JPH08245269A - セラミック成形体の焼成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数のセラミック成形体表面に均一に雰囲気
ガスを供給することが可能なセラミック成形体の焼成装
置を得る。 【構成】 焼成炉１の焼成空間１１内に配置される匣２
は、その底部に目皿５が配置された底部ガス導入筒４
と、側面に形成された側部ガス導入口６，６と、側部ガ
ス排出口７，７とを有する。側部ガス導入口６，６に対
向する位置に側部ガス導入管９，９が配置され、雰囲気
ガスが側部ガス導入管９から側部ガス導入口６を経て匣
２の内部に供給される。交換ガスは、開口２ａ及び側部
ガス排出口７から排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品などに用いら
れるセラミック成形体を焼成するための焼成装置に関
し、特に、雰囲気ガスの導入効率を高め、多量のセラミ
ック成形体の焼成を可能とする焼成装置の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】セラミック電子部品などの量産に際して
は、多数のセラミック成形体を一度に焼成することが可
能な焼成装置が用いられる。従来の一例による焼成装置
の構造を図５に示す。このような焼成装置は、例えば特
開平５−４３３３５号公報に開示されている。セラミッ
ク成形体の焼成に使用される焼成装置は、焼成炉２７
と、焼成炉２７内に保持される匣２１に大別される。

【０００３】焼成炉２７は、匣２１を収納し、セラミッ
ク成形体の焼成処理を行わせるための焼成空間２８を有
し、焼成空間２８を取り囲む壁面内には焼成空間２８を
加熱するためのヒータ２９が設けられている。

【０００４】匣２１は、上方に開口部２１ａを有する円
筒状の容器本体２２を有する。容器本体２２の下方に
は、底面２２ａに開いた雰囲気ガス導入口２３ａを有す
る雰囲気ガス導入筒２３が設けられている。また、雰囲
気ガス導入口２３ａの容器本体２２の底面２２ａに臨む
部分には、多数のガス導入経路を構成するための貫通孔
２４ａが形成された目皿２４が配置されている。

【０００５】従来、上記のような焼成装置を用いたセラ
ミック成形体の焼成工程は以下のように行われる。ま
ず、匣２１内に多数のセラミック成形体を収納する。収
納されたセラミック成形体の上面が図５中の実線Ｘによ
り模式的に示されている。そして、多数のセラミック成
形体が無秩序に収納された匣２１を焼成炉２７の焼成空
間２８内に配置する。この際、匣２１の雰囲気ガス導入
筒２３が焼成炉２７のガス導入流路２７ａに連結され
る。そして、雰囲気ガスが矢印Ｙで示す方向に供給され
る。同時に、ヒータ２９により焼成空間２８内は昇温す
る。その結果、雰囲気ガスは、目皿２４の貫通孔２４ａ
を介して多数のセラミック成形体の集合体内に供給され
る。供給されたガスは、多数のセラミック成形体の隙間
に沿って矢印Ｚで示すランダムな方向に供給され、上方
に排出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ック電子部品の量産化に対するさらなる要求により、上
記従来の焼成装置において、一度により多数のセラミッ
ク成形体の焼成処理を行わせる必要が生じてきた。そこ
で、匣２１の高さを高くしたり、あるいは底面積を大き
くすることにより、匣２１の内部に多数のセラミック成
形体を収納することが考えられた。しかしながら、従来
の焼成装置において、匣２１は、その底部に一つの雰囲
気ガス導入口２３ａのみを有する構造に構成されてい
た。このため、匣２１の高さを高くした場合には、雰囲
気ガス導入口２３ａから導入されたガスは多数の積み重
ねられたセラミック成形体の隙間を通ってランダムに広
がりながら上方に排出されるものの、脱脂後において、
匣２１の上方と下方のセラミック成形体の残留カーボン
量にばらつきが生じた。また、匣２１の底面積を大きく
した場合には、匣２１の底面の雰囲気ガス導入口２３ａ
から遠い位置にある隅の部分に積層されたセラミック成
形体の周囲には、他の領域に比べてガスが回り込みが少
なく、脱脂及び焼結体の焼結が不十分となるという問題
があった。

