连续热处理装置和利用其热处理芯片的方法

连续热处理装置和利用其热处理芯片的方法
【专利摘要】提供了一种连续热处理装置和一种利用其热处理芯片的方法。所述连续热处理装置包括：框架；连续加热炉，形成在框架中并具有中空部；滚轴，形成在连续加热炉的下部；桶，在滚轴的作用下沿一个方向移动；以及加热构件，形成在连续加热炉的一侧上。
【专利说明】连续热处理装置和利用其热处理芯片的方法
[0001]本申请要求于2013年8月6日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0092971号韩国专利申请的权益，该申请的公开通过引用包含于此。

【技术领域】
[0002]本公开涉及一种能够连续热处理多个芯片的连续热处理装置和一种利用该连续热处理装置热处理芯片的方法。

【背景技术】
[0003]近来，已经使诸如蜂窝式电话、平板个人电脑(PC)或照相机等的便携式装置微小型化并且超轻化。
[0004]在这样的便携式装置中，已经使用了各种类型的组件，尤其是多个电容器和电感
-nfrO
[0005]为了使多层陶瓷电子组件具有微小尺寸和超高电容，在多层陶瓷电子组件中，通常增加内部电极的面积及其个数，从而可以确保电特性。
[0006]特别地，在减小外部电极的厚度以将多层陶瓷电子组件安装在印刷电路板(PCB)上而不改变整个芯片尺寸的情况下，可以通过外部电极的减小的厚度来增加堆叠的内部电极的数量，这有利于设计诸如多层陶瓷电容器等的多层陶瓷电子组件的电容水平。
[0007]将描述根据相关技术的多层陶瓷电子组件的结构。根据相关技术的多层陶瓷电子组件包括利用陶瓷介电粉末颗粒形成的介电层和在介电层上利用内部电极糊形成的内部电极，并具有通过堆叠介电层形成的多层体。
[0008]更详细地讲，通过使陶瓷介电粉末颗粒、有机粘结剂和有机溶剂等彼此混合以制备料浆并将料浆形成为片来形成介电层。
[0009]通过使诸如镍粉末颗粒等的金属粉末颗粒分散在有机粘结剂和有机溶剂等中来制备用于形成内部电极的内部电极糊。
[0010]对多层体进行成形、压制、烧制和切割，从而制造出芯片。
[0011]外部电极安装在芯片的其上暴露内部电极的侧表面的多个部分和两个端表面上。这里，外部电极通常由铜(Cu)形成。
[0012]通常，为了形成外部电极，铜(Cu)粉末颗粒用作导电粉末颗粒，并且与玻璃料、基料树脂和有机溶剂中使用的有机载体混合，以制备用于外部电极的导电糊。
[0013]在向芯片的端表面涂覆用于外部电极的导电糊之后，烧制芯片以形成外部电极。
[0014]然而，在多层陶瓷电容器中通常使用的铜(Cu)外部电极中，当外部电极的厚度减小时，固体含量的总量不足，使得覆盖芯片的角部的特征劣化，并且外部电极的密度显著减小。
[0015]因此，为了解决这些问题，已经开发了使用导电聚合物树脂的技术。
[0016]在使用导电聚合物树脂的情况下，与根据相关技术的形成铜(Cu)外部电极的情况相比，改善了耐湿可靠性。
[0017]导电聚合物树脂的粘合度比通常使用的铜(Cu)外部电极的粘合度低。然而，可以通过改变固化时间或导电聚合物树脂的成分来改善导电聚合物树脂的粘合。
[0018]通常，在导电聚合物树脂的情况下，利用箱式炉执行固化操作。
[0019]然而，在箱式炉的情况下，由于在有限空间中执行固化操作，因此降低了可使用性，并且在使导电聚合物树脂固化之后需要相当长的时间来使导电聚合物树脂冷却至室温。
[0020]此外，为了使用箱式炉，需要箱式炉中的固化操作所需要的安装产品的准备操作，这需要相当长的时间。
[0021]因此，需要能够易于对使用导电聚合物在其上形成外部电极的芯片进行热处理的装置和方法。
[0022]下面的相关技术文献(专利文献I)涉及用于静电喷涂粉末涂料的红外线加热设备。
[0023][相关技术文献]
