ES2353106T3 - Dispositivo y procedimiento para la atemperación simultánea de varios productos en proceso. - Google Patents

Dispositivo y procedimiento para la atemperación simultánea de varios productos en proceso. Download PDF

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ES2353106T3 ES00987008T ES00987008T ES2353106T3 ES 2353106 T3 ES2353106 T3 ES 2353106T3 ES 00987008 T ES00987008 T ES 00987008T ES 00987008 T ES00987008 T ES 00987008T ES 2353106 T3 ES2353106 T3 ES 2353106T3
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Abstract

Dispositivo para la atemperación simultánea de varios productos (33, 43) en proceso, en una determinada atmósfera (50) gaseosa, mediante la absorción de una cantidad de energía por un producto (33, 43) en proceso mediante absorción de una determinada radiación (34, 44) electromagnética, y mediante la absorción de al menos otra cantidad de energía por al menos otro producto (43, 33) en proceso mediante absorción al menos de otra determinada radiación (44, 34) electromagnética, presentando el dispositivo - una unidad (3) de atemperación con al menos una fuente (32) de energía para la producción de la radiación (34) electromagnética y - al menos, otra unidad (4) de atemperación con al menos otra fuente (42) de energía para la producción de la otra radiación (44) electromagnética, presentando - las unidades (3, 4) de atemperación un recipiente (10) abierto de atemperar en el que está dispuesto el producto (33, 43) en proceso, y disponiendo los recipientes (10) de atemperar de aberturas (11) cerradizas para gas, para la evacuación y carga de los recipientes (10) de atemperar con gas de proceso, estando dispuestas - las unidades (3, 4) de atemperación unas sobre otras para formar una pila (2) de atemperación, de manera que - en una determinada dirección (22) de la pila (2) de atemperación, entre la fuente (32) de energía de la unidad (3) de atemperación, y la otra fuente (42) de energía de la otra unidad (4) de atemperación, está dispuesto el producto (33) en proceso, y entre el producto (33) en proceso y el otro producto (43) en proceso, lo está la otra fuente (42) de energía, y estando unidas unas con otras - las aberturas (11) para gas de los recipientes (10) de atemperar, de manera que se crea una atmósfera gaseosa común de proceso en los recipientes (10) de atemperar.

Description

La invención se refiere a un dispositivo para la atemperación simultánea de varios productos en proceso. Se conoce un dispositivo para la atemperación de un producto en proceso, por ejemplo, por el documento EP 0 662 247 B1. Junto al dispositivo se presenta un procedimiento para la atemperación simultánea de varios productos en proceso.
El producto en proceso conocido por el documento EP 0 662 247 B1, es un cuerpo de varias capas que se fabrica haciendo que sobre una capa de base (sustrato) se aplique una capa funcional. Para que la capa funcional y/o la capa de base, presente una deseada característica física (eléctrica, mecánica, etc.) y/o química, se realiza un tratamiento del producto en proceso, o de la capa y/o de la capa de base. El tratamiento incluye una atemperación del producto en proceso, en presencia de un gas (gas de proceso).
Por el documento EP 0 926 719 A2 se conoce un dispositivo para el tratamiento térmico de un sustrato SOI (SOI = semiconductor on isolator) con un mono-cristal de silicio en la superficie, o varios de tales sustratos.
Para la atemperación, el producto en proceso se dispone en un recipiente cerrado de atemperar, de grafito. Durante la atemperación el producto en proceso está expuesto a un gas de proceso con selenio gaseoso. En la atemperación, el producto en proceso absorbe una cantidad de energía, conduciéndose a cada capa una cantidad parcial de la energía. La atemperación se lleva a cabo, por ejemplo, con una tasa de calentamiento de 10ºC/s. Como fuente de la cantidad de energía se usa una lámpara de halógeno. Con la lámpara de halógeno se irradia el recipiente de atemperar de grafito, con una radiación electromagnética y, por tanto, se calienta el recipiente de atemperar. El grafito presenta una elevada capacidad de absorción para la radiación electromagnética en la zona espectral de la lámpara de halógeno. La cantidad de energía absorbida por el grafito se conduce al producto en proceso, por radiación térmica y/o por conducción del calor. Así pues el recipiente de atemperar trabaja como fuente secundaria de energía, o como transmisor de energía.
El grafito presenta una elevada capacidad de emisión y una elevada conductividad térmica. Al depositar el producto en proceso sobre el suelo del recipiente de atemperar, la conducción de la cantidad de energía se lleva a cabo en una cara inferior del producto en proceso, en lo esencial, por conducción del calor. A una cara superior del producto en proceso, se conduce una cantidad de energía por radiación térmica, conducción del calor y convección.
Cuanto mayor (de mayor superficie) es el producto en proceso, cuanto más diferentes son los materiales utilizados en el producto en proceso (por ejemplo, coeficiente muy diferente de dilatación térmica, diferente capacidad de absorción de la cantidad de energía, etc.), y cuanto mayor es una tasa de atemperación (tasa de calentamiento, tasa de enfriamiento), tanto más difícil es controlar una homogeneidad de temperatura o falta de homogeneidad de temperatura en el producto en proceso. La falta de homogeneidad de temperatura puede conducir a un esfuerzo mecánico en el producto en proceso y, por tanto, a la destrucción del producto en proceso. Por este motivo, el conocido dispositivo con el recipiente de atemperar, es apropiado en primera línea, para la atemperación de un único producto en proceso.
Es misión de la invención mostrar cómo con un único dispositivo se pueden atemperar varios productos en proceso, controlando una homogeneidad de temperatura o falta de homogeneidad de temperatura, en cada uno de los productos en proceso.
La misión de la invención se resuelve mediante un dispositivo para la atemperación simultánea de varios productos en proceso en una determinada atmósfera gaseosa, mediante la absorción de una cantidad de energía por un producto en proceso mediante absorción de una determinada radiación electromagnética, y mediante la absorción de al menos otra cantidad de energía por al menos otro producto en proceso mediante absorción al menos de otra determinada radiación electromagnética, presentando el dispositivo una unidad de atemperación con al menos una fuente de energía para la producción de la radiación electromagnética y, al menos, otra unidad de atemperación con al menos otra fuente de energía para la producción de la otra radiación electromagnética, presentando las unidades de atemperación un recipiente abierto de atemperar en el que está dispuesto el producto en proceso, y disponiendo los recipientes de atemperar de aberturas cerradizas para gas, para la evacuación y carga de los recipientes de atemperar con gas de proceso, estando dispuestas las unidades de atemperación unas sobre otras para formar una pila de atemperación, de manera que en una determinada dirección de la pila de atemperación, entre la fuente de energía de la unidad de atemperación, y la otra fuente de energía de la otra unidad de atemperación, esté dispuesto el producto en proceso, y entre el producto en proceso y el otro producto en proceso, lo esté la otra fuente de energía, y estando unidas unas con otras las aberturas para gas de los recipientes de atemperar, de manera que se cree una atmósfera gaseosa común de proceso en los recipientes de atemperar.
Se indica un dispositivo para la atemperación de varios productos en proceso en una determinada atmósfera gaseosa, mediante la absorción de una cantidad de energía por un producto en proceso mediante absorción de una determinada radiación electromagnética, y mediante la absorción de al menos otra cantidad de energía por al menos otro producto en proceso mediante absorción al menos de otra determinada radiación electromagnética. El dispositivo presenta al menos un equipo para la producción de la atmósfera gaseosa, una unidad de atemperación con al menos una fuente de energía para la producción de la radiación electromagnética, y al menos otra unidad de atemperación con al menos otra fuente de energía para la producción de la otra radiación electromagnética. La unidad de atemperación y la otra unidad de atemperación están una junto a otra para formar una pila de atemperación, de tal manera que en un determinada dirección de la pila de atemperación, entre la fuente de energía y la otra fuente de energía, está dispuesto el producto en proceso, y entre el producto en proceso y el otro producto en proceso, lo está la otra fuente de energía.
