KR102208104B1 - Buildup apparatus be made up of even-temperature in sinterring furnace of ceramic electronic-parts - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for forming uniform-temperature distribution in a firing furnace for a ceramic electronic component. The apparatus comprises: a furnace body having an internal space of a predetermined size; at least one setter loading a ceramic electronic component product into the internal space; a main heating element providing heat to the internal space where the ceramic electronic component product is loaded; a drawer type installation hole formed to be insertable from the outside on a position of a wall part of the furnace body adjacent to a partial space indicating a relative temperature deviation, of the internal space of the furnace body such that the internal space of the furnace body can maintain a uniform temperature gradient; and a drawer-type auxiliary heating element inserted into the installation hole, and formed with a C-shaped heater rod of a silicon carbide material, having both leg parts which are non-heating parts, inserted into a ceramic drawer-type casing and having a heating part existing in a connection part connecting both the leg parts. Therefore, the apparatus can maintain a uniform temperature gradient in the furnace body of the firing furnace.

Description

세라믹 전자부품용 소성로에서의 균온 분포 조성장치{BUILDUP APPARATUS BE MADE UP OF EVEN-TEMPERATURE IN SINTERRING FURNACE OF CERAMIC ELECTRONIC-PARTS}Uniform temperature distribution composition device in sintering furnace for ceramic electronic parts{BUILDUP APPARATUS BE MADE UP OF EVEN-TEMPERATURE IN SINTERRING FURNACE OF CERAMIC ELECTRONIC-PARTS}

본 발명은 세라믹 전자부품용 소성로에 관한 것으로, 특히 적층 세라믹 커패시터(Multilayer ceramic capacitor: MLCC) 등과 같은 세라믹 전자부품을 소성하는 소성로 내부의 온도편차를 최소화하여 소성시 온도구배차에 의한 제품의 특성 변화를 방지함과 동시에 제품의 수율이 향상되도록 할 수 있도록 하는 세라믹 전자부품용 소성로에서의 균온 분포 조성장치에 관한 것이다. The present invention relates to a sintering furnace for ceramic electronic components, and in particular, changes in product characteristics due to temperature gradients during firing by minimizing the temperature variation inside the sintering furnace for firing ceramic electronic components such as multilayer ceramic capacitors (MLCC). The present invention relates to an apparatus for forming a uniform temperature distribution in a sintering furnace for ceramic electronic components, which prevents and improves the product yield.

일반적으로 적층 세라믹 캐패시터(MLCC)나 압전체 등과 같은 세라믹 전자제품은 세라믹 원료를 소정 형상으로 성형하여 세라믹 성형물로 제조한 다음, 소성로에서 탈바인더 공정과 소성 공정 및 냉각 공정을 차례로 거침으로써 적층 세라믹 성형물의 제작이 완료된다. In general, ceramic electronic products such as multilayer ceramic capacitors (MLCC) and piezoelectric materials are formed into ceramic molded products by molding ceramic raw materials into a predetermined shape, and then subjected to a binder removal process, a firing process, and a cooling process in a sintering furnace. Production is completed.

보다 구체적으로 설명하면, 세라믹 성형물은 소성로에서 230℃~450℃의 온도로 가소(bake-out)되어 바인더 성분이 제거되는 탈바인더 공정과, 800℃~1300℃의 온도로 10~24시간 동안 소성하는 소성 공정, 및 소성 완료 후 저온으로 냉각하는 냉각공정을 연속적으로 거치게 된다. 이렇게 소성로에서 소성된 세라믹 성형물은 도금처리에서 그 외주면에 외부전극 및 단자전극을 도포형성함에 의해서 세라믹 제품으로 완성된다.More specifically, the ceramic molded product is baked in a sintering furnace at a temperature of 230°C to 450°C to remove the binder component, and the ceramic molded article is calcined at a temperature of 800°C to 1300°C for 10 to 24 hours. After the firing is completed, a cooling process of cooling to a low temperature is continuously performed. The ceramic molded product fired in the sintering furnace is completed into a ceramic product by coating and forming external electrodes and terminal electrodes on the outer circumferential surface of the ceramic product during plating.

세라믹 성형물을 소성하는 소성로는 구조에 따라 배치형(batch type)과 터널형(tunnel type)으로 구분되며, 터널형 소성로는 세라믹 성형물을 소성로 내부로 진입시키는 방법에 따라 푸쉬형(push type)과 롤형(roller type)으로 구분된다. The kiln for firing ceramic moldings is divided into batch type and tunnel type depending on the structure, and the tunnel-type kiln is push-type and roll-type according to the method of entering the ceramic molding into the kiln. It is divided into (roller type).

배치형 소성로는 다양한 소성 조건 구현이 가능하여 다양한 크기와 특성의 칩 형태의 세라믹 부품을 소성하는데 유리하지만 급속 승온이 제한적인 특징이 있다. 그리고 터널형 소성로는 일정하게 발열되는 발열체 사이를 푸셔(pusher)나 롤러(roller)에 의해 피소성물이 이동하여 소성되기 때문에 소성로 내부의 온도와 분위기 안정성 면에서 우수하다. The batch-type kiln can realize various firing conditions, which is advantageous for firing ceramic parts in the form of chips of various sizes and characteristics, but has a feature of limited rapid temperature rise. In addition, the tunnel type kiln is excellent in temperature and atmosphere stability inside the kiln because the to-be-fired material is moved by a pusher or roller between heating elements that are constantly heated.

