セラミックス焼成炉
【課題】本発明は、焼成炉内部の気体雰囲気を均一に形成することによって焼成されるセラミックス基板の不良を最小限に抑えることができるセラミックス焼成炉に関する。
【解決手段】本発明に係るセラミックス焼成炉は、成形体が配置される内部空間を備えるケースと、ケースの内部に配置されて熱を発散する発熱体と、外力によって回転可能になるようにケースを貫通して締結されケースの内部空間に気体を供給する多数の給気部とを含むことを特徴とする。
【解決手段】本発明に係るセラミックス焼成炉は、成形体が配置される内部空間を備えるケースと、ケースの内部に配置されて熱を発散する発熱体と、外力によって回転可能になるようにケースを貫通して締結されケースの内部空間に気体を供給する多数の給気部とを含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成炉に関し、より詳細には、気体を焼成炉の内部に円滑に供給及び排出できるセラミックス焼成炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、セラミックスを利用したセラミックス電子装置としては、積層セラミックスキャパシター（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、バリスタ（ｖａｒｉｓｔｏｒ）、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）、圧電体（ｐｉｅｚｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃｂｏｄｙ）などがある。
【０００３】
このようなセラミックス電子装置の基本となる積層セラミックス成形体は、セラミックス原料を所定の形状に成形して成形体を製造する工程と、成形体を焼成炉で焼成する工程とを経て完成される。
【０００４】
これらのうち、成形体を焼成炉で焼成する工程は、セラミックス成形体を焼成炉で６０℃〜４５０℃の温度でバーンアウト（ｂｕｒｎ−ｏｕｔ）してバインダー成分を除去する脱バインダー工程と、９００℃以内の温度で焼成する焼成工程と、焼成完了後に常温になるまで冷却する冷却工程とが連続的に行われる。
【０００５】
このように、焼成炉で焼成されたセラミックス成形体は、その外部面に外部電極及び端子電極などを形成することによって、最終的なセラミックス製品として完成される。
【０００６】
しかしながら、このような従来の焼成炉は、焼成炉の内部に気体を円滑に供給することが困難であるという問題がある。即ち、従来は、焼成炉内の気体雰囲気を均一に形成することが容易でないため、焼成されるセラミックス基板の焼結緻密度の低下及び巨大気孔の発生等の不良があり、大面積・高厚のＬＴＣＣセラミックス基板（例えば、２００ｍｍ×２００ｍｍ×５ｍｍ）の焼成時にはさらに悪化するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、焼成炉内部の気体雰囲気を均一に形成することによって、焼成されるセラミックス基板の不良を最小限に抑えることができるセラミックス焼成炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態に係るセラミックス焼成炉は、成形体が配置される内部空間を備えるケースと、ケースの内部に配置されて熱を発散する発熱体と、外力によって回転可能になるようにケースを貫通して締結されケースの内部空間に気体を供給する多数の給気部とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る給気部は、ケースの内部空間に配置される給気管と、ケースの外部で給気管の一端と連結され外力によって容易に回転される角度調節つまみとを含むことが好ましい。
【００１０】
本発明に係る給気管は、管状に形成され、長手方向に沿って噴射ノズルが形成されることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る角度調節つまみは、上部面に、噴射ノズルが形成された方向と同一の方向に噴射ノズルの位置を表示するノズル位置マークが形成されることができる。
【００１２】
本発明に係る給気部は、角度調節つまみとケースの外部面との間に介在され上部面に一定の間隔に回転角度が表示されている角度表示板をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
本発明に係る角度調節つまみは、内部に貫通孔を備え、貫通孔の下端には給気管が締結され、上端には給気管に気体を供給する給気チューブが締結されることができる。
【００１４】
本発明に係る給気部は、ケースのすべての隅角部に垂直方向に延在してそれぞれ備えられることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るケースは、四角の箱型に形成され、多数の給気部は、ケースの上端面を貫通して締結されることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る給気部は、ケースの四つの隅角部にそれぞれ備えられることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る給気部は、給気管の他端がケースの底面から一定の間隔に離隔されるように、ケースに締結されることができる。
【００１８】
本発明は、焼成時に発生した不純物が含まれた気体が外部に排出される通路として利用される排気部をさらに含むことが好ましい。
【００１９】
本発明に係る排気部は、ケースの壁面の少なくともいずれか一面に形成される多数の排気口と、ケースの外部で排気口に締結される排気管とを含むことが好ましい。
【００２０】
本発明に係る排気管は、一端が多数の排気口にそれぞれ締結される個別排気管と、個別排気管の他端が統合されて一つの管として形成される統合排気管とを含むことができる。
【００２１】
本発明に係る排気口は、ケース内部の垂直高さを基準として、底面から１／４の高さに該当する位置に形成されることができる。
【００２２】
本発明に係る多数の排気口は、ケースの底面と平行な横方向に沿って一列に配置されることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る排気口は、ケースの全壁面にそれぞれ同一の形状に形成されることが好ましい。
【００２４】
本発明に係るケースは、四角の箱型に形成され、排気口は、ケースの四つの壁面にそれぞれ同一の形状に形成されることができる。
【００２５】
また、本発明の他の実施形態に係るセラミックス焼成炉は、成形体が配置される内部空間を備え、壁面の少なくともいずれか一面に多数の排気口が形成されるケースと、ケースの内部に配置されて熱を発散する発熱体と、ケースの外部で排気口に締結される排気管とを含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る排気管は、一端が多数の排気口にそれぞれ締結される個別排気管と、個別排気管の他端が統合されて一つの管として形成される統合排気管とを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る焼成炉は、噴射方向を容易に調節できる給気部を含む。これにより、焼成炉内全体に均一に気体を供給することができ、焼成炉の外部にある角度調節つまみを利用して給気管の気体噴射方向の角度を直接調節することで、最適な焼成環境を形成することができる。
【００２８】
さらに、多数の排気口を備える排気管を備えることによって、焼成炉内で急激な空気の温度変化が発生したり、排気口で過流現象が発生したりすることを最小限に抑えることができる。
【００２９】
したがって、焼成炉内部の気体雰囲気を最適化し温度偏差を最小限に抑えることによって、焼成時にセラミックス製品の特性が変化したりセラミックス基板内部に巨大気孔が発生したりすることを防止し、焼結緻密度及び基板の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るセラミックス焼成炉の概略断面図である。
【図２】図１に示されるセラミックス焼成炉のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３】図２に示されるセラミックス焼成炉のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図４】図１に示されるセラミックス焼成炉の概略側面図である。
【図５】図１に示されるセラミックス焼成炉の角度調節部を示す概略平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る焼成炉の平面図である。
【図７ａ】従来技術に係る焼成炉で焼成したセラミックス基板の破断面である。