La fuente de energía es, por ejemplo, un plano calefactor que está formado por una hilera de calefactores. La hilera de calefactores se compone, por ejemplo, de lámparas de halógeno de forma de barras, o de barras calefactores, dispuestas paralelas unas a otras. En la pila de atemperación, por ejemplo, entre los planos calefactores, están dispuestos los productos en proceso. Mediante una disposición semejante el dispositivo es apropiado para atemperar al mismo tiempo varios productos en proceso. Las unidades de atemperación pueden estar dispuestas tanto verticales, como también horizontales. A cada producto en proceso está asignada al menos una fuente de energía, estando dispuesto el producto en proceso durante la atemperación en el campo de la correspondiente radiación electromagnética. Para la absorción de la respectiva cantidad de energía, los productos en proceso presentan una absorción correspondiente de la radiación electromagnética. Está garantizado que cada producto en proceso se abastece con una densidad de energía necesaria para la atemperación. No se presenta un sombreado mutuo de los productos en proceso en la pila y, por tanto, tampoco una radiación desigual de los productos en proceso por las radiaciones electromagnéticas. La atmósfera gaseosa (ajustable) se caracteriza, por ejemplo, por una presión parcial definida de un gas o de una mezcla de gases (por ejemplo, aire). También cabe imaginar que la atmósfera gaseosa sea un vacío.
En un acondicionamiento especial de la invención, al menos una de las unidades de atemperación presenta al menos una fuente adicional de energía para la producción de una cantidad adicional de energía, y para la absorción de la cantidad adicional de energía por el producto en proceso de la unidad de atemperación. Con la fuente adicional de energía se puede tener en cuenta una absorción diferente de infrarrojos por la parte delantera y por la parte trasera del producto en proceso y, por tanto, contribuir a la mejora de la homogeneidad de temperatura del producto en proceso durante la atemperación. Además, mediante la fuente adicional de energía se puede conseguir una elevación de la tasa de calentamiento.
La absorción de la cantidad adicional de energía se puede llevar a cabo, en lo esencial, por conducción del calor, radiación térmica y/o convección. En la conducción del calor, el cuerpo en proceso está en contacto con la fuente de energía. La radiación térmica se absorbe al menos parcialmente por el producto en proceso y por el recipiente en proceso, conforme a su espectro de absorción en la zona espectral de los elementos calentadores. En la convección se pasa por delante del cuerpo en proceso, por ejemplo, un gas que puede ser también el gas de proceso. Aquí se puede intercambiar una cantidad de energía entre el gas y el cuerpo en proceso.
En un acondicionamiento especial, la fuente adicional de energía es una fuente de energía para la producción de una radiación electromagnética adicional, y la absorción de la cantidad adicional de energía, una absorción de la radiación electromagnética adicional. En otro acondicionamiento, el producto en proceso de la unidad de atemperación, está dispuesto entre la fuente de energía de la unidad de atemperación, y la unidad adicional de energía de la unidad de atemperación.
De este modo es posible calentar diferentemente caras diferentes del producto en proceso, por ejemplo, una cara superior e inferior de un producto plano en proceso. Esto es ventajoso en especial, cuando el producto en proceso es un cuerpo de varias capas, que presenta capas de material diferente. Las capas presentan, por ejemplo, una capacidad diferente de absorción para la radiación electromagnética de las fuentes de energía, para un coeficiente igual de dilatación térmica. Para evitar una falta de homogeneidad en la dirección del espesor del cuerpo de varias capas, se irradian las capas, por ejemplo, con una radiación electromagnética de diferente densidad de energía (energía por unidad de superficie).
En un acondicionamiento especial, la fuente de energía, la otra fuente de energía y/o la fuente adicional de energía, se pueden controlar con independencia unas de otras. La cantidad de energía que se alimenta a los productos en proceso o a distintas capas de los productos en proceso, se puede ajustar o regular individualmente. Por ejemplo, dos unidades contiguas de atemperación están separadas ópticamente una de otra, es decir, que la radiación electromagnética de una unidad de atemperación no irradia en la unidad contigua de atemperación. Esto se logra, por ejemplo, mediante un cuerpo opaco, o parcialmente transparente, para la radiación electromagnética, entre las unidades de atemperación. Este cuerpo es, por ejemplo, un cuerpo reflector (véase más abajo). El producto en proceso se encuentra entre la fuente de energía y la fuente adicional de energía, de manera que también tan sólo estas fuentes de energía contribuyan a la atemperación del producto en proceso. Las cantidades de energía que se alimentan al producto en proceso en forma de “calefacción superior” y “calefacción de solera”, se pueden ajustar de esta manera individualmente para las distintas capas del producto individual en proceso.
En un acondicionamiento especial, la radiación electromagnética, la otra radiación electromagnética y/o la radiación electromagnética adicional, es radiación infrarroja (radiación térmica). Cabe imaginar una fuente de energía de una radiación térmica, con un máximo de intensidad para una longitud de onda de 1µma2µm. Una fuente semejante de energía es, por ejemplo, una lámpara de halógeno. También cabe imaginar una fuente de energía en forma de un elemento calefactor de resistencia que emita la radiación térmica. Un elemento semejante presenta, por ejemplo, grafito, carburo de silicio y/o una aleación metálica como cromo – níquel. Además, cabe imaginar cualquier radiación electromagnética (microondas, luz ultravioleta) que pueda conducir a un calentamiento del producto en proceso.
En un acondicionamiento especial de la invención, al menos una de las unidades de atemperación, presenta al menos un cuerpo reflector para la conformación de un campo de radiación de al menos una de las radiaciones electromagnéticas. Mediante el cuerpo reflector se controla una densidad de flujo de una radiación electromagnética sobre un producto en proceso. La densidad de flujo se concentra aquí sobre el producto en proceso. El cuerpo reflector presenta, por ejemplo, un material que refleja al menos parcialmente la radiación electromagnética de la fuente de energía. El cuerpo reflector puede estar dispuesto de manera que una radiación electromagnética reflejada esté dirigida hacia un producto en proceso. El cuerpo reflector de la unidad de atemperación está dispuesto, por ejemplo, hacia una unidad contigua de atemperación. Con ello el cuerpo reflector se encuentra casi entre dos unidades de atemperación. También cabe imaginar que el cuerpo reflector esté dispuesto directamente en una fuente de energía. Aquí puede estar ajustado, por ejemplo, un determinado ángulo de apertura del campo de la radiación electromagnética.
El cuerpo reflector puede ser opaco o casi opaco para la radiación electromagnética de la fuente de energía. Para ello el cuerpo reflector presenta, por ejemplo, una elevada capacidad de reflexión para una baja capacidad simultánea de transmisión. En especial, el cuerpo reflector es parcialmente transparente para al menos una de las radiaciones electromagnéticas. Esto es ventajoso cuando cada una de las unidades de atemperación dispone sólo de una fuente de energía, por ejemplo, en forma de un plano calefactor. Mediante el cuerpo reflector la radiación electromagnética de una unidad de atemperación, llega a una unidad contigua de atemperación y, por tanto, puede contribuir a atemperar el producto en proceso de la unidad contigua de atemperación. El material y el grosor del cuerpo reflector están elegidos de manera que se dé un espectro de transmisión y de reflexión en la zona de la longitud de onda de la radiación electromagnética de la fuente coordinada de energía. Asimismo se tiene en cuenta aquí la capacidad de absorción y de emisión del producto en proceso. La capacidad de transmisión y de reflexión del cuerpo reflector, y la capacidad de absorción y de emisión de diferentes caras del producto en proceso, se armonizan unas con otras, de manera que durante la atemperación no se llegue a ningún gradiente no permisible de temperatura, en el producto en proceso (por ejemplo, en la dirección del espesor del producto en proceso). Está garantizada la homogeneidad de la temperatura durante la atemperación. El material del cuerpo reflector está elegido de manera que durante la atemperación, permanezca en lo esencial igual una característica óptica, como la capacidad de absorción o de reflexión, del cuerpo reflector. Como cuerpos reflectores se toman en consideración materiales reflectores corrientes que correspondan al espectro deseado de reflexión. Es ventajoso el cuerpo reflector de cerámica o silicio fundido. Estos materiales son inertes frente a una multitud de gases de proceso. El cuerpo reflector también puede presentar un recubrimiento reflectante poco reactivo químicamente, como sulfato de bario u óxido de aluminio sobre un cuerpo de base, de vitrocerámica o de silicio fundido. También cabe imaginar que, por ejemplo, la envuelta de una lámpara de halógeno, presente el recubrimiento. También se puede presentar un cuerpo reflector con un recubrimiento metálico.
En otro acondicionamiento de la invención, al menos una de las unidades de atemperación presenta al menos un medio para el enfriamiento del producto en proceso. Por tanto se une la ventaja de que con ayuda del mismo dispositivo, se puede ejecutar un ciclo de proceso comprendiendo diversas etapas de procedimiento, con al menos una fase de calentamiento y una fase de enfriamiento. El medio para el enfriamiento es en especial un gas refrigerante y/o un líquido refrigerante. El enfriamiento se lleva a cabo con ayuda del gas refrigerante, por convección, por ejemplo, pasando por delante del producto en proceso un gas refrigerante más frío en comparación con el producto en proceso. El enfriamiento se puede llevar a cabo también por conducción del calor, estando el producto en proceso en contacto con un disipador de calor con un coeficiente correspondiente de conductividad térmica. Cabe imaginar que el disipador de calor sea un revestimiento de la unidad de atemperación y/o de la pila de atemperación, con un espacio hueco, a través del cual se puede dirigir el gas refrigerante o el líquido refrigerante.
