KR20120067925A

KR20120067925A - 가열처리방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20120067925A
Application number: KR1020110100613A
Authority: KR
Inventors: 카즈야 코다니; 료 테라하시; 타카시 후지타테
Original assignee: 가부시키가이샤 닛신
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2012-06-26
Also published as: JP2013128144A; JP2012142551A; KR101550952B1; JP5483647B2

Abstract

은 미립자가 도포된 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 피처리물(워크)로서 챔버 내에 이송하여 수용한다. 스텝 S2에서 챔버의 내부에 워크를 수용하여, 워크에 대해 가열처리를 행한다. 이 스텝 S2에서의 가열처리와는 별도로, 스텝 S2에서는, 워크를 수용한 상태로 챔버의 내부를 진공으로 워크를 처리하는 진공처리를 가열처리와 병행해서 행하고 있다. 이 진공처리를 가열처리에 조합함으로써, 가열시간을 저감시켜 저온으로 되어, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다.

Description

가열처리방법 및 그 장치{HEAT TREATMENT METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 피처리물에 대해 가열처리를 행하는 가열처리방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히, 금속 미립자가 도포된 피처리물에 대해 가열처리를 행하여, 미립자를 소결시키는 기술에 관한 것이다.

종래, 나노 사이즈의 은이나 동 등의 금속 미립자로 이루어지는 금속 페이스트가 인쇄배선기판을 만들 목적으로 개발되어 있다. 구체적으로는, 금속 미립자를 용제(溶劑)에 녹이고, 분산제(分散劑)에 의해 미립자를 분산시킨 금속 페이스트를 인쇄기술(잉크젯이나 스크린 인쇄)에 의해 기판 등의 피처리물에 도포한다. 그 후, 가열처리에 의해 분산제나 용제를 분산시켜 미립자를 소결시킨다.

가열처리에 즈음해서는, 은 미립자를 이용하여 유리기판을 피처리물로서 이용하는 경우에는 220℃에서 60분으로의 소결조건으로 행해진다. 또한, 유리기판보다 얇은 기재를 피처리물로서 이용하는 경우에는, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하기 위해 120℃?150℃의 저온에서 60분으로의 소결조건으로 행해진다.

그러나 실제로는 120℃?150℃에서도 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)에서는 열변형이나 열에 의한 손상이 있어, PET용 재료로서는, 100℃ 전후에서 소결하는 것이 요구되어, 적절한 재료가 없었다. 그래서 플라즈마 방전에 의해 발생한 플라즈마를 이용한 플라즈마처리를 적용하여, 플라즈마 중에 피처리물(워크)을 두고서 플라즈마처리를 행하여, PET 등의 피처리물에 도포된 미립자를 저온에서 소결시키는 기술 등이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본 특허공개 2009-283547호 공보

그러나 상술한 특허문헌 1의 수법을 이용하여 플라즈마처리를 행하는 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 플라즈마처리를 이용했어도 실제로는 소결조건은 120℃?150℃로서, 100℃ 전후에서 소결시킬 수 없다. 상술한 특허문헌 1에서는 피처리물을 냉각시켜, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하는 것이 개시되어 있지만, 냉각에 의해 플라즈마처리부(챔버)에서 온도가 불균일하게 되어 버리는 것이 판명되어 있다. 만약 냉각하지 않았어도, 플라즈마를 균일하게 하는 것은 어려워, 플라즈마 열에너지로서의 가열은 불안정하게 되어 버린다.

또한, 플라즈마처리만으로는, 상술한 불균일 외에, 급격한 온도상승에 의해 처리 재현성이 안정되지 않아, 플라즈마 조사(照射)를 장시간에 걸쳐 행하므로 피처리물로의 손상이 크고, 피처리물의 표면과 이면의 온도차가 크므로 피처리물의 기재 자체에 손상이 생긴다는 것도 새롭게 판명되어 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있는 가열처리방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해 예의연구한 결과, 다음과 같은 지식을 얻었다.

즉, 종래 가열처리에서는, 가열처리부(챔버)에 피처리물을 두고 대기압에서 행하고 있으므로, 대기압하에서의 공기 등으로 대표되는 가스 등에 의해 열이 균일하게 분포하여, 플라즈마처리와 비교하면 챔버에서 온도가 균일해진다고 생각할 수 있다. 이로 미루어 보면, 종래 가열처리와 다른 처리를 조합하는 것이 상기 문제를 해결하는 실마리가 된다고 생각할 수 있다.

그래서 종래 가열처리를 「예열(pre-heat)」로 하여, 예열 후에 다른 처리를 조합하면, 예열에서의 가열시간을 저감시켜 저온으로 되어, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시키는 것이 가능하다는 지식을 얻었다. 다시 말해, 상술한 특허문헌 1에서의 냉각과는 반대의 발상으로, 적극적으로 가열하기는 하지만 그 가열을 저온에서 행하는 예열과 그 후의 처리를 조합한다는 발상에 이르렀다. 그 후의 처리로서는, 피처리물을 수용한 상태로 가열처리부(챔버)의 내부를 진공으로 피처리물을 처리하는 진공처리나, 상술한 특허문헌 1과 마찬가지로, 피처리물에 대해 플라즈마처리를 행하는 플라즈마처리를 생각할 수 있다.

이러한 지식에 의거한 본 발명은, 다음과 같은 구성을 취한다.

즉, 본 발명에 따른 가열처리방법은, 금속 미립자가 도포된 피처리물에 대해 가열처리를 행하여, 상기 미립자를 소결시키는 가열처리방법으로서, 가열처리부의 내부에 상기 피처리물을 수용하여, 상기 피처리물에 대해 상기 가열처리를 행하는 가열처리과정과, 상기 피처리물을 수용한 상태로 상기 가열처리부의 내부를 진공으로 상기 피처리물을 처리하는 진공처리과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

[작용?효과] 본 발명에 따른 가열처리방법(전자의 발명)에 의하면, 가열처리과정은, 가열처리부의 내부에 피처리물을 수용하여, 피처리물에 대해 가열처리를 행하며, 종래 가열처리에서의 과정에 상당하다. 이 가열처리과정과는 별도로, 진공처리과정은, 피처리물을 수용한 상태로 가열처리부의 내부를 진공으로 피처리물을 처리한다. 이 진공처리과정을 조합함으로써, 균일하게 가열할 수 있어 처리균일성이 향상되며, 가열시간도 짧게 끝나므로 피처리물로의 손상도 적고, 표리면(表裏面)의 온도차도 완화되어 피처리물의 기재 자체의 손상도 적어지게 된다. 그 결과, 가열시간을 저감시켜 저온으로 되어, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다.

또한, 상술한 발명에 따른 가열처리방법(전자의 발명)과는 다른 가열처리방법은, 금속 미립자가 도포된 피처리물에 대해 가열처리를 행하여, 상기 미립자를 소결시키는 가열처리방법으로서, 가열처리부의 내부에 상기 피처리물을 수용하여, 상기 피처리물에 대해 상기 가열처리를 행하는 가열처리과정과, 그 가열처리과정 후에 상기 피처리물에 대해 플라즈마처리를 행하는 플라즈마처리과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

[작용?효과] 본 발명에 따른 가열처리방법(후자의 발명)에 의하면, 진공처리과정을 구비한 발명(전자의 발명)과 마찬가지로, 가열처리과정은, 가열처리부의 내부에 피처리물을 수용하여, 피처리물에 대해 가열처리를 행하며, 종래 가열처리에서의 과정에 상당하다. 이 가열처리과정과는 별도로, 가열처리과정 후에 피처리물에 대해 플라즈마처리를 행하는 플라즈마처리과정을 구비한다. 이 플라즈마처리과정을 조합함으로써, 균일하게 가열할 수 있어 처리균일성이 향상되며, 가열시간이나 플라즈마 조사시간도 짧게 끝나므로 피처리물로의 손상도 적고, 표리면의 온도차도 완화되어 피처리물의 기재 자체의 손상도 적어지게 된다. 그 결과, 가열시간을 저감시켜 저온으로 되어, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다. 또한, 플라즈마처리보다 사전에 가열함으로써 온도 변동폭이 적어지게 되어, 처리 재현성이 향상될 수 있다.

