CN1219712C - 滑动缝隙式热处理装置 - Google Patents

Abstract

提供一种滑动缝隙式热处理装置，该热处理装置(1)，是以固定设在热处理室(2)内的支撑体支撑多层LCD玻璃基板等工件(W)、并从开口面(1a)逐个取放进行热处理的装置，其中作为多层在本例中为31层，其包括具有41₁～41₆的6个缝隙(41)的遮蔽板(4)、分成6扇设置而可开闭各自的缝隙的小门(5)、遮蔽板的升降机构(6)、及小门的开闭机构(7)。这种滑动缝隙式热处理装置，通过例如仅打开与取放工件W的缝隙41₆相对应的小门5₆并封闭其他的5₁～5₅，而能够一边防止热处理室(2)的热气泄漏一边取放工件。因为缝隙仅升降工件5层份，所以热处理装置的高度不会变高。

Description

滑动缝隙式热处理装置

技术领域

本发明涉及一种在热处理室中所设的支撑装置上支撑多层平板状的被处理物、并从上述热处理室的开口部逐个取放上述被处理物、进行热处理的滑动缝隙(slit)式热处理装置。

背景技术

作为在热处理室内支撑多层LCD玻璃基板等平板状的工件、并将其逐个取放进行热处理的通常称为净化炉的热处理装置，以前一般使用这样的构成，即在一定位置设置取放工件用的缝隙状的开口，在可升降的称为吊篮(condola)的装载装置上以一定间隔装载多层工件，升降吊篮使热处理完毕后的工件的位置对正开口处，再用机械手取放工件，并依次反复该动作。(例如，参照专利文献1)。

但是，在这种热处理装置中，由于使支撑多层工件的吊篮仅以其层数份进行升降，故热处理装置的高度变高，基于设置其的净化室等的高度限制，而限制工件的装载件数，由于工件的装载率低、故存在装置成本变得较高、或设置场所的占有率变大的问题。

由此，提出一种热处理装置，在上下二处设置取放工件用的开口，以使吊篮只升降其高度的一半，从二处开口同时取放工件，而实现高集成化及高效率化。(参照专利文献2)。

根据该装置，虽然高度的问题被一定程度改善，但仅在二处设置开口的部分就使热处理室内的密封性降低，同时也仍存在高度变高的问题。近年来，作为被热处理的工件的玻璃基板的尺寸呈巨大化，出现了如1800mm×1500mm这种是以前的基板的面积的数倍的大型的工件。由此，吊篮的尺寸及搭载工件时的吊篮的重量变得很大，难以确保用于其升降及姿势保持的三次元的位置精度、升降驱动力变大、或惯性力变大，故必须减缓升降速度等，而存在不容易得到升降机构的设计或动作的可靠性、迅速性的问题。

另一方面，作为将工件装载装置保持在一定位置不进行升降的形式的热处理装置，提出一种结构，将支撑多层由基板构成的被处理物P的支撑台3固定设置在炉1内，并在取放被处理物用的开口4处用钩子(hook)部件27等使由5扇小门构成的闭锁部件5的构成部件5a离开密封件14，并且利用沿上下方向叠加的5台气缸12进行升降，使各自的间隔部分仅以构成部件1片份进行开闭，对于该1片份的构成部件对应多片被处理物，在取放其中任一被处理物时、仅打开构成部件1片份的开口。(参照专利文献3)

但是，在这种装置中，由于在取放被处理物时仅以构成部件1片份打开大开口，并且此时从打开间隔的位置离开密封其上的所有的构成部件的状态，故存在炉内的热气泄漏变多温度分布变差的问题。

另外，提出一种在炉体2中设有多层框架3，并在炉体的开放面上自由升降地安装开设了矩形状的缝隙5的闸门(shuter)4，以使该百页从框架的最下层到最上层进行升降取放工件的烧成炉(参照专利文献4)。