En otro acondicionamiento de la invención, al menos una de las fuentes de energía está dispuesta en una envuelta que al menos parcialmente es transparente para la radiación electromagnética de la fuente de energía. La envuelta se compone, por ejemplo, de vidrio cuarzoso. De preferencia, la envuelta es estanca al vacío. Con ayuda de la envuelta se puede proteger la fuente de energía contra un contacto con un gas de proceso. Otra ventaja de este acondicionamiento es un recambio sencillo de la fuente de energía.
En un acondicionamiento especial, la envuelta de la fuente de energía, presenta un filtro óptico para la radiación electromagnética de la fuente de energía. Con ello se puede influir acertadamente sobre la característica óptica (capacidad de absorción y de transmisión) de la envuelta.
En un acondicionamiento especial de la invención, la envuelta de la fuente de energía presenta el medio para el enfriamiento. Aquí en especial, el medio para el enfriamiento está dispuesto en la envuelta de la fuente de energía. Aquí se enfría, por ejemplo, no sólo el producto en proceso, sino también la fuente de energía. Esto conduce a un descenso rápido de una densidad de energía irradiada por la fuente de energía y, por tanto, a un enfriamiento eficiente del producto en proceso. En especial cuando se exigen altas densidades de energía y/o gran homogeneidad de la temperatura, se disponen las fuentes de energía, en especial lámparas de halógeno, a una distancia sólo pequeña del producto en proceso, de manera que esté disponible, junto a una elevada intensidad de radiación, también una gran potencia exigida de refrigeración. En caso de mayores distancias entre las fuentes de energía, para una gran potencia refrigerante, pueden estar dispuestos elementos adicionales de enfriamiento entre las fuentes de energía. Un elemento semejante de enfriamiento es, por ejemplo, un tubo a través del cual se dirige un gas refrigerante o un líquido refrigerante. Cabe imaginar, por ejemplo, un revestimiento de la envuelta, a través del cual fluye el líquido refrigerante, para el enfriamiento. También cabe imaginar una combinación de gas refrigerante y líquido refrigerante. Para evitar un choque de temperatura, primeramente se puede dirigir a través del espacio intermedio entre revestimiento y fuente de energía, un gas refrigerante. En otra etapa, para el enfriamiento eficiente, se bombea el líquido refrigerante a través del revestimiento. En otro acondicionamiento, la envuelta de la fuente de energía, presenta el cuerpo reflector. Aquí en especial, el cuerpo reflector está dispuesto en la envuelta de la fuente de energía. De esta forma no hay limitación ninguna con respecto a una reactividad del material del cuerpo reflector, frente a un gas de proceso. Solamente son decisivas las características ópticas del cuerpo reflector.
En otro acondicionamiento, la envuelta de la fuente de energía presenta un filtro óptico para la radiación térmica de la fuente de energía. En especial, el filtro óptico está dispuesto aquí en la envuelta de la fuente de energía. De esta forma no hay limitación ninguna con respecto a una reactividad del material del filtro óptico, frente a un gas de proceso. Solamente son decisivas las características ópticas del filtro. El filtro óptico se puede elegir entonces de manera que se obtenga el deseado espectro de la fuente de energía.
En un acondicionamiento especial de la invención, al menos una de las unidades de atemperación presenta un recipiente de atemperar que presenta una pared del recipiente, para la sujeción del producto en proceso de la unidad de atemperación. El recipiente de atemperar sirve aquí para disponer el producto en proceso en el campo de radiación de una de las radiaciones electromagnéticas. Cabe maginar que la misma pared del recipiente, presente la fuente de energía de la radiación electromagnética. Por ejemplo, que la pared sea de grafito que durante la atemperación es atravesado por la corriente eléctrica.
Puede ser especialmente ventajoso cuando una pared del recipiente que funcione como superficie de apoyo para el producto en proceso, permita una entrega de la cantidad de energía en el producto en proceso, mediante conducción del calor. Para ello la pared del recipiente presenta una conductividad térmica correspondiente. Esto es especialmente ventajoso cuando el producto en proceso presenta una baja absorción en el espectro de las fuentes de energía. Entonces la superficie de apoyo se compone de un material que presenta una elevada absorción en el espectro de la fuente de energía.
En otro acondicionamiento de la invención, la pila de atemperación presenta un cuerpo de apilamiento con una pared del cuerpo. El cuerpo de apilamiento sirve, por ejemplo, como sujeción para las unidades de atemperación y/o como cuerpo reflector para la radiación térmica y/o como cuerpo aislante envolvente de la pila de atemperación. En un acondicionamiento especial de la invención, se puede atemperar el cuerpo de apilamiento. De este modo se puede influenciar adicionalmente una tasa de atemperación del producto en proceso. El cuerpo de apilamiento es, por ejemplo, un armazón con un suelo intermedio o con un carril de guía para cada una(o) de las unidades de atemperación, de las fuentes de energía, de los productos en proceso y/o de superficies de apoyo de un producto en proceso.
El cuerpo de apilamiento presenta con ventaja un espacio hueco que se puede evacuar y cargar con el gas de proceso. En este espacio hueco se disponen aquí las unidades de atemperación para la pila de atemperación. También cabe imaginar que una pared del cuerpo de apilamiento, presente la pared del recipiente de atemperar. De este modo, el cuerpo de apilamiento puede estar formado, por ejemplo, en lo esencial por las paredes del recipiente de atemperar. Los recipientes de atemperar se apilan unos sobre otros para formar el cuerpo de apilamiento. Los recipientes de atemperar pueden estar estructurados con ayuda de perforaciones y escotaduras, de manera que exista un espacio hueco común de los recipientes de atemperar.
Con ayuda del cuerpo de apilamiento que se puede evacuar y cargar con gas de proceso, se crea una atmósfera común de gas de proceso para todos los productos en proceso dispuestos en los recipientes de atemperar. Este acondicionamiento puede ser pues ventajoso, cuando sea necesaria una gran cantidad de gas de proceso para el menor caudal posible de gas.
En otro acondicionamiento de la invención, la pila de atemperación y/o el cuerpo de apilamiento, está dispuesto en una cámara de atemperación con una pared de la cámara. En otro acondicionamiento la cámara de atemperación se puede evacuar y cargar con el gas de proceso. Por ejemplo, la cámara de atemperación dispone de una puerta cerradiza a través de la cual se pueden equipar los recipientes de atemperar que se encuentran en la cámara de atemperación, con los productos en proceso. También cabe imaginar que a través de la puerta, se pueda insertar el cuerpo de apilamiento en la cámara de atemperación. Del mismo modo, una unidad de atemperación puede estar introducida directamente en una cámara de atemperación, en un carril apropiado. La cámara de atemperación funciona como soporte de las unidades de atemperación.
En especial, la cámara de atemperación está provista con una puerta estanca al vacío junto a la cual, en el interior de la cámara de atemperación, está dispuesta una puerta del cuerpo de apilamiento, la cual se pude abrir y cerrar con independencia de la puerta de la cámara de atemperación. De este modo, se puede controlar fácilmente la atmósfera gaseosa en el cuerpo de apilamiento, o también en los recipientes de atemperar, sin que se tenga que abrir la cámara de atemperación.
En especial se puede atemperar la cámara de atemperación y/o el cuerpo de apilamiento. Esto es especialmente ventajoso cuando al atemperar, se condensa un educto y/o un producto del proceso, en una superficie del cuerpo de apilamiento y/o de la cámara de atemperación. Además, se puede controlar una presión del gas en el interior de la cámara de atemperación. Para la elevación de una densidad de potencia de la correspondiente radiación electromagnética, el cuerpo de apilamiento y/o la cámara de atemperación, puede presentar un cuerpo reflector o un recubrimiento reflector.
