JPS62503136A - 電界内での加熱によりフイルムから有機物質を急速に除去するための方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電界内での加熱によりフィルムから有機物質を急速に除去するための方法及びそ の装置関連出願 この出願は１９８５年１１月１３日付の米国特許出願第７９７，６２９号の一部 継続出願であり、その開示内容はここに参考として組込まれる。

産業上の利用分野 本発明は、電界内で加熱することにより、特に厚膜フィルム構造体であるフィル ムから有機成分を除去するための装置及び方法に関する。

発明の青貝 厚膜フィルムは、抵抗体、導電体、コンデンサ等のような電気回路素子を形成す るように、絶縁基板上に塗布された導電及び／または誘電インクの１つ若しくは 複数の層を含む。厚膜フィルムは典型的には基板にペーストとして供給され、所 望の電気回路成分のためのパターンは、シルク・スクリーニング技術を用いる微 細格子スクリーンを使用することにより形成される。一旦所望のパターンが形成 されると、基板は低温度で乾燥され、次に高温度で焼成される。

厚膜フィルム・ペースは通常有機含有溶剤及び一時的な有機バインダを含む。有 機バインダは、乾燥されたプリントに寸法的な安定性を提供すると共に、焼成処 理のための生強度をこれに付与する。焼成サイクルにおいて厚膜フィルムが加熱 されるにつれ、第１次品が焼成され、即ち残留溶剤及び一時的な有機バインダが 除去される。

溶剤及びバインダの除去に続いて、ペーストの導電若しくは誘電粒子が一緒に融 ける。

従来焼成工程はゆっくりしたバインダの除去を許容する材料の漸進的な加熱によ り一般的な炉内で達成された。

然しゆっくりした加熱は、後のはんだ付は及び結合操作を拒否する厚膜フィルム 表面上のガラス状の層の形成をもたらり。近年厚膜フィルム構造体の焼成に赤外 線炉が用いられて来た。赤外線炉は非常に高い加熱速度及び懸速な工程に特徴付 けられる。

湿潤若しくは乾燥厚膜フィルム構造体から一時的な有機バインダ成分を除去する ことは、従前若しくは赤外線炉の両者において、重大で且つ制御の困難な工程で ある。

良好な焼成のため、いずれかの導電若しくは誘電粒子が一緒に融ける前に、バイ ンダは完全に除去されなければならない。バインダの除去はきれいに行われなけ ればならなず、即ち劣化種が残留し融けた導電若しくは誘電粒子に取付くようで あってはならない。更に分解バインダ成分は直ちに工程区域から除去されなけれ ばならない。

窒素再焼成厚膜フィルムの場合において、高速且つ高容量窒素スパージャが用い られ、燃焼中フィルムから分解バインダを落とし、フィルム内の残存カーボンを 最少化することが提供されて来た。この技術は、焼成工程の窒素の必要量及び関 連のコストを大幅に増大させ、また基板表面での温度の総体的な変化を防止する ように窒素を予熱する必要があり、また燃焼区域を横切る温度分散及びガス速度 が大きく且つ制御が困難であることをもたらすことから望ましくない。

発明の概要 本発明は、導電及び誘電厚膜フィルムのような有機含有フィルムからの有機物質 の除去を高めるための方法及び装置を提供する。方法は、フィルムの周りに電界 を形成する一方フィルムを加熱し、望ましくは少なくとも幾分かのフィルムの有 機成分が有機イオン即ちカルボアニオン及びカーボニウムイオンを形成するのに 充分な温度に加熱される。

電界の強度は、フィルムから有機成分が除去される速度を増大させ、及び／また は、焼成後にフィルム内に残存する有機成分司を減少させるのは充分である。上 限は、フィルムの化学的若しくは物理的性質に悪影響を及ぼすか、例えば空気若 しくは窒素等の厚膜フィルム周囲の雰囲気が分解し始める時である。電界の強度 は望ましくは少なくとも約２００Ｖ　／　Ｃｆｆ１で更に望ましくは少なくとも 約４０００Ｖ　／　ｃｍで、約７５００Ｖ　／　Ｃｍ未満である。

電界の配向は重大ではない。然し、電界はフィルムの頂表面に対して垂直な配向 に形成されることが望ましく、１７膜フイルム内でカーボニウムイオンに上向き の力を付与する極性が望ましい。

本発明に係る、有機含有フィルムから有機成分を除去するための装置は、望まし くは赤外線ランプである１つ若しくは複数の加熱素子を有する加熱チャンバを含 む。

第１の２　ｎＱが加熱素子に接続されて加熱素子にエネルギを提供する。少なく とも２つの離間電極が設けられ、これ等はチャンバ内に電界を形成するための第 ２電源に接続される。有機含有フィルムが形成される基板を、電極で形成される 電界内に支持するための手段も設けられる。