상술한 (플라즈마처리과정을 구비한) 본 발명(후자의 발명)의 발명에서는, 상술한 진공처리과정을 구비한 발명(전자의 발명)을 조합하는 것이 바람직하다. 즉, 피처리물을 수용한 상태로 가열처리부의 내부를 진공으로 피처리물을 처리하는 진공처리과정을 구비하며, 그 진공처리과정 후에 상술한 플라즈마처리과정에서의 플라즈마처리를 행한다. 이들 진공처리과정 및 플라즈마처리를 조합함으로써, 상술한 처리균일성의 향상, 가열시간이나 플라즈마 조사시간의 저감, 이들 시간의 저감에 의한 피처리물로의 손상 방지, 표리면의 온도차의 완화에 의한 피처리물의 기재 자체로의 손상 방지를 더한층 실현할 수 있다. 가열시간을 저감시켜 저온으로 되어, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다.

상술한 진공처리과정을 구비한 본 발명의 일례(전자의 일례)는, 상술한 가열처리과정과 상술한 진공처리과정을 병행으로 행함으로써, 진공으로 피처리물에 대해 가열처리를 행한다. 가열처리과정에서의 가열처리로서 예를 들면 램프히터를 이용한 경우에는, 대기압하에서의 공기 등으로 대표되는 가스 등에 의해 열을 균일하게 분포시키지 않아도, 진공하에서 열이 균일하게 분포하여, 가열처리과정과 진공처리과정을 병행으로 행하여, 진공으로 피처리물에 대해 가열처리를 행할 수 있다.

상술한 진공처리과정을 구비한 본 발명의 다른 일례(후자의 일례)는, 상술한 가열처리과정은, 대기압에서 피처리물에 대해 가열처리를 행하고, 상술한 진공처리과정은, 상술한 대기압에서의 가열처리과정 후에 피처리물을 수용한 상태로 상술한 가열처리부의 내부를 감압하여 상술한 진공으로 만드는 진공화(眞空化)과정이다. 전자의 (가열처리과정과 진공처리과정을 병행으로 행했다) 일례와 달리, 후자의 일례의 경우에는, 가열처리과정은, 대기압에서 피처리물에 대해 가열처리를 먼저 행하고(즉, 예열을 행하고), 대기압에서의 가열처리과정(즉, 예열) 후에 피처리물을 수용한 상태로 가열처리부의 내부를 감압하여 진공으로 만든다(이른바 「진공빼기」를 행한다). 후자의 일례의 경우에는, 대기압하에서의 공기 등으로 대표되는 가스 등에 의해 가열처리과정(예열)에서 열을 균일하게 분포시킨 후에, 가열처리부의 내부를 감압하여 진공으로 만드는 진공빼기를 행하므로, 진공하에서 열이 균일하게 분포하여 미립자를 소결시킬 수 있다. 또한, 진공처리보다 사전에 가열함으로써 온도 변동폭이 적어지게 되어, 처리 재현성이 향상될 수 있다.

또한, 상술한 발명에 따른 가열처리장치는, 금속 미립자가 도포된 피처리물에 대해 가열처리를 행하여, 상기 미립자를 소결시키는 가열처리장치로서, 내부에 상기 피처리물을 수용하여, 상기 피처리물에 대해 상기 가열처리를 행하는 가열처리부를 구비하며, 상기 피처리물을 수용한 상태로 상기 가열처리부의 내부를 진공으로 상기 피처리물을 처리하는 것을 특징으로 하는 것이다.

[작용?효과] 본 발명에 따른 가열처리장치에 의하면, 진공처리과정을 구비한 발명(전자의 발명)을 적절히 실시할 수 있다.

또한, 상술한 발명에 따른 가열처리장치와는 다른 가열처리장치는, 금속 미립자가 도포된 피처리물에 대해 가열처리를 행하여, 상기 미립자를 소결시키는 가열처리장치로서, 내부에 상기 피처리물을 수용하여, 상기 피처리물에 대해 상기 가열처리를 행하는 가열처리부와, 그 가열처리 후에 상기 피처리물에 대해 플라즈마처리를 행하는 플라즈마처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

[작용?효과] 본 발명에 따른 가열처리장치에 의하면, 플라즈마처리과정을 구비한 발명(후자의 발명)을 적절히 실시할 수 있다.

또한, 상술한 이들 발명에 따른 가열처리장치의 바람직한 일례는, 피처리물을 이송하는 이송수단을 구비하여, 그 이송수단에 의해 피처리물이 이송되면서, 처리를 각각 행하는 것이다.

본 발명에 따른 가열처리방법에 의하면, 가열처리과정 외에, 진공처리과정 또는 플라즈마처리과정을 조합함으로써, 가열시간을 저감시켜 저온으로 되어, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 가열처리장치에 의하면, 이들 가열처리방법을 적절히 실시할 수 있다.

도 1은 실시예 1에 따른 가열처리장치의 개략도이다.
도 2는 실시예 1에 따른 가열처리방법의 일련의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 3은 실시예 2에 따른 가열처리장치의 개략도이다.
도 4는 실시예 2에 따른 가열처리방법의 일련의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 실시예 3에 따른 가열처리장치의 개략도이다.
도 6은 실시예 3에 따른 가열처리방법의 일련의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 7은 실시예 4에 따른 가열처리장치의 개략도이다.
도 8은 실시예 4에 따른 가열처리방법의 일련의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 9는 피처리물로서 유리기판을 이용한 경우의 진공시간에 대한 저항값 변화 그래프(진공시간별 저항값 특성)이다.
도 10은 피처리물로서 유리기판을 이용한 경우의 진공시간에 대한 체적 저항률 변화 그래프(진공시간별 체적 저항률 특성)이다.

[실시예 1]

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 1을 설명한다.

도 1은, 실시예 1에 따른 가열처리장치의 개략도이다. 후술하는 실시예 2도 포함하여, 본 실시예 1에서는, 피처리물로서, 롤러에 의해 이송되는 PET를 예로 들어 설명한다.

본 실시예 1에서는, 가열처리장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 챔버(1)를 구비하고 있으며, 챔버(1) 내에 램프히터(2)를 구비하고 있다. 챔버(1) 내부를 감압하여 진공으로 만들기 위해 진공펌프(3)를 설치하고 있다. 도 1에서는 램프히터(2)를 1개만 도시하고 있지만, 복수여도 좋다. 본 실시예 1에서는, 챔버(1)는, 본 발명에 있어서의 가열처리부에 상당하다.

그 외에, 가열처리장치는, 챔버(1) 내에 기다란 자 모양의 피처리물(워크)(W)을 도 1 중의 화살표로 나타내는 방향으로 이송하는 롤러(4)를 구비하고 있다. 도 1에서는 롤러(4)를 2개 도시하고 있지만, 3개 이상이어도 좋다. 워크(W)는, 은 미립자가 도포된 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)이다. 각 실시예에서는 은 미립자를 예로 들어 설명하고 있지만, 금이나 동 미립자 등으로 예시되는 바와 같이, 통상적으로 인쇄기술(잉크젯이나 스크린 인쇄)에서 이용되는 금속 미립자이면, 도포되는 미립자에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 롤러(4)는, 본 발명에 있어서의 이송수단에 상당하며, 워크(W)는, 본 발명에 있어서의 피처리물에 상당하다.

