JPH024397Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は連続厚膜焼成炉における雰囲気調整装
置に関するものである。

（従来の技術及びその問題点） 厚膜IC製品の製造においては、アルミナやほ
うろう製の基板に導体、誘電体、抵抗体を構成す
るペーストを印刷して回路網を作り、この回路網
を乾燥して有機溶剤を揮発させた後焼成させる。

この焼成工程においては、基板上の乾燥印刷ペ
ーストが樹脂系バインダを含むため、まず、比較
的低温（300〜500℃）で加熱することで樹脂系バ
インダをガスと反応させて揮散・燃焼させ（これ
をバーンオフと称す）、次いで、850℃〜900℃に
高温加熱してペーストを構成する粉体の焼結とガ
ラスフリツトによる基板への密着を図る（これを
フアイヤリングと称す）段階操作となる。

このバーンオフおよびフアイヤリングを連続し
て行う焼成設備として、加熱炉にコンベアベルト
を挿通したトンネル状連続炉が従来より用いられ
ている。

ところで、前記バーンオフ工程において、ペー
ストがガラス系誘電体や銀・パラジウム系導体の
場合には、反応用のガスとして空気が用いられる
が、銅導体ペーストや、卑金属系抵抗（たとえば
TaN系）ペーストの場合には無酸化状態を保持
するため、高純度窒素ガスが用いられる。

この場合、加熱炉のバーンオフゾーンは、上記
温度でバインダ反応用として微少流量の酸素分
（通常20〜200ppm）を含む必要があり、多層構成
基板のものはそれよりも多い酸素分が必要とされ
る。ただし、このバーンオフゾーンに続くフアイ
ヤリングゾーンは高温での非酸化性を保持するた
め、酸素分が数ppm以内の高純度雰囲気条件とす
る必要がある。

そのためには、バーンオフゾーンとフアイヤリ
ングゾーンの間に、高純度窒素ガス中の酸素分が
厳密に規定されるように安定したガスバリヤが形
成されることが必要であり、しかも、雰囲気ガス
は熱間にあるため大きな熱運動があり、操業条件
（主として温度）によりガスバリヤを必要とする
位置はかなり変化する。

しかるに、従来のこの種連続厚膜焼成炉におい
ては、単に加熱室の入口側（バーンオフゾーン）
の適当な位置に雰囲気ガスの供給管を内挿固定し
ていたにすぎなかつたため、ガスバリア位置が固
定され、そのため的確な雰囲気遮断性が得られ
ず、酸素量の多いガスのフアイヤリングゾーンへ
の流入により、高純度に保持することが必要な該
フアイヤリングゾーンの雰囲気が汚損され、焼成
特性に悪影響が及ぼされるという問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は前記のような従来の連続厚膜焼成炉の
問題点を解消し、バーンオフゾーンのガスバリア
位置を操業条件に応じて任意かつ自在に設定する
ことができ、所期する高精度の焼成を行える連続
厚膜焼成炉における雰囲気調整装置を提供しよう
とするものである。

この目的を達成するため、本考案は、加熱炉の
バーンオフゾーンに相当する領域に雰囲気供給機
構を移動可能に内挿したものである。

すなわち、入口筒または炉芯管の端壁にシール
機構を設け、主管部とこれの先端に交差状に固定
した噴出部とを備えた雰囲気ガス供給機構を、前
記シール機構を介して加熱室のバーンオフゾーン
に移動可能に内挿し、加熱室内側には前記噴出部
の両側を支持するガイドを設けたことを特徴とす
るものである。

（実施例） 以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明す
る。

第１図ないし第３図は本考案に係る連続厚膜焼
成炉の実施例を示すもので、１は入口筒、２は加
熱炉、３は冷却筒で、それら入口筒１と加熱炉２
および冷却筒３は直列状に連設され、コンベアベ
ルト４が挿通され所定速度で移動するようになつ
ている。

加熱炉２は耐火物からなる炉体２１を有し、炉
体中には、耐熱鋼または石英などからなる炉心管
５が内設され、通路状の加熱室６が形成されてお
り、該加熱室６は、炉体入口から所要長さにわた
つてバーンオフゾーンＡが、またそれ以降にはフ
アイヤリングゾーンＢが一連に構成されている。

７は雰囲気ガス供給機構であり、前記炉心管５
ないしは入口筒１の端壁５１からバーンオフゾー
ンＡに相当する加熱室６内に軸線方向移動可能に
内挿されている。

詳述すると、雰囲気ガス供給機構７は、耐熱鋼
や石英などの耐熱性の主管部７０とこの主管部７
０の先端に交差状に接続固定された噴出部７１と
を備え、噴出部７１にはカウンタ方向に向いた噴
口７２が穿設されている。

噴出部７１には両側に摺動片７３，７３が設け
られ、炉心管５の内側には炉長方向に摺動片７
３，７３と接するガイド５２，５２が固定されて
いる。

前記主管部７０は後部は端壁５１に取付けたシ
ール機構８を通して外部に導出され、フレキシブ
ルチユーブ９を介して雰囲気ガス供給配管１０と
接続される。シール機構８は主管部７０の外周に
接するシールリング８０を有している。雰囲気ガ
ス供給配管１０は、窒素ガスと空気との混合器１
００と流量計１０１，１０１′と調整バルブ１０
２，１０２′を備える。