【図７ｂ】本発明の実施形態に係る焼成炉で焼成したセラミックス基板の破断面である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の詳細な説明に先立って、本明細書及び特許請求の範囲で用いられる用語や単語は、通常的又は辞書的な意味に解釈されるべきではなく、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に基づいて本発明の技術的思想に適う意味と概念で解釈されるべきである。したがって、本明細書に記載の実施形態と図面の構成は、本発明の最も好ましい実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて説明するものではないため、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があることもあるということを理解すべきである。
【００３２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳述する。この際、添付の図面において同一の構成要素は、できるだけ同一の符号を付して示す。なお、本発明の要旨を不明確にする公知の機能及び構成に対する詳細な説明は省略することもある。同様に、添付の図面において一部の構成要素は、誇張、省略又は概略的に図示され、各構成要素のサイズは、実際のサイズを完全に反映するものではない。
【００３３】
以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照して詳述する。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態に係るセラミックス焼成炉の概略断面図、図２は、図１に示されるセラミックス焼成炉のＡ−Ａ’線に沿う断面図、図３は、図２に示されるセラミックス焼成炉のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【００３５】
なお、図４は、図１に示されるセラミックス焼成炉の概略側面図、図５は、図１に示されるセラミックス焼成炉の角度調節部を示す概略平面図である。
【００３６】
図１から図５を参照すると、本発明の実施形態に係る焼成炉１００は、セラミックス製品用の箱型焼成炉であって、断熱材１２が収容されたケース１０と、断熱材１２の内部面に沿って配置される少なくとも一つの発熱体２０と、ケース１０の内部空間に配置されその上部面にセラミックス成形体１が安着される支持部３０と、焼成炉１００内部の気体雰囲気を均一に組成するための気体循環部５０、６０とを含んでなる。
【００３７】
断熱材１２は、アルミナ系セラミックス繊維製ボード又はムライト耐火物の耐火断熱材からなり、上記の二つの材質を組み合わせて複合的に用いることもできる。即ち、ケース１０の壁面は、アルミナ系セラミックス繊維製ボードで構成し、底面は、ムライト耐火物の耐火断熱材で構成することができる。しかしながら、これらに限定されず、焼成炉１００内部の温度を効果的に断熱できる材質であれば、多様に利用されることができる。
【００３８】
発熱体２０は、支持部３０の上部に安着されるセラミックス成形体１を焼成させるために、焼成炉１００の内部空間に熱を供給する加熱部材であって、外部から供給される電気エネルギーによって発熱され、ＳｉＣ、ＭｏＳｉ２等の熱発生率の高い材質からなることができる。
【００３９】
本実施形態に係る発熱体２０は、断熱材１２の内部面に付着される。したがって、発熱体２０は、焼成炉１００内部の壁面と底面及び天井面の全体にわたって形成されることができるし、あるいは必要に応じて選択的に形成されることもできる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、発熱体２０が断熱材１２の一面に付着される場合を例に挙げている。しかしながら、本発明は、これに限定されず、発熱体２０が断熱材１２の内部に挿入されるように構成したり、断熱材１２から焼成炉１００の内部方向に一定距離だけ離隔されるように発熱体２０を配置することもできる。
【００４１】
このような発熱体２０は、焼成炉１００の内部を効果的に加熱することができるのであれば、多様な形状に形成されることができる。
【００４２】
支持部３０は、焼成炉１００の内部空間でセラミックス成形体１を支持する。この際、セラミックス成形体は、大面積・高厚のＬＴＣＣセラミックス基板であっても良い。
【００４３】
支持部３０は、急速昇温及び急速冷却が可能であり、温度の均一性を維持するのに有利であるように一層の板状に形成され、円板、多角形板等の多様な形状に形成されることができる。
【００４４】
さらに、支持部３０は、セラミックス成形体１の焼成時、セラミックス成形体１に及ぶ温度を均一にするために、搭載されたセラミックス成形体１を回転させることができるように、下部に回転力を与える駆動部（図示せず）を備えることができる。
【００４５】
なお、焼成炉１００の一面には、セラミックス成形体１の出入りのための出入り用ドア１３を備えることができる。出入り用ドア１３は、内部に断熱材１２を備えることが好ましく、必要に応じて発熱体２０が付着されるように構成されることができる。本実施形態では、出入り用ドア１３が焼成炉１００の壁面のうちの一面に形成される場合を例に挙げているが、これに限定されず、焼成炉１００の底面又は天井面からセラミックス成形体１が出入りするように構成したり、焼成炉１００の多面に形成されるように構成したりする等の多様な応用が可能である。
【００４６】
気体循環部５０、６０は、焼成炉１００の内部に気体（又は流体）を供給し、内部空間に存在する気体を外部に排出する役割を行う。
【００４７】
気体循環部５０、６０は、焼成炉１００の内部に気体を供給する給気部５０と、焼成時に発生した有機物が含まれたバインダー及びその他の不純物を外部に排出する排気部６０とを含んでなる。
【００４８】
本実施形態に係る給気部５０は、給気管５２と、給気管５２を回転させるための角度調節部５７とを含む。
【００４９】
給気管５２は、管状に形成され、長手方向に沿って一定の間隔に噴射ノズル５３が形成される。給気管５２の噴射ノズル５３は、焼成炉１００内部に位置する給気管５２の全体にわたって形成される。これにより、焼成炉１００内部全体に同一に気体を供給するようになる。
【００５０】
なお、本実施形態に係る給気管５２は、噴射ノズル５３がすべて一方向に形成されて、噴射ノズル５３が位置する一方向のみに気体を噴射するように構成される。
【００５１】
このような噴射ノズル５３は、給気管５２にスクリュー状や放射状に形成されることもできるが、この場合は、噴射ノズル５３から噴射される気体の流れが一定でないこともある。このように、気体の流れが一定でないと、脱バインダー経路がかなり長い大面積・高厚のＬＴＣＣセラミックス基板の場合、セラミックス成形体１に存在する有機物バインダーが効果的に除去されず、焼成の品質に問題が発生することもある。
【００５２】
したがって、噴射ノズル５３は、いずれか一方向のみに形成されることが好ましい。しかしながら、本発明は、このような構成に限定されるものではない。即ち、同時に二方向に気体を噴射するように噴射ノズル５３を形成し、必要に応じて一定の間隔にはなく多様な間隔で噴射ノズル５３が形成されるように構成することもできる。
【００５３】
このような噴射ノズル５３は、直径が約１ｍｍ〜５ｍｍ程度に形成され、隣接する噴射ノズル５３との離隔距離は、各噴射ノズル５３の端間の距離が約１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度に形成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００５４】
このように構成される本実施形態に係る給気管５２は、耐熱性材質、特にＳｉＣ又はアルミナ材質で形成されることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【００５５】
角度調節部５７は、角度調節つまみ５４と、角度表示板５６とを含む。
【００５６】
角度調節つまみ５４は、作業者が給気管５２の噴射方向を直接操作できるように提供されるつまみであって、焼成炉１００の外部面に締結され、その下端には給気管５２の一端が締結される。
【００５７】
さらに、角度調節つまみ５４の内部には、貫通孔が形成される。貫通孔の下端は、給気管５２と連結され、上端は、給気チューブ５８の一端と連結される。ここで、給気チューブ５８は、給気管５２に気体が供給される通路であって、その他端は給気装置（図示せず）に連結される。したがって、給気装置から供給される気体は、給気チューブ５８及び角度調節つまみ５４の貫通孔を経て給気管５２に供給される。
【００５８】
