KR102341028B1

KR102341028B1 - 랙

Info

Publication number: KR102341028B1
Application number: KR1020140112195A
Authority: KR
Inventors: 츠네오 고미야마; 야스히사 나카니시
Original assignee: 엔지케이 인슐레이터 엘티디; 엔지케이 어드렉 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2021-12-21
Also published as: CN104418596A; TW201513150A; CN104418596B; JP2015048950A; JP5857358B2; KR20150026906A; TWI622071B

Abstract

본 발명은, 금속을 메시 형상으로 뜬 망상체와, 이 망상체를 얹어 사용하는 베이스 부재로 구성되는 랙에 있어서, 망상체의 「휨」에 기인한 조업 트러블을 억제하는 동시에, 베이스 부재의 균열을 방지하고, 또한, 제품 수율을 개선하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
금속을 메시 형상으로 뜬 망상체(1)와, 이 망상체(1)를 얹어 사용하는 베이스 부재(2)로 구성되는 랙으로서, 상기 베이스 부재(2)가, Si-SiC, 재결정 SiC, Si₃N₄-SiC, 상압 소결 SiC 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 베이스 부재(2)는, 상기 망상체(1)를 얹어 놓는 베이스부(3)와, 이 베이스부(3)의 상하 혹은 좌우의 양단부에 대향 배치된 대향 돌기부(5)와, 대향 돌기부(5) 사이에 걸치도록 형성되며, 상기 베이스부(3)에 얹어 놓여진 망상체(1)의 상면에 배치되는 누름 바(6)를 구비하고, 상기 베이스부(3)의 20%∼75%를 개구시켜 형성한 통기공부(4)를 갖는다.

Description

랙{RACK}

본 발명은 랙에 관한 것이다.

적층 세라믹 콘덴서 등, 소형의 세라믹 전자부품의 소성시에, 금속을 메시 형상으로 뜬 망상체를 이용하고, 이 망상체의 상면에 피소성체인 세라믹 전자부품을 복수, 랜덤으로 얹어 소성을 행하는 기술이 개시되어 있다(특허문헌 1).

상기한 망상체는, 내열성이 우수한 멀라이트-알루미나 기재로 구성된 랙 형상의 베이스 부재 상에 유지시킨 상태로 사용되는 것이 통상이지만, 소성로 내의 열에 의해, 망상체에 「휨」이 발생하기 쉽고, 휘어진 단부가 소성로의 천장부에 걸리기도 하여, 특히, 이동하면서 소성되는 롤러 하스 킬른(Roller Hearth Kiln) 등에서는, 안정 조업의 방해가 되는 문제가 있었다.

또한, 최근, 롤러 하스 킬른에 의한 신속 소성의 필요성이 있는 가운데, 멀라이트-알루미나 기재는, 급격한 온도 상승에 대응할 수 없어, 균열이 생기기 쉬운 문제가 있었다.

또한, 멀라이트-알루미나 기재는, 금속에 비하여 내열성이 우수하고, 고온의 소성로 내에서의 사용에 적합한 한편, 금속에 비하여 열전도성이 뒤떨어지기 때문에, 세라믹 전자부품의 소성 상태에 불균일이 생기기 쉬워, 제품 수율의 관점에서 바람직하지 못하다고 하는 문제가 있었다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제8-97080호 공보

본 발명의 목적은 상기한 문제를 해결하고, 금속을 메시 형상으로 뜬 망상체와, 이 망상체를 얹어 사용하는 베이스 부재로 구성되는 랙에 있어서, 망상체의 「휨」에 기인한 조업 트러블을 억제하는 동시에, 베이스 부재의 균열을 방지하며, 또한, 제품 수율을 개선하는 기술을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명의 랙은, 금속을 메시 형상으로 뜬 망상체와, 이 망상체를 얹어 사용하는 베이스 부재로 구성되는 랙으로서, 상기 베이스 부재가, Si-SiC, 재결정 SiC, Si₃N₄-SiC, 상압 소결 SiC(이하, SSC) 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 베이스 부재는, 상기 망상체를 얹어 놓는 베이스부와, 이 베이스부의 상하 혹은 좌우의 양단부에 대향 배치된 대향 돌기부와, 대향 돌기부 사이에 걸치도록 형성되며, 상기 베이스부에 얹어 놓여진 망상체의 상면에 배치되는 누름 바를 구비하고, 상기 베이스부의 20%∼75%를 개구시켜 형성한 통기공부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

