部１８ｅ，１８ｅをもつて挿着
されて側壁１１ａに対して着脱と上下および前後
方向に位置調節自在に取付けられている。１０は
アルメル−クロメル等の熱起電材料よりなる温度
検出端であつて、該温度検出端２０は焼成用炉体
１１の天井部から炉内に挿入されており、温度調
節計に接続してヒータを使用目的に応じた適正温
度に維持するものである。なお、図中２６および
２７は焼成用炉体１１の出口側に設けた超音波式
の搬送路洗浄装置および熱風式の乾燥装置、２８
は焼成用炉体１１の架台、２９は乾燥用炉体２１
と焼成用炉体１１間に形成されている搬送路洗浄
装置２６で洗浄された移送路１５の戻り部分を通
過させる間隙であつて、該間隙２９は両炉体によ
り高温化されることにより搬送路１５は入口に達
するまでに完全に乾燥する。また、焼成用炉体１
１の入口には外気の影響を受けないよう搬送路面
にエアーを直噴射する図示しないエアーカーテン
装置を設ける一方、出口には印刷焼付後の印刷基
板を強制冷却する図示しない冷却装置を設けてお
くものとし、さらに、焼成用炉体１１内は入口側
より予備焼成ゾーンと本焼成ゾーンに区分すると
ともに各ゾーンには図示しないが印刷されたペー
ストのバインダー燃焼物を炉外に強制排出するた
めのエアー供給装置と排気ダクトを設けてある。
また、搬送路１５，２５は搬送速度を同期させる
ためのシンクロ調整装置が付設されている。な
お、前記実施例では乾燥用炉体２１を焼成用炉体
１１の下側に位置させているが、上側に位置させ
てもよい。

（作用） このように構成されたものは、クリーンルーム
において印刷機によりセラミツクス基板等の基板
上に印刷されて該クリーンルーム内にある窯入・
窯出ゾーン３０に送られてくる未乾燥の印刷基板
５０ａを該窯入・窯出ゾーン３０と移載ゾーン４
０との間に設けた焼成用炉体１１の乾燥用炉体２
１内を通過するように設けられている搬送路２５
の入口側に載せると、該印刷基板５０ａは窯入・
窯出ゾーン３０に続く乾燥用炉体２１の入口から
出口を経て移載ゾーン４０に移送されることとな
るが、乾燥用炉体２１内には加熱源として板状セ
ラミツクス材にコイル状のニツケル・クロム線等
の金属抵抗発熱体を埋設して耐食性をよくした板
状ヒータなどの遠赤外線輻射ヒータ２２が配設さ
れているから、乾燥用炉体２１を通過する間にお
いて該遠赤外線輻射ヒータ２２からの輻射熱によ
つて加熱されるうえに乾燥用炉体２１の入口側に
設けられた通風ダクト２４および乾燥用炉体２１
に設けられた排気筒２３によつて印刷の揮発溶剤
が排出されるので、乾燥が適確容易に且つクリー
ンな雰囲気の下に行われるもので、例えば炉内温
度を180℃とした場合、約10分で印刷基板５０ａ
を乾燥することができる。しかして、この乾燥用
炉体２１において乾燥された乾燥済の印刷基板５
０ｂは該乾燥用炉体２１の出口から出て炉外に露
呈されている搬送路２５の冷却用部で若干冷却さ
れたうえ移載ゾーン４０に達すると、吸着パツド
式等の移載装置４１が作動して乾燥済の印刷基板
５０ｂは上方に持ち上げ、移載ゾーン４０から焼
成用炉体１１内を経てクリーンルーム内の窯入・
窯出ゾーン３０に向け印刷基板５０ｂを移送する
搬送路１５の一端に移載する。なお、印刷基板５
０ｂは冷却されているために移載装置４１により
持ち上げられる際にも印刷性状が変化するおそれ
はない。そして、この乾燥済の印刷基板５０ｂは
焼成用炉体１１内を通過することとなるが、この
焼成用炉体１１内には筒状の赤外線輻射ヒータ１
２，１８が配設されているので、その輻射熱によ
つて適確に加熱されるうえに焼成用炉体１１内は
印刷の揮発溶剤を炉外に強制排出する手段が予備
焼成ゾーンおよび本焼成ゾーンに設けられている
