連續熱處理裝置和利用其熱處理芯片的方法

連續熱處理裝置和利用其熱處理芯片的方法
【專利摘要】提供了一種連續熱處理裝置和一種利用其熱處理芯片的方法。所述連續熱處理裝置包括：框架；連續加熱爐，形成在框架中并具有中空部；滾軸，形成在連續加熱爐的下部；桶，在滾軸的作用下沿一個方向移動；以及加熱構件，形成在連續加熱爐的一側上。
【專利說明】連續熱處理裝置和利用其熱處理芯片的方法
[0001]本申請要求于2013年8月6日在韓國知識產權局提交的第10-2013-0092971號韓國專利申請的權益，該申請的公開通過引用包含于此。

【技術領域】
[0002]本公開涉及一種能夠連續熱處理多個芯片的連續熱處理裝置和一種利用該連續熱處理裝置熱處理芯片的方法。

【背景技術】
[0003]近來，已經使諸如蜂窩式電話、平板個人電腦(PC)或照相機等的便攜式裝置微小型化并且超輕化。
[0004]在這樣的便攜式裝置中，已經使用了各種類型的組件，尤其是多個電容器和電感
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[0005]為了使多層陶瓷電子組件具有微小尺寸和超高電容，在多層陶瓷電子組件中，通常增加內部電極的面積及其個數，從而可以確保電特性。
[0006]特別地，在減小外部電極的厚度以將多層陶瓷電子組件安裝在印刷電路板(PCB)上而不改變整個芯片尺寸的情況下，可以通過外部電極的減小的厚度來增加堆疊的內部電極的數量，這有利于設計諸如多層陶瓷電容器等的多層陶瓷電子組件的電容水平。
[0007]將描述根據相關技術的多層陶瓷電子組件的結構。根據相關技術的多層陶瓷電子組件包括利用陶瓷介電粉末顆粒形成的介電層和在介電層上利用內部電極糊形成的內部電極，并具有通過堆疊介電層形成的多層體。
[0008]更詳細地講，通過使陶瓷介電粉末顆粒、有機粘結劑和有機溶劑等彼此混合以制備料漿并將料漿形成為片來形成介電層。
[0009]通過使諸如鎳粉末顆粒等的金屬粉末顆粒分散在有機粘結劑和有機溶劑等中來制備用于形成內部電極的內部電極糊。
[0010]對多層體進行成形、壓制、燒制和切割，從而制造出芯片。
[0011]外部電極安裝在芯片的其上暴露內部電極的側表面的多個部分和兩個端表面上。這里，外部電極通常由銅(Cu)形成。
[0012]通常，為了形成外部電極，銅(Cu)粉末顆粒用作導電粉末顆粒，并且與玻璃料、基料樹脂和有機溶劑中使用的有機載體混合，以制備用于外部電極的導電糊。
[0013]在向芯片的端表面涂覆用于外部電極的導電糊之后，燒制芯片以形成外部電極。
[0014]然而，在多層陶瓷電容器中通常使用的銅(Cu)外部電極中，當外部電極的厚度減小時，固體含量的總量不足，使得覆蓋芯片的角部的特征劣化，并且外部電極的密度顯著減小。
[0015]因此，為了解決這些問題，已經開發了使用導電聚合物樹脂的技術。
[0016]在使用導電聚合物樹脂的情況下，與根據相關技術的形成銅(Cu)外部電極的情況相比，改善了耐濕可靠性。
[0017]導電聚合物樹脂的粘合度比通常使用的銅(Cu)外部電極的粘合度低。然而，可以通過改變固化時間或導電聚合物樹脂的成分來改善導電聚合物樹脂的粘合。
[0018]通常，在導電聚合物樹脂的情況下，利用箱式爐執行固化操作。
[0019]然而，在箱式爐的情況下，由于在有限空間中執行固化操作，因此降低了可使用性，并且在使導電聚合物樹脂固化之后需要相當長的時間來使導電聚合物樹脂冷卻至室溫。
[0020]此外，為了使用箱式爐，需要箱式爐中的固化操作所需要的安裝產品的準備操作，這需要相當長的時間。
[0021]因此，需要能夠易于對使用導電聚合物在其上形成外部電極的芯片進行熱處理的裝置和方法。
[0022]下面的相關技術文獻(專利文獻I)涉及用于靜電噴涂粉末涂料的紅外線加熱設備。
[0023][相關技術文獻]
[0024](專利文獻I)第10-0863012號韓國專利