望ましくは、選択された望ましくは例えば窒素のような反応性でないガスをチャ ンバ内に導入するための手段も提供される。

本発明の望ましい実施例において、装置は入口及び出口開口を有する加熱チャン バを含む。モータ駆動式金属コンベヤ・ベルトが各開口を通過してチ１７ンバ内 を走る。

有機含有フィルムが供給されている基板はコンベヤ上でチャンバを通して搬送で きる。望ましくは赤外線ランプである加熱素子は、望ましくはコンベヤの上方及 び下方でチャンバ内に支持され、電源に電気的に接続される。

望ましくは入口開口に隣接して、チャンバ内には、第２電極として作用するコン ベヤ・ベルトの上方に１つ若しくは複数の電極が支持される。電極及び金属コン ベヤ・ベルトは、チャンバ内に電界を形成するために電源に電気的に接続される 。制御回路が、コンベヤの速度、赤外線ランプにより放射されるエネルギ量、及 び電極間に形成される電界の強度を調整するために提供される。

図面の簡単な説明 本発明の以上及びその他の特徴及び利点は、添付の図面に関連した以下の詳細な 説明を参照することにより、より明白となろう。

第１図は、本発明に係る赤外線炉を示す概略ブロック・ダイアグラム、 第２図は、本発明に係る赤外線炉の加熱チャンバを示す斜視図、 第３図は、第２図図示加熱チャンバの長手方向断面図、第４図は、第２及び第３ 図図示加熱チャンバの断面図、第５図は、加熱チャンバの側壁に保持されたセラ ミック・ホルダ内に支持された電極の端部分を示す拡大断面図。

詳細な説明 本発明の特に望ましい適用は、厚膜フィルムの焼成のための装置及び工程の提供 にある。工程において、厚膜フィルム及びこれ等が供給されている絶縁基板はフ ィルムから有機成分の除去を生じさせると共に、次にフィルム内に存在する導電 若しくは誘電粒子を融解させるのに充分な温度及び時間に亘って加熱される。少 なくとも有機成分を除去するための厚膜フィルムの初期加熱は電界の存在下で実 施される。電界の存在は厚膜フィルムからの有機成分の除去を高め、焼成後のフ ィルム内に残存するカーボンの残存量を減少させ、及び／または有機成分が除去 される速度を増大させる。

焼成工程において厚膜フィルムは約９００℃の温度に加熱される。一時的な有機 バインダは、一般的に約６００℃以下の温度で、工程の初期段階におい除去され る。初期加熱中、少なくとも幾分かの有機成分が熱分解若しくは燃焼され、例え ばカーボニウムイオン及びカルボアニオン等の有機イオンを形成する。典型的に はこれは空気下で約３００℃で、窒素下で約３５０℃で生じる。

従って電界の強度は加熱中の有機成分除去速度及び／または厚膜フィルムからの 有機成分除去ｍを増大させるのに充分でなければならない。最も一般的な厚膜フ ィルムのため、少なくとも約２００Ｖ　／　ｃｍの電界強度が、有機成分除去の 速度及び／または量における充分な改良を形成するのに必要とされる。最大電界 強度は、例えば空気、窒素、酸素等の厚膜フィルムの周囲雰囲気が分解し始める ものである。これは空気及び窒素については約７，５００Ｖ／ｃ＋＋＋に（１５ いて生じる。

電界を用いて厚膜フィルムからの有機物除去を高めるのに含まれる２つの別の機 構が存在するものと信じられる。第１に電界は、焼成工程の初期段階で形成され るカーボニウムイオン若しくはカルボアニオン上に、厚膜フィルムの外方向にお ける力を引起こす。

第２に厚膜フィルムの加熱中、厚膜フィルムの表面に境界層が形成される。境界 層はガスの静若しくはよどみ層で、この中において厚膜フィルムは加熱され、こ れは厚膜フィルム表面に隣接する。境界層はフィルムへの熱伝導及びフィルムか らの質量拡散に抵抗し、従って厚膜フィルムからの有機成分を除去するための加 熱工程における制御要素となる。厚膜フィルム周りの電界の存在は境界層を乱し 、もし充分に強ければ境界層を排除若しくはその厚さを減少させることが見出さ れた。これは厚膜フィルムの加熱を速くするだけでなく、厚膜フィルムの表面か らの有機成分の移送を速くする。

従って電界は、境界層を排除するか、少なくとも充分に厚さを減少させるように 充分であることが望ましい。

約１，０ＯＯＶ／ｃｍの強度を有する電界がこの目的のために充分であることが 見出された。

電界の配向即ち力線の方向は、重大ではないが、厚膜フィルムの頂表面及び絶縁 基板の頂表面に対して垂直であることが望ましい。一般的な厚膜フィルムの厚さ はその幅よりも通常かなり小さいため、上記配向は、電界の極性に依存する正若 しくは負のいずれかのイオンである。

電荷有機イオン上に、厚膜フィルムの頂表面に向う方向において力を発生させ、 この頂表面は電荷イオンの主部分にとって最も近い表面である。

電界の極性は重大ではない、然し厚膜フィルムのカーボン量におけるより大きな 減少が、厚膜フィルムの頂表面に向う方向においてカルボアニオン上に力を誘発 する極性を電界が有する時よりも、厚膜フィルムの上側表面に向う方向において カーボニウムイオン上に力を誘発する極性を電界が有する時に達成されることが 見出された。