在该装置中，由于只是在闸门的一处设有缝隙，故与上述专利文献3的装置相比较、内部的热气泄漏少，并且由于只是升降闸门、故可以小的驱动力就可容易且迅速地运动。但是，由于使闸门仅以框架的整个层的高度份升降，故与吊篮升降式装置相同存在热处理装置的高度变高的问题。另外，打开着的缝隙经常与外部相导通、经常存在热气泄漏，并且在闸门升降时存在与专利文献3相同的产生热气泄漏的问题。

专利文献1：特开平6-66715号公报

专利文献2：特开平9-250883号公报

专利文献3：特开2000-169169号公报(尤其图3～图6及相关说明)

专利文献4：特开平9-72677号公报(尤其图4、5等及相关说明)

发明内容

因此，本发明解决了现有技术的上述问题，其目的在于提供一种不会增加装置的高度、并防止热处理室的热气泄漏，很好地保持室内的温度分布，并且取放被处理物的开口部的开闭机构的驱动力小、能迅速可靠地工作的热处理装置。

本发明为了实现上述目的，在以设在热处理室内的支撑装置支撑多层平板状的被处理物、并从上述热处理室的开口部逐个取放上述被处理物进行热处理的热处理装置中，其特征在于：

上述支撑装置被设成保持在一定位置，上述多层由多个层组成的多个组构成，其包括：以堵塞上述开口部的方式设置的可进行升降的缝隙部件，该缝隙部件具有由与上述多组相对应的多个构成并且可取放上述被处理物的缝隙；

在上述开口的相对该缝隙部件的外侧与上述缝隙部件相对向地设置、并与上述多组相对应的多扇小门，以分别可开闭相对应的缝隙并在封闭时从上述外侧包围上述开口部地形成；可升降上述缝隙部件、以使上述多个缝隙可停止在上述多层的各层位置的升降机构；以及可分别开闭上述多扇小门的开闭机构。

附图说明

图1是表示适用本发明的热处理装置的一例的净化炉的横截面状态的说明图。

图2是表示上述装置的侧剖面状态的说明图。

图3是表示上述净化炉的正面及正面剖面状态的说明图。

图4是表示上述净化炉的多层组合状态的说明图。

图5(a)及(b)是分别表示上述净化炉的遮蔽板与升降机构的正面状态及缝隙的一部分的说明图。

图6是表示上述净化炉的遮蔽板与小门部分的概略结构的立体图。

图7是表示上述遮蔽板与小门部分的一部分的横截面图。

图8是表示上述小门的开闭机构的概略结构的立体图。

图9是表示上述开闭机构及小门的一部分的主视图。

图10是表示上述开闭机构与小门及遮蔽板的一部分的横截面状态的说明图。

图11是表示上述小门的开闭状态的说明图。

图中：1-热处理装置，1a-开口面(开口部)，2-热处理室，3-支撑体(支撑装置)，4-遮蔽板(缝隙部件)，5、5₁～5₆-小门，6-升降机构，7、7₁～7₆-开闭机构，41、41₁～41₆-缝隙，N-多层，n、n₁、n₂-多层，m、m₁、m₂-多组、多个、多片，W-工件(被处理物)。

具体实施方式

图1～图3表示作为适用本发明的热处理装置、通称为净化炉的热处理装置的整体结构的一例。

热处理装置1，是一种以作为设在热处理室2内的支撑装置的支撑体3支撑多层作为平板状的被处理物的在LCD基板或在PDP的制造流程进行处理的玻璃基板等工件W、并从在本例中形成在热处理室的一面上的作为热处理室2的开口部的开口面1a逐个取放进行热处理的装置，其中作为多层在本例中为31层，其具有作为缝隙部件的遮蔽板4、小门5、升降机构6、及开闭机构7。