【發明內容】

[0025]本公開的一方面可以提供一種能夠連續熱處理多個芯片的連續熱處理裝置以及一種利用其熱處理芯片的方法。
[0026]根據本公開的一方面，一種連續熱處理裝置可以包括:框架；連續加熱爐，形成在框架中并具有中空部；滾軸，形成在連續加熱爐的下部中；桶，在滾軸的作用下沿一個方向移動；以及加熱構件，形成在連續加熱爐的一側上。
[0027]所述連續熱處理裝置還可以包括:多個芯片，嵌入在桶中并具有利用導電聚合物形成的外部電極。
[0028]桶可以在旋轉的同時沿一個方向移動。
[0029]桶的移動速度可以為10mm/min。
[0030]連續加熱爐在移動方向上可以包括第一段至第三段，第二段的溫度可以維持在200 °C 至 270 °C。
[0031]第一段的溫度可以沿移動方向從室溫上升至200°C至270°C。
[0032]第三段的溫度可以沿移動方向下降。
[0033]根據本公開的另一方面，一種熱處理芯片的方法可以包括下述步驟:在多個芯片上利用導電聚合物形成外部電極；將芯片嵌入在桶中；將桶安裝在滾軸上；在利用滾軸使桶沿一個方向移動的同時熱處理芯片；以及從桶提取芯片。
[0034]在熱處理芯片的步驟中，桶可以在旋轉的同時沿一個方向移動。
[0035]在熱處理芯片的步驟中，桶的移動速度可以為10mm/min。
[0036]在熱處理芯片的步驟中，熱處理溫度可以包括沿移動方向的第一段至第三段的溫度，第二段的溫度可以維持在200°C至270°C。
[0037]第一段的溫度可以沿移動方向從室溫上升到200°C至270°C。
[0038]第三段的溫度可以沿移動方向下降。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]通過結合附圖進行的下面詳細的描述，將更清楚地理解本公開的以上和其他方面、特征和其他優點，在附圖中:
[0040]圖1是根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置的示意性剖視圖；
[0041]圖2是示出根據本公開示例性實施例的取決于連續熱處理裝置中的各段的熱處理溫度的曲線圖；以及
[0042]圖3是根據本公開另一示例性實施例的熱處理芯片的方法的示意性流程圖。

【具體實施方式】
[0043]現在將參照附圖詳細地描述本公開的示例性實施例。
[0044]圖1是根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置的示意性剖視圖。
[0045]將參照圖1來描述根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置的結構。根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置可以包括框架10、形成在框架10中并具有中空部的連續加熱爐20、形成在連續加熱爐20的下部中的滾軸30、在滾軸30的作用下沿一個方向移動的桶40以及形成在連續加熱爐20的上部中的加熱構件50。
[0046]框架10可以由鐵材料形成，其中，框架10對應于根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置的框架。
[0047]可以對框架10配備有連續加熱爐20。
[0048]連續加熱爐20可以具有圓柱形或矩形柱形狀并且具有中空部，使得連續加熱爐20的內部可以是空的。
[0049]連續加熱爐20可以包括形成在其外表面上的熱絕緣層，其中，熱絕緣層包括熱絕緣材料。
[0050]熱絕緣層可以防止熱量從連續加熱爐20的內部排放到連續加熱爐20的外部。另夕卜，熱絕緣層可以防止外部空氣被引入到連續加熱爐20的內部中。
[0051]連續加熱爐20可以具有入口 I和出口 O。
[0052]連續加熱爐20的下部中可以形成有滾軸30。
[0053]滾軸30可以在形成于框架10的下部分中的驅動部分60的作用下旋轉。