이어서, 본 실시예 1에 따른 가열처리방법에 대해, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는, 실시예 1에 따른 가열처리방법의 일련의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 도 2에서는, 스텝 S1의 단계에서는, 챔버(1) 내는, 진공펌프(3)에 의해 감압되어 이미 진공으로 되어 있으며, 램프히터(2)에 의해 램프히터(2) 부근에서는 소정 온도(예를 들면, 100℃ 정도)에 이미 도달해 있는 것으로 설명한다.

(스텝 S1) 워크의 이송

워크(W)로서, 은 미립자가 도포된 PET를 롤러(4)에 의해 이송한다. 그리고, 2개의 롤러(4) 사이에 설치된 램프히터(2)에 워크(W)를 이송한다.

(스텝 S2) 가열처리?진공처리

워크(W)를 이송하면서, 이송된 워크(W)를 램프히터(2)가 가열함으로써, 워크(W)에 대해 가열처리를 행한다. 또한, 챔버(1) 내는 진공으로 되어 있으므로, 진공으로 워크(W)를 처리하게 된다. 따라서, 이 스텝 S2은, 본 발명에서의 가열처리과정에 상당하며, 본 발명에서의 진공처리과정에도 상당하다. 그리고, 가열처리과정과 진공처리과정을 병행으로 행하게 된다.

(스텝 S3) 워크가 없다?

이송되는 워크(W)가 없어질 때까지, 워크(W)를 이송하면서 스텝 S2을 반복하여 행한다. 이송되는 워크(W)가 없어지면, 일련의 가열처리를 종료한다.

본 실시예 1에 따른 가열처리방법에 의하면, 스텝 S2에서의 가열처리과정은, 가열처리부(본 실시예 1에서는 챔버(1))의 내부에 피처리물(워크)(W)을 수용하여, 워크(W)에 대해 가열처리를 행하며, 종래 가열처리에서의 과정에 상당하다. 이 가열처리과정과는 별도로, 스텝 S2에서의 진공처리과정은, 워크(W)를 수용한 상태로 챔버(1)의 내부를 진공으로 워크(W)를 처리한다. 이 진공처리과정을 조합함으로써, 균일하게 가열할 수 있어 처리균일성이 향상되며, 가열시간도 짧게 끝나므로 워크(W)로의 손상도 적고, 표리면의 온도차도 완화되어 워크(W)의 기재 자체의 손상도 적어지게 된다. 그 결과, 가열시간을 저감시켜 저온(본 실시예 1에서는 100℃ 정도)이 되고, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다.

본 실시예 1에서는, 상술한 가열처리과정과 상술한 진공처리과정을 스텝 S2에서 병행으로 행함으로써, 진공으로 워크(W)에 대해 가열처리를 행하고 있다. 스텝 S2에서의 가열처리과정에서의 가열처리에서 본 실시예 1과 같이 램프히터(2)를 이용한 경우에는, 대기압하에서의 공기 등으로 대표되는 가스 등에 의해 열을 균일하게 분포시키지 않아도, 진공하에서 열이 균일하게 분포되며, 가열처리과정과 진공처리과정을 스텝 S2에서 병행으로 행하여, 진공으로 워크(W)에 대해 가열처리를 행할 수 있다.

본 실시예 1에 따른 가열처리장치는, 내부에 워크(W)를 수용하여, 워크(W)에 대해 가열처리를 행하는 챔버(1)를 구비하며, 워크(W)를 수용한 상태로 챔버(1)의 내부를 진공으로 워크(W)를 처리하고 있다. 상술한 구성을 구비한 본 실시예 1에 따른 가열처리장치에 의하면, 스텝 S2에서의 진공처리과정을 구비한 본 실시예 1에 따른 가열처리방법을 적절히 실시할 수 있다.

본 실시예 1에서는, 워크(W)를 이송하는 이송수단(본 실시예 1에서는 롤러(4))을 구비하여, 그 롤러(4)에 의해 워크(W)가 이송되면서, 처리를 각각 행하고 있다.

[실시예 2]

다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 2를 설명한다.

도 3은, 실시예 2에 따른 가열처리장치의 개략도이다. 본 실시예 2에서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지로, 피처리물로서, 롤러에 의해 이송되는 PET를 예로 들어 설명한다. 또한, 상술한 실시예 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

상술한 실시예 1과 마찬가지로, 가열처리장치는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 챔버(1)와 램프히터(2)와 진공펌프(3)와 롤러(4)를 구비하고 있다. 본 실시예 2에서는, 가열처리장치는, 플라즈마를 위한 가스(도 3에서는 「가스」로 표기)를 공급하는 공급유로(5)와, 플라즈마를 위한 전력(도 3에서는 「전력」으로 표기)을 인가하는 전극(6)을 구비하고 있다. 도 3에서는 공급유로(5)를 2개 도시하고 있지만, 1개이어도 좋고, 3개 이상이어도 좋다. 플라즈마를 위한 가스에 대해서는, 수소나 산소나 질소이지만, 아르곤(Ar)이나 헬륨(He) 등의 희(希)가스 등으로 예시되는 바와 같이, 통상적으로 플라즈마에 이용되는 가스이면, 가스에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 본 실시예 2에 있어서도, 롤러(4)는, 본 발명에서의 이송수단에 상당하며, 워크(W)는, 본 발명에서의 피처리물에 상당하다.

단, 플라즈마를 위한 가스에 대해서는, 상술한 헬륨(He)과 수소(H₂)가 최적이다. 헬륨과 수소는, 분자 사이즈가 큰 원소와 비교하여 내부로 침투하므로, 워크(W)의 표면으로의 데미지(손상)가 완화된다. 또한, 상술한 특허문헌 1에서는 수소 단체(單體)를 이용하여 플라즈마를 생성하고 있는 취지가 개시되어 있지만, 수소 단체뿐만 아니라, 헬륨 단체(單體)를 이용하여 플라즈마를 생성해도 좋으며, 헬륨과 수소의 혼합 가스를 이용하여 플라즈마를 생성해도 좋다.

수소는 환원(還元)효과가 있으므로, 산화하기 쉬운 재료로 이루어진 워크(W)에 대해 플라즈마처리를 행하는 경우에는, 해당 워크(W)에 대해 산화를 방지하면서 플라즈마처리를 행할 수 있다. 단, 안전성의 향상을 생각하면, 수소 단체보다, 헬륨 단체 혹은 헬륨과 수소의 혼합 가스를 이용하여 플라즈마처리를 행하는 쪽이 더 바람직하다. 전체의 3% 정도의 수소를 혼합한 헬륨과 수소의 혼합 가스여도, 환원효과가 있어, 수소 단체를 이용하여 플라즈마처리를 행했을 때와 (데미지 완화 효과를 나타낸) 동등한 처리를 행할 수 있다. 따라서, 동(Cu) 등의 산화하기 쉬운 금속에 헬륨과 수소의 혼합 가스는 유효하다. 또한, 수소 단체와 비교하여 안전성도 향상한다. 또한, 환원량에 의해 적정 상태가 존재할 수 있는 재료에 대해서는, 수소만으로는 도가 지나치게 환원하는 경우가 있어, 헬륨과 수소의 혼합비를 조정함으로써, 환원량을 경감하는 것이 가능하다.

