CN111602465B - 微波加热方法、微波加热装置和化学反应方法 - Google Patents
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Abstract
微波加热方法,是利用微波的微波加热方法,其中,控制所述微波的频率以形成单模驻波;将被加热对象物配置在采用所述驻波所形成的磁场强度变得均匀且极大的磁场区域;采用通过所述磁场区域的磁场作用而产生的磁损耗引起的磁发热、和/或通过所述磁场区域的磁场而在所述被加热对象物内所产生的感应电流引起的感应加热,将所述被加热对象物加热。
Description
技术领域
本发明涉及微波加热方法、微波加热装置和化学反应方法。
背景技术
微波从微波炉这样的家用电器开始广泛利用,之后作为产业用的加热系统,研究了实用的开发和利用。具有如下优点:通过微波照射,被加热对象物直接发热,因此能够在短时间内加热;能够减少热传导引起的温度不均匀。除此之外,还有能够非接触地加热、能够选择性地只加热微波吸收良好的被加热对象物等优点。
在成膜、半导体元件制造、印刷、电子配线、表面处理等产业领域中,对片状物质或在片状物质的表面涂布的薄膜连续地进行热处理,与热处理的自动化、省力化等相关,与生产成本、品质改善相关。因此,对于微波热处理方法的连续化,提出了各种方法。
作为采用微波照射的热处理,作为电磁波的微波由于能量强度以波长为周期发生变化,因此容易发生加热不均。因此,多是采用通过使被加热对象物的位置随时间移动从而均匀地加热等对策。作为应对该问题的技术,例如,在专利文献1中记载了使用了腔体谐振器的微波加热装置。在该技术中,记载了在长方体状的腔体谐振器内产生 TM110模式的驻波,将包含导电性或磁性的薄膜的片材高效率地、均匀地加热。另外,在专利文献2中记载了:采用使用了方型波导管(方型腔体谐振器)的微波加热装置,将被加热对象物配置在驻波的磁场 (磁场)强度成为最大的位置,并且相对于该位置使其移动,高效率地进行加热。
认为通过这样使用腔体谐振器,能够在内部形成驻波,将被加热对象物均匀地、高效率地加热。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-221958号公报
专利文献2:日本特开2013-101808号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使用腔体谐振器的驻波的形成中,为了持续地产生驻波,监控谐振器内的驻波的状态,根据需要调整向腔体内供给的微波的频率,或者向腔体内插入介电体、金属片,从而调整共振频率。在这样的情况下,在腔体内插入介电体、金属片时,根据插入量,有时在腔体谐振器内所形成的驻波的磁场强度分布上产生偏差。其结果:在被加热对象物的加热时,如果将被加热对象物供给至腔体谐振器内的经常恒定的位置,则在被加热对象物的供给位置与磁场强度的极大位置之间产生偏差。为了将其解决,考虑使被加热对象物的供给位置改变以追随变化的磁场强度的极大位置,但装置大型化,并不现实。
本发明的课题在于提供微波加热装置,其能够利用在腔体谐振器内形成的驻波将由磁性体、具有磁损耗的材料或具有导电性的材料、包含磁性体、具有磁损耗的材料、具有导电性的材料的复合材料构成的被加热对象物在不需要与沿着磁场强度分布的位置进行对位等的情况下有效率地且高再现性地加热。
用于解决课题的手段
本发明人鉴于上述课题反复深入研究,结果发现:通过使用圆筒型或方筒型的腔体谐振器,能够形成磁场的极大部分总是成为腔体谐振器的中心轴的驻波。而且发现:通过以通过腔体谐振器的中心轴的方式供给由具有磁损耗的材料或包含具有磁损耗的材料的复合材料制成的被加热对象物,从而能够使供给的被加热对象物的加热状态总是 (常に)恒定。
本发明是基于这些见解进一步反复研究而完成的。
即,本发明的上述课题通过下述的手段得以解决。
[1]微波加热方法,是利用微波的微波加热方法,其中,控制所述微波的频率以形成单模驻波;将被加热对象物配置在采用所述驻波所形成的磁场强度变得均匀且极大的磁场区域;采用通过所述磁场区域的磁场作用而产生的磁损耗引起的磁发热、和/或通过所述磁场区域的磁场而在所述被加热对象物内所产生的感应电流引起的感应加热,将所述被加热对象物加热。
[2][1]所述的微波加热方法,其中,所述单模驻波为TMn10(n为 1以上的整数)模式或TE10n(n为1以上的整数)模式。
[3][1]或[2]中任一项所述的微波加热方法,其中,所述被加热对象物为配置在基材上的电极图案和器件的电接合用电极。
[4][3]所述的微波加热方法,其中,将所述电极图案和所述电接合用电极加热,将在所述电极图案上配置的焊料加热、熔融。
[5][3]或[4]所述的微波加热方法,其中,产生所述单模驻波的谐振器为圆筒谐振器或方筒谐振器,在产生所述单模驻波的谐振器的腔体壁的相面对的位置具备入口和出口,具有从所述入口将所述被加热对象物搬入、从所述出口将所述被加热对象物搬出的搬运机构,将所述电极图案的长轴方向的至少一部分相对于用所述单模驻波所形成的磁场的振动方向成45度以上且90度以下的角度而配置,对该电极图案进行微波加热。
[6][5]所述的微波加热方法,其中,测出与根据在所述谐振器内所配置的所述被加热对象物的配置状态而变动的所述单模驻波一致的共振频率,将所述微波调节至与该共振频率一致的频率,向所述谐振器内照射。
[7][6]所述的微波加热方法,其中,计量来自所述谐振器内的微波照射空间的反射波,基于该反射波的计量信号,由该反射波成为极小的所述微波的频率测出与所述单模驻波一致的共振频率,控制所述微波的频率。
[8][6]所述的微波加热方法,其中,计量所述谐振器内的微波照射空间的能量密度,基于该能量密度的计量信号,由该能量密度成为极大的所述微波的频率测出与所述单模驻波一致的共振频率,控制所述微波的频率。
[9][5]~[8]中任一项所述的微波加热方法,其中,配置多个所述谐振器,采用该多个谐振器连续地进行微波加热。
[10][3]~[9]中任一项所述的微波加热方法,其中,在所述电极图案的上部和下部具有绝缘性的薄膜。
[11][5]~[10]中任一项所述的微波加热方法,其中,在所述谐振器内,使所述基材相对于所述磁场的振动方向在垂直方向上可上下移动。
[12][5]~[11]中任一项所述的微波加热方法,其包括前段工序和后段工序,所述前端工序包括:在所述基材上印刷底漆·粘接层的工序和该底漆·粘接层的干燥工序、电极图案的印刷工序和该电极图案的干燥工序、焊料糊剂涂布工序、器件搭载工序和微波照射条件判定工序;所述后段工序包括:助熔剂除去工序、粘接剂涂布工序和该粘接剂的固化工序;采用所述搬运机构将所述基材连续地搬运,依次进行所述前段工序、采用实施所述微波加热方法的微波加热装置的微波加热工序和所述后段工序。
[13][12]所述的微波加热方法,其中,所述前段工序的焊料糊剂涂布工序采用模板印刷装置、分配器装置或焊料球安装机进行。
[14][12]或[13]所述的微波加热方法,其中,所述后段工序的助熔剂除去工序为清洗工序,所述粘接剂涂布工序为模板印刷工序、丝网印刷工序、或分配器工序,所述粘接剂固化工序为采用准分子灯、紫外线灯、红外线灯、热风装置、热板、大气压等离子体照射手段、氙气闪光灯或高湿度腔室的加热工序。
[15][4]~[14]中任一项所述的微波加热方法,其包括:在所述基材上经由底漆配置所述电极图案的工序,和在所述电极图案上经由所述焊料将形成于所述器件的所述电接合用电极连接并且在所述电极图案间的所述基材上经由粘接层将所述器件粘接的工序;在所述器件的周围形成粘接剂。
[16][3]~[15]中任一项所述的微波加热方法,其中,将所述电极图案的长轴方向的至少一部分相对于用所述单模驻波所形成的磁场的振动方向成45度以上且90度以下的角度而配置,对该电极图案进行微波加热。
[17][3]~[16]中任一项所述的微波加热方法,其中,将所述电接合用电极的长轴的至少一部分相对于采用所述单模驻波所形成的磁场的振动方向成40度以上且90度以下的角度而配置。
[18][1]或[2]所述的微波加热方法,其中,所述被加热对象物为在基材上配置的薄膜图案,所述薄膜图案是纵横比为3.7以上的具有各向异性的薄膜图案,将该薄膜图案的长轴方向的至少一部分相对于在所述磁场区域中产生的磁场的振动方向成45度以上且90度以下的角度而配置,使所述基材通过所述磁场区域。
[19][18]所述的微波加热方法,其中,所述薄膜图案的长轴方向的长度具有所述微波的波长的1/10以上的长度。
[20][1]~[19]中任一项所述的微波加热方法,其中,所述微波加热方法为采用微波将所述被加热对象物加热、发生化学反应的化学反应方法。
[21]微波加热装置,其包括:
圆筒型或除相对于筒中心轴的垂直方向的截面为长方形的筒型以外的以筒中心轴为中心相面对的2个面平行的多边筒型的成为微波照射空间的腔体谐振器,和
搬运机构,其将磁性体、具有磁损耗的材料或具有导电性的材料的被加热对象物、或者包含磁性体、具有磁损耗的材料或具有导电性的材料的复合材料的被加热对象物供给至所述腔体谐振器内的磁场的能量分布均匀的空间,以使其通过该腔体谐振器的磁场强度成为极大且均匀的磁场区域;
将利用所述搬运机构供给的所述被加热对象物在所述磁场区域中加热。
[22][21]所述的微波加热装置,其中,所述搬运机构在所述被加热对象物通过所述磁场区域时,使所述被加热对象物通过电场(电场) 强度成为极小的空间。
[23][22]所述的微波加热装置,其中,所述腔体谐振器为具有圆筒型的微波照射空间、沿着圆筒中心轴形成磁场强度成为均匀且极大的 TMn10(n为1以上的整数)模式或TE10n(n为1以上的整数)模式的驻波的腔体谐振器,具有:配置了被搬入所述微波照射空间内的所述被加热对象物的基材通过的、配置于所述腔体谐振器的腔体壁的入口;和从所述微波照射空间内被搬出的所述基材通过的、配置于所述腔体谐振器的腔体壁的出口,所述搬运机构将所述基材从所述入口搬入、通过所述磁场强度成为极大的磁场区域并从所述出口搬出,将配置于所述基材的所述被加热对象物的薄膜图案的长轴方向的至少一部分相对于在所述磁场区域中产生的磁场的振动方向成45度以上且90 度以下的角度,使所述基材通过所述磁场区域,将所述薄膜图案加热。
[24][23]所述的微波加热装置,其中,所述薄膜图案为电极图案,将该电极图案加热以使配置在该电极图案上的焊料熔融。
[25][23]所述的微波加热装置,其中,通过所述薄膜图案的加热将该薄膜图案烧成。
[26][21]~[25]中任一项所述的微波加热装置,其中,在所述微波照射空间内部所形成的驻波为TM110模式,所述磁场区域为沿着所述腔体谐振器的筒中心轴的空间。
[27][26]所述的微波加热装置,其中,形成所述TM110模式的驻波的手段具有:在将所述被加热对象物插入了所述微波照射空间的状态下,经常地沿着所述筒中心轴维持磁场的均匀分布状态的、控制微波的频率的机构。
[28][27]所述的微波加热装置,其中,所述控制微波的频率的机构检测与根据所述被加热对象物的插入状态而变动的TM110模式的驻波一致的共振频率,照射与该共振频率一致的微波。
[29][28]所述的微波加热装置,其中,所述检测与TM110模式的驻波一致的共振频率的手段具有计量来自所述微波照射空间的反射波的机构,具有基于该计量信号由反射波成为极小的频率检测共振频率的控制所述微波的频率的机构。
[30][29]所述的微波加热装置,其中,所述检测与TM110模式的驻波一致的共振频率的手段具有计量所述微波照射空间内的能量状态的机构,具有基于该计量信号由微波照射空间内的能量密度成为极大的频率检测共振频率的控制所述微波的频率的机构。