【０００７】本発明の目的は、匣内に積層された多数の
セラミック成形体の表面に雰囲気ガスを均一に供給する
ことが可能なセラミック成形体の焼成装置を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による焼成装置は、内部にセラミック成形体
を焼成するための焼成空間を有する焼成炉と、焼成炉の
焼成空間内に配置されており、かつ多数のセラミック成
形体を内部に収納した匣とを備えている。そして、匣
は、内部に堆積されている多数のセラミック成形体が接
している内壁底面及び内壁側面に形成された雰囲気ガス
導入口と、内壁側面に形成された雰囲気ガス排出口とを
有している。また、焼成炉には、匣の雰囲気ガス導入口
に雰囲気ガスを供給するための雰囲気ガス導入路が形成
されていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明による焼成装置においては、雰囲気ガス
は、匣の底面に設けられた雰囲気ガス導入口から匣の内
部に供給されるとともに、匣の側壁面に形成された雰囲
気ガス導入口からも供給される。さらに、匣の内部に供
給された雰囲気ガスを匣の上方のみならず匣の側面に形
成された雰囲気ガス排出口からも排出するようにしたこ
とにより、匣の内部に収納された多数のセラミック成形
体に対して雰囲気ガスを均一に供給することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明することにより、本発明を明らかにする。

【００１１】図１は、本発明の実施例による焼成装置の
断面構造図であり、図２は、図１中の切断線Ａ−Ａに沿
う方向からの断面構造図であり、さらに、図３は、焼成
装置の平面構造図である。

【００１２】図１〜図３を参照して、この実施例による
焼成装置は、焼成炉１と、その内部に配置される匣２と
を備えている。焼成炉１はバッチ式の焼成炉であり、耐
火性の壁面に囲まれた焼成空間１１を有している。焼成
空間１１の周囲を取り囲む壁面内にはヒータ１０が設け
られており、このヒータ１０の動作によって焼成空間１
１内を所定の温度に昇温するように構成されている。ま
た、焼成空間１１の下方の壁面内には、雰囲気ガス導入
路８が設けられている。雰囲気ガス導入路８は、匣２に
設けられた複数のガス導入口（詳細については後述す
る）に雰囲気ガスを導入するために各々分岐した底部ガ
ス導入路８ａ及び側部ガス導入路８ｂ，８ｃを有してい
る。

【００１３】匣２は、上方に開口部２ａを有する円筒状
の容器本体３を有している。容器本体３の底面には底部
ガス導入路８ａに挿入される底部ガス導入筒４が形成さ
れている。さらに、底部ガス導入筒４の開口部には、多
数の貫通孔が形成された目皿５が設けられている。

【００１４】また、容器本体３の側面には、雰囲気ガス
を匣２の内部に導入するための側部ガス導入口６，６
と、交換後のガスを匣２の内部から焼成空間１１側へ排
出するための側部ガス排出口７（，７）が形成されてい
る。また、側部ガス導入口６，６に対向する位置には側
部ガス導入管９，９が形成されている。側部ガス導入管
９，９は、焼成空間１１の底部において各々側部ガス導
入路８ｂ，８ｃに接続されており、側部ガス導入口６，
６に対面する位置に雰囲気ガスを吹き出すための多数の
ガス噴出孔が形成されている。特に、図３に示すよう
に、一対の側部ガス導入口６，６は円筒状の容器本体３
の対向する側壁面上に形成され、一対の側部ガス排出口
７，７は一対の側部ガス導入口６，６と直交する方向に
互いに対向して配置されている。この側部ガス導入口６
及び側部ガス排出口７は、例えば図４（ａ）に示すよう
な網状のスリット、あるいは図４（ｂ）に示すような多
孔板など、雰囲気ガスの通過が容易で、かつ匣２の内部
に収納されたセラミック成形体が外部へこぼれ落ちない
形状を有するものが用いられる。

【００１５】次に、上記のような構造を有する焼成装置
を用いたセラミック成形体の焼成方法について図１〜図
３を参照して説明する。焼成に際しては、まず匣２の内
部に多数のセラミック成形体１２を収納する。図１にお
いては、収納されたセラミック成形体の上縁が略図的に
実線Ｘで示されている。

【００１６】次に、多数のセラミック成形体１２を収納
した匣２を図１に示すバッチ式の焼成炉１内の焼成空間
１１に配置する。この状態で、匣２の底部ガス導入筒４
が底部ガス導入路８ａ内に挿入される。その後、雰囲気
ガス導入路８から雰囲気ガスを導入しつつ、ヒータ１０
により焼成空間１１内を所定の温度に昇温する。雰囲気
ガスは、底部ガス導入路８ａ及び側部ガス導入路８ｂ，
８ｃを通り、匣２の底部の目皿５から匣２の内部に導入
されるとともに、側部ガス導入管９，９から側部ガス導
入口６，６を通して匣２の内部に供給される。そして、
匣２の内部に供給された雰囲気ガスは、多数のセラミッ
ク成形体１２表面で種々の方向に拡散されながらセラミ
ック成形体１２の隙間を通り匣２の開口部２ａを通じ
て、あるいは側面に設けられた側部ガス排出口７，７を
通り焼成空間１１側へ放出される。このように、匣２の
底部及び側面から雰囲気ガスを導入すると、匣２の中に
収納された多数のセラミック成形体の個々の表面に雰囲
気ガスを十分に行き渡らせることができる。このため、
従来の焼成炉で問題となったように、匣２を大きくして
多数のセラミック成形体を収納した場合に、例えば匣の
隅部分で雰囲気ガスの導入が不十分となるような状況を
解消することができる。