このような角度調節つまみ５４は、その上端面にノズル位置マーク５５を備える。ノズル位置マーク５５は、給気管５２のノズル５３の位置を示す。若し、ノズル位置マーク５５が焼成炉１００の壁面に向かうように角度調節つまみ５４が位置しているのであれば、給気管５２のノズル５３は焼成炉１００の壁面に向かうようになり、これにより給気管５２から噴射される気体もまた焼成炉１００の壁面に向かって噴射される。
【００５９】
角度表示板５６は、角度調節つまみ５４と焼成炉１００との間に介在され、焼成炉１００のケース１０の外部面に付着される。角度表示板５６の一面には、角度が表示されている。したがって、作業者は、角度表示板５６に表示された角度を元に、角度調節つまみ５４の回転角度を認知しながら角度調節つまみ５４を回転させるようになる。
【００６０】
ここで、本実施形態では、角度表示板５６の縁に沿って１０度の間隔で総３６０度の角度が表示された場合を例に挙げている。しかしながら、本発明は、これに限定されず、作業者の必要に応じて多様な間隔で角度を表示することができる上、角度ではなく他の数値や範囲等を複合的に表示するように構成する等の多様な応用も可能である。
【００６１】
このような本実施形態に係る焼成炉１００は、内部の四つの隅角部に四つの給気部５０がそれぞれ備えられる。各給気部５０は、ケース１０から一定の間隔に離隔されて配置され、すべて個別に回転できるように構成される。したがって、作業者は、図２に示されるように、必要に応じてそれぞれの給気管５２を多様な方向に回転させることで、所望の方向（例えば、図２の矢印方向）に気体が噴射されるように調節することができる。
【００６２】
また、各給気管５２は、焼成炉１００内部のサイズに対応する長さに形成され、本実施形態では、給気管５２の他端が焼成炉１００の底面から１ｃｍ程度離隔される長さに形成されることを例に挙げている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。即ち、給気管５２の他端が底面に接触したり、底面に挿入されるように形成することもできる。この場合、給気管５２は、容易に回転可能になるように底面に接触又は挿入される。
【００６３】
このような本実施形態に係る給気部５０は、焼成炉１００内全体に均一に気体を供給するための構成を有し、作業者は、焼成炉１００の外部にある角度調節つまみ５４を利用して給気管５２の気体噴射方向の角度を直接調節しながら気体の供給方向を必要に応じて自由に調節することができる。これにより、セラミックス成形体１のサイズや状態、積載された方法や状況に応じて、気体供給方向を調節し、最適な焼成環境を形成することができる。
【００６４】
さらに、給気部５０は、脱バインダー工程と焼成工程のみならず、冷却工程においても冷却気体を噴射するのに容易に利用されることができる。
【００６５】
排気部６０は、焼成時に発生した有機物が含まれたバインダーと、その他の不純物が含まれた気体とを外部に排出するのに用いられる通路であって、焼成炉１００に貫通孔状に形成される排気口６２と、排気口６２に締結される管状の排気管６３とを含む。
【００６６】
排気口６２は、焼成炉１００のケース１０の壁面の下部に形成される。特に、本実施形態に係る排気口６２は、二つ以上の多数個が形成されることを特徴とし、このような多数の排気口６２は横方向、即ち、焼成炉１００の底面と平行な水平面に沿って一列に配置される。
【００６７】
このような多数の排気口６２は、それぞれ排気管６３と連結される。このため、本実施形態に係る排気管６３は、それぞれの排気口６２に締結される個別排気管６４と、多数の個別排気管６４が統合されて一つの管として形成される統合排気管６５とを含む。
【００６８】
焼成炉１００内に排気口６２を一つのみ形成する場合、排気の流れが排気口６２のみに集中され、その流れが速くなって排気口６２付近で過流現象が発生することがある。過流現象は、焼成炉１００内部を均一な温度に具現する上で差し支えになるため、これを防止するために、本実施形態に係る焼成炉１００には少なくとも二つの排気口６２が形成されて利用される。
【００６９】
このような排気口６２は、焼成炉１００の壁面の下部、即ち、底面に隣接する位置に形成されることが好ましい。より詳細には、焼成炉１００内部の垂直高さを全体高さとすると、底面から約１／４の高さに該当する位置に形成される。
【００７０】
さらに、各排気口６２は、一定の間隔に離隔されて配置されることが好ましい。より詳細には、焼成炉１００内部の水平長さを全体幅とすると、二つの排気口６２は、全体幅の１／４地点と３／４地点にそれぞれ形成される。
【００７１】
さらに、本実施形態に係る排気口６２は、焼成炉１００の内部サイズが横５０ｃｍ×縦５０ｃｍ×高さ４０ｃｍに形成されて１００、０００ｃｍ３の容量を有する場合、直径２５ｍｍのサイズに形成されることができる。
【００７２】
上述した本実施形態に係る排気口６２と排気管６３の構成は、上述した実施形態に限定されず、必要に応じて多様な応用が可能である。
【００７３】
なお、排気管６３と排気口６２を上記のように構成する理由は、焼成炉１００内部の温度分布をできるだけ均一に維持するためであり、以下では、これについてより詳細に説明する。
【００７４】
一般的に、焼成炉１００内で加熱された空気は、対流現象によって上部に上がる。しかしながら、本実施形態に係る焼成炉１００は、排気口６２が上部や天井面に形成されないため、加熱された空気が焼成炉１００内の上部に上がるなり外部に排出されることを防止することができる。これにより、加熱された空気は、焼成炉１００内部に淀むようになり、焼成炉１００内部の空気循環によって排気口６２に隣接している空気が順次排出される。したがって、焼成炉１００内で急激な空気の温度変化が発生することを最小限に抑えることができる。
【００７５】
このように、排気口６２を二つ以上形成し、その位置を底面と平行に横方向に配置して形成すると、上部と下部との温度の差を最小限に抑えることができる。さらに、排気口６２付近で発生することがある過流現象を減少させることで、円滑な排気の流れを具現し、これによって焼成炉１００内での均一な温度分布を具現することができる。
【００７６】
さらに、本実施形態に係る焼成炉１００は、排気管６３が焼成炉１００の天井面ではなくケース１０の壁面に位置するようになるため、排気管６３の外部から異物が落下することによって、セラミックス成形体１が汚染されることを防止することができる。
【００７７】
排気口６２の数は、焼成炉１００の内部容量に応じて増やすことができる。特に、１００、０００ｃｍ３を基準として排気口６２を二つ形成し、容量が１００、０００ｃｍ３ずつ増えるたびに排気口６２を横方向に一つずつ等間隔で加えることが好ましい。排気口６２の直径は、２０ｍｍ〜３０ｍｍに形成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００７８】
図６は、本発明の他の実施形態に係る焼成炉の概略平面図である。
【００７９】
本実施形態に係る焼成炉２００は、上述した実施形態に係る焼成炉（図１の焼成炉１００）と類似するように構成され、排気部１６０の構成においてのみ差異がある。したがって、同一の構成要素に対する詳細な説明は省略し、排気部１６０の構造を中心としてより詳細に説明する。
【００８０】
図６を参照すると、本実施形態に係る焼成炉２００は、焼成炉２００の全ての壁面に排気口１６２と排気管１６３とが形成される。この際、各壁面に形成される排気口１６２は、すべて対応される形態に形成される。
【００８１】
なお、本実施形態では、焼成炉２００の各壁面にそれぞれ一つの排気口１６２のみが形成される場合を例に挙げているが、これに限定されるものではない。即ち、上述した実施形態と同一の形態に各壁面に二つの排気口１６２を一列に形成することもできる。さらに、本発明は、各壁面に形成される排気口１６２の数と、排気口１６２が形成される位置及び排気口１６２のサイズとを全部同一にすると、より容易に適用されることができる。
【００８２】
さらに、図６は、出入り用ドア１１３にも排気口１６２が形成されたことを示している。このように、本実施形態に係る焼成炉２００は、出入り用ドア１１３の開閉に問題がなければ、出入り用ドア１１３にも他の壁面と同様に排気口１６２及び排気管１６３が形成されることが好ましい。なお、排気口１６２の形成のために、出入り用ドア１１３を焼成炉２００の底面や天井面に形成する方法を利用することもできる。
【００８３】
このように、出入り用ドア１１３を含む全ての壁面に排気口１６２が形成される場合、焼成炉２００の内部空間の気体は、いずれか一つの排気口１６２に集まることなく、焼成炉２００の四方から排出されることができる。したがって、排気管１６３付近で気体の流れが急激に速くなることを最小限に抑えることができる。
【００８４】
また、本発明の実施形態による焼成炉１００、２００は、四つの給気部５０を介して気体を焼成炉１００、２００の内部に供給することを特徴とする。したがって、本実施形態のように、四つの排気口１６２を一定の間隔に配置して焼成炉２００の全体にわたって形成する場合、焼成炉２００内部の気体の流れをより容易に調節することができる。