[31][21]~[30]中任一项所述的微波加热装置,其中,使在所述腔体谐振器的筒中心轴成为极大的磁场发挥作用,使在所述被加热对象物中产生感应电流,将所述被加热对象物加热。
[32][21]~[31]中任一项所述的微波加热装置,其中,所述微波加热装置具有1个或多个所述腔体谐振器。
[33][21]所述的微波加热装置,其中,所述被加热对象物为在基材上配置的薄膜图案,包括:在采用所述微波加热装置将该基材加热烧成之前将该基材预干燥的前段的装置、和在采用所述微波加热装置的所述薄膜图案的烧成后进行后处理的后段的装置,采用所述搬运机构将所述基材连续地搬运,采用所述前段的装置、所述微波加热装置和所述后段的装置依次进行处理。
[34][33]所述的微波加热装置,其中,所述前段的装置具有将薄膜图案预干燥的、红外线加热装置、热风加热装置或热板。
[35][33]或[34]所述的微波加热装置,其中,所述的后段的装置包含用于将所述薄膜图案进一步烧结的加热手段,所述加热手段具有准分子灯、紫外线灯、大气压等离子体照射手段或氙气闪光灯。
[36][21]~[35]中任一项所述的微波加热装置,其中,所述搬运机构在所述腔体谐振器内使所述被加热对象物相对于所述磁场的振动方向可在垂直方向上上下移动。
[37][21]~[36]中任一项所述的微波加热装置,其中,所述微波加热装置为采用利用微波产生的磁场将所述被加热对象物加热、发生化学反应的化学反应装置。
[38]化学反应方法,为使用了[1]~[20]中任一项所述的微波加热方法的化学反应方法,包含通过将所述被加热对象物加热而发生化学反应。
发明效果
本发明的微波加热装置在腔体谐振器内形成驻波时,使被加热对象物通过腔体谐振器内的磁场强度成为极大且均匀的位置,从而能够高效率、均匀地再现性高地进行加热。
本发明的上述及其他特征和优点根据下述的记载和附图将变得更加清晰。
附图说明
图1为示意地表示本发明的微波加热装置的优选的一个实施方式的一例的图,是用概略截面图表示腔体谐振器的图。
图2为表示长轴LA、LE与磁场H的振动方向(Y方向)的角度θA、θE的平面图,(A)图为作为薄膜图案的一例的长方形图案的情形,(B)图为作为薄膜图案的一例的波状图案的情形。
图3为圆筒型的腔体谐振器中产生的电场和磁场分布图,(A) 为电场分布图,(B)为磁场分布图。
图4为示意地表示本发明的焊接安装装置的优选的整体构成的一例的方块图。
图5为示意地表示本发明的焊接安装装置的优选的整体构成的详细例的方块图。
图6为表示本发明的微波加热装置(焊接安装装置)的具体的装置配置的优选的一例的方块图。
图7为表示本发明的微波加热装置(焊接安装装置)的具体的装置配置的优选的另一例的方块图。
图8为表示本发明的微波加热装置(焊接安装装置)的具体的装置配置的优选的又一例的方块图。
图9为表示采用本发明的焊接安装方法制作的器件结构的截面图。
图10为示意地表示本发明的薄膜图案的烧成装置的优选的整体构成的一例的方块图。
图11的(A)~(F)为表示薄膜图案和长方形图案的一例的平面图。
图12的(G)~(H)为表示薄膜图案和长方形图案的一例的平面图。
图13为表示一边使实施例3中使用的抗静电铝蒸镀袋的片材在磁场照射(反应)空间内移动一边进行加热时的片材的温度变化以及微波加热装置1的入射波和反射波、共振频率的变化的图。
图14为一边使实施例3中使用的抗静电铝蒸镀袋的片材在磁场照射(反应)空间内移动一边进行加热时的、使用热图像计量装置测定的片材的宽度方向的温度分布图。图中,括弧示出的区域表示片材的宽度。
图15为表示改变微波输出功率以将导电性玻璃加热的结果、分别使用放射温度计得到的片材中心部的温度测定结果的图。
图16为表示改变微波输出功率以将导电性硅橡胶加热、分别使用放射温度计进行了片材中心部的温度测定的结果的图。
图17为表示将实施例7中使用的导电性糊剂的涂布物设置于磁场照射(反应)空间内的中心部并加热时的片材的温度变化以及微波加热装置1的入射波和反射波、共振频率的变化的图。
图18为将实施例7中使用的导电性糊剂的片材设置于磁场照射 (反应)空间内的中心部并加热时的、使用热图像计量装置测定的片材的宽度方向的温度分布图。图中,中括弧示出的区域表示片材的宽度。
图19为表示实施例7中使用的导电性糊剂的片材的外观的附图代用照片,(A)图为磁场加热前的观察结果,(B)图为磁场加热后的观察结果。
图20为表示将比较例8中使用的导电性糊剂的片材设置在腔体谐振器内的中心部、形成TM010模式的驻波而进行感应加热时的片材的温度变化以及微波加热装置的入射波和反射波、共振频率的变化的图。
图21为表示采用本发明的焊接安装方法在电极图案上焊接安装的温湿度传感器的附图代用照片。
图22为表示同一室内环境中的温度和湿度的测定结果的坐标图。
图23为用各个薄膜图案的体积电阻率与到达温度的关系来表示改变相对于磁场区域的磁场振动方向的薄膜图案的长轴方向、薄膜图案的图案尺寸来进行烧成的结果的坐标图。
图24为使相对于磁场区域的磁场振动方向的薄膜图案的长轴的方向成为90度、表示薄膜图案的到达温度与薄膜图案的长轴方向的长度的关系的坐标图。
具体实施方式
参照附图对适于实施本发明的微波加热方法的微波加热装置的优选的实施方式进行说明。
[微波加热装置]
对于本发明的微波加热装置的优选的一个实施方式,将具有圆筒型的腔体谐振器的微波加热装置作为一例,参照图1进行说明。
如图1中所示那样,微波加热装置10具有腔体谐振器(以下也称为(圆筒型的)腔体谐振器)11,腔体谐振器11具有圆筒形的微波照射空间。腔体谐振器11可以为圆筒型,也可以为除相对于筒中心轴、垂直方向的截面为长方形的筒型以外的以筒中心轴为中心相面对的2 个面平行的多边筒型,能够形成在中心轴处磁场强度极大且均匀的驻波。
腔体谐振器11具有:在夹持该腔体谐振器的筒中心轴(以下也称为圆筒中心轴或中心轴)C而相面对(相对置)的、腔体谐振器11 的腔体壁11SA设置的入口12,和在与腔体壁11SA相面对的腔体壁 11SB设置的出口13。中心轴C相对于图面在垂直方向上延伸。优选将上述入口12和出口13形成为狭缝状。另外,具备搬运机构31,其将具有磁损耗的材料或导电性材料或包含具有磁损耗、导电性的材料的复合材料的被加热对象物供给至腔体谐振器11内的电场成为极小、磁场强度成为极大且均匀的磁场区域。利用该搬运机构31,从入口12将作为被加热对象物的具有薄膜图案7的基材6搬入微波照射空间51 内,进行加热处理,从出口13将处理过的基材6搬出。所谓“极大”,也包含包括极大值的其周围的磁场强度比其他区域强的部分。例如为极大值的3/4以上的区域。另外,“具有磁损耗的材料或包含具有磁损耗的材料的复合材料”也可说成“具有磁性或导电性的材料或包含具有磁性或导电性的材料的复合材料”。另外,薄膜图案7可以是单独的导电性图案,另外也可以是多个导电性图案汇集而成的集合图案。还可以是在导电性图案中包含其他图案的复合图案。上述“基材”的含义包含纸、膜这样的薄片状的基材,也包含具有某种程度的厚度的半导体基板、配线基板这样的基板。
还具有用于供给在腔体谐振器11内形成驻波的微波的天线25。
作为具有磁损耗的材料,例如有铁、镍、钴,作为包含铁族元素、稀土元素的合金,可列举出Fe-Ni、Fe-Co、Fe-Ni-Co-Al、Fe-Ni-Cr、 MnAl,作为化合物,可列举出SmCo5。另外,作为氧化物,有Fe3O4等。具有磁损耗的材料不仅是磁性体,而且铝、铜、锡等导电性材料也是产生涡流引起的磁损耗的材料。
例如,在产生TM110模式的驻波的圆筒型的腔体谐振器11的情况下,磁场区域52为中心轴C处的磁场强度成为极大、磁场强度沿着中心轴C变得均匀的空间。优选将配置被加热对象物的薄膜图案7的基材6以通过磁场区域52的方式,即,以通过中心轴C的方式配置。另外,优选将基材6以沿着腔体谐振器的对称面通过的方式配置。因此,优选将基材6的入口12和出口13配置于夹持中心轴C而相面对的位置的圆筒型的腔体谐振器11的腔体壁11SA、11SB。换言之,优选将入口12、中心轴C和出口13配置于包含同一平面的位置。
在腔体谐振器11中配置微波发生器21,对腔体谐振器11供给微波。一般地,微波频率使用2~4GHz的S频带。或者,也有时使用 900~930MHz、5.725~5.875GHz。不过,对于这以外的频率,也能够使用。
在上述的微波加热装置10中,对于腔体谐振器11,将微波发生器21中产生的微波从微波供给口14向腔体谐振器11内供给,在腔体谐振器11的中心轴C的位置形成驻波。能够将例如同轴波导管变换器型微波供给口用于微波供给口14。用其驻波的磁场强度成为极大、电场强度成为极小的部分(圆筒谐振器11的中心轴C)将包含被加热对象物的基材6加热。
此时,在磁场区域52,使基材6具有的薄膜图案7的长轴方向的至少一部分相对于在磁场区域52产生的磁场的振动方向成45度以上且90度以下的角度,使该基材6通过磁场区域52内,将该薄膜图案 7加热烧成。所谓薄膜图案7的长轴方向的至少一部分,是例如在基材6上多个薄膜图案7的长轴L朝向不同方向而配置的情况下,相对于磁场的振动方向(Y方向)以45度以上且90度以下的角度θ配置长轴L的薄膜图案7。例如,可列举出图2的(A)中所示的薄膜图案7 (7A)。该薄膜图案7A的长轴LA与磁场的振动方向(Y方向)的角度θA为45度以上且90度以下。另外,在薄膜图案为波浪线图案或折线图案的情况下,将该薄膜图案近似为长方形图案,在近似的长方形图案中,为相对于磁场的振动方向长轴L配置在45度以上且90 度以下的角度θ的薄膜图案7。例如,可列举出图2的(B)中所示的波浪线图案的薄膜图案7(7E)。就该薄膜图案7E而言,近似的长方形图案8E的长轴LE与磁场的振动方向(Y方向)的角度θE为45 度以上且90度以下。
在上述微波加热装置10中,对于从微波发生器21所供给的微波,调整频率来供给。通过频率的调整,能够将在腔体谐振器11内所形成的驻波的磁场强度分布控制为所期望的分布状态,另外,能够采用微波的输出功率来调整驻波的强度。即,能够控制被加热对象物的加热状态。
再有,从微波供给口14所供给的微波的频率能够在腔体谐振器 11内形成特定的单模驻波。
对于本发明的微波加热装置10的构成,依次进行说明。
<腔体谐振器>
用于微波加热装置的圆筒型的腔体谐振器(空腔)11只要具有一个微波供给口14,在供给了微波时形成单模的驻波,则并无特别限制。本发明中使用的腔体谐振器并不限于附图中所示的圆筒型。即,可以不是圆筒型,可以为除相对于中心轴的垂直方向的截面为长方形的筒型以外的、以中心轴为中心而相面对的2个面平行的多边筒型的腔体谐振器。例如,可以是与中心轴垂直方向的截面为正六边形、正八边形、正十二边形、正十六边形等正偶数边形的筒型、或者在相对于正偶数边形的筒型的中心轴相面对的2个面间破碎的形状的多边形的筒型。在上述的多边筒型的腔体谐振器的情况下,腔体谐振器内部的角可具有圆角。另外,作为微波照射空间,除了上述的筒型以外,可以是具有使上述的圆角增大的柱状体、椭圆体等的空间的腔体谐振器。
即使是这样的多边形,也能够实现与圆筒型同样的作用(即,能够形成在中心轴处磁场强度极大且均匀的驻波)。
腔体谐振器11的大小能够根据目的适当地设计。优选腔体谐振器 11的电阻率小,通常为金属制,作为一例,能够使用铝、铜、铁、镁、黄铜、不锈钢、或它们的合金等。或者,可在树脂、陶瓷、金属的表面镀敷电阻率小的物质,采用蒸镀等进行涂覆。在涂覆中能够使用含有银、铜、金、锡、铑的材料。
<搬运机构>
搬运机构31不是必要的机构,具有供给侧搬运部31A、或送出侧搬运部31B、或两者。