この理由は焼成工程中、有機成分が分解する際に通る通路によるものと信じられ る。有機物質成分の分解は、形成される電荷がないカーボン−カーボン結合の開 裂を介して、即ち、遊離基の形成を介して行われるか、或いは逆電荷イオンの形 成゛を介して行われる。遊離基は非常に短命なエネルギ的に不都合な種であり、 拡散種の大部分を形成するものとは予想されない。電荷中間物は電界が供給され ると力を受ける。この力は供給される電界の強度及び極性に依存して大きさ及び 方向が変化する。もし中間物が電荷種を含むとすれば、１つの正イオンが各負イ オンについて形成されるであろう。結果の棟上の電荷のランダムな分散は、拡散 補助力に換算して他の上の１つの極性の恩恵を示さない集団をもたらす。負及び 正の極性間の結果における観察される差は、発生されるカーボンイオンの相対的 安定性の発現と信じられる。

カーボンイオンの安定性は電荷を支持するカーボンにおける置換の程度に依存す る。第１、第２及び第３カーボンは夫々１．２若しくは３つの他のカーボンに結 合される。カーボンイオンの安定性はそれ等の置換及び電荷の程度に依存する。

正電荷カーボンイオン、若しくはカーボニウムイオンは高置換時に最も安定であ る。負電荷カーボンイオン、若しくはカルボアニオンは置換がない時に最も安定 である。この関係は以下に要約される。

カーボニウムイオン（→−）　第１−第２−第３カルボアニオン（−）　第３− 第２−第１安定性と置換程度との関係は、電界の極性による残存カーボンにおい て観察される差の説明を提供する。最高に置換され且つ枝分けされたバインダの 断片は正電荷されるようである。これ等の高置換断片はこれ等の構造故に最少の 拡散を有する。従って、厚膜フィルムの外にこれ等を引張るようなこれ等の正電 荷断片上の力を誘発する極性で電界が供給されると、カーボン含有量の最大の減 少が見られる。

電界内で厚膜フィルムが加熱される時間の長さはまた重大ではない。望ましくは 、厚膜フィルムからのカーボンの除去を最大化するのに充分な時間に亘って厚膜 周りで電界が保持される。この時間は、電界内で厚膜フィルムが加熱される温度 に依存する。例えば、厚膜アイルムが電界内で約６００℃の温度に加熱される時 、４，０ＯＯＶ　／Ｃｌｌ１の電界内で１分間の時間が望ましい結果をもたらす ことが見出された。利益ある結果はより短い時間を用いることにより見出された 。所望とあれば全焼成工程を通して厚膜フィルム周りに電界を維持することがで き、焼成工程は通常、１０乃至約６０分間に亘り、約９００℃以上の温度に到達 する。

電界は電源に接続された２つ若しくはそれ以上の電極により、焼成チャンバ内に 形成される。電源は直流電源が望ましい。これは、フィルムの外方向へ、カルボ ニウムイオン若しくはカルボアニオンのいずれかに安定した力を誘発させる単一 の非変更極性を伴う電界を形成する。

望ましくはないが本発明の実施に交流電源を用いることができる。交流電源は交 替する極性を有する電界を形成する。この電界はカルボアニオン若しくはカーボ ニウムイオンに安定した力を誘発させない。然し、この電界は厚膜フィルム周り の境界層を崩壊及び減少若しくは排除し、従ってこの機構により厚膜フィルムか らの有機物の除去を高める。交流電源の欠点は厚膜フィルムの外へ引張るように カルボアニオン若しくはカルボニウムイオンに作用する安定した力が存在しない ことである。更に交流電源は、通常望ましくない電流を厚膜フィルム中へ誘発す る傾向がある。

本発明は窒素及び空気再焼成厚膜フィルムに適用可能である。然し通常電界の存 在は、窒素再焼成厚膜フィルム及び空気再焼成厚膜フィルムから除去される有機 成分の速度及び量を大幅に増大させる。理論的には結び付がないが、これは大気 中に含まれる酸素対非酸素の有機物除去の機構における差に逆行すると信じられ る。

空気再焼成物質は、燃焼即ち一時的な有機バインダが除去される焼成工程の初期 段階において、酸素の存在及び参加から大きな利益を得る。これは制御される拡 散速度には見えない急速な燃焼通路を提供する。

然し窒素内にお（プる燃焼は異なる化学的且つ運動的画面を提供する。窒素再焼 成厚膜フィルムの一時的バインダは、例えばアクリルのような高分子重量重合体 で、物理的フィルムの保全性の形成に先立って除去されなければならない。成る 物質において、フィルムのバインダ若しくは他の成分は、幾分かの酸素を供給し て有償物質の部分的燃焼に提供されるように設計される。いずれにしても、分解 がバインダ除去の初期機構を維持する。

