CN101338976B - 板状被处理体的冷却装置和安装有该装置的热处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供板状被处理体的冷却装置和安装有该装置的热处理系统。板状被处理体冷却装置(1)包括板状被处理体(90)的配置部(11)和由上侧冷却部(20)与下侧冷却部(30)构成的冷却部。上侧冷却部(20)和下侧冷却部(30)配置在被处理体配置部(11)的上下，并设置有内侧板(21、31)、外侧板(22、32)和风扇(29、39)。在整个区域上形成有连通内侧板(21、31)和外侧板(22、32)、且利用筒状体(26、36)而形成的第一通孔(28、38)，和贯通内侧板(21、31)的第二通孔(25、35)。使风扇(29、39)动作，使外部空气通过第一通孔(28、38)后冷却被处理体90，然后使其从第二通孔(25、35)通过中间空间(23、33)后排向外部。

Description

板状被处理体的冷却装置和安装有该装置的热处理系统

技术领域

本发明涉及对基板等板状被处理体(以下，简称为“被处理体”)进行冷却的装置和能够从加热至冷却一贯地进行的热处理系统。

背景技术

为了对玻璃基板等板状的被处理体进行加热处理，使用一种装置，其利用机械手将预先对被处理体涂敷规定的溶液并使其干燥后的被处理体放置在装载段上，然后利用被导入加热处理室内的热风进行加热处理(烧制)。这种装置被应用于液晶显示器(LCD：Liquid CrystalDisplay)、等离子体显示器(PDP：Plasma Display)、有机EL显示器等平板显示器(FPD)的制作中。

被以上述方式进行过加热处理后的的被处理体需要进行冷却，历来，通过放置进行冷却，但这种方法存在耗费时间过多的缺点。因此，向其强制地吹风，在短时间内进行冷却。

例如，日本专利公开公报“特开2002-71936号”公开了一种被处理体的冷却装置。在该装置中，分别设置对被处理体进行加热的加热处理槽和进行冷却的冷却槽，将加热处理结束后的被处理体从加热处理槽搬送至冷却槽进行冷却。这种装置的优点是，当不空留时间连续进行加热处理时，由于不使加热处理槽的温度降低就能够进行冷却，因此能够防止用于加热处理槽中的能量的浪费。

当为分别设置加热处理槽和冷却槽的系统时，如果不能使各个槽中的处理工序的速度相等，则全体的加热、冷却处理的效率变差。而且，当冷却槽中的冷却时间过长时，每单位时间能够冷却的被处理体的个数变少，冷却槽的处理速度变慢，因此，为了处理大量的被处理体不得不使冷却槽大型化。

另外，如上述专利公开公报所示，被处理体的冷却是通过间隔一定距离排列被处理体，将冷却用的空气从一侧供向被处理体之间，并使其向另一侧流动来进行的。因此，由于在另一侧的流动变弱，并且另一侧的空气温度变高，所以，另一侧的冷却需要时间，至冷却完成为止的时间有变长的倾向。

特别是当被处理体为基板等精密电子零件时，由于不能利用包含杂质的空气冷却，所以必须使用带有HEPA(高效率空气微粒：highefficiency particulate air)过滤器的风扇等使冷却用的空气流动。为此，由于供给的空气的流速慢，供给量少，所以冷却时间变长。

并且，必需将加热处理后的高温的被处理体搬入该装置中，冷却后再将它搬出。如果在保持打开冷却槽的搬入部、搬出部的状态下进行冷却，则冷却空气从该开放部分向外部流出，所以另一侧的空气流动变慢，该部分的冷却不充分，因此必需使冷却时间较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对被实施加热处理后的被处理体高效率地进行冷却的板状被处理体的加热冷却一贯系统。

用于达成上述目的第一方式包括被处理体的配置部；和在配置的被处理体的两面中的至少任一侧配置的冷却部，上述冷却部具备内侧板、外侧板和风扇，在内侧板和外侧板之间设置有中间空间，并使内侧板为被处理体一侧，在配置被处理体的整个区域上配置有多个连通内侧板和外侧板、且利用隔断中间空间的筒状体形成的第一通孔，和贯通内侧板的第二通孔，通过使风扇动作形成从外侧板的外部通过第一通孔进入内侧板的内部，然后从第二通孔通过中间空间到达外部的空气的流动，由此进行被处理体的冷却。

