特許 6245355 焼成用治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6245355

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】焼成用治具

(51)【国際特許分類】

   F27D 3/12 20060101AFI20171204BHJP

   C04B 35/64 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   F27D3/12 S

   C04B35/64

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-519208(P2016-519208)

(86)(22)【出願日】2015年4月30日

(86)【国際出願番号】JP2015062978

(87)【国際公開番号】WO2015174288

(87)【国際公開日】20151119

【審査請求日】2016年10月21日

(31)【優先権主張番号】特願2014-98742(P2014-98742)

(32)【優先日】2014年5月12日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】有富 克朋

(72)【発明者】

【氏名】オン シュウ テン

【審査官】 市川 篤

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１６９２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３１１３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０７７２４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−０１６９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２４７９９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２７Ｄ ３／００−５／００

Ｃ２１Ｄ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１主面および前記第１主面の裏側の面である第２主面を有し、通気部を取り囲む枠状の金属基体と、
前記金属基体の第１主面側において前記通気部を覆うように前記金属基体に固定される金属メッシュとを備え、
前記金属基体および前記金属メッシュはＮｉを主材料とし、
前記金属メッシュは一枚板から形成されており、
前記金属メッシュは、第１メッシュ面と、前記第１メッシュ面の裏側の面であって前記第１メッシュ面より激しい凹凸を有する第２メッシュ面とを有し、
前記第１メッシュ面は、第１平坦部および前記第１平坦部よりも低くなっている複数の凹部を含み、前記複数の凹部の各々の内面に開口部を有し、
前記第２メッシュ面は、第２平坦部および前記第２平坦部より高くなっている複数の隆起部を含み、
前記複数の隆起部の各々は、前記複数の凹部の各々に対応しており、前記複数の隆起部の各々の側面に向かって前記開口部が貫通している、焼成用治具。

【請求項2】

前記第２メッシュ面が、焼成対象物を載せる面となっている、請求項１に記載の焼成用治具。

【請求項3】

前記金属メッシュは外縁に取付部を有し、前記金属基体の外周の少なくとも一部において前記取付部が前記第１主面の側から前記第２主面の側へと折り曲げられることによって、前記金属メッシュは前記金属基体に取り付けられている、請求項１または２に記載の焼成用治具。

【請求項4】

前記金属メッシュは、エキスパンドメタルである、請求項１から３のいずれかに記載の焼成用治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、焼成用治具に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電子部品などを得るために、セラミック材で素体を形成し、これを焼成するという作業が行なわれる場合がある。このような作業に用いられる治具、すなわち、焼成用治具の一例が特開２０００−１１１２６９号公報（特許文献１）に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−１１１２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

アルミナ質などのセラミック材は熱容量が大きいので、セラミック材を焼成する場合は、昇温時間および降温時間が長くなる。

【0005】

また、一般的に、焼成用治具は、何度も焼成に用いられているうちに変形してくる傾向にある。

【0006】

そこで、本発明は、焼成時における昇温時間および降温時間をなるべく短くでき、不所望な変形が起こりにくい焼成用治具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明に基づく焼成用治具は、第１主面および上記第１主面の裏側の面である第２主面を有し、通気部を取り囲む枠状の金属基体と、上記金属基体の第１主面側において上記通気部を塞ぐように上記金属基体に固定される金属メッシュとを備え、上記金属基体および上記金属メッシュはＮｉを主材料とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、金属基体および金属メッシュがＮｉを主材料としたものであるので、セラミック材料に比べて熱伝導性に優れる。したがって、焼成時における昇温時間および降温時間をなるべく短くすることができる。また、不所望な変形も起こりにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に基づく実施の形態１，２における焼成用治具の斜視図である。