또한, 헬륨 단체를 이용하여 플라즈마처리를 행하는 경우에는, 산화하지 않는 재료로 이루어진 워크(W)에 대해서는 수소 단체를 이용하여 플라즈마처리를 행했을 때와 (데미지 완화 효과를 나타낸) 동등한 처리를 행할 수 있다. 또한, 수소 단체와 비교하여 안전성도 향상한다.

본 실시예 2에서는, 공급유로(5)를 통해 챔버(1) 내에 가스를 공급하고, 전력을 전극(6)에 인가하여, 플라즈마 방전에 의해 플라즈마를 챔버(1) 내에서 발생시킨다. 그리고, 롤러(4)에 의해 이송된 워크(W)에 대해 플라즈마처리를 행한다. 따라서, 본 실시예 2에서는, 챔버(1)는 본 발명에서의 가열처리부에 상당하며, 본 발명에서의 플라즈마처리부에도 상당하다. 그리고, 챔버(1)의 가열처리부는 플라즈마처리부를 겸용하게 된다.

이어서, 본 실시예 2에 따른 가열처리방법에 대해, 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는, 실시예 2에 따른 가열처리방법의 일련의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 상술한 실시예 1의 도 2와 마찬가지로, 본 실시예 2의 도 4에서는, 스텝 T1의 단계에서는, 챔버(1) 내는, 진공펌프(3)에 의해 감압되어 이미 진공으로 되어 있으며, 램프히터(2)에 의해 램프히터(2) 부근에서는 소정 온도(예를 들면 100℃ 정도)에 이미 도달해 있는 것으로서 설명한다.

(스텝 T1) 워크의 이송

워크(W)로서, 은 미립자가 도포된 PET를 롤러(4)에 의해 이송한다. 이 스텝 T1은, 상술한 실시예 1의 도 2의 스텝 S1과 같다.

(스텝 T2) 가열처리?진공처리

워크(W)를 이송하면서, 이송된 워크(W)를 램프히터(2)가 가열함으로써, 워크(W)에 대해 가열처리를 행한다. 이 스텝 T2은, 상술한 실시예 1의 도 2의 스텝 S2과 같다. 따라서, 본 실시예 2에 있어서도, 이 스텝 T2은, 본 발명에서의 가열처리과정에 상당하며, 본 발명에서의 진공처리과정에도 상당하다. 그리고, 본 실시예 2에 있어서도, 가열처리과정과 진공처리과정을 병행으로 행하게 된다.

(스텝 T3) 워크가 없다?

이송되는 워크(W)가 없어질 때까지, 워크(W)를 이송하면서 스텝 T2을 반복하여 행한다. 이송되는 워크(W)가 없어지면, 다음 스텝 T4으로 진행한다.

(스텝 T4) 플라즈마 발생

다음으로, 공급유로(5)를 통해 챔버(1) 내에 가스를 소정 압력(예를 들면 20 파스칼 정도)에 도달할 때까지 공급한다. 그리고, 2㎾ 정도의 전력을 전극(6)에 인가하여, 플라즈마 방전에 의해 플라즈마를 챔버(1) 내에서 발생시킨다.

(스텝 T5) 워크의 재차 이송

스텝 T2에서의 가열처리?진공처리 후의 워크(W)를 롤러(4)에 의해 재차 이송한다. 또한, 램프히터(2)의 부근에 설치된 롤러(4)와는 다른 롤러에 의해 가열처리?진공처리 후의 워크(W)를 이송해도 좋다.

(스텝 T6) 플라즈마처리

워크(W)를 이송하면서, 이송된 워크(W)를 챔버(1) 내의 플라즈마에 이송함으로써, 워크(W)에 대해 플라즈마처리를 행한다. 이 스텝 T6은, 본 발명에서의 플라즈마처리과정에 상당하다.

(스텝 T7) 워크가 없다?

이송되는 워크(W)가 없어질 때까지, 워크(W)를 이송하면서 스텝 T6을 반복하여 행한다. 이송되는 워크(W)가 없어지면, 일련의 가열처리를 종료한다.

본 실시예 2에 따른 가열처리방법에 의하면, 스텝 S2에서의 진공처리과정을 구비한 실시예 1과 마찬가지로, 스텝 T2에서의 가열처리과정은, 가열처리부(본 실시예 2에서는 챔버(1))의 내부에 피처리물(워크)(W)을 수용하여, 워크(W)에 대해 가열처리를 행하며, 종래 가열처리에서의 과정에 상당하다. 이 가열처리과정과는 별도로, 스텝 T2에서의 가열처리과정 후에 워크(W)에 대해 플라즈마처리를 행하는 스텝 T6에서의 플라즈마처리과정을 구비하고 있다. 이 플라즈마처리과정을 조합함으로써, 균일하게 가열할 수 있어 처리균일성이 향상되며, 가열시간이나 플라즈마 조사시간도 짧게 끝나므로 워크(W)로의 손상도 적고, 표리면의 온도차도 완화되어 워크(W)의 기재 자체의 손상도 적어지게 된다. 그 결과, 가열시간을 저감시켜 저온(본 실시예 2에서는 100℃ 정도)이 되고, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다. 또한, 플라즈마처리보다 사전에 가열함으로써 온도 변동폭이 적어지게 되어, 처리 재현성이 향상될 수 있다.

스텝 T6에서의 플라즈마처리과정을 구비한 본 실시예 2에서는, 바람직하게는, 스텝 S2에서의 진공처리과정을 구비한 실시예 1을 조합하고 있다. 즉, 워크(W)를 수용한 상태로 챔버(1)의 내부를 진공으로 워크(W)를 처리하는 진공처리과정(스텝 T2)을 구비하며, 그 진공처리과정 후에 상술한 스텝 T6에서의 플라즈마처리과정에서의 플라즈마처리를 행하고 있다. 이들 진공처리과정 및 플라즈마처리를 조합함으로써, 상술한 처리균일성의 향상, 가열시간이나 플라즈마 조사시간의 저감, 이들 시간의 저감에 의한 워크(W)로의 손상 방지, 표리면의 온도차의 완화에 의한 워크(W)의 기재 자체로의 손상 방지를 더한층 실현할 수 있다. 가열시간을 저감시켜 저온으로 되어, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다.

본 실시예 2에서는, 상술한 실시예 1과 마찬가지로 상술한 가열처리과정과 상술한 진공처리과정을 스텝 T2에서 병행으로 행함으로써, 진공으로 워크(W)에 대해 가열처리를 행하고 있다. 그리고, 그 후에 스텝 T6에서의 플라즈마처리과정에서의 플라즈마처리를 행하고 있다. 실시예 1, 2와 같이 램프히터(2)를 이용한 경우에는, 진공하에서 열이 균일하게 분포하여, 가열처리과정과 진공처리과정을 스텝 S2에서 병행으로 행하면서, 그 후에 스텝 T6에서 플라즈마처리를 행하고, 진공으로 워크(W)에 대해 가열처리를 행할 수 있다.

본 실시예 2에 따른 가열처리장치는, 내부에 워크(W)를 수용하여, 워크(W)에 대해 가열처리를 행하는 챔버(1)를 구비하며, 그 가열처리 후에 워크(W)에 대해 플라즈마처리를 플라즈마처리부(본 실시예 2에서는 동일 챔버(1))가 행하고 있다. 상술한 구성을 구비한 본 실시예 2에 따른 가열처리장치에 의하면, 스텝 T6에서의 플라즈마처리과정을 구비한 본 실시예 2에 따른 가열처리방법을 적절히 실시할 수 있다.