在热处理室2的宽X方向的两侧及上下Z方向的下部具有空调部分，按箭头表示的热风的流动方向的顺序，与通常的相同设置有：在本例中配设在下部的4台送风机8及其马达81、为了达到风量的平衡而根据需要设有导引通道等的入口通道部9、在本例中被分开的9台高性能过滤器10、为了在下方使与工件W平行流动的热风向下流而根据需要设有导引通道等的出口通道部11、以及配置在下部空间12内形成热风将循环空气加热到例如250℃左右的加热器13等。符号14及15分别是隔热壁及门。

支撑体3，被设成不会如吊篮那样进行升降、而保持在一定位置，由安装在X方向两侧所直立设置的支柱31上的31个端侧工件承载件32、及安装在热处理室的前后Y方向的里侧所直立设置的支柱33上的31个×3列的中间工件承载件34等构成。

由在本例中为31层的工件承载件32、34构成的多层N，如图4所示，作为多层n，由第1多层n₁＝5层及成为最下组的n₂＝n₁+1＝6层构成，且作为由第1多层n₁＝5层及成为最下组的n₂＝n₁+1＝6层形成的多组m，由m₁＝5组与m₂＝1组合计6组构成。其结果，设为N＝nm＝n₁m₁+n₂m2＝25+6＝31层。

在本例中，采用这样的n、m值是因为与由1个实际的制品规格决定的多层数N＝31相一致。例如，如果N＝30，则n全部是n₁为5、m均是m₁为6，如果N＝32，则n₁＝5、n₂＝6、m₁＝4、m₂＝2，N＝n₁×m₁+n₂×m₂＝20+12＝32层。

如上所述，多层，由第1多层组成的第1多组构成(箱1)、或者由如前例所述第1多层组成的第1多组与第2多层(第1多层+1)组成的第2多层合计的多组构成(箱2)。这种箱1或箱2、以及箱2时的第2多组的数目，对应作为实际的制品要求的N来规定。

图5是表示遮蔽板4及其升降机构6的概略构成，图6表示遮蔽板4及小门5部分的概略结构。

遮蔽板4，以堵塞如图1、2所示的开口面1a的方式设置，具有可取放工件W的缝隙41。缝隙41，由可使安装在未图示的自动机械的移动体100上的手臂101有余量地通过的4处的深槽部41a与可使支撑在手臂101上的工件W有余量地通过的上间隙41b形成，以便在本例中可由机械手取放工件W。深槽部41a及上间隙41b的高度间隔h1及h2分别设为如60mm及30mm左右的非常小的尺寸。

这种缝隙41，由对应多组m的多个m构成。即，在本例中，如图4所示，利用工件承载件32、34支撑工件W的多层N＝31由41₁～41₅组成的5个及41₆构成，其中，41₁～41₅对应设为n₁＝5、多组m₁＝5的从最上组到5组的层位置，41₆对应由n₂＝n₁+1＝6组成的最下组m₂＝1组的层位置。

具有这种缝隙41的遮蔽板4，由框板42及安装在其上的面板43构成并可进行升降。此外，虽然在图5中省略了图示，但缝隙41被形成为如图所示的方形的缝隙部件41A并被嵌入面板43中。框板42，为了可进行升降，而通过结合板44安装在后述的升降机构6上，并且也如图7所示通过移动体45与向上下Z方向的辅助的线性导引件的槽46相结合导引升降，以可靠地沿升降方向运动。

图8～图11是表示小门5及其开闭机构7的构成例。

小门5，如图1～图3及图10所示，与遮蔽板4相对向设置在热处理室2的相对遮蔽板4的外侧，作为对应多组m的多片在本例中为m＝6片。该小门5，也如图4所示，以5₁～5₆可分别从上依次开闭相对应的缝隙41₁～41₆的方式形成。由此，在本例中，在小门5的周围的段差部分安装有密封件51(在图9中以单划线表示其中心位置)，它们以净化炉的主体结构部1b及两端与安装在其中的阻挡部件1c相接触的方式进行设置。

这种小门5，通过2处由螺栓53将安装板52安装在后述的开闭机构7的臂78上，且将臂78的一端侧安装在旋转轴77上，而若旋转轴77旋转则可开闭以该轴为中心旋转相对应的缝隙41。