【００１７】なお、上記実施例において、側部ガス導入
口６，６あるいは側部ガス排出口７，７の大きさや配置
場所数は、匣２のサイズに応じて適宜設定することがで
きる。

【００１８】さらに、側部ガス導入口６と側部ガス排出
口７の配置位置は、互いに直交する配置のみならず、側
部ガス導入口６と側部ガス排出口７とが対向する位置に
形成してもよい。また、雰囲気ガスの排出を容易とする
ために、匣２の側壁において側部ガス排出口７の位置を
側部ガス導入口６よりも高い位置に設定してもよい。

【００１９】さらに、側部ガス排出口７の近傍に吸い込
み口を設け、真空ポンプなどの吸引手段に接続し、匣２
の内部のガスを側部ガス排出口７から強制的に外部に排
出するように構成してもよい。

【００２０】さらに、本発明の実施例による焼成装置を
用いた積層セラミックコンデンサの焼成実験例について
説明する。被焼成物として、チタン酸バリウムを主成分
とする容量１００ｎＦの積層セラミックコンデンサのセ
ラミック成形体を多数用意し、匣の内部に投入し、以下
の条件で焼成を行った。

【００２１】 雰囲気ガス流量：底部ガス導入路からの流量０．５リットル／分 側部ガス導入路からの流量４．５リットル／分 焼成温度 ：１３００℃ 焼成時間 ：２時間

【００２２】なお、比較のために、図５に示す従来の焼
成装置を用いて同様の積層セラミックコンデンサのセラ
ミック成形体の焼成を行った。導入ガス量は５．０リッ
トル／分とした。そして、焼成後の積層セラミックコン
デンサの中から１００個を抜き取り、コンデンサの容量
のばらつきを検査した。本発明と従来例との実験結果を
表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１において、Ｖは基準となる匣の容積を
示しており、従って、従来例２及び本発明の場合は、従
来例１の匣の容積を２倍にしたものである。この表１の
結果より、従来の構造の焼成装置では、匣の容積を大き
くすると、焼成された積層セラミックコンデンサの容量
のばらつきが大きくなるのに対し、本発明の焼成装置の
場合には、容量のばらつきを微少に押さえることができ
る。

【００２５】この結果より、本発明の焼成装置では、コ
ンデンサの容量のばらつきを抑制しつつ、匣の容積を大
きくして大量のセラミック電子部品の焼成処理を行わせ
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、匣の底
部及び側面に雰囲気ガスを導入するための雰囲気ガス導
入口を設け、各々の雰囲気ガス導入口から雰囲気ガスを
導入するように構成したことにより、多数のセラミック
成形体の各々に均一かつ万遍なく雰囲気ガスを行き渡ら
せることが可能となる。従って、多数のセラミック成形
体を確実に、ばらつきなく焼成することが可能となり、
焼結不良や電子部品として使用した場合の特性劣化など
の発生を効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による焼成装置の断面構造図。

【図２】図１に示す焼成装置の切断線Ａ−Ａに沿う方向
からの断面構造図。

【図３】図１に示す焼成装置の平面構造図。

【図４】図１に示す焼成装置の匣に用いられる側部ガス
導入口及び側部ガス排出口の例（ａ），（ｂ）を示す模
式図。

【図５】従来の焼成装置の断面構造図。

【符号の説明】

１…焼成炉 ２…匣 ４…底部ガス導入筒 ５…目皿 ６…側部ガス導入口 ７…側部ガス排出口 ８，８ａ，８ｂ，８ｃ…雰囲気ガス導入路 ９…側部ガス導入路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 邦彦 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 米田 康信 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック成形体を焼成するための焼成
   装置であって、 内部にセラミック成形体を焼成するための焼成空間を有
   する焼成炉と、 前記焼成炉の焼成空間内に配置されており、かつ多数の
   セラミック成形体を内部に収納した匣とを備え、 前記匣は、内部に堆積されている多数の前記セラミック
   成形体と接している内壁底面及び内壁側面に形成された
   雰囲気ガス導入口と、内壁側面に形成された雰囲気ガス
   排出口とを有しており、 前記焼成炉には、前記匣の雰囲気ガス導入口に雰囲気ガ
   スを供給するための雰囲気ガス導入路が形成されている
   ことを特徴とする、焼成装置。