이러한 여러 종류의 소성로에서는 다수 발열체들이 배치되어 있으나 소성로 본체 내부 전체에 고른 온도분포를 조성되기가 쉽지 않다. 예컨대 소성로 본체내부의 중심부와 측부 간이 온도편차가 발생하며 또 발열체들을 장기간 사용함에 따라 그 온도편차가 점점 더 커지는 경향이 있다. Although a number of heating elements are disposed in these various types of kiln, it is not easy to create an even temperature distribution throughout the inside of the kiln body. For example, there is a temperature difference between the center and the side of the inside of the kiln body, and as the heating elements are used for a long time, the temperature difference tends to become larger and larger.

결국 이러한 온도곡선 특성에 의한 온도 구배 발생으로 소성 거동이 달라지게 되는 문제가 있으며, 작업자가 온도가 대체로 균일한 영역으로만 세라믹 성형물을 편중시켜 얹어놓게 되므로 생산수율이 떨어지는 문제가 발생된다. Eventually, there is a problem in that the firing behavior is changed due to the occurrence of a temperature gradient due to such a temperature curve characteristic, and a problem arises that the production yield is lowered because the operator places the ceramic molded object in a generally uniform area.

등록특허공보 제10-0896573호 "세라믹 소성로"Registered Patent Publication No. 10-0896573 "Ceramic Firing Furnace"

따라서 본 발명의 목적은 세라믹 전자부품을 소성하는 소성로 내부의 온도편차를 최소화하여 소성시 온도 구배차에 의한 제품의 특성 변화를 방지할 수 있도록 하는 세라믹 전자부품용 소성로에서의 균온 분포 조성장치를 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus for forming a uniform temperature distribution in a sintering furnace for ceramic electronic components that minimizes temperature variation inside a sintering furnace for sintering ceramic electronic components and prevents changes in product characteristics due to temperature gradient differences during firing. Is in.

상기한 목적에 따른 본 발명은, 세라믹 전자부품용 소성로에서의 균온 분포 조성장치에 있어서, 일정크기의 내부공간을 갖는 노본체와, 상기 내부 공간에 세라믹 전자부품 성형물이 적재되는 한 개 이상의 세터와, 상기 세라믹 전자부품 성형물이 적재된 내부공간에 열을 제공하는 메인 발열체와, 상기 노본체의 내부공간이 균일한 온도구배를 유지하도록 노본체 내부공간중 상대적으로 온도편차를 나타내는 일부 공간에 근접된 노본체 벽부 위치에 노본체 외부에서 삽입가능하게 형성된 서랍형태 설치공과, 상기 설치공에 삽입 장착되며 세라믹소재 서랍형 케이싱에 비발열부인 양측 다리부가 끼워지며 양측 다리부를 연결하는 연결부에 발열부가 존재하는 탄화규소 소재의 "ㄷ"자형 히터봉으로 구성된 서랍형 보조 발열체로 구성함을 특징으로 한다. The present invention according to the above object is, in an apparatus for creating a uniform temperature distribution in a sintering furnace for ceramic electronic components, a furnace body having an internal space of a certain size, and at least one setter in which a ceramic electronic component molded product is mounted in the internal space. , A main heating element that provides heat to the inner space in which the ceramic electronic component molded product is loaded, and the inner space of the furnace body is close to a partial space showing a relatively temperature deviation among the inner space of the furnace body to maintain a uniform temperature gradient. There is a drawer-type installation hole formed to be inserted from the outside of the furnace body at the location of the furnace body wall, and a heat generating part is inserted into the installation hole and inserted into the ceramic drawer-type casing with both legs that are non-heating parts and connects both legs. It is characterized by consisting of a drawer-type auxiliary heating element composed of a "C" shaped heater rod made of silicon carbide.

또한 본 발명의 세라믹 전자부품용 소성로에서의 균온 분포 조성장치에 있어, 서랍형 보조발열체의 "ㄷ"자형 히터봉은 발열부의 길이가 100~200mm로 형성되게 구성하며, 또 발열부의 외경이 20~40mm로 형성되고 전기용량이 0.4~2kw로 구성함을 특징으로 한다. In addition, in the apparatus for forming an even temperature distribution in the sintering furnace for ceramic electronic components of the present invention, the "c"-shaped heater rod of the drawer-type auxiliary heating element is configured such that the length of the heating part is 100~200mm, and the outer diameter of the heating part is 20~40mm. It is formed of and characterized in that the electric capacity is composed of 0.4~2kw.