[0024](专利文献I)第10-0863012号韩国专利


【发明内容】

[0025]本公开的一方面可以提供一种能够连续热处理多个芯片的连续热处理装置以及一种利用其热处理芯片的方法。
[0026]根据本公开的一方面，一种连续热处理装置可以包括:框架；连续加热炉，形成在框架中并具有中空部；滚轴，形成在连续加热炉的下部中；桶，在滚轴的作用下沿一个方向移动；以及加热构件，形成在连续加热炉的一侧上。
[0027]所述连续热处理装置还可以包括:多个芯片，嵌入在桶中并具有利用导电聚合物形成的外部电极。
[0028]桶可以在旋转的同时沿一个方向移动。
[0029]桶的移动速度可以为10mm/min。
[0030]连续加热炉在移动方向上可以包括第一段至第三段，第二段的温度可以维持在200 °C 至 270 °C。
[0031]第一段的温度可以沿移动方向从室温上升至200°C至270°C。
[0032]第三段的温度可以沿移动方向下降。
[0033]根据本公开的另一方面，一种热处理芯片的方法可以包括下述步骤:在多个芯片上利用导电聚合物形成外部电极；将芯片嵌入在桶中；将桶安装在滚轴上；在利用滚轴使桶沿一个方向移动的同时热处理芯片；以及从桶提取芯片。
[0034]在热处理芯片的步骤中，桶可以在旋转的同时沿一个方向移动。
[0035]在热处理芯片的步骤中，桶的移动速度可以为10mm/min。
[0036]在热处理芯片的步骤中，热处理温度可以包括沿移动方向的第一段至第三段的温度，第二段的温度可以维持在200°C至270°C。
[0037]第一段的温度可以沿移动方向从室温上升到200°C至270°C。
[0038]第三段的温度可以沿移动方向下降。

【专利附图】

【附图说明】
[0039]通过结合附图进行的下面详细的描述，将更清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和其他优点，在附图中:
[0040]图1是根据本公开示例性实施例的连续热处理装置的示意性剖视图；
[0041]图2是示出根据本公开示例性实施例的取决于连续热处理装置中的各段的热处理温度的曲线图；以及
[0042]图3是根据本公开另一示例性实施例的热处理芯片的方法的示意性流程图。

【具体实施方式】
[0043]现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
[0044]图1是根据本公开示例性实施例的连续热处理装置的示意性剖视图。
[0045]将参照图1来描述根据本公开示例性实施例的连续热处理装置的结构。根据本公开示例性实施例的连续热处理装置可以包括框架10、形成在框架10中并具有中空部的连续加热炉20、形成在连续加热炉20的下部中的滚轴30、在滚轴30的作用下沿一个方向移动的桶40以及形成在连续加热炉20的上部中的加热构件50。
[0046]框架10可以由铁材料形成，其中，框架10对应于根据本公开示例性实施例的连续热处理装置的框架。
[0047]可以对框架10配备有连续加热炉20。
[0048]连续加热炉20可以具有圆柱形或矩形柱形状并且具有中空部，使得连续加热炉20的内部可以是空的。
[0049]连续加热炉20可以包括形成在其外表面上的热绝缘层，其中，热绝缘层包括热绝缘材料。
[0050]热绝缘层可以防止热量从连续加热炉20的内部排放到连续加热炉20的外部。另夕卜，热绝缘层可以防止外部空气被引入到连续加热炉20的内部中。
[0051]连续加热炉20可以具有入口 I和出口 O。
[0052]连续加热炉20的下部中可以形成有滚轴30。
[0053]滚轴30可以在形成于框架10的下部分中的驱动部分60的作用下旋转。
[0054]更详细地讲，滚轴30可以通过皮带或链条等连接到驱动部分60，从而在驱动部分60运行的情况下沿一个方向旋转。
