JP5567812B2 - Heat treatment equipment - Google Patents

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Description

本発明は、例えば液晶パネル用ガラス基板等のワークの搬入時および排出時に開閉する扉によって炉体の炉口を気密的に閉塞するように構成される熱処理装置に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus configured to hermetically close a furnace port of a furnace body by a door that opens and closes when a work such as a glass substrate for a liquid crystal panel is loaded and unloaded.

熱処理装置において、炉体の内部の温度分布を所望の状態に保つために、炉体の密閉性を高めることが重要である。従来、炉体の密閉性を高めるために、炉体の開口部を構成する炉口の周囲および炉蓋にそれぞれシール部材を設けた熱処理装置が存在する。   In the heat treatment apparatus, it is important to improve the hermeticity of the furnace body in order to keep the temperature distribution inside the furnace body in a desired state. Conventionally, in order to improve the hermeticity of the furnace body, there exists a heat treatment apparatus in which a seal member is provided around the furnace opening and the furnace lid that constitute the opening of the furnace body.

ところが、炉口周囲が高温状態になることによってシール部材が硬化することで磨耗が発生して発塵し易くなり、その結果、炉内のクリーン性が落ちるという問題が発生することがあった。   However, since the seal member is hardened by the high temperature around the furnace port, wear is easily generated and dust is easily generated. As a result, there is a problem that cleanability in the furnace is deteriorated.

そこで、従来の熱処理装置の中には、シール部材の耐熱性を向上させて、シール部材からの発塵を防止する技術を採用するものがあった（例えば、特許文献１参照。）。この技術においては、図１に示すように、炉体１２における炉口の周囲に金属製のシール部材１３０を設け、このシール部材１３０に対して扉２００に設けられたシール部１４０を圧接させることによって炉体１２および扉２００の間の気密性を維持している。具体的には、図１では、金属性のシール部材１３０に対して、耐熱性および弾力性を有するバックアップ部材１４２を被覆するように構成された耐熱樹脂シート１４４を圧接させる構成が採用されている。   Therefore, some conventional heat treatment apparatuses employ a technique for improving the heat resistance of the seal member and preventing dust generation from the seal member (see, for example, Patent Document 1). In this technique, as shown in FIG. 1, a metal seal member 130 is provided around a furnace port in the furnace body 12, and a seal portion 140 provided on the door 200 is pressed against the seal member 130. Thus, the airtightness between the furnace body 12 and the door 200 is maintained. Specifically, in FIG. 1, a configuration is adopted in which a heat-resistant resin sheet 144 configured to cover a backup member 142 having heat resistance and elasticity is pressed against the metallic seal member 130. .

特許第３６１４７４８号Japanese Patent No. 3614748

しかしながら、上述の特許文献１に係る技術においては、扉２００側のシャッタの強度の低下、平面度の悪化、および重量の増加といった不都合が発生することがある。そもそも、シャッタは、適正な強度および平面度が維持され、かつ、軽量化が図られることが好ましいのであるが、上述の特許文献１に係る技術では、耐熱樹脂シート１４４が回動する扉２００に設けられる等複雑な構成が採用されているために、シャッタの強度の低下、平面度の悪化、および重量の増加が発生し易い。   However, in the technique according to Patent Document 1 described above, there may be inconveniences such as a decrease in the strength of the shutter on the door 200 side, a deterioration in flatness, and an increase in weight. In the first place, it is preferable that the shutter maintains proper strength and flatness and is lightened. However, in the technique according to the above-described Patent Document 1, the shutter 200 is provided on the door 200 on which the heat-resistant resin sheet 144 rotates. Since a complicated configuration such as being provided is employed, a reduction in shutter strength, a deterioration in flatness, and an increase in weight are likely to occur.