供给侧搬运部31A由1对的压料辊32A、32B构成,在其任一者中具备驱动压料辊的转动驱动装置(未图示)。通过压料辊32A、32B 的转动,将夹持于压料辊32A、32B的基材6搬运至腔体谐振器11内。送出侧搬运部31B由1对的压料辊33A、33B构成,在其任一者中具备驱动压料辊的转动驱动装置(未图示)。通过压料辊33A、33B的转动,将夹持于压料辊33A、33B的基材6向腔体谐振器11外搬运。优选供给侧搬运部31A和送出侧搬运部31B总是以一定速度搬运基材 6。另外,优选上述各压料辊32A、32B、33A、33B的周速度是同等的。
作为另外的供给方法,也能够将磁损耗小的板作为支承台(未图示),从入口12到出口13悬架,在其上配置被加热对象物。这种情况下,作为移动被加热对象物的手段,可使支承台移动,也能够将被加热对象物压入、拉出。
或者,也可不设置搬运机构31、入口12、出口13。在这种情况下,能够将被加热对象物预先配置于腔体谐振器内的磁场成为极大的位置,处理了适当的时间后停止微波,将腔体谐振器的一部分开放,将被加热对象物取出。
或者,也能够不使用特别的搬运机构作为搬运机构31而将腔体谐振器自身移动。这种情况下,优选将被加热对象物固定,以腔体谐振器内的磁场成为极大的位置不脱离被加热对象物的方式使腔体谐振器自身沿着被加热对象物平行移动。
或者,也能够将入口12、出口13沿着重力方向配置。在具有柔软性的被加热对象物的情况下,由于依重力而下垂,因此可使入口12 为上侧,顺着重力将被加热对象物送出。或者,可使出口13为上侧,逆重力而拉出。
上述搬运机构31优选在腔体谐振器11内使上述基材6相对于磁场的振动方向可在垂直方向(例如铅直方向)上进行上下移动。换言之,优选相对于腔体谐振器11的中心轴C,在垂直方向(例如铅直方向)上进行上下移动。通过基材6这样上下移动,能够抑制具有厚度的器件9进入电场的强度变强的电场形成区域。上下移动距离优选腔体谐振器11的中心轴C±1cm,更优选±3cm,进一步优选±5cm。如果能够使其大幅地变动,则即使对于厚度相当厚的器件,也能够使器件避开电场形成区域。由此能够抑制火花的产生。另外,能够使器件的电接合用电极、作为薄膜图案7的电极图案的加热状态均匀化。上述构成例如通过对压料辊赋予高度可变机构而获得。这种情况下,需要使腔体谐振器11的入口12、出口13开口至基材6和器件9的移动距离程度的大小。另外,优选在入口12和出口13中具备金属板,该金属板根据基材6等的上下移动而使入口12和出口13的开口部变窄,以使微波不泄漏。
<微波的供给>
对于微波的供给,优选包括微波发生器21、微波放大器22、隔离器(isolator)23、阻抗匹配器24、天线25。
在腔体谐振器11的与中心轴C平行的壁面(圆筒的内面)或其附近设置有微波供给口14。在一个实施方式中,微波供给口14具有能够施加高频的天线25。在图1中,示出了使用同轴波导管变换器的微波供给口14。这种情况下,天线25成为电场激发型的单极天线。此时,为了有效地形成驻波,在微波供给口14与腔体谐振器11之间,作为适当的开口部,可使用虹膜(iris)(未图示)。另外,也可不使用微波供给口14而直接地在腔体谐振器11设置天线。这种情况下,可在腔体谐振器的侧壁附近设置成为磁场激发天线的环形天线(未图示)。或者,也可在腔体谐振器上面或下面设置成为电场激发的单极天线。
天线25从微波发生器21接收微波的供给。具体地,将微波发生器21依次经由各电缆26(26A、26B、26C、26D)与上述的微波放大器22、隔离器23、匹配器24、天线25依次连接。
在各电缆26中使用例如同轴电缆。在该构成中,将从微波发生器 21产生的微波经由各电缆26通过天线25从微波供给口14供给到腔体谐振器11内。
[微波发生器]
用于本发明的微波加热装置10的微波发生器21例如能够使用磁控管等微波发生器、使用了半导体固体元件的微波发生器。从能够对微波的频率进行微调的观点出发,优选使用VCO(Voltage-Controlled oscillator:电压控制振荡器)、VCXO(Voltage-controlledCrystal oscillator)或PLL(Phase-locked loop)振荡器。
[微波放大器]
图1中所示的微波加热装置10具备微波放大器22。微波放大器 22具有使由微波发生器21产生的微波的输出功率放大的功能。对其构成并无特别限制,例如优选使用由高频晶体管电路构成的半导体固体元件。作为微波发生器,使用磁控管等振荡输出功率大的微波发生器的情况下,也能够不使用微波放大电路。
[隔离器]
图1中所示的微波加热装置10包括隔离器23。隔离器23用于抑制在腔体谐振器11内产生的反射波的影响,保护微波发生器21,使得在一个方向(天线25方向)上供给微波。在微波放大器22、微波发生器21不会由于反射波而破损的情况下,也可不设置隔离器。这种情况下,具有装置能够小型化、低成本化成为可能的优点。
[匹配器]
图1中所示的微波加热装置10包括匹配器24。匹配器24用于使微波发生器21~隔离器23的阻抗与天线25的阻抗匹配(相符)。在即使产生不匹配导致的反射波,微波放大器22、微波发生器21也不会受到损伤的情况下,也可不设置匹配器。或者,通过预先调整天线结构、微波放大器22具有的电路常数、电缆26以致不发生不匹配,从而也能够不设置匹配器。这种情况下,具有装置能够小型化、能够低成本化的优点。
[天线]
在天线25中,例如能够使用单极天线、环形天线或者贴片天线。在单极天线的情况下,以使腔体谐振器11的壳体、微波供给口的壳体成为接地面来发挥功能的方式,与壳体经由绝缘体使天线端部在空间内露出(未图示)。在环形天线的情况下,环形天线的端部虽然没有图示,但与腔体谐振器壁面等接地电位连接。通过对该天线25施加微波(高频),能够在回路内激发磁场、在腔体谐振器内形成驻波。
例如,在上述的圆筒型的腔体谐振器中形成了TM110的单模驻波的情况下,在中心轴C处,磁场强度成为最大,在中心轴C方向上磁场强度变得均匀。因此,能够对基材6中在其上面存在的、或者作为基材自身的被加热对象物均匀地、高效率地进行微波加热。
<控制系统>
在上述微波加热装置10中配置测定包含被加热对象物的基材6 的温度的热图像计量装置(热像图仪)41或放射温度计(未图示)。在腔体谐振器11中配置用于采用热图像计量装置41或放射温度计(未图示)测定基材6的温度分布的窗15。采用热图像计量装置41测定的基材6的温度分布的测定图像或采用放射温度计计量的温度信息经由电缆42发送至控制部43。进而,在腔体谐振器11的腔体壁11S配置电磁波传感器44。采用电磁波传感器44测出的与腔体谐振器11内的电磁场能量相符的信号经由电缆45被发送至控制部43。控制部43能够基于电磁波传感器44的信号,检测在腔体谐振器11内产生的驻波的形成状况(共振状况)。形成了驻波、即共振时,电磁波传感器 44的输出功率变大。通过调整微波发生器的振荡频率,以使电磁波传感器44的输出功率成为极大,能够控制微波频率以与腔体谐振器11具有的共振频率一致。由于根据被加热对象物的状况(插入状态、温度等),共振频率变动,因此该控制需要以适当的间隔进行。在变化快的情况下,在被加热对象物的供给速度快的情况下,在供给速度变动的情况下,优选以1毫秒~1秒的间隔进行。在被加热对象物固定的情形、供给速度没有变动的情形等变化小的情形下,可以是10秒~ 1分钟的间隔。或者,如果在加热前一起求出共振频率,也有时在之后不必经常地进行控制。
在控制部43中,基于测出的频率,将在腔体谐振器11内产生一定的频率的驻波的微波的频率经由电缆46反馈至微波发生器21。基于该反馈,在控制部43中,精密地控制由微波发生器21所供给的微波的频率。这样,能够在腔体谐振器11内稳定地产生驻波。因此,能够采用驻波将被加热对象物的基材6高效率地、以高再现性均匀地加热。另外,在控制部43中,通过向微波放大器22指示微波的输出功率,能够进行调整以致能够将一定的输出功率的微波供给至天线25。或者,也能够不使微波放大器22的放大率变化而根据控制部43的指示来调整在微波发生器21与微波放大器22之间设置的衰减器(未图示)的衰减率。就微波输出功率而言,可基于热图像计量装置41或放射温度计的指示值,进行反馈控制以使被加热对象物成为目标温度。在使用磁控管这样的产生大输出功率的装置作为微波振荡器21的情况下,可对于微波发生器21给予控制部43的指示以调整微波输出功率。
作为没有使用电磁波传感器44的控制方法,可测定腔体谐振器 11的反射波的大小以利用其值。反射波的测定能够使用由隔离器23 得到的隔离量。或者,能够使用由在匹配器24(没有设置的情况下,与微波供给口连接的电缆26D)与隔离器23之间设置的方向性耦合器 (未图示)得到的反射信号。通过调整微波发生器的频率以使反射波信号成为极小,能够有效率地向腔体谐振器11供给微波的能量。此时,腔体谐振器11的共振频率与微波发生器的频率一致的可能性高。不过,在该方法中,也有可能微波被电缆26、天线25、波导管等被消耗,也有时未必与共振频率一致。
<被加热对象物的加热>
在本发明的微波加热装置10中,被加热对象物为具有磁损耗的材料或包含具有磁损耗的材料的复合材料,换言之,为具有磁性或导电性的材料或包含具有磁性或导电性的材料的复合材料。与腔体谐振器 11内部的磁场强度对应地配置这样的被加热对象物。特别地,如果沿着在腔体谐振器11内形成的驻波的磁场强度成为极大的部分配置,则能够更有效率的加热。具体地,以基材6通过腔体谐振器11的中心轴C的方式,从入口12供给,从出口13搬出。
希望被加热对象物没有通过电场强度成为极大的部分。例如,如果将金属等导电性材料在电场中配置,有可能发生火花放电等,产生损伤被加热对象物的可能。就图3(A)中所示的TM110模式的电场分布而言,通过中心轴C的水平面(在微波供给口14配置于铅直下侧的情况下)的电场强度成为了极小。如果沿着该面将被加热对象物配置、或搬入·搬出,则能够抑制被加热对象物的电场导致的损伤。再有,作为电场强度成为极小的区域,腔体谐振器内的电场强度极大的部位的例如1/4成为大致的指标。
就上述微波加热装置10而言,在腔体谐振器11内形成了驻波时,使包含被加热对象物的基材6在腔体谐振器11内的磁场强度成为极大且均匀的位置通过,能够高效率、均匀地再现性高地进行加热。另外,由于是利用了磁场的加热,因此能够在加热时不产生火花,高效率、均匀地再现性高地将被加热对象物加热。
在图1中所示的微波加热装置10中,只要是具有磁损耗或导电性的材料、或者包含具有磁损耗或导电性的材料的复合材料,则对被加热对象物并无特别限制,液体、固体、粉末和它们的混合物都能够进行加热。
在使被加热对象物为液体、固体或粉末的情况下,通过将它们在基材上配置并搬运,能够连续地控制被加热对象物的温度。本发明的微波加热装置10能够选择性地将基材上的被加热对象物加热。例如,能够将基板上的焊料选择性地加热。另外,由于大量的化学反应能够利用温度来控制反应的进行,因此本发明的微波加热装置10优选用于化学反应的控制。
被加热对象物可以是其自身能够维持片材形状的对象物。例如,如果被加热对象物为纤维状的固体,即使没有片材等的支承,也可搬运。
另外,在将被加热对象物作为催化剂的情况下,如后所述,为了使催化剂的作用引起的化学反应发生,能够将本发明的微波加热装置 10用作化学反应装置。催化剂也优选为负载于基材的形态。
作为上述化学反应,可例示转移反应,取代反应,加成反应,环化反应,还原反应,氧化反应,选择性催化还原反应,选择性氧化反应,外消旋化反应(ラセミ化反応),裂解反应,接触分解反应(裂化)等,但并不限定于这些,可列举出各种化学反应。
在本发明的化学反应方法中,反应时间、反应温度、反应基质、反应介质等条件可根据目标的化学反应适当地设定。例如,参照化学手册(铃木周一·向山光昭编、朝仓书店、2005年)、微波化学处理技术II(竹内和彦、和田雄二主编、シーエムシー出版、2013年)、日本特开2010-215677号公报等,能够适宜地设定化学反应条件。