[0054]更詳細地講，滾軸30可以通過皮帶或鏈條等連接到驅動部分60，從而在驅動部分60運行的情況下沿一個方向旋轉。
[0055]滾軸30可以利用能夠耐300°C或更高的溫度的聚合物形成為具有圓柱形形狀。
[0056]此外，滾軸30還可以以鋸齒狀的齒輪形狀形成。
[0057]在圖1的放大視圖中示出了滾軸30和桶40的示意性剖視圖。
[0058]參照圖1的放大視圖，滾軸30上可以安裝有桶40。
[0059]桶40可以形成為在其內部為空的圓柱形形狀，如果必要的話還可包括設置在其上表面和下表面上的鋸齒狀的輪子。
[0060]桶40可以通過滾軸30沿一個方向移動。
[0061]例如，在滾軸30沿順時針方向旋轉的情況下，桶40可以從左向右移動。
[0062]由于桶40與滾軸30相似也具有圓柱形形狀，因此在滾軸30沿順時針方向旋轉的情況下，桶40可以在沿一個方向移動的同時沿逆時針方向旋轉。
[0063]將被熱處理的多個芯片可以嵌入在桶40中。
[0064]即，由于桶40在沿一個方向移動的同時旋轉，因此嵌入在桶40中的多個芯片的位置可以根據桶40的移動而改變。
[0065]因此，當多個芯片穿過連續加熱爐20時防止了僅沿一個方向施加熱的現象，使得可以均勻地熱處理多個芯片。
[0066]在滾軸30具有鋸齒狀輪子形狀并且桶40還包括設置在其上表面和下表面上的鋸齒狀輪子的情況下，滾軸30的鋸齒狀輪子與桶40的鋸齒狀輪子可以彼此嚙合。
[0067]g卩，由于在滾軸30的鋸齒狀輪子與桶40的鋸齒狀輪子彼此嚙合的狀態下，桶40在滾軸30的作用下移動，因此桶40可以在旋轉的同時移動。
[0068]可以適當地控制滾軸30的鋸齒狀輪子的數量和桶40的鋸齒狀輪子的數量，從而桶40可以沿一個方向移動。
[0069]桶40可以在連續加熱爐20中以1mm/分鐘的速度移動。
[0070]根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置還可以包括空氣注入裝置70。
[0071]空氣注入裝置70可以將空氣注入到連續加熱爐20中以控制空氣氣氛。
[0072]即，空氣注入裝置70可以使多個空氣罐彼此連接，以控制連續加熱爐20中的空氣氣氛。
[0073]例如，空氣注入裝置70可以注入諸如氬氣的惰性氣體，并且如果必要的話可以注入氧氣或氮氣等。
[0074]對于多層型陶瓷電子組件的情形，在熱處理過程中空氣可以使形成在陶瓷介電層上的內部電極氧化。
[0075]因此，空氣注入裝置70可以控制連續加熱爐20中的空氣氣氛，以防止內部電極被氧化。
[0076]連續加熱爐20可以具有形成在其一側上的加熱構件50。
[0077]更詳細地講，加熱構件50可以形成在連續加熱爐20的上部中。
[0078]加熱構件50可以用作向連續加熱爐20施加熱的熱源。
[0079]加熱構件50可以利用電阻線形成。可選擇地，注入高溫空氣的裝置可以用作加熱構件50。
[0080]加熱構件50可以使得連續加熱爐20的內部的各段在連續加熱爐20的長度方向上具有不同的溫度。
[0081]如圖1中所示，連續加熱爐20在其長度方向上可以劃分成第一段、第二段和第三段，加熱構件50可以改變每一段中的施加的熱，以使得連續加熱爐20的內部的各段在連續加熱爐20的長度方向上具有不同的溫度。
[0082]因此，由于桶40在連續加熱爐20中移動，因此可以在不同的溫度下對嵌入在桶40中的多個芯片進行熱處理。
[0083]更詳細地講，圖2中示出了每一段的溫度。
[0084]圖2是示出根據本公開示例性實施例的取決于連續熱處理裝置中的各段的熱處理溫度的曲線圖。
[0085]在利用根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置的情況下，可以對具有利用導電聚合物形成的外部電極的多個芯片進行熱處理。