[0055]滚轴30可以利用能够耐300°C或更高的温度的聚合物形成为具有圆柱形形状。
[0056]此外，滚轴30还可以以锯齿状的齿轮形状形成。
[0057]在图1的放大视图中示出了滚轴30和桶40的示意性剖视图。
[0058]参照图1的放大视图，滚轴30上可以安装有桶40。
[0059]桶40可以形成为在其内部为空的圆柱形形状，如果必要的话还可包括设置在其上表面和下表面上的锯齿状的轮子。
[0060]桶40可以通过滚轴30沿一个方向移动。
[0061]例如，在滚轴30沿顺时针方向旋转的情况下，桶40可以从左向右移动。
[0062]由于桶40与滚轴30相似也具有圆柱形形状，因此在滚轴30沿顺时针方向旋转的情况下，桶40可以在沿一个方向移动的同时沿逆时针方向旋转。
[0063]将被热处理的多个芯片可以嵌入在桶40中。
[0064]即，由于桶40在沿一个方向移动的同时旋转，因此嵌入在桶40中的多个芯片的位置可以根据桶40的移动而改变。
[0065]因此，当多个芯片穿过连续加热炉20时防止了仅沿一个方向施加热的现象，使得可以均匀地热处理多个芯片。
[0066]在滚轴30具有锯齿状轮子形状并且桶40还包括设置在其上表面和下表面上的锯齿状轮子的情况下，滚轴30的锯齿状轮子与桶40的锯齿状轮子可以彼此啮合。
[0067]g卩，由于在滚轴30的锯齿状轮子与桶40的锯齿状轮子彼此啮合的状态下，桶40在滚轴30的作用下移动，因此桶40可以在旋转的同时移动。
[0068]可以适当地控制滚轴30的锯齿状轮子的数量和桶40的锯齿状轮子的数量，从而桶40可以沿一个方向移动。
[0069]桶40可以在连续加热炉20中以1mm/分钟的速度移动。
[0070]根据本公开示例性实施例的连续热处理装置还可以包括空气注入装置70。
[0071]空气注入装置70可以将空气注入到连续加热炉20中以控制空气气氛。
[0072]即，空气注入装置70可以使多个空气罐彼此连接，以控制连续加热炉20中的空气气氛。
[0073]例如，空气注入装置70可以注入诸如氩气的惰性气体，并且如果必要的话可以注入氧气或氮气等。
[0074]对于多层型陶瓷电子组件的情形，在热处理过程中空气可以使形成在陶瓷介电层上的内部电极氧化。
[0075]因此，空气注入装置70可以控制连续加热炉20中的空气气氛，以防止内部电极被氧化。
[0076]连续加热炉20可以具有形成在其一侧上的加热构件50。
[0077]更详细地讲，加热构件50可以形成在连续加热炉20的上部中。
[0078]加热构件50可以用作向连续加热炉20施加热的热源。
[0079]加热构件50可以利用电阻线形成。可选择地，注入高温空气的装置可以用作加热构件50。
[0080]加热构件50可以使得连续加热炉20的内部的各段在连续加热炉20的长度方向上具有不同的温度。
[0081]如图1中所示，连续加热炉20在其长度方向上可以划分成第一段、第二段和第三段，加热构件50可以改变每一段中的施加的热，以使得连续加热炉20的内部的各段在连续加热炉20的长度方向上具有不同的温度。
[0082]因此，由于桶40在连续加热炉20中移动，因此可以在不同的温度下对嵌入在桶40中的多个芯片进行热处理。
[0083]更详细地讲，图2中示出了每一段的温度。
[0084]图2是示出根据本公开示例性实施例的取决于连续热处理装置中的各段的热处理温度的曲线图。
[0085]在利用根据本公开示例性实施例的连续热处理装置的情况下，可以对具有利用导电聚合物形成的外部电极的多个芯片进行热处理。
[0086]更具体地讲，可以对具有利用导电聚合物形成的外部电极的多个芯片执行使利用导电聚合物形成的外部电极热固化的工艺。
