JPS63163777A - セラミツク基板の焼成装置 - 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】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セラミック基板の焼成装置に関し、特にアＪ
レミナ、ステアタイト、フォルステライトなどの大型の
セラミック基板を焼成するための焼成装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来この種のセラミック基板の焼成装置としては、適宜
の雛形剤（たとえば球状アルミナ粉）を介在せしめて適
宜の枚数のセラミックグリーンシートを積層したセラミ
ックグリーンシート積層体を台板上に１！ユし、その周
囲にセラミックグリーンシート積層体の厚みよりも若干
大きな高さを有するセラミック服焼物からなる支柱を適
宜の数だけ配置し、その支柱上に押板を載置した状Ｂで
、バッチ式の焼成炉中に挿入することにより、セラミッ
ク基板を焼成していた（たとえば特公昭６０−３８３５
３参照） ［解決すべき問題点］ しかしながら従来のセラミック基板の焼成装置では、焼
成炉外で、焼成に先立ちセラミックグリーンシート積層
体の周囲に対し支柱を人力によって配こしかつセラミッ
クグリーンシートｍａ体の上面に対し所定の間隔をおい
て押板を個別に人力によつて配置し、かつ焼成ののちセ
ラミックグリーンシート積層体の上面から押板な個別に
人力によつて除去する必要があったので、（ｉ）セラミ
ック基板の焼成作業が極めて煩雑でその焼成面率ひいて
は製造能率を改善できない欠点があり、しかも（ｉｉ）
セラミックグリーンシート積層体からのバインダの蒸発
を阻害せず、かつセラミックグリーンシート積層体とし
て焼成されたセラミック基板から「反り」Ｓよび「うね
り」を十分に除去するために、厳密な支柱の高さの設定
が必要とされその設定作業が煩雑であって十分に「反り
」あるいは「うねり」を除去することが困難であり、ま
たセラミックグリーンシート積層体に含まれるセラミッ
クグリーンシートの枚数をあまり増加できずセラミック
基板の焼成能率ひいては製造能率を改善できないという
欠点かあった。

そこで本発明は、これらの問題点を除去し、焼成炉外で
焼成の前後にそれぞれセラミックグリーンシート積層体
に対し押板を蔵置および除去する必要がなく、バインダ
の蒸発の十分な進行ののちセラミックグリーンシート積
層体上に押板を自動的に載置し、かつ十分焼成されたの
ちにその押板を自動的に除去してなるセラミック基板の
焼成装置を提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明によって提供される解決手段は、［（ａ）連続炉
中を移動されかつセラミックグリーンシートのａ置され
る台板と、（ｂ）前記セラミックグリーンシートからバ
インダの蒸発が進行された位置以降で前記セラミックグ
リーンシートに対し押板をａ置する載に装置と、（ｃ）
前記押板の載こされた状態で焼成か完了した位ｎ以降で
前記押板を前記セラミックグリーンシートから除去して
なる回収装置とを備えてなることを特徴とするセラミッ
ク基板の焼成装置」である。

［作用］ 本発明にかかるセラミック基板の焼成装置は、セラミッ
クグリーンシートの載置された台板を連続炉中で移動し
ておき、セラミックグリーンシートからバインダか蒸発
されたのちにセラミックグリーンシート上に押板を載置
装置によって１［し、かつセラミックグリーンシートの
焼成ののちその押板を回収装置によって除去しており、
押板の載Ｍおよび除去の作業を自動化して焼成作業を簡
潔化する作用をなし、しかもバインダの蒸発されたのち
に押板をａ置してその蒸発に伴なう「反り」および「う
ねり」の発生を除去し品質を向上する作用をなしている
。