본 발명은 소성부 노본체의 메인발열체 이외에 온도편차 발생하는 공간위치에 배치되게 서랍형 보조 발열체를 더 구비하여서 세라믹 전자부품을 소성하는 소성로 내부의 온도편차를 최소화함으로써 소성시 온도 구배차에 의한 제품의 특성 변화를 방지함과 동시에 제품의 수율을 향상시키는 장점이 있다. The present invention further includes a drawer-type auxiliary heating element to be disposed in a space location where temperature deviation occurs in addition to the main heating element of the firing unit furnace body, thereby minimizing the temperature deviation inside the firing furnace for firing ceramic electronic components, thereby reducing the temperature gradient during firing. It has the advantage of improving the yield of the product while preventing the change in properties of the product.

도 1은 본 발명에 따른 실시 일예로 적용된 소성로 노본체의 정단면 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 실시 일예로 적용된 소성로 노본체의 횡단면 구성도,
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 소성로 노본체에 추가 장착된 본 발명의 서랍형 보조발열체의 사시 구성도,
도 4는 도 3의 서랍형 보조발열체의 분해 사시 구성도,
도 5는 소성로 노본체에 서랍형 보조발열체가 적용된 온도구배 특성그래프와 온도편차를 보상하기 위한 본 발명의 소성로 노본체 제어장치 구성도. 1 is a front cross-sectional view of a sintering furnace furnace body applied as an embodiment according to the present invention,
Figure 2 is a cross-sectional configuration diagram of a kiln furnace body applied as an embodiment according to the present invention,
3 is a perspective view of the drawer-type auxiliary heating element of the present invention additionally mounted on the furnace body shown in FIGS. 1 and 2;
4 is an exploded perspective view of the drawer-type auxiliary heating element of FIG. 3;
5 is a configuration diagram of a sintering furnace furnace body control device of the present invention for compensating a temperature gradient characteristic graph and a temperature deviation in which a drawer-type auxiliary heating element is applied to the kiln furnace body.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

세라믹 성형물을 소성하는 여려 형태의 소성로에서 다층박막 세라믹 커패시터(MLCC)와 같은 세라믹 전자부품은 실제 제품의 온도 및 공정 중 온도변화율에 따라 불량률이 크게 달라진다.In various types of sintering furnaces for firing ceramic moldings, the defect rate of ceramic electronic components such as multilayer thin film ceramic capacitors (MLCC) varies greatly depending on the actual product temperature and the rate of temperature change during the process.

예컨대, 다층박막 세라믹커패시터(MLCC) 제조에 대한 소성 공정의 경우, 3~4℃의 온도분포 변화에 대해 제품의 불량 여부가 결정되는 것인 바, 소성로 노본체 내부의 온도분포가 균일하게 유지되는 것이 매우 중요하다. 만일 제품불량이 한번 발생할 경우 개별 제품이 아닌 그 주변에 있는 제품 전체를 폐기해야 되는 것이므로 불량에 따른 경제적 손실이 크다. For example, in the case of the firing process for the manufacture of multilayer thin-film ceramic capacitors (MLCC), the product is determined to be defective in response to a change in temperature distribution of 3 to 4°C. The temperature distribution inside the furnace body of the firing furnace is maintained uniformly. It is very important. If a product defect occurs once, not individual products, but the entire product around it must be discarded, resulting in a large economic loss due to the defect.

소성로에서 세라믹 커패시터(MLCC)와 같은 피소성 전자부품 성형물을 분위기 소성하는 경우, 소성로내 분위기의 시간적 및 공간적 산포가 세라믹 소성체의 특성을 결정하는 중요한 공정변수로 작용하며, 이를 제어하기 위하여 소성로의 구조 및 공정조건 등에 대한 조절이나 변경이 고려되어야 한다. 특히 환원분위기 소성시 고온상태에서 세라믹 성형물에 존재하거나 그 세라믹 성형물을 적재하는 세터 내에 존재하는 산소가 방출되면서 소성로의 환원분위기를 제대로 조성하는 것이 더욱 어려워지게 된다.When a molded object to be fired such as a ceramic capacitor (MLCC) is fired in an atmosphere in a kiln, the temporal and spatial dispersion of the atmosphere in the kiln acts as an important process variable that determines the characteristics of the ceramic fired body. Controls or changes to structure and process conditions should be considered. In particular, it becomes more difficult to properly create a reducing atmosphere of the sintering furnace as oxygen present in the ceramic moldings at high temperature or in the setters that load the ceramic moldings is released during firing in a reducing atmosphere.

그러므로 세라믹커패시터(MLCC)와 같은 피소성 세라믹 성형물을 소성 시에는 소성온도에 따른 로내 분위기를 엄격하게 제어하는 것이 요구되는바, 소성로의 각 영역에서의 분위기를 구분하여 제어하기 위하여 특히 소성로에 투입된 모든 피소성 세라믹 전자부품 성형물에 대한 고른 온도분포가 조성될 수 있도록 해야 한다. Therefore, when firing ceramic moldings to be fired such as ceramic capacitors (MLCC), it is required to strictly control the atmosphere in the furnace according to the firing temperature.In order to separate and control the atmosphere in each area of the firing furnace, It is necessary to ensure even temperature distribution for the molded object of ceramic electronic component to be fired.