[0086]更具體地講，可以對具有利用導電聚合物形成的外部電極的多個芯片執行使利用導電聚合物形成的外部電極熱固化的工藝。
[0087]熱固化指的是聚合物中的非反應基團因加熱而反應以形成網狀結構，從而使聚合物從初始的熱塑狀態改變成不溶且不熔的狀態。
[0088]為了執行如上所述的熱固化，如圖2中所示，根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置可以使第二段的溫度維持在200°C至270°C的范圍內。
[0089]根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置可以通過控制桶40的移動距離來控制第二段的溫度。
[0090]如圖2中所示，第一段可以被設置成使得溫度從室溫上升至200°C至270°C的溫度。
[0091]此外，如圖2中所示，第三段可以被設置成使得在連續加熱爐20中溫度變成朝著第三段的端部降低以下降至室溫。
[0092]通常，當利用箱式爐使導電聚合物熱固化時，可能需要長時間來使導電聚合物冷卻至室溫。
[0093]然而，由于根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置在連續加熱爐20中在使桶40沿著一個方向移動的同時執行冷卻，因此可以將用于冷卻導電聚合物需要的時間減少至為在利用箱式爐使導電聚合物熱固化的方法中使導電聚合物冷卻需要的時間的一半。
[0094]此外，由于如上所述多個芯片嵌入在桶40中，因此可以省略如在箱式爐中在金屬網狀物中布置并裝載的工藝。
[0095]在利用箱式爐執行熱固化的情況下，由于多個芯片應該以預定的間隔裝載，使得均勻地執行熱處理，因此會需要很長一段時間。然而，根據本公開的示例性實施例，由于可以省略裝載多個芯片的工藝，因此可以提高生產率。
[0096]因此，在利用箱式爐的情況下，在每12小時的時間段可以熱處理750，000個芯片。然而，在利用根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置的情況下，可以在每12小時的時間段熱處理27，000, 000個芯片。
[0097]圖3是根據本公開另一示例性實施例的熱處理芯片的方法的示意性流程圖。
[0098]將參照圖3來描述熱處理芯片的方法。
[0099]參照圖3，根據本公開另一示例性實施例的熱處理芯片的方法可以包括:在多個芯片上利用導電聚合物形成外部電極(SllO);將芯片嵌入在桶中(S120);將桶安裝在滾軸上(S130);在利用滾軸使桶沿一個方向移動的同時對芯片進行熱處理(S140);以及從桶提取芯片(S150)。
[0100]為了描述根據本公開另一示例性實施例的熱處理芯片的方法，將詳細地描述制造多層陶瓷電子組件的方法。
[0101]盡管將通過示例的方式來描述制造多層陶瓷電容器的方法，但是本公開不限于此。
[0102]首先，可以準備包括介電層及設置成彼此面對的第一內部電極和第二內部電極的陶瓷體，其中，介電層在第一內部電極和第二內部電極之間。
[0103]介電層可以由通過在載體膜上涂覆料漿并使料漿干燥而制備的若干Pm厚的陶瓷生片形成，其中，利用籃式砂磨機通過使諸如鈦酸鋇(BaT13)粉末顆粒等的粉末顆粒與陶瓷添加劑、有機溶劑、增塑劑、粘結劑和分散劑混合來形成料漿。
[0104]然后，可以通過將導電糊分散在生片上并使刮板沿一個方向移動來形成由導電糊形成的內部電極層。
[0105]這里，導電糊可以由諸如銀(Ag)、鉛(Pb)或鉬(Pt)等的貴金屬材料、鎳(Ni)以及銅(Cu)中的至少一種形成,或者可以由諸如銀(Ag)、鉛(Pb)或鉬(Pt)等的貴金屬材料、鎳(Ni)以及銅(Cu)中的至少兩種的混合物形成。
[0106]在如上所述形成內部電極層之后，可以使生片與載體膜分離，可以將多個生片堆疊成彼此重疊，從而形成生片多層體。
[0107]然后，可以在高溫高壓下壓制生片多層體，然后通過切割工藝以預定的尺寸切割生片多層體，從而制造出芯片。