また、シール部材１３０（金属）と耐熱樹脂シート１４４シール部材１３０との硬度が大きく相違し、かつ、シール部材１３０と耐熱樹脂シート１４４との接触面積が小さいため、磨耗速度が速くなり、その結果として、シール部材１３０と耐熱樹脂シート１４４との間で発塵が発生し易い。   Further, since the hardness of the seal member 130 (metal) and the heat resistant resin sheet 144 is greatly different and the contact area between the seal member 130 and the heat resistant resin sheet 144 is small, the wear rate is increased, and as a result. As a result, dust generation is likely to occur between the seal member 130 and the heat-resistant resin sheet 144.

その一方で、図１に示す構成において、炉体１２の金属性のシール部材１３０を単純に樹脂性のシール部材に置き換えたとしても、この樹脂性のシール部材が炉内から発生するガスによって腐食したり、熱によって硬化したりすることで、結局、炉口と扉との間の機密性を長期間に亘って維持することが困難であった。   On the other hand, in the configuration shown in FIG. 1, even if the metallic sealing member 130 of the furnace body 12 is simply replaced with a resinous sealing member, the resinous sealing member is corroded by gas generated from the inside of the furnace. In the end, it is difficult to maintain the confidentiality between the furnace port and the door over a long period of time.

本発明の目的は、扉側のシャッタの構成の簡素化を図りつつ、炉口と扉との間の機密性を保つためのシールにおいて発塵が生じることを効果的に防止し、かつ、炉口と扉との間の機密性を長期間に亘って維持することが可能な熱処理装置を提供することである。   An object of the present invention is to effectively prevent dust generation in a seal for maintaining confidentiality between a furnace port and a door, while simplifying the configuration of a shutter on the door side, and An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus capable of maintaining confidentiality between a mouth and a door over a long period of time.

この発明に係る熱処理装置は、炉体および扉を備えている。炉体は、熱処理されるワークを収容するように構成されており、ワークの搬入および搬出を行うための炉口を有する。また、この炉体には、炉口を囲むように第１のシール部が設けられている。   The heat treatment apparatus according to the present invention includes a furnace body and a door. The furnace body is configured to accommodate a workpiece to be heat-treated, and has a furnace port for carrying in and out the workpiece. The furnace body is provided with a first seal portion so as to surround the furnace port.

扉は、第１のシール部に対応する位置に配置された第２のシール部を備え、第１のシール部および第２のシール部を介して炉口を気密的に閉塞可能に構成される。   The door includes a second seal portion disposed at a position corresponding to the first seal portion, and is configured to be capable of hermetically closing the furnace port via the first seal portion and the second seal portion. .

第１のシール部は、断熱性および弾力性を有する第１の樹脂部材と、第１の樹脂部材を被覆するように構成された耐熱性を有する樹脂シートとを備える。第１の樹脂部材の素材の例としてフッ素系ゴムが挙げられる。また、樹脂シートは、耐薬品性に優れ、使用温度に耐える物質であり、かつ、摩擦係数が低くてすべり性が良いことが好ましく、その素材の例として、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、またはポリイミドが挙げられる。 A 1st seal | sticker part is equipped with the 1st resin member which has heat insulation and elasticity, and the resin sheet which has the heat resistance comprised so that the 1st resin member might be coat | covered. It includes full Tsu Motokei rubber as a material example of the first resin member. In addition, the resin sheet is preferably a substance that has excellent chemical resistance, can withstand the operating temperature, and has a low coefficient of friction and good sliding properties. Examples of the material include a fluororesin such as polytetrafluoroethylene. Or polyimide.

また、第２のシール部は、耐熱性を有する板状の第２の樹脂部材を備える。第２の樹脂部材の構成例として、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂からなる樹脂ブロックが挙げられる。   The second seal portion includes a plate-like second resin member having heat resistance. As a configuration example of the second resin member, a resin block made of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene can be cited.

以上の構成においては、炉体側に、金属等に比較して硬度の低い樹脂材料からなる第１のシール部が設けられ、扉側にも、樹脂材料からなる第２のシール部が設けられるため、炉体および扉の間のシールにおいて磨耗が発生しにくくなっている。   In the above configuration, the first seal portion made of a resin material having a lower hardness than metal or the like is provided on the furnace body side, and the second seal portion made of a resin material is also provided on the door side. The wear between the furnace body and the door is less likely to occur.

