JPH0826835A - セラミック電子部品の焼成方法及び焼成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度条件や雰囲気条件などの焼成条件を迅速
かつ正確に制御して、速やかに良好な焼成を行なうこと
を可能にする。 【構成】 セラミック電子部品を収容する複数の焼成匣
１と、所定の位置に配設され、複数の焼成匣１をそれぞ
れ所定の温度に発熱させる複数の誘導加熱手段２と、誘
導加熱手段２により所定の温度に発熱させることができ
るように各焼成匣１を所定の位置に搬送する焼成匣搬送
手段３と、所定の位置に搬送された焼成匣１内の雰囲気
をそれぞれ所定の条件に制御する雰囲気制御手段４を組
み合わせ、焼成匣搬送手段３により焼成匣１を順次所定
の位置に搬送し、焼成条件に応じて、焼成匣１内の温度
条件及び雰囲気条件を所定の条件に制御することによ
り、焼成匣１内に収納されたセラミック電子部品を焼成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、積層セラミックコン
デンサなどのセラミック電子部品の焼成方法及び焼成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】積層セ
ラミックコンデンサなどのセラミック電子部品は、通
常、所定の条件下に実施される焼成工程を経て製造され
る。

【０００３】ところで、近年、セラミック電子部品の製
造技術が発達するにつれて、内部電極材料として卑金属
材料を用いたセラミック電子部品が製造されるようにな
っている。そして、このような卑金属内部電極を内蔵す
るセラミック電子部品を製造する場合、焼成工程におい
て内部電極が酸化されることを防止して所望の特性を実
現するために、焼成雰囲気を各温度ステップに応じて微
妙に制御することが必要になっている。

【０００４】しかし、セラミック電子部品の焼成に一般
的に用いられるトンネル炉を用いた場合には、 温度条件や雰囲気条件を正確に制御することが容易で
はない 酸素分圧（ＰＯ₂）を１０^-6ＭＰａ以下にすることが
困難である というような問題点がある。

【０００５】そのため、従来は、主として、セラミック
電子部品をバッチ式に焼成するバッチ炉が用いられてい
る。

【０００６】しかしながら、バッチ炉は、温度条件や雰
囲気条件などの焼成条件を制御しやすいという特徴を有
している半面、 生産性を向上させるために大きなチャンバーを有する
大型のバッチ炉を用いた場合、炉内の温度条件や雰囲気
条件のばらつきが大きくなり、製品の特性や品質のばら
つきを招く 炉が大型になると、熱容量が大きくなり、急昇温、急
降温を行なうことが困難になるため、昇温開始から降温
終了までのサイクルが、例えば４８〜７２時間と長くな
り生産性が低下する というような問題点がある。

【０００７】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、温度条件や雰囲気条件などの焼成条件を迅速かつ
正確に制御して、速やかに良好な焼成を行なうことが可
能なセラミック電子部品の焼成方法及び焼成装置を提供
することを目的とする。

【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、本願発明のセラミック電子部品の焼成方法は、(ａ)
誘導加熱を行なうことにより発熱する材料を用いて焼成
匣（さや）を形成するとともに、(ｂ)焼成匣ごとに、発
熱温度及び内部雰囲気を所定の条件に制御することがで
きるようにし、(ｃ)該焼成匣内にセラミック電子部品を
収容して、焼成匣内を所定の雰囲気に制御しつつ、誘導
加熱により焼成匣を所定の温度に発熱させ、焼成匣内の
セラミック電子部品を所定の温度に昇温させることによ
りその焼成を行なうことを特徴としている。

【０００９】また、本願発明のセラミック電子部品の焼
成方法は、(ａ)誘導加熱により発熱する材料を用いて形
成された焼成匣内にセラミック電子部品を収容し、(ｂ)
該焼成匣を所定の位置に配設された複数の誘導加熱手段
に対応する所定の位置に搬送し、(ｃ)前記所定の位置に
搬送された焼成匣内に、所定の組成の雰囲気ガスを供給
して焼成匣内の雰囲気を所定の条件に制御しつつ、誘導
加熱により焼成匣を所定の温度に発熱させ、(ｄ)以後、
前記(ｂ)，(ｃ)の工程を繰り返して、焼成匣を順次所定
の誘導加熱手段に対応する所定の位置に搬送し、焼成匣
内の雰囲気を所定の条件に制御しつつ焼成匣を所定の温
度に発熱させることにより、焼成条件に応じて、各焼成
匣内の温度条件及び雰囲気条件を所定の条件に制御しつ
つセラミック電子部品を焼成する各工程を具備すること
を特徴としている。