根据第一方式，通过利用风扇强制地使空气流在配置于配置被处理体的整个区域的多个第一通孔和第二通孔中流动，能够在整体上均匀地冷却被处理体。

第二方式包括被处理体的配置部；和在配置的被处理体的两面中的至少任一侧配置的冷却部，上述冷却部具备内侧板、外侧板和风扇，在内侧板和外侧板之间设置有中间空间，并使内侧板为被处理体一侧，在被处理体的整个配置区域上配置有多个连通内侧板和外侧板、且利用隔断中间空间的筒状体形成的第一通孔，和贯通内侧板的第二通孔，通过使风扇动作形成从外部通过中间空间后从第二通孔进入内侧板的内部，然后通过第一通孔到达外侧板的外部的空气的流动，由此进行被处理体的冷却。

根据第二方式，形成连通内侧板和外侧板且利用隔断中间空间的筒状体形成的第一通孔、和贯通内侧板的第二通孔，第一通孔和第二通孔在配置被处理体的整个区域配置有多个，通过使风扇动作形成从外部通过中间空间后从第二通孔进入内侧板的内部，然后通过第一通孔到达外侧板的外部的气流，由此进行被处理体的冷却，因此能够在整体上均匀地进行被处理体的冷却。

第三方式的特征在于，在第一或第二方式中，在配置部设置有多个支撑销，将被处理体载置在支撑销上加以配置。

根据第三方式，因为将被处理体载置在多个支撑销上进行冷却，所以在冷却时难以防碍气流，能够简单地进行被处理体的配置。

在第四方式中，包括配置在被处理体的下侧的作为冷却部的下侧冷却部，还能够在上述下侧冷却部的内侧板的上侧固定多个支撑销。

第五方式的特征在于，在第三或第四方式中，支撑销能够伸缩或上下运动，通过支撑销的伸缩或上下运动能够改变冷却部与被处理体的距离。

根据第五方式，因为支撑销能够伸缩或上下运动，且利用支撑销的伸缩或上下运动能够改变冷却部与被处理体的距离，因此能够根据需要改变用于冷却的气流的速度，提高被处理体的搬入搬出的作业效率。

第六方式的特征在于，在方式一～五中还交替地排列配置有第一通孔和第二通孔。

根据第六方式，因为交替地排列配置第一通孔和第二通孔，所以能够使用于冷却的气流稳定。

在第7方式中，第一通孔和第二通孔的配置为棋盘眼状。此处，所谓第一通孔和第二通孔的配置为棋盘眼状是指，第一通孔和第二通孔的配置在横竖方向排列，在横和竖的排列的任一个中，第一通孔和第二通孔均交替排列。

第八方式的特征在于，在第一～第七方式中，相对的两面开放。

根据第八方式，因为相对的两面开放，所以配置部能够从任一面搬入被处理体，而从另一面搬出被处理体。

在第九方式中，利用进行被处理体的加热处理的加热处理装置、第一～第八方式的被处理体冷却装置、和取出被进行过加热处理的被处理体后将其搬入上述被处理体冷却装置的搬入装置构成热处理系统。

发明的效果

本发明的被处理体冷却装置虽然小型，但是能够高效率地进行被处理体的冷却。

附图说明

图1为表示本发明的第一实施方式的被处理体冷却装置的立体图。

图2为图1所示的被处理体冷却装置的一部分剖开的立体图。

图3为表示图1所示的被处理体冷却装置的内侧板和风扇的说明图。

图4为图1所示的被处理体冷却装置的A-A截面图。

图5为本发明的第二实施方式的被处理体冷却装置的截面图。

图6为本发明的第三实施方式的被处理体冷却装置的截面图。

图7为本发明的第四实施方式的被处理体冷却装置的截面图。

符号说明

1、2、3、4被处理体冷却装置

5热处理系统

8被处理体冷却组件

10冷却部

11被处理体配置部

20上侧冷却部

21内侧板

22外侧板

23中间空间

25第二通孔

28第一通孔

29风扇

30下侧冷却部

31内侧板

32外侧板

33中间空间

35第二通孔

38第一通孔

39风扇

43、53支撑销

90被处理体

具体实施方式

以下，对本发明的实施例进行说明。

如图1、图2所示，第一实施方式的被处理体冷却装置1具有由上侧冷却部20与下侧冷却部30构成的冷却部10、和在上侧冷却部20与下侧冷却部30之间形成的被处理体配置部11。板状的被处理体90配置在配置部11上，通过位于被处理体90的两面上的上侧冷却部20和下侧冷却部30进行冷却。