[0087]热固化指的是聚合物中的非反应基团因加热而反应以形成网状结构，从而使聚合物从初始的热塑状态改变成不溶且不熔的状态。
[0088]为了执行如上所述的热固化，如图2中所示，根据本公开示例性实施例的连续热处理装置可以使第二段的温度维持在200°C至270°C的范围内。
[0089]根据本公开示例性实施例的连续热处理装置可以通过控制桶40的移动距离来控制第二段的温度。
[0090]如图2中所示，第一段可以被设置成使得温度从室温上升至200°C至270°C的温度。
[0091]此外，如图2中所示，第三段可以被设置成使得在连续加热炉20中温度变成朝着第三段的端部降低以下降至室温。
[0092]通常，当利用箱式炉使导电聚合物热固化时，可能需要长时间来使导电聚合物冷却至室温。
[0093]然而，由于根据本公开示例性实施例的连续热处理装置在连续加热炉20中在使桶40沿着一个方向移动的同时执行冷却，因此可以将用于冷却导电聚合物需要的时间减少至为在利用箱式炉使导电聚合物热固化的方法中使导电聚合物冷却需要的时间的一半。
[0094]此外，由于如上所述多个芯片嵌入在桶40中，因此可以省略如在箱式炉中在金属网状物中布置并装载的工艺。
[0095]在利用箱式炉执行热固化的情况下，由于多个芯片应该以预定的间隔装载，使得均匀地执行热处理，因此会需要很长一段时间。然而，根据本公开的示例性实施例，由于可以省略装载多个芯片的工艺，因此可以提高生产率。
[0096]因此，在利用箱式炉的情况下，在每12小时的时间段可以热处理750，000个芯片。然而，在利用根据本公开示例性实施例的连续热处理装置的情况下，可以在每12小时的时间段热处理27，000, 000个芯片。
[0097]图3是根据本公开另一示例性实施例的热处理芯片的方法的示意性流程图。
[0098]将参照图3来描述热处理芯片的方法。
[0099]参照图3，根据本公开另一示例性实施例的热处理芯片的方法可以包括:在多个芯片上利用导电聚合物形成外部电极(SllO);将芯片嵌入在桶中(S120);将桶安装在滚轴上(S130);在利用滚轴使桶沿一个方向移动的同时对芯片进行热处理(S140);以及从桶提取芯片(S150)。
[0100]为了描述根据本公开另一示例性实施例的热处理芯片的方法，将详细地描述制造多层陶瓷电子组件的方法。
[0101]尽管将通过示例的方式来描述制造多层陶瓷电容器的方法，但是本公开不限于此。
[0102]首先，可以准备包括介电层及设置成彼此面对的第一内部电极和第二内部电极的陶瓷体，其中，介电层在第一内部电极和第二内部电极之间。
[0103]介电层可以由通过在载体膜上涂覆料浆并使料浆干燥而制备的若干Pm厚的陶瓷生片形成，其中，利用篮式砂磨机通过使诸如钛酸钡(BaT13)粉末颗粒等的粉末颗粒与陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、粘结剂和分散剂混合来形成料浆。
[0104]然后，可以通过将导电糊分散在生片上并使刮板沿一个方向移动来形成由导电糊形成的内部电极层。
[0105]这里，导电糊可以由诸如银(Ag)、铅(Pb)或钼(Pt)等的贵金属材料、镍(Ni)以及铜(Cu)中的至少一种形成,或者可以由诸如银(Ag)、铅(Pb)或钼(Pt)等的贵金属材料、镍(Ni)以及铜(Cu)中的至少两种的混合物形成。
[0106]在如上所述形成内部电极层之后，可以使生片与载体膜分离，可以将多个生片堆叠成彼此重叠，从而形成生片多层体。
[0107]然后，可以在高温高压下压制生片多层体，然后通过切割工艺以预定的尺寸切割生片多层体，从而制造出芯片。
[0108]如上所述制造的芯片可以具有利用导电糊形成的内部电极暴露在其上的表面。
[0109]可以在芯片的其上暴露内部电极的表面上形成第一外部电极和第二外部电极，从而电连接到内部电极。