【００８５】
なお、本図面では、各排気口１６２に連結される排気管１６３がそれぞれ個別に構成されることを示しているが、これに限定されるものではない。即ち、上述した実施形態のように、それぞれの排気管（図２の排気管６４）が統合されて最終的に一つの管として形成されるように構成する等の多様な応用が可能である。
【００８６】
以上のように構成される本実施形態に係るセラミックス焼成炉は、噴射方向を容易に調節できる給気部を含む。これにより、焼成炉内全体に均一に気体を供給することができ、焼成炉の外部にある角度調節つまみを利用して給気管の気体噴射方向の角度を直接調節することで、最適な焼成環境を形成することができる。
【００８７】
さらに、多数の排気口を備える排気管を備えることによって、焼成炉内で急激に空気の温度変化が発生したり、排気口で過流現象が発生したりすることを最小限に抑えることができる。
【００８８】
したがって、焼成炉内部の気体雰囲気を最適化し温度偏差を最小限に抑えることによって、焼成時にセラミックス製品の特性が変化したりセラミックス基板内部に巨大気孔が発生したりすることを防止し、焼結緻密度及び基板の強度を向上させることができる。
【００８９】
図７ａは、従来技術に係る焼成炉で焼成したセラミックス基板の破断面、図７ｂは、本発明の実施形態に係る焼成炉で焼成したセラミックス基板の破断面である。
【００９０】
これを参照すると、本発明の実施形態に係る焼成炉で焼成したＬＴＣＣセラミックス基板の方が、断面内部の微細構造において巨大気孔が除去され組織が緻密化されていることを確認することができる。
【００９１】
このように、本発明に係る焼成炉を用いることで、従来の焼成炉で大面積・高厚のＬＴＣＣセラミックス基板の焼成時に発生する焼成品質の低下をかなり改善できることが分かる。
【００９２】
なお、本発明に係るセラミックス焼成炉は、上述した実施形態に限定されず、本発明の技術的思想内でこの分野における通常の知識を有する者によって多様な変形が可能である。
【００９３】
例えば、上述した実施形態では、手動操作で給気部の角度調節つまみを回して給気管を回転させる場合を例に挙げている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。
【００９４】
即ち、角度調節つまみを省略し、電動機（ｍｏｔｏｒ）を利用して給気管を回転させるように構成することも可能である。この場合、給気管は、給気チューブと直接連結され、電動機は、ギアやベルト等を介して給気管と連結されて給気管を回転させるように構成することができる。なお、精密な角度制御のために、電動機は、ステッピングモーター（ｓｔｅｐｐｉｎｇ ｍｏｔｏｒ）を利用することができる。
【００９５】
このように、電動機を利用する場合、各電動機を制御するために、別途の制御部を備えることが好ましい。制御部は、各電動機と電気的に連結されて、各電動機の回転角度、回転方向及び回転速度などを制御できるように構成することができる。
【００９６】
さらに、本実施形態では、セラミックス製品用の焼成炉を例に挙げて説明したが、本発明は、これに限定されず、特定空間の内部に気体を均一に給気及び排出するように構成される設備や装置であれば、多様に適用されることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１００、２００ 焼成炉
１０、１１０ ケース
１２ 断熱材
１３、１１３ 出入り用ドア
２０ 発熱体
３０ 支持部
５０ 給気部
５２ 給気管
５３ 噴射ノズル
５４ 角度調節つまみ
５５ ノズル位置マーク
５６ 角度表示板
５８ 給気チューブ
６０、１６０ 排気部
６２ 排気口
６３、１６３ 排気管
６４ 個別排気管
６５ 統合排気管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成炉に関し、より詳細には、気体を焼成炉の内部に円滑に供給及び排出できるセラミックス焼成炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、セラミックスを利用したセラミックス電子装置としては、積層セラミックスキャパシター（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、バリスタ（ｖａｒｉｓｔｏｒ）、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）、圧電体（ｐｉｅｚｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃｂｏｄｙ）などがある。
【０００３】
このようなセラミックス電子装置の基本となる積層セラミックス成形体は、セラミックス原料を所定の形状に成形して成形体を製造する工程と、成形体を焼成炉で焼成する工程とを経て完成される。
【０００４】
これらのうち、成形体を焼成炉で焼成する工程は、セラミックス成形体を焼成炉で６０℃〜４５０℃の温度でバーンアウト（ｂｕｒｎ−ｏｕｔ）してバインダー成分を除去する脱バインダー工程と、９００℃以内の温度で焼成する焼成工程と、焼成完了後に常温になるまで冷却する冷却工程とが連続的に行われる。
【０００５】
このように、焼成炉で焼成されたセラミックス成形体は、その外部面に外部電極及び端子電極などを形成することによって、最終的なセラミックス製品として完成される。
【０００６】
しかしながら、このような従来の焼成炉は、焼成炉の内部に気体を円滑に供給することが困難であるという問題がある。即ち、従来は、焼成炉内の気体雰囲気を均一に形成することが容易でないため、焼成されるセラミックス基板の焼結緻密度の低下及び巨大気孔の発生等の不良があり、大面積・高厚のＬＴＣＣセラミックス基板（例えば、２００ｍｍ×２００ｍｍ×５ｍｍ）の焼成時にはさらに悪化するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、焼成炉内部の気体雰囲気を均一に形成することによって、焼成されるセラミックス基板の不良を最小限に抑えることができるセラミックス焼成炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態に係るセラミックス焼成炉は、成形体が配置される内部空間を備えるケースと、ケースの内部に配置されて熱を発散する発熱体と、外力によって回転可能になるようにケースを貫通して締結されケースの内部空間に気体を供給する多数の給気部とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る給気部は、ケースの内部空間に配置される給気管と、ケースの外部で給気管の一端と連結され外力によって容易に回転される角度調節つまみとを含むことが好ましい。
【００１０】
本発明に係る給気管は、管状に形成され、長手方向に沿って噴射ノズルが形成されることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る角度調節つまみは、上部面に、噴射ノズルが形成された方向と同一の方向に噴射ノズルの位置を表示するノズル位置マークが形成されることができる。
【００１２】
本発明に係る給気部は、角度調節つまみとケースの外部面との間に介在され上部面に一定の間隔に回転角度が表示されている角度表示板をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
本発明に係る角度調節つまみは、内部に貫通孔を備え、貫通孔の下端には給気管が締結され、上端には給気管に気体を供給する給気チューブが締結されることができる。
【００１４】
本発明に係る給気部は、ケースのすべての隅角部に垂直方向に延在してそれぞれ備えられることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るケースは、四角の箱型に形成され、多数の給気部は、ケースの上端面を貫通して締結されることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る給気部は、ケースの四つの隅角部にそれぞれ備えられることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る給気部は、給気管の他端がケースの底面から一定の間隔に離隔されるように、ケースに締結されることができる。
【００１８】
本発明は、焼成時に発生した不純物が含まれた気体が外部に排出される通路として利用される排気部をさらに含むことが好ましい。
【００１９】
本発明に係る排気部は、ケースの壁面の少なくともいずれか一面に形成される多数の排気口と、ケースの外部で排気口に締結される排気管とを含むことが好ましい。
【００２０】