上侧冷却部20具有内侧板21和外侧板22。被处理体90位于内侧板21的下表面一侧。在内侧板21与外侧板22之间存在中间空间23。内侧板21和外侧板22为大小大致相同的长方形状，相对的边21a、21b、22a、22b与侧板40、41接合。

如图2所示，内侧板21具有贯通被处理体配置部11侧和中间空间23侧的通孔24和25。通孔24为圆形的孔且与筒状体26连通。另外，通孔25为正方形状(以下，称为第二通孔)。

在外侧板22上设置有贯通中间空间23与外部的通孔27。该通孔27为圆形，设置在与内侧板21的通孔24对应的位置上。通孔27与筒状体26连通，两者作为一体形成第一通孔28。

该第一通孔28通过筒状体26与中间空间23之间隔断，连接外部与被处理体配置部11。在第一通孔28内配置风扇29。

第一通孔28和第二通孔25形成有多组，在横竖方向交替地并排配置，如图3所示，整体为棋盘眼状。而且，第一通孔28和第二通孔25配置在配置被处理体90的整个区域上。因此，能够利用上侧冷却部20在整体上对被处理体90进行冷却。

风扇29位于第一通孔28的内部，利用风扇29在该通孔28内产生气流。在上侧冷却部20上设置有多个第一通孔28，各个通孔28中设置有风扇29。如图4所示，气流全部向着被处理体配置部11，利用通孔28内的风扇29，在上侧冷却部20的全部区域中使空气从外部流向被处理体配置部11。

下侧冷却部30与上侧冷却部20的结构相同，如图1、图2所示，具有内侧板31、外侧板32，内侧板31以位于被处理体90一侧的方式配置。并且，在内侧31和外侧板32之间形成有中间空间33。

内侧板31和外侧板32为长方形状，大小大致相同，相对的边31a、31b、32a、32b与侧板40、41接合。这样，上侧冷却部20的内侧板21、下侧冷却部30的内侧板31和侧板40、41形成一个被包围的空间，在该空间中形成有被处理体配置部11。并且，关于被处理体配置部11，配置的被处理体90的板面(上面，下面)以外的相对的二个面开放，并具有开放面11a、11b。如图1的箭头所示，能够从开放面11a、11b进行被处理体90的搬入或搬出。

中间空间23、33也分别由各自的内侧板21、31、各自的外侧板22、32和侧板40、41包围，与被处理体配置部11相同的一侧开放，具有开放面23a、23b、33a、33b。

在下侧冷却部30的内侧板31上具有贯通被处理体配置部11一侧与中间空间33一侧的圆形的通孔34和正方形的通孔35，通孔35作为第二通孔发挥作用。

在外侧板32上设置有贯通中间空间33和外部的圆形的通孔37。通孔37设置在与内侧板31的通孔34对应的位置上，通孔34和通孔37经筒状体36连通，成为第一通孔38。在第一通孔38中配置有风扇39。

第一通孔38和第二通孔35形成有多个，它们在横竖方向交替地并排配置，成为棋盘眼状，该配置与第一通孔28和第二通孔25一致。

设置在下侧冷却部30的第一通孔38中的风扇39也与设置在上侧冷却部20中的风扇29相同，均能够在第一通孔38内产生气流。如图4所示，第一通孔38内的气流方向在所有风扇39中均相同，为被处理体配置部11的方向。结果，由上侧冷却部20和下侧冷却部30的全部风扇29、39产生的气流的方向均为朝向被处理体配置部11的方向。

这样，在本实施方式的冷却部10中，当风扇29、39动作时，产生从第一通孔28，38朝向被处理体配置部11的气流，外侧板22、32外侧的外部空气流向被处理体配置部11。