En un acondicionamiento especial, la pared del recipiente, la pared del cuerpo y/o la pared de la cámara, presenta el equipo para la producción de la atmósfera gaseosa. El equipo es en la invención, una abertura para al menos un gas, para la evacuación y/o carga del recipiente de atemperar, del cuerpo de apilamiento y/o de la cámara de atemperación, con el gas. El gas es en especial un gas de proceso y/o un gas de barrido. Como gas de proceso se tienen en cuenta todos los gases corrosivos y no corrosivos imaginables. Ejemplos de ellos son gases oxidantes como oxígeno o un halógeno molecular, y gases reductores como hidrógeno, ácido sulfhídrico, seleniuro de hidrógeno, gases de difusión o similares. Cabe imaginar, por ejemplo, que durante la atemperación, en una primera etapa de atemperación, se necesite un primer gas de proceso, por el contrario, en una etapa ulterior de atemperación, otro gas de proceso. También cabe imaginar que dentro de una etapa de atemperación, se tenga que cargar el gas de proceso. Como gas de barrido se toma en cuenta, por ejemplo, nitrógeno u otro gas inerte. Sirve para una limpieza del recipiente de atemperar, del cuerpo de apilamiento y/o de la cámara de atemperación. Además, para la limpieza y/o para el tratamiento o atemperación, puede estar aplicado vacío.
En la invención, a través de la abertura para gas, están en contacto uno con otro el producto en proceso y el ulterior producto en proceso. Por ejemplo, una salida de gas del recipiente de atemperar, está unida con una admisión de gas de otro recipiente de atemperar. De este modo se genera en los dos recipientes de atemperar una atmósfera gaseosa común. Por ejemplo, los dos productos en proceso se pueden poner en contacto con la misma corriente de gas. Pero también es posible preparar para cada recipiente de atemperar, una admisión y una salida propia de gas.
Una posibilidad para la evacuación y para la carga de los recipientes de atemperar, del cuerpo de apilamiento y/o de la cámara de atemperación, es especialmente ventajosa, en el caso de utilización de un gas de proceso tóxico y/o corrosivo. No en último lugar, por motivos de seguridad, es importante en el caso de utilización de tales gases, un control de la respectiva atmósfera gaseosa de proceso, y una limpieza de los recipientes.
En otro acondicionamiento de la invención, menos uno de los productos en proceso es un cuerpo de varias capas, con al menos una capa que presenta una absorción determinada de al menos una de las radiaciones electromagnéticas.
En un acondicionamiento especial de la invención, al menos una de las unidades de atemperación presenta al menos un cuerpo traslúcido que presenta una absorción determinada y una determinada transmisión para al menos una de las radiaciones electromagnéticas, y que está dispuesto en el campo de la radiación electromagnética, entre la fuente de energía de la radiación electromagnética y uno de los productos en proceso. La ventaja especial del cuerpo traslúcido en especial en la atemperación de un cuerpo de varias capas, se expone más abajo, en relación con el acondicionamiento de la unidad de atemperación.
En un acondicionamiento especial de la invención, la envuelta de la fuente de energía, el recipiente de atemperar, el cuerpo de apilamiento, la cámara de atemperación, el cuerpo traslúcido y/o el cuerpo reflector, presentan un material que es inerte frente al gas. El material está elegido en especial del grupo de vidrio, vidrio cuarzoso, cuarzo fundido, cerámica, vitrocerámica y/o metal. Estos materiales son inertes frente a una multitud de gases de proceso, es decir, son de reacción lenta. Además, algunos materiales, como el vidrio cuarzoso o la vitrocerámica, tienen un bajo coeficiente de dilatación térmica. Esto es importante en especial, en el caso de un dispositivo que esté compuesto de componentes de distintos materiales. Dentro de una tolerancia permisible, se puede modificar una dimensión de un componente. Esto garantiza que el dispositivo no se destruirá durante la atemperación, por causa de un esfuerzo mecánico, es decir, se mantiene estable. Además, de este modo es posible más fácilmente un control de una atmósfera gaseosa. Una posible hendidura de un componente, o entre los componentes del dispositivo, apenas se modifica durante la atemperación, por los bajos coeficientes de dilatación térmica. Una ventaja adicional se obtiene mediante una utilización de un material mecanizable (por ejemplo, cerámica mecanizable, vitrocerámica o silicio fundido mecanizable).
A continuación se describe cómo se garantiza mediante distintos acondicionamientos de la unidad de atemperación, que se puedan atemperar productos en proceso de gran superficie, en especial cuerpos de varias capas con secuencia asimétrica de las capas, controlando una homogeneidad de la temperatura de los productos en proceso.
El producto en proceso de la unidad de atemperación es, por ejemplo, un cuerpo de varias capas que presenta una primera capa y al menos una segunda capa. La atemperación se lleva a cabo por absorción de una cantidad de energía por el cuerpo de varias capas, con una absorción de una primera cantidad parcial de la energía por la primera capa, y con una absorción de una segunda cantidad parcial de la energía por la segunda capa. La unidad de atemperación que presenta al menos una fuente de energía de la cantidad de energía, está caracterizada porque la primera capa está dispuesta entre una primera fuente de energía y la segunda capa, y la segunda capa entre una segunda fuente de energía y la primera capa. Al menos una de las fuentes de energía presenta una emisión de una determinada radiación electromagnética con un campo de radiación, y al menos una de las capas presenta una absorción determinada para esta radiación electromagnética, y está dispuesta en el campo de radiación. Además, en el campo de radiación, entre la fuente de energía con el campo de radiación, y la capa que presenta la absorción de la radiación electromagnética y que está dispuesta en el campo de radiación, está dispuesto al menos un cuerpo traslúcido que presenta una determinada transmisión y una determinada absorción para la radiación electromagnética.
Con ayuda del cuerpo traslúcido se logra calentar individualmente las capas del cuerpo de varias capas, es decir, controlar acertadamente, regular y/o preajustar la cantidad parcial de la energía que absorbe una capa. Por ejemplo, durante la atemperación se determina una cantidad de energía con ayuda de un circuito de regulación (véase abajo). También cabe imaginar que sea suficiente un preajuste de las fuentes de energía (por ejemplo, densidad de energía, tipo de la energía, etc.), sin un circuito regulador adicional. Es posible también un calentamiento individual de las capas del cuerpo de varias capas, para tasas muy elevadas de calentamiento desde 1ºC/s hasta, por ejemplo, 100ºC/s y más. Gracias al calentamiento individual se consigue durante la atemperación, mantener lo menor posible un esfuerzo mecánico y una deformación del cuerpo de varias capas, que aparece con ella en ciertas circunstancias.
La base para ello es el cuerpo traslúcido que ópticamente es parcialmente transparente (semitransparente). Mediante la transmisión que, por ejemplo, se sitúa entre 0,1 y 0,9 para una determinada longitud de onda, la radiación electromagnética arriba descrita llega a una capa a través del cuerpo traslúcido. La capa puede absorber una cantidad correspondiente de energía o cantidad parcial de la energía, que es emitida directamente por la fuente de energía.
El cuerpo traslúcido presenta también una cierta absorción para la radiación electromagnética. La energía así absorbida se puede ceder a un entorno en forma de radiación térmica y/o conducción del calor. En un acondicionamiento especial, el dispositivo para la atemperación de un cuerpo de varias capas, dispone de un cuerpo traslúcido que mediante la absorción de la radiación electromagnética, presenta una radiación térmica y/o una conducción del calor, en la dirección del cuerpo de varias capas. Así se consigue atemperar una capa por radiación térmica y/o por conducción del calor.
También cabe imaginar que una primera capa del cuerpo de varias capas, cuya capa muestra una transmisión para la radiación térmica, se atempere en lo esencial tan sólo por conducción del calor, mientras una segunda capa del mismo cuerpo de varias capas, se atempera en lo esencial por la radiación térmica del mismo cuerpo traslúcido. Una primera capa con una transmisión correspondiente es, por ejemplo, una capa de vidrio. Cuando una radiación electromagnética de una fuente de energía y/o de un cuerpo traslúcido, incide sobre el cuerpo de vidrio, se refleja una pequeña parte de la radiación (como un 4%). La mayor parte (> 90%) llega más
o menos sin obstáculo a través del vidrio e incide entonces sobre una segunda capa del cuerpo de varias capas. Allí se puede absorber esta radiación, y conducir a una absorción de una cantidad de energía por esta segunda capa. La capa de vidrio no se puede atemperar con rapidez suficiente, por radiación o radiación térmica con una tasa de calentamiento muy alta. Por el contrario, es posible una atemperación relativamente rápida por conducción del calor, cuando el cuerpo traslúcido puede absorber una cantidad parcial de la energía, y transferirla a la capa de vidrio.
