熱處理用夾具的製作方法

2023-05-11 04:42:17 1

本發明涉及熱處理用夾具。

背景技術：

日本專利特開2004-132674號公報(專利文獻1)中記載了用於以推盤方式對對象物進行熱處理的惰性氣氛連續爐。在該爐中，成為石墨制的託盤在石墨制的爐床上滑動的結構。爐床上設置了具有槽的指引單元。此處所使用的託盤是厚度為7mm、一邊為120mm的正方形的石墨制板。熱處理的對象物被裝載於各託盤上，多個託盤被連續送至爐內。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2004-132674號公報

技術實現要素：

發明所要解決的技術問題

如專利文獻1中所記載的那樣，在將多個對象物放置於1個石墨制的託盤並運送至連續爐的內部的情況下，託盤的表面是平坦的，因此在運送時對象物有可能在水平方向上移動,因對象物彼此的衝撞而導致產生開裂或缺口。此外，託盤表面的對象物的位置並未確定，因此在將多個對象物放置於1個託盤並進行熱處理的情況下，對象物在託盤上位於不規則的位置，可能會根據託盤上的部位不同而導致對象物產生疏密差，從而產生溫度偏差。

因此，本發明的目的在於提供一種熱處理用夾具，即使在將多個對象物放置於1個構件並進行熱處理的情況下，也能防止因對象物彼此的衝撞而導致的開裂或缺口，能降低因對象物的疏密差而導致的溫度偏差。

解決技術問題的技術方案

為了實現上述目的，基於本發明的熱處理用夾具包括：用於放置應進行熱處理的對象物的、由石墨片材構成的載置構件，所述載置構件的主表面具有凹部。

發明效果

根據本發明，即使在將多個對象物放置於1個構件並進行熱處理的情況下，也能防止因對象物彼此的衝撞而導致的開裂或缺口，能降低因對象物的疏密差而導致的溫度偏差。

附圖說明

[圖1]是基於本發明的實施方式1的熱處理用夾具的分解圖。

[圖2]是基於本發明的實施方式1的熱處理用夾具所包含的載置構件的局部放大俯視圖。

[圖3]是圖2中關於III-III線的向視剖視圖。[圖4]是基於本發明的實施方式1的熱處理用夾具上放置有對象物的狀態下的局部放大剖視圖。

[圖5]是基於本發明的實施方式2的熱處理用夾具所包含的載置構件的局部放大剖視圖。

[圖6]是基於本發明的實施方式2的熱處理用夾具的變形例所包含的載置構件的局部放大剖視圖。

[圖7]是基於本發明的實施方式1、2的熱處理用夾具的第1例的框部附近的局部放大剖視圖。

[圖8]是基於本發明的實施方式1、2的熱處理用夾具的第2例的框部附近的第1局部放大剖視圖。

[圖9]是基於本發明的實施方式1、2的熱處理用夾具的第2例的框部附近的第2局部放大剖視圖。

[圖10]是基於本發明的實施方式3的熱處理用夾具的分解圖。

[圖11]是基於本發明的實施方式3的熱處理用夾具所包含的載置構件的局部放大俯視圖。

[圖12]是圖11中關於XII-XII線的向視剖視圖。[圖13]是基於本發明的實施方式3的在熱處理用夾具上放置有對象物的狀態下的局部放大剖視圖。

[圖14]是基於本發明的實施方式4的熱處理用夾具的立體圖。

[圖15]是基於本發明的實施方式4的熱處理用夾具所包含的載置構件的側視圖。

[圖16]是基於本發明的實施方式4的熱處理用夾具的俯視圖。

[圖17]是圖16中的Z部的局部放大說明圖。

[圖18]是基於本發明的實施方式4的熱處理用夾具的變形例的局部放大剖視圖。

具體實施方式

(實施方式1)

參照圖1～圖3，對基於本發明的實施方式1的熱處理用夾具進行說明。

圖1示出了本實施方式的熱處理用夾具101的分解圖。熱處理用夾具101包括：框部1以及載置構件3。載置構件3由框部1支承。框部1包含下框部2以及上框部4。下框部2與上框部4通過未圖示的公知技術而彼此固定。載置構件3的周緣部由下框部2和上框部4夾住。載置構件3是使用石墨片材而形成的構件。載置構件3並不是整個主表面平坦的石墨片材，而是在石墨片材的主表面形成有凹部的構件。