본 실시예 2에서는, 가열처리부는 플라즈마처리부를 챔버(1)로서 겸용하며, 바람직하게는, 챔버(1)의 가열처리부의 내부에 가열처리 후의 워크(W)를 수용한 상태로 플라즈마처리를 행하고 있다. 가열처리부가 플라즈마처리부를 겸용함으로써, 동일한 가열처리부(즉, 챔버(1))에서 가열처리에 이어 플라즈마처리를 행할 수 있고, 효율적으로 가열처리 및 플라즈마처리를 행함으로써, 장치를 간이화할 수 있다.

상술한 실시예 1과 마찬가지로, 본 실시예 2에서는, 워크(W)를 이송하는 이송수단(본 실시예 2에서는 롤러(4))을 구비하며, 그 롤러(4)에 의해 워크(W)가 이송되면서, 처리를 각각 행하고 있다.

[실시예 3]

다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 3을 설명한다.

도 5는, 실시예 3에 따른 가열처리장치의 개략도이다. 후술하는 실시예 4도 포함하여, 본 실시예 3에서는, 피처리물로서, 낱장처리되는 PET를 예로 들어 설명한다. 또한, 상술한 실시예 1, 2와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

상술한 실시예 1, 2와 마찬가지로, 가열처리장치는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 챔버(1)와 진공펌프(3)를 구비하고 있다. 상술한 실시예 1, 2와 달리, 본 실시예 3에서는, 가열처리장치는, 실시예 1, 2의 램프히터(2)(도 1 또는 도 3을 참조) 대신에 전기히터(12)를 구비하고 있다. 상술한 실시예 1과 마찬가지로, 본 실시예 3에서도, 챔버(1)는, 본 발명에서의 가열처리부에 상당하다.

또한, 본 실시예 3에서는, 가열처리장치는, 낱장처리의 피처리물(워크)(W)을 얹어두는 스테이지(14)를 구비하고 있다. 이 스테이지(14)를 구비함으로써 실시예 1, 2의 롤러(4)(도 1 또는 도 3을 참조)는 본 실시예 3에서는 불필요해진다. 스테이지(14) 내에 상술한 전기히터(12)를 설치하고 있다. 도 5에서는, 스테이지(14) 내에 전기히터(12)를 설치하고 있지만, 반드시 스테이지(14) 내에 전기히터(12)를 설치할 필요는 없고, 워크(W) 근방에 전기히터(12)를 설치해도 좋다. 또한, 반드시 전기히터(12)일 필요는 없고, 탄화규소(SiC)로 이루어진 실리콘 카바이드의 마이크로파 가열히터나, 상술한 실시예 1, 2와 동일한 램프히터(2)(도 1 또는 도 3을 참조) 등으로 예시되는 바와 같이, 통상적으로 가열처리에 이용되는 가열부이면, 챔버(1) 내에 설치되는 가열부에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 워크(W)는, 본 발명에서의 피처리물에 상당하다.

이어서, 본 실시예 3에 따른 가열처리방법에 대해, 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은, 실시예 3에 따른 가열처리방법의 일련의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 실시예 1, 2의 램프히터(2)(도 1 또는 도 3을 참조)를 이용하지 않고 본 실시예 3에서는 전기히터(12)를 이용하고 있음으로써, 상술한 실시예 1의 도 2나 실시예 2의 도 4와는 달리, 본 실시예 3에서의 도 6에서는, 대기압하에서 열을 균일하게 분포시키기 때문에, 먼저 스텝 U1을 행하는 것으로서 설명한다.

(스텝 U1) 대기압하에서의 가열

먼저, 대기압 상태에서 전기히터(12)를 작동시켜, 챔버(1) 내를 대기압하에서 가열한다. 대기압하에서 가열함으로써, 대기압하에서 열을 균일하게 분포시킨다.

(스텝 U2) 워크의 얹어두기

대기압 상태에서 전기히터(12)를 계속해서 작동시킨 상태로, 워크(W)로서, 은 미립자가 도포된 PET를 스테이지(14)에 얹어둔다.

(스텝 U3) 가열처리

대기압 상태에서 전기히터(12)를 계속해서 작동시킨 상태로, 워크(W)를 스테이지(14)에 얹어두면, 스테이지(14) 내에 설치된 전기히터(12)가 워크(W)를 가열함으로써, 대기압에서 워크(W)에 대해 가열처리를 행한다. 본 실시예 3에서는, 이 스텝 U3은, 본 발명에서의 가열처리과정에 상당하다.

(스텝 U4) 진공빼기?진공처리

전기히터(12)를 계속해서 작동시킨 상태로, 가열처리 후에 워크(W)를 스테이지(14)에 얹어두고 챔버(1) 내에 수용한 상태로 챔버(1)의 내부를 진공펌프(3)에 의해 감압하여 진공을 만드는 진공빼기를 행한다. 이 진공빼기에 의해, 챔버(1) 내는 진공이 되므로, 진공으로 워크(W)를 처리하게 된다. 따라서, 이 스텝 U4은, 본 발명에서의 진공처리과정에 상당하며, 본 발명에서의 진공화과정에도 상당하다. 그리고, 진공으로 만든 상태에서 전기히터(12)를 계속 작동시킴으로써, 진공으로 만든 상태에서 가열처리를 계속해서 행한다.

(스텝 U5) 워크가 없다?

스텝 U3, U4에서의 가열처리 후, 심지어 스텝 U4에서의 진공처리 후의 워크(W)를 챔버(1)로부터 인양한다. 낱장처리의 대상이 되는 워크(W)가 없어질 때까지, 진공으로부터 대기압하에 되돌리고 스텝 U1으로 돌아와 스텝 U1?U5을 반복하여 행하는 낱장처리를 행한다. 즉, 스텝 U1?U5에서의 처리를 각각 행한 후에 다음 워크(W)를 스테이지(14)에 얹어두는 것을 반복함으로써 낱장처리를 행한다. 낱장처리의 대상이 되는 워크(W)가 없어지면, 일련의 가열처리를 종료한다. 또한, 다음 워크(W)를 스테이지(14)에 얹어둘 때에, 열의 균일성에 영향이 없으면, 반드시 진공으로부터 대기압하에 되돌리고 스텝 U1으로 돌아올 필요는 없고, 스텝 U5으로부터 스텝 U2으로 돌아와, 스텝 U2?U5을 반복하여 행하면 좋다.

본 실시예 3에 따른 가열처리방법에 의하면, 스텝 S2 또는 스텝 T2에서의 진공처리과정을 구비한 실시예 1, 2와 마찬가지로, 스텝 U3에서의 가열처리과정은, 가열처리부(본 실시예 3에서는 챔버(1))의 내부에 피처리물(워크)(W)을 수용하여, 워크(W)에 대해 가열처리를 행하며, 종래 가열처리에서의 과정에 상당하다. 이 가열처리과정과는 별도로, 스텝 U4에서의 진공처리과정은, 워크(W)를 수용한 상태로 챔버(1)의 내부를 진공으로 워크(W)를 처리한다. 이 진공처리과정을 조합함으로써, 균일하게 가열할 수 있어 처리균일성이 향상되며, 가열시간도 짧게 끝나므로 워크(W)로의 손상도 적고, 표리면의 온도차도 완화되어 워크(W)의 기재 자체의 손상도 적어지게 된다. 그 결과, 가열시간을 저감시켜 저온(본 실시예 3에서는 100℃ 정도)이 되며, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다.