［実施例］ 次に本発明について添付図面を参照しつつ具体的に説明
する。

第１図は、本発明のセラミック基板の焼成装置の一実施
例を示す断面図である。

１０は本発明のセラミック基板の焼成装置で、連続炉１
１を包有している。１２はベルトコンベア（図示せず）
などの適宜の移送手段により連続炉１１の炉底に沿って
矢印Ａ方向に順次間歇的に移動されている。、１３はア
ルミナ、ステアタイト、７オＪレステライトなどのセラ
ミックグリーンシート積層体で、通常セラミッククリー
ンシートが所定枚数（たとえば１０枚）ずつ適宜の雛形
剤たとえば球状アルミナ粉を介在して積層された状態に
あり、台板１２上に互いに等間隔となるようにａＭされ
台板１２とともに矢印Ａ方向に間歇的に移動されている
。１４は平滑な表面をもつセラミック板もしくは金属板
でできた押板で、セラミックグリーンシート積層体１３
上に載置されることによりセラミックグリーンシート積
層体１３の焼成中に生じる「反り」あるいは「うねり」
を除去している。１５は押板１４の！置装置で、連続炉
１１の所定位置すなわちセラミックグリーンシート積層
体１３からバインダが十分に蒸発した位置に配設されて
あり、押板１４を保持する保持部材１５Ａと保持部材１
５Ａを矢印Ｂ１方向に上昇しかつ矢印Ｂ２方向に下降せ
しめるカム装置１５Ｂとを包有している。１６は押板１
４の回収袋こで２連続炉１１の他の所定位置すなわちセ
ラミックグリーンシート積層体１３が十分に焼成された
位はに配設されており、押板１４を保持する保持部材１
６八と保持部材１６Ａを矢印Ｃ１方向に上昇しかつ矢印
Ｃ２方向に下降せしめるカム装ｒｔ１６Ｂとを包有して
いる。１７は押板Ｉ４の移送装置で、回収装置１５から
載置装Ｎ１５に向けて延長された移送路１７Ａと回収装
置１６から移送路１７Ａに対して押板１４を矢印り方向
に移動しかつその押板１４を蔵置装置１５に向けて矢印
Ｅ方向に押圧移動するプランジャ装２ｔ１７Ｂとを包有
している。

台板１０および押板１４は、いずれも焼成中にセラミッ
クグリーンシート積層体１３と反応しない材料で作成さ
れている。たとえばセラミックグリーンシート積層体１
３がアルミナの場合には１台板１２および押板１４を十
分に焼結された高純度のアルミナ板材で作成すればよい
。またセラミックグリーンシート積層体１３がステアタ
イトあるいはフォルステライトなどの場合には、台板１
２および押板１４を同材賀すなわちステアタイトあるい
はフォルステライトなどのセラミック基板で作成すれば
よい。

さらにセラミックグリーンシート積層体１３を還元性雰
囲気で焼成する場合には、モリブデンなどの金属板を押
板１４として使用すればよい。

しかして本発明のセラミック基板の製造装置朋の作用に
ついて、具体的な数値を挙げつつ説明する。

ｆｊＩｊｌに、セラミックグリーンシートの製造につい
て説明する。

９６重量％の人文２０．と２．５重量％の５ｉｎ２と０
．５重量％のＣａＯと１．０重量％のＭｇＯとからなる
平均粒径が０．４μ厘の混合物に対し、バインダとして
ポリビニルブチラール樹脂を添加し、かつ溶剤としてメ
チルエチルケトン、エタノールおよびｎ　−ブタノール
の共沸混合溶液を添加し、Ｗｌ、拌混合した。そののち
ドクタブレード法により１．５ｍ膳の厚さのシート素体
を形成した。更にシート素体を３４０＊ｓＸ　７０曹重
に裁断して、セラミックグリーンシートを製造した。

第２に、連続炉１１の外部でセラミックグリーンシート
を所定枚ａ（たとえば１０枚）ずつ適宜の雛形剤たとえ
ば球状アルミナ粉を介在して積層したセラミックグリー
ンシート積層体１３を台板１２上に等間隔となるように
載置する。

第３に１台板１２を連続炉１１の内部へベルトコンベア
などの適宜の移送手段により移送し、かつ連続炉ｌｌ内
を間歇移動せしめる。このとき連続炉１１の内部は、セ
ラミックグリーンシート８１層体１３が進行するに伴な
りて約り０℃／時の割合でその温度が上昇するように適
度に加熱されており、セラミックグリーンシート積層体
１３からバインダか蒸発により除去される。バインダは
、セラミックグリーンシーモ ると十分に蒸発され、約１５００℃の温度に達するまで
にほぼ完全に除去される。バインダの蒸発に伴なってセ
ラミックグリーンシート積層体Ｉ３の焼成か進行し、そ
の硬さが増大される。

