CN101016190A - 热处理炉用机械臂装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热处理炉用机械臂装置，以CFRP为原料的手臂(1)形成为扁平剖面的长条状，并以支柱(13)悬臂支撑的。于手臂(1)的固定端附近的上面及下面配置薄壁状的加热器(2)、(3)，并以被覆构件(4)被覆。对加热器(2)、(3)供给电力而使手臂(1)的固定端附近处加热至150℃以上的温度。由此，通过在CFRP(碳纤维强化树脂)材料制的手臂部的外周面安装薄板状的加热器，既便宜又易于更换出现故障的加热器，使维护作业简略化及低频度化，而使生产性提高。

Description

热处理炉用机械臂装置

技术领域

本发明涉及一种热处理炉用机械臂装置，其使用在制造液晶彩色显示器(liquid crystal color display)的彩色滤光片(color filter)等时，将玻璃基板对热处理炉搬出入或移送等移载的情况。

背景技术

当制造液晶彩色显示器的彩色滤光片等时，将由有机物所构成的感光性抗蚀剂涂布于玻璃基板上而使其干燥后，进行图案曝光及显像以形成着色图案。此时，为使着色图案部分的感光性抗蚀剂完全硬化，而进行在200℃～250℃的热处理炉中烧结的热处理步骤。

在热处理步骤中，将上面涂布有感光性抗蚀剂的玻璃基板(被处理物)，载置于机械臂装置的手臂部，而搬入维持在既定温度的热处理炉内。于热处理炉内，多片玻璃基板在各片间隔着间隙而层迭并收纳。

玻璃基板上所涂布的感光性抗蚀剂在热处理炉内加热时，会产生气体。热处理炉内成为由感光性抗蚀剂所产生的气体的高浓度环境。该气体在100℃～150℃固化而成为升华物。

在将玻璃基板搬入及搬出时，从热处理炉外部将温度较低而为室温附近的手臂部插入热处理炉内时，气体在低温手臂部冷却成为升华物而附着于手臂部。手臂部在玻璃基板的搬入及搬出时通过玻璃基板的上部。此时，升华物从手臂部落下至玻璃基板上，而成为产生粒状物(particle)的原因。

特别是，在热处理炉的搬出入口附近处，由于热处理炉内外温度急遽变化，所以气体容易冷却而固化。因此，在将玻璃基板搬出入时，位于搬出入口附近处的手臂部固定端附近处会附着多量的升华物。

为防止此问题，有必要定期进行将附着在手臂部的升华物除去的维护作业，但是，伴随玻璃基板的处理量增加而使维护作业繁杂化，同时其频度增加且生产性降低。

因此，现有机械臂装置中，已提案有通过可升温的棒状材料构成手臂部(例如，参照专利文献1)。具体而言，提案的内容是通过内部具有电力接通电极的方棒陶瓷电热器来构成手臂部。

(专利文献1)日本专利特开平11-270970号公报

发明内容

但是，陶瓷材料一般价格昂贵且比重大而脆。为赋予手臂部耐得起面积扩大化倾向显著的玻璃基板的搬送强度，有必要使手臂部大型化。经大型化的手臂部不仅成本上升，且无法插入于层迭而收纳的多片玻璃基板的间隙中，因此不适合玻璃基板的搬入及搬出。于是，近年来使用碳纤维强化树脂(以下，称为CFRP)作为手臂的原料，但是CFRP材料的手臂部本身无法成为发热体。

本发明的目的在于提供一种热处理炉用机械臂装置，通过在CFRP材料手臂部的外周面安装薄板状加热器，可便宜又易于更换故障的加热器，而使维护作业简略化及低频度化，而能使生产性提高。

本发明的热处理炉用机械臂装置具备有手臂部、加热器及被覆构件。手臂部以CFRP为原料，呈现例如外型剖面为矩形等的扁平剖面的长条状，而为悬臂支撑的构造，在对热处理炉搬出入和移送时载置有被处理物。加热器为薄壁状，接触且配置于上述手臂部表面中，至少包含手臂部的固定端侧的端部在内的范围，并发热至被处理物产生的气体的固化温度以上。被覆构件为具有可挠性的树脂制薄片体，包夹加热器而被覆于手臂部的表面。

在该构成中，发热至由被处理物所产生的气体的固化温度以上的加热器，由树脂制的被覆构件支撑在悬臂支撑构造的手臂部的表面上，至少接触于包含固定端侧的端部在内的范围。

因此，手臂部中至少固定端侧的端部的表面温度，维持在被处理物所产生的气体的固化温度以上。于手臂部至少固定端侧的端部，不会发生附着被处理物所产生的气体的升华物的情况。被处理物的搬出入时，因位于搬出入口附近处而容易附着升华物的手臂部固定端附近，其可确实维持在被处理物所产生的气体的固化温度以上。具有可挠性的树脂制薄片体的被覆构件较易于破断，因此可容易更换加热器。另外，于手臂部的外表面处，薄壁状的加热器通过薄片状的被覆构件而配置，因此不会大幅增加手臂部在剖面上的高度。