在图1中所示的形态中,驻波的频率只要能够在腔体谐振器11 内形成驻波,则并无特别限制。在从上述微波供给口14供给微波的情况下,优选设为在腔体谐振器11内形成上述的TM110模式的驻波的频率。除了上述TM110模式的驻波以外,例如可列举出TM210、TM310、TM410的模式等。在能够沿着腔体谐振器11的中心轴C有效率地形成磁场强度的极大部的方面,最优选为TM110的驻波。
或者,可以是TE10n(n为1以上的整数)模式。这种情况下也最优选n=1的TE101模式,也可以是TE102、TE103模式等。
另外,在被加热对象物为导电性材料的情况下,由于不希望被加热对象物通过电场集中的部位,因此特别优选能够在通过磁场强度的极大部的面上形成电场强度成为极小的面的TM110模式。通过这样使被加热对象物通过电场强度成为极小的面,不发生电场引起的被加热对象物的破坏。
作为腔体谐振器,在使用了立方体、与中心轴成直角的方向的截面为正方形的长方体的情况下,TE10n(n为2以上的整数)也能够同样地形成具有磁场强度的极大部的电磁波照射空间。
形成TM110模式的驻波的手段优选具有如下机构:在将被加热对象物插入了腔体谐振器11内(微波照射空间)的状态下,控制用于经常地沿着圆筒中心轴C维持磁场的均匀分布状态的、微波的频率。或者优选具有控制微波照射空间的形状的机构。
具体地,控制微波的频率的机构检测与根据被加热对象物的插入状态而变动的TM110模式的驻波一致的共振频率,照射与该共振频率一致的微波。
在TM110模式的共振状态下,为向腔体谐振器11内有效率地供给能量的状态。此时,就设置于腔体谐振器侧壁的电磁波传感器44的输出而言,由于输出与腔体谐振器11内的能量强度成比例的信号,因此可调整微波发生器21的振荡频率以使该信号输出成为极大。作为调整的方法,如果在一定范围(作为一例,为100MHz)扫描微波发生器 21的振荡频率,则在与共振频率一致时,能够得到在电磁波传感器44 的输出上产生峰的波谱。通过将该波谱与由腔体谐振器的形状等所导出的理论共振频率对比,从而能够鉴定TM110模式的共振频率。在一度鉴定后,如果在该共振频率附近定期地用窄的范围(作为一例,为 5MHz)扫描微波发生器21的振荡频率,则能够追踪被加热对象物的变化(插入量、温度等)引起的、TM110模式共振频率的变化。因此,能够经常地维持最佳的微波照射条件。就用于追踪共振频率的间隔、扫描宽度而言,优选根据被加热对象物的变化的速度、量(供给速度、温度变化量、均匀性)来适当地监视。
作为计量腔体谐振器内的能量强度的另一方法,有利用来自微波照射用的天线25的反射波的强度的方法。这种情况下,利用在腔体谐振器内的能量强度高的状态下反射波变小。具体地,调整微波发生器的振荡频率以使反射波强度成为极小。
不过,在采用反射波的方法中,除了腔体谐振器以外,信号强度也因天线25、匹配器24、微波照射口14、电缆26等多个因素的叠加而变化。在需要精密的控制的情况下,优选使用直接安装于腔体谐振器的电磁波传感器44。
作为另一个使腔体谐振器11的共振频率与微波发生器的振荡频率一致的方法,有改变微波照射空间的形状以调整共振频率的方法。具体地,通过在腔体谐振器内插入介电体或金属片,能够调整共振频率。例如,如果在腔体谐振器11内插入陶瓷、特氟隆(注册商标)等微波吸收少的介电体(未图示),根据其介电常数、插入量,共振频率向低的方向变化。如果代替介电体而插入铝、铜等的金属片,则共振频率向高的方向变化。如果使用自动调整插入量的机构,即使在不能使磁控管这样的微波发生器的振荡频率变化的情况下,也能够使共振频率与微波发生器的振荡频率一致。
不过,将介电体、金属插入腔体谐振器11时,磁场成为极大的位置也根据其插入量·插入位置而移动。因此,优选对供给被加热对象物的位置适当地进行管理。
优选如上所述通过对于腔体谐振器11内的微波照射空间控制介电体或金属的插入量、或者具备调整与TM110模式的驻波一致的共振频率的机构,从而使由微波发生器照射的微波的频率与共振频率一致。
上述腔体谐振器11优选以共振频率收敛于ISM频带内的方式设置。共振频率根据被加热对象物的温度变化、组成变化而变动,因此优选在考虑了其变动范围后收敛于ISM频带。“ISM”是Industry Science Medical的缩写,ISM频带是为了在产业、科学、医疗领域中通用地使用而分配的频率的带域。不过,如果在腔体谐振器的开口部采取电磁波泄漏对策手段(电磁波吸收体的设置、考虑了截止频率的开口部设计、节流结构的设置)或者在屏蔽空间内设置腔体谐振器等抑制向空间的电磁波放射,则不必受ISM频带制约。
在上述的微波加热装置10中,如果向腔体谐振器11内供给微波而形成特定的驻波,则能够在腔体谐振器11的中心轴C处产生磁场并且使该磁场成为极大,另外能够使磁场在中心轴向上均匀地分布。因此,如果将带有具有磁损耗的材料或包含具有磁损耗的材料的复合材料的被加热对象物的基材6从入口12通过中心轴C从出口13搬出,则能够将在中心轴C处成为了极大的磁场均匀地照射到基材6的宽度方向上。因此,通过磁场的照射,在具有磁损耗的材料中产生感应电流,将其感应加热。
在上述加热中,在基材6由纸形成、在该纸上配置了由具有磁损耗的材料(导电性材料)构成的被加热对象物的情况下,将被加热对象物加热,但没有将纸的基材6加热。一般地,纸即使在干燥状态下也含有水分,即使照射磁场,在含有水分的纸中也不产生感应电流,因此没有被加热。另一方面,由于在被加热对象物中产生感应电流,因此被加热。这样,能够选择性地加热被加热对象物。
另外,在上述加热中,在基材6由树脂(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)形成、在该基材6上配置了由导电性材料构成的薄膜图案(例如电极图案)7的情况下,将电极图案7加热而没有将树脂的基材6 加热。一般地,树脂几乎无磁损耗,即使照射磁场在树脂中也不产生感应电流,因此没有被加热。另一方面,由于在电极图案7中产生感应电流,因此被加热。这样,能够将电极图案7选择性地加热。通过将该电极图案7加热,将焊料8加热、熔融,经由焊料8将器件9的电接合用电极(未图示)连接至电极图案7,搭载器件9。
进而,虽然没有图示,但在上述加热中,在基材6由树脂(例如聚酰亚胺)的片材形成、在该基材6上配置由导电性材料构成的薄膜图案7的情况下,将薄膜图案7加热而没有将树脂的基材6加热。一般地,树脂几乎没有磁损耗,即使照射磁场在树脂中也不产生感应电流,因此没有被加热。另一方面,由于在薄膜图案7中产生感应电流,因此被加热。这样,能够将薄膜图案7选择性地加热。
再有,圆筒中心轴C部分的电场强度成为极小(参照图3(A) 的电场分布图),并且磁场强度成为极大(参照图3(B)的磁场分布图)。
如上述说明那样,微波加热装置10通过使用例如形成TM110模式的驻波的圆筒型的腔体谐振器11,磁场集中于中心轴C,因此该区域成为磁场强度的极大区域,在中心轴向上磁场强度变得均匀。因此,通过中心轴C的被加热对象物的温度控制性(均匀性)升高。另外,通过控制形成驻波的微波的频率、输出功率,能够总是形成恒定的驻波,因此温度控制性进一步提高,能够实现更均匀的加热。
采用电磁波传感器44能够正确地测出与腔体谐振器11内的电磁场能量相对应的信号。因此,能够基于测出的与电磁场能量相对应的信号,检测在腔体谐振器11内产生的驻波的形成状况(共振状况)。基于该检测信息,利用控制部进行控制以使微波的频率稳定地共振。这样,能够在腔体谐振器11内稳定地产生驻波。因此,能够利用驻波将被加热对象物高效率地、均匀地加热,并且能够稳定地维持腔体谐振器内的驻波的形成状态。
以下对使用了上述微波加热装置的利用微波的微波加热方法的优选的一例进行说明。
如上述图1中所示那样,微波加热方法在微波加热装置10的腔体谐振器11内控制微波的频率以形成单模驻波。就微波的频率而言,如上所述,将采用电磁波传感器44测出的与腔体谐振器11内的电磁场能量相对应的信号发送至控制部43。基于电磁波传感器44的信号,控制部43测出在腔体谐振器11内产生的驻波的共振状况。共振时形成驻波,电磁波传感器44的输出功率变大。通过调整微波发生器的振荡频率以使电磁波传感器44的输出功率成为极大,从而控制微波频率以致与腔体谐振器11具有的共振频率一致。
通过控制微波频率,以使其与腔体谐振器的共振频率一致而形成驻波。在由该驻波所形成的磁场强度变得均匀且极大的磁场区域配置被加热对象物。
而且,采用通过磁场区域的磁场的作用而产生的磁损耗引起的磁发热、和/或通过磁场区域的磁场而在被加热对象物内所产生的感应电流引起的感应加热,将被加热对象物加热。
接下来,对使用了微波加热方法的焊接安装技术进行说明。对于器件制造时的焊接安装技术,用于将焊料熔融的加热工序的实施是必不可缺的,需要将安装部位或基材整体加热至与焊料的组成相对应的熔点以上的温度。因此,对于低耐热性的基材,容易发生焊接安装时的热损伤导致的基材的变形、变质等不利情形,对使用焊料存在制约。
另外,低温固化导电性粘接剂具有固化温度越低、在烧成上越花费时间、可靠性不能说充分等问题,一般尚未使用。
另外,近年来,作为人体亲和性、设置自由度高的器件,在布料、具有伸缩性的基材上搭载器件的混合器件受到了关注。为了使混合器件迅速地实用化,希望使用已确立了可靠性的焊料来搭载器件。但是,对于低耐热性的基材,如上所述,存在焊接安装时的高温工艺引起的热损伤的问题。因此,可对低耐热性基材进行可靠性高的焊接安装的、革新的工艺技术的开发是当务之急。
因而,期待着在将器件搭载在低耐热性、伸缩性的高分子基板上的混合器件中使以往不可能的焊接安装成为可能的工艺。
以下对于适于实施使用了本发明的微波加热装置10的焊接安装方法的焊接安装装置进行说明。作为焊接安装装置的优选的一个实施方式,对包含根据上述图1说明的具有圆筒型的腔体谐振器的微波加热装置的焊接安装装置进行说明。
如图4中所示那样,焊接安装装置1具备第一组装置2~第四组装置5。第一组装置2具备对基材进行底漆·粘接层的印刷的底漆·粘接层印刷装置、干燥装置以及形成电极图案7的电极图案印刷装置、干燥装置。第二组装置3具备涂布形成焊料的焊料糊剂8的焊料糊剂涂布装置、搭载器件9的器件搭载装置、通过图像识别处理等而根据加热对象的形状来对微波照射条件进行自动控制的微波照射条件判定装置等。另外,第三组装置4为本发明的微波加热装置10,具备腔体谐振器。进而,第四组装置5(也称为后段装置)进行后处理。优选将这些装置按第一组装置2、第二组装置3、第三组装置4和第四组装置 5的顺序配置。或者,也优选在搬运装置(未图示)的周围配置第一组装置2~第四组装置5。
参照图5,以下对焊接安装装置1的装置配置的一例进行说明。
如图5中所示那样,焊接安装装置1的第一组装置2优选包含涂布装置210和干燥装置220。优选在涂布装置210中包含上述的底漆·粘接层印刷装置和电极图案印刷装置。底漆·粘接层印刷具有提高基材6 与电极图案7和器件9的密合性的效果。另外,优选在干燥装置220 中包含进行底漆·粘接层印刷后的干燥工序和电极图案印刷后的干燥工序的干燥装置。进而,在第一组装置2中可具备印刷阻焊剂图案的、例如丝网印刷装置(未图示),另外可具备将印刷的阻焊剂图案干燥的干燥装置(未图示)。在上述干燥装置中,可列举出红外线加热装置、热风加热装置、热板等加热装置。上述干燥装置也可共用。
第二组装置3优选包含焊料糊剂涂布装置310、器件搭载装置320 和微波照射条件判定装置330。焊料糊剂涂布装置310将成为焊料8 (参照图4)的焊料糊剂图案在电极图案7(参照图4)上印刷,形成焊料8。焊料糊剂涂布装置310优选具备例如模板印刷装置、丝网印刷装置、或分配器装置。器件搭载装置320在电极图案7上经由熔融前的焊料8搭载器件9(参照图1)。微波照射条件判定装置330通过图像识别处理等判定电极图案7(参照图4)和搭载的器件9(参照图 4)的形状,根据加热对象的形状,将最佳的微波照射条件给予微波加热装置10。