【００１０】また、本願発明のセラミック電子部品の焼
成装置は、誘導加熱により発熱する材料を用いて形成さ
れた、セラミック電子部品を収容する複数の焼成匣と、
所定の位置に配設され、誘導加熱により複数の焼成匣を
それぞれ所定の温度に発熱させる複数の誘導加熱手段
と、各焼成匣を、各誘導加熱手段により所定の温度プロ
ファイルに応じて所定の温度に発熱させることができる
ように、各誘導加熱手段に対応する所定の位置に順次搬
送する焼成匣搬送手段と、所定の位置に搬送された各焼
成匣内に、所定の組成に調整された雰囲気ガスを供給す
ることにより、各焼成匣内の雰囲気を所定の条件に制御
する雰囲気制御手段とを具備してなり、前記焼成匣搬送
手段により各焼成匣を順次所定の位置に搬送し、焼成条
件に応じて、各焼成匣内の温度条件及び雰囲気条件を所
定の条件に制御することにより、焼成匣内に収容された
セラミック電子部品を焼成するようにしたことを特徴と
している。

【００１１】

【作用】本願発明のセラミック電子部品の焼成方法にお
いては、焼成匣ごとに、その発熱温度及び内部雰囲気を
所定の条件に制御することが可能であり、焼成すべきセ
ラミック電子部品を収容した焼成匣内の雰囲気を所定の
条件に制御しつつ誘導加熱手段により誘導加熱すること
により、焼成匣が発熱して、その内部に収容されたセラ
ミック電子部品が所定の温度に加熱される。したがっ
て、従来のトンネル炉やバッチ炉のように、炉全体を加
熱したり、チャンバー全体の雰囲気を制御したりする場
合に比べて、迅速かつ正確に温度条件や雰囲気条件を制
御することが可能になり、効率よく良好な焼成を行なう
ことができるようになる。

【００１２】また、セラミック電子部品を収容した焼成
匣を、順次所定の位置に配設された複数の誘導加熱手段
に対応する所定の位置に搬送し、それぞれの位置で、温
度条件及び雰囲気条件を制御することにより、温度プロ
ファイルなどの焼成条件に応じて各焼成匣内の温度条件
及び雰囲気条件を所定の条件に制御することが可能にな
り、セラミック電子部品を正確な焼成条件の下に、速や
かに焼成することができるようになる。

【００１３】また、本願発明のセラミック電子部品の焼
成装置においては、焼成匣搬送手段により順次所定の位
置に搬送された各焼成匣内のそれぞれの雰囲気が雰囲気
制御手段により所定の雰囲気に制御されるとともに、各
焼成匣が誘導加熱手段による誘導加熱によりそれぞれ所
定の温度に発熱して、その内部に収容されたセラミック
電子部品が所定の温度に加熱される。したがって、セラ
ミック電子部品の焼成条件に応じて、焼成匣内の温度条
件及び雰囲気条件を正確に制御しつつ、速やかに焼成す
ることが可能になり、効率よく良好な焼成を行なうこと
ができるようになる。

【００１４】

【実施例】以下、本願発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１は本願発明の一実施例にかかるセラミック電
子部品の焼成装置を示す斜視図、図２はこの実施例にお
いて用いられている焼成匣及び雰囲気制御手段を構成す
る雰囲気ガス供給ノズル及び雰囲気ガス排出ノズルを示
す斜視図、図３は誘導加熱手段を示す斜視図である。

【００１５】この実施例のセラミック電子部品の焼成装
置は、例えば、積層セラミックコンデンサ素子などのセ
ラミック電子部品を焼成するための焼成装置であり、図
１に示すように、セラミック電子部品（図示せず）を収
容する複数の焼成匣１と、各焼成匣１のそれぞれを所定
の温度に発熱させることができるように構成された複数
の誘導加熱手段（誘導加熱コイル）２と、誘導加熱手段
２により所定の温度に発熱させることができるように各
焼成匣１を所定の位置に搬送するための焼成匣搬送手段
（この実施例ではベルトコンベア）３と、所定の位置に
搬送された各焼成匣１内の雰囲気を所定の条件に制御す
る雰囲気制御手段４とを備えて構成されている。そして
これらの各部は、断熱効果を有する筒状容器（ダクト状
部材）１５内に配設されている。