上述构成中所含的加热器，可配置在手臂部的至少上下面。手臂部中，至少固定端侧的端部的上下面的表面温度，维持在被处理物所产生的气体的固化温度以上。于手臂部中至少固定端侧的端部的上下面，不会附着被处理物所产生的气体的升华物。

上述构成中所含的加热器，可使用硅(氧)橡胶(silicone rubber)加热器。于手臂部表面配置薄型硅橡胶加热器，因此其不会大幅增加手臂部在剖面上的高度。

上述构成中所包含的被覆构件，可使用热缩套管。如将加热器配置在手臂部的表面上，以热缩套管被覆之后，藉对热缩套管加热则可确实地将加热器固定于手臂部的表面上。

根据本发明的热处理炉用机械臂装置，其可以简单的构成，将被处理物搬出入时，因位于搬出入口附近处而容易附着升华物的手臂部的固定端侧的端部表面温度，确实维持在被处理物所产生的气体的固化温度以上，因此可防止被处理物所产生的气体的升华物附着于该部分。另外，具有可挠性的树脂制薄片体的被覆构件，由于比较易于破断，因此可容易更换加热器。通过此种方式，其可使维护作业简略化及低频度化，因而提高生产性。更进一步，于手臂部的外表面，其通过薄片状的被覆构件而配置薄壁状的加热器，因此不会大幅增加手臂部在剖面上的高度，故不会在将被处理物搬出入处理炉时造成妨碍。

通过将加热器配置于手臂部的至少上下面，其可将手臂部的至少固定端侧的端部的上下面表面温度，维持在被处理物所发生的气体的固化温度以上。因其可防止于手臂部的至少固定端侧的端部上下面附着被处理物所产生的气体的升华物，故能防止在搬送热处理炉内隔开间隔而层迭的被处理物时，升华物从手臂部落下至被处理物的表面。

作为加热器，使用硅橡胶加热器，则可防止大幅增加手臂部在剖面上的高度。在搬送热处理炉内隔开间隔而层迭的被处理物时，则不会对往被处理物之间插入手臂部的动作造成妨碍。

作为被覆构件，使用热缩套管，通过对热缩套管加热则能容易且确实地将加热器固定于手臂部的表面上。

附图说明

图1为表示本发明实施形态中，热处理炉用机械臂装置10的使用状态的图。

图2为平面图，表示手臂1上载置玻璃基板30的状态的一例。

图3为剖视图，表示手臂1的固定端附近的构成。

符号说明

1      手臂(手臂部)

2、3   加热器

4      被覆构件

10     热处理炉用机械臂装置

11     本体

12、13 支柱

20     热处理炉

30     玻璃基板(被处理物)

具体实施方式

图1为表示本发明实施形态中，热处理炉用机械臂装置10的使用状态的图。热处理炉用机械臂装置10，例如在以液晶彩色显示器的有机彩色滤光片用玻璃基板30作为被处理物的热处理步骤中，使用于将涂布感光性抗蚀剂的玻璃基板30在热处理炉20搬出入用。

热处理炉用机械臂装置10具备有本体11、支柱12、13及手臂1。支柱12可升降且旋转自如地支撑在本体11上。支柱13可旋转自如地支撑在支柱12上。手臂1为本发明的手臂部，悬臂支撑于支柱13上。热处理炉用机械臂装置10例如具备有两支手臂1。手臂1的数量亦可为三支以上。

热处理炉用机械臂装置10，将机架40内所收纳的玻璃基板30层迭于热处理炉20而搬入，并将完成既定热处理的玻璃基板30，从热处理炉20搬出而搬送至下个步骤的位置。

在将玻璃基板30搬入热处理炉20之际，热处理炉用机械臂装置10通过支柱12、13的旋转，而将手臂1朝水平方向插入机架40内所收纳的玻璃基板30的下方，而使支柱12上升并使玻璃基板30载置于手臂1上。随后，通过支柱12、13的旋转，使玻璃基板30跟手臂1一起从机架40取出，而将其插入热处理炉20内。

当载置有玻璃基板30的手臂1到达热处理炉20内的既定位置时，使支柱12下降而使玻璃基板30载置于机架23。进而，在使支柱12下降而手臂1离开玻璃基板30的下面后，旋转支柱12、13而使手臂1从热处理炉20抽出。

将玻璃基板30从热处理炉20搬出之际，热处理炉用机械臂装置10通过支柱12、13的旋转，而将手臂1朝水平方向插入热处理炉20内所收纳的玻璃基板30的下方，并使支柱12上升而使玻璃基板30载置于手臂1上。随后，通过支柱12、13的旋转，使玻璃基板30跟手臂1一起从热处理炉20取出。