在下侧冷却部30的内侧板31的上侧，即，在被处理体配置部11一侧配置有用于载置被处理体90的支撑销43，并被固定在内侧板31的上侧。支撑销43避开内侧板31的通孔34和通孔35形成有多个，且长度相同。因此，载置在支撑销43上的被处理体90与内侧板31平行配置，被处理体90与内侧板31的间隔在整个区域中大致相同。

另外，由于支撑销43的前端部分较尖，所以与被处理体90成为近似于点接触的状态，使得与被处理体90的接触部分较少，并且，在冷却时气体与更大的面积接触，能够提高冷却性。

配置的被处理体90位于冷却部10的上侧冷却部20和下侧冷却部30之间。由于风扇29、39的动作，外部空气从上侧冷却部20的第一通孔28、下侧冷却部30的第一通孔38流向被处理体配置部11，朝向被处理体90的上表面、下表面流动，与该被处理体90的上表面、下表面冲击。

如图4所示，获取被处理体90的热量后温度上升的空气从第二通孔25、35流向中间空间23、33。由于第一通孔28、38和第二通孔25、35相邻配置，为互相被夹住的位置关系，所以空气几乎不流向被处理体配置部11的开放部分11a、11b，主要流向中间空间23、33。进一步，空气流向中间空间23、33的开放面23a、23b、33a、33b并被排出。

接着，对被处理体冷却装置1的使用方法进行说明。

在本实施方式的被处理体冷却装置1中，还同时使用图中没有显示的加热处理装置、搬入装置、和搬出装置。利用这些装置构成热处理系统5。

由被处理体冷却装置1冷却的被处理体90被上述加热处理装置在高温下进行加热处理，被搬入装置从加热处理装置移动至被处理体冷却装置1的被处理体配置部11，冷却后，由搬出装置从被处理体冷却装置1搬出。

关于加热处理装置、搬入装置、和搬出装置，能够使用公知的装置。例如，作为加热处理装置能够使用利用电加热器等的烘烤装置(oven)，另外，作为搬入装置、搬出装置，能够使用机械手式臂。

从开放面11a进行搬入装置的搬入。如图2、图4所示，该搬入的刚完成加热处理的被处理体90被载置在支撑销43上。使风扇29、39动作，将比外侧板22、32更位于外侧的外部的空气供向内部，由此对被处理体90进行冷却。

由于外部空气被供向被处理体90的全部区域，因此不会存在如现有技术那样，当空气沿被处理体90的表面流动时下游侧的冷却能力下降的问题，从而能够进行均匀的冷却。

冷却至规定温度以下的被处理体90由搬出装置从开放面11b搬出，之后，另一个被处理体90被搬入并被依次冷却。关于风扇29、39的动作，既可以只在进行冷却的情况下使其动作，也可以使其一直动作。

在本实施方式的被处理体冷却装置1中，在设置在相互相对的位置上的开放面11a、11b处进行被处理体90的搬入搬出。因此，能够令热处理系统5中的被处理体冷却装置1的前后的工序的配置为直线状，甚至容易令整体的配置为直线状。

也能够仅使用开放面11a、11b中的任一个进行被处理体90的搬入搬出。在这种情况下，优选将不用于被处理体90的搬入搬出的另一个开放面11a、11b封闭。

在热处理系统5中使用的被处理体冷却装置1的数目既可以是一台，也可以是多台。该台数能够由进行冷却的时间和每单位时间进行冷却的被处理体90的个数决定。如后所述，能够使用配置有多台结构与被处理体冷却装置1相同的被处理体冷却组件8的被处理体冷却装置4。也能够利用该被处理体冷却装置4形成热处理系统5。

风扇29、30能够配置在其它位置。例如，也能够如图5所示的第二实施方式的被处理体冷却装置2那样，采用将风扇29、39配置在第二通孔25、35的中间空间23、33一侧，而不设置在第一通孔28、38中的结构。然后，利用该被处理体冷却装置2的风扇29、39，能够产生从被处理体配置部11流向中间空间23、33的气流。由此，第二通孔25、35的被处理体配置部11一侧附近的压力降低，为此，外部的空气从第一通孔28、38流向被处理体配置部11，产生与被处理体冷却装置1同样的空气流动，从而能够进行被处理体90的冷却。