化学分析のための電子分光法（ＥＳＣＡ）のデータは、一般的な及び赤外線装置 の両者により焼成された誘電フィルムにおいて残存するカーボンの結合エネルギ を試験するのに選択されていた。結合カーボンのピークは両者の場合において同 じであり、自由カーボンのピークは赤外線焼成サンプルにおいて概ね高かった。

このデータは従って、空気焼成とは対照的に、窒素内での焼成が、制御される拡 散速度を表わずことを示した。

電界の存在は、厚膜フィルムを通るこの外への電荷有機イオンの拡散速度を増大 させ、もし充分に強ければ、厚膜フィルム周りで境界層を崩壊させ、従って厚膜 フィルムに対する及びこれからの全成分の拡散速度を増大させるものと信じられ る。故に、窒素内での有機成分の除去は、空気内での有機成分の除去よりもより 制御された拡散速度を表わすため、前者は電界の存在により、より大きな利益を もたらす。

また厚膜フィルム回路の焼成に特に有用な本発明を実施するための装置が提供さ れ。第１図に関し、本発明に係る装置が概略的に示される。装置は、赤外線炉１ ０と、炉を通して焼成される厚膜フィルム回路を移送するための金属コンベヤ・ ベルト１１とを含む。赤外線炉１０は、入口チャンバ１２、加熱若しくは焼成チ ャンバ１３、冷却チャンバ１４及び出口チャンバ１６を含む複数の相互に接合さ れたチャンバを含む。コンベヤ・ベルト１１は、速度コントロール１８を有する モータ１７によって駆動される。

温度センサ１９が炉１０の焼成チャンバ１３内の温度をモニタする。温度センサ １９に応じて、温度制御回路２１が、電源２２により炉１０の焼成チャンバ１３ 内の複数の赤外線ランプに供給される電圧の大きさを調整する。温度センサ１９ 、温度制御回路２１、及び電源２２と同一の追加の温度制御ループが、所望とあ れば、炉１０の焼成チャンバ１３内の異なる区域のために設けられ、コンベヤ・ ベルト１１上の厚膜フィルム回路のための所望の温度プロフィルを形成する。

全ての場合において、制御ループ２１は赤外線ランプにより放射されるエネルギ を増大及び減少させ、この場合のように、焼成チャンバ若しくはその区域内を一 定の温度に維持する。

電界制御回路２３は、第２の電源２４により、焼成チャンバ１３内の１つ若しく は複数の第１電極と、第２電極として作用する金属コンベヤ・ベルトとの間に形 成される電圧の大ぎさを調整し、また第１電極とコンベヤ・ベルトとの間に発生 される電界の強度を増大若しくは減少させるのに使用できる。もし２つ以上の第 １電極が用いられるとすると、所望とあれば、別の電界制御回路２３及び第２電 源２４が設けられ、焼成チャンバ内の異なる区域において異なる電界強度を形成 できる。

第２．３及び４図に関し、本発明に係る特に望ましい加熱チャンバ１３が示され る。加熱チャンバ１３は概ね矩形で、上、下壁２６．２７、一対の側壁２８及び 一対の端壁２９を具備する。

各端壁２９は、垂直に離間されてコンベヤ・ベルト１１が通過する矩形ポート若 しくは開口３３を提供する上端部絶縁部材３１及び上端部絶縁部材３２を含む。

上端部絶縁部材３２にはその上縁部に３つの離間半円形溝３４が配設される。

端壁２９の上下端部絶縁部材３１．３２は、上及σ下端部シート金属カバー３６ ’、　３７により覆われる。

側壁２８は、側部シート金属カバー３９により覆われる、長手で概ね矩形の側部 絶縁部材３８を含む。土壁２６はまた、上部シート金属カバー４２により覆われ る、長手で概ね矩形の上部絶縁部材４１を含む。上部シート金属カバー４２は絶 縁された上部スペーサ４３により上部絶縁部材４１から離間され、従って上部シ ート金属カバー４２と上部絶縁部材４１との間に上部空間４４を形成する。

同様に下壁２１は、下部シート金属カバー４７により覆われる、長手で概ね矩形 の下部絶縁部材４６からなる。下部シート金属カバー４７は絶縁された下部スペ ーサ４８により下部絶縁部材４６から離間され、下部シート金属カバー４７と下 部絶縁部材４６との間に下部空間４９を形成する。

上部シート金属カバー４２は、上部シート金属カバー４２の周囲で下向きに延び る側部フランジ５１を含む。上部シート金属カバー４２の側部フランジ５１に上 部ブラケット５２が設けられる。

下部シート金属カバー４７はまた、下部シート金属カバー４７の周囲で上向きに 延びると共に下部ブラケット５４を含む側部フランジ５３を含む。組立て位置に 加熱チトンバ１３の絶縁壁を保持するため、上部シート金属カバー４２の側部フ ランジ５１は、側及び上端部シート金属カバー３９゜３６上に引張り下され、ま たこれは、上部シート金属カバー４２の上部ブラケット５２内の開口と、側及び 上端部シート金属カバー３９．３６の対応する上部ブラケット５７内の整一開口 とを通過するタイ・ロッド５６により保持される。