升降机构6，可升降遮蔽板4使多个缝隙41₁～41₆分别停止在作为多层本例中n₁＝5层及n₂＝6层的各层位置。这样作为升降机构6，气缸装置、齿轨与小齿轮机构、螺钉机构、钢丝吊起机构等公知的各种直线移动装置，但在本例中使用滚珠丝杠机构。

本例的升降机构6，如图5所示，由带减速机的伺服马达61、利用该马达旋转的宽X方向的两侧的旋转传递轴62、传递该轴的旋转的滚珠丝杠缸体装置63、与虽然省略了详细图示但在该装置中限制上下Z方向位置并由旋转电动轴62旋转的球螺母相螺合由缸体63a一边限制其旋转一边沿Z方向导引进行升降的滚珠丝杠轴63b、与该轴相配合传递其升降动作的升降轴64、支撑该轴可沿上下方向升降的轴承65、以及安装在升降轴64与遮蔽板4的框板42上并将它们结合在一起的上述结合板44等构成。

开闭机构7，如图3所示在小门5₁～5₆上分别设有7₁～7₆，以分别开闭在本例中由6₁～6₆的6扇组成的多扇小门5。这些开闭机构7₁～7₆全部相同，在图8～图11中表示为开闭机构7。

本例的开闭机构7，由气缸71、在其杆71a上通过浮动接头72可如箭头方向往复移动地设置的L形部件73、固定在其上沿上下方向延长并作为形成在表面侧的线性导引件的一方侧部件的本例中的凸条、同样形成在里面侧的齿轨75、导引嵌入凸条74的线性导引件的槽部件76、具有与齿轨75相咬合的小齿轮77a的上述旋转轴77、以及在该轴上固定一端侧并安装有小门5的上述臂78等构成。

此外，作为开闭缝隙41的小门的开闭机构，也可取代如上述那样使用气缸与齿轨·小齿轮的机构，使用由带减速机的马达直接驱使旋转轴77旋转的机构、或将2个一次元动作的组合在一起以使小门5离开缝隙面并且沿Z方向滑动的移动机构等适当的结构。另外，作为旋转方式时的开闭方向，也可选择向上打开或向下打开的任一种方式。

上述的热处理装置1如下述那样运转并发挥其作用效果。

在热处理室2内，以之前所述的状态在工件承载件32、34上支撑31层的工件W，并封闭如图3、图4所示的由5₁～5₆组成的全部小门5。而且，启动送风机8及加热器13，作为循环气体通常使空气经由如箭头所示的高性能过滤器10通过热处理室2进行循环，对工件进行热处理。此时，如图2及图4所示，使遮蔽板4，分别处于6个缝隙41₁～41₆与由W₁～W₅及W₁～W₆的5层及6层组成的多层的从上①～⑥所示6组工件W的各最下层的工件W₅及W₆的位置相对应处。

在该状态下，假如31层的工件W中的从下按序号经过规定的热处理时间，则按它们的序号更换热处理完毕的旧工件与接着应进行热处理的新工件。

首先，在更换⑥组的工件W₆时，打开小门5₆。由此，驱动开闭机构7的气缸71，使L形部件73上升、沿其方向在齿轨(rack)75上运动，并使与其相咬合的小齿轮77a旋转、带动旋转轴77旋转，使臂78旋转带动小门5₆旋转，打开缝隙41₆。在图2中用实线表示该状态。

此时，通过缝隙41₆使热处理室2与其外部200相导通，室内的热气漏出到外部。但是，作为热处理2的整体，保持着封闭小门5₁～5₅的状态，从而，封闭缝隙41₁～41₅，不会从该部分产生热气泄漏，并且由于缝隙41由仅仅可通过工件W与机械手101的上间隙41b与在X方向上局部设置4处的深槽部41a形成的、开口面积小，故热气泄漏阻止为极少量。其结果，热处理室2内的气氛不混乱，能够很好地保持其温度分布。另外，因为遮蔽板4与小门5形成双重隔热密封，所以隔热效果变好。