而且，冷却部10虽然在被处理体90的两面上设置有上侧冷却部20和下侧冷却部30，也可以只在任一面上设置。例如，如图6所示的第3实施方式的被处理体冷却装置3那样，也能够采用只设置上侧冷却部20的结构。而且，本实施方式的上侧冷却部20虽然与第一实施方式的被处理体冷却装置1相同，但也能够采用与第二实施方式的被处理体冷却装置2为相同的结构的装置。

在被处理体冷却装置3中设置有多个用于载置被处理体90的支撑销53，该支撑销53能够伸缩。而且，通过使支撑销53伸缩，能够改变冷却部10(上侧冷却部20)与被处理体90的距离。

当使支撑销53伸出时，上侧冷却部20和被处理体90的距离接近，能够使从外部供给的冷却用的空气流动加快。并且，因为能够增大被处理体90的下侧的间隙，所以能够使搬入被处理体90的作业变得容易。

在被处理体冷却装置3中设置传送滚轮50，该传送滚轮50能够进行冷却后的被处理体90的搬入、搬出。传送滚轮50具有轴部51和滚子部52。转动轴部51，使得滚子部52转动，由此，滚子部52上的被处理体90移动，从而进行被处理体90的搬入、搬出。

因为本实施方式的被处理体冷却装置3的支撑销53能够伸缩，所以在冷却后，使支撑销53缩回至被处理体90与滚子部52接触的程度，由此，能够使得在冷却时滚子部52与被处理体90不接触，在搬送时使被处理体90可靠地与滚子52接触。

并且，如果能够使载置在支撑销53上的被处理体90上下运动，则支撑销53即使不能够伸缩也可。在这种情况下，通过使支撑销53自身上下运动，能够改变上侧冷却部20与被处理体90的距离，使被处理体90与滚子部52为接触或不接触状态。

例如，使位于支撑销53的下侧且固定支撑销53的板部件60升降，由此能够通过板部件60的升降使支撑销53上下运动。

在被处理体冷却装置1、2、3中，冷却用的空气从外部向被处理体配置部11流入，这种流入在第一通孔28、38的外侧板22、32一侧，在被处理体冷却装置1、2、3的整体的上表面和下表面。因此，能够在该面上配置过滤器等，使从外部流入的空气成为杂质少的空气。并且，通过在过滤器与外侧板22、32之间设置间隙来配置过滤器，能够采用面积大的过滤器，能够使通过过滤器时的阻力较小。

在开放面23a、23b、33a、33b上设置用于排气的装置，能够强制地排出因被处理体90的冷却而被加热的空气。例如，作为该用于排气的装置，能够使用横流扇等。

在被处理体冷却装置1、2、3中，通过使风扇29、39动作，形成以下气流进行被处理体90的冷却，即，从外侧板22的外部通过第一通孔28、38进入内侧板21、31的内部的被处理体配置部11，再从第二通孔25、35通过中间空间23、33到达外部的气流，但也可以使风扇29、39逆旋转，产生与上述气流相反的流动，从而进行被处理体90的冷却。具体而言，形成从外部通过中间空间23、33，再从第二通孔25、28进入内侧板的内部的被处理体配置部11，然后通过第一通孔，流向外侧板22、32的外部的流动，由此进行被处理体90的冷却。而且，在这种情况下，被处理体冷却装置1、2、3能够采用相同的结构。

另外，能够使用图7所示的第4实施方式的被处理体冷却装置4，进行被处理体90的冷却。被处理体冷却装置4包括多个被处理体冷却组件8，能够利用各个被处理体冷却组件8冷却被处理体90。该被处理体冷却组件8使用与上述被处理体冷却装置1为相同结构的装置，设置有上侧冷却部20和下侧冷却部30。利用上侧冷却部20和下侧冷却部30对被处理体90进行冷却。并且，被处理体90配置在支撑销43上。