【００１６】上記焼成匣１は、図１，図２に示すよう
に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を角筒状（箱状）に成形する
ことにより形成されており、その両端側の対角の位置に
形成された開口部はそれぞれ、雰囲気制御手段４を構成
する雰囲気ガス供給ノズル５から供給される雰囲気ガス
を導入、排出するためのガス導入口７及びガス排出口８
となっている。なお、この実施例では、開口部（ガス導
入口７及びガス排出口８）の面積を小さくし、かつ、対
角の位置に配設しているので、焼成匣１内の温度や雰囲
気のばらつきを抑制して、安定した焼成を行なうことが
可能になる。但し、開口部の形状や配設位置などはこれ
に限定されるものではない。

【００１７】また、誘導加熱手段２は、図３に示すよう
に、Ｕ字状の筒状部材９内に誘導コイル（図示せず）を
配設することにより形成されており、誘導コイルに１Ｍ
Ｈｚ〜１０ＭＨｚの高周波電流を流し、高周波磁界によ
って焼成匣１に渦電流を発生させることにより焼成匣１
自体を発熱させるように構成されている。また、筒状部
材９の中空部１０に冷却水を通して、その過熱を防止す
ることができるように構成されている。

【００１８】さらに、焼成匣搬送手段３を構成するベル
ト１１（図１）は、例えばジルコニアなどの耐熱性セラ
ミック（不導体）から形成されており、駆動手段（図示
せず）によりベルト１１を移動させることにより、その
上に載置された焼成匣１を所定の位置に搬送することが
できるように構成されている。

【００１９】また、雰囲気制御手段４は、所定の組成の
雰囲気ガスを調製する雰囲気ガス調製手段（図示せず）
と、該雰囲気ガス調製手段から供給される雰囲気ガスを
所定の流量で焼成匣１のガス導入口７（図２）に供給す
る雰囲気ガス供給ノズル５と、焼成匣１のガス排出口８
（図２）から排出される雰囲気ガスを系外に排出するた
めの雰囲気ガス排出ノズル６とを備えて構成されてい
る。なお、雰囲気ガス供給ノズル５及び雰囲気ガス排出
ノズル６は、焼成匣搬送手段３により所定の位置に搬送
された各焼成匣１のガス導入口７及びガス排出口８に接
続して、各焼成匣１に雰囲気ガスを供給することによ
り、各焼成匣１内を所定の雰囲気にすることができるよ
うに、誘導加熱手段２に対応する位置に、対応する数だ
け配設されている。

【００２０】次に、上記のように構成された焼成装置を
用いてセラミック電子部品を焼成する方法について説明
する。

【００２１】まず、セラミック電子部品が収容された焼
成匣１を焼成匣搬送手段３のベルト１１上に載置し、ベ
ルト１１を移動させることにより、焼成匣１を所定の誘
導加熱手段２に対応する位置まで搬送する。

【００２２】次に、その所定の位置で雰囲気ガス供給ノ
ズル５及び雰囲気ガス排出ノズル６を、焼成匣１のガス
導入口７、ガス排出口８に接続して、雰囲気ガス供給ノ
ズル５から雰囲気ガスを供給し、雰囲気ガス排出ノズル
６から排出することにより焼成匣１内を所定の雰囲気に
制御する。この場合、焼成匣１のガス導入口７やガス排
出口８は、雰囲気ガス供給ノズル５や雰囲気ガス排出ノ
ズル６によって密閉されるようにすることが望ましい。
そして、その状態を維持しつつ、誘導加熱手段２による
誘導加熱により焼成匣１を所定の温度に発熱させ、焼成
匣１内のセラミック電子部品を所定の温度にまで昇温さ
せてその焼成を行う。

【００２３】所定時間焼成を行なった後、焼成匣搬送手
段３により焼成匣１を次の誘導加熱手段２に対応する位
置まで移動させ、雰囲気ガス供給ノズル５及び雰囲気ガ
ス排出ノズル６を、焼成匣１の次のガス導入口７、ガス
排出口８に接続して、雰囲気ガス供給ノズル５から雰囲
気ガスを供給し、雰囲気ガス排出ノズル６から排出する
ことにより焼成匣１内を所定の雰囲気に制御する。そし
て、その状態を維持しつつ、誘導加熱手段２による誘導
加熱により焼成匣１を次の段階の所定の温度にまで発熱
させ、内部に収容されたセラミック電子部品を所定の温
度にまで昇温させてその焼成を行う。