También cabe imaginar el caso de que el propio cuerpo traslúcido sea una capa del cuerpo de varias capas. El cuerpo traslúcido puede absorber una cantidad parcial de la energía, por absorción de una parte de la radiación electromagnética, y por transmisión dejar pasar otra cantidad parcial de la energía, para la absorción por otra capa.
En un acondicionamiento especial de la unidad de atemperación, una capa del cuerpo de varias capas, es una capa de base para al menos otra capa del cuerpo de varias capas. El cuerpo de varias capas presenta en especial una secuencia asimétrica de capas. Por ejemplo, el cuerpo de varias capas se compone de una capa de base recubierta por una cara. Las capas individuales del cuerpo de varias capas, también pueden estar dispuestas unas al lado de otras.
En un acondicionamiento especial, una capa del cuerpo de varias capas presenta un material que está elegido del grupo de vidrio, vitrocerámica, cerámica, metal y/o plástico. Como plástico se considera en especial un plástico resistente a la temperatura, como el teflón. Una capa es, por ejemplo, una hoja de metal. La hoja de metal puede funcionar también como capa de base.
La cantidad parcial de la energía que es absorbida por una capa, depende, por ejemplo, de la capacidad de absorción, de emisión y/o de reflexión, de la capa. Pero también depende del tipo de la fuente de energía, y de la forma y manera como se transfiere la cantidad de energía al cuerpo de varias capas, o a una capa del cuerpo de varias capas.
Una de las fuentes de energía de la unidad de atemperación es, por ejemplo, una fuente de energía para energía térmica. Aquí la energía térmica se puede alimentar directamente a la capa. Aquí se toman en consideración radiación térmica, conducción del calor y/o convección. En el caso de la radiación térmica, la misma fuente de energía puede ser una fuente de radiación térmica. La radiación térmica es, por ejemplo, radiación electromagnética en la zona de longitudes de onda entre 0,7 y 4,5 µm. La capa correspondiente está dispuesta en el campo de radiación de la fuente de energía. La capa es alcanzada por la radiación electromagnética de la fuente de energía, y absorbe al menos parcialmente la radiación electromagnética.
Pero también es posible que a una capa se alimente una energía cualquiera que en la capa se transforma en energía térmica. Por ejemplo, se irradia una capa con luz UV de alta energía que absorbe la capa. Mediante una absorción de un cuanto de luz de alta energía, una molécula de la capa, o toda la capa, llega a un estado excitado electrónicamente. Una energía así absorbida se puede transformar en energía térmica.
Junto a radiación térmica y conducción del calor, es posible también una atemperación de una capa o de todo el cuerpo, por convección. Aquí se hace pasar un gas con una determinada energía por delante de la capa, cediendo el gas la energía a la capa. El gas que se pasa por delante, puede funcionar al mismo tiempo como gas de proceso.
Por lo demás, por conducción del calor y/o convección, también se puede enfriar una capa. Aquí se alimenta a la capa una energía térmica negativa. De esta manera es también posible, controlar las cantidades de energía, o las cantidades parciales de a energía y, por ejemplo, influenciar adicionalmente los esfuerzos mecánicos en el cuerpo de varias capas.
En un acondicionamiento especial existe un transmisor de energía para la transferencia de la cantidad de energía al cuerpo de varias capas. El transmisor de energía funciona como fuente secundaria de energía. El transmisor de energía absorbe, por ejemplo, radiación electromagnética de una fuente primaria de energía, por ejemplo, de una lámpara de halógeno, de una zona elevada de energía, y convierte esta radiación electromagnética en radiación térmica que es absorbida por la capa.
Como transmisor de energía durante la atemperación puede funcionar el entorno indirecto y/o directo del cuerpo de varias capas. Cabe imaginar que un transmisor de energía esté dispuesto con el cuerpo de varias capas, para la atemperación, en un espacio interior de un recipiente de atemperar. El transmisor de energía puede estar dispuesto también fuera del recipiente de atemperar, por ejemplo, en una pared del recipiente de atemperar, o distanciado del recipiente de atemperar. Cabe imaginar que el transmisor de energía sea un recubrimiento del recipiente de atemperar. El transmisor de energía es, por ejemplo, una lámina de grafito. También el mismo recipiente de atemperar puede asumir la función de un transmisor de energía. Se da una función semejante, por ejemplo, en un recipiente de atemperar de grafito. Finalmente el cuerpo traslúcido no es otra cosa que un transmisor de energía. De igual modo, un gas funciona como transmisor de energía, al transferir energía por convección.
Una cantidad de energía que absorba el cuerpo de varias capas, puede ser diferente, no sólo de capa a capa, sino también dentro de una capa. Por ejemplo, durante la atemperación aparece un efecto de borde en el cuerpo de varias capas, o en una capa de un cuerpo de varias capas. Un efecto de borde de la capa, presenta otra temperatura que una zona interior de la capa. Durante la atemperación se ajusta un gradiente lateral de temperatura. Esto sucede, por ejemplo, cuando un campo de radiación de la fuente de energía no es homogéneo. Aquí una densidad de energía del campo de radiación no es igual en todas partes, sobre una superficie que es atravesada por la radiación. Una falta de homogeneidad lateral de la temperatura se puede ajustar también en el caso de un campo homogéneo de radiación, cuando en el borde de una capa se absorbe una mayor cantidad de energía por unidad de volumen, por causa de la mayor superficie absorbente por unidad de volumen. Para compensar la diferencia de temperatura, se puede utilizar, por ejemplo, una fuente de energía que se componga de una multitud de subunidades. Cada subunidad se puede mandar por separado y, de ese modo, ajustar por separado cada cantidad de energía alimentada por una subunidad a una capa. Una fuente semejante de energía es, por ejemplo, una hilera o una matriz de elementos calentadores individuales. Un elemento calentador es, por ejemplo, una lámpara de halógeno. La hilera o la matriz, se puede utilizar también para producir en la capa, un gradiente lateral de temperatura. De este modo se podría producir acertadamente, por ejemplo, una deformación permanente o transitoria del cuerpo estratificado. En especial para la atemperación de un cuerpo de varias capas, en el que las capas están situadas unas al lado de otras, es de gran ventaja una hilera o una matriz.
Con respecto a la fuente de energía, es ventajoso cuando la fuente de energía o las fuentes de energía, trabajen en un régimen continuo. Pero también cabe imaginar que las fuentes de energía pongan a disposición de las capas la cantidad de energía o las cantidades parciales de la energía, en un régimen cíclico o pulsante. Una fuente semejante de energía es, por ejemplo, una fuente de energía con radiación electromagnética pulsada. De este modo se puede alimentar a las capas una cantidad de energía, al mismo tiempo o con un ritmo temporal (por ejemplo, alternativamente).
Especialmente ventajosas son las siguientes características de una fuente de energía para radiación electromagnética:
La fuente de energía presenta campo homogéneo de radiación.
Distribución espectral de la intensidad de la fuente de energía, en forma solapada, con una absorción espectral de la capa, del cuerpo traslúcido y/o de un recipiente de atemperar eventualmente existente (véase abajo).
En presencia de un gas de proceso, la fuente de energía es resistente a la corrosión y/o está protegida contra la corrosión.
La fuente de energía presenta una elevada densidad de energía que es suficiente para poder calentar con una tasa de calentamiento de más de 1ºC/s, una masa del cuerpo de varias capas (y eventualmente la de un recipiente de atemperar).
En un acondicionamiento especial, el cuerpo traslúcido del dispositivo presenta al menos un distanciador en el que se apoya el cuerpo de varias capas, para la absorción de una cantidad homogénea lateral de energía, por el cuerpo de varias capas. Por ejemplo, mediante una radiación térmica homogénea se atempera en primera línea, la capa sobre la que el cuerpo de varias capas se apoya en el cuerpo traslúcido o en el distanciador. En esta forma, el distanciador presenta de preferencia un material que presenta una baja absorción para la radiación electromagnética. Un distanciador sobresale, por ejemplo, de una superficie del cuerpo traslúcido, desde algunos µm hasta algunos mm.
La capa que se apoya en los distanciadores, se puede atemperar también en primera línea, por conducción del calor. Para ello los distanciadores disponen, por ejemplo, de una conductividad térmica necesaria para una tasa correspondiente de atemperación. También cabe imaginar que, para la transferencia de energía por conducción del calor, el distanciador presente una elevada absorción para una radiación electromagnética de una fuente de energía, transformándose eficientemente la radiación electromagnética en energía térmica.
El cuerpo traslúcido presenta en especial una multitud de distanciadores. En el caso de una multitud de distanciadores que están dispuestos en contacto, uniformemente entre la capa del cuerpo de varias capas y el cuerpo traslúcido, se puede conseguir adicionalmente una homogeneización de la distribución lateral de la temperatura.