第三组装置4具有一个或多个腔体谐振器,使用参照上述图1说明的微波加热装置10是适合的。以下对使用了一个腔体谐振器的情形进行说明,但也可将两个以上(多个)的腔体谐振器串联地配置。
第四组装置5优选由将烧成后的助熔剂除去的清洗装置(未图示) 与其后进行粘接剂涂布工序的涂布装置(未图示)和固化装置(未图示)构成。对于粘接剂的涂布装置,可列举出模板印刷装置、丝网印刷装置或分配器装置。进而,固化装置使粘接剂固化,例如可列举出紫外线灯、红外线灯、热风装置、热板、大气压等离子体照射手段或氙气闪光灯、高湿度腔室。上述粘接剂中有加热固化型、光(也包含紫外线)固化型、湿气固化型等,为了促进粘接剂的固化,优选区分使用上述固化装置。
将具有电极图案7的基材6采用搬运机构(未图示)按前段的第一装置(第一组装置2)、前段的第二装置(第二组装置3)、微波加热装置(第三组装置4)、后段的装置(第四组装置5)的顺序搬运,采用各装置对基材6的各图案连续地进行处理。
接下来,对使用了微波加热装置的焊接安装装置进行说明。首先,对于焊接安装装置1的具体的装置配置,参照图6~8进行说明。
本说明书中的“安装”是指将器件安装于配置于基材的电极图案的技术。
如图6中所示那样,焊接安装装置1(1A)优选如下所述配置各装置。
就第一组装置2而言,按底漆·粘接层印刷装置211、干燥装置212、电极图案印刷装置221、干燥装置222的顺序配置。进而,在干燥装置222的后段,虽然没有图示,但优选配置有印刷阻焊剂图案的阻焊剂图案印刷装置和其干燥装置。
就第二组装置3而言,按焊料糊剂涂布装置311、器件搭载装置 312、微波照射条件判定装置313的顺序配置。
就第三组装置4而言,配置有具有一个或多个腔体谐振器的微波加热装置10。
就第四组装置5而言,依次配置有作为助熔剂除去装置511的清洗装置、粘接剂涂布装置512和粘接剂固化装置(固化装置)513。
上述焊接安装装置1(1A)如下所述工作。
将具有电极图案7(参照图4)的基材6(参照图4)采用搬运机构(未图示)沿箭头A1所示的方向搬运。于是,依次采用各装置进行与各装置对应的处理,在基材6上形成的电极图案7上经由焊料8 连接器件9的电极接合用电极,将器件9焊接安装。应予说明,附图中,在表示装置的四边形中隐藏的箭头部分表示采用该装置进行处理,箭头在装置内不会转弯(下同)。
本说明书中的“器件”除了半导体元件、集成电路(IC)等电子器件以外还包含电阻、电容器、电感器等从动元件、进而包含各种测定元件、摄像元件等传感器、受光元件、发光元件等光元件、声音元件等。
如图7中所示那样,焊接安装装置1(1B)优选如下所述配置各装置。
就第一组装置2而言,按底漆·粘接层印刷装置211、干燥装置212、电极图案印刷装置221的顺序配置。进而,虽未图示,但优选配置了印刷阻焊剂图案的阻焊剂图案印刷装置。
就第二组装置3而言,按焊料糊剂涂布装置311、器件搭载装置 312、微波照射条件判定装置313的顺序配置。
就第三组装置4而言,配置了具有一个或多个腔体谐振器的微波加热装置。优选在第三组装置4中使用上述的微波加热装置10。
就第四组装置5而言,依次配置了作为助熔剂除去装置511的清洗装置、粘接剂涂布装置512和固化装置513。
上述焊接安装装置1(1B)如下所述工作。
将具有电极图案7(参照图4)的基材6(参照图4)采用搬运机构(未图示)沿箭头B1所示的向搬运,按照底漆·粘接层印刷装置211、干燥装置212、电极图案印刷装置221的顺序进行与各装置对应的处理。
然后,在印刷了电极图案后,如箭头B2所示那样,将基材6从电极图案印刷装置221输送至干燥装置212,将印刷了的电极图案干燥。
接下来,如箭头B3中所示那样,对于基材6,从干燥装置212按照焊料糊剂涂布装置311、器件搭载装置312、微波照射条件判定装置 313、第三组装置4的微波加热装置10、助熔剂除去装置511、粘接剂涂布装置512的顺序进行与各装置对应的处理。在附图中,用虚线表示的部分表示没有进行采用记载有虚线的装置的处理(下同)。
进而,将基材6从粘接剂涂布装置512输送至固化装置513,使涂布了的粘接剂固化。将粘接剂固化后,与焊接安装装置1A同样地将基材6从固化装置513取出。或者,采用粘接剂涂布装置512将粘接剂涂布后,没有通至固化装置513而如箭头B4所示那样,输送至干燥装置212,使粘接剂干燥(固化)后,如箭头B5所示那样,可将基材6从干燥装置212取出。这种情况下,也可不配置固化装置513。
这样,在形成于基材6上的电极图案7上经由焊料8将器件9的电极接合用电极连接,将器件9焊接安装。
如图8中所示那样,焊接安装装置1(1C)优选如下所述配置各装置。
在第一组装置2中,配置有底漆·粘接层印刷装置211、干燥装置 212、电极图案印刷装置221。优选进一步配置印刷阻焊剂图案的阻焊剂图案印刷装置及其干燥装置。
就第二组装置3而言,按照焊料糊剂涂布装置311、器件搭载装置312、微波照射条件判定装置313的顺序配置。
就第三组装置4而言,配置有具有一个或多个腔体谐振器的微波加热装置10。
就第四组装置5而言,依次配置有助熔剂除去装置511、粘接剂涂布装置512和固化装置513。
上述焊接安装装置1(1C)如下所述工作。
将具有电极图案7(参照图4)的基材6(参照图4)收容于未图示的收容部。将在该收容部中收容的处理前的基材6采用搬运机构600 搬运至底漆·粘接层印刷装置211,在采用该装置进行的底漆·粘接层印刷后,搬运至干燥装置212,进行干燥。然后,通过采用搬运装置600 的搬运,将基材6搬运至电极图案印刷装置221,进行电极图案的印刷,将基材6搬运至干燥装置212,进行底漆·粘接层印刷的干燥。接下来,将基材6采用搬运机构600搬运至未图示的阻焊剂图案印刷装置,在采用阻焊剂图案印刷装置进行的阻焊剂图案的印刷后,进而搬运至干燥装置212,使阻焊剂图案干燥。
接下来,将基材6采用搬运机构600搬运至第二组装置3的焊料糊剂涂布装置311,在采用焊料糊剂涂布装置311的焊料糊剂涂布后,进而搬运至器件搭载装置312,采用器件搭载装置312,经由电极图案 7上的焊料8(参照图4)连接器件9(参照图4)的电极接合用电极,搭载器件9,进而搬运至微波照射条件判定装置313,采用图像识别处理等确定最适于加热对象形状的微波照射条件。
接下来,将基材6采用搬运机构600搬运至第三组装置4的微波加热装置10,使焊料熔融、固化,经由焊料8将器件9的电极接合用电极连接至电极图案7。
接下来,将基材6采用搬运机构600搬运至助熔剂除去装置511,进行助熔剂除去,进而搬运至粘接剂涂布装置512,涂布粘接剂。接着,输送至固化装置513,使涂布了的粘接剂固化。固化后,采用搬运机构600将其取出至收容部的规定位置。
再有,在能够采用干燥装置212进行粘接剂的固化的情况下,也可不使用固化装置513而采用干燥装置212进行粘接剂的固化。
这样,在形成在基材6上了的电极图案7上,经由焊料8连接器件9的电极接合用电极,将器件9焊接安装。
接下来,参照上述的图1、4、5对本发明的焊接安装方法的优选的一个实施方式进行说明。
本发明的焊接安装方法优选使用上述的微波加热装置10进行。
与上述同样地,采用第一组装置2,预先在基材6的表面印刷底漆·粘接层,使得基材6与待形成的电极图案7的密合性提高。在印刷了底漆·粘接层的基材6表面形成用于形成电极图案7的银糊剂图案,使其干燥,得到电极图案7。进而,采用第二组装置3,形成阻焊剂图案,将其干燥。
接下来,采用第二组装置3,在电极图案7上形成成为焊料8的焊料糊剂图案,使其干燥。进而,在熔融前的焊料8上载置待搭载的器件9。
接下来,采用第三组装置4(微波加热装置10),进行磁场加热,使焊料糊剂图案(焊料)熔融后使其固化,经由焊料将电极图案7与器件的电接合用电极(未图示)电连接。
具体地,在第三组装置4的圆筒型的腔体谐振器11的微波照射空间51中形成磁场与电场分离的单模驻波。在形成了驻波的微波照射空间51内,使具有电极图案7的基材6通过事实上不存在电场而存在磁场的上述说明的磁场区域52,将电极图案7加热例如数秒钟。所谓不存在电场,是电场弱、事实上能够忽视电场的影响。通过该电极图案 7的加热,使焊料8熔融。然后,在加热结束后焊料8固化,经由焊料8将器件9焊接安装至电极图案7。
其结果,如图9中所示那样,在基材6上经由底漆72配置了电极图案7。另外,在电极图案7上经由焊料8将形成于器件9的电接合用电极92连接,同时在电极图案7间的基材6上经由粘接层62将器件9粘接。进而,在器件9的周围形成粘接剂94,使器件9的粘接更为牢固。这样在基材6上安装器件9。
在本发明的焊接安装方法中,采用供给至微波照射空间51的微波 (未图示),形成单模的驻波,而且形成磁场和电场。在这样的微波照射空间51中,使具有电极图案7的基材6通入电场不存在而磁场存在的磁场区域52,因此受到磁场的影响而在电极图案7内产生感应电流,将电极图案7自加热。另一方面,由于磁场区域52几乎没有形成电场,因此基材6几乎没有受到电场的影响。因此,在电极图案7中没有发生电场的影响引起的火花现象(电弧放电)。通过利用这样的磁场加热将电极图案7加热,从而将焊料8加热、熔融,将器件9焊接安装于电极图案7。此时,根据电极图案7的配置方向,升温行为不同。以下对于升温行为不同进行说明。
电极图案7是纵横比为3.7以上的具有各向异性的图案。该纵横比如下所述规定。在电极图案7中有线状图案、矩形图案或复杂的形状的图案等各种形状的图案。另外,也有使同样的形状的图案重复的重复图案。
首先,在长方形的电极图案7(也包含细长的长方形的线状图案) 的情况下,长方形的长边与短边之比(长边/短边)成为电极图案7的纵横比。在这种情况下也与下述同样地,设定与电极图案7相同形状的长方形图案。
另一方面,对于在长方形的角部具有切角的电极图案7和梯形的电极图案7而言,将与各个电极图案7外接的长方形图案的纵横比设为电极图案7的纵横比。
进而,在复杂的形状的电极图案7的情况下,规定与电极图案7 外接的长方形图案,将该长方形图案的纵横比设为电极图案7的纵横比。此时,优选以对于长方形图案的面积减去电极图案7的面积所得的面积的值成为最小的方式来确定长方形图案的大小。
另外,在内部具有空间的电极图案7的情况下,规定与电极图案 7外接的长方形图案和与空间外接的长方形图案。在外接的长方形图案与空间的长方形图案的纵横比中,将大的值设为电极图案7的纵横比。
或者,将薄膜图案7G在宽度方向上一分为二,对于一分为二的两个薄膜图案,规定分别与其外接的长方形图案。这种情况下,即使对于一分为二的另一薄膜图案,也能够同样地规定长方形图案。
在用重复图案构成的电极图案7的情况下,分割为一个纵向图案和与其邻接的一个横向图案,作为测定图案,对于该测定图案规定长方形图案。再有,在不存在邻接的横向图案的情况下,将纵向图案作为测定图案,对于该测定图案规定长方形图案。而且,将各长方形图案的纵横比设为分割的各电极图案的纵横比。
另外,所焊接安装的器件9的电接合用电极(未图示)也与上述电极图案7同样地规定长轴。优选使该器件9的长轴相对于采用单模驻波所形成的磁场的振动方向,成为45度以上且90度以下的角度来配置。通过这样配置器件9的电接合用电极,从而加热到达温度升高。
上述的加热方法中的电极图案7的加热采用通过磁场区域52的磁场的作用而产生的磁损耗引起的发热以及利用磁场区域52的磁场而在电极图案7内产生的感应电流引起的发热中的任一者或两者。