換言之，熱處理用夾具101包括：用於放置應進行熱處理的對象物的、由石墨片材構成的載置構件3，載置構件3的主表面具有凹部。

構成載置構件3的石墨片材的厚度例如為從0.05mm至0.1mm左右。作為載置構件3的原材料，例如可採用被稱為厚度50μm、70μm、100μm等的市場上出售的石墨片材。框部1的材質可以是例如碳、陶瓷以及耐熱金屬。對於此處所說的耐熱金屬，可舉出例如鎳鉻合金(INCONEL)、鎳等。

圖1所示的示例中，下框部2厚度為5mm，載置構件3厚度為0.05mm，上框部4厚度為1.3mm。圖1所示的示例中，呈俯視時框部1的外形的一邊為150mm的正方形。俯視時的框部1的寬度為5mm。其中，此處所舉的各尺寸僅為一個示例。

對於形成於作為載置構件3的石墨片材的主表面的凹部，優選具有應進行熱處理的對象物會卡住而在該處停留的程度的大小。期待即使在對象物放置於載置構件3的狀態下載置構件3稍微發生傾斜，對象物也會被卡住而停留。特別在載置構件的主表面形成有凹部的情況下，優選凹部的尺寸比應進行熱處理的對象物的尺寸要大。優選該凹部具有完全容納1個對象物程度的大小，但並非必須是這樣的大小。凹部也可以是容納1個對象物的一部分的程度的大小。

圖2示出了俯視圖1中的載置構件3時的局部放大圖。凹部5呈矩陣狀排列於載置構件3的主表面。圖3示出了圖2中關於III-III線的向視剖面圖。

根據本實施方式的熱處理用夾具，能減少搬運中或熱處理中對象物發生所不希望的偏移的機率。因此，即使在將多個對象物放置於1個熱處理用夾具並進行熱處理的情況下，也能防止因對象物彼此的衝撞而導致的開裂或缺口，並降低因對象物的疏密差而導致的溫度偏差。此外，對象物在載置構件上發生偏移可能會加速載置構件的磨損劣化，然而通過減少這樣的移動，能延長載置構件的使用壽命。

本實施方式的熱處理用夾具中，在載置構件的主表面設置了凹部從而增大了載置構件的表面積，因此能提高載置構件的受熱面積增大對於加熱效率起到的改善結果、升溫速度。此外，通過表面積的增大，能改善1個載置構件中的根據部位不同而導致的溫度偏差。

此外，如本實施方式所示，在載置構件3的主表面上，作為凹部，優選形成有各自獨立的凹狀的彎曲面。圖3中，作為滿足該條件的凹部的示例，示出了凹部5。凹部5具有凹狀的彎曲面31。通過採用該構成能將對象物分散進行保持。特別地，優選凹狀的彎曲面隔開一定間隔地整齊排列。採用上述的構成的原因在於，通過將對象物保持於彎曲面，能將多個存在的對象物如圖4所示那樣分散於各凹狀的彎曲面並以一定間隔進行保持。圖4中，示出了將多個對象物10放置於載置構件3並進行熱處理的狀態。即使並未對對象物10逐個正確地指定位置並進行配置，但若將多個對象物10一併放置於載置構件3的上表面，對載置構件3施加稍許搖動，則如圖4所示，對象物10會自然適當地分散並收納於凹部5。在1個凹部5中收納的對象物10不僅限於1個，也可在1個凹部5中同時收納多個對象物10。由此，能將對象物10逐步適量地分散並保持，因此能進行良好的熱處理。

圖2、圖3所示的凹部5被稱為「凹坑(dimple)」。該情況下的凹部5的彎曲面31也可是球面的一部分。對片材狀的素材形成這樣的凹部的加工也被稱為「凹坑加工」。即使對於石墨片材也能進行凹坑加工。通過預先對石墨片材實施凹坑加工，從而能獲得載置構件3。