[0108]如上所述制造的芯片可以具有利用導電糊形成的內部電極暴露在其上的表面。
[0109]可以在芯片的其上暴露內部電極的表面上形成第一外部電極和第二外部電極，從而電連接到內部電極。
[0110]可以將外部電極安裝在芯片的其上暴露有內部電極的側表面的部分和兩個端表面上。這里，外部電極通常可以由銅(Cu)形成。
[0111]根據相關技術，為了形成外部電極，銅(Cu)粉末顆粒可以用作導電粉末顆粒并且可以與玻璃料、基料樹脂以及有機溶劑中使用的有機載體混合，以制備用于外部電極的導電糊。
[0112]在將用于外部電極的導電糊涂覆到芯片的端表面之后，可以燒制芯片以形成外部電極。
[0113]然而，在通常用在多層陶瓷電容器中的銅(Cu)外部電極中，當減小外部電極的厚度時，固體含量的絕對量不足，從而可能使覆蓋芯片的角部的特征劣化，并且可能顯著減小外部電極的密度。
[0114]因此，為了解決這些問題，可以利用導電聚合物樹脂形成外部電極。
[0115]即，可以在環氧類聚合物樹脂中分散具有優異導電型的諸如銀(Ag)粉末的金屬粉末，以制備用于外部電極的導電糊。
[0116]在聚合物樹脂中分散預定量或更多量的具有優異導電性的諸如銀的材料的情況下，包括在聚合物樹脂中的金屬粉末顆粒可以彼此電連接。
[0117]因此，在將通過如上所述的方法制備的聚合物樹脂涂覆為薄膜的情況下，聚合物樹脂可以具有導電性。
[0118]S卩，導電聚合物可以具有聚合物的特征和導電性的特征。
[0119]由于用作聚合物樹脂的環氧樹脂具有非常高的粘度和粘合度等，因此其可以非常強地粘合到芯片的其上暴露內部電極的表面。
[0120]此外，由于環氧樹脂具有高粘度，因此即使在使用環氧樹脂將外部電極形成為薄膜的情況下，芯片的角部也可以具有預定厚度。
[0121]S卩，在使用導電聚合物樹脂的情況下，與根據相關技術形成銅(Cu)外部電極的情況相比，可以改善耐濕可靠性。
[0122]可以將使用導電聚合物制備的用于外部電極的導電糊涂覆到芯片的其上暴露有內部電極的表面(SI 10)。
[0123]然后，為了使導電聚合物固化，需要對導電聚合物執行熱處理。
[0124]因此，可以將具有利用導電聚合物形成的外部電極的多個芯片引入到根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置的桶40中(S120)。
[0125]當將多個芯片嵌入在其內的桶40注入到連續加熱爐20的入口 I中(S130)時，桶40可以在形成在連續加熱爐20的下部中的滾軸30的作用下沿一個方向移動。
[0126]可以在利用滾軸使桶沿一個方向移動的同時執行對芯片進行熱處理的步驟(S140)。
[0127]S卩，隨著桶40在連續加熱爐20中沿一個方向移動，桶40可以順序地穿過第一段、
第二段和第二段。
[0128]如上所述，連續加熱爐20可以具有形成在其上部中的加熱構件50，其中，加熱構件50決定沿連續加熱爐20的長度方向劃分的第一至第三段的溫度。
[0129]如圖2中所示，施加到桶40的溫度在桶40穿過第一段時可以逐漸升高。
[0130]然后，當桶40穿過第二段時，桶40可以維持在200°C至270°C的溫度。
[0131]S卩，在桶40中形成在芯片上的導電聚合物可以在第二段中被固化。
[0132]在桶40穿過第二段之后，施加到桶40的溫度可以在桶40穿過第三段的同時逐漸降低。
[0133]然而,專利文獻I沒有公開利用透鏡式桶。
[0134]此外，專利文獻I沒有公開如在本公開的情況下通過沿長度方向改變每個段的溫度使利用導電聚合物形成的外部電極固化的方法。
[0135]在使用根據本公開示例性實施例的連續加熱處理裝置時，用于使導電聚合物冷卻需要的時間可以減少為在相關技術中的熱處理工藝中用于使導電聚合物冷卻需要的時間的大約一半。