이를 위해 본 발명에서는 도 1 및 도 2에 도시된 일예와 같이, 세라믹 성형물의 소성이 이루어지는 소성로 노본체(10)에 투입되는 모든 피소성 세라믹 전자부품 성형물(24)에 대한 고른 온포분포가 조성될 수 있도록 구현한다.To this end, in the present invention, as in the example shown in FIGS. 1 and 2, a uniform on-distribution of all the ceramic electronic component molded objects 24 to be fired that is put into the sintering furnace furnace body 10 in which the ceramic molded product is fired will be formed. To be implemented.

도 1은 본 발명에 따른 실시 일예로 적용된 소성로 노본체(10)의 정단면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 따른 실시 일예로 적용된 소성로 노본체(10)의 횡단면 구성도이다. 1 is a front cross-sectional view of a kiln furnace body 10 applied as an embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a kiln furnace body 10 applied as an embodiment according to the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 소성로의 일 예는 터널형 롤러컨베이어식 소성로로서, 소성로 노본체(10)에는 세라믹 전자부품 성형물(24)이 이송될 수 있도록 컨베이어식 이송롤(20)이 배열되어 있으며, 컨베이어식 이송롤(20)상에는 수 많은 세라믹 전자부품 성형물(24)을 담은 세터(22)들이 다수 적층된 상태로 열을 맞춰서 투입된다. 그리고 이송롤(20)상에 열을 맞춰진 세터(22)들에는 세라믹 전자부품 성형물이 담겨 있으며, 세라믹 전자부품 성형물에 대해서 고른 온도분포를 조성하기 위해서 이송롤(20)의 상방과 하방에 대응하여 상부 발열체(30)와 하부 발열체(32)가 메인 발열체로서 구비된다.An example of the kiln shown in FIGS. 1 and 2 is a tunnel-type roller conveyor type kiln, in which a conveyor-type transfer roll 20 is arranged so that the ceramic electronic component molded product 24 can be transferred in the kiln furnace body 10. In addition, on the conveyor-type transfer roll 20, setters 22 containing a number of ceramic electronic component molded objects 24 are stacked and fed in a row. In addition, ceramic electronic component molded products are contained in the setters 22 aligned with heat on the transfer roll 20, and correspond to the upper and lower sides of the transfer roll 20 in order to create an even temperature distribution for the ceramic electronic component molded product. The upper heating element 30 and the lower heating element 32 are provided as main heating elements.

메인 발열체로 채용된 상부 및 하부 발열체(30)(32)는 전기식 봉형 발열체로서 소성로 노본체(10) 터널 내부의 좌우를 가로지르며 설치되며 전후방으로 일정 간격으로 배열되게 구성한다. 상기 봉형 발열체는 탄화규소(SiC)를 주 원료로 제조된 비금속 전기발열체가 주로 사용된다. 전기식 탄화규소 발열체는 팽창계수가 낮고 변형이 거의 없으며 화학적 안정성을 가지고 있고 수명이 길다. 또 설치와 보수가 용이한 장점이 있다. The upper and lower heating elements 30 and 32 employed as the main heating elements are electric rod-type heating elements installed across the left and right sides of the furnace body 10 tunnel, and are configured to be arranged at regular intervals in the front and rear. The rod-shaped heating element is mainly used as a non-metallic electric heating element made of silicon carbide (SiC) as a main raw material. The electric silicon carbide heating element has a low coefficient of expansion, little deformation, has chemical stability, and has a long service life. It also has the advantage of easy installation and maintenance.

탄화규소(SiC) 소재로 된 봉형태의 상부 및 하부 발열체(30)(32)들을 각기 좌우로 가로지르게 설치할 경우 도 5의 온도구배 특성곡선 그래프(a)에 나타낸 바와 같이 탄화규소 소재의 봉형 발열체의 특성상 소성로 터널의 좌우측부가 심부보다 상대적으로 낮은 온도를 나타내는 좌우 측방으로 온도곡선 특성을 나타낸다. When the rod-shaped upper and lower heating elements 30 and 32 made of silicon carbide (SiC) are installed horizontally, respectively, as shown in the temperature gradient characteristic curve graph (a) of FIG. 5, the rod-shaped heating element made of silicon carbide Due to the characteristics of the kiln tunnel, the left and right sides of the kiln tunnel exhibit a temperature curve characteristic to the left and right sides, indicating a relatively lower temperature than the core.

구체적으로 설명하면, 소성로 노본체(10)의 터널내 중심부와 좌우 측부 간에는 대략 6℃가량의 온도편차가 발생하며, 상부 및 하부 발열체(30)(32)를 장기간 사용함에 따라 그 온도편차가 점점 더 커지게 됨을 확인하였다. 그 온도편차가 10℃가량까지도 커지게 된다. Specifically, a temperature difference of about 6° C. occurs between the center of the kiln furnace body 10 and the left and right sides of the tunnel, and the temperature difference gradually increases as the upper and lower heating elements 30 and 32 are used for a long time. It was confirmed that it became larger. The temperature deviation increases even up to about 10℃.