圖2、圖3所示的凹部5呈矩陣狀排列，但也可在彼此相鄰的列之間分別錯開一半間距進行配置。俯視時的凹部5的位置也可按照其他排列圖案。

上述主表面中將所述彎曲面彼此隔開的部分優選為平坦的。圖3所示的示例中，滿足了該條件。即，圖3中，將載置構件3的彎曲面31彼此隔開的部分為平坦面32。由此，放置在平坦面32上的對象物10容易向側方滑動，因此即使在載置構件3上還有未進入凹部5的對象物10的情況下，通過稍許晃動就能將對象物10引導至任意的凹部5。

對於基於本發明的熱處理用夾具而言，此處所示的框部1的存在並不是必須的。但是，優選載置構件在俯視時呈矩形，熱處理用夾具具備以包圍載置構件的四邊的方式對載置構件進行支承的框部。這是因為，若具備框部，則載置構件能維持穩定的姿勢，熱處理用夾具的操作也變得容易。這一點在以下的實施方式中也是相同的。

在熱處理用夾具中具備了框部1的情況下，框部1並非必須被分成上下2部分。但是，優選框部1包含下框部2與上框部4，框部1通過下框部2與上框部4夾住載置構件3從而對載置構件3進行支承。這是因為，通過採用該構成能可靠地對載置構件3進行保持。

此外，也可以構成為根據需要來分離下框部2與上框部4，從而能僅對載置構件3進行交換。該情況下，交換了載置構件3後，還能繼續使用框部1。

(實施方式2)

實施方式1中，各個凹部5為凹狀的彎曲面31，然而如圖5所示的載置構件3i，各個凹部5也可以是圓筒形。基於本發明的實施方式2的熱處理用夾具具備這樣的載置構件3i。其他構成與實施方式1所示的相同。

本實施方式中，能獲得與實施方式1相同的效果。或者，作為其他的變形例，如圖6所示的載置構件3j那樣，也可以是具有呈倒扣的圓錐臺形狀的凹部5。凹部5的形狀不僅限於此，也可是其他任意的形狀。

(利用框部固定載置構件)

此外，實施方式1、2中，框部1均構成為以下框部2與上框部4夾住載置構件來進行固定，然而該情況下，例如成為圖7所示。圖7所示的示例中，下框部2與上框部4以完全沒有間隙的方式按壓載置構件3，然而也可以如圖8所示那樣構成為以下框部2與上框部4之間存在間隙的方式較松地夾住載置構件3。即，下框部2與上框部4彼此間隔並夾住載置構件3。這樣的構成可以如圖9所示那樣通過使用階梯螺絲6來實現。圖9是從不同方向觀察圖8所示的熱處理用夾具的不同部位的剖視圖，載置構件3在與階梯螺絲6相對應的部位具有貫通孔或缺口。如圖8以及圖9所示，若下框部2與上框部4彼此間隔並夾住載置構件3，則載置構件3並不完全受框部1的限制，可以進行稍許的位移，因此在使用熱處理用夾具而溫度發生變化時，載置構件3能順暢地膨脹或收縮。其結果是，能儘可能避免在使用時給載置構件3或框部1帶來過度的負荷或破損。

(實施方式3)

參照圖10～圖12，對基於本發明的實施方式3的熱處理用夾具進行說明。

圖10示出了本實施方式的熱處理用夾具102的分解圖。熱處理用夾具102包括框部1以及載置構件3k。載放構件3k由框部1支承。框部1的詳細情況與實施方式1中所說明的內容相同。圖11示出了圖10所示的載置構件3k的局部放大俯視圖。圖12示出了圖11中關於XII-XII線的向視剖面圖。載置構件3k是使用石墨片材所形成的構件，基本上與實施方式1中所說明的內容相同，但形成有線狀谷部7以代替載置構件3k中的凹坑。凹部5由線狀谷部7實現。