[0136]因此，與相關技術相比，根據本公開另一示例性實施例的熱處理芯片的方法可以顯著地改善生產率。
[0137]在根據本公開另一實施例性實施例的熱處理芯片的方法中，由于利用滾軸30使桶40沿一個方向移動，因此在滾軸30沿順時針方向旋轉的情況下，桶40可以在沿逆時針方向旋轉的同時沿一個方向移動。
[0138]在根據相關技術利用箱式爐熱處理芯片的方法中，由于箱式爐的特性，導致施加到芯片的溫度會根據裝載芯片的位置而改變。
[0139]因此，在熱處理大量芯片的情況下，位于中心的芯片的熱處理溫度與位于靠近于加熱構件的芯片的熱處理溫度彼此不同，從而芯片的特性不均勻。
[0140]然而，在根據本公開另一示例性實施例的熱處理芯片的方法中，由于使用根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置，因此芯片可以在熱處理期間連續地在桶40中轉動。
[0141]S卩，由于桶40在旋轉的同時沿一個方向移動，因此可以在連續地改變桶40的位置的同時對嵌入在桶40中的芯片進行熱處理。
[0142]因此，可以防止僅沿一個方向施加熱的現象，并且可以防止如在使用箱式爐的情況下在芯片的特性方面產生偏差的現象。
[0143]因此，在使用根據本公開另一示例性實施例的熱處理芯片的方法的情況下，與相關技術相比可以使生產率顯著地增加，并且可以防止制造的芯片的特性方面產生偏差。
[0144]如上面所闡述的，使用根據本公開示例性實施例的連續熱處理裝置，因此可以減少使利用導電聚合物形成的外部電極固化所需要的時間。
[0145]減少了使外部電極固化所需要的時間，因此可以使芯片的生產率顯著地增大。
[0146]盡管上面已經示出并描述了示例性實施例，但是對于本領域技術人員將清楚的是，在不脫離權利要求所限定的本公開的精神和范圍的情況下可以做出修改和變形。
【權利要求】
1.一種連續熱處理裝置，所述連續熱處理裝置包括: 框架； 連續加熱爐，形成在框架中并具有中空部； 滾軸，形成在連續加熱爐的下部中； 桶，在滾軸的作用下沿一個方向移動；以及 加熱構件，形成在連續加熱爐的一側上。
2.如權利要求1所述的連續熱處理裝置，所述連續熱處理裝置還包括:多個芯片，嵌入在桶中并具有利用導電聚合物形成的外部電極。
3.如權利要求1所述的連續熱處理裝置，其中，桶在旋轉的同時沿一個方向移動。
4.如權利要求1所述的連續熱處理裝置，其中，桶的移動速度為10mm/min。
5.如權利要求1所述的連續熱處理裝置，其中，連續加熱爐在移動方向上包括第一段至第三段，以及 第二段的溫度維持在200°C至270°C。
6.如權利要求5所述的連續熱處理裝置，其中，第一段的溫度沿移動方向從室溫上升至 200 0C M 270 0C ο
7.如權利要求5所述的連續熱處理裝置，其中，第三段的溫度沿移動方向下降。
8.一種熱處理芯片的方法，所述方法包括下述步驟: 在多個芯片上利用導電聚合物形成外部電極； 將芯片嵌入在桶中； 將桶安裝在滾軸上； 在利用滾軸使桶沿一個方向移動的同時熱處理芯片；以及 從桶提取芯片。
9.如權利要求8所述的方法，其中，在熱處理芯片的步驟中，桶在旋轉的同時沿一個方向移動。
10.如權利要求8所述的方法，其中，在熱處理芯片的步驟中，桶的移動速度為1mm/min0
11.如權利要求8所述的方法，其中，在熱處理芯片的步驟中，熱處理溫度包括沿移動方向的第一段至第三段的溫度，以及 第二段的溫度維持在200°C至270°C。
12.如權利要求11所述的方法，其中，第一段的溫度沿移動方向從室溫上升到200°C至270。。。
13.如權利要求11所述的方法，其中，第三段的溫度沿移動方向下降。
【文檔編號】H01G4/232GK104347280SQ201310656907
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年8月6日
【發明者】郭埈煥, 樸宰成, 金相赫 申請人:三星電機株式會社