就上述的加热方法中的电极图案7的加热时间而言,从抑制对基材6的热损伤的观点出发,优选为300秒以内,更优选30秒以内,进一步优选3秒以内。由于加热时间如上所述为短时间,因此即使将电极图案7加热,也能够将对基材6的热损伤控制在极小限度,获得能够缩短焊接安装工序所需的时间的效果。
就上述的电极图案7而言,在纵横比不到3.7的情况下,通过将想要降低加热温度的电极图案7的长轴相对于磁场的振动方向以成为不到45度的角度来配置,从而加热到达温度降低。通过利用其,对于具有多个电极图案的基板,能够利用电极图案7的长轴的方向来划分想要加热的部分和不想要加热的部分。即,通过使电极图案7的长轴相对于磁场的振动方向成为不到45度,从而利用磁场区域52的磁场的作用产生的磁损耗引起的发热和利用磁场区域52的磁场在电极图案7内所产生的感应电流引起的发热均变得难以产生。这样,利用将电极图案7的长轴相对于磁场的振动方向配置在45度以上且90度以下的情形和配置在不到45度的情形,能够控制加热温度、选择性地将电极图案7加热。
在上述焊接安装方法中,在电极图案7的上部和下部可具有绝缘性的薄膜。所谓电极图案7的上部,是指对电极图案7的平面视时的上表面,所谓下部,是指电极图案7的下表面。另外,优选将绝缘性的薄膜(未图示)形成于除配置焊料8的区域以外的区域。该电极图案可以是单独图案,也可以是几个电极图案汇集而构成的集合图案。所谓上述“绝缘性”,是指电阻高、不被磁场加热、热导率低。
作为绝缘性的薄膜,优选地,可列举出树脂、陶瓷、玻璃、氧化物、纸、织物等的薄膜。更优选地,可列举出树脂、氧化物。绝缘性的薄膜的厚度优选1nm~1mm,更优选20nm~500μm。
在微波照射空间中所形成的驻波优选TMn10(n为1以上的整数) 模式或TE10n(n为1以上的整数)模式。优选将由与该驻波一致的共振频率形成的微波能量供给至腔体谐振器11,自动调整向腔体谐振器 1供给的微波的频率,以致对于共振频率的变化,总是形成目标的模式的驻波。具体地,可列举出如上所述在微波发生器21中对微波频率进行微调的方法。另外,可列举出如上所述通过在腔体谐振器11内插拔介电体或导电体从而进行微调。
接下来,采用第四组装置5将焊料熔融后的助熔剂除去后,进行粘接剂涂布工序。进而,使粘接剂干燥以使其固化。另外,也优选进行例如使用准分子灯(例如发光波长为172nm(Xe准分子灯))的高能的真空紫外线来将有机物分解的处理。
以下对作为本发明的微波加热方法的优选的一个实施方式的薄膜图案的烧成方法进行说明。对于适于实施该薄膜图案的烧成方法的微波烧成装置,参照附图对优选的一个实施方式进行说明。
如图10中所示那样,薄膜图案的烧成装置100包括进行预加热的前段的装置(也称为第一组装置2)、具备腔体谐振器的微波烧成装置(也称为第二组装置3)。优选在该微波烧成装置中使用上述的微波加热装置10。还包括进行烧成后的后处理的后段的装置(也称为第三组装置4)。将这些装置按第一组装置2、第二组装置3和第三组装置4的顺序配置。
第一组装置2为在采用微波将薄膜图案7加热、烧成之前将薄膜图案7预干燥的加热装置,可列举出红外线加热装置、热风加热装置、热板、电炉等加热装置,但并不受其制约。
第二组装置3为具有一个或多个腔体谐振器的微波加热装置10。在图示例中,示出了使用了一个腔体谐振器的例子,但也可配置二个以上(多个)的腔体谐振器。
第三组装置4进行用于将采用第二组装置3烧成了的导电性的薄膜图案7进一步烧成(烧结)的加热处理。所谓上述进一步烧成,是包含采用第二组装置3没有充分地烧成的薄膜图案在内将全部的薄膜图案加热以充分地烧结。例如,在采用第二组装置3(微波加热装置 10)的烧成中,也包含利用在腔体谐振器11内所形成的磁场没有烧结的纵横比的图案在内进行加热,将全部的薄膜图案7烧结。另外,在将采用微波不能充分地除去的残留有机成分等分解并除去的处理、获得降低导电性的薄膜图案的表面电阻的目标的退火效果的处理中使用。在该加热手段中,能够列举准分子灯、紫外线灯、大气压等离子体照射手段和氙气闪光灯中的任一个,但并不限于此。
将具有薄膜图案7的基材6采用搬运机构(未图示)按第一组装置2、第二组装置3、第三组装置4的顺序搬运,采用各装置对基材6 连续地进行处理,装置的配置、处理的顺序不受限制,可按任意的顺序进行处理。
接下来,参照图10和上述的图4对作为本发明的微波加热方法的薄膜图案的烧成方法的优选的一个实施方式进行说明。不过,将图4 中的电极图案7、焊料8和器件9作为替换为薄膜图案7的产物进行说明。
本发明的薄膜图案的烧成方法优选使用上述的薄膜图案的烧成装置100进行。
首先,如图10中所示那样,采用作为微波加热装置10的前段的装置的第一组装置2,将在基材(例如片材或基板)6印刷(例如丝网印刷)了的薄膜图案7预干燥。在第一组装置2中例如使用热板。使用热板将印刷了的薄膜图案7例如在30℃~120℃下干燥1秒~10分钟。该预干燥只要为图案7的烧成温度且基板的耐热温度以下,则并无特别限制,优选进行直至薄膜图案7中所含的溶剂成分干燥。在上述预干燥中,使用了热板,但也能够使用上述以外的进行预干燥的加热装置。
接下来,在第二组装置3的圆筒型的腔体谐振器11的微波照射空间51形成将磁场和电场分离的单模的驻波。在形成了驻波的微波照射空间51内,使具有薄膜图案7的基材6通入事实上不存在电场而存在磁场的上述说明的磁场区域52,将薄膜图案7烧成。薄膜图案7是在基材6的上表面和下表面中的任一个面或两面形成的,例如采用丝网印刷而成。因此,在基材面6S印刷了的薄膜图案7成为了包含溶剂等的润湿的状态。通过将该润湿的状态的薄膜图案7(7A)烧成,从而得到干燥、烧结的导电性的薄膜图案7(7B)。
烧成前的图案7A由金属粒子、树脂成分、溶剂等构成,烧成前在图案7A内残留有大量的树脂成分。通过烧成,除了金属粒子自身烧结以外,也通过将该树脂成分烧飞,从而金属粒子间的接触变得良好,导电性提高。
再有,上述“烧成”是指“将薄膜图案的原料粉末成型、加热,使其收缩、致密化,得到具有一定的形状和强度的烧结体的工序”。即,通过高热使薄膜图案的原料燃烧从而使性质发生变化。“烧结”是指“薄膜图案的原料粉末在高温下烧固(焼き固まる)的现象”。具体地,在烧结过程的最初,在薄膜图案的原料粉末的粒子间发现间隙,如果在高温环境(比熔点低的温度)下发生烧结,则粒子间的接触面积增加,间隙减少,烧固,确保一定的稳定的形状和强度。
在本发明的薄膜图案的烧成方法中,利用供给至微波照射空间51 的微波(未图示),形成单模的驻波,而且形成磁场和电场。在这样的微波照射空间51中,使具有薄膜图案7的基材6通过事实上不存在电场而存在磁场的磁场区域52,从而不受磁场的影响,在薄膜图案7 内产生感应电流,将薄膜图案7自加热。另一方面,由于磁场区域52 事实上没有形成电场,因此基材6不会受到电场的影响。因此,在薄膜图案7中不会发生电场的影响引起的火花现象(电弧放电)。通过这样的磁场加热,将薄膜图案7加热并烧成。此时,根据薄膜图案7的形状和配置方向,升温行为不同。以下对升温行为不同进行说明。
薄膜图案7是纵横比为3.7以上的具有各向异性的薄膜图案。以下对于薄膜图案7的纵横比的规定方法进行说明。如图11和图12中所示那样,在所烧成的薄膜图案7中有线状图案、矩形图案或复杂形状的图案等各种形状的图案。另外,也有使同样的形状的图案重复的重复图案。应予说明,在附图中,对于用2点划线表示的长方形图案而言,为了使得容易看到,描绘成与薄膜图案略微分离的状态。实际上,长方形图案的外形的一部分或全部(薄膜图案的外形为长方形的情形) 与薄膜图案的外形一致。
薄膜图案7的纵横比如下所述规定。
图11的(A)中所示的长方形的薄膜图案7A(也包含细长的长方形的线状图案(未图示))的情况下,长方形的长边与短边之比(长边/ 短边)成为薄膜图案7A的纵横比。这种情况下,也与下述同样地,设定与薄膜图案7A相同形状的长方形图案(8A)。
另一方面,就图11的(B)中所示的在长方形的角部具有切角的薄膜图案7B和图11的(C)中所示的梯形的薄膜图案7C而言,将与薄膜图案7B、7C外接的长方形图案8B、8C的纵横比设为薄膜图案7B、 7C的纵横比。
进而,在图11的(D)~(F)中所示的复杂的形状的薄膜图案7D~ 7F的情况下,规定与薄膜图案7D~7F分别外接的长方形图案8D~ 8F,将该长方形图案8D~8F的纵横比设为薄膜图案7D~7F的纵横比。此时,优选以对于长方形图案8D~8F的面积减去薄膜图案7D~7F的面积所得的面积的值成为最小的方式来确定长方形图案8D~8F 的大小。
在图12的(G)中所示的在内部具有空间7S的薄膜图案7G的情况下,用与薄膜图案7G外接的长方形图案和与空间7S外接的长方形图案这两者来判定纵横比。例如,在外接的长方形图案与空间的长方形图案的纵横比中,将大的值设为电极图案7的纵横比。
或者,将薄膜图案7G在宽度方向上一分为二,对于一分为二的两个薄膜图案,规定分别与其外接的长方形图案。这种情况下,即使对于一分为二的另一薄膜图案,也能够同样地规定长方形图案。
在图12的(H)中所示的用重复图案构成的薄膜图案7H的情况下,分割为一个纵向图案和与其邻接的一个横向图案,将长方形图案8H 规定为测定图案。这种情况下,变得与上述的图11的(D)的情形同样。因此,所谓纵向图案,是指纵向方向的图案,所谓横向图案,是指横向方向的图案。
而且,薄膜图案7的长轴L的至少一部分(即,一部分或全部) 相对于在磁场区域中产生的磁场H的振动方向(相对于中心轴C,垂直方向:Y方向)具有45度以上且90度以下的角度而配置。所谓“长轴L”,为沿着薄膜图案的纵向方向的通过宽度方向中心的轴。例如,在如折线图案那样在正交的方向上配置有线状图案的情况下,能够将构成折线图案的各线状图案的长轴相对于磁场的振动方向配置在45 度。通过这样配置,从而能够将构成折线图案的所有线状图案的长轴都相对于磁场的振动方向配置在45度。
另一方面,在薄膜图案7的形状为在图11的(A)~(F)、图12的(G)~(H)中作为一例示出的图案形状的情况下,将长方形图案 8A~8H的通过宽度方向中央的纵向方向设为长轴LA~LH。另外,长轴LA~LH与磁场H的振动方向Y所成的角度θA~θH优选如上述说明那样成为45度以上且90度以下。
就薄膜图案的长轴方向的长度而言,优选具有向微波照射区域所供给的微波的波长的1/10以上的长度。
就上述的烧成方法中的薄膜图案7的烧成而言,采用通过磁场区域52的磁场的作用而产生的磁损耗引起的发热以及利用磁场区域52 的磁场而在薄膜图案7内所产生的感应电流引起的发热中的任一者或两者。
在上述薄膜图案的烧成方法中,在薄膜图案的上部和下部可具有绝缘性的薄膜。该薄膜图案可以是单独图案,也可以是几个薄膜图案汇集而构成的集合图案。所谓上述“绝缘性”,是指电阻高、用磁场没有被加热、热导率低。
作为绝缘性的薄膜,优选地,可列举出树脂、陶瓷、玻璃、氧化物等的薄膜。更优选地,可列举出树脂、氧化物。绝缘性的薄膜的厚度优选1nm~1cm,更优选20nm~500μm。
在微波照射空间中所形成的驻波优选TMn10(n为1以上的整数) 模式或TE10n(n为1以上的整数)模式。优选将由与该驻波一致的共振频率形成的微波能量供给至腔体谐振器11,自动调整向腔体谐振器 11供给的微波的频率,以致对于共振频率的变化,长期地形成目标的模式的驻波。具体地,可列举出如上所述在微波发生器21中对微波频率进行微调的方法。
对在上述腔体谐振器11内加热、烧成了的薄膜图案7采用第三组装置4进行用于将在第二组装置3中烧成了的薄膜图案7进一步烧结的加热处理。在第三组装置4中,优选进行例如使用准分子灯例如 172nm(Xe准分子灯)的高能的真空紫外线来将有机物分解的处理。
实施例
以下基于实施例对本发明的微波加热装置10更详细地说明,但本发明并不限定于这些而予以解释。
[实施例1~3]