【図2】本発明に基づく実施の形態１，２における焼成用治具の分解図である。

【図3】図２におけるＺ部を拡大した平面図である。

【図4】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に関する矢視断面図である。

【図5】本発明に基づく実施の形態２における焼成用治具に備わる金属メッシュの第１メッシュ面の第１の向きでの写真である。

【図6】本発明に基づく実施の形態２における焼成用治具に備わる金属メッシュの第１メッシュ面の第２の向きでの写真である。

【図7】本発明に基づく実施の形態２における焼成用治具に備わる金属メッシュの第２メッシュ面の第１の向きでの写真である。

【図8】本発明に基づく実施の形態２における焼成用治具に備わる金属メッシュの第２メッシュ面の第２の向きでの写真である。

【図9】本発明に基づく実施の形態３における複数の焼成用治具を放射状に配置した状態の平面図である。

【図10】本発明に基づく実施の形態３における複数の焼成用治具を積み上げた状態の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施の形態１）
図１〜図４を参照して、本発明に基づく実施の形態１における焼成用治具について説明する。本実施の形態における焼成用治具１０１の斜視図を図１に示し、分解図を図２に示す。図２におけるＺ部を拡大したところを図３に示す。図３におけるＩＶ−ＩＶ線に関する矢視断面図を図４に示す。

【0011】

本実施の形態における焼成用治具１０１は、金属基体３と、金属メッシュ４とを備える。金属基体３は、第１主面３１および第１主面３１の裏側の面である第２主面３２を有し、通気部３ａを取り囲む枠状である。金属基体３は、第１主面３１の外周から第２主面３２の外周にかけて設けられる外側壁３３と、外側壁３３よりも内側に設けられる内側壁３４を有する。内側壁３４の各々は環状となるように繋がっており、これにより通気部３ａの内周面が形成される。金属メッシュ４は、金属基体３の第１主面３１側において通気部３ａを覆うように金属基体３に対して固定される。焼成用治具１０１の周囲に存在する気体は、金属メッシュ４の隙間および金属基体３の通気部３ａを経由して通過可能となっている。金属基体３および金属メッシュ４は、Ｎｉを主材料とする。

【0012】

金属メッシュ４の厚みは、たとえば０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。金属メッシュ４はＮｉ製のメッシュであってもよい。

【0013】

焼成対象物としては、たとえば積層型セラミック電子部品の焼成前のセラミック素体が考えられる。この場合、焼成対象物のタイプとしては、たとえば１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍのものが挙げられる。

【0014】

本実施の形態では、金属基体３および金属メッシュ４がＮｉを主材料としたものであるので、セラミック材料に比べて熱伝導性に優れ、また、熱容量が小さい。本実施の形態では、金属基体３および金属メッシュ４の熱容量が小さいことから、焼成時における昇温時間および降温時間をなるべく短くすることができる。したがって、焼成炉内を高温にするための電力消費量を少なくすることができる。

【0015】

Ｎｉは耐熱性があり、１２００℃程度の高温焼成にも使用することができる。金属基体３および金属メッシュ４がＮｉを主材料としたものであることにより、これらの物の機械的強度が高くなり、割れにくくなる。

【0016】

金属基体３と金属メッシュ４とが同じ金属を主材料としているので、焼成用治具が高温の条件下に置かれたとしても熱膨張量がほぼ等しくなる。したがって、熱応力に起因する金属基体３および金属メッシュ４の不所望な変形を起こりにくくすることができる。

【0017】

図２に示したように、金属メッシュ４は外縁に取付部４ｄを有し、金属基体３の外周の少なくとも一部において取付部４ｄが第１主面３１の側から外側壁３３に沿って第２主面３２の側へと折り曲げられることによって、金属メッシュ４は金属基体３に取り付けられていることが好ましい。図２に示された金属メッシュ４において破線で表示されている線は、取付け時に山折りとなる線を表す。金属メッシュ４の金属基体３に対する取付けは、このように取付部４ｄを折り曲げることによって行なわれているので、折り曲げられた取付部４ｄを逆に曲げて広げることによって、金属メッシュ４を金属基体３から容易に取り外すことができる。取付けおよび取外しは繰返し行なうことができる。このような構成であれば、金属メッシュ４および金属基体３のうち一方に不具合が生じたときに、不具合が生じた物を容易に交換することができる。なお、図２に示した金属メッシュ４に設けられている取付部４ｄは、あくまで一例であり、取付部の形状や位置や大きさは図２に示した例に限らない。