热处理炉20的搬出入口21是通过闸门(shutter)22而可开关自如。在将玻璃基板30由热处理炉20搬出入之际，搬出入口21则开放。热处理炉20的内部维持在适合烧结玻璃基板30上所涂布的感光性抗蚀剂的200℃～250℃左右的温度，因此热处理炉20内成为由感光性抗蚀剂所产生的气体的环境。热处理炉20外部为室温，因此搬出入口21在开放时，在搬出入口21附近冷却至100℃～150℃的气体则固化。

图2为表示载置在手臂1上的玻璃基板30的状态的一例的平面图。手臂1例如配合长度1300mm的玻璃基板30而为长度1700mm，从固定端到开放端维持一定宽度100mm。

玻璃基板30在由支柱13所悬臂支撑的手臂1上，与离手臂1固定端既定距离(图2所示例中为330mm)的位置起到开放端侧之间的范围做接触。在将玻璃基板30由热处理炉20内搬出入之际，在手臂1的固定端侧未接触玻璃基板30的部分，位于热处理炉20的搬出入口21附近处。所以，在手臂1的固定端侧未接触玻璃基板30的部分则容易附着升华物。

图3为表示手臂1的固定端附近的构成的剖视图。手臂1以CFRP为原料而形成矩形剖面的棒状，并为支柱13所悬臂支撑。手臂1在维持以上面为水平面的状态下形成下面倾斜的斜面形状，其固定端高度为40～50mm、开放端高度为20～30mm。

在手臂1的固定端附近处，其上面和下面配置有加热器(heater)2、3，并由被覆构件4所被覆。加热器2、3例如为1～3mm左右的厚度的硅橡胶加热器。加热器2的消耗电力为40W，且加热器3的消耗电力为40W。加热器2、3只要符合薄壁状以及发热至热处理炉20内气体的固化温度以上的条件者，则使用硅橡胶加热器以外者亦可。

被覆构件4例如为1mm左右厚度的热缩套管。被覆构件4只要符合可耐加热温度的薄片(sheet)体的条件，则使用热缩套管以外者亦可。

加热器2、3例如图2所示，配置于距离手臂1的固定端30mm的位置处，而朝开放端侧250mm的范围。另外，亦可对手臂1的全周面配置加热器。

通过对加热器2、3供给电力，可使手臂1的固定端附近加热至150℃以上温度。由此，在将玻璃基板30搬出入热处理炉20之际，则可抑制升华物附着于位于热处理炉20的搬出入口附近的手臂1的固定端附近处。

因为附着于手臂1的升华物减少，所以其可使杂质从手臂1附着于玻璃基板30的可能性降低，抑制粒状物产生并可提高成品率。另外，其可使附着于手臂1的升华物除去的维护作业简略化，同时可减少维护频度，因此可提高其生产性。更进一步，因没必要降低热处理炉20内的气体浓度，所以可抑制因热处理炉20内的换气量增加而造成的热能损失，而可防止能源消耗量的增加。

另外，加热器2、3亦可配置于含固定端附近在内的手臂1全范围。在此情况下，则必须使用耐热温度达热处理炉20内设定温度以上的被覆构件4。因此，被覆构件4并不限于热缩套管。但是，由于手臂1插入热处理炉20内部收纳成层迭状态的多片被处理物之间，因此，必须选择在上下方向尺寸的变化不大的构件。

上述实施形态的说明全部均为例示性者，而本发明并不限定于上述实施形态的构成。本发明的范围如申请专利范围所示，并包含申请专利范围的范围内及其均等意义的全部变化。

Claims (5)

1.一种热处理炉用机械臂装置，其特征在于具备有：

手臂部，为对热处理炉移载被处理物时所用的机械臂的手臂部，其以碳纤维强化树脂为原料，呈现扁平剖面的长条状，而为悬臂支撑的构造；

加热器，为薄壁状加热器，其接触且配置于上述手臂部表面中，至少包含上述手臂部的固定端侧的端部在内的范围，并发热至上述被处理物产生的气体的固化温度以上；以及

被覆构件，为可挠性树脂制薄片体，其包夹上述加热器而被覆于上述手臂部的表面。

2.根据权利要求1所述的热处理炉用机械臂装置，其中，上述加热器配置在上述手臂部的至少上下面。

3.根据权利要求1或2所述的热处理炉用机械臂装置，其中，上述加热器为硅橡胶加热器。

4.根据权利要求1或2所述的热处理炉用机械臂装置，其中，上述被覆构件为热缩套管。

5.根据权利要求3所述的热处理炉用机械臂装置，其中，上述被覆构件为热缩套管。

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