本発明に係る排気管は、一端が多数の排気口にそれぞれ締結される個別排気管と、個別排気管の他端が統合されて一つの管として形成される統合排気管とを含むことができる。
【００２１】
本発明に係る排気口は、ケース内部の垂直高さを基準として、底面から１／４の高さに該当する位置に形成されることができる。
【００２２】
本発明に係る多数の排気口は、ケースの底面と平行な横方向に沿って一列に配置されることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る排気口は、ケースの全壁面にそれぞれ同一の形状に形成されることが好ましい。
【００２４】
本発明に係るケースは、四角の箱型に形成され、排気口は、ケースの四つの壁面にそれぞれ同一の形状に形成されることができる。
【００２５】
また、本発明の他の実施形態に係るセラミックス焼成炉は、成形体が配置される内部空間を備え、壁面の少なくともいずれか一面に多数の排気口が形成されるケースと、ケースの内部に配置されて熱を発散する発熱体と、ケースの外部で排気口に締結される排気管とを含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る排気管は、一端が多数の排気口にそれぞれ締結される個別排気管と、個別排気管の他端が統合されて一つの管として形成される統合排気管とを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る焼成炉は、噴射方向を容易に調節できる給気部を含む。これにより、焼成炉内全体に均一に気体を供給することができ、焼成炉の外部にある角度調節つまみを利用して給気管の気体噴射方向の角度を直接調節することで、最適な焼成環境を形成することができる。
【００２８】
さらに、多数の排気口を備える排気管を備えることによって、焼成炉内で急激な空気の温度変化が発生したり、排気口で過流現象が発生したりすることを最小限に抑えることができる。
【００２９】
したがって、焼成炉内部の気体雰囲気を最適化し温度偏差を最小限に抑えることによって、焼成時にセラミックス製品の特性が変化したりセラミックス基板内部に巨大気孔が発生したりすることを防止し、焼結緻密度及び基板の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るセラミックス焼成炉の概略断面図である。
【図２】図１に示されるセラミックス焼成炉のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３】図２に示されるセラミックス焼成炉のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図４】図１に示されるセラミックス焼成炉の概略側面図である。
【図５】図１に示されるセラミックス焼成炉の角度調節部を示す概略平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る焼成炉の平面図である。
【図７ａ】従来技術に係る焼成炉で焼成したセラミックス基板の破断面である。
【図７ｂ】本発明の実施形態に係る焼成炉で焼成したセラミックス基板の破断面である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の詳細な説明に先立って、本明細書及び特許請求の範囲で用いられる用語や単語は、通常的又は辞書的な意味に解釈されるべきではなく、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に基づいて本発明の技術的思想に適う意味と概念で解釈されるべきである。したがって、本明細書に記載の実施形態と図面の構成は、本発明の最も好ましい実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて説明するものではないため、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があることもあるということを理解すべきである。
【００３２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳述する。この際、添付の図面において同一の構成要素は、できるだけ同一の符号を付して示す。なお、本発明の要旨を不明確にする公知の機能及び構成に対する詳細な説明は省略することもある。同様に、添付の図面において一部の構成要素は、誇張、省略又は概略的に図示され、各構成要素のサイズは、実際のサイズを完全に反映するものではない。
【００３３】
以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照して詳述する。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態に係るセラミックス焼成炉の概略断面図、図２は、図１に示されるセラミックス焼成炉のＡ−Ａ’線に沿う断面図、図３は、図２に示されるセラミックス焼成炉のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【００３５】
なお、図４は、図１に示されるセラミックス焼成炉の概略側面図、図５は、図１に示されるセラミックス焼成炉の角度調節部を示す概略平面図である。
【００３６】
図１から図５を参照すると、本発明の実施形態に係る焼成炉１００は、セラミックス製品用の箱型焼成炉であって、断熱材１２が収容されたケース１０と、断熱材１２の内部面に沿って配置される少なくとも一つの発熱体２０と、ケース１０の内部空間に配置されその上部面にセラミックス成形体１が安着される支持部３０と、焼成炉１００内部の気体雰囲気を均一に組成するための気体循環部５０、６０とを含んでなる。
【００３７】
断熱材１２は、アルミナ系セラミックス繊維製ボード又はムライト耐火物の耐火断熱材からなり、上記の二つの材質を組み合わせて複合的に用いることもできる。即ち、ケース１０の壁面は、アルミナ系セラミックス繊維製ボードで構成し、底面は、ムライト耐火物の耐火断熱材で構成することができる。しかしながら、これらに限定されず、焼成炉１００内部の温度を効果的に断熱できる材質であれば、多様に利用されることができる。
【００３８】
発熱体２０は、支持部３０の上部に安着されるセラミックス成形体１を焼成させるために、焼成炉１００の内部空間に熱を供給する加熱部材であって、外部から供給される電気エネルギーによって発熱され、ＳｉＣ、ＭｏＳｉ２等の熱発生率の高い材質からなることができる。
【００３９】
本実施形態に係る発熱体２０は、断熱材１２の内部面に付着される。したがって、発熱体２０は、焼成炉１００内部の壁面と底面及び天井面の全体にわたって形成されることができるし、あるいは必要に応じて選択的に形成されることもできる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、発熱体２０が断熱材１２の一面に付着される場合を例に挙げている。しかしながら、本発明は、これに限定されず、発熱体２０が断熱材１２の内部に挿入されるように構成したり、断熱材１２から焼成炉１００の内部方向に一定距離だけ離隔されるように発熱体２０を配置することもできる。
【００４１】
このような発熱体２０は、焼成炉１００の内部を効果的に加熱することができるのであれば、多様な形状に形成されることができる。
【００４２】
支持部３０は、焼成炉１００の内部空間でセラミックス成形体１を支持する。この際、セラミックス成形体は、大面積・高厚のＬＴＣＣセラミックス基板であっても良い。
【００４３】
支持部３０は、急速昇温及び急速冷却が可能であり、温度の均一性を維持するのに有利であるように一層の板状に形成され、円板、多角形板等の多様な形状に形成されることができる。
【００４４】
さらに、支持部３０は、セラミックス成形体１の焼成時、セラミックス成形体１に及ぶ温度を均一にするために、搭載されたセラミックス成形体１を回転させることができるように、下部に回転力を与える駆動部（図示せず）を備えることができる。
【００４５】
なお、焼成炉１００の一面には、セラミックス成形体１の出入りのための出入り用ドア１３を備えることができる。出入り用ドア１３は、内部に断熱材１２を備えることが好ましく、必要に応じて発熱体２０が付着されるように構成されることができる。本実施形態では、出入り用ドア１３が焼成炉１００の壁面のうちの一面に形成される場合を例に挙げているが、これに限定されず、焼成炉１００の底面又は天井面からセラミックス成形体１が出入りするように構成したり、焼成炉１００の多面に形成されるように構成したりする等の多様な応用が可能である。
【００４６】
気体循環部５０、６０は、焼成炉１００の内部に気体（又は流体）を供給し、内部空間に存在する気体を外部に排出する役割を行う。
【００４７】
気体循環部５０、６０は、焼成炉１００の内部に気体を供給する給気部５０と、焼成時に発生した有機物が含まれたバインダー及びその他の不純物を外部に排出する排気部６０とを含んでなる。