【0018】

図２〜図４に示したように、金属メッシュ４は、第１メッシュ面５と、第１メッシュ面５の裏側の面であって第１メッシュ面５より激しい凹凸を有する第２メッシュ面６とを有することが好ましい。図４に示すように、金属メッシュ４は、１つの断面形状の中に山部８と谷部９とを有する。谷部９は２つの山部８の間に位置する。山部８は２つの谷部９の間に位置する。山部８は、第２メッシュ面６側に突出している。谷部９は、図４に示した例では平坦となっているが、第１メッシュ面５側に少しだけ突出していてもよい。ただし、その場合の突出量は山部８の突出量より小さい。図４に示すように、山部８の高さはＨであり、山部８のピッチはＷである。たとえば、高さＨは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、ピッチＷは０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。

【0019】

このように表裏で面の状態が異なることにより、必要に応じて所望の面を上側に向けて使用することができる。なお、ここでいう第２メッシュ面６が、焼成対象物を載せる面となっていることが好ましい。このようになっていれば、焼成対象物と金属メッシュ４との接触面積が小さくなるので、焼成の準備作業時または焼成中に、金属メッシュ４に焼成対象物がくっついてしまう現象をなるべく減らすことができるからである。

【0020】

金属メッシュ４の第２メッシュ面６が焼成対象物を載せる面となるようにするためには、たとえば、金属メッシュ４の第１メッシュ面５が金属基体３の第１主面３１に当接するように金属メッシュ４を配置した後、取付部４ｄを、図２に示される破線が山折りとなるようにそれぞれ折り曲げることによって金属メッシュ４を金属基体３に対して取り付けて焼成用治具１０１を作製し、上側を向いた第２メッシュ面６が焼成対象物を載せる面となるようにしてもよい。あるいは、金属メッシュ４の第２メッシュ面６が金属基体３の第２主面３２に当接するように金属メッシュ４を配置した後、取付部４ｄを、図２に示される破線が谷折りとなるようにそれぞれ折り曲げることによって金属メッシュ４を金属基体３に対して取り付けて焼成用治具を作製し、上側を向いた第２メッシュ面６が焼成対象物を載せる面となるようにしてもよい。

【0021】

（実施の形態２）
図１〜図８を参照して、本発明に基づく実施の形態２における焼成用治具について説明する。本実施の形態における焼成用治具は、実施の形態１で説明したものを、より具体的に特定した一例である。本実施の形態における焼成用治具の基本的な構成は、実施の形態１で説明したものと同様である。

【0022】

本実施の形態における金属メッシュ４において、第１メッシュ面５の拡大写真を図５および図６に示す。図５と図６とは同じく第１メッシュ面５を撮影したものである。図６は、図５に比べて向きを１８０°回転させて撮影したものであるので、上下および左右がそれぞれ逆になっている。第１メッシュ面５の裏側である第２メッシュ面６の拡大写真を図７および図８に示す。図７と図８とは同じく第２メッシュ面６を撮影したものである。図８は、図７に比べて向きを１８０°回転させて撮影したものであるので、上下および左右がそれぞれ逆になっている。

【0023】

本実施の形態における焼成用治具１０１に備わる金属メッシュ４は、図２〜図４に示したように、第１メッシュ面５と、第１メッシュ面５の裏側の面である第２メッシュ面６とを有する。図５および図６に示すように、第１メッシュ面５は、第１平坦部２１および第１平坦部２１よりも低くなっている複数の凹部２３を含み、複数の凹部２３の各々の内面に開口部７を有する。図７および図８に示すように、第２メッシュ面６は、第２平坦部２２および第２平坦部２２より高くなっている複数の隆起部２４を含み、複数の隆起部２４の各々に向かって開口部７が貫通している。言い換えれば、第２メッシュ面６の隆起部２４の外面にある開口部は、第１メッシュ面５の凹部２３の内面にある開口部と同じものである。なお、図３では開口部７は菱形で表示されているが、これはあくまで一例を概念的に示したものであり、開口部７を平面的に見たときの形状は菱形とは限らない。