而且，这种情况下，在适用本发明的本例的装置中，因为为了打开缝隙41而只需打开相对应的小门5，所以能够简单且迅速地进行其操作。从而，能够使工件的热处理效率好。另外，能够减小用于开闭的驱动力。与此相对，在设有现有的小门的门开闭式的热处理装置中，由于为了打开多个小门的间隔部分，而进行组合离开多个小门的开口面与上下移动的动作，故动作复杂、耗时，并且驱动力也变大。在本例的装置中大幅度地改善了这些方面。

若打开小门56，则如图2所示自动机械的移动体100从缝隙41₆向工件的下方插入4个机械手101(如图1所示)，稍上升举起工件W₆移出到热处理室2外，转载到未图示的热处理完毕的工件线，从未热处理工件线举起新工件、从相同缝隙41₆将其放在工件承载件32、34上。由此完成⑥组的工件W₆的交换。此外，在本例中，虽然只在热处理室2的一面取放工件，但也可成为将小门5等设在前后Y方向的两侧，从两侧取放工件这样的装置。

在接续⑥组的工件W₆、经过该组的工件W₅的热处理时间、取放该部分的工件时，以打开小门5₆的状态，使遮蔽板4仅上升工件1层份即1个间距，使缝隙41₆处在⑥组的工件W₅的位置。此时，使马达旋转规定数，通过两侧的旋转传递轴62将该旋转传递给滚珠丝杠装置63，由滚珠丝杠机构使滚珠丝杠63b上升1个间距，将其运动从升降轴64通过结合板44传递给遮蔽板4的框板42，一边由线性导引件46沿上下Z方向导引一边使遮蔽板4上升1个间距。

该上升动作，因为只是使马达61稍微旋转，所以可简单、迅速且可靠地进行。另外，仅仅形成缝隙并提升可充分轻量化的遮蔽板4，而无需搭载如现有装置那样大型的工件W提升重量大的装载装置，所以上升用的马达61可设成例如400瓦左右的充分小的输出。

据此，与工件W₆相同取放工件W₅进行交换。此时，因为小门5₁～5₅关闭，所以不会产生热气泄漏的问题。此外，此时，①～⑤组的缝隙41₁～41₅成为各自组的工件W₄的位置。

这样，使遮蔽板4逐次上升1个间距，交换工件，在交换⑥组的最上层的工件W₁时，遮蔽板4的上端4a上升6个间距处在图4的双点划所示的4a’处。从而，作为净化炉1的高度必须考虑该4a’的位置。但此时，由于该6个间距份的高度与工件的整体装载高度相比较为1/5左右，故实质上完全不会产生问题。

与此相对，在现有的吊篮升降式的装置或使1个缝隙升降的装置中，仅整个工件的装置高度份的上方必须有多余的高度，最终使工件的装载率降低。此外，仅上端上升的份成为下端4b下降的位置，但因为该部分在热处理装置中通常设为空调空间或机械空间，所以该部分占多余的空间不会导致热处理装置的高度变高。

若⑥组的6片工件W的热处理完毕，则按从W₁到W₅的顺序或相反的顺序更换⑤组的工件W。此时，若关闭小门5₆并打开小门5₅，则使遮蔽板4下降1个间距或5个间距。据此，⑤组的缝隙41₅处在与该组的工件W₁或W₅的位置相对应的位置，并且小门5₅打开，打开缝隙41₅，取放工件W₁或W₅。

这样，依次取放全层的工件W进行热处理，并且，反复这样的工序，连续、效率好地对工件进行热处理。此外，通常热处理装置1的各机器或自动机器的动作是自动化的，以对工件W自动地进行热处理。

(发明效果)