En un acondicionamiento especial, el cuerpo traslúcido y/o el distanciador, presenta un material que está elegido del grupo del vidrio y/o de la vitrocerámica. La vitrocerámica presentía distintas ventajas:
Se puede emplear para la atemperación en una gama amplia de temperaturas de, por ejemplo, 0ºC hasta, por ejemplo, 700ºC. La vitrocerámica presenta, por ejemplo, un punto de reblandecimiento, que está situado por encima de la gama de temperaturas.
Dispone de un coeficiente muy bajo de dilatación térmica. Es resistente al choque de temperatura, y libre de deformación en la gama arriba citada de temperaturas de la atemperación.
Es químicamente inerte frente a una multitud de sustancias químicas, y presenta una aja permeabilidad para estas sustancias químicas. Una sustancia química semejante es, por ejemplo, el gas de proceso, al que está expuesta una capa y/o todo el cuerpo de varias capas, durante la atemperación.
Es ópticamente transparente en forma parcial para radiación electromagnética, en la zona espectral de muchas fuentes de energía, en especial en una gama de longitudes de onda en la que es elevada una densidad de radiación de las fuentes de energía. Una fuente semejante de radiación es, por ejemplo, una
5 lámpara de halógeno con una elevada densidad de radiación entre 0,1 y 4,5 µm.
Cabe imaginar asimismo el vidrio, en especial el vidrio cuarzoso, como mate
rial para el cuerpo traslúcido. Es ventajosa en él una elevada temperatura de empleo
de hasta 1200ºC. Estos materiales muestran en la zona espectral de una fuente de
10 energía en forma de una lámpara de halógeno, una transmisión elevada y una baja absorción. La luz atraviesa en lo esencial sin obstáculos este cuerpo traslúcido, y llega a una capa con una absorción correspondiente para la radiación electromagnética, absorbiendo la capa una cantidad de energía, y calentándose. El cuerpo traslúcido casi no se calienta por la radiación.
15 En una aplicación del proceso es posible que se evapore material de la capa calentada, y se deposite en una superficie relativamente fría del cuerpo traslúcido. Para impedir esto se puede procurar que durante la atemperación, el cuerpo traslúcido se caliente a una temperatura precisa, Esto se logra mediante una transferencia de una cantidad de energía al cuerpo traslúcido, por conducción del calor y/o por
20 convección. También cabe imaginar una radiación electromagnética que la absorba el cuerpo traslúcido. Cabe imaginar que el cuerpo traslúcido presente un recubrimiento que absorba una parte determinada de la radiación electromagnética. La energía así absorbida se puede hacer seguir al cuerpo traslúcido de vidrio o de vidrio cuarzoso. En esta forma, el cuerpo traslúcido que se compone del cuerpo vítreo con
25 el recubrimiento, es transparente ópticamente en forma parcial, y se puede emplear tanto para la transferencia de energía por radiación térmica, como también por conducción del calor al cuerpo de varias capas.
En un acondicionamiento especial, al menos una capa del cuerpo de varias capas está en contacto con un gas de proceso. También cabe imaginar que todo el 30 cuerpo de varias capas esté expuesto al gas de proceso. Como gas de proceso se toma en consideración, por ejemplo, un gas inerte (nitrógeno molecular o un gas noble). El gas de proceso no reacciona con un material de la capa. Pero cabe maginar también un gas de proceso que reacciones con un material de la capa. Bajo la acción del gas de proceso se forma la capa funcional. Por ejemplo, el gas de proceso actúa
35 contra un material de la capa, oxidándolo o reduciéndolo. Posibles gases de proceso para esto son, el oxígeno, cloro, hidrógeno, selenio elemental, azufre o un hidruro. También puede ser un gas corrosivo de tratamiento, como HCl o similar. Otros ejemplos para el gas de proceso son H2S y H2Se que se emplean en la preparación de una célula solar de película delgada (véase abajo). Finalmente cabe imaginar todos los gases o mezclas gaseosas que reaccionen en una forma pertinente con un material de una capa.
Es ventajoso cuando la capa está expuesta a una atmósfera definida de gas de proceso. La atmósfera definida de gas de proceso comprende, por ejemplo, una presión parcial del o de los gases de proceso, durante la atemperación. También cabe imaginar, por ejemplo, que para la atemperación, una capa o el cuerpo de varias capas, esté en contacto con el vacío.
Una atmósfera definida de gas de proceso se puede conseguir, por ejemplo, haciendo que el gas de proceso se conduzca por delante de la capa con una velocidad determinada. Aquí un gas de proceso con distintas presiones parciales, puede actuar sobre la capa, en el transcurso de la atemperación. También cabe imaginar que distintos gases de proceso estén en contacto unos tras otros, con la capa del cuerpo estratificado.
De preferencia está cercada al menos la capa que está en contacto con el gas de proceso. Esto se logra, por ejemplo, mediante una envuelta de la capa, pudiendo estar fijada la envuelta a la capa de base. La envuelta se carga con el gas de proceso, antes de, o durante la atemperación. El gas de proceso se concentra aquí sobre una superficie de la capa, cuyas características deben de ser influenciadas por el gas de proceso. De este modo se puede impedir que un entorno se contamine por el gas de proceso. Esto es especialmente importante en el caso de un gas de proceso, corrosivo y/o venenoso. Además, se puede trabajar con una cantidad de gas de proceso, estiquiométricamente precisa para una transformación de la capa. No se consume gas innecesario de proceso.
En un acondicionamiento especial de la invención, el cuerpo de varias capas está dispuesto en un recipiente de atemperar. Aquí, al menos una pared del recipiente de atemperar, presenta un cuerpo traslúcido. El recipiente de atemperar tiene la ventaja de que automáticamente representa la envuelta de la capa o de todo el cuerpo de varias capas. La envuelta no necesita estar fijada en el cuerpo de varias capas. En un recipiente cerradizo de atemperar, se puede ajustar la atmósfera de gas de proceso, con acierto y fácilmente. Por ejemplo, el recipiente de atemperar ofrece un gran volumen, suficiente para el gas de proceso necesario durante la atemperación. Cuando la atemperación requiere una distribución homogénea y reproducible del gas de proceso sobre una capa, también se puede ajustar acertadamente una salida de gas, del recipiente de atemperar. Esto puede ser necesario, por ejemplo, cuando se atempera con una tasa muy alta de calentamiento. Aquí el gas de proceso se expande. Cuando el recipiente de atemperar no resiste la presión del gas que se presenta, se llega a una deformación del recipiente de atemperar, o incluso a la destrucción del recipiente de atemperar. Pero una deformación se debería de impedir, por ejemplo, cuando el cuerpo de varias capas se apoya en el fondo del recipiente de atemperar. Una deformación del recipiente de atemperar puede conducir a una falta de homogeneidad lateral de temperatura en el cuerpo de varias capas
El recipiente de atemperar puede ser, además, medio de transporte del cuerpo de varias capas, durante la atemperación. El recipiente de atemperar tiene la ventaja de que durante la atemperación, no se puede excluir, por ejemplo, una rotura de una capa (capa de base o sustrato) de vidrio. En caso de una rotura de un sustrato semejante, el material roto se puede retirar fácilmente de la unidad de atemperación
o del dispositivo para la atemperación. Esto contribuye a una estabilización del proceso de la atemperación.
En un acondicionamiento especial, la pared del recipiente de atemperar, que presenta el cuerpo traslúcido, es una tapa y/o un fondo del recipiente de atemperar. Por ejemplo, el cuerpo de varias capas está situado con una capa, directamente sobre el cuerpo traslúcido del fondo. Como se ha descrito arriba, el cuerpo traslúcido puede presentar distanciadores. La tapa presenta asimismo el cuerpo traslúcido que, por ejemplo, no está en contacto con el cuerpo de varias capas o con una capa del cuerpo de varias capas. De este modo, la capa del cuerpo de varias capas, que se apoya en el fondo se puede calentar por conducción del calor, la capa vuelta hacia la tapa, por radiación térmica. La capa vuelta hacia la tapa, puede estar expuesta fácilmente a un gas de proceso.
En otro acondicionamiento, el fondo y/o la tapa del recipiente de atemperar, está formada cada una por al menos un cuerpo de varias capas. Aquí la capa del cuerpo de varias capas, que se debe de poner en contacto, por ejemplo, con un gas de proceso, está orientada en un espacio interior del recipiente de atemperar. Esta solución es posible cuando el cuerpo de varias capas o las capas del cuerpo de varias capas, presentan un bajo coeficiente de dilatación térmica, y/o la tasa de atemperación es pequeña. Para una tasa elevada de atemperación, el cuerpo de varias capas dispone con ventaja de una capa de base con un elevado coeficiente de dilatación térmica. La capa de base está orientada hacia fuera. Por ejemplo, la capa de base es aquí un cuerpo traslúcido arriba descrito.