また、第２のシール部が板状を呈しているため、第１のシール部を構成する樹脂シートと面接触するようになり、接触面積を広くすることが可能になる。さらに、樹脂シートを炉体に安定的に固定することが可能になることから、扉の動作に起因して樹脂シートが変位することがないため、樹脂シートに加えられる摩擦等の外力の作用を必要最小限に抑えることが可能になる。   Moreover, since the 2nd seal | sticker part is exhibiting plate shape, it comes to surface-contact with the resin sheet which comprises a 1st seal | sticker part, and it becomes possible to enlarge a contact area. Furthermore, since it becomes possible to stably fix the resin sheet to the furnace body, the resin sheet will not be displaced due to the operation of the door, so the action of external force such as friction applied to the resin sheet can be prevented. It becomes possible to minimize the necessary amount.

また、炉体側に設けられた第１の樹脂部材が樹脂シートによって被覆されているため、第１の樹脂部材が、炉内から発生するガスによって腐食したり、熱によって硬化したりすることが防止される。さらには、扉側ではなく炉体側に樹脂シートを配置しているため、扉側のシャッタの構成の簡素化が図れ、シャッタの平面度の向上や軽量化が可能となる。   In addition, since the first resin member provided on the furnace body side is covered with the resin sheet, the first resin member is prevented from being corroded by the gas generated from the furnace or being cured by heat. Is done. Furthermore, since the resin sheet is disposed not on the door side but on the furnace body side, the configuration of the shutter on the door side can be simplified, and the flatness and weight reduction of the shutter can be achieved.

本発明によれば、扉側のシャッタの構成の簡素化を図りつつ、炉口と扉との間の機密性を保つためのシールにおいて発塵が生じることを効果的に防止し、かつ、炉口と扉との間の機密性を長期間に亘って維持することが可能になる。   According to the present invention, while simplifying the configuration of the door-side shutter, it is possible to effectively prevent generation of dust in a seal for maintaining confidentiality between the furnace port and the door, and It becomes possible to maintain the confidentiality between the mouth and the door for a long period of time.

従来の熱処理装置の概略構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of schematic structure of the conventional heat processing apparatus. 本願発明の実施形態に係るＩＲ炉の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of IR furnace which concerns on embodiment of this invention. ＩＲ炉に用いられる扉の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the door used for IR furnace. 炉体および扉の間のシールの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the seal | sticker between a furnace body and a door.

図２は、本発明の実施形態に係る枚葉式クリーン焼成炉である、多段式のＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）炉１０の概略を示す図である。以下の実施形態では、本発明に係る熱処理装置の例としてＩＲ炉１０を説明するが、本発明の適用範囲は、赤外線ヒータを用いたものに限定されるものではなく、熱風循環加熱方式やホットプレート加熱式等の他の加熱方式の熱処理装置にも本発明を適用することが可能である。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a multistage IR (Infrared Radiation) furnace 10 which is a single wafer clean firing furnace according to an embodiment of the present invention. In the following embodiments, an IR furnace 10 will be described as an example of a heat treatment apparatus according to the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the one using an infrared heater, The present invention can also be applied to a heat treatment apparatus of another heating method such as a plate heating method.

図２に示すように、ＩＲ炉１０は、熱処理されるべきワーク１５が収容される炉体１２を上部に備える。この実施形態では、液晶ディスプレイ用のガラス基板をワーク１５として用いているが、ワーク１５の例はこれには限定されない。炉体１２の下には、ＩＲ炉１０における駆動系基板や制御系基板を収納した制御部１６が配置される。制御部１６は、ＩＲ炉１０の動作を統括的に制御するように構成される。   As shown in FIG. 2, the IR furnace 10 includes a furnace body 12 in which a work 15 to be heat-treated is accommodated. In this embodiment, a glass substrate for a liquid crystal display is used as the work 15, but the example of the work 15 is not limited to this. Below the furnace body 12, a control unit 16 that houses a drive system board and a control system board in the IR furnace 10 is arranged. The control unit 16 is configured to comprehensively control the operation of the IR furnace 10.