【００２４】以後同様にして、温度条件及び雰囲気条件
を段階的に変化させ、所定の焼成条件にしたがってセラ
ミック電子部品の焼成を行なう。

【００２５】この実施例のセラミック電子部品の焼成装
置においては、上述のように、セラミック電子部品の焼
成条件に対応して、焼成匣１内の温度条件及び雰囲気条
件を段階的に変化させることにより、迅速かつ正確に所
定の条件に制御することが可能になるため、正確な焼成
条件の下に、効率よく良好な焼成を行なうことが可能に
なる。

【００２６】なお、上記実施例のセラミック電子部品の
焼成装置においては、焼成匣１、誘導加熱手段２、雰囲
気制御手段４、及び雰囲気制御手段４を構成する雰囲気
ガス供給ノズル５及び雰囲気ガス排出ノズル６の形状、
あるいは、雰囲気ガス供給ノズル５及び雰囲気ガス排出
ノズル６を焼成匣１のガス導入口７、ガス排出口８に接
続したり、接続を解除したりする方法などに関しても特
別の制約はない。

【００２７】また、本願発明のセラミック電子部品の焼
成装置においては、焼成匣の数、誘導加熱手段や雰囲気
制御手段の配設位置や配設数などには特別の制約はな
く、所定の焼成条件を実現するために必要なステップ数
に応じて、任意に選択、決定することが可能である。

【００２８】また、上記実施例には示していないが、本
願発明のセラミック電子部品の焼成装置においては、各
焼成匣の間にセパレータを配設することにより、隣接す
る焼成匣の熱影響を防止して、各焼成匣の温度をより正
確に制御することが可能になる。

【００２９】なお、本願発明のセラミック電子部品の焼
成方法を実施するための焼成装置は、上記実施例のよう
に、複数の焼成匣を用い、これを焼成匣搬送手段により
所定の位置に搬送して所定の焼成条件で焼成するように
した焼成装置に限られるものではなく、焼成匣を移動さ
せずに、誘導加熱手段及び雰囲気制御手段を順次焼成匣
に対応する所定の位置に移動させるように構成すること
も可能であり、また、一つの焼成匣と、一つの雰囲気制
御手段及び誘導加熱手段を用い、焼成匣内の温度条件及
び雰囲気条件を所定の焼成条件プロファイルにしたがっ
て連続的または段階的に変化させることにより、所定の
焼成条件を実現するように構成することも可能である。

【００３０】また、本願発明を適用することが可能なセ
ラミック電子部品の種類には特に制約はなく、積層セラ
ミックコンデンサをはじめ、セラミック圧電部品やセラ
ミック発振子など、種々のセラミック電子部品にも本願
発明を適用することが可能である。

【００３１】なお、本願発明は、その他の点においても
上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範
囲内において種々の応用、変形を加えることができる。

【００３２】

【発明の効果】上述ように、本願発明のセラミック電子
部品の焼成方法は、誘導加熱により発熱する材料を用い
て焼成匣を形成するとともに、焼成匣ごとに、その発熱
温度及び内部雰囲気を所定の条件に制御することができ
るようにし、該焼成匣内にセラミック電子部品を収容し
て、焼成匣内を所定の雰囲気に制御しつつ、誘導加熱に
より焼成匣を所定の温度に発熱させ、焼成匣内のセラミ
ック電子部品を所定の温度に昇温させることによりその
焼成を行なうように構成されており、従来のトンネル炉
やバッチ炉を用いる焼成方法に比べて、温度条件や雰囲
気条件を迅速かつ正確に制御することが可能になり、所
望の温度プロファイルや雰囲気条件の下で、効率よく良
好な焼成を行なうことができる。

【００３３】また、セラミック電子部品を収容した焼成
匣を、順次所定の位置に配設された複数の誘導加熱手段
に対応する所定の位置に搬送し、それぞれの位置で、温
度条件及び雰囲気条件を制御することにより、温度プロ
ファイルなどの焼成条件に応じて各焼成匣内の温度条件
及び雰囲気条件を、所定の条件に制御することが可能に
なり、セラミック電子部品を正確な焼成条件の下に、速
やかに焼成することができるようになる。

