CN207904321U - 一种退火系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种退火系统，包括：退火炉，具有高温腔体；加热装置，具有第一进气口、第一出气口以及连接所述第一进气口和第一出气口的加热器，所述第一出气口连通所述高温腔体，所述加热器用于将从所述第一进气口输入的目标气体加热后从所述第一出气口输出。本实用新型提供的退火系统，包括退火炉和加热装置，该加热装置将目标气体加热到预设温度后输送至退火炉的高温腔体内，使退火炉的高温腔体内各区域的气体温度均匀，达到良好的退火效果。

Description

一种退火系统

技术领域

本实用新型涉及退火技术领域，尤其涉及一种退火系统。

背景技术

退火是将放置在退火炉内的金属缓慢加热到一定温度，保持一定的时间，然后以适宜速度冷却的一种金属热处理工艺。其主要目的在于改善工件的各种缺陷，消除残余应力，防止工件变形、开裂。退火技术广泛应用于各技术领域，例如在柔性显示屏的制作工艺中，会对包括LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅)基板的工件进行退火处理。

部分工件在高温下，会在退火炉内的氧气作用下氧化，导致金属件的表层发生化学反应。因此，在退火系统中，需要不断地向退火炉内冲入如氮气等目标气体，以控制退火炉内的含氧量。

然而，通入退火炉内的氮气为常温气体，而退火炉内的工艺温度通常高达400摄氏度。大量的常温氮气进入高温的退火炉内时，造成炉内各区域温度不均匀，导致炉内工件受热不均，进而影响退火效果。

实用新型内容

为了实现炉内各区域温度均匀的目的，本实用新型提供一种退火系统，包括：

退火炉，具有高温腔体；

加热装置，具有第一进气口、第一出气口以及连接所述第一进气口和第一出气口的加热器，所述第一出气口连通所述高温腔体，所述加热器用于将从所述第一进气口输入的目标气体加热后从所述第一出气口输出。

上述的退火系统，所述加热器包括：连通所述第一进气口和第一出气口的第一气体管以及缠绕在所述第一气体管外表面的电热丝。

进一步，上述的退火系统，所述加热器还包括电性连接所述电热丝的控制器以及与所述控制器电性连接的温度传感器；所述控制器内存储有预设值，所述控制器用于接收所述温度传感器的反馈值并与预设值比对，以根据比对结果调整所述电热丝的发热量。

进一步，上述的退火系统，所述加热装置包括隔热壳体，所述隔热壳体内具有隔热腔体；部分所述第一气体管置于所述隔热腔体内且所述第一气体管贯穿所述隔热壳体。

进一步，上述的退火系统，所述隔热腔体包括相互隔离的第一腔体和第二腔体；所述第二腔体位于所述第一出气口和第一腔体之间，所述电热丝设置于所述第一腔体内，所述温度传感器设置于所述第二腔体内。

进一步，上述的退火系统，所述第一气体管为石英玻璃管；所述隔热腔体为真空腔，所述隔热壳体由保温隔热陶瓷材料制成。

进一步，上述的退火系统，所述退火系统还包括恒温装置，所述恒温装置包括第二进气口、第二出气口以及连接所述第二进气口和所述第二出气口的恒温器，所述第二出气口连通所述第一进气口，所述恒温器用于将位于所述第二进气口和所述第二出气口之间的气体保持恒温。

进一步，上述的退火系统，所述恒温器包括冷却箱、连通所述第二进气口和所述第二出气口的第二气体管以及与所述冷却箱连通的冷却液入口与冷却液出口；部分所述第二气体管置于所述冷却箱内且所述第二气体管贯穿所述冷却箱。

进一步，上述的退火系统，所述高温腔体内收容有晶体基板。

与现有技术相比，本实用新型提供的退火系统，包括退火炉和加热装置，该加热装置将目标气体加热到预设温度后输送至退火炉的高温腔体内，使退火炉的高温腔体内的各区域的温度均匀，达到良好的退火效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一示范性实施例中的退火系统的示意图；