본 실시예 3에서는, 스텝 U3에서의 가열처리과정은, 대기압에서 워크(W)에 대해 가열처리를 행하고, 스텝 U4에서의 진공처리과정은, 상술한 대기압에서의 가열처리과정 후에 워크(W)를 수용한 상태로 챔버(1)의 내부를 감압하여 상술한 진공으로 만드는 진공화과정이다. 가열처리과정과 진공처리과정을 병행으로 행한 실시예 1, 2와 달리, 본 실시예 3의 경우에는, 스텝 U3에서의 가열처리과정은, 대기압에서 워크(W)에 대해 가열처리를 먼저 행하고(즉 예열을 행하고), 스텝 U3에서의 대기압에서의 가열처리과정(즉 예열) 후에 워크(W)를 수용한 상태로 챔버(1)의 내부를 감압하여 진공으로 만드는 진공빼기를 스텝 U4에서 행하고 있다. 본 실시예 3의 경우에는, 대기압하에서의 공기 등으로 대표되는 가스 등에 의해 가열처리과정(예열)에서 열을 균일하게 분포시킨 후에, 가열처리부의 내부를 감압하여 진공으로 만드는 진공빼기를 행하므로, 진공하에서 열이 균일하게 분포하여 미립자를 소결시킬 수 있다. 또한, 진공처리보다 사전에 가열함으로써 온도 변동폭이 적어지게 되어, 처리 재현성이 향상될 수 있다.

본 실시예 3의 도 6에서는, 대기압에서의 가열처리과정(스텝 U4도 포함한다)의 도중에 스텝 U4에서 진공화과정을 행하여, 진공으로 만든 상태로 가열처리를 계속해서 행하고 있다.

본 실시예 3에 따른 가열처리장치는, 상술한 실시예 1과 마찬가지로, 내부에 워크(W)를 수용하여, 워크(W)에 대해 가열처리를 행하는 챔버(1)를 구비하며, 워크(W)를 수용한 상태로 챔버(1)의 내부를 진공으로 워크(W)를 처리하고 있다. 상술한 구성을 구비한 본 실시예 3에 따른 가열처리장치에 의하면, 스텝 U4에서의 진공처리과정을 구비한 본 실시예 3에 따른 가열처리방법을 적절히 실시할 수 있다.

상술한 실시예 1, 2와 달리, 본 실시예 3에서는, 워크(W)를 얹어두는 재치대(본 실시예 3에서는 스테이지(14))를 챔버(1)의 내부에 배치하여, 대상이 되는 워크(W)에 대해 처리를 각각 행한 후에 다음 워크(W)를 스테이지(14)에 얹어두는 것을 반복함으로써 낱장처리를 행하고 있다.

[실시예 4]

다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 4를 설명한다.

도 7은, 실시예 4에 따른 가열처리장치의 개략도이다. 본 실시예 4에서는, 상술한 실시예 3과 마찬가지로, 피처리물로서, 낱장처리되는 PET를 예로 들어 설명한다. 또한, 상술한 실시예 1?3과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

상술한 실시예 1?3과 마찬가지로, 가열처리장치는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 챔버(1)와 진공펌프(3)를 구비하고 있다. 상술한 실시예 3과 마찬가지로, 본 실시예 4에서는, 가열처리장치는, 실시예 1, 2의 램프히터(2)(도 1 또는 도 3을 참조) 대신에 전기히터(12)를 구비하고 있다.

또한, 상술한 실시예 3과 마찬가지로, 본 실시예 4에서는, 낱장처리의 피처리물(워크)(W)을 얹어두는 스테이지(14)를 구비하고 있다. 이 스테이지(14)를 구비함으로써 실시예 1, 2의 롤러(4)(도 1 또는 도 3을 참조)는 본 실시예 4에서는 불필요해진다. 스테이지(14) 내에 상술한 전기히터(12)를 설치하고 있다. 상술한 실시예 3과 마찬가지로, 본 실시예 4에서도, 워크(W)는, 본 발명에서의 피처리물에 상당하다.

상술한 실시예 2와 마찬가지로, 본 실시예 4에서는, 플라즈마처리를 행하기 위해, 가열처리장치는, 공급유로(5)와 전극(6)을 구비하고 있다. 상술한 실시예 2와 마찬가지로, 본 실시예 4에서도, 챔버(1)는, 본 발명에서의 가열처리부에 상당하며, 본 발명에서의 플라즈마처리부에도 상당하다. 그리고, 챔버(1)의 가열처리부는 플라즈마처리부를 겸용하게 된다.

이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예 4에서는, 플라즈마처리를 행하기 위한 공급유로(5)와 전극(6)을 구비한 실시예 2의 구조(도 3을 참조)와, 램프히터(2)(도 1 또는 도 3을 참조) 대신에 전기히터(12)를 구비하며, 롤러(4)(도 1 또는 도 3을 참조) 대신에 낱장처리를 위한 스테이지(14)를 구비한 실시예 3의 구조(도 5를 참조)를 조합한 구조로 이루어져 있다. 따라서, 도 3의 실시예 2의 구조와, 도 5의 실시예 3의 구조를 조합하면, 도 7의 본 실시예 4의 구조가 된다.

이어서, 본 실시예 4에 따른 가열처리방법에 대해, 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은, 실시예 4에 따른 가열처리방법의 일련의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 상술한 실시예 3의 도 6과 마찬가지로, 본 실시예 4의 도 8에서는, 대기압하에서 열을 균일하게 분포시키기 위해, 먼저, 스텝 V1을 행하는 것으로서 설명한다.

(스텝 V1) 대기압하에서의 가열

먼저, 대기압 상태에서 전기히터(12)를 작동시켜, 챔버(1) 내를 대기압하에서 가열함으로써, 대기압하에서 열을 균일하게 분포시킨다. 이 스텝 V1은, 상술한 실시예 3의 도 6의 스텝 U1과 같다.

(스텝 V2) 워크의 얹어두기

대기압 상태에서 전기히터(12)를 계속해서 작동시킨 상태로, 워크(W)로서, 은 미립자가 도포된 PET를 스테이지(14)에 얹어둔다. 이 스텝 V2은, 상술한 실시예 3의 도 6의 스텝 U2과 같다.

(스텝 V3) 가열처리

대기압 상태에서 전기히터(12)를 계속해서 작동시킨 상태로, 워크(W)를 스테이지(14)에 얹어둠으로써, 대기압에서 워크(W)에 대해 가열처리를 행한다. 이 스텝 V3은, 상술한 실시예 3의 도 6의 스텝 U3과 같다. 따라서, 상술한 실시예 3과 마찬가지로, 본 실시예 4에서도, 이 스텝 V3은, 본 발명에서의 가열처리과정에 상당하다.

(스텝 V4) 진공빼기?진공처리

전기히터(12)를 계속해서 작동시킨 상태로, 가열처리 후에 워크(W)를 스테이지(14)에 얹어두고 챔버(1) 내에 수용한 상태로 진공빼기를 행한다. 이 스텝 V4은, 상술한 실시예 3의 도 6의 스텝 U4과 같다. 따라서, 상술한 실시예 3과 마찬가지로, 본 실시예 4에서도, 이 스텝 V4은, 본 발명에서의 진공처리과정에 상당하며, 본 발명에서의 진공화과정에도 상당하다. 그리고, 진공으로 만든 상태로 가열처리를 계속해서 행한다.

(스텝 V5) 플라즈마 발생

다음으로, 스텝 V3, V4에서의 가열처리 후, 심지어 스텝 V4에서의 진공처리 후의 워크(W)를 스테이지(14)에 얹어두고 챔버(1) 내에 수용한 상태로, 공급유로(5)를 통해 챔버(1) 내에 가스를 소정 압력(예를 들면 20 파스칼 정도)에 도달할 때까지 공급한다. 그리고, 2㎾ 정도의 전력을 전극(6)에 인가하여, 플라즈마 방전에 의해 플라즈마를 챔버(1) 내에서 발생시킨다. 또한, 워크(W)를 챔버(1) 내에 수용함으로써, 워크(W) 또는 플라즈마 발생 중 어느 쪽인가에 지장이 생기는 경우에는, 다음 스텝 V6까지 필요에 따라 워크(W)를 챔버(1)로부터 일단 인양해도 좋다.