[0110]可以将外部电极安装在芯片的其上暴露有内部电极的侧表面的部分和两个端表面上。这里，外部电极通常可以由铜(Cu)形成。
[0111]根据相关技术，为了形成外部电极，铜(Cu)粉末颗粒可以用作导电粉末颗粒并且可以与玻璃料、基料树脂以及有机溶剂中使用的有机载体混合，以制备用于外部电极的导电糊。
[0112]在将用于外部电极的导电糊涂覆到芯片的端表面之后，可以烧制芯片以形成外部电极。
[0113]然而，在通常用在多层陶瓷电容器中的铜(Cu)外部电极中，当减小外部电极的厚度时，固体含量的绝对量不足，从而可能使覆盖芯片的角部的特征劣化，并且可能显著减小外部电极的密度。
[0114]因此，为了解决这些问题，可以利用导电聚合物树脂形成外部电极。
[0115]即，可以在环氧类聚合物树脂中分散具有优异导电型的诸如银(Ag)粉末的金属粉末，以制备用于外部电极的导电糊。
[0116]在聚合物树脂中分散预定量或更多量的具有优异导电性的诸如银的材料的情况下，包括在聚合物树脂中的金属粉末颗粒可以彼此电连接。
[0117]因此，在将通过如上所述的方法制备的聚合物树脂涂覆为薄膜的情况下，聚合物树脂可以具有导电性。
[0118]S卩，导电聚合物可以具有聚合物的特征和导电性的特征。
[0119]由于用作聚合物树脂的环氧树脂具有非常高的粘度和粘合度等，因此其可以非常强地粘合到芯片的其上暴露内部电极的表面。
[0120]此外，由于环氧树脂具有高粘度，因此即使在使用环氧树脂将外部电极形成为薄膜的情况下，芯片的角部也可以具有预定厚度。
[0121]S卩，在使用导电聚合物树脂的情况下，与根据相关技术形成铜(Cu)外部电极的情况相比，可以改善耐湿可靠性。
[0122]可以将使用导电聚合物制备的用于外部电极的导电糊涂覆到芯片的其上暴露有内部电极的表面(SI 10)。
[0123]然后，为了使导电聚合物固化，需要对导电聚合物执行热处理。
[0124]因此，可以将具有利用导电聚合物形成的外部电极的多个芯片引入到根据本公开示例性实施例的连续热处理装置的桶40中(S120)。
[0125]当将多个芯片嵌入在其内的桶40注入到连续加热炉20的入口 I中(S130)时，桶40可以在形成在连续加热炉20的下部中的滚轴30的作用下沿一个方向移动。
[0126]可以在利用滚轴使桶沿一个方向移动的同时执行对芯片进行热处理的步骤(S140)。
[0127]S卩，随着桶40在连续加热炉20中沿一个方向移动，桶40可以顺序地穿过第一段、
第二段和第二段。
[0128]如上所述，连续加热炉20可以具有形成在其上部中的加热构件50，其中，加热构件50决定沿连续加热炉20的长度方向划分的第一至第三段的温度。
[0129]如图2中所示，施加到桶40的温度在桶40穿过第一段时可以逐渐升高。
[0130]然后，当桶40穿过第二段时，桶40可以维持在200°C至270°C的温度。
[0131]S卩，在桶40中形成在芯片上的导电聚合物可以在第二段中被固化。
[0132]在桶40穿过第二段之后，施加到桶40的温度可以在桶40穿过第三段的同时逐渐降低。
[0133]然而,专利文献I没有公开利用透镜式桶。
[0134]此外，专利文献I没有公开如在本公开的情况下通过沿长度方向改变每个段的温度使利用导电聚合物形成的外部电极固化的方法。
[0135]在使用根据本公开示例性实施例的连续加热处理装置时，用于使导电聚合物冷却需要的时间可以减少为在相关技术中的热处理工艺中用于使导电聚合物冷却需要的时间的大约一半。
[0136]因此，与相关技术相比，根据本公开另一示例性实施例的热处理芯片的方法可以显著地改善生产率。
[0137]在根据本公开另一实施例性实施例的热处理芯片的方法中，由于利用滚轴30使桶40沿一个方向移动，因此在滚轴30沿顺时针方向旋转的情况下，桶40可以在沿逆时针方向旋转的同时沿一个方向移动。