图2为本实用新型的图1中加热装置的示意图；

图3为本实用新型的图1中恒温装置的示意图。

附图标记：

100-退火系统；

10-退火炉；

20-加热装置；21-第一进气口；22-第一出气口；23-隔热壳体；231-隔热腔体；2311-第一腔体；2312-第二腔体；24-第一气体管；25-电热丝；26-控制器；27-温度传感器；

30-恒温装置；31-第二进气口；32-第二出气口；33-第二气体管；34-冷却箱；35-冷却液入口；36-冷却液出口；

40-进气设备。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供的一种退火系统100，其包括：退火炉10和加热装置20。退火炉10具有用于容纳工件的高温腔体(未标号)。加热装置20包括第一进气口21、与高温腔体连通的第一出气口22，以及连接第一进气口21和第一出气口22的加热器(未标号)。

加热器用于将从第一进气口21输入的目标气体加热后从第一出气口22输出至高温腔体内，以控制高温腔体内的含氧量。目标气体是指不会在退火炉10内与工件产生如氧化等反应、也不会在退火炉内因高温爆炸燃烧的气体，比如稀有气体或氮气。高温腔体内放置需要进行退火处理的工件，比如半导体领域中的晶体基板，具体的，如柔性显示屏LTPS-AMOLED的生产工艺中需要热处理的LTPS基板。

如图2所示，加热装置20包括隔热壳体23和加热器。隔热壳体23内具有隔热腔体231，加热器产生的热量被隔热壳体23封存在隔热腔体231中。隔热腔体231包括相对隔离的第一腔体2311和第二腔体2312，第二腔体2312位于第一出气口22和第一腔体2311之间。

本实用新型实施例中，隔热壳体23由保温隔热陶瓷材料制成，隔热腔体231为真空腔，从而起到良好的隔热作用。

加热器包括部分置于隔热腔体231内并贯穿隔热壳体23的第一气体管24、缠绕在第一气体管24外表面的电热丝25、电性连接电热丝25的控制器26，以及与控制器26电性连接用于检测第一出气口22周边的气体温度的温度传感器27。

第一气体管24连通第一进气口21和第一出气口22，部分第一气体管24置于隔热腔体231内且第一气体管24贯穿隔热壳体23，使得第一进气口21和第一出气口22位于隔热壳体23之外，从第一进气口21输入的目标气体在第一气体管24内由缠绕在第一气体管24外表面的电热丝25加热升温后，从第一出气口22输出。本实用新型实施例中，第一气体管24为石英玻璃管。

电热丝25可以螺旋缠绕在第一气体管24外表面，或是以其他的方式缠绕。具体的，电热丝25设置于第一腔体2311中。

控制器26内储存有加热预设值，其预设值根据工件的退火温度预设。同时，控制器26接收来自温度传感器27的反馈值，控制器26内将反馈值与预设值进行对比后，确定第一出气口22输出的气体温度偏差情况，根据偏差调整电热丝25的发热量，降低或增加电热丝25对第一气体管24内目标气体的加热程度。具体的，当控制器26接收到的反馈值大于预设值时，表明第一出气口22输出的气体温度过高，控制器26降低电热丝25的发热量；当控制器26接收到的反馈值小于预设值时，表明第一出气口22输出的气体温度过低，控制器26增加电热丝25的发热量。控制器26可以通过调整电热丝25的功率来实现发热量的调整，或是其他常规手段实现发热量的调整。

温度传感器27设置在与第一腔体2311隔离的第二腔体2312中，第二腔体2312相比第一腔体2311更接近第一出气口22，使得温度传感器27可以较为准确地测出第一出气口22输出的气体温度，并使得温度传感器27测得的温度不受电热丝25的直接影响。

结合图1和图3，加热系统还可以包括恒温装置30，加热装置20设置于恒温装置30和退火炉10之间。

该恒温装置30包括第二进气口31、第二出气口32，以及连接第二进气口31和第二出气口32的恒温器(未标号)。退火系统包括与第二进气口31连接的进气设备40，如气泵。恒温器将位于第二进气口31和第二出气口32之间的气体保持恒温，防止与第二进气口连接的进气设备40温度过高，影响进气设备的正常工作。第二出气口32则连通第一进气口21，将恒温的气体输送至加热装置20中加热。