被处理体冷却装置4还包括排气部61、配管部62、排气管(duct)63、冷却装置65，强制地对因被处理体90的冷却而被加热的空气进行排气，成为能够进行冷却的结构。排气部61设置在被处理体冷却组件8(被处理体冷却装置1)的上侧冷却部20、下侧冷却部30的开放面23b、33b一侧。排气部61的内部为空洞状，通过开放面23b、33b与内部空间23、33连接。

各排气部61与配管部62连接合流，并与排气管63连接。而且，排气管63与冷却装置65连接。冷却装置65为能够冷却空气的装置。本实施方式的冷却装置65为水冷型。当使排气管63工作时，能够吸引配管部62的空气向冷却装置65移动。因此，因被处理体90的冷却而被加热的高温的空气从内部空间23、33通过配管部62、排气管63进入冷却装置65，被冷却装置65冷却，冷却后的空气被从排出口65a排出。

从排出口65a排出的空气能够被再次利用于被处理体90的冷却中。因此，即使在洁净室等中使用被处理体冷却装置4的情况下，也能够反复使用清洁度高的空气，还能够防止室温上升。

在被处理体冷却装置4的本体部66中，与各个被处理体冷却组件8对应地形成有搬入搬出部66a，能够从该搬入搬出部66a进行被处理体90的搬入搬出。

这样，因为在被处理体冷却装置4中具有多个被处理体冷却组件8，所以能够同时进行多个被处理体90的冷却。并且，因为能够集中排出因冷却被处理体90而被加热的空气，且能够利用冷却装置65对其进行冷却，所以能够防止周围的温度升高。

Claims (9)

1.一种被处理体冷却装置，其特征在于，包括：

配置作为冷却对象的被处理体的配置部；和在配置的被处理体的两面中的至少一面的一侧配置的冷却部，其中，所述被处理体为板状，

所述冷却部具备内侧板、外侧板和风扇，

在内侧板和外侧板之间设置有中间空间，并使内侧板位于被处理体一侧，

在配置被处理体的整个区域上配置有多个连通内侧板和外侧板、且利用隔断中间空间的筒状体形成的第一通孔，和贯通内侧板的第二通孔，通过使风扇动作形成从外侧板的外部通过第一通孔进入内侧板的内部，然后从第二通孔通过中间空间到达外部的空气的流动，由此进行被处理体的冷却。

2.一种被处理体冷却装置，其特征在于，包括：

配置作为冷却对象的被处理体的配置部；和在配置的被处理体的两面中的至少一面的一侧配置的冷却部，其中，所述被处理体为板状，

所述冷却部具备内侧板、外侧板和风扇，

在内侧板和外侧板之间设置有中间空间，并使内侧板位于被处理体一侧，

在配置被处理体的整个区域上配置有多个连通内侧板和外侧板、且利用隔断中间空间的筒状体形成的第一通孔，和贯通内侧板的第二通孔，通过使风扇动作形成从外部通过中间空间后从第二通孔进入内侧板的内部，然后通过第一通孔到达外侧板的外部的空气的流动，由此进行被处理体的冷却。

3.如权利要求1或2所述的被处理体冷却装置，其特征在于：

在被处理体配置部设置有多个支撑销，在该支撑销上载置有被处理体。

4.如权利要求3所述的被处理体冷却装置，其特征在于：

在被处理体的下侧设置有下侧冷却部，在该下侧冷却部的内侧板的上表面固定有多个支撑销。

5.如权利要求3所述的被处理体冷却装置，其特征在于：

支撑销能够伸缩或上下运动，通过支撑销的伸缩或上下运动能够改变冷却部与被处理体的距离。

6.如权利要求1或2所述的被处理体冷却装置，其特征在于：

第一通孔和第二通孔交替地排列配置。

7.如权利要求6所述的被处理体冷却装置，其特征在于：

第一通孔和第二通孔的配置为棋盘眼状。

8.如权利要求1或2所述的被处理体冷却装置，其特征在于：

被处理体配置部的进行所述被处理体的搬入或搬出的相对的两面开放。

9.一种热处理系统，其特征在于，包括：

进行被处理体的加热处理的加热处理装置；

权利要求1～8中任一项所述的被处理体冷却装置；和

取出被进行过加热处理的被处理体后将其搬入所述被处理体冷却装置的搬入装置。

Images