도 5의 온도구배 특성곡선 그래프(a)를 참조하여 예를 들면, 온도구배 특성곡선(TO)에서와 같이 소성로 노본체(10)의 터널내 중심부의 온도가 1000℃인데 반해 소성로 노본체(10)의 터널내 좌측 가장자리부와 우측 가장자리부의 온도가 994℃로서 심부와의 온도편차가 대략 6℃ 가량으로 나타낸다. Referring to the temperature gradient characteristic curve graph (a) of FIG. 5, for example, as in the temperature gradient characteristic curve (TO), the temperature of the center of the kiln furnace body 10 in the tunnel is 1000°C, whereas the kiln furnace body 10 ), the temperature at the left and right edges of the tunnel is 994℃, and the temperature deviation from the core is approximately 6℃.

그러므로 도 1 및 도 2와 같은 소성로에서는 이러한 온도편차를 최소화시키되 도 5에서 "T1"과 같은 온도구배 특성곡선이 소성로 노본체(10)의 좌우측 가장자리부와 심부의 온도편차가 ±1℃가 될 수 있도록 구현해야 한다. Therefore, in the sintering furnace as shown in Figs. 1 and 2, this temperature deviation is minimized, but the temperature gradient characteristic curve such as "T1" in Fig. 5 makes the temperature difference between the left and right edges and the core of the sintering furnace body 10 ±1°C. Should be implemented to be able to.

이를 위해 본 발명의 실시예에서는 상부 및 하부에서 열을 공급하는 상부 및 하부 발열체(30)(32)로 된 메인 발열체와 아울러 소성로 노본체(10)의 내부 전체가 균일한 온도구배를 유지하도록 온도편차를 보상하는 추가적인 보조 발열체를 더 구비한다. To this end, in the embodiment of the present invention, the main heating element consisting of the upper and lower heating elements 30 and 32 supplying heat from the upper and lower parts, as well as the entire interior of the kiln furnace body 10, maintain a uniform temperature gradient. Further provided with an additional auxiliary heating element to compensate for the deviation.

소성로 노본체(10)에 보조 발열체를 설치하기 위해서는 온도편차를 나타내는 일부 공간을 찾아내고 그 공간에 인접한 노본체(10)에 보조 발열체를 장착할 공간을 확보해야 한다. In order to install the auxiliary heating element in the kiln furnace body 10, it is necessary to find a partial space representing the temperature deviation and secure a space for mounting the auxiliary heating element in the furnace body 10 adjacent to the space.

그런데 소성로 노본체(10)에는 무수히 많은 설비와 장비부품들이 촘촘하게 설치되어 있는 관계로 추가적인 보조 발열체를 설치할 공간확보가 쉽지 않다. However, since a myriad of facilities and equipment parts are closely installed in the kiln furnace body 10, it is not easy to secure space to install additional auxiliary heating elements.

이에 따라 본 발명에서는 설치 공간확보가 용이함과 동시에 노본체 내부 전체에 균일한 온도구배가 가능케 하는 적합한 헝태의 보조발열체를 구현한다.Accordingly, in the present invention, it is easy to secure an installation space and at the same time realize a suitable auxiliary heating element that enables a uniform temperature gradient throughout the furnace body.

보조발열체는 본 발명에 따라 도 3 및 도 4와 함께 후술될 탄화규소 소재의 "ㄷ"자형 히터봉(44)을 갖는 서랍형 보조발열체(40)로 구성하며, 소성로 노본체(10)에는 협소한 면적에도 무리없이 서랍형 보조발열체(40)가 외부로부터 삽입 및 장착될 수 있는 위치에 서랍형 설치공(38)이 형성된다. The auxiliary heating element is composed of a drawer-type auxiliary heating element 40 having a "c"-shaped heater rod 44 made of silicon carbide material to be described later in conjunction with FIGS. 3 and 4 according to the present invention, and the furnace body 10 is narrow A drawer-type installation hole 38 is formed at a position where the drawer-type auxiliary heating element 40 can be inserted and mounted from the outside without unreasonableness in one area.

도 1 및 도 2에 일예에서는 소성로 노본체(10)의 빈 면적중 서랍형 설치공(38)이 형성되는 위치가 노본체(10)의 내부공간중 상대적으로 온도편차를 나타내는 일부 공간(터널 측부)에 근접된 노본체(10)의 측벽부이다. In one example in FIGS. 1 and 2, the location where the drawer-type installation hole 38 is formed among the empty areas of the kiln furnace body 10 is a partial space (tunnel side portion) showing a relatively temperature deviation among the internal spaces of the furnace body 10 It is a side wall portion of the furnace body 10 close to ).

도 1 및 도 2에서는 서랍형 설치공(38)이 노본체(10)의 측벽부에 형성된 예시를 보여주고 있지만, 소성로의 형태와 필요에 따라서 천장부이나 그 외 위치에도 형성될 수 있음을 이해해야 한다.1 and 2 illustrate an example in which the drawer-type installation hole 38 is formed on the side wall of the furnace body 10, it should be understood that it may be formed on the ceiling or other locations depending on the shape and need of the kiln. .