第４に、セラミックグリーンシート積層体１３が約７０
０℃以上の温度（たとえば７５０℃）に達したとき、す
なわちバインダか８０％以上蒸発したときに、載置装置
１５によって押板１４をセラミックグリーンシート積層
体１３上に位置する。換言すれば８０％以上のバインダ
が蒸発除去され、かつａ置装置１５か未だ熱変形を生じ
ない温度（載置装２１１５がアルミナで作成されている
場合には約７００℃ないし約８００℃の温度たとえば７
５０℃）にセラミックグリーンシート積層体１３が達し
た位置で、カム装２１１５Ｂを矢印Ｆ方向に回転し保持
部材ＩＳＡを矢印Ｂ２方向に下降せしめて押板Ｉ４をセ
ラミックグリーンシート！！ｉＲ体１３上にａ置する。

保持部材１５Ａは、セラミックグリーンシート積層体１
３上に押板１４を載置したのちも若干下降を続け、押板
１４から離間した状態で停止せしめられる。この状態で
、セラミックグリーンシート積層体１３および押板１４
を台板１２とともに矢印へ方向に移動せしめ、保持部材
１５Ａの上昇および下降の通路から離ＩＩＢせしめる０
次いでカム装置１１５Ｂを再び動作せしめて保持部材１
５Ａを矢印Ｂ１方向に上昇し、当初の位置すなわち移送
路１７Ａの高さまで復帰せしめる。

第５に、セラミックグリーンシート積層体１３は、押板
１４の載２ｔされた状１ぶで連続炉１１内を矢印Ａ方向
に階動移送される。このとき連続炉１１の内部は、セラ
ミックグリーンシート８１層体１３か約１５６０°Ｃの
温度に２時間保持されるように加熱されている。そのの
ちセラミックグリーンシート積層体１３は、押板１４の
載置されたまま約り０℃／時の割合で冷却されつつ連続
炉ｌｌ内を矢印入方向に移送され続ける。

第６に、回収装置１６が熱変形を生じない温度（回収装
置Ｉ６がアルミナで作成されている場合には約８００℃
以下の温度たとえば約５００℃）に対応する位置にセラ
ミックグリーンシート積層体１３が達した位置で、回収
装置！６によって押板１４か回収される。すなわちカム
装置１５が矢印Ｇ方向に回転されることにより、それま
で押板１４に接触されない状態に維持されていた保持部
材１６Ａか若干上昇されて押板１４の両端部を保持し更
に矢印Ｇ方向に上昇する。押板１４が移送路１７Ａの高
さまで上昇すると、カム装置１６が停止され、プランジ
ャ装置１７１１によって押板１４が保持部材１６Ａから
移送路１７Ａに向けて（すなわち矢印り方向に向けて）
抑圧移送される。これにより移送路１７Ａ上の押板１４
がそれぞれ矢印Ｅ方向に向け、−秋分だけ抑圧移動され
、結果的に最先端の押板１４が載置装置１５の保持部材
１５Ａ上に移送される。そののちカム装置１６が矢印Ｇ
方向に回転され保持部材１６Ａが矢印Ｃ２方向に向けち
初の位置まで下降される。

第７に、セラミックグリーンシート積層体１３は、その
のちも連続炉ｌｌ内を矢印Ａ方向に移送されつつ徐々に
冷却され、最終的には連続炉１１の外部へ送出され、セ
ラミック基板として取り出される。

上述により焼成されたセラミックグリーンシートすなわ
ちセラミック基板の不良率を測定したところ、以下のと
ありであった。

すなわち本発明により製造されたセラミック基板の対角
線方向の「反り」を測定したところ、その不良率は１９
％であった。これに対し当初より上述と同様にセラミッ
クグリーンシートが１０枚積層されたセラミックグリー
ンシート積層体１３上に同一形状で同一重量の押板１４
をａ’；ａして焼成した場合の不良率は、４２％であっ
て、本発明によるものより遥かに大きかった。