炉体１２の内部には、多段状に配置された複数の熱処理部１４が設けられる。各熱処理部１４は、ワーク１５を設定温度で加熱するように構成されたヒータユニット１８を備える。また、各熱処理部１４の前面側には、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、ワーク１５の通過時に開閉するように構成された扉２０が設けられる。扉２０は、各熱処理部１４に対応する位置に複数設けられており、対応する熱処理部１４に対してワークが搬入される時、および対応する熱処理部１４からワークが搬出される時に開くように構成されている。   Inside the furnace body 12, a plurality of heat treatment parts 14 arranged in a multistage manner are provided. Each heat treatment unit 14 includes a heater unit 18 configured to heat the workpiece 15 at a set temperature. Moreover, the door 20 comprised so that it may open and close when the workpiece | work 15 passes is provided in the front side of each heat processing part 14 as shown to FIG. 3 (A)-FIG. 3 (C). A plurality of doors 20 are provided at positions corresponding to the respective heat treatment sections 14 so as to open when a workpiece is loaded into the corresponding heat treatment section 14 and when a workpiece is unloaded from the corresponding heat treatment section 14. It is configured.

扉２０は、図３（Ｂ）に示すように、シャッタ２６、メインフレーム２２、駆動ユニット２８を備える。シャッタ２６は、炉体１２の内部と外部とを熱的に遮断するように構成される。メインフレーム２２は、シャッタ２６を支持するように構成されており、扉２０の強度を確保するための機能を有する。ここでは、シャッタ２６の構成として鋼板製の容器と、その容器の内部に収納されたセラミックファイバ製の断熱材とを備える構成が採用され、メインフレーム２２の素材としてアルミニウムが採用されているが、シャッタ２６およびメインフレーム２２の素材はこれらに限定されるものではない。   As shown in FIG. 3B, the door 20 includes a shutter 26, a main frame 22, and a drive unit 28. The shutter 26 is configured to thermally block the inside and the outside of the furnace body 12. The main frame 22 is configured to support the shutter 26 and has a function for ensuring the strength of the door 20. Here, as a configuration of the shutter 26, a configuration including a steel plate container and a ceramic fiber heat insulating material housed in the container is adopted, and aluminum is adopted as a material of the main frame 22, The materials of the shutter 26 and the main frame 22 are not limited to these.

駆動ユニット２８は、メインフレーム２２に連結具２４を介して固定される。また、駆動ユニット２８は、図３（Ｃ）に示すように、アーム２８５を介してメインフレーム２２に接続されるとともに水平方向に配置された回転軸２８０を回転駆動するように構成される。回転軸２８０は、開口部の近傍の所定位置に配置された扉支持体２８２に設けられた軸受２８４に支持されており、カップリング２８６を介してロータリーアクチュエータ２８８に接続されている。この構成において、ロータリーアクチュエータ２８８が約９０度回転することにより、図３（Ｂ）に示すように扉２０が開閉動作を行う。ただし、ここで説明した構成は駆動ユニット２８の構成の一例を示すものにすぎず、駆動ユニット２８の構成は図３（Ｃ）に示す構成に限定されるものではない。   The drive unit 28 is fixed to the main frame 22 via the connector 24. As shown in FIG. 3C, the drive unit 28 is connected to the main frame 22 via the arm 285 and is configured to rotationally drive a rotary shaft 280 arranged in the horizontal direction. The rotary shaft 280 is supported by a bearing 284 provided on a door support 282 disposed at a predetermined position near the opening, and is connected to a rotary actuator 288 via a coupling 286. In this configuration, when the rotary actuator 288 rotates about 90 degrees, the door 20 opens and closes as shown in FIG. However, the configuration described here is merely an example of the configuration of the drive unit 28, and the configuration of the drive unit 28 is not limited to the configuration shown in FIG.