제2항에 기재된 발명은, 제1항에 기재된 랙에 있어서, 상기 베이스부를, 1장의 판재로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

제3항에 기재된 발명은, 제1항에 기재된 랙에 있어서, 상기 베이스부를, 복수의 판을 접착하여 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

제4항에 기재된 발명은, 제1항에 기재된 랙에 있어서, 상기 베이스부의 표면 거칠기가 Ra 5∼28 ㎛인 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 본 발명에 있어서의 「표면 거칠기」란, JIS B0633에 따라 측정한 것을 의미한다.

본 발명에 따른 랙은, 금속을 메시 형상으로 뜬 망상체와, 이 망상체를 얹어 사용하는 베이스 부재로 구성되는 랙에 있어서, 상기 베이스 부재를, 종래의 멀라이트-알루미나 기재를 이용한 것에 비하여 열전도율이 우수하고, 또한, 내열충격성이 우수한 Si-SiC, 재결정 SiC, Si₃N₄-SiC, SSC 중 어느 하나로 구성하고 있기 때문에, 소성 중, 그 복사열을 이용하여, 세라믹 전자부품을 보다 효율적으로 소성할 수 있으며, 급격한 온도 변화에 따른 베이스 부재의 균열을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 망상체를 얹어 놓는 베이스부의 20%∼75%를 개구시켜 형성한 통기공부를 갖는 구성을 채용하고 있기 때문에, 소성 중의 통기성이 향상되어 소성 분위기나 소성 온도가 균일해지고, 세라믹 전자부품을 보다 균일하게 소성할 수 있다.

또한, 베이스 부재의 구성으로서, 상기 망상체를 얹어 놓는 베이스부와, 이 베이스부의 상하 혹은 좌우의 양단부에 대향 배치된 대향 돌기부와, 대향 돌기부 사이에 걸치도록 형성되고, 상기 베이스부에 얹어 놓여진 망상체의 상면에 배치되는 누름 바를 구비하는 구성을 채용하고 있기 때문에, 소성 중에 망상체의 「휨」이 발생한 경우에도, 누름 바에 의해 상면으로의 돌출이 억제되며, 망상체의 「휨」에 기인한 조업 트러블을 억제할 수 있다.

도 1은 랙의 전체 사시도이다.
도 2는 도 1의 랙을 구성하는 망상체와 베이스 부재의 사시도이다.
도 3은 다른 실시형태에 있어서의 랙의 전체 사시도이다.
도 4는 도 3의 랙을 구성하는 망상체와 베이스 부재의 사시도이다.
도 5는 다른 실시형태에 있어서의 랙의 전체 사시도이다.
도 6은 도 5의 랙을 구성하는 망상체와 베이스 부재의 사시도이다.

이하에 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타낸다.

본 발명의 랙은, 예컨대, 적층 세라믹 콘덴서 등 소형의 세라믹 전자부품의 소성에 이용하는 지그이다. 본 발명의 랙은, 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속을 메시 형상으로 뜬 망상체(1)와, 이 망상체(1)를 얹어 사용하는 베이스 부재(2)로 구성된다. 세라믹 전자부품은, 망상체(1)의 상면에 복수 랜덤으로 놓여져, 소성로 내에 넣어 소성된다. 소성로는 특별히 한정되지 않고, 롤러 하스 킬른이나 푸셔로(爐) 등, 적절하게 최적의 것을 이용할 수 있다.