实施例1~3各自将表1中所示的市售的表面电阻率不同的宽8cm 的树脂制片材作为测定试样。实施例1的片材的基材使用了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的透明导电性片材(スタクリアーNCF)。实施例2的片材的基材使用了聚烯烃的导电袋(添加炭黑)。实施例3 的片材的基材使用了PET的抗静电铝蒸镀袋。而且,使用图1中所示的微波加热装置10,在圆筒型的腔体谐振器11的宽10cm的磁场区域内将各片材固定,实施了磁场加热和感应加热。在磁场加热中形成 TM110模式的驻波,在感应加热中形成TM010模式的驻波,沿着中心轴将各测定试样固定。磁场加热和感应加热都是在微波的频率为2.3~ 2.7GHz的范围、微波的输出功率为0~100W的范围实施。应予说明,实施例4~7和比较例中也同样。
[比较例1]
另一方面,作为比较例1,片材的基材使用了聚丙烯(PP)的导电性膜。各个片材的厚度、表面电阻率如表1中记载那样。
将实施例1~3和比较例1的加热结果示于表1中。
表1
表1中,在能感应加热的情况下用Y标记表示,在不能感应加热的情况下用N标记表示。另外,在能磁场加热的情况下用Y标记表示,在不能磁场加热的情况下用N标记表示。应予说明,就感应加热中使用的腔体谐振器和磁场加热中使用的腔体谐振器而言,使用了不同的腔体谐振器,各个圆筒谐振器的圆筒部内径不同。
实施例1~3的表面电阻率小(108Ω/□以下)的树脂制片材的基材如果是一般使用的感应加热,不能加热。另一方面,可知如果为磁场加热,则能够加热。再有,感应加热和磁场加热的可否通过考察采用前述的“控制系统”部分中记载的方法是否能够检测TM010模式(感应加热的可否)或TM110模式(磁场加热的可否)的共振频率来判断。
[实施例4]
其次,实施例4将上述实施例3中使用的抗静电铝蒸镀袋的宽8cm 的片材的基材作为测定试样。一边将该测定试样以0.2cm/s的速度移动至宽10cm的磁场照射(反应)空间内,一边采用电磁波传感器测定了加热时的片材的温度变化和微波加热装置10的入射波与反射波、共振频率的变化。对于电磁波传感器,使用了使用环形天线、通过采用二极管的整流电路能够作为直流信号计量的电磁波传感器。在温度测定中,使用日本传感器制的放射温度计TMHX-CN0500测定了片材中心部的温度。在该磁场加热中使用了TM110模式用的腔体谐振器,而且形成TM110模式的驻波,沿着中心轴将测定试样固定。将其结果示于图13中。相对于作为设定温度的80℃,在80±1℃下温度稳定地推移。另外,使用热图像计量装置41,测定了片材的宽度方向的温度分布,结果确认了将片材整体均质地加热(参照图14)。
[实施例5~6]
实施例5使表2中所示的市售的宽8cm的片状的导电性玻璃作为测定试样。实施例6使表2中所示的市售的宽8cm的片状的导电性硅橡胶(混合碳)作为测定试样。而且,使用图1中所示的微波加热装置10,将这些测定试样固定在宽10cm的腔体谐振器内,进行了磁场加热和感应加热。另一方面,比较例5、6除了在实施例5、6中将加热方法从磁场加热变为感应加热以外,使用了与实施例5和6同样的试样。在磁场加热中使用了TM110模式用的腔体谐振器,而且形成 TM110模式的驻波,在感应加热中使用了TM010模式用的腔体谐振器,而且形成TM010模式的驻波,沿着中心轴将各测定试样固定。
将其加热结果示于表2中。
表2
在表2中,在能够感应加热的情况下用Y标记表示,在不能感应加热的情况下用N标记表示。另外,在能够磁场加热的情况下用Y标记表示,在不能磁场加热的情况下用N标记表示。
其结果可知,如果是一般使用的感应加热,不能加热。另一方面,可知如果是磁场加热,能够加热。与树脂制片材的加热同样地,感应加热和磁场加热的可否通过采用本微波加热装置是否形成微波的驻波来确认。进而,将改变微波输出功率以将导电性玻璃和导电性硅橡胶加热的结果分别示于图15和图16中。使用放射温度计进行了片材中心部的温度测定,结果如果微波输出功率升高,到达温度也升高。
[实施例7]
加热了导电性糊剂。
实施例7是在石英玻璃上将导电性银糊剂(トーヨーケム株式会社制制品名REXALPHA)涂布为75mm×10mm、厚0.05mm,制作了测定试样。在涂布10分钟后,使用图1中所示的微波加热装置10进行了磁场加热。在磁场加热中形成了TM110模式的驻波。将测定试样设置于微波加热装置10的磁场区域内的中心部(包含中心轴C),在磁场加热中在到达温度130℃下进行了5分钟加热。将加热时的糊剂涂布部的温度变化以及微波加热装置的入射波和反射波、共振频率的变化示于图17中。在这些测定中使用了电磁波传感器。在电磁波传感器中使用了环形天线。温度连续地上升,在感应加热中所担心的导电性糊剂的火花引起的急剧的温度上升在磁场加热中没有发生。使用热图像计量装置41测定了加热时的糊剂涂布部整体的温度分布,结果确认了被均质地加热(图18)。另外,在图19中所示的磁场加热前(参照(A)图)和加热后(参照(B)图)的各试验片的外观中,没有发现火花导致的异常加热部。
[比较例7]
比较例7制作了与实施例7同样的测定试样。对于该测定试样,采用电炉在130℃下进行5分钟和30分钟的加热,将糊剂涂布面内5 处的电阻率的测定结果示于表3中。
表3
实施了微波的磁场加热的测定试样的电阻率在5处显示大体上相同的值,可以说将涂布面整体均质地加热。如果与电炉加热的结果比较,可知采用磁场加热的试验片的一者能够降低电阻率(能够提高导电性),加热效率也优异。
[比较例8]
另外,比较例8在石英玻璃上将导电性银糊剂(トーヨーケム株式会社制制品名REXALPHA)以15mm×4mm、厚0.05mm涂布,制成测定试样。在涂布10分钟后设置于腔体谐振器内的中心部(包含中心轴C),形成TM010模式的驻波,进行了感应加热。将加热时的糊剂涂布部的温度变化以及微波加热装置的入射波和反射波、共振频率的变化示于图20中。温度上升到约60℃,这以后慢慢地降低,在温度降低的同时共振频率上升。结束了100秒的感应加热后的试验片的电阻率为0.13Ω·cm,确认了与磁场加热相比,导电性差。认为在导电性糊剂的感应加热中,随着导电性升高,微波的吸收降低,加热变得困难。
以下基于实施例对作为本发明的微波加热方法的一例的焊接安装方法更详细地说明,但本发明并不限定于这些实施例而予以解释。
[实施例11]
实施例1是在作为板状的低耐热性基板的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(PET基板)上将导电性银糊剂(トーヨーケム株式会社、商品名REXALPHA)丝网印刷,形成了电极图案。将电极图案用热板在 60℃下干燥20分钟,将溶剂除去。为了掩蔽电极图案,将热固化型阻焊剂(太阳ホールディングス株式会社、商品名S-222X16K)丝网印刷,用热板在80℃下干燥了60分钟。其次,对焊料糊剂(千住金属工业株式会社、商品名エコ焊料糊剂LT142)进行模板印刷,在电极图案上形成了焊料。在焊料上作为器件放置了温湿度传感器芯片(センシリオン株式会社、商品名SHT-31)。将放置了温湿度传感器芯片的PET基板沿着圆筒型的腔体谐振器的中心轴C配置。在腔体谐振器内形成TM110模式的驻波,用100W照射3秒微波,采用热图像计量装置确认了电极图案升温到150℃以上。
从腔体谐振器内将PET基板取出,观察该PET基板的外观。其结果确认了:如图21中所示那样,焊料(焊料糊剂图案)熔融以及在 PET基板中无变形。这样制作了9个实施例1的测定试样的温湿度传感器。
另外,实施例1中,为了确认上述测定试样的9个温湿度传感器的动作,在同一室内环境中计量了温度和湿度。
例如,就安装样品的测定而言,对于有限会社シスコム社制造的温湿度模拟输出功率模块SHTDA-2,使用日置电机株式会社制造的 DC信号源SS7012进行电源供给,将安装样品与SHTDA-2连接,由 SHTDA-2的输出电压算出温度、湿度。在SHTDA-2中本来就安装有センシリオン株式会社制造的SHT-35(SHT-31的上位模型),对于参比用数据,使用采用该SHT-35测定的数据。
[比较例11~12]
另一方面,比较例1直接使用读取装置作为参比用的温湿度传感器,使SHT-35的测常数据成为参比。比较例2使用市售的数字温湿度计(ヴァイサラ株式会社、商品名HM41),在与实施例1相同的环境下测定了温度和湿度。
测定的结果如图22中所示那样,在同一室内环境下的温度和湿度的测定中,实施例1的9个温湿度传感器与采用参比的温湿度传感器和数字温湿度计得到的测定结果成为了大致相同的值。因此,证实了采用本发明的焊接安装方法制作的实施例的温湿度传感器正常地工作。
进而,基于实施例对作为本发明的微波加热方法的薄膜图案的烧成方法进一步详细地说明,但本发明并不限定于这些实施例而予以解释。
[实施例21~28]
实施例21~28在聚酰亚胺制的片材上将导电性银糊剂(トーヨーケム株式会社、商品名REXALPHA)丝网印刷,制作形成了表4中记载的规定尺寸的厚0.012mm、导电性的薄膜图案的测定试样1~8。表4中记载的各尺寸为采用热板干燥前的尺寸。然后,使用图10中所示的薄膜图案的烧成装置100,将各测定试样1~8放置于热板,将薄膜图案用热板在60℃下干燥20分钟,将溶剂除去。在圆筒型的腔体谐振器(空腔)内形成了TM110模式的驻波。各试验片材1~8以如下方式配置:各薄膜图案的长轴方向在腔体谐振器的圆筒中心轴处,相对于磁场的振动方向,成为90度的方向。在该状态下,采用搬运机构 31搬运各试验片材1~8,以从腔体谐振器10的入口12通过圆筒中心轴C的磁场区域52而从出口13出来。在腔体谐振器10内对各薄膜图案照射频率2.45GHz、输出功率100W的微波,形成TM110模式的驻波,将薄膜图案加热、烧成,赋予了导电性。采用热图像计量装置 (热像图仪)测定了此时的薄膜图案的温度变化。对于热图像计量装置,使用了日本アビオニクス株式会社制InfrREC H8000(商品名)。测定微波的照射1分钟后的温度并记录。然后,测定了微波照射后的各薄膜图案的体积电阻率。体积电阻率使用三菱ケミカルアナリテック株式会社制ロレスタ-GX MCP-T610、采用4端子探头测定。
将薄膜图案的形状作为参数的体积电阻率与加热到达温度的关系如图23中所示。
[比较例21~28]
另一方面,比较例21~28除了将各图案的长轴方向相对于磁场的振动方向配置于0度的方向以外,与实施例21~28同样地制作,与实施例21~28同样地进行了烧成。将薄膜图案的形状作为参数的体积电阻率与加热到达温度的关系如图23中所示。
表4
图23表示各薄膜图案的微波照射时的到达温度和照射后测定的体积电阻率。再有,1mm×40mm、2mm×40mm的薄膜图案的加热温度在将其长轴方向相对于磁场的振动方向配置于90度的位置的情况下,在照射了微波的10秒以内超过了聚酰亚胺制片材的耐热温度。并且,由于超过了热图像计量装置的测定上限的300℃,因此记录为 300℃,但实际已升温到更高的温度。
由该结果可知,相对于磁场的振动方向,将薄膜图案的长轴配置于0度方向的薄膜图案均几乎没有升温,体积电阻率也高。另外可知,相对于磁场的振动方向,将薄膜图案的长轴配置于90度的位置的薄膜图案越是细长(纵横比大)的图案越升温到高温。
由该结果可知,根据薄膜图案的形状和配置的方向,存在烧成的可否、到达温度的不同。
另外,图24表示相对于磁场的振动方向使薄膜图案的长轴方向成为90度的、各薄膜图案的微波照射时的到达温度与薄膜图案的长度的关系。
由该结果可知,薄膜图案的长轴方向的长度为26mm以上的薄膜图案均在10秒以内升温到130℃以上。另外可知,与图24同样地,相对于磁场的振动方向,将长轴配置于90度的薄膜图案越是细长(纵横比大)的图案越升温到高温。