同様に下部シート金属カバー４７の側部フランジ５３は、側及び下端部シート金 属カバー３９．３７上に引張り上げられ、またこれは、下部シート金属カバー４ ７の下部ブラケット５４内の開口と、側及び下端部シート金属カバー３９．３７ により支持される下部ブラケット５９内の整一開口とを通過するタイ・ロッド５ ８により保持される。

コンベヤ・ベルト１１は３本の石英チューブ６１上で加熱チャンバ１３内に支持 され、チューブは加熱チャンバ１３の全長に頁って延びると共に、端壁２９の下 部絶縁部材３２上に設けられた３つの半円形溝３４上に着座する。

例えば空気若しくは窒素であるカバー・ガスが、各上下シート金属カバー４２． ４７上に支持された上下管状コネクタ６２．６３を通して低圧下で供給される。

カバー・ガスは、加熱チャンバ１３の各項及び底壁に形成された多孔状の上下絶 縁部材４１．４６を通してゆっくりと且つ均等に濾過され、従って加熱チャンバ １３内部を赤外線炉の周囲の大気よりも幾分高い圧力にさせる。

加熱チャンバ１３の各側壁２８には、コンベヤ・ベルト１１の上方に離間円形孔 ６４の上部列が、コンベヤ・ベルト１１の下方に離間円形孔６６の下部列が設け られる。各円形孔６４、６６は、各側壁２８を形成する側部シート金属カバー３ ９と、側部絶縁部材３８とを通して延びる。多孔ｅａ、　ａｓの内部半休部分及 び側部絶縁部材３８には４５′　チャンバ６１が設けられる。

複数の長手の赤外線ランプ６８が、それ等の端部分が円形開口６４若しくは６６ 及び開放側壁２８を通過するように支持される。赤外線ランプ６８は、ここで引 用される米国特許第４，４０６，９９４号に開示されるような適当な態様で支持 される。故に赤外線ランプ６８はコンベヤ・ベルト１１の上方及び下方でのコン ベヤ・ベルト１１の動作方向を横切って並置される。適当な赤外線ランプは透明 若しくは半透明の長手の石英チューブで、その中心には、望ましくはタングステ ンからなる電気加熱赤外線放則フィラメントが配置される。石英チューブはその 端部で密封される。

石英チューブの端部にはタングステン・フィラメントの各端部に接続される金属 端子が設けられる。リードが各金属端子に接続される。上記赤外線ランプは公知 のもので商業的な製品として流通しており、チューブには通常アルゴンのような 不活性ガスが充填される。

上記赤外線ランプから放射されたエネルギは約０．７μ乃至約２．５μに延びる 近赤外線バンドに集中する。ピーク・パワーの正確な分散及び波長はランプ・フ ィラメントの温度の関数として変化する。通常充分な電力がランプ・フィラメン トに供給され、フィラメントの温度を典型的には１４００°乃至２０００’　Ｋ の範囲に保持し、これは、加熱チャンバ内の厚膜フィルムに移送されるのに必要 な熱量及び所望の使用温度に依存する。

加熱チャンバ１３の入口部分６６は、移動するコンベヤ・ベルト１１のための中 央矩形間ロア４を提供するように離間された、上下高温度絶縁シート部材７２． ７３で形成された垂直壁７１により残部から分離される。側壁２８内の上下孔６ ４、６６の列は、残部よりも加熱チャンバ１３の入口部分６９内でより接近して 離間される。

図示実施例において、加熱チャンバ１３の入口部分６９内に６個の上孔６４及び ６個の下孔６６が存在する。上述の如く赤外線ランプは第１．第３．第４及び第 ６番目の上下孔６４．６９内に支持される。一対の上部電極７６が残りの２つの 上孔６６即ち第２及び第５番目の孔内に支持される。

加熱チャンバ１３の入口部分６９の第２及び第５番目の下孔はセラミック・プラ グ７７により密封される。

この実施例において、金属コンベヤ・ベルト１１は第２若しくは接地電極を形成 する。

上部電極７６及び金属コンベヤ・ベルト１１は、上部電極１６と金属コンベヤ・ ベルト１１との間の所望の電位差を形成するように調整できる電源（図示せず） に電気的に接続され、ベルト１１は望ましくは接地電位を維持する。特に第３図 に示すように、加熱チャンバ１３の外側位置でコンベヤ・ベルト１１に連続的に 係合する金属ブラシ７８により、電源と金属コンベヤ・ベルト１１との間の電気 的接続が形成される。

第５図に関し、各上部電極７６は石英チューブ８１に内蔵された金属ワイヤ７９ を含む。ワイヤ１９は、炉の使用温度即ち約１０００℃以上で用いることができ るいかなる金属からも形成できる。またワイヤ７９の厚さも重大ではない。