根据如上所述本发明，在发明之一中，多层支撑平板状的被处理物的支撑装置设置成保持在一定位置。从而，多层支撑被处理物的重量重的支撑装置不升降。其结果，无需设在现有的吊篮升降式热处理装置上的、需要大的驱动力、复杂大型的结构的支撑装置升降机构。从而，尤其即使是如大型的玻璃基板那样的被处理物也可容易可靠地进行支撑。

另外，由于支撑装置保持于一定位置，故在制作精度高的支撑装置时能够原样保持其精度。其结果，可将在从热处理室取放平板状的被处理物时的作为通过部分的缝隙设为窄间隔。

而且，因为由多层组成的多组构成支撑装置的多层，并与其相关设有缝隙部件、小门、缝隙部件的升降机构、及小门的开闭机构，所以能够以极佳的状态将取放被处理物热处理室进行热处理。

即，因为缝隙部件以堵塞热处理室的开口部的方式设置，具有由对应多组的多个构成、可取放被处理物的缝隙、并可进行升降，所以例如，如果缝隙部件的位置，处于在多组中缝隙位于各自多层的最下层的位置，则从任一个多组的最下层的缝隙取放与其相对应的被处理物，接着使缝隙上升1层，取放与此时的缝隙相对应的被处理物，这样可逐层使缝隙上升、逐层取放被处理物。在这种情况下，因为缝隙部件的升降机构可升降缝隙部件使多个的缝隙可停在多层的各层位置，所以能够如上述那样取放被处理物。

在此，因为在缝隙部件上与多组相对应设有多个缝隙，所以能够使用该多个缝隙取放被处理物。从而，缝隙部件只要仅升降构成各自多组的多层份即可，无需升降多层的整个层数份。其结果，虽然使缝隙部件升降，但其升降高度为整个层高度份的多份之一，将热处理装置的高度与现有的吊篮或缝隙升降式的相比较能够大幅度地降低。

若设有多个缝隙则在这些部分热处理室与其外部相导通，但因为在相对缝隙部件的开口的外侧与其相对向地设有对应多组的多扇小门，可开闭各小门对应的缝隙以在封闭时从外侧包围开口部，所以能够充分减少热处理室内的气氛泄漏到外部。另外，能够对热处理室的气氛进行双重密封使隔热效果变好。而且，能够很好地保持热处理室内的气氛的温度分布。

即，通过仅打开与多个缝隙中的取放被处理物的缝隙相对应的小门，并保持与其他的缝隙相对应的小门为封闭状态，而对于其他的缝隙，即使它们与热处理室相导通，小门也包围封闭与外部相通的开口部，因此能够防止通过其他的缝隙的内外之间的导通。在这种情况下，因为开闭机构可分别开闭多扇小门，所以能够仅开闭如上述那样必需开闭的缝隙。

在以上中，因为缝隙部件，仅形成有缝隙、而可制作成充分轻量，所以能够减小使其升降的升降机构的驱动力，并加快动作速度。另外，由于开闭机构可开闭分割成多个的小门，故同样能够减小用于开闭的驱动力加快开闭速度。其结果，在少动力消耗的前提下，能够缩短被处理物向热处理室的取放时间、使热处理效率变好。

Claims (1)

1.一种热处理装置，以设在热处理室内的支撑装置支撑多层平板状的被处理物、并从所述热处理室的开口部逐个取放所述被处理物进行热处理，其特征在于：

所述支撑装置被设成保持在一定位置，所述多层由多个层组成的多组构成，

包括：以堵塞所述开口部的方式设置的可进行升降的缝隙部件，该缝隙部件具有由与所述多组相对应的多个构成并且可取放所述被处理物的缝隙；

在所述开口的相对该缝隙部件的外侧与所述缝隙部件相对向地设置、并与所述多组相对应的多扇小门，其以分别可开闭相对应的缝隙并在封闭时从所述外侧包围所述开口部地形成；

可升降所述缝隙部件、以使所述多个缝隙可停止在所述多层的各层位置的升降机构；以及

可分别开闭所述多扇小门的开闭机构。

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