적층 세라믹 콘덴서에서는, 최근, 제품의 저가격화에 따른 비용 삭감을 위해, 외부 전극으로서, Ni, Cu라는 비금속이 이용되어 오고 있다. 그러나, 비금속은 산화되기 쉽고, 산화되면 도전성이 열화하기 때문에, 콘덴서로서 바람직한 전기적 특성을 얻을 수 없게 된다. 한편, 산소 농도를 과도하게 저하시키면, 바인더가 충분히 분해되지 않아, 비금속의 소결을 저해하는 문제가 있기 때문에, 비금속을 이용한 외부 전극의 소성은, N₂와 H₂의 혼합 기체로 이루어진 소성 분위기에서 산소 농도를 조정하면서 행하는 것이 바람직하다. 소성 온도는, 최근 저온화의 경향이 있어, 본 실시형태에서는, 1000℃∼1300℃의 온도 범위에서 소성을 행하고 있다.

망상체(1)는, 예컨대 Ni로 코팅된 금속을 메시 형상으로 떠서, 지르코니아를 용사한 것이다. 메시 구조로 함으로써, 망상체(1) 상에 랜덤으로 놓여진 복수의 피소성체 주위의 분위기 조건을 균일하게 할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 베이스 부재(2) 중, 망상체(1)를 얹어 놓는 베이스부(3)에도, 베이스부(3)의 20%∼75%를 개구시켜 형성한 통기공부(4)를 형성하여, 통기성의 향상을 도모하고 있기 때문에, 베이스부(3)가 상기한 메시 구조에 의한 효과를 방해하지 않고, 망상체(1) 상에 놓여진 복수의 피소성체를, 균일 조건으로 소성할 수 있어, 품질의 편차를 저감할 수 있다.

본 실시형태에서는, 베이스부(3)를, 1장의 판재로 구성하고, 이 판재에 통기공부(4)를 형성하고 있지만, 기타, 복수의 판을 접착하여 베이스부(3)를 구성(구체적으로는, 복수의 협폭 판재를 이용하여, 베이스부(3)의 20%∼75%가 개구되도록, 인접한 판재 사이에 적절하게 간격을 취하면서 접착하여 구성)할 수도 있다.

본 실시형태에서는, 베이스 부재(2)를 Si-SiC로 구성하고 있다. Si-SiC는, 기공률을 제로에 가깝게 한 고강도 SiC계 내화물로서, 내산성, 내구성이 우수하여 고온 분위기 하에서의 장기 사용이 가능하다.

Si-SiC에서는, 기공률을 제로에 가깝게 하고 있기 때문에, 베이스 부재(2)의 구성 원료로서 Si-SiC를 이용한 경우, 랙을 소성로에 반입하기 전에 O₂가 기공에 흡수되어 소성로 내로 유입되어 로내 분위기를 어지럽히는 현상을 회피하고, 피소성물의 산화 열화를 방지하는 효과도 얻어진다. 또한, 베이스 부재(2)의 구성 원료로서 멀라이트-알루미나 기재를 이용한 경우, 소성로 내의 고온 또한 저산소 분위기 하에서, 멀라이트나 알루미나에 함유되는 산소가 방출되어, 로내 분위기를 어지럽히는 문제가 있지만, 베이스 부재(2)를 Si-SiC로 구성함으로써, 기재에서 유래된 산소가 로내 분위기를 어지럽히는 현상도 회피할 수 있다.

베이스 부재(2)의 구성 원료로서는, 상기 Si-SiC 이외에, SiC의 입자 끼리를 고온으로 소결시킨 재결정 SiC, SiC의 입자 끼리를 질화규소로 결합시킨 Si₃N₄-SiC, SiC 입자 끼리를 소결시킨 SSC 중 어느 하나를 이용할 수도 있다. 이들은, 모두, 열전도율이 구리나 알루미늄 금속과 같은 정도로 높고, 원적외선 방사율이 높다고 하는 성질을 구비하고 있기 때문에, 베이스부(3)로부터 전달되는 열과 베이스부(3)로부터 발산되는 복사열을 이용하여, 피소성체를 보다 효율적으로 소성할 수 있다. 특히, Si-SiC는, 망상체(1)의 10∼100배 정도의 열전도율을 갖기 때문에, 피소성체를 보다 효율적으로 소성할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 복사율을 적절한 레벨로 제어하기 위해서, 베이스 부재(2)의 표면에 샌드 블라스트나 연삭 가공을 행하여, 표면 거칠기가 Ra 5∼28 ㎛가 되도록, 베이스 부재(2)를 구성하는 SiC 입자의 표면에 요철을 형성하고 있다.