現在のところ望ましい金属ワイヤ７９は高温相ステンレス鋼から作られ、約Ｉｎ ＋ｍの直径を有する。

電極ワイヤ７９は放電を防ぐように絶縁されなければならず、放電は、電極７９ と、側壁２８の側部シート金属カバー３９、金属コンベヤ・ベルト１１、若しく は厚膜フィルムが金属粒子を含むとすれば、処理される該フィルムをも含むのよ うな、接地電位の導電素子との間で生じる。石英チューブ８１の壁厚は上記放電 を防止するのに充分でなければならない。従って実際の石英チューブの厚さは、 形成される電界の強度に依存する。例えば、約２０００Ｖ／ＣＩの強度を有する 電界で且つ１５　ｋＶの電極電位が必要とすると、約５ＩｎＩ１１の壁厚を有す る石英チューブが適当である。もし電解強度が約４，０ＯＯＶ／ｃｌで且つ３０ ，０ＯＯＶの電極電位が必要であれば、約１Ｏｎ＋ｍの壁厚を有する石英チュー ブが望ましい。

金属コンベヤ・ベルト１１が電位即ち炉のフレームと同じ電位に保持されている 限り、これは絶縁される必要がない。

第５図に関し、上部電極７６はセラミック・ホルダ８２により上孔６４及び側壁 ２８内に支持される。上部電極７６はセラミック・ホルダ８２内の開口を通過す る。上部電極７６の一端部において、電極ワイヤ７９の端部は石英チューブ８１ から突出し、石英チューブ８１の端部から軸方向に突出する概ね円筒状の金属端 子８３に接続される。電極ワイヤ１９は絶縁リード８４により電源に接続され、 リードは図示実施例においてスパーク・プラグ・ワイヤと概ね類似する。

その端部において、リード８４は、側壁２８から突出する石英チューブ８１の端 部分及び雄端子８３上に適合する絶縁ゴム・キャップ８６を有する。キャップ８ ６内において、電極７６の雄端子８３を受容する雌コネクタ８７が設けられる。

セラミック・ホルダ８２は、その外端部に肩部８９付きの中空円筒状ボディ８８ を、またその内端部に底壁９１を有する。底壁９１には偏心円形間口９２が設け られる。セラミッり・ホルダ８２のボディ８８の長さは側部絶縁部材の厚さの約 １／２である。

セラミック・ホルダ８２は、その円筒状ボディ８８が側壁２８の円形孔６６に比 較的緊密に適合し、その肩部８９が側部シート金属カバー３９に対して横たわり 、シリコン・シーラントで所定位置に永久的に密封されるように配置される。

加熱チャンバ１３の側壁２８上の上孔６４内に提供された一対の両側セラミック ・ホルダ８２内に電極７６を支持するため、電極７６の閉鎖端部即ち雄端子８３ とは逆側の端部が一方の側壁２８上の孔６Ｇ内に保持されたセラミック・ホルダ ８２中へ挿入される。次に逆側側壁２８内のセラミック・ホルダ８２を通過する 迄、電極７６は押され且つ必要に応じて回転される。孔６６の内部分のチャンバ ６７は逆側セラミック・ホルダ８２の開口中へ電極１６を案内するのを補助する 。

アルミナ・ファイバのような弾性耐火材で形成され且つ短管形状をなすガスケッ ト９３が次に電極７６の各端部に装着され、セラミック・ホルダ８２内に緊密に 収納される。

成る場合において、更に密封するように、セラミック・ホルダ８２の円筒形開口 の外端部にシリコン・シーラントを供給することが望ましい。

他の場合において、ガスケットを電極７６の端部上に挿入し、これを石英チュー ブ８１周りでセラミック・ホルダ８２の空所中へ収納するのに先立ち、フッ化ケ イ酸ナトリウムのような可溶性耐火材の溶液で短管状アルミナ・ガスケット９３ を飽和させることが望ましい。乾燥すると、アルミナ・ガスケット９３はセラミ ック・ホルダ８２の壁及び石英チューブ８１の壁に効果的に化合される。これは 、加熱チャンバ１３の側壁の膨張及び収縮の結果によりセラミック・ホルダ８２ 内でアルミナ・ガスケット９３が遊び状態で働かないことを保証し、ジヨイント は気密性を保持する。

使用において、厚膜フィルムが供給されている絶縁基板は、該基板及び厚膜フィ ルムが炉を通過するようにするコンベヤ・ベルト１１上にセットされる。加熱チ ャンバ１３の入口部分内において、赤外線ランプ６８は上記基板及び厚膜フィル ムを加熱し、望ましくは少なくとも約３５０℃の温度で、典型的には約６００℃ の温度にする。また加熱チャンバ１３の入口部分において、上部電極７６と金属 コンベヤ・ベルト１１との間に電界が形成される。加熱チャンバ１３の入口部分 を上記基板及び厚膜フィルムが通過するにつれ、一時的な有機バインダは分解し 且つ揮発する。

一時的有機バインダの除去後、上記基板及び厚膜フィルムは加熱チャンバの残部 を通過し、ここで厚膜フィルムの温度は約９００℃に上昇され、厚膜フィルムの 導電若しくは誘電性粒子が一緒に融解される。次に上記基板は冷却及び出口チャ ンバに通過する。