続いて、図４を用いて、炉体１２と扉２０との間のシールについて説明する。シャッタ２６および炉体１２との間に介在するように、環状の第１のシール部４０および環状の第２のシール部３０が配置される。ここでは、第２のシール部３０は、樹脂ブロック３２によって構成される。樹脂ブロック３２は、ビス等によってシャッタ２６に交換可能な状態で取り付けられている。樹脂ブロック３２の素材の例としては、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂が挙げられる。ここでは、樹脂ブロック３２が本願発明の第２の樹脂部材に対応する。   Then, the seal | sticker between the furnace body 12 and the door 20 is demonstrated using FIG. An annular first seal portion 40 and an annular second seal portion 30 are disposed so as to be interposed between the shutter 26 and the furnace body 12. Here, the second seal portion 30 is configured by a resin block 32. The resin block 32 is attached to the shutter 26 in a replaceable state with screws or the like. Examples of the material of the resin block 32 include fluororesins such as polytetrafluoroethylene. Here, the resin block 32 corresponds to the second resin member of the present invention.

第１のシール部４０は、バックアップ部材４２、樹脂シート４４、およびシート押さえ板金４６を備える。バックアップ部材４２は、炉体１２の外側における開口部の周囲に形成された環状のシャッタシール収容溝１２２に配置される。バックアップ部材４２の素材の例としては、フッ素系ゴム（耐熱温度は、２３０℃程度。）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、ここでは、バックアップ部材４２が本願発明の第１の樹脂部材に対応する。 The first seal portion 40 includes a backup member 42, a resin sheet 44, and a sheet pressing sheet metal 46. The backup member 42 is disposed in an annular shutter seal housing groove 122 formed around the opening on the outside of the furnace body 12. Examples of the material of the backup member 42 is off Tsu Motokei rubber (Heat resistance temperature is 230 ° C. or so.) Although the like, but is not limited thereto. Here, the backup member 42 corresponds to the first resin member of the present invention.

樹脂シート４４は、バックアップ部材４２を覆い隠すように配置される。樹脂シート４４の素材の例としては、ポリイミド（耐熱温度は、２５０℃程度。）が挙げられるが、これに限定されることはない。シート押さえ板金４６は、シャッタシール収容溝１２２の両側において樹脂シート４４を炉体１２に固定するように、固定具を介して炉体１２に固着されている。シート押さえ板金４６の素材の例としては、ステンレス（例えば、炉体１２の鋼材と同一のもの。）が挙げられるが、これに限定されるものではない。   The resin sheet 44 is disposed so as to cover the backup member 42. Examples of the material of the resin sheet 44 include polyimide (heat-resistant temperature is about 250 ° C.), but are not limited thereto. The sheet pressing sheet metal 46 is fixed to the furnace body 12 via a fixture so as to fix the resin sheet 44 to the furnace body 12 on both sides of the shutter seal housing groove 122. Examples of the material of the sheet pressing sheet metal 46 include stainless steel (for example, the same as the steel material of the furnace body 12), but are not limited thereto.

以上の構成によれば、樹脂シート４４を含む第１のシール部４０を炉体１２側に取り付けたことにより、扉２０側のシャッタ２６の構成の簡素化が図れるため、シャッタ２６の平面度を向上させたり、シャッタ２６の強度を高めたり、シャッタ２６を軽量化したりするが可能となる。   According to the above configuration, since the first seal portion 40 including the resin sheet 44 is attached to the furnace body 12 side, the configuration of the shutter 26 on the door 20 side can be simplified. It is possible to improve, increase the strength of the shutter 26, and reduce the weight of the shutter 26.