【００３４】また、本願発明のセラミック電子部品の焼
成装置は、複数の焼成匣と、複数の焼成匣を所定の温度
に発熱させる複数の誘導加熱手段と、焼成匣を所定の位
置に搬送する焼成匣搬送手段と、各焼成匣内の雰囲気を
所定の条件に制御する雰囲気制御手段とを備えて構成さ
れており、焼成匣搬送手段により焼成匣を順次所定の位
置に搬送し、焼成条件に応じて、焼成匣内の温度条件及
び雰囲気条件を所定の条件に制御して焼成できるように
構成されているので、昇温速度や降温速度、雰囲気条件
などを迅速かつ正確に制御して、所望の温度プロファイ
ルや雰囲気条件の下で、効率よく良好な焼成を行なうこ
とが可能になる。

【００３５】したがって、本願発明によれば、生産性を
向上させることが可能になるとともに、品質特性のばら
つきの少ない信頼性の高いセラミック電子部品を得るこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例にかかるセラミック電子部
品の焼成装置を示す斜視図である。

【図２】図１のセラミック電子部品の焼成装置において
用いられている焼成匣及び雰囲気制御手段を構成する雰
囲気ガス供給ノズル及び雰囲気ガス排出ノズルを示す斜
視図である。

【図３】図１のセラミック電子部品の焼成装置において
用いられている誘導加熱手段を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 焼成匣 ２ 誘導加熱手段 ３ 焼成匣搬送手段 ４ 雰囲気制御手段 ５ 雰囲気ガス供給ノズル ６ 雰囲気ガス排出ノズル ７ ガス導入口 ８ ガス排出口 ９ 筒状部材 １０ 中空部 １１ ベルト １５ 筒状容器（ダクト状部材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 (ａ)誘導加熱を行なうことにより発熱す
   る材料を用いて焼成匣（さや）を形成するとともに、 (ｂ)焼成匣ごとに、発熱温度及び内部雰囲気を所定の条
   件に制御することができるようにし、 (ｃ)該焼成匣内にセラミック電子部品を収容して、焼成
   匣内を所定の雰囲気に制御しつつ、誘導加熱により焼成
   匣を所定の温度に発熱させ、焼成匣内のセラミック電子
   部品を所定の温度に昇温させることによりその焼成を行
   なうことを特徴とするセラミック電子部品の焼成方法。
2. 【請求項２】 (ａ)誘導加熱により発熱する材料を用い
   て形成された焼成匣内にセラミック電子部品を収容し、 (ｂ)該焼成匣を所定の位置に配設された複数の誘導加熱
   手段に対応する所定の位置に搬送し、 (ｃ)前記所定の位置に搬送された焼成匣内に、所定の組
   成の雰囲気ガスを供給して焼成匣内の雰囲気を所定の条
   件に制御しつつ、誘導加熱により焼成匣を所定の温度に
   発熱させ、 (ｄ)以後、前記(ｂ)，(ｃ)の工程を繰り返して、焼成匣
   を順次所定の誘導加熱手段に対応する所定の位置に搬送
   し、焼成匣内の雰囲気を所定の条件に制御しつつ焼成匣
   を所定の温度に発熱させることにより、焼成条件に応じ
   て、各焼成匣内の温度条件及び雰囲気条件を所定の条件
   に制御しつつセラミック電子部品を焼成する各工程を具
   備することを特徴とするセラミック電子部品の焼成方
   法。
3. 【請求項３】 誘導加熱により発熱する材料を用いて形
   成された、セラミック電子部品を収容する複数の焼成匣
   と、 所定の位置に配設され、誘導加熱により複数の焼成匣を
   それぞれ所定の温度に発熱させる複数の誘導加熱手段
   と、 各焼成匣を、各誘導加熱手段により所定の温度プロファ
   イルに応じて所定の温度に発熱させることができるよう
   に、各誘導加熱手段に対応する所定の位置に順次搬送す
   る焼成匣搬送手段と、 所定の位置に搬送された各焼成匣内に、所定の組成に調
   整された雰囲気ガスを供給することにより、各焼成匣内
   の雰囲気を所定の条件に制御する雰囲気制御手段とを具
   備してなり、 前記焼成匣搬送手段により各焼成匣を順次所定の位置に
   搬送し、焼成条件に応じて、各焼成匣内の温度条件及び
   雰囲気条件を所定の条件に制御することにより、焼成匣
   内に収容されたセラミック電子部品を焼成するようにし
   たことを特徴とする焼成装置。