以上の装置に関する記載は、添付の図面に示される本発明の環在のところ望まし い実施例を引用してなされた。

本発明の属する技術分野に精通する者であれば、本発明の原理、思想及び範囲か ら離れることなく、ここに記載の装置及び構造に種々の変更を行うことが可能と なろう。

例えば、上記記載は特別な設計の赤外線炉についなされたが、いかなる赤外線炉 、若しくは実際いかなる公知の炉を用いることも明らかに可能である。本発明が 適用される特に望ましい炉は、アメリカ合衆国、カリフォルレイジョンで製造さ れ、モデルＣＵ３００　、　Ｃｕ２Ｏ３、Ｌ９００及び１１２００として販売さ れている。

−万券外線ランプは望ましいが、いかなる他の型式の加熱素子も使用可能である ことは明白である。更に、装置には加熱チャンバを通過するコンベヤ・ベルトを 含む必要がないことが明らかである。寧ろ、絶縁基板及び厚膜フィルムを保持す るための固定支持手段とドアとを単純に有する一般的な炉を用いることができる 。

同様に電極の寸法、形状、位置及び数は所望に応じて変化する。例えば、単一の 石英に内蔵されたワイヤではなく、上部電極が絶縁された板若しくはスクリーン となる。この形状は上記装置に用いるには望ましくなく、何故ならこれ等はチャ ンバ内でカバー・ガスの流れを制限する傾向がある。他の加熱チャンバの設計の ため、上記形状が望ましいものとなる。

また、下部電極が金属コンベヤ・ベルトであることは都合がよいが、所望とあれ ば、上記上部電極と類似の電極若しくは他の形状及び設計の例えば板若しくはス クリーンのような電極を用いることができる。

また石英はその耐熱衝激性故に上部電極周りの望ましい絶縁物質であるが、いか なる適当な絶縁物質も用いることができる。

下部電極が接地電位である必要がないかはそれ程明確でない。然し接地電位以外 の電位であれば、下部電極は絶縁物質内に内蔵されるべきであろう。

上述の記載はまた、厚膜フィルムの焼成を特に望ましい適用として引用してなさ れた。然し本発明は他の適用にも使用可能であることが理解できる。他の適用と しては、一般的には、溶剤反応生成物若しくはバインダを除去する必要がある粘 着物、或いは有機若しくは非有機フィルム及びはんだペースト、ペイント、にか わ、ガラス若しくは銀とガラスとをダイスで取付けた物質のような、他のフィル ムからの有機物質の除去及び乾燥を含む。厚膜フィルムの特定の適用に関し、本 発明は単一層フイルム及び多層フィルムの焼成に同等に適用可能である。

例 赤外線炉は加熱チャンバの入口部分に電界を形成するロジソ′　コーポレイショ ンにより製造されたモデルＣＵ６１０の炉であった。赤外線炉の入口部分内にお いて、第２及び第５上下赤外線ランプが外され、４つの電極に置換された。

各電極は１１ｍｍの直径の石英デユープにより包囲されたｉｍｍのステンレス鋼 ワイヤからなった。電極の端部は加熱チャンバの外に突出した。一端部において 、石英チューブは電極ワイヤの端部を完全に包囲した。他端部において、電極ワ イヤは石英チューブから突出し、約１ｃｍの長さと約５１ＩＩ１１の直径とを有 する円筒形雄コネクタに接続された。スパーク・プラグ・ワイヤは各電極の雄コ ネクタに接続され、スパーク・プラグ・ワイヤのファイバ・キャップが石英チュ ーブの端部上に装着された。スパーク・プラグ・ワイヤは、特にＯ〜３０　ｋ■ 直流電圧を供給する直流電源に接続された。

器具の構造は７００Ｖ／ＣＩｌ＋の電界を形成するような充分な電気的保全を有 した。この強度は、充分な境界層の不安定性のオンセットを形成するのに不充分 であるが、その能力は残存カーボンの濃度における充分な変化を形成するように 拡散運動を充分に変更できるものであることが観察された。窒素再焼成誘電体Ｄ 　ｕｐｏｎ４５７５が、焼成前に１２５μの厚さに、３回に亘って塗布され且つ 乾燥された。物質は純粋な窒素雰囲気（１０ｐｐｍ以下の０２　）で１５ｉｐ＋ ｎの速度で焼成された。これ等の条件は１２分間の全サイクルに９００℃で約２ ．５分間付与された。残存カーボンの濃度は、Ａｒ＋イオンで誘電体の表面の下 に２０ＯＡをミリングすると共に小スポットＥＳＣＡ分析を用いて原子の濃度を 測定することにより計測された。結果は以下のようなものであった。