(스텝 V6) 플라즈마처리

워크(W)를 스테이지(14)에 얹어두고 챔버(1) 내에 수용한 상태로, 워크(W)에 대해 플라즈마처리를 행한다. 이 스텝 V6은, 본 발명에서의 플라즈마처리과정에 상당하다.

(스텝 V7) 워크가 없다?

스텝 V7에서의 플라즈마처리 후의 워크(W)를 챔버(1)로부터 인양한다. 낱장처리의 대상이 되는 워크(W)가 없어질 때까지, 플라즈마 상태로부터 대기압하에 되돌리고 스텝 V1으로 돌아와서 스텝 V1?V7을 반복하여 행하는 낱장처리를 행한다. 즉, 스텝 V1?V7에서의 처리를 각각 행한 후에 다음 워크(W)를 스테이지(14)에 얹어두는 것을 반복함으로써 낱장처리를 행한다. 낱장처리의 대상이 되는 워크(W)가 없어지면, 일련의 가열처리를 종료한다. 또한, 플라즈마를 위한 가스로 스텝 V1에서의 대기압하에서의 가열이 대신 이용될 수 있다면, 가스빼기를 행하지 않고 대기압하에 되돌리고, 전극(6)으로의 전력 인가의 정지만을 행하면 좋다.

본 실시예 4에 따른 가열처리방법에 의하면, 스텝 S2 또는 스텝 T2에서의 진공처리과정을 구비한 실시예 1, 2와 마찬가지로, 스텝 V3에서의 가열처리과정은, 가열처리부(본 실시예 4에서는 챔버(1))의 내부에 피처리물(워크)(W)을 수용하여, 워크(W)에 대해 가열처리를 행하며, 종래 가열처리에서의 과정에 상당하다. 이 가열처리과정과는 별도로, 상술한 실시예 2와 마찬가지로, 스텝 V3에서의 가열처리과정 후에 워크(W)에 대해 플라즈마처리를 행하는 스텝 V6에서의 플라즈마처리과정을 구비하고 있다. 이 플라즈마처리과정을 조합함으로써, 균일하게 가열할 수 있어 처리균일성이 향상되며, 가열시간이나 플라즈마 조사시간도 짧게 끝나므로 워크(W)로의 손상도 적고, 표리면의 온도차도 완화되어 워크(W)의 기재 자체의 손상도 적어지게 된다. 그 결과, 가열시간을 저감시켜 저온(본 실시예 4에서는 100℃ 정도)이 되고, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다. 또한, 플라즈마처리보다 사전에 가열함으로써 온도 변동폭이 적어지게 되어, 처리 재현성이 향상될 수 있다.

스텝 V6에서의 플라즈마처리과정을 구비한 본 실시예 4에서는, 바람직하게는, 상술한 실시예 2와 마찬가지로, 스텝 S2에서의 진공처리과정을 구비한 실시예 1을 조합하고 있다. 즉, 워크(W)를 수용한 상태로 챔버(1)의 내부를 진공으로 워크(W)를 처리하는 진공처리과정(스텝 V4)을 구비하며, 그 진공처리과정 후에 상술한 스텝 V6에서의 플라즈마처리과정에서의 플라즈마처리를 행하고 있다. 이들 진공처리과정 및 플라즈마처리를 조합함으로써, 상술한 처리균일성의 향상, 가열시간이나 플라즈마 조사시간의 저감, 이들 시간의 저감에 의한 워크(W)로의 손상 방지, 표리면의 온도차의 완화에 의한 워크(W)의 기재 자체로의 손상 방지를 더한층 실현할 수 있다. 가열시간을 저감시켜 저온으로 되어, 열변형이나 열에 의한 손상을 방지하면서, 효율적으로 저온에서 미립자를 소결시킬 수 있다.

상술한 실시예 3과 마찬가지로, 본 실시예 4에서는, 스텝 V3에서의 가열처리과정은, 대기압에서 워크(W)에 대해 가열처리를 행하고, 스텝 V4에서의 진공처리과정은, 상술한 대기압에서의 가열처리과정 후에 워크(W)를 수용한 상태로 챔버(1)의 내부를 감압하여 상술한 진공으로 만드는 진공화과정이다. 그리고, 그 진공화과정 후에 스텝 V6에서의 플라즈마처리과정에서의 플라즈마처리를 행하고 있다. 본 실시예 4의 경우에는, 상술한 실시예 3과 마찬가지로, 대기압하에서의 공기 등으로 대표되는 가스 등에 의해 가열처리과정(예열)에서 열을 균일하게 분포시킨 후에, 가열처리부의 내부를 감압하여 진공으로 만드는 진공빼기를 행하므로, 진공하에서 열이 균일하게 분포하여 미립자를 소결시킬 수 있다. 또한, 진공처리보다 사전에 가열함으로써 온도 변동폭이 적어지게 되어, 처리 재현성이 향상될 수 있다.

상술한 실시예 3과 마찬가지로, 본 실시예 4의 도 8에서는, 대기압에서의 가열처리과정(스텝 V4도 포함한다)의 도중에 스텝 V4에서 진공화과정을 행하여, 진공으로 만든 상태로 가열처리를 계속해서 행하고 있다. 그리고, 그 후에 스텝 V6에서의 플라즈마처리과정에서의 플라즈마처리를 행하고 있다.

본 실시예 4에 따른 가열처리장치는, 상술한 실시예 2와 마찬가지로, 내부에 워크(W)를 수용하여, 워크(W)에 대해 가열처리를 행하는 챔버(1)를 구비하며, 그 가열처리 후에 워크(W)에 대해 플라즈마처리를 플라즈마처리부(본 실시예 4에서는 동일한 챔버(1))가 행하고 있다. 상술한 구성을 구비한 본 실시예 4에 따른 가열처리장치에 의하면, 스텝 V6에서의 플라즈마처리과정을 구비한 본 실시예 4에 따른 가열처리방법을 적절히 실시할 수 있다.

상술한 실시예 2와 마찬가지로, 본 실시예 4에서는, 가열처리부는 플라즈마처리부를 챔버(1)로서 겸용하며, 바람직하게는, 챔버(1)의 가열처리부의 내부에 가열처리 후의 워크(W)를 수용한 상태로 플라즈마처리를 행하고 있다. 가열처리부가 플라즈마처리부를 겸용함으로써, 동일한 가열처리부(즉 챔버(1))에서 가열처리에 이어 플라즈마처리를 행할 수 있으며, 효율적으로 가열처리 및 플라즈마처리를 행함으로써, 장치를 간이화할 수 있다.

상술한 실시예 3과 마찬가지로, 본 실시예 4에서는, 워크(W)를 얹어두는 재치대(본 실시예 4에서는 스테이지(14))를 챔버(1)의 내부에 배치하여, 대상이 되는 워크(W)에 대해 처리를 각각 행한 후에 다음 워크(W)를 스테이지(14)에 얹어두는 것을 반복함으로써 낱장처리를 행하고 있다.

[실험결과]

여기서, 피처리물로서, 유리기판을 이용한 경우의 저항값 변화 및 체적 저항률의 변화를 실험으로 확인하고 있다. 실험결과에 대해, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9는, 피처리물로서 유리기판을 이용한 경우의 진공시간에 대한 저항값 변화의 그래프(진공시간별 저항값 특성)이며, 도 10은, 피처리물로서 유리기판을 이용한 경우의 진공시간에 대한 체적 저항률 변화의 그래프(진공시간별 체적 저항률 특성)이다.