恒温器包括连通第二进气口31和第二出气口32的第二气体管33，为保持第二气体管33内的气体温度恒定，恒温器设置有冷却箱34。部分第二气体管33置于冷却箱34内且第二气体管33贯穿冷却箱34，第二进气口31和第二出气口32位于冷却箱34之外。冷却箱34的两端分别设置有冷却液入口35和冷却液出口36，冷却液入口35供冷却液进入冷却箱34内，冷却液出口36供冷却箱34内的冷却液流出。通过冷却液入口35不断流入冷却液到冷却箱34中，以保持位于冷却箱34内的恒定温度，进而使得第二气体管33内的气体温度保持恒定的温度。冷却液入口35输入的冷却液温度在15至30摄氏度之间，也可以根据具体的恒温温度需求调整。本实用新型实施例中，冷却液可以为水。

以上介绍退火系统的结构，以下针对结构介绍退火系统的工作过程。

从第二进气口31输入气体到恒温装置30中，气体经过恒温装置30的冷却恒温后从第二出气口32输出。再由第二出气口32输送至第一进气口21后进入加热装置20，加热到预设的温度，使得第一出气口22输出的气体温度解决退火炉10内的退火问题。在加热装置20中，由加热丝25对第一气体管24内气体进行加热，再结合控制器26和温度传感器27控制第一出气口22输出的气体温度。加热完成的气体到达退火炉10内，使得退火炉10内的工件在均匀恒定且无氧的环境下进行退火。

本实用新型实施例的退火系统，在退火炉10的进气端增加加热装置20，该加热装置20将目标气体加热到预设温度后输送至退火炉10的高温腔体内，使退火炉10的高温腔体内的各区域的温度均匀，达到良好的退火效果。

以上所述的具体实例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种退火系统，其特征在于，包括：

退火炉，具有高温腔体；

加热装置，具有第一进气口、第一出气口以及连接所述第一进气口和第一出气口的加热器，所述第一出气口连通所述高温腔体，所述加热器用于将从所述第一进气口输入的目标气体加热后从所述第一出气口输出。

2.根据权利要求1所述的退火系统，其特征在于，所述加热器包括：连通所述第一进气口和第一出气口的第一气体管以及缠绕在所述第一气体管外表面的电热丝。

3.根据权利要求2所述的退火系统，其特征在于，所述加热器还包括电性连接所述电热丝的控制器以及与所述控制器电性连接的温度传感器；所述控制器内存储有预设值，所述控制器用于接收所述温度传感器的反馈值并与预设值比对，以根据比对结果调整所述电热丝的发热量。

4.根据权利要求3所述的退火系统，其特征在于，所述加热装置包括隔热壳体，所述隔热壳体内具有隔热腔体；部分所述第一气体管置于所述隔热腔体内且所述第一气体管贯穿所述隔热壳体。

5.根据权利要求4所述的退火系统，其特征在于，所述隔热腔体包括相互隔离的第一腔体和第二腔体；所述第二腔体位于所述第一出气口和第一腔体之间，所述电热丝设置于所述第一腔体内，所述温度传感器设置于所述第二腔体内。

6.根据权利要求4所述的退火系统，其特征在于，所述第一气体管为石英玻璃管；所述隔热腔体为真空腔，所述隔热壳体由保温隔热陶瓷材料制成。

7.根据权利要求1-6任一项所述的退火系统，其特征在于，所述退火系统还包括恒温装置，所述恒温装置包括第二进气口、第二出气口以及连接所述第二进气口和所述第二出气口的恒温器，所述第二出气口连通所述第一进气口，所述恒温器用于将位于所述第二进气口和所述第二出气口之间的气体保持恒温。

8.根据权利要求7所述的退火系统，其特征在于，所述恒温器包括冷却箱、连通所述第二进气口和所述第二出气口的第二气体管以及与所述冷却箱连通的冷却液入口与冷却液出口；部分所述第二气体管置于所述冷却箱内且所述第二气体管贯穿所述冷却箱。

9.根据权利要求1所述的退火系统，其特征在于，所述高温腔体内收容有晶体基板。