도 1 및 도 2에서, 미설명된 부호 "34"은 분위기가스 주입구이고, "36"은 분위기가스 배기구이다. In Figs. 1 and 2, reference numeral "34", which is not described, is an atmosphere gas injection port, and "36" is an atmosphere gas exhaust port.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 소성로 본체(10)에 추가 장착되는 서랍형 보조발열체(40)의 사시 구성도이고, 도 4는 도 3의 서랍형 보조발열체(40)의 분해 사시 구성도이다. 3 is a perspective configuration diagram of a drawer-type auxiliary heating element 40 additionally mounted to the kiln body 10 shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is an exploded perspective configuration of the drawer-type auxiliary heating element 40 of FIG. 3 Is also.

본 발명에서는 보조 발열체를 노본체(10)의 빈 면적을 찾아서 외부로부터 삽입 장착하고 필요시에 외부로부터 교환할 수 있도록 서랍형태로 보조 발열체 즉 도 3 및 도 4와 같은 서랍형 보조발열체(40)를 구성한다. In the present invention, the auxiliary heating element in the form of a drawer so that the empty area of the furnace body 10 is found, inserted from the outside, and exchanged from the outside when necessary, that is, the drawer-type auxiliary heating element 40 as shown in FIGS. 3 and 4 Configure.

도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 서랍형 보조발열체(40)는 노본체(10)중에서 좁은 빈 면적에 천공되어도 외부로부터 삽입될 수 있음과 동시에 장착된 발열체가 노본체(10)의 내부로 가능한 한 많은 발열량을 방열할 수 있는 형태를 갖는 세라믹소재 서랍형 케이싱(42)을 구비한다. Referring to FIGS. 3 and 4 together, the drawer-type auxiliary heating element 40 can be inserted from the outside even if it is drilled in a narrow empty area in the furnace main body 10, and at the same time, the mounted heating element is moved to the inside of the furnace main body 10. It is provided with a ceramic drawer-type casing 42 having a shape capable of dissipating as much heat as possible.

그리고 서랍형 케이싱(42)에는 탄화규소 소재로 된 "ㄷ"자형 히터봉(44)의 양측 다리부(44b)가 끼워져서 장착된다. In addition, the drawer-shaped casing 42 is fitted with both side leg portions 44b of the "C"-shaped heater rod 44 made of a silicon carbide material.

탄화규소 소재의 "ㄷ"자형 히터봉(44)은 비발열부인 양측 비발열 다리부(44b)와 양측 비발열 다리부(44b)간을 연결하는 연결부에 형성된 발열부(44a)를 포함하며, 양측 다리부(44b)의 후미에는 전기접속부(44c)가 형성된다. The "c" shaped heater rod 44 made of silicon carbide includes a heating part 44a formed in a connection part connecting the non-heating leg parts 44b on both sides of the non-heating part and the non-heating leg part 44b on both sides, Electrical connection portions 44c are formed at the trailing ends of both leg portions 44b.

본 발명에 따른 서랍형 보조발열체(40)의 "ㄷ"자형 히터봉(42)에서 발열부(44a)의 길이(L)가 100~200mm로 형성되고, 발열부(44a)의 외경(D)이 20~40mm로 형성되며, 전기용량(W)이 0.4~2kw로 구성한다. 그리고, 발열부(44a) 대비 비발열 다리부(44b)의 저항 비율은 10~17 : 1로 구성한다. In the "c" shaped heater rod 42 of the drawer-type auxiliary heating element 40 according to the present invention, the length (L) of the heating part 44a is formed to be 100-200mm, and the outer diameter (D) of the heating part 44a It is formed with 20 to 40 mm, and the electric capacity (W) is composed of 0.4 to 2 kw. In addition, the resistance ratio of the non-heating leg portion 44b to the heating portion 44a is configured to be 10 to 17:1.

발열부(44a)의 길이(L)와 외경(D)을 크게 하면 탄화규소(SiC)소재로 된 히터봉(42)이 발열성능을 내는데 유리할 수 있지만 노본체(10)에서 서랍형 보조발열체(40)를 설치할 수 있는 협소한 면적을 고려해야 하므로 마냥 크게 할 수가 없다.If the length (L) and outer diameter (D) of the heating part 44a are increased, the heater rod 42 made of silicon carbide (SiC) material may be advantageous in producing heat generation performance, but in the furnace body 10, the drawer-type auxiliary heating element ( It cannot be enlarged just as it has to consider the narrow area where 40) can be installed.

그리고 서랍형 보조발열체(40)의 "ㄷ"자형 히터봉(42)이 원하는 전기용량(0.4~2kw)에 맞게 또 히터의 수명도 장시간 보장될 수 있음과 동시에 히터봉(42)이 제대로 작동할 수 있도록 해야 하는데에 있어 본 발명에서 정한 발열부(44a)의 길이(L)와 외경(D), 발열부(44a) 대비 비발열 다리부(44b)의 저항 비율의 규정범위가 유의미하다. 히터봉(42)의 수명은 발열부(44a)의 표면부하밀도와 연관이 있으며, 그 값이 낮을수록 길다. And the "c" shaped heater rod 42 of the drawer-type auxiliary heating element 40 is suitable for the desired electric capacity (0.4~2kw) and the life of the heater can be guaranteed for a long time, and the heater rod 42 can operate properly. The length (L) and outer diameter (D) of the heating part (44a) and the resistance ratio of the non-heating leg part (44b) to the heating part (44a) defined in the present invention are significant in that it should be possible. The life of the heater rod 42 is related to the surface load density of the heating portion 44a, and the lower the value, the longer the life.