なお、主管部７０には噴出部７１の炉内位置検
出用の目盛を付してもよく、また、図示するもの
では、主管部７０の移動を主動としているが、必
要に応じて自動化することも可能であり、その方
法としては、たとえば主管部７０の後部にラツク
を設け、これをピニオンとモータで移動させるよ
うにしてもよく、あるいは主管部７０をシリンダ
に接続してもよい。さらにはこれらの駆動手段を
エンコーダなどを含む自動制御器と結び、温度条
件などの変動などに応じて作動させるようにして
もよい。

なお、図示するものでは、バーンオフゾーンＡ
の炉心管に上向きの勾配付天井１１を形成し、通
路断面寸法を入口側に向かつて次第に拡大するよ
うに構成し、入口筒１の上部にベンチユリー式の
排気筒１２を立設している。

その他図面において、１３は炉体２１の出口側
に設けられた高純度雰囲気ガスの導入部で、雰囲
気ガスに、基板移送方向と向流する（加熱室入口
側に向かつて流れる）カウンターフローを得るよ
うになつている。１４は炉体内側に配設されたヒ
ータである。

本考案は上記のような構成からなるので、印刷
基板を入口筒１の手前でベルトコンベア４に配置
し、それとともに、加熱炉２においては、高純度
雰囲気ガス導入部１６を介して雰囲気ガスを出口
側から入口側へとカウンター式に流し、かつま
た、雰囲気ガス供給配管１０からフレキシブルチ
ユーブ９、主管部７０および噴出部７１を通して
窒素ガスと空気を所定の混合比に調整したガスバ
リヤ用のガスを送給する。

そして、ヒータ１４によりバーンオフゾーンＡ
を300〜500℃内でペースト材質等に応じた所要の
温度に、フアイヤリングゾーンを約850〜900℃に
それぞれ加熱する。これにより、基板は移送中、
バーンオフゾーンＡで加熱され、樹脂系バインダ
が雰囲気ガスと反応しアウトガスとなるが、この
バーンオフゾーンＡとフアイヤリングゾーンＢと
を雰囲気的に区画するのに必要なガスバリヤ位置
は操業温度等により変動する。

本考案においては、操業開始時あるいは操業中
に、適宜雰囲気ガス供給機構７の主管部７０を進
入度を増すようにあるいは進入度が減じられるよ
うに操作すればよく、これにより、炉中の雰囲気
供給位置である噴出部７１のバーンオフゾーンＡ
における位置が変化するため、ガスバリア位置を
広範囲かつ正確に変更することができる。

そのため、どのような操業条件でもバーンオフ
ゾーンＡをフアイヤリングゾーンＢと区分された
良好かつ安定してな酸素濃度に保持することがで
きる。また操作はフレキシブルチユーブ９が供給
管路中に接続され、また、噴出部７１がガイド５
２，５２により支承されているためきわめて簡単
かつスムーズであり、基板の通過に何ら障害とな
らない。

なお、実施例のようにバーンオフゾーンＡの炉
心管５に勾配付天井１１を形成した場合には、フ
アイヤリングゾーンＢからカウンタ式に流れる高
純度雰囲気ガスが、この勾配付天井１１に到ると
流速が緩和される。これにより、バーンオフゾー
ンＡの雰囲気ガスがフアイヤリングゾーンＢに流
れにくくなり、前記した雰囲気ガス供給機構７に
よる適正なガスバリヤ形成とあいまち、雰囲気の
混合を完全に防止できる。また同時に勾配付天井
１１がバーンオフゾーンＡで生じたアウトガスの
ガイドとして働くので、アウトガスをきわめて迅
速かつ高効率で排気することができる。

（考案の効果） 以上説明した本考案によるときには、入口筒ま
たは炉芯管の端壁５１にシール機構８を設け、主
管部７０とこれの先端に交差状に固定した噴出部
７１とを備えた雰囲気ガス供給機構７を前記シー
ル機構８を介して加熱室６のバーンオフゾーンに
移動可能に内挿し、バーンオフゾーンを構成する
炉芯管内側には前記噴出部７１の両側を支持する
ガイド５２，５２を設けたので、基板の通過を阻
害させることなくバーンオフゾーンＡにおける雰
囲気ガスの供給位置を変えることができ、したが
つて加熱温度など操業条件に最適なガスバリア位
置を非操業時はもとより、操業中でも自在に設定
することができ、これにより、バーンオフゾーン
ＡとフアイヤリングゾーンＢとを精密かつ安定し
た雰囲気条件とすることができ、高品質、高精度
な厚膜焼成を行うことができるというすぐれた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る雰囲気調整装置を備えた
連続厚膜焼成炉の一例を示す縦断側面図、第２図
は第１図−線にそう断面図、第３図は第１図
における一部拡大図である。 ５……炉芯管、６……加熱室、７……雰囲気ガ
ス供給機構、８……シール機構、５１……端壁、
５２，５２……ガイド、７０……主管部、７１…
…噴出部、Ａ……バーンオフゾーン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 連続厚膜焼成炉において、入口筒または炉芯管
   の端壁５１にシール機構８を設け、主管部７０と
   これの先端に交差状に固定した噴出部７１とを備
   えた雰囲気ガス供給機構７を、前記シール機構８
   を介して加熱室６のバーンオフゾーンＡに移動可
   能に内挿し、加熱室内側には前記噴出部７１の両
   側を支持するガイド５２，５２を設けたことを特
   徴とする連続厚膜焼成炉における雰囲気調整装
   置。