本實施方式的熱處理用夾具102中，在載置構件3k的主表面形成有多根以相互交叉的方式分別沿第1方向41以及第2方向42延伸的線狀谷部7作為凹部。

本實施方式中，將線狀谷部7配置為俯視時呈柵格狀。根據本實施方式的熱處理用夾具102，在將多個對象物10放置於載置構件3並進行熱處理時，如圖13所示，對象物10適當地分散並收納於由線狀谷部7形成的凹部5。由於能將對象物10逐步少量地分散並進行保持，所以能進行良好的熱處理。由此，本實施方式中，能獲得與實施方式1、2相同的效果。

此處，對第1方向41與第2方向42處於彼此垂直關係的結構進行了說明，然而並不限於兩者彼此垂直。第1方向41與第2方向42所成的角度不限於90°，也可以是銳角。也無需使得第1方向41與第2方向42中的任意一方與框部1的邊相平行。

此外，優選載置構件的主表面的凹部通過壓花加工而形成。這是因為，通過壓花加工能容易地在較大面積上形成所希望配置的凹部。本實施方式中，假設線狀谷部是通過壓花加工而形成的並進行了說明，然而並不限於通過壓花加工而形成的形狀。只要是能將對象物留在各部位並進行保持的形狀，也可以是其他圖案的凹凸形狀。

(實施方式4)

參照圖14～圖18，對基於本發明的實施方式4的熱處理用夾具進行說明。

圖14示出了本實施方式的熱處理用夾具103的立體圖。熱處理用夾具103包括框部1以及載放構件3w。載放構件3w由框部1支承。框部1的詳細情況與實施方式1中所說明的內容相同。圖15示出了將載置構件3w單獨取出時的側視圖。圖16示出了熱處理用夾具103的俯視圖。圖17示出了將圖16中的Z部切下並取出的情況下的立體圖。

熱處理用夾具103中，載置構件3w構成為從側面觀察時石墨片材呈山折及谷折交替重複形狀那樣的波浪形狀，載置構件3w俯視時呈矩形，熱處理用夾具103具備以包圍載置構件3w的四邊的方式對載置構件3w進行支承的框部1。

如圖16以及圖17所示，在載置構件3w的外周中、沿與波浪形狀的折線相平行的方向延伸的2條邊35，載置構件3w的端部被下框部2與上框部4夾住並固定。在載置構件3w的外周中、沿與波浪形狀的折線垂相直的方向延伸的2條邊36，成為下框部2比上框部4更向內側突出的構造，載置構件3w的端部放置於下框部2的突出部分。該示例中，雖然構成為載置構件3w的4邊中僅彼此相對的兩邊由框部1夾住，但這樣的支承方式也是可以的。但是，這是支承波浪形狀的載置構件3w的構造的一個示例，並不限於該構造。例如如圖18的剖面圖所示，也可以是如下構造，即，預先分別在下框部2的上表面以及上框部4的下表面形成波浪形的凹凸，由此夾住波浪形狀的載置構件3w。

本實施方式中，載置構件3w的波浪形狀的谷折部分相當於形成於載置構件3w的主表面的凹部，在進行熱處理時，對象物收納並停留於該凹部。

本實施方式中，能利用形成於整個載置構件3w的谷部來保持對象物，因此在將多個對象物10放置於載置構件3並進行熱處理時，能適當地分散對象物10來進行保持，能進行良好的熱處理。由此，本實施方式中，也能獲得與之前的實施方式相同的效果。

此外，應進行熱處理的對象物的種類並沒有特別的限定，對象物例如可以是電子元器件，特別地，可以是晶片狀的電子元器件。作為這裡所說的電子元器件，主要假設為微小的電子元器件，可假設為具有1邊為數mm或1mm以下的尺寸的晶片狀電子元器件。

此外，本次所公開的上述實施方式在所有方面均為例示而並非限制。本發明的範圍由權利要求的範圍來表示，而並非由上述說明來表示，本發明的範圍還包括與權利要求的範圍等同的意思及範圍內的所有變更。

標號說明

1框部，2下框部，3、3i、3j、3k、3w載置構件，4上框部，5凹部，6階梯螺絲，7線狀谷部，10對象物，31彎曲面，32平坦面，35、36邊，41第1方向，42第2方向，101、102、103熱處理用夾具。