[0138]在根据相关技术利用箱式炉热处理芯片的方法中，由于箱式炉的特性，导致施加到芯片的温度会根据装载芯片的位置而改变。
[0139]因此，在热处理大量芯片的情况下，位于中心的芯片的热处理温度与位于靠近于加热构件的芯片的热处理温度彼此不同，从而芯片的特性不均匀。
[0140]然而，在根据本公开另一示例性实施例的热处理芯片的方法中，由于使用根据本公开示例性实施例的连续热处理装置，因此芯片可以在热处理期间连续地在桶40中转动。
[0141]S卩，由于桶40在旋转的同时沿一个方向移动，因此可以在连续地改变桶40的位置的同时对嵌入在桶40中的芯片进行热处理。
[0142]因此，可以防止仅沿一个方向施加热的现象，并且可以防止如在使用箱式炉的情况下在芯片的特性方面产生偏差的现象。
[0143]因此，在使用根据本公开另一示例性实施例的热处理芯片的方法的情况下，与相关技术相比可以使生产率显著地增加，并且可以防止制造的芯片的特性方面产生偏差。
[0144]如上面所阐述的，使用根据本公开示例性实施例的连续热处理装置，因此可以减少使利用导电聚合物形成的外部电极固化所需要的时间。
[0145]减少了使外部电极固化所需要的时间，因此可以使芯片的生产率显著地增大。
[0146]尽管上面已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将清楚的是，在不脱离权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下可以做出修改和变形。
【权利要求】
1.一种连续热处理装置，所述连续热处理装置包括: 框架； 连续加热炉，形成在框架中并具有中空部； 滚轴，形成在连续加热炉的下部中； 桶，在滚轴的作用下沿一个方向移动；以及 加热构件，形成在连续加热炉的一侧上。
2.如权利要求1所述的连续热处理装置，所述连续热处理装置还包括:多个芯片，嵌入在桶中并具有利用导电聚合物形成的外部电极。
3.如权利要求1所述的连续热处理装置，其中，桶在旋转的同时沿一个方向移动。
4.如权利要求1所述的连续热处理装置，其中，桶的移动速度为10mm/min。
5.如权利要求1所述的连续热处理装置，其中，连续加热炉在移动方向上包括第一段至第三段，以及 第二段的温度维持在200°C至270°C。
6.如权利要求5所述的连续热处理装置，其中，第一段的温度沿移动方向从室温上升至 200 0C M 270 0C ο
7.如权利要求5所述的连续热处理装置，其中，第三段的温度沿移动方向下降。
8.一种热处理芯片的方法，所述方法包括下述步骤: 在多个芯片上利用导电聚合物形成外部电极； 将芯片嵌入在桶中； 将桶安装在滚轴上； 在利用滚轴使桶沿一个方向移动的同时热处理芯片；以及 从桶提取芯片。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在热处理芯片的步骤中，桶在旋转的同时沿一个方向移动。
10.如权利要求8所述的方法，其中，在热处理芯片的步骤中，桶的移动速度为1mm/min0
11.如权利要求8所述的方法，其中，在热处理芯片的步骤中，热处理温度包括沿移动方向的第一段至第三段的温度，以及 第二段的温度维持在200°C至270°C。
12.如权利要求11所述的方法，其中，第一段的温度沿移动方向从室温上升到200°C至270。。。
13.如权利要求11所述的方法，其中，第三段的温度沿移动方向下降。
【文档编号】H01G4/232GK104347280SQ201310656907
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年8月6日
【发明者】郭埈焕, 朴宰成, 金相赫 申请人:三星电机株式会社