상기 표면부하밀도(와트밀도)는 열량(전기용량 W = 860cal)을 히터표면적(㎠)으로 나눈 값으로서 아래와 같이 표현된다. The surface load density (watt density) is a value obtained by dividing the amount of heat (electrical capacity W = 860 cal) by the heater surface area (cm 2) and is expressed as follows.

[표현식][Expression]

표면부하밀도[W/㎠] = W/π×D×LSurface load density [W/㎠] = W/π×D×L

여기서, W: 전기용량(W), π: 3.14, D: 발열부(44a)의 직경, L; 발열부(44a)의 길이(cm)Here, W: electric capacity (W), π: 3.14, D: diameter of the heating portion 44a, L; Length of heating part 44a (cm)

표면부하밀도는 소성로의 분위기 가스환경에 대응된 안전한 권장 범위가 정해진다. The surface load density is set in a safe recommended range corresponding to the atmosphere gas environment of the kiln.

전술한 본 발명의 서랍형 보조 발열체(40)는 도 1 및 도 2에 도시된 터널형 컨베이어식 소성로의 일예로 적용하여 설명되었지만, 터널형 푸시식 소성로에 적용가능하며 또 터널형이 아닌 배치형 소성로에도 적용가능한 것이다. The drawer-type auxiliary heating element 40 of the present invention described above has been described by applying as an example of the tunnel-type conveyor-type kiln shown in FIGS. 1 and 2, but it is applicable to a tunnel-type push-type kiln and is a batch type other than a tunnel type. It is also applicable to kiln.

또 본 발명에서는 상부 및 하부 발열체(30)(32)로 된 메인 발열체와 함께 서랍형 보조 발열체(40)가 소성로 노본체(10)의 터널 내부가 균일한 온도구배를 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 도 6에 도시된 바와 같이 온도센서(50)(52)(54)들과 아울러 독립 온도제어부(56)를 포함한 제어수단이 구비된다. In addition, in the present invention, in order to allow the drawer-type auxiliary heating element 40 together with the main heating element composed of the upper and lower heating elements 30 and 32 to maintain a uniform temperature gradient inside the tunnel of the kiln furnace body 10, Fig. As shown in Fig. 6, control means including temperature sensors 50, 52, 54 and an independent temperature control unit 56 are provided.

상측 및 하측의 심부 온도센서(50)(52)는 노본체(10)의 터널 내부에 위치한 봉형태의 상부 및 하부 발열체(30)(32)의 심부 온도를 측정하여 측정온도값(S1)(S2)을 독립 온도제어부(56)에 제공하며, 좌우측의 가장자리부 온도센서(54)는 좌우측의 서랍형 보조 발열체(40)의 부근 온도 및 세터(22)의 부근 온도를 측정하여 측정온도값(S3)(S4)을 독립 온도제어부(56)에 제공한다. The upper and lower core temperature sensors 50 and 52 measure the core temperature of the rod-shaped upper and lower heating elements 30 and 32 located inside the tunnel of the furnace body 10 to measure the temperature value (S1)( S2) is provided to the independent temperature controller 56, and the left and right edge temperature sensors 54 measure the temperature around the drawer-type auxiliary heating elements 40 and the setter 22 on the left and right sides, S3) (S4) is provided to the independent temperature controller 56.

독립 온도제어부(56)는 상측 심부 온도센서(50)와 하측 심부 온도센서(52), 좌우측 가장자리 온도센서(54)에 각각 대응하여 독립적으로 발열체(30)(32)(40)의 온도를 독립 제어하되(C1 ~ C4), 소성로 노본체(10)의 내부가 균일한 온도구배를 유지하도록 독립 제어한다. The independent temperature control unit 56 independently separates the temperature of the heating elements 30, 32, and 40 in response to the upper core temperature sensor 50, the lower core temperature sensor 52, and the left and right edge temperature sensors 54, respectively. It is controlled (C1 ~ C4), but independently controlled so that the inside of the kiln furnace body 10 maintains a uniform temperature gradient.

그래서 본 발명에서는 도 5에 도시된 소성로 노본체 제어장치에 의해 소성로 노본체(10)의 좌우측 가장자리부와 심부의 온도편차가 ±1℃가 되게 제어하여 소성로 노본체(10)의 터널내부의 온도편차를 최소화시킴으로써 "T1"과 같은 온도구배 특성곡선을 갖게 한다. So, in the present invention, the temperature inside the tunnel of the kiln furnace body 10 is controlled so that the temperature deviation of the left and right edges and the core of the kiln furnace body 10 is ±1°C by the kiln furnace body control device shown in FIG. By minimizing the deviation, it has a temperature gradient characteristic curve such as "T1".