また、樹脂ブロック３２として金属に比較して硬度の低い耐熱樹脂材料を用い、かつ、樹脂ブロック３２と樹脂シート４４とを面接触させたことにより、樹脂シート４４と樹脂ブロック３２との間の擦れが著しく低減される。その結果、発塵を抑制することが可能になり、かつ、メンテナンス周期を長期化することが可能となる。さらには、樹脂シート４４が、不安定な扉２０側でなく、炉体１２側に固定された状態で配置されるため、樹脂シート４４およびバックアップ部材４２のメンテナンス時の作業性が向上する。   Further, the resin block 32 is made of a heat-resistant resin material having a hardness lower than that of metal, and the resin block 32 and the resin sheet 44 are brought into surface contact with each other. Is significantly reduced. As a result, dust generation can be suppressed and the maintenance cycle can be extended. Furthermore, since the resin sheet 44 is arranged in a state of being fixed to the furnace body 12 side instead of the unstable door 20 side, workability during maintenance of the resin sheet 44 and the backup member 42 is improved.

上述の実施形態では、枚葉式クリーン焼成炉にて、クリーン度、歩留まり、メンテナンス周期、メンテナンスの作業性を向上させる例を説明したが、この発明は、枚葉式クリーン焼成炉以外にも、連続炉等に適用した場合でも同様の作用効果を享受することが可能である。   In the above-described embodiment, the example of improving the cleanliness, yield, maintenance cycle, maintenance workability in the single-wafer clean firing furnace has been described. Even when applied to a continuous furnace or the like, it is possible to enjoy the same effects.

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許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が含まれることが意図される。   The above description of the embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

１０−ＩＲ炉
１２−炉体
２０−扉
２６−シャッタ
３０−第２のシール部
３２−樹脂ブロック
４０−第１のシール部
４２−バックアップ部材
４４−樹脂シート
４６−シート押さえ板金
１２２−溝 10-IR furnace 12-furnace body 20-door 26-shutter 30-second seal part 32-resin block 40-first seal part 42-backup member 44-resin sheet 46-sheet pressing sheet metal 122-groove

Claims (3)

熱処理されるワークを収容する炉体であって、前記ワークの搬入および搬出を行うための炉口を有し、かつ、前記炉口を囲むように第１のシール部が設けられた炉体と、
前記第１のシール部に対応する位置に配置された第２のシール部を備え、前記第１のシール部および前記第２のシール部を介して前記炉口を気密的に閉塞可能な扉と、
を備えた熱処理装置であって、
前記第１のシール部は、断熱性および弾力性を有する第１の樹脂部材と、前記第１の樹脂部材を被覆するように構成された耐熱性を有する樹脂シートとを備える一方で、
前記第２のシール部は、耐熱性を有する板状の第２の樹脂部材を備えた
熱処理装置。 A furnace body containing a workpiece to be heat-treated, having a furnace port for carrying in and carrying out the workpiece, and a furnace body provided with a first seal portion so as to surround the furnace port; ,
A door including a second seal portion disposed at a position corresponding to the first seal portion, and capable of hermetically closing the furnace port via the first seal portion and the second seal portion; ,
A heat treatment apparatus comprising:
While the first seal portion includes a first resin member having heat insulation and elasticity, and a heat-resistant resin sheet configured to cover the first resin member,
The second seal portion is a heat treatment apparatus including a plate-like second resin member having heat resistance. 前記第１の樹脂部材は、前記炉口を囲むように形成された溝部に配置されており、
前記樹脂シートは、前記炉体における前記溝部の両側に板金を介して固定され、かつ、
前記第２の樹脂部材が樹脂ブロックによって構成された請求項１に記載の熱処理装置。 The first resin member is disposed in a groove formed so as to surround the furnace port,
The resin sheet is fixed to both sides of the groove portion in the furnace body via a sheet metal, and
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the second resin member is formed of a resin block. 前記第１の樹脂部材は、フッ素系ゴムによって構成されており、
前記樹脂シートは、ポリイミドまたはフッ素樹脂によって構成された請求項１または２に記載の熱処理装置。 The first resin member is constituted by a full Tsu Motokei rubber,
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the resin sheet is made of polyimide or fluororesin.
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