のでクリーンな雰囲気の下に焼成されることとな
るもので、例えば焼成用炉体１１内の予備焼成ゾ
ーンを600℃、本焼成ゾーンを900℃とした場合約
16分で印刷基板５０ｃが焼成される。そして、焼
成用炉体１１の出口より焼成が完了して送られて
くる焼成済の印刷基板５０ｃは出口側に設けられ
ている冷却装置により冷却されてクリーンルーム
内の窯入・窯出ゾーン３０に送られ、一連の乾
燥・焼成工程を終了するものである。従つて、従
来の乾燥炉と焼成炉とを同じ搬送路上に直列に設
けられているコンベア炉と比較した場合、本考案
は焼成炉１がトンネル状の乾燥用炉体２１と焼成
用炉体１１とよりなる上下２段式であるから、設
置面積が半減して建屋の建設費も半減できるうえ
に同一建屋内に２倍の焼成炉が設置できるので生
産量が増大する。しかも、印刷・焼成を数回繰り
返す例えば導体印刷焼成工程においては、窯入口
と窯出口が同一側となり、焼成炉から乾燥炉への
印刷基板のリターン装置が不要となるので設備費
が低減されるとともにリターン時間が付加されな
いため工程経路が凝縮される。さらに、焼成用炉
体１１の強制排熱を熱交換して乾燥用炉体２１に
導入することも容易な構成であるから省エネルギ
ー効果も期待できる。

（考案の効果） 本考案は前記説明から明らかなように、窯入・
窯出ゾーンと移載ゾーンとの間に焼成用炉体とこ
の焼成用炉体よりも短くその出口を焼成用炉体の
中間に位置させた乾燥用炉体とよりなる上下２段
式の焼成炉を設置して窯入・窯出ゾーンによつて
乾燥用炉体の搬送路の一端に載せられた未乾燥の
印刷基板が乾燥、冷却、焼成されたうえ再び窯
入・窯出ゾーンに戻つて来るようにできるように
したもので、炉体の設置面積を半減できるので建
設費が軽減されるうえに製品をリターンさせるた
めの余分な装置や時間が不要で経済的な利点があ
り、在来のこの種印刷基板の焼成装置の問題点を
解決したものとして実用的価値極めて大なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す一部切欠正面
図、第２図は同じく要部の一部切欠正面図、第３
図は同じく要部の一部切欠側面図、第４図は第１
図のＡ−Ａ矢視図である。 １：上下２段式の焼成炉、１１：焼成用炉体、
１２：筒状の赤外線輻射ヒータ、１５：移載ゾー
ンから窯入・窯出ゾーンに向けて乾燥済の印刷基
板を移送する搬送路、２１：乾燥用炉体、２２：
板状の遠赤外線輻射ヒータ、２５：窯入・窯出ゾ
ーンから移載ゾーンに向け未乾燥の印刷基板を移
送する搬送路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 窯入・窯出ゾーンと移載ゾーンとの間に、ト
   ンネル状の焼成用炉体１１と、この焼成用炉体
   １１よりも短くその出口を焼成用炉体１１の中
   間に位置させた乾燥用炉体２１とよりなる上下
   ２段式の焼成炉を設置し、該乾燥用炉体２１に
   は窯入・窯出ゾーンから移載ゾーンに向け未乾
   燥の印刷基板を移送するベルトコンベア式の搬
   送路２５を設けてその終端側を炉外に露呈させ
   た冷却用部とするとともに、焼成用炉体１１に
   は移載ゾーンから窯入・窯出ゾーンに向けて乾
   燥済みの印刷基板を移送するベルトコンベア式
   の搬送路１５を設けたことを特徴とする印刷基
   板の焼成装置。 ２ 乾燥用炉体２１は板状の遠赤外線輻射ヒータ
   ２２を加熱源とし、焼成用炉体１１は筒状の赤
   外線輻射ヒータ１２を加熱源としたものである
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の印刷基板
   の焼成装置。