En un acondicionamiento especial, el recipiente de atemperar, el cuerpo traslúcido y/o el transmisor de energía, presentan un material que es inerte frente a un gas de proceso. Es ventajoso, además, que un entorno total del proceso de la atemperación, sea inerte frente al gas de proceso utilizado. En el entorno del tratamiento cuenta también, por ejemplo, la fuente de energía (fuente primaria de energía).
El material se elige en función del gas de proceso. Cabe imaginar, por ejemplo, vidrio, vitrocerámica y cerámica. Del mismo modo se puede utilizar material reforzado con fibras, como grafito reforzado con fibras de carbono. Cabe imaginar también un material como SiC que presenta un elevado coeficiente de conductividad térmica. El recipiente de atemperar se puede componer de un metal o de una aleación. Del mismo modo es posible un plástico resistente a una determinada temperatura.
Junto a una inercia química frente al gas de proceso, para el material del recipiente de atemperar, son ventajosas las siguientes características:
El material del recipiente de atemperar está libre de deformación bajo las condiciones de la atemperación. Este es en especial el caso, cuando presenta un bajo coeficiente de dilatación térmica.
El punto de reblandecimiento térmico del material del recipiente de atemperar está situado por encima de una temperatura máxima de la atemperación.
El recipiente de atemperar muestra una permeabilidad baja o definida, frente a un gas de proceso.
En un acondicionamiento especial existe un dispositivo para la detección de una dimensión de al menos un parámetro físico del dispositivo, en función de la atemperación, y/o de una unidad de atemperación, para la regulación de la primera y la segunda cantidad parcial de la energía.
Un parámetro imaginable es una característica de absorción, de transmisión y/o de reflexión de una capa. La dimensión del parámetro es el valor del parámetro. Por ejemplo, una longitud de onda de un máximo de absorción, puede ser función de la temperatura. La dimensión del parámetro sería en este caso, la correspondiente longitud de onda.
En especial el parámetro es una temperatura del cuerpo de varias capas. Aquí la dimensión es un valor de la temperatura. Cabe imaginar también la detección de la temperatura de una capa del cuerpo de varias capas, del cuerpo traslúcido y/o del recipiente de atemperar o de una pared del recipiente de atemperar. Durante la atemperación se puede detectar permanentemente al menos un parámetro del cuerpo de varias capas y/o de una capa. Por ejemplo, por causa de la temperatura detectada de una capa, se eleva o se reduce la cantidad parcial de la energía, que es absorbida por la capa. De este modo se puede impedir una falta de homogeneidad o un gradiente de temperatura en la dirección del espesor del cuerpo de varias capas. Pero esta falta de homogeneidad también se puede elevar en caso de que esto debiera de ser necesario.
Por ejemplo, el dispositivo para la detección de la temperatura, es un pirómetro, que esta orientado hacia la capa. El pirómetro detecta, por ejemplo, la radiación térmica que es emitida por la capa. Sobre la base de la radiación térmica, se pueden sacar conclusiones sobre la temperatura de la capa. También cabe imaginar un detector de temperatura que esté unido con la capa, y se atempere por conducción del calor.
También es concebible que la temperatura de la capa o del cuerpo de varias capas, no se mida directamente, sino que se mida indirectamente. Por ejemplo se dirige un pirómetro hacia el recipiente de atemperar, en el que se atempera el cuerpo de varias capas. La temperatura del recipiente de atemperar puede estar influenciada por la temperatura del cuerpo de varias capas. Sobre la base de la temperatura del recipiente de atemperar, se sacan conclusiones sobre la temperatura de la capa del cuerpo de varias capas. Se regula la cantidad de energía o la cantidad parcial de la energía, sobre la base de la temperatura medida del recipiente de atemperar. Para ello, antes de la atemperación, se realiza, por ejemplo, una especie de “tarado” que describe una correlación entre la temperatura medida del recipiente de atemperar y la temperatura efectiva de la capa o del cuerpo estratificado. El “tarado” indica un valor teórico de la temperatura. El valor actual se detecta. Una comparación entre valor teórico y valor actual, proporciona una magnitud para la regulación de las cantidades de energía.
La detección (y también la regulación de las cantidades parciales de la energía) se lleva a cabo en especial con una resolución en la dirección del espesor del cuerpo de varias capas, y con una resolución local temporal en el marco temporal de la atemperación. Por ejemplo, se calienta el cuerpo de varias capas con una tasa de temperatura de 25ºC/s. Entonces, tanto la detección, como también la regulación de las cantidades parciales de la energía, tendrían lugar tan rápidamente que una diferencia de temperaturas entre las capas del cuerpo de varias capas, permanecería por ejemplo, durante la atemperación, por debajo de un máximo especificado.
La falta de homogeneidad de temperatura en la dirección del espesor, puede conducir también en conjunción con una deformación transitoria del cuerpo de varias capas, a una falta de homogeneidad lateral de temperatura en el cuerpo de varias capas. Lateral quiere decir, por ejemplo, dentro de una capa del cuerpo de varias capas, perpendicular a la dirección del espesor. Por ejemplo, el cuerpo de varias capas se apoya sobre un fondo de grafito. La alimentación o la absorción de la cantidad de energía se llevan a cabo por conducción del calor a través de la capa del cuerpo de varias capas, que se apoya en el fondo. Debido a una falta de homogeneidad de la temperatura en la dirección del espesor, se puede presentar una deformación transitoria del cuerpo de varias capas, en forma de un encorvamiento del cuerpo de varias capas. Aquí se deshace parcialmente el necesario contacto para la conducción del calor, entre el cuerpo de varias capas y el fondo del recipiente de atemperación. Como consecuencia de esto, se llega a una falta de homogeneidad lateral de temperatura de la capa que se apoya, o del cuerpo de varias capas. En especial es ventajoso pues cuando para la detección del parámetro (y para la regulación de las cantidades de energía) se presenta una resolución local, no sólo en la dirección del espesor, sino también lateral.
En un acondicionamiento especial, el parámetro es una deformación del cuerpo de varias capas. Por causa de una falta de homogeneidad que se presente, se puede llegar a una deformación. Por ejemplo, el cuerpo de varias capas se curva cóncavo. El cuerpo de varias capas se apoya sobre el fondo, por ejemplo, de un recipiente de atemperar. Debido a una deformación cóncava, se genera en la zona del borde del cuerpo de varias capas, una distancia entre la superficie de apoyo y el cuerpo de varias capas. Una dimensión de una deformación semejante se puede detectar, por ejemplo con un dispositivo para la interferometría de láser, o de reflexión de la luz de láser. Sobre la base de la dimensión, tiene lugar la regulación de las cantidades de energía. Es ventajoso cuando se reconoce la dimensión en un estadio temprano de la deformación, y se puede actuar rápidamente sobre ella.
Para un dispositivo mencionado para la detección de una dimensión de un parámetro en función de la atemperación, con ayuda de un dispositivo óptico (por ejemplo, láser), es ventajoso cuando la capa a investigar es accesible para la luz del dispositivo óptico, y se asigna inequívocamente una señal de detección, al parámetro a detectar. La longitud de onda de un láser, se debería de diferenciar, por ejemplo, suficientemente de la radiación térmica del cuerpo de varias capas. Cuando el dispositivo esté equipado con un recipiente de atemperar, sería ventajoso cuando el cuerpo traslúcido sea suficientemente transparente para la luz del láser.
Con ayuda del dispositivo es posible obtener también una deformación de
5 seada del cuerpo de varias capas. Para ello también puede ser práctico seguir la deformación durante la atemperación, como se ha descrito arriba. Se puede preparar, por ejemplo, una célula solar curvada de película delgada. Para la deformación acertada, se coloca el cuerpo de varias capas, por ejemplo, sobre un molde o máscara correspondiente. El molde o máscara puede ser directamente una fuente de energía.
10 El cuerpo de varias capas se calienta por encima de un punto de reblandecimiento de la capa de base. Como consecuencia de esto, el cuerpo de varias capas adopta una forma correspondiente a la máscara o al molde. La máscara está integrada, por ejemplo, en un fondo del recipiente de atemperar. La máscara podría ser, por ejemplo, el cuerpo traslúcido.