또한, Si-SiC, 재결정 SiC, Si₃N₄-SiC, SSC는 모두 내열 충격성이 우수하기 때문에, 급격한 온도 변화에 따른 베이스 부재의 균열을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이, 베이스 부재(2)에는, 베이스부(3)의 20%∼75%를 개구시켜 형성한 통기공부(4)를 형성하고 있지만, 베이스부(3)의 개구 비율이 20% 미만인 경우, 통기성이 저하되어 제품간의 품질 편차가 생겨나기 때문에, 바람직하지 못하다. 또한, 베이스부(3)의 개구 비율이 75% 초과인 경우, 베이스부(3)로부터 발산되는 복사열량이 작아지고, 소성이 불충분해지는 경우도 여기저기서 보여, 수율이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다.

베이스 부재(2)나 통기공부(4)의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 정사각 형상의 베이스 부재(2)에 원 형상의 통기공부(4)를 형성하거나, 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 직사각 형상의 베이스 부재(2)에 원 형상의 통기공부(4)를 형성하거나, 도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 직사각 형상의 베이스 부재(2)에 표주박 형상의 통기공부(4)를 형성할 수 있지만, 베이스부(3)로부터 발산되는 복사열을, 베이스부(3)의 전면에서 균일하게 발산시키는 동시에, 통기를 밸런스 좋게 행하게 하기 위해서, 통기공부(4)를 소정 간격으로 복수 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 금속으로 구성되는 망상체(1)에는, 소성 중에 「휨」이 발생하는 경우가 있다. 특히, 소성로로서, 로 내의 높이가 28 ㎜(롤러로부터, 로 내의 격벽 벽돌까지의 거리) 정도의 롤러 하스 킬른을 이용하고, 랙을 2단 얹어 놓고 소성을 행하는 경우, 상단 랙의 망상체(1)에 10 ㎜ 이상의 「휨」이 발생하면, 망상체(1)와 로 내의 격벽 벽돌과의 접촉이 일어나고, 세라믹스 콘덴서의 수율이 크게 저하되는 문제가 있다. 이것에 대하여, 본 발명에서는, 베이스 부재(2)를, 베이스부(3)와, 베이스부(3)의 상하 혹은 좌우의 양단부에 대향 배치된 대향 돌기부(5)와, 대향 돌기부(5) 사이에 걸치도록 형성되고, 베이스부(3)에 얹어 놓여진 망상체(1)의 상면에 배치되는 누름 바(6)를 구비하는 것으로서 구성하고 있기 때문에, 망상체(1)의 「휨」 변형이 억제되어, 최대 휨량을 6 ㎜ 이하로 할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 랙은, 열전도성이 우수하고, 베이스부(2)로부터 발산되는 복사열을, 베이스부의 전면에서 균일하게 발산시키면서, 충분한 통기성을 확보하면서 소성을 행할 수 있기 때문에, 랙을 복수 단으로 겹쳐 사용한 경우라도 품질의 편차를 발생시키지 않고, 수율 좋게 소성을 행할 수 있다.

실시예

표 1에 나타낸 바와 같이, 베이스 부재(2)의 구성 원료로서, Si-SiC, 재결정 SiC, Si₃N₄-SiC, SSC, Al₂O₃를 이용하여, 표 1에 나타내는 각 형상의 랙을 작성하였다. 작성한 각 지그의 망상체(1)에, 세라믹 콘덴서를 복수 얹어 롤러 하스 킬른으로 소성(온도 조건: 1250℃, 로내 분위기 조건: N₂＋H₂)을 행하고, 피소성체의 제품 수율과, 망상체(1)의 「휨」의 발생을 조사하였다. 또한, 표 1에 있어서, 「Re-SiC」는 재결정 SiC를, 「SN-SiC」는 Si₃N₄-SiC를 의미한다. 또한, 표 1에 있어서, 베이스부란의 「1장판」은 1장의 판재로 베이스부를 구성한 것, 「바 접착」은 복수의 협폭 판재를 접착하여 베이스부를 구성한 것을 의미한다. 또한, 표 1의 실시예 7은, 베이스부(3)의 형상을, 직경 250 ㎜의 원 형상으로 한 것이다.