電界強度 ＯＶ／ｃｍ　＋　７００Ｖ／ｃｍ　−７００Ｖ／ｃｍカーボン原子％　７．２％ 　３．４％　２．５％減少％　−５３％　−６５％ 前述の如く、以上の記載は記述の厳密な構造及び方法のみに関するものと読まれ るべきではな（、寧ろ本発明の真の範囲である付属の請求の範囲を理解するため のものと解釈されなければならない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １有機成分含有フイルムから有機成分を除去するための方法であって、フイルム を電界内へ導入すると共に、フイルムの有機含有量を減少させるのに充分な温度 にフイルムを加熱することを特徴とする方法。 ２前記電界の強度が少なくとも約２００Ｖ／ｃｍである請求の範囲第１項に記載 の方法。 ３前記電界の強度がフイルムの周りの境界層を減少させるのに充分である請求の 範囲第１項に記載の方法。 ４前記電界の強度が少なくとも約４，０００Ｖ／ｃｍである請求の範囲第１項に 記載の方法。 ５前記電界の配向がフイルムの頂表面に対して垂直である請求の範囲第１項に記 載の方法。 ６前記フイルムが加熱される温度が力−ボニウムイオン及びカルボアニオンの形 成を引起こすのに充分である請求の範囲第１項に記載の方法。 ７前記電界の極性が、フイルムの頂表面に向う方向における力を力−ボニウムイ オン上に誘発させるように選択される請求の範囲第６項に記載の方法。 ８前記フイルムが厚膜フイルムである請求の範囲第１項に記載の方法。 ９前記フイルムが窒素可焼成厚膜フイルムで、フイルムは窒素の存在下で加熱さ れる請求の範囲第８項に記載の方法。 １０厚膜フイルムを焼成するための方法であって、フイルムの非有機粒子が一緒 に融けるようにするのに充分な温度に、所定時間に亘って厚膜フイルムを加熱し 、所定時間の初めに厚膜フイルム周りに電界を形成すると共に、少なくとも所定 時間の一部分に亘って電界を維持することを特徴とする方法。 １１前記電界の強度が少なくとも約２００Ｖ／ｃｍである請求の範囲第１０項に 記載の方法。 １２前記電界の強度がフイルムの周りの境界層を減少させるのに充分である請求 の範囲第１０項に記載の方法。 １３前記電界の強度が少なくとも約４，０００Ｖ／ｃｍである請求の範囲第１０ 項に記載の方法。 １４前記電界の配向がフイルムの頂表面に対して垂直である請求の範囲第１０項 に記載の方法。 １５前記フイルムが加熱される温度がカーボニウムイオン及びカルボアニオンの 形成を引起こすのに充分である請求の範囲第１０項に記載の方法。 １６前記電界の極性が、フイルムの頂表面に向う方向における力をカーボニウム イオン上に誘発させるように選択される請求の範囲第１５項に記載の方法。 １７前記フイルムが厚膜フイルムである請求の範囲第１０項に記載の方法。 １８前記フイルムが窒素可焼成厚膜フイルムで、フイルムは窒素の存在下で加熱 される請求の範囲第１７項に記載の方法。 １９フイルムのカーボン含有量を減少させるための装置であって、 加熱チャンバと、 加熱チャンバ内の少なくとも１つの加熱素子と、加熱素子にエネルギを供給する ために加熱素子に電気的に接続された第１電源と、 第１電源により加熱素子に対して供給されるエネルギ量を調整するための第１制 御回路と、 加熱チャンバ内の一対の電極と、 電極にエネルギを供給し、従って加熱チャンバ内に電界を形成するために電極に 電気的に接続された第２電源と、 第２電源から電極に供給されるエネルギ量を調整するための第２制御回路と、 電極により形成される電界内に、フイルムが供給されている基板を支持するため の手段と、 を含むことを特徴とする装置。 ２０前記加熱素子が赤外線ランプである請求の範囲第１９項に記載の装置。 ２１前記電極が支持手段の上方及び下方で離間される請求の範囲第１９項に記載 の装置。 ２２前記支持手段が導電プラットフォームを含み、導電プラットフォームが一方 の電極を形成する請求の範囲第１９項に記載の装置。 ２３前記加熱チャンバが入口及び出口開口を含み、前記支持手段が入口及び出口 開口並びに加熱チャンバを通過するコンベヤ・ベルトを含む請求の範囲第１９項 に記載の装置。 ２４前記コンベヤ・ベルトが金属からなり、一方の電極を形成する請求の範囲第 ２３項に記載の装置。 ２５厚膜フイルムを焼成するための赤外線炉であって、入口開口及び出口開口を 有する加熱チャンバと、厚膜フイルムが供給されている基板を加熱チャンバを通 して移送するため、入口及び出口開口並びに加熱チャンバを通過するコンベヤ・ ベルトと、 コンベヤ・ベルトにより搬送される厚膜フイルムが供給されている基板を加熱す るため、コンベヤ・ベルトの上方及び下方に配設された複数の赤外線ランプと、 コンベヤ・ベルトにより搬送される厚膜フイルムが供給されている基板の周りに 電界を形成するため、入口開口に隣接する場所で加熱チャンバ内に配設された少 なくとも２つの離間電極と、 を含むことを特徴とする赤外線炉。 ２６前記支持手段が導電プラットフォームを含み、導電プラットフォームが一方 の電極を形成する請求の範囲第２５項に記載の装置。 ２７前記コンベヤ・ベルトが金属からなり、一方の電極を形成する請求の範囲第 ２５項に記載の装置。