15 Para la solución de la misión, junto al dispositivo se indica un procedimiento para la atemperación simultánea de un producto en proceso y al menos de otro producto en proceso, utilizando el dispositivo según la invención. En el procedimiento se dispone el producto en proceso y al menos otro producto en proceso, en las unidades de atemperación, y a continuación se atemperan.
20 La atemperación comprende en especial, al menos un calentamiento y/o un enfriamiento del producto en proceso y/o del otro producto en proceso. Cabe imaginar, por ejemplo, que en la atemperación se desarrollen varias fases de calentamiento y varias fases de enfriamiento. El procedimiento es apropiado en especial, para realizar la atemperación de
25 los productos en proceso, bajo una atmósfera de gas de proceso. Para ello, el primero y/o el otro producto en proceso, se pone en contacto con al menos un gas de proceso. Una puesta en contacto se puede llevar a cabo antes, durante o después de la atemperación. Uno de los productos en proceso se puede poner aquí en contacto, al mismo tiempo con varios gases de proceso (mezcla de gases). También cabe imagi
30 nar que el producto en proceso se ponga en contacto sucesivamente con distintos gases de proceso y/o gases de barrido. Así es posible un perfil variable del gas de proceso (secuencia temporal de distintas presiones parciales del, o de los gases de proceso). De este modo es posible, por ejemplo, emplear gases de proceso tanto oxidantes, como reductores, o introducir acertadamente una sustancia impurificadora en
35 el producto en proceso.
En un acondicionamiento especial de la invención están previstas las siguientes etapas de procedimiento: c) disponer la pila de atemperación en un espacio hueco de un cuerpo de apilamiento, d) disponer el cuerpo de apilamiento en una cámara de atemperación, a una distancia respecto a la cámara de atemperación, de manera que entre el cuerpo de apilamiento y la cámara de atemperación, se genere un espacio intermedio, y e) producir una presión de un gas de barrido en el espacio intermedio. Estas etapas de procedimiento tienen lugar antes de la atemperación. El espacio intermedio con el gas de barrido, funciona como amortiguador, de manera que el gas de proceso que se encuentra en el espacio hueco, no llegue o lo haga solamente diluido a la cámara de atemperación. Se puede prevenir una contaminación o corrosión de la cámara de atemperación. La elección del material de la cámara de atemperación es casi independiente del gas de proceso. El espacio intermedio se puede cargar una vez con el gas de barrido. También cabe imaginar que a través del espacio intermedio, se conduzca una corriente continua de gas de barrido, que aleja del espacio intermedio el gas de proceso que eventualmente salga del cuerpo de apilamiento. Un alejamiento del gas de proceso que salga, se consigue también haciendo que desde el espacio hueco del cuerpo de apilamiento se produzca una caída de presión hacia el espacio intermedio.
En un acondicionamiento especial de la invención, en el espacio intermedio entre cámara de atemperación y el cuerpo de apilamiento, se produce una presión de un gas de barrido, que es mayor que la presión del gas en el cuerpo de apilamiento. Para ello de preferencia se instalan en el cuerpo de apilamiento, aberturas de salida del gas, que, por ejemplo, mediante una tubería colectora, a través del espacio intermedio y a través de la cámara de atemperación, conducen al exterior y allí se dirigen por ejemplo, a una unidad de eliminación de gas. De este modo, en el espacio hueco del cuerpo de apilamiento reina aproximadamente la presión que existe también en la unidad de eliminación de gas (por ejemplo, la presión atmosférica). El efecto de esta disposición se puede designar como barrido por contracorriente en una hendidura, que sirve, para en una hendidura de una realización del cuerpo de apilamiento, por ejemplo, en una envuelta de una fuente de energía, o en una juntura de un componente constructivo del cuerpo de apilamiento, oponer una contracorriente de gas inerte, contra la corriente de gas de proceso que se difunde hacia fuera, con el fin de impedir una condensación de gases de proceso en las paredes de la cámara de atemperación, o una corrosión de las paredes de la cámara de atemperación. Lo último también se puede conseguir por lo demás, mediante un recubrimiento adecuado de las paredes de la cámara de atemperación.
El barrido por contracorriente en una hendidura se logra según el siguiente principio: En el cuerpo de apilamiento están dispuestos los recipientes de atemperar cargados con el gas de proceso. No se puede excluir que el gas de proceso llegue al espacio hueco del cuerpo de apilamiento. Mediante pequeñas hendiduras o aberturas, están unidos el espacio hueco del cuerpo de apilamiento, y el espacio intermedio entre cuerpo de apilamiento y cámara de atemperación. Mediante la elección de las presiones del gas, se establece un gradiente de presión del espacio intermedio al espacio hueco del cuerpo de apilamiento. Esto se logra, por ejemplo, mediante aspiración del gas de barrido del espacio hueco y/o introducción del gas de barrido en el espacio intermedio, y con un establecimiento de la presión provocada de este modo, frente a la presión del espacio hueco que como se ha descrito arriba, puede estar en contacto con el entorno del dispositivo para la atemperación. De este modo se llega a una corriente de gas de barrido desde el espacio intermedio al espacio hueco. El gas de proceso no llega a la pared de la cámara de atemperación. Durante la atemperación se ajusta aquí, en especial, una temperatura de la cámara de atemperación, la presión del gas del espacio hueco y/o, la presión del gas del espacio intermedio.
En un acondicionamiento especial de la invención, se utiliza como producto en proceso y/o como otro producto en proceso, un cuerpo de varias capas, con una capa y al menos con otra capa.
Aquí se lleva a cabo la atemperación mediante absorción de una cantidad de energía por el cuerpo de varias capas, con una absorción de una primera cantidad parcial de la energía por la primera capa, y con una absorción de una segunda cantidad parcial de la energía por la segunda capa, utilizándose al menos una fuente de energía para la alimentación de la cantidad de energía al cuerpo de varias capas. Aquí se utiliza en especial un dispositivo antes descrito. Las etapas del procedimiento son: Disposición del cuerpo de varias capas entre una primera y al menos una segunda fuente de energía, de manera que la primera capa esté dispuesta entre la primera fuente de energía y la segunda capa, y la segunda capa, entre la segunda fuente de energía y la primera capa, utilizándose como fuente de energía al menos una fuente de energía para una determinada radiación electromagnética, con un campo de radiación, y absorbiendo al menos una de las capas, la radiación electromagnética, y estando dispuesta en el campo de radiación de la fuente de energía; y disposición de un cuerpo traslúcido en el campo de radiación de la fuente de energía, entre la fuente de energía y la capa que está situada en el campo de radiación de la fuente de energía, y que absorbe la determinada radiación electromagnética, y atempera el cuerpo de varias capas.
En un acondicionamiento especial, el cuerpo traslúcido absorbe una determinada cantidad de energía, y alimenta la cantidad de energía, a la capa. En otro acondicionamiento, durante la atemperación, se realiza una detección de una dimensión función de la atemperación, de un parámetro físico del cuerpo de varias capas, para la regulación de la absorción de la cantidad de energía durante la atemperación, y para la regulación de la primera y segunda cantidad parcial de la energía. En un acondicionamiento especial, el cuerpo traslúcido alimenta a la capa, la cantidad de energía, por conducción del calor y/o radiación térmica.
En un acondicionamiento especial, se utiliza un cuerpo de varias capas con una capa que presenta cobre, indio, galio y/o selenio. En especia se utiliza un cuerpo de varias capas con una capa de base, de vidrio y/o metal. Por su parte la capa de base puede presentar un recubrimiento (por ejemplo, una capa metálica sobre una placa de vidrio). Como gas de proceso se utiliza un gas que está elegido del grupo de H2S, H2Se, H2, He y N2. El procedimiento sirve en especial, para la preparación de un absorbedor fotovoltaico de calcopirita de capa delgada, de una célula solar y/o de un módulo solar. En el módulo solar existe una multitud de células solares individuales conectadas en serie. El vidrio es de preferencia vidrio sódico -cálcico. La capa correspondiente funciona como capa de base. Sobre la capa de base está aplicada como electrodo, una capa de molibdeno, y sobre la capa de molibdeno, una capa funcional, a saber, una capa semiconductora de cobre – indio – galio – sulfoseleniuro (CIGSSe). Un espesor del cuerpo estratificado, componiéndose del cuerpo de vidrio y de la capa semiconductora, es típicamente de 2 a 4 mm, con una capa de molibdeno de unos 0,5 µm, y una capa semiconductora de unos 3 µm. La gama indicada para el espesor del cuerpo de varias capas, no hay que utilizarla excluