JPH073276Y2 - 基板焼成用治具 - Google Patents

基板焼成用治具

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JPH073276Y2
JPH073276Y2 JP1989009403U JP940389U JPH073276Y2 JP H073276 Y2 JPH073276 Y2 JP H073276Y2 JP 1989009403 U JP1989009403 U JP 1989009403U JP 940389 U JP940389 U JP 940389U JP H073276 Y2 JPH073276 Y2 JP H073276Y2
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弘 相川
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、多層配線基板などの電子部品用セラミックス
を焼成する際、焼成炉内のサヤ上に敷いて用いる基板焼
成用治具に関する。
[従来の技術] 多層配線基板や多層ICのような電子部品の製造に必要な
焼成体は、先ず一定の厚さのセラミックス薄板を成形す
るために、セラミックス原料粉体に溶剤やバインダーな
どを混合調製した泥漿をベルト上に流し出し、シート状
に成形し、成形シートを切断、さらに銅ペーストなどに
よる電極印刷、積層圧着等の加工を施した後、焼成して
作成されている。
従来、このような成形物を積み重ねて焼成するに当って
は、サヤと直接接している成形物がサヤと反応してその
特性が変化するのを防ぐために、サヤと成形物との間に
耐火性のセラミックス、例えばアルミナ粉等、を敷く方
法が採られてきた。さらに量産の場合、上記のような印
刷電極とセラミックス基板の同時焼成には通常、窒素と
水素の混合ガス雰囲気で950℃程度の温度が用いられ、
シート成形物とサヤとの間に耐熱性治具(セッター)、
例えばアルミナ板、を置き焼成している。
[考案が解決しようとする課題] しかしながら、シート成形物中には有機バインダーが含
まれており、焼成時にバインダーの分解等により発生す
るCO,CO2、H2O等のガスが成形物とセッターとの間に渋滞
し、ガスの蒸気圧が高まって成形物の一部が発泡したり
クラックを生じたりするなどのことがある。
このような事態を回避する手段として、例えば第2図及
び第3図に示すように、表面状態が凹凸状(第2図)ま
たは網目状(第3図)を有するセラミックス成形体を反
応防止用敷台(セッター)として用い、それによって成
形物とセッターとの接触面積を小さくし、バインダーの
蒸発面面積を大きくして発生する蒸気が発散するように
したセラミックス治具が公開特許公報、昭58-172270号
等に開示されている。
焼成される成形物の寸法が比較的小さく、例えば100mm
角以内のような場合には、成形物から出るガス量が比較
的少なく、焼成炉内の雰囲気を構成している窒素と水素
の混合ガスも容易に成形物とセッターとの接触部に入り
こむため、特に焼成上のトラブルは発生しない。
しかしながら、成形物の寸法が例えば100mm角を超えて
大型になると、成形物から発生するCO,CO2またはH2O等
のガスが前記接触部に渋滞するようになり、成形物の周
辺部から中央部に行くに従って窒素と水素を含む炉内ガ
スが成形物の下側に入り難くなり、特に中央部下側には
全く炉内ガスが存在しない部分が生じるようになる。そ
の結果、接触面中央部においては成形物の還元不足や焼
結不足によって電極部分のブリスターが発生したり、残
留カーボンによる成形物素地の変色が生じるなどの不都
合を生じる。もちろん、極めて長い時間をかけてゆっく
り焼成することが許される場合にはそのような問題は生
じにくいが、上記のような大型基板成形物を量産するた
めには、成形物を炉に装入して焼成後取出すまでの時間
を短時間、例えば60分以内とし、炉雰囲気の入れ換えを
することが要求されるので、成形物と焼成用治具との接
触部における上記ガスの渋滞は積極的に排除する必要が
あるのである。
[課題を解決するための手段及び作用] 本考案者らは、特に成形物の寸法が大型となりその面積
が大きいものの焼成に際して発生する前述の諸問題を解
決するために、従来のセッターにおいて成形物と接する
面だけを凹凸状または網目状にするという工夫ではな
く、さらにその構造を根本的に改善すべく研究を進め、
以下に述べる工夫を行なった。すなわち、成形物の内部
から発生するガスをその箇所からできるだけ早く分散さ
せ、もって成形物と接するセッター上面中央部にも炉内
ガスが充分流通するような構造とすることがセッターの
設計上極めて重要であるという観点から研究を重ねた結
果、セッターの構造は、その上面から下面に貫通する多
数の小孔2とこれに連通する拡大空間たる溝3を有する
薄板形状とするのが特に有効であることを知った。この
板状体の材質はアルミナ等の耐火物セラミックスでよい
が、加工性の点からはグラファイトを用いることが好ま
しい。これらの材料からなる上記構造の焼成用治具を用
いれば、前述の諸問題が解消できることを見出し、本考
案に到達した。
したがって、本考案はセラミックス基板用成形物を焼成
する際に焼成炉のサヤ上に敷いて用いる薄板状の治具