비교예 1∼4에 나타낸 바와 같이, 통기공부로서 베이스부에 형성한 개구가, 베이스부의 20%에 충족되지 않는 경우이며, 소성 중의 통기성이 충분히 확보되어 있지 않은 경우에는, 제품 수율이 65%∼78%에 그치는 것이 확인되었다. 또한, 비교예 6에 나타낸 바와 같이, 통기공부로서 베이스부에 형성한 개구가, 베이스부의 75%를 초과하여, 베이스부로부터 발산되는 복사열량이 작아지는 경우에도, 제품 수율이 69%에 그치는 것이 확인되었다. 이것에 대하여, 실시예 1∼10에 나타낸 바와 같이, 베이스부의 20%∼75%를 개구시켜 형성한 통기공부를 형성한 경우에는, 통기성과 복사열량의 밸런스가 알맞게 유지되고, 제품 수율이 90%∼98%로까지 대폭 향상되는 것이 확인되었다.

비교예 2∼4, 비교예 5∼6에 나타낸 바와 같이, 베이스 부재에 누름 바를 형성하지 않은 것에서는, 소성 중에 망상체에 「휨」이 발생하고, 망상체(1)와 로 내의 격벽 벽돌과의 접촉이 일어나는 것이 확인되었다.

비교예 7에 나타낸 바와 같이, 베이스 부재(2)의 구성 원료로서, 열전도율이 뒤떨어지는 알루미나 기재를 이용한 경우, 제품 수율이 65%에 그치는 것이 확인되었다.

1 : 망상체
2 : 베이스 부재
3 : 베이스부
4 : 통기공부
5 : 대향 돌기부
6 : 누름 바

Claims

금속을 메시 형상으로 뜬 망상체와, 이 망상체를 얹어 놓는 베이스 부재로 구성되는 랙으로서,
상기 베이스 부재가, Si-SiC, 재결정 SiC, Si₃N₄-SiC, 상압 소결 SiC 중 어느 하나로 이루어지고,
상기 베이스 부재는,
상기 망상체를 얹어 놓는 베이스부와, 이 베이스부의 대향하는 2 변의 양단부와, 상기 양단부의 사이에 배치된, 베이스부의 중앙부에 대향 배치된 대향 돌기부와, 이들 대향 돌기부 사이에 가설되며, 또한 상기 베이스부에 얹어 놓여진 망상체의 상면에 배치되어, 망상체의 휨 변형을 억제하는 누름 바를 구비하고,
상기 베이스부가, 통기공부를 구비하여 20%∼75%의 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 랙.
제1항에 있어서, 상기 베이스부를, 1장의 판재로 구성한 것을 특징으로 하는 랙.
제1항에 있어서, 상기 베이스부를, 복수의 판을 접착하여 구성한 것을 특징으로 하는 랙.
제1항에 있어서, 상기 베이스부의 표면 거칠기가 Ra 5∼28 ㎛인 것을 특징으로 하는 랙.
제1항에 있어서, 상기 대향 돌기부가 6개이고, 상기 누름 바가 3개인 것을 특징으로 하는 랙.
금속을 메시 형상으로 뜬 망상체와, 이 망상체를 얹어 사용하는 베이스 부재로 구성되는 랙으로서,
상기 베이스 부재가, Si-SiC, 재결정 SiC, Si₃N₄-SiC, 상압 소결 SiC 중 어느 하나로 이루어지고,
상기 베이스 부재는,
상기 망상체를 얹어 놓는 베이스부와, 이 베이스부의 대향하는 2 변의 양단부와, 상기 양단부의 사이에 배치된, 베이스부의 중앙부에 대향 배치된 6개의 대향 돌기부와, 이들 대향 돌기부 사이에 걸치도록 형성되며, 상기 베이스부에 얹어 놓여진 망상체의 상면에 배치되고, 망상체의 휨 변형을 억제하는 3개의 누름 바를 구비하고,
상기 베이스부의 20%∼75%를 개구시켜 형성한 통기공부를 갖는 것을 특징으로 하는 랙.