因此可知,在本发明的烧成方法中,重要地是薄膜图案的长轴的长度为26mm以上,纵横比为3.7以上,薄膜图案的长轴相对于磁场区域的磁场的振动方向,具有45度以上的角度而配置。
基于其实施例对本发明进行了说明,只要我们没有特别地指定,在说明的所有细节处都不意在限定我们的发明,认为在没有违反所附的权利要求中所示的发明的精神和范围的情况下,应予以广泛的解释。
本申请要求基于在2018年2月8日在日本申请专利的特愿 2018-021455、特愿2018-021456、特愿2018-021457和在2018年9月 27日在日本申请专利的特愿2018-182605的优先权,通过在此参照从而将其内容作为本说明书的记载的一部分并入。
附图标记说明
1A、1B、1C 焊接安装装置
100 薄膜图案的烧成装置
2 第一组装置(前段的第一装置、前段装置)
3 第二组装置(前段的第二装置、微波加热装置10)
4 第三组装置(微波加热装置10、后段装置)
5 第四组装置(后段装置)
6 基材
7 被加热对象物(电极图案、薄膜图案)
10 微波加热装置
11 腔体谐振器
12 入口
13 出口
14 微波供给口(同轴波导管变换器型微波供给口)
15 窗
21 微波发生器
22 微波放大器
23 隔离器
24 匹配器
25 天线
26 电缆
31 搬运机构
31A 供给侧搬运部
31B 送出侧搬运部
41 热图像计量装置
42、45、46 电缆
42 控制器
44 电磁波传感器
C 腔体中心轴(中心轴)
Claims (32)
1.微波加热方法,是利用微波的微波加热方法,其中,控制所述微波的频率以形成单模驻波;将被加热对象物配置在采用所述单模驻波所形成的磁场强度变得均匀且极大的磁场区域;采用通过所述磁场区域的磁场作用而产生的磁损耗引起的磁发热、和/或通过所述磁场区域的磁场而在所述被加热对象物内所产生的感应电流引起的感应加热,将所述被加热对象物加热,
所述被加热对象物为配置在基材上的电极图案和器件的电接合用电极,
将所述电极图案的长轴方向的至少一部分相对于用所述单模驻波所形成的磁场的振动方向成45度以上且90度以下的角度而配置,对该电极图案进行微波加热。
2.微波加热方法,是利用微波的微波加热方法,其中,控制所述微波的频率以形成单模驻波;将被加热对象物配置在采用所述单模驻波所形成的磁场强度变得均匀且极大的磁场区域;采用通过所述磁场区域的磁场作用而产生的磁损耗引起的磁发热、和/或通过所述磁场区域的磁场而在所述被加热对象物内所产生的感应电流引起的感应加热,将所述被加热对象物加热,
所述被加热对象物为配置在基材上的电极图案和器件的电接合用电极,
在所述电极图案的上部和下部具有绝缘性的薄膜,
所述微波加热方法具备前段工序和后段工序,所述前段工序包括:在所述基材上印刷底漆·粘接层的工序和该底漆·粘接层的干燥工序、电极图案的印刷工序和该电极图案的干燥工序、焊料糊剂涂布工序、器件搭载工序和微波照射条件判定工序,所述后段工序包括:助熔剂除去工序、粘接剂涂布工序和该粘接剂的固化工序,
采用搬运机构将所述基材连续地搬运,依次进行所述前段工序、采用实施所述微波加热方法的微波加热装置的微波加热工序、和所述后段工序。
3.微波加热方法,是利用微波的微波加热方法,其中,控制所述微波的频率以形成单模驻波;将被加热对象物配置在采用所述单模驻波所形成的磁场强度变得均匀且极大的磁场区域;采用通过所述磁场区域的磁场作用而产生的磁损耗引起的磁发热、和/或通过所述磁场区域的磁场而在所述被加热对象物内所产生的感应电流引起的感应加热,将所述被加热对象物加热,
所述被加热对象物为配置在基材上的电极图案和器件的电接合用电极,将所述电极图案和所述电接合用电极加热,将配置在所述电极图案上的焊料加热、熔融,
所述微波加热方法包括:
在所述基材上经由底漆配置所述电极图案的工序,和
在所述电极图案上经由所述焊料将形成于所述器件的所述电接合用电极连接并且在所述电极图案间的所述基材上经由粘接层将所述器件粘接的工序;
在所述器件的周围形成粘接剂。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的微波加热方法,其中,所述单模驻波为TMn10模式或TE10n模式,其中n为1以上的整数。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的微波加热方法,其中,产生所述单模驻波的谐振器为圆筒谐振器或方筒谐振器,在产生所述单模驻波的谐振器的腔体壁的相面对的位置具备入口和出口,具有从所述入口将所述被加热对象物搬入、从所述出口将所述被加热对象物搬出的搬运机构,将所述电极图案的长轴方向的至少一部分相对于用所述单模驻波所形成的磁场的振动方向成45度以上且90度以下的角度而配置,对该电极图案进行微波加热。
6.根据权利要求5所述的微波加热方法,其中,测出与根据配置在所述谐振器内的所述被加热对象物的配置状态而变动的所述单模驻波一致的共振频率,将所述微波调节至与该共振频率一致的频率,向所述谐振器内照射。
7.根据权利要求6所述的微波加热方法,其中,计量来自所述谐振器内的微波照射空间的反射波,基于该反射波的计量信号,由使该反射波成为极小的所述微波的频率测出与所述单模驻波一致的共振频率,控制所述微波的频率。
8.根据权利要求6所述的微波加热方法,其中,计量所述谐振器内的微波照射空间的能量密度,基于该能量密度的计量信号,由使该能量密度成为极大的所述微波的频率测出与所述单模驻波一致的共振频率,控制所述微波的频率。
9.根据权利要求5所述的微波加热方法,其中,配置多个所述谐振器,利用该多个谐振器连续地进行微波加热。
10.根据权利要求5所述的微波加热方法,其中,在所述谐振器内,使所述基材相对于所述磁场的振动方向在垂直方向上上下移动。
11.根据权利要求2所述的微波加热方法,其中,所述前段工序的焊料糊剂涂布工序采用模板印刷装置、分配器装置或焊料球安装机进行。
12.根据权利要求2所述的微波加热方法,其中,所述后段工序中,助熔剂除去工序为清洗工序,所述粘接剂涂布工序为模板印刷工序、丝网印刷工序、或分配器工序,所述粘接剂固化工序为采用准分子灯、紫外线灯、红外线灯、热风装置、热板、大气压等离子体照射手段、氙气闪光灯或高湿度腔室的加热工序。
13.根据权利要求1~3中任一项所述的微波加热方法,其中,将所述电接合用电极的长轴的至少一部分相对于采用所述单模驻波所形成的磁场的振动方向成40度以上且90度以下的角度而配置。
14.根据权利要求1~3中任一项所述的微波加热方法,其中,所述被加热对象物为配置在基材上的薄膜图案,所述薄膜图案是纵横比为3.7以上的具有各向异性的薄膜图案,将该薄膜图案的长轴方向的至少一部分相对于在所述磁场区域中产生的磁场的振动方向成45度以上且90度以下的角度而配置,使所述基材通过所述磁场区域。
15.根据权利要求14所述的微波加热方法,其中,所述薄膜图案的长轴方向的长度具有所述微波的波长的1/10以上的长度。
16.根据权利要求1~3中任一项所述的微波加热方法,其中,所述微波加热方法为采用微波将所述被加热对象物加热、发生化学反应的化学反应方法。
17.微波加热装置,其具备:
圆筒型或除相对于筒中心轴的垂直方向的截面为长方形的筒型以外的以筒中心轴为中心相面对的2个面平行的多边筒型的成为微波照射空间的腔体谐振器,和
搬运机构,其将磁性体、具有磁损耗的材料或具有导电性的材料的被加热对象物、或者包含磁性体、具有磁损耗的材料或具有导电性的材料的复合材料的被加热对象物供给至所述腔体谐振器内的磁场的能量分布均匀的空间,以使其通过该腔体谐振器的磁场强度成为极大且均匀的磁场区域;
将利用所述搬运机构供给的所述被加热对象物在所述磁场区域中加热,
所述搬运机构在所述被加热对象物通过所述磁场区域时,使所述被加热对象物通过电场强度成为极小的空间,
所述腔体谐振器为具有圆筒型的微波照射空间、沿着圆筒中心轴形成磁场强度成为均匀且极大的TMn10模式或TE10n模式的驻波的腔体谐振器,其中n为1以上的整数,
具有:配置了被搬入所述微波照射空间内的所述被加热对象物的基材通过的、配置于所述腔体谐振器的腔体壁的入口,和从所述微波照射空间内被搬出的所述基材通过的、配置于所述腔体谐振器的腔体壁的出口,
所述搬运机构将所述基材从所述入口搬入、通过所述磁场强度成为极大的磁场区域并从所述出口搬出,
使配置于所述基材的所述被加热对象物的薄膜图案的长轴方向的至少一部分相对于在所述磁场区域中产生的磁场的振动方向成45度以上且90度以下的角度,使所述基材通过所述磁场区域,将所述薄膜图案加热。
18.根据权利要求17所述的微波加热装置,其中,所述薄膜图案为电极图案,将该电极图案加热以使配置在该电极图案上的焊料熔融。
19.根据权利要求17所述的微波加热装置,其中,通过所述薄膜图案的加热将该薄膜图案烧成。
20.根据权利要求17~19中任一项所述的微波加热装置,其中,在所述微波照射空间内部所形成的驻波为TM110模式,所述磁场区域为沿着所述腔体谐振器的筒中心轴的空间。
21.根据权利要求20所述的微波加热装置,其中,形成所述TM110模式的驻波的手段具有在所述被加热对象物插入于所述微波照射空间的状态下,总是沿着所述筒中心轴维持磁场的均匀分布状态的、控制微波的频率的机构。
22.根据权利要求21所述的微波加热装置,其中,所述控制微波的频率的机构测出与根据所述被加热对象物的插入状态而变动的TM110模式的驻波一致的共振频率,照射与该共振频率一致的微波。
23.根据权利要求22所述的微波加热装置,其中,所述测出与TM110模式的驻波一致的共振频率的手段具有计量来自所述微波照射空间的反射波的机构,具有基于该反射波的计量信号由使反射波成为极小的频率测出共振频率的控制所述微波的频率的机构。
24.根据权利要求23所述的微波加热装置,其中,所述测出与TM110模式的驻波一致的共振频率的手段具有计量所述微波照射空间内的能量状态的机构,具有基于该能量状态的计量信号由使微波照射空间内的能量密度成为极大的频率测出共振频率的控制所述微波的频率的机构。
25.根据权利要求17~19中任一项所述的微波加热装置,其中,使在所述腔体谐振器的筒中心轴成为极大的磁场发挥作用,在所述被加热对象物中产生感应电流,将上述被加热对象物加热。
26.根据权利要求17~19中任一项所述的微波加热装置,其中,所述微波加热装置具有1个或多个所述腔体谐振器。
27.根据权利要求17所述的微波加热装置,其中,所述被加热对象物为配置在基材上的薄膜图案,具备:在采用所述微波加热装置将该基材加热烧成前将该基材预干燥的前段装置、和在采用所述微波加热装置的所述薄膜图案的烧成后进行后处理的后段装置,
采用所述搬运机构将所述基材连续地搬运,采用所述前段装置、所述微波加热装置和所述后段装置依次进行处理。
28.根据权利要求27所述的微波加热装置,其中,所述前段装置具有将薄膜图案预干燥的红外线加热装置、热风加热装置或热板。
29.根据权利要求27或28所述的微波加热装置,其中,所述的后段装置包含用于将所述薄膜图案进一步烧结的加热手段,所述加热手段具有准分子灯、紫外线灯、大气压等离子体照射手段或氙气闪光灯。
30.根据权利要求17~19中任一项所述的微波加热装置,其中,所述搬运机构在所述腔体谐振器内使所述被加热对象物相对于所述磁场的振动方向在垂直方向上上下移动。
31.根据权利要求17~19中任一项所述的微波加热装置,其中,所述微波加热装置为采用利用微波产生的磁场将所述被加热对象物加热、发生化学反应的化学反应装置。
32.化学反应方法,为使用了权利要求1~16中任一项所述的微波加热方法的化学反应方法,其包括将所述被加热对象物加热从而发生化学反应。
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