(1)であって、薄板はその表面から裏面に貫通する多
数の小孔(2)とこれに連通する溝(3)と有してな
り、溝(3)は薄板が成形物と接する面側に小孔(2)
に連なる拡大空間として設けられていることを特徴とす
る基板焼成用治具および前記溝(3)が小孔(2)に連
なる断面V字状空間である上記の基板焼成用治具の提供
を目的とする。孔は同一の孔径を有し、薄板全体にわた
り、できるだけ均一な密度で分布していることが望まし
い。
大型の成形物の焼成の際に組成物の下段に敷いて使用で
きる本考案の治具の一例を第1図(同図aは平面図、b
は断面図である)により説明すると、治具(セッター)
1はその上面から下面に貫通する多数の小孔2とこれに
連通する拡大空間、例えば第1図に示すような断面V字
状空間である溝3とを有する薄い板状体から構成されて
おり、かつ材質は耐火物セラミックスまたはグラファイ
ト等が用いられる。
この多孔板に設けられる小孔の大きさは、焼成される生
成物から発生する前述のガスを速かに分散させることが
でき、かつ製作加工が困難でないことという見地から0.
5mm径以上とするのが望ましく、また孔の数、つまり孔
の間隔、は焼成される成形物の種類、大きさに従って適
宜選定して差支えない。
なお、第1図bの断面図に示すように、成形物と接する
上記薄板状の治具上面にさらに溝3を設けることは、溝
の深さが多孔板の強度を削減しない範囲であれば、多孔
板の孔の数を減少させる上で有効である。
本考案の治具は以上のように構成されているので、成形
物の焼成の際に発生する成形物からのガスが治具上に渋
滞することなく、炉内雰囲気の流通をさまたげないの
で、成形物に発生する前述のようなトラブルを解消でき
るのである。
[参考例] アルミナ粉末に少量の溶剤及びバインダーを添加混練し
たのち、厚さ2mmの平板状に押出し成形し、乾燥処理し
た。これに第1図a,bに示すように多数の孔(0.5mmφ)
を基盤割に穿孔してから、さらに還元雰囲気下で焼成操
作を施し、130mm角の基板焼成用治具を多数作製用意し
た。
多層配線基板用としてシート状に成形したセラミックス
素子の形状が120mm角の大きさで素子の厚さ2mmのものを
高さ8mmに積層して焼成する場合、上記の治具を焼成炉
のサヤ上に敷き、その上に焼成用成形物を載せて焼成し
たところ、アルミナ板に設けた孔の大きさ及び孔の間隔
がそれぞれ0.5〜5mm及び5〜20mm程度であれば、前述の
ような焼成上のトラブルが全く発生しないことが確認さ
れた。また、上記治具の材質をグラファイトに変えた場
合も、同様の効果が得られることが確認された。
[実施例] 第1図bの断面図に示すように、単に孔を設けるだけで
なく、孔の上半分を拡大空間とすることによって成形物
と接するグラファイト板上面に溝3を設けて、孔の間隔
を参考例の場合より広げたこと以外は、参考例の場合と
全く同じ手順で焼成試験をおこなった。参考例の場合と
同様に焼成上のトラブルは全く発生しないことが確認さ
れた。さらに、孔2の間隔を参考例の場合よりも大幅に
広げることができ、これにより治具の強度が顕著に改善
できることが確認された。また、孔2のほかに孔に連な
る溝3を設けたことにより、焼成時に成形物と接する面
積が小さくなり、かつ溝と孔が連通する構造により炉内
ガスの拡散が効果的に起こり、焼成物の変色が生じ難し
くなることが確認された。
[考案の効果] 以上説明したように、本考案の治具を用いて成形物の焼
成を行えば成形物とサヤとの反応を防止できる上、特に
成形物の形状が大型の場合でも、成形物の内部から発生
するガスが治具と成形物の接触部に渋滞することなく速
かに排除され、炉雰囲気ガスの接触部への流通がさまた
げられないので焼成物の品質にバラツキがなく、信頼性
の高い大型基板成形物の焼成が可能となり、産業上貢献
するところが大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案になる治具の形状を示すものであり、同
図a及びbは代表的な形状を示す平面図及び断面図であ
る。第1図bは治具の上面にさらに溝を有する本考案の
実施例を示す断面図(第1図aのA−Aにおける断面
図)である。 第2図及び第3図は従来の治具のうち治具の上,下面を
それぞれ凹凸状または網目状にした例を示す斜視図であ
る。 記号の説明 1……治具、2……小孔 3……溝

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミックス基板用成形物を焼成する際に
    焼成炉のサヤ上に敷いて用いる薄板状の治具(1)であ
    って、薄板はその表面から裏面に貫通する多数の小孔
    (2)とこれに連通する溝(3)とを有してなり、溝
    (3)は薄板が成形物と接する面側に小孔(2)に連な
    る拡大空間として設けられていることを特徴とする基板
    焼成用治具。
  2. 【請求項2】前記溝(3)が小孔(2)に連なる断面V
    字状空間である請求項1記載の基板焼成用治具。
JP1989009403U 1989-01-31 1989-01-31 基板焼成用治具 Expired - Lifetime JPH073276Y2 (ja)

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