【0024】

本実施の形態においても、実施の形態１で説明した効果を得ることができる。本実施の形態では、金属メッシュ４の一方の面と他方の面とで粗さが異なるので、所望の粗さの面を選択して使用することができる。

【0025】

このような構成において、第２メッシュ面６が、焼成対象物を載せる面となっていることが好ましい。このような条件を満たす第２メッシュ面６が焼成対象物を載せる面となっていれば、焼成対象物と金属メッシュ４との接触面積が小さくなるので、焼成の準備作業時または焼成中に、金属メッシュ４に焼成対象物がくっついてしまう現象をなるべく減らすことができる。

【0026】

なお、金属メッシュ４は、エキスパンドメタルであってもよい。一般的に、エキスパンドメタルは、金属板に千鳥状に切れ目を入れながら面方向に引っ張ることによって形成される。切れ目が面方向に引っ張られることによって、金属板に開口部が形成される。このように形成される開口部は、通常は菱形または亀甲形である。元々、切れ目は千鳥状に設けられているので、結果的に開口部は金属板の面内に千鳥状に設けられる。金属メッシュ４の全面積に対する開口部の比率は５％以上５０％以下である。エキスパンドメタルであれば、部材の一体性を維持したまま所望の形状を容易に形成することができる。

【0027】

（実施の形態３）
図９〜図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態３として、焼成用治具の使用例について説明する。焼成用治具は実施の形態１で説明した焼成用治具１０１であってよい。図９に示すように、焼成用治具１０１は複数個を放射状に並べて配置して焼成に用いるものである。そのため、焼成用治具１０１は左右対称な台形となっている。すなわち、４辺のうち２辺は非平行となっている。図９に示した例では、８個の焼成用治具１０１を並べることで１つの円環形状となることを示しているが、１つの円環形状となるための個数は８個以外であってもよい。

【0028】

なお、焼成用治具を平面的に見たときの形状は台形とは限らず、他の形状であってもよい。

【0029】

図１０に、複数の焼成用治具１０１を積み上げた状態を示す。焼成用治具１０１が積み上げられる際には、上下にある他の焼成用治具１０１との間に隙間をあけるために、スペーサ１１が用いられる。スペーサ１１は、焼成用治具１０１の上面側の四隅に載置される。スペーサ１１の材質はセラミック材料であり、スペーサ１１の表面は平滑ではなくやや粗い面となっている。焼成用治具１０１を積み上げる際に、金属メッシュ４の上面とスペーサ１１とが接触する。金属メッシュ４の上面が、激しい凹凸を有する第２メッシュ面６となっている場合、あるいは、第２平坦部２２および第２平坦部２２より高くなっている複数の隆起部２４を含む第２メッシュ面６となっている場合、第２メッシュ面６とスペーサ１１のやや粗い下面とが接触し、摩擦力が大きくなる。したがって、積み上げた複数の焼成用治具１０１を一括して焼成炉内に搬入する際に、多少斜めに傾いたとしても崩れ落ちにくくなる。

【0030】

最も下にある焼成用治具１０１はスペーサ１１を介して炉床１３の表面に載置されている。

【0031】

図１０では、説明の便宜のために、１つの段に１つの焼成用治具１０１のみを示しているが、このように積み重ねたものを複数用意し、焼成炉内に図９に示すように放射状に配置することとしてもよい。

【0032】

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

【産業上の利用可能性】

【0033】

本発明は、焼成用治具に利用することができる。

【符号の説明】

【0034】

３ 金属基体、３ａ 通気部、４ 金属メッシュ、４ｃ メッシュ本体部、４ｄ 取付部、５ 第１メッシュ面、６ 第２メッシュ面、７ 開口部、８ 山部、９ 谷部、１１
スペーサ、１２ 焼成対象物、１３ 炉床、２１ 第１平坦部、２２ 第２平坦部、２３ 凹部、２４ 隆起部、３１ 第１主面、３２ 第２主面、３３ 外側壁、３４ 内側壁、１０１ 焼成用治具。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】