なお上述においてはセラミックグリーンシートか複数枚
積層されたセラミックグリーンシート積層体１３として
台板１２上に載置されて焼成されているが、単数枚のセ
ラミックグリーンシートも同様に台板１０上に載置して
焼成することもできる。

また台板ＩＺは、連続炉１１内を陽動移動されているが
、これを連続移動せしめるように構成してもよい。

加えて押板１４は、移送路１７Ａにそって間歇移動され
ているが、これを連続移動せしめるように構成してもよ
い。

更にａ置装置１５および回収装置１６は、保持部材１５
八、１６八およびカム装置１１５Ｂ　、　１６Ｂを包有
しているが、これを別の適宜の手段たとえば保持部材お
よびシリンダあるいは保持部材および懸垂部材によって
置換してもよい。

更にまた載置装置１５および回収装置１６は、押板１４
をセラミックグリーンシート積層体１３上にＪ１２ｔす
るとき加熱昇温に伴なって強度の低下したセラミックグ
リーンシート積層体１３に対し無用の圧縮応力か印加さ
れることを回避するために、押板１４を下方より持ち上
げるよう構成されているか、この無用の圧縮応力を回避
てきるのであれば別種の適宜の構成を採用してもよい。

最後に載置装置１５Σよび回収装置１６は、約８００℃
以下の温度で押板１４をセラミックグリーンシート積層
体１３に対して載置もしくは除去しているが、熱変形を
生じない限り一層高温度で押板１４を蔵置もしくは除去
してもよかろう。特に載置装置１５か熱変形を生じない
限り、セラミックグリーンシート積層体１３の焼成時の
保持温度より５０〜１０００Ｃだけ低い温度（たとえば
約１５００℃）で押板１４をセラミックグリーンシート
積層体】３上に載置することが好ましい。

（３）発明の効果 上述より明らかなように本発明のセラミック基板の焼ｒ
＆装置は、 （ａ）連続炉中な移動されかつセラミックグリーンシー
トのａＷｌされる台板と、 （ｂ）前記セラミックグリーンシートからバインダが蒸
発された位置以降で前記セ ラミックグリーンシートに対し押板を 載置する載置装置と、 （Ｃ）前記押板の載置された状態で焼成が完了した位置
以降で前記押板な前記セラ ミックグリーンシートから除去してな る回収装置と を備えてなるので、 （ｉ）連続炉で焼成中にセラミックグリーンシートに対
し押板を自動的に載置およ び除去でき、押板のｔｌ、Ｍおよび除去の作業を大幅に
簡潔化できる効果 を有し、しかも （ｉｉ）バインダの蒸発に伴なう「反り」あるいは「う
ねり」の発生を十分に除去で き、セラミック基板の品質を改善でき る効果 を有し、また （ｉｉｉ）セラミックグリーンシートの積層枚数を拡大
でき、セラミック基板の焼成渣 率ひいては製造能率を大幅に向上てき る効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のセラミック基板の焼成装置の一実施
例を示す断面図である。 １０・・・・・・・・焼成装置 １１・・・・・・・・連続炉 １２・・・・・・・・台板 １３・・・・・・・・セラミックグリーンシートＭ８体
１４・・・・・・・・押板 １５・・・・・・・・載置装は １５Ａ・・・・保持部材 １５Ｂ・・・・カム装置 １６・・・・・・・・回収装置 １５Ａ・・・・保持部材 １６Ｂ・・・・カム装置 １７・・・・・・・・移送装置 １７Ａ・・・・移送路 １７Ｂ・・・・プランジャ装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）連続炉中を移動されかつセラミックグリーンシー
   トの載置される台板と、 （ｂ）前記セラミックグリーンシートからバインダの蒸
   発が進行された位置以降で前記セラ ミックグリーンシートに対し押板を載置す る載置装置と、 （ｃ）前記押板の載置された状態で焼成が完了した位置
   以降で前記押板を前記セラミックグ リーンシートから除去する回収装置と を備えてなることを特徴とするセラミック基板の焼成装
   置。