【００４８】
本実施形態に係る給気部５０は、給気管５２と、給気管５２を回転させるための角度調節部５７とを含む。
【００４９】
給気管５２は、管状に形成され、長手方向に沿って一定の間隔に噴射ノズル５３が形成される。給気管５２の噴射ノズル５３は、焼成炉１００内部に位置する給気管５２の全体にわたって形成される。これにより、焼成炉１００内部全体に同一に気体を供給するようになる。
【００５０】
なお、本実施形態に係る給気管５２は、噴射ノズル５３がすべて一方向に形成されて、噴射ノズル５３が位置する一方向のみに気体を噴射するように構成される。
【００５１】
このような噴射ノズル５３は、給気管５２にスクリュー状や放射状に形成されることもできるが、この場合は、噴射ノズル５３から噴射される気体の流れが一定でないこともある。このように、気体の流れが一定でないと、脱バインダー経路がかなり長い大面積・高厚のＬＴＣＣセラミックス基板の場合、セラミックス成形体１に存在する有機物バインダーが効果的に除去されず、焼成の品質に問題が発生することもある。
【００５２】
したがって、噴射ノズル５３は、いずれか一方向のみに形成されることが好ましい。しかしながら、本発明は、このような構成に限定されるものではない。即ち、同時に二方向に気体を噴射するように噴射ノズル５３を形成し、必要に応じて一定の間隔にはなく多様な間隔で噴射ノズル５３が形成されるように構成することもできる。
【００５３】
このような噴射ノズル５３は、直径が約１ｍｍ〜５ｍｍ程度に形成され、隣接する噴射ノズル５３との離隔距離は、各噴射ノズル５３の端間の距離が約１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度に形成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００５４】
このように構成される本実施形態に係る給気管５２は、耐熱性材質、特にＳｉＣ又はアルミナ材質で形成されることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【００５５】
角度調節部５７は、角度調節つまみ５４と、角度表示板５６とを含む。
【００５６】
角度調節つまみ５４は、作業者が給気管５２の噴射方向を直接操作できるように提供されるつまみであって、焼成炉１００の外部面に締結され、その下端には給気管５２の一端が締結される。
【００５７】
さらに、角度調節つまみ５４の内部には、貫通孔が形成される。貫通孔の下端は、給気管５２と連結され、上端は、給気チューブ５８の一端と連結される。ここで、給気チューブ５８は、給気管５２に気体が供給される通路であって、その他端は給気装置（図示せず）に連結される。したがって、給気装置から供給される気体は、給気チューブ５８及び角度調節つまみ５４の貫通孔を経て給気管５２に供給される。
【００５８】
このような角度調節つまみ５４は、その上端面にノズル位置マーク５５を備える。ノズル位置マーク５５は、給気管５２のノズル５３の位置を示す。若し、ノズル位置マーク５５が焼成炉１００の壁面に向かうように角度調節つまみ５４が位置しているのであれば、給気管５２のノズル５３は焼成炉１００の壁面に向かうようになり、これにより給気管５２から噴射される気体もまた焼成炉１００の壁面に向かって噴射される。
【００５９】
角度表示板５６は、角度調節つまみ５４と焼成炉１００との間に介在され、焼成炉１００のケース１０の外部面に付着される。角度表示板５６の一面には、角度が表示されている。したがって、作業者は、角度表示板５６に表示された角度を元に、角度調節つまみ５４の回転角度を認知しながら角度調節つまみ５４を回転させるようになる。
【００６０】
ここで、本実施形態では、角度表示板５６の縁に沿って１０度の間隔で総３６０度の角度が表示された場合を例に挙げている。しかしながら、本発明は、これに限定されず、作業者の必要に応じて多様な間隔で角度を表示することができる上、角度ではなく他の数値や範囲等を複合的に表示するように構成する等の多様な応用も可能である。
【００６１】
このような本実施形態に係る焼成炉１００は、内部の四つの隅角部に四つの給気部５０がそれぞれ備えられる。各給気部５０は、ケース１０から一定の間隔に離隔されて配置され、すべて個別に回転できるように構成される。したがって、作業者は、図２に示されるように、必要に応じてそれぞれの給気管５２を多様な方向に回転させることで、所望の方向（例えば、図２の矢印方向）に気体が噴射されるように調節することができる。
【００６２】
また、各給気管５２は、焼成炉１００内部のサイズに対応する長さに形成され、本実施形態では、給気管５２の他端が焼成炉１００の底面から１ｃｍ程度離隔される長さに形成されることを例に挙げている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。即ち、給気管５２の他端が底面に接触したり、底面に挿入されるように形成することもできる。この場合、給気管５２は、容易に回転可能になるように底面に接触又は挿入される。
【００６３】
このような本実施形態に係る給気部５０は、焼成炉１００内全体に均一に気体を供給するための構成を有し、作業者は、焼成炉１００の外部にある角度調節つまみ５４を利用して給気管５２の気体噴射方向の角度を直接調節しながら気体の供給方向を必要に応じて自由に調節することができる。これにより、セラミックス成形体１のサイズや状態、積載された方法や状況に応じて、気体供給方向を調節し、最適な焼成環境を形成することができる。
【００６４】
さらに、給気部５０は、脱バインダー工程と焼成工程のみならず、冷却工程においても冷却気体を噴射するのに容易に利用されることができる。
【００６５】
排気部６０は、焼成時に発生した有機物が含まれたバインダーと、その他の不純物が含まれた気体とを外部に排出するのに用いられる通路であって、焼成炉１００に貫通孔状に形成される排気口６２と、排気口６２に締結される管状の排気管６３とを含む。
【００６６】
排気口６２は、焼成炉１００のケース１０の壁面の下部に形成される。特に、本実施形態に係る排気口６２は、二つ以上の多数個が形成されることを特徴とし、このような多数の排気口６２は横方向、即ち、焼成炉１００の底面と平行な水平面に沿って一列に配置される。
【００６７】
このような多数の排気口６２は、それぞれ排気管６３と連結される。このため、本実施形態に係る排気管６３は、それぞれの排気口６２に締結される個別排気管６４と、多数の個別排気管６４が統合されて一つの管として形成される統合排気管６５とを含む。
【００６８】
焼成炉１００内に排気口６２を一つのみ形成する場合、排気の流れが排気口６２のみに集中され、その流れが速くなって排気口６２付近で過流現象が発生することがある。過流現象は、焼成炉１００内部を均一な温度に具現する上で差し支えになるため、これを防止するために、本実施形態に係る焼成炉１００には少なくとも二つの排気口６２が形成されて利用される。
【００６９】
このような排気口６２は、焼成炉１００の壁面の下部、即ち、底面に隣接する位置に形成されることが好ましい。より詳細には、焼成炉１００内部の垂直高さを全体高さとすると、底面から約１／４の高さに該当する位置に形成される。
【００７０】
さらに、各排気口６２は、一定の間隔に離隔されて配置されることが好ましい。より詳細には、焼成炉１００内部の水平長さを全体幅とすると、二つの排気口６２は、全体幅の１／４地点と３／４地点にそれぞれ形成される。
【００７１】
さらに、本実施形態に係る排気口６２は、焼成炉１００の内部サイズが横５０ｃｍ×縦５０ｃｍ×高さ４０ｃｍに形成されて１００、０００ｃｍ３の容量を有する場合、直径２５ｍｍのサイズに形成されることができる。
【００７２】
上述した本実施形態に係る排気口６２と排気管６３の構成は、上述した実施形態に限定されず、必要に応じて多様な応用が可能である。
【００７３】
なお、排気管６３と排気口６２を上記のように構成する理由は、焼成炉１００内部の温度分布をできるだけ均一に維持するためであり、以下では、これについてより詳細に説明する。
【００７４】
一般的に、焼成炉１００内で加熱された空気は、対流現象によって上部に上がる。しかしながら、本実施形態に係る焼成炉１００は、排気口６２が上部や天井面に形成されないため、加熱された空気が焼成炉１００内の上部に上がるなり外部に排出されることを防止することができる。これにより、加熱された空気は、焼成炉１００内部に淀むようになり、焼成炉１００内部の空気循環によって排気口６２に隣接している空気が順次排出される。したがって、焼成炉１００内で急激な空気の温度変化が発生することを最小限に抑えることができる。
【００７５】