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다. In the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be determined by the described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents to the claims.

(2)-- 소성로 (4)-- 투입부
(6)-- 로체 터널로 (8)-- 배출부
(10)-- 소성로 노본체 (12)-- 단열재
(20)-- 컨베이어식 이송롤 (22)-- 세터
(24)-- 세라믹 전자부품 성형물 (30)-- 상부 발열체
(32)-- 하부 발열체 (34)-- 분위기가스 주입공
(36)-- 분위기가스 배기구 (38)-- 서랍형 설치공
(40)-- 서랍형 보조 발열체 (42)-- 서랍형 케이싱
(44)-- "ㄷ"자형 히터봉 (44a)-- 발열부
(44b)-- 비발열 다리부 (44c)-- 전기접속부
(50)(52)-- 심부 온도센서 (54)-- 가장자리부 온도센서
(56)-- 독립 온도제어부 (2)-- Kiln (4)-- Input section
(6)-- Roche tunnel furnace (8)-- Discharge section
(10)-- Kiln furnace body (12)-- Insulation
(20)-- Conveyor transfer roll (22)-- Setter
(24)-- Ceramic electronic component molding (30)-- Upper heating element
(32)-- Lower heating element (34)-- Atmospheric gas injection hole
(36)-- Atmospheric gas exhaust port (38)-- Drawer type installer
(40)-- Drawer type auxiliary heating element (42)-- Drawer type casing
(44)-- "C" shaped heater rod (44a)-- Heating part
(44b) - Non-heating leg (44c) - Electrical connection
(50)(52)-- Core temperature sensor (54)-- Edge temperature sensor
(56)-- Independent temperature control unit

Claims (3)

세라믹 전자부품용 소성로에서의 균온 분포 조성장치에 있어서,
일정크기의 내부공간을 갖는 노본체와,
상기 내부 공간에 세라믹 전자부품 성형물이 적재되는 한 개 이상의 세터와,
상기 세라믹 전자부품 성형물이 적재된 내부공간에 열을 제공하는 메인 발열체와,
상기 노본체의 내부공간이 균일한 온도구배를 유지하도록 노본체 내부공간중 상대적으로 온도편차를 나타내는 일부 공간에 근접된 노본체 벽부의 빈 면적 위치에 노본체 외부에서 삽입가능하게 형성된 서랍형 설치공과,
상기 서랍형 설치공에 장착 및 교환이 가능하도록 외부로부터 삽입 장착되며, 세라믹소재 서랍형 케이싱에 비발열부인 양측 비발열 다리부가 끼워지며 양측 비발열 다리부를 연결하는 연결부에 발열부가 존재하는 탄화규소 소재의 "ㄷ"자형 히터봉으로 구성된 서랍형 보조 발열체로 구성하되,
서랍형 보조 발열체의 "ㄷ"자형 히터봉에서 발열부의 길이가 100~200mm, 발열부의 외경이 20~40mm로 형성되며, 서랍형 보조발열체의 전기용량이 0.4~2kw로 구성하며,
상기 메인 발열체에 의한 내부공간 심부온도에 대비해 상기 서랍형 보조 발열체의 부근의 온도편차가 ±1℃가 되도록 서랍형 보조 발열체 부근에서의 측정 온도에 대응하여 서랍형 보조 발열체를 독립 제어하는 독립 온도제어부를 구비함을 특징으로 하는 세라믹 전자부품용 소성로에서의 균온 분포 조성장치.In the apparatus for forming a uniform temperature distribution in a sintering furnace for ceramic electronic components,
A furnace body having an internal space of a certain size,
At least one setter in which a ceramic electronic component molded article is loaded in the inner space,
A main heating element that provides heat to an inner space in which the ceramic electronic component molded product is loaded,
A drawer-type installation hole formed so that the inner space of the furnace body can be inserted from the outside of the furnace body at a position of an empty area of the furnace body wall adjacent to a partial space showing a relatively temperature difference among the internal space of the furnace body to maintain a uniform temperature gradient ,
A silicon carbide material that is inserted and mounted from the outside so that it can be mounted and exchanged in the drawer-type installation hole, and the ceramic material drawer-type casing is fitted with both non-heating legs, which are non-heating parts, and a heating part is present in the connecting part connecting the non-heating legs. It is composed of a drawer-type auxiliary heating element composed of a "C" shaped heater rod of,
In the "C" shaped heater rod of the drawer-type auxiliary heating element, the length of the heating part is 100~200mm, the outer diameter of the heating part is 20~40mm, and the electric capacity of the drawer-type auxiliary heating element is composed of 0.4~2kw.
Independent temperature control unit that independently controls the drawer-type auxiliary heating element in response to the measured temperature in the vicinity of the drawer-type auxiliary heating element so that the temperature deviation in the vicinity of the drawer-type auxiliary heating element is ±1° C. Uniform temperature distribution composition device in a sintering furnace for ceramic electronic components, characterized in that it comprises a. 삭제delete 삭제delete
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