도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 실시예 2, 4와 같이 플라즈마처리를 행하지 않고, 실시예 3과 같이 예열을 행한 후에 진공빼기를 행했을 때(도 9, 도 10에서는 「예열+진공만」으로 표기)이며, 170℃로 히터를 작동시켜 가열한다. 히터를 작동시키고(도 9, 도 10에서는 「히터 ON」로 표기) 나서 약 8분 후에 진공빼기를 개시한다.

진공빼기 개시까지, 도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이, 저항값, 체적 저항률 모두 증가하지만, 진공빼기를 개시하면, 저항값, 체적 저항률 모두 줄어드는 것이 확인되고 있다. 또한, 약 38분 후에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 저항값은 214.7[Ω]까지 줄어들고, 도 10에 나타내는 바와 같이 체적 저항률은 5.58[mΩ?cm]까지 줄어드는 것이 확인되고 있다.

이로부터, 종래 가열처리에서는, 유리기판에서는 220℃로 60분으로의 소결조건에서 행해지고 있었지만, 예열을 행한 후에 진공빼기를 행했을 때에는 170℃로 35분 전후의 소결조건에서도, 저항값, 체적 저항률을 모두 줄일 수 있어, 진공시간도 포함하여 가열시간을 저감시켜, 저온에서 소결시킬 수 있다.

또한, 실시예 2, 4와 같이 플라즈마처리를 조합한 경우에는, 종래 플라즈마처리만을 행한 경우와 비교하면, 상술한 바와 같이 플라즈마 조사시간이 짧아지고, 플라즈마처리 시간이 짧게 끝난다는 효과도 있다. 또한, 플라즈마처리에서 마그네트론을 이용한 경우에는, 플라즈마 처리시간을 짧게 함으로써 마그네트론의 수명이 길어진다는 효과도 있다.

또한, 과제에서도 기술한 바와 같이, 종래 플라즈마처리만으로는 플라즈마를 균일하게 하는 것은 어려워, 플라즈마 열에너지로서의 가열은 불안정하게 되어 버리지만, 각 실시예에서는, 히터(램프히터나 전기히터)를 피처리물(워크) 근처에까지 배치할 수 있어, 균일하게 가열할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 유리기판 등과 같이 온도가 높아도 상관없는 경우에는, 실시예 2, 4와 같은 플라즈마처리를 조합하지 않고, 실시예 1, 3과 같이 진공 및 히터만으로 실현할 수 있으므로, 대량으로 처리하는 것이 가능하고 저비용으로 억제할 수 있다는 효과도 있다. 또한, 대면적 피처리물의 경우에는, 종래 플라즈마처리만으로 실현 가능하지만, 각 실시예의 경우에는, 대면적?소면적에 상관없이 양쪽 모두 처리가 실현 가능하다는 효과도 있다.

본 발명은, 상기 실시형태에 한정됨이 없이, 아래와 같이 변형 실시할 수 있다.

(1) 상술한 각 실시예에서는, 피처리물(워크)로서, 은 미립자가 도포된 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 예로 들어 설명했지만, 유리기판 등으로 예시되는 바와 같이, 피처리물에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.

(2) 상술한 실시예 2, 4에서는, 진공처리과정 후에 플라즈마처리과정을 행했지만, 진공처리를 행하지 않고, 예열에서의 가열처리과정, 및 가열처리과정 후에서의 플라즈마처리과정만을 행해도 좋다.

(3) 상술한 실시예 3, 4에서는, 대기압에서의 가열처리과정의 도중에 진공화과정을 행하여, 진공으로 만든 상태로 가열처리를 계속해서 행했지만, 대기압에서의 가열처리과정에서 피처리물(워크)에 대해 가열을 정지한 후에, 상술한 진공화과정을 행해도 좋다. 대기압에서의 가열처리과정에서 피처리물(워크)에 대해 가열을 정지한 후에, 진공화과정을 행하는 경우에 있어서도, 가열처리부의 내부에서의 남은 열에 의해 피처리물(워크)에 대해서는 진공하에서 가열처리가 실질적으로 행해진다.

(4) 상술한 실시예 2, 4에서는, 가열처리부는 플라즈마처리부를 챔버(1)로서 겸용했지만, 가열처리부와 플라즈마처리부를 각각 다른 챔버로 구성하여, 각 챔버에서 각각의 처리를 행해도 좋다.

1…챔버
4…롤러
14…스테이지
W…워크(피처리물)

Claims

금속 미립자가 도포된 피처리물에 대해 가열처리를 행하여, 상기 미립자를 소결시키는 가열처리방법으로서,
가열처리부의 내부에 상기 피처리물을 수용하여, 상기 피처리물에 대해 상기 가열처리를 행하는 가열처리과정과,
상기 피처리물을 수용한 상태로 상기 가열처리부의 내부를 진공으로 상기 피처리물을 처리하는 진공처리과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 가열처리방법.
금속 미립자가 도포된 피처리물에 대해 가열처리를 행하여, 상기 미립자를 소결시키는 가열처리방법으로서,
가열처리부의 내부에 상기 피처리물을 수용하여, 상기 피처리물에 대해 상기 가열처리를 행하는 가열처리과정과,
상기 가열처리과정 후에 상기 피처리물에 대해 플라즈마처리를 행하는 플라즈마처리과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 가열처리방법.
제2항에 있어서,
상기 피처리물을 수용한 상태로 상기 가열처리부의 내부를 진공으로 상기 피처리물을 처리하는 진공처리과정을 구비하며,
상기 진공처리과정 후에 상기 플라즈마처리과정에서의 상기 플라즈마처리를 행하는 것을 특징으로 하는 가열처리방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 가열처리과정과 상기 진공처리과정을 병행으로 행함으로써, 상기 진공으로 상기 피처리물에 대해 상기 가열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 가열처리방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 가열처리과정은 대기압에서 상기 피처리물에 대해 상기 가열처리를 행하고,
상기 진공처리과정은 상기 대기압에서의 상기 가열처리과정 후에 상기 피처리물을 수용한 상태로 상기 가열처리부의 내부를 감압하여 상기 진공으로 만드는 진공화과정인 것을 특징으로 하는 가열처리방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
수소 단체(單體)를 이용하여 상기 플라즈마처리를 행하는 것을 특징으로 하는 가열처리방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
헬륨 단체(單體)를 이용하여 상기 플라즈마처리를 행하는 것을 특징으로 하는 가열처리방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
헬륨과 수소의 혼합 가스를 이용하여 상기 플라즈마처리를 행하는 것을 특징으로 하는 가열처리방법.
금속 미립자가 도포된 피처리물에 대해 가열처리를 행하여, 상기 미립자를 소결시키는 가열처리장치로서,
내부에 상기 피처리물을 수용하여, 상기 피처리물에 대해 상기 가열처리를 행하는 가열처리부를 구비하며,
상기 피처리물을 수용한 상태로 상기 가열처리부의 내부를 진공으로 상기 피처리물을 처리하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
금속 미립자가 도포된 피처리물에 대해 가열처리를 행하여, 상기 미립자를 소결시키는 가열처리장치로서,
내부에 상기 피처리물을 수용하여, 상기 피처리물에 대해 상기 가열처리를 행하는 가열처리부와,
상기 가열처리 후에 상기 피처리물에 대해 플라즈마처리를 행하는 플라즈마처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 피처리물을 이송하는 이송수단을 구비하며,
상기 이송수단에 의해 상기 피처리물이 이송되면서, 처리를 각각 행하는 것을 특징으로 하는 가열처리장치.