このように、排気口６２を二つ以上形成し、その位置を底面と平行に横方向に配置して形成すると、上部と下部との温度の差を最小限に抑えることができる。さらに、排気口６２付近で発生することがある過流現象を減少させることで、円滑な排気の流れを具現し、これによって焼成炉１００内での均一な温度分布を具現することができる。
【００７６】
さらに、本実施形態に係る焼成炉１００は、排気管６３が焼成炉１００の天井面ではなくケース１０の壁面に位置するようになるため、排気管６３の外部から異物が落下することによって、セラミックス成形体１が汚染されることを防止することができる。
【００７７】
排気口６２の数は、焼成炉１００の内部容量に応じて増やすことができる。特に、１００、０００ｃｍ３を基準として排気口６２を二つ形成し、容量が１００、０００ｃｍ３ずつ増えるたびに排気口６２を横方向に一つずつ等間隔で加えることが好ましい。排気口６２の直径は、２０ｍｍ〜３０ｍｍに形成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００７８】
図６は、本発明の他の実施形態に係る焼成炉の概略平面図である。
【００７９】
本実施形態に係る焼成炉２００は、上述した実施形態に係る焼成炉（図１の焼成炉１００）と類似するように構成され、排気部１６０の構成においてのみ差異がある。したがって、同一の構成要素に対する詳細な説明は省略し、排気部１６０の構造を中心としてより詳細に説明する。
【００８０】
図６を参照すると、本実施形態に係る焼成炉２００は、焼成炉２００の全ての壁面に排気口１６２と排気管１６３とが形成される。この際、各壁面に形成される排気口１６２は、すべて対応される形態に形成される。
【００８１】
なお、本実施形態では、焼成炉２００の各壁面にそれぞれ一つの排気口１６２のみが形成される場合を例に挙げているが、これに限定されるものではない。即ち、上述した実施形態と同一の形態に各壁面に二つの排気口１６２を一列に形成することもできる。さらに、本発明は、各壁面に形成される排気口１６２の数と、排気口１６２が形成される位置及び排気口１６２のサイズとを全部同一にすると、より容易に適用されることができる。
【００８２】
さらに、図６は、出入り用ドア１１３にも排気口１６２が形成されたことを示している。このように、本実施形態に係る焼成炉２００は、出入り用ドア１１３の開閉に問題がなければ、出入り用ドア１１３にも他の壁面と同様に排気口１６２及び排気管１６３が形成されることが好ましい。なお、排気口１６２の形成のために、出入り用ドア１１３を焼成炉２００の底面や天井面に形成する方法を利用することもできる。
【００８３】
このように、出入り用ドア１１３を含む全ての壁面に排気口１６２が形成される場合、焼成炉２００の内部空間の気体は、いずれか一つの排気口１６２に集まることなく、焼成炉２００の四方から排出されることができる。したがって、排気管１６３付近で気体の流れが急激に速くなることを最小限に抑えることができる。
【００８４】
また、本発明の実施形態による焼成炉１００、２００は、四つの給気部５０を介して気体を焼成炉１００、２００の内部に供給することを特徴とする。したがって、本実施形態のように、四つの排気口１６２を一定の間隔に配置して焼成炉２００の全体にわたって形成する場合、焼成炉２００内部の気体の流れをより容易に調節することができる。
【００８５】
なお、本図面では、各排気口１６２に連結される排気管１６３がそれぞれ個別に構成されることを示しているが、これに限定されるものではない。即ち、上述した実施形態のように、それぞれの排気管（図２の排気管６４）が統合されて最終的に一つの管として形成されるように構成する等の多様な応用が可能である。
【００８６】
以上のように構成される本実施形態に係るセラミックス焼成炉は、噴射方向を容易に調節できる給気部を含む。これにより、焼成炉内全体に均一に気体を供給することができ、焼成炉の外部にある角度調節つまみを利用して給気管の気体噴射方向の角度を直接調節することで、最適な焼成環境を形成することができる。
【００８７】
さらに、多数の排気口を備える排気管を備えることによって、焼成炉内で急激に空気の温度変化が発生したり、排気口で過流現象が発生したりすることを最小限に抑えることができる。
【００８８】
したがって、焼成炉内部の気体雰囲気を最適化し温度偏差を最小限に抑えることによって、焼成時にセラミックス製品の特性が変化したりセラミックス基板内部に巨大気孔が発生したりすることを防止し、焼結緻密度及び基板の強度を向上させることができる。
【００８９】
図７ａは、従来技術に係る焼成炉で焼成したセラミックス基板の破断面、図７ｂは、本発明の実施形態に係る焼成炉で焼成したセラミックス基板の破断面である。
【００９０】
これを参照すると、本発明の実施形態に係る焼成炉で焼成したＬＴＣＣセラミックス基板の方が、断面内部の微細構造において巨大気孔が除去され組織が緻密化されていることを確認することができる。
【００９１】
このように、本発明に係る焼成炉を用いることで、従来の焼成炉で大面積・高厚のＬＴＣＣセラミックス基板の焼成時に発生する焼成品質の低下をかなり改善できることが分かる。
【００９２】
なお、本発明に係るセラミックス焼成炉は、上述した実施形態に限定されず、本発明の技術的思想内でこの分野における通常の知識を有する者によって多様な変形が可能である。
【００９３】
例えば、上述した実施形態では、手動操作で給気部の角度調節つまみを回して給気管を回転させる場合を例に挙げている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。
【００９４】
即ち、角度調節つまみを省略し、電動機（ｍｏｔｏｒ）を利用して給気管を回転させるように構成することも可能である。この場合、給気管は、給気チューブと直接連結され、電動機は、ギアやベルト等を介して給気管と連結されて給気管を回転させるように構成することができる。なお、精密な角度制御のために、電動機は、ステッピングモーター（ｓｔｅｐｐｉｎｇ ｍｏｔｏｒ）を利用することができる。
【００９５】
このように、電動機を利用する場合、各電動機を制御するために、別途の制御部を備えることが好ましい。制御部は、各電動機と電気的に連結されて、各電動機の回転角度、回転方向及び回転速度などを制御できるように構成することができる。
【００９６】
さらに、本実施形態では、セラミックス製品用の焼成炉を例に挙げて説明したが、本発明は、これに限定されず、特定空間の内部に気体を均一に給気及び排出するように構成される設備や装置であれば、多様に適用されることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１００、２００ 焼成炉
１０、１１０ ケース
１２ 断熱材
１３、１１３ 出入り用ドア
２０ 発熱体
３０ 支持部
５０ 給気部
５２ 給気管
５３ 噴射ノズル
５４ 角度調節つまみ
５５ ノズル位置マーク
５６ 角度表示板
５８ 給気チューブ
６０、１６０ 排気部
６２ 排気口
６３、１６３ 排気管
６４ 個別排気管
６５ 統合排気管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形体が配置される内部空間を備えるケースと、
当該ケースの内部に配置されて熱を発散する発熱体と、
外力によって回転可能になるように前記ケースを貫通して締結され、前記ケースの前記内部空間に気体を供給する多数の給気部と、
を含む、セラミックス焼成炉。
【請求項２】
前記給気部は、
前記ケースの前記内部空間に配置される給気管と、
前記ケースの外部で前記給気管の一端と連結され、外力によって容易に回転される角度調節つまみと、
を含む、請求項１に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項３】
前記給気管は、
管状に形成され、長手方向に沿って噴射ノズルが形成される、請求項２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項４】
前記角度調節つまみは、
上部面に前記噴射ノズルが形成された方向と同一の方向に前記噴射ノズルの位置を表示するノズル位置マークが形成される、請求項３に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項５】
前記給気部は、
前記角度調節つまみと前記ケースの外部面との間に介在され上部面に一定の間隔に回転角度が表示されている角度表示板をさらに含む、請求項４に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項６】
前記角度調節つまみは、
内部に貫通孔を備え、当該貫通孔の下端には前記給気管が締結され、上端には前記給気管に気体を供給する給気チューブが締結される、請求項２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項７】
前記給気部は、
前記ケースのすべての隅角部に垂直方向に延在してそれぞれ備えられる、請求項２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項８】
前記ケースは、四角の箱型に形成され、
多数の前記給気部は、前記ケースの上端面を貫通して締結される、請求項２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項９】
前記給気部は、
前記ケースの四つの隅角部にそれぞれ備えられる、請求項８に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１０】
前記給気部は、
前記給気管の他端が前記ケースの底面から一定の間隔に離隔されるように前記ケースに締結される、請求項８に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１１】
焼成時に発生した不純物が含まれた気体が外部に排出される通路として利用される排気部をさらに含む、請求項１に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１２】
前記排気部は、
前記ケースの壁面の少なくともいずれか一面に形成される多数の排気口と、
前記ケースの外部で前記排気口に締結される排気管と、
を含む、請求項１１に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１３】
前記排気管は、
一端が前記多数の排気口にそれぞれ締結される個別排気管と、
当該個別排気管の他端が統合されて一つの管として形成される統合排気管と、
を含む、請求項１２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１４】
前記排気口は、
前記ケース内部の垂直高さを基準として、底面から１／４の高さに該当する位置に形成される、請求項１２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１５】
前記多数の排気口は、
前記ケースの底面と平行な横方向に沿って一列に配置される、請求項１２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１６】
前記排気口は、前記ケースの全壁面にそれぞれ同一の形状に形成される、請求項１２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１７】
前記ケースは、四角の箱型に形成され、
前記排気口は、前記ケースの四つの壁面にそれぞれ同一の形状に形成される、請求項１２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１８】
成形体が配置される内部空間を備え、壁面の少なくともいずれか一面に多数の排気口が形成されるケースと、
当該ケースの内部に配置されて熱を発散する発熱体と、
当該ケースの外部で前記排気口に締結される排気管と、
を含む、セラミックス焼成炉。
【請求項１９】
前記排気管は、
一端が前記多数の排気口にそれぞれ締結される個別排気管と、
当該個別排気管の他端が統合されて一つの管として形成される統合排気管と、
を含む、請求項１８に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１】
成形体が配置される内部空間を備えるケースと、
当該ケースの内部に配置されて熱を発散する発熱体と、
外力によって回転可能になるように前記ケースを貫通して締結され、前記ケースの前記内部空間に気体を供給する多数の給気部と、
を含む、セラミックス焼成炉。
【請求項２】
前記給気部は、
前記ケースの前記内部空間に配置される給気管と、
前記ケースの外部で前記給気管の一端と連結され、外力によって容易に回転される角度調節つまみと、
を含む、請求項１に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項３】
前記給気管は、
管状に形成され、長手方向に沿って噴射ノズルが形成される、請求項２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項４】
前記角度調節つまみは、
上部面に前記噴射ノズルが形成された方向と同一の方向に前記噴射ノズルの位置を表示するノズル位置マークが形成される、請求項３に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項５】
前記給気部は、
前記角度調節つまみと前記ケースの外部面との間に介在され上部面に一定の間隔に回転角度が表示されている角度表示板をさらに含む、請求項４に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項６】
前記角度調節つまみは、
内部に貫通孔を備え、当該貫通孔の下端には前記給気管が締結され、上端には前記給気管に気体を供給する給気チューブが締結される、請求項２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項７】
前記給気部は、
前記ケースのすべての隅角部に垂直方向に延在してそれぞれ備えられる、請求項２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項８】
前記ケースは、四角の箱型に形成され、
多数の前記給気部は、前記ケースの上端面を貫通して締結される、請求項２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項９】
前記給気部は、
前記ケースの四つの隅角部にそれぞれ備えられる、請求項８に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１０】
前記給気部は、
前記給気管の他端が前記ケースの底面から一定の間隔に離隔されるように前記ケースに締結される、請求項８に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１１】
焼成時に発生した不純物が含まれた気体が外部に排出される通路として利用される排気部をさらに含む、請求項１に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１２】
前記排気部は、
前記ケースの壁面の少なくともいずれか一面に形成される多数の排気口と、
前記ケースの外部で前記排気口に締結される排気管と、
を含む、請求項１１に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１３】
前記排気管は、
一端が前記多数の排気口にそれぞれ締結される個別排気管と、
当該個別排気管の他端が統合されて一つの管として形成される統合排気管と、
を含む、請求項１２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１４】
前記排気口は、
前記ケース内部の垂直高さを基準として、底面から１／４の高さに該当する位置に形成される、請求項１２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１５】
前記多数の排気口は、
前記ケースの底面と平行な横方向に沿って一列に配置される、請求項１２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１６】
前記排気口は、前記ケースの全壁面にそれぞれ同一の形状に形成される、請求項１２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１７】
前記ケースは、四角の箱型に形成され、
前記排気口は、前記ケースの四つの壁面にそれぞれ同一の形状に形成される、請求項１２に記載のセラミックス焼成炉。
【請求項１８】
成形体が配置される内部空間を備え、壁面の少なくともいずれか一面に多数の排気口が形成されるケースと、
当該ケースの内部に配置されて熱を発散する発熱体と、
当該ケースの外部で前記排気口に締結される排気管と、
を含む、セラミックス焼成炉。
【請求項１９】
前記排気管は、
一端が前記多数の排気口にそれぞれ締結される個別排気管と、
当該個別排気管の他端が統合されて一つの管として形成される統合排気管と、
を含む、請求項１８に記載のセラミックス焼成炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【公開番号】特開２０１２−３７２１８（Ｐ２０１２−３７２１８Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８４１９１（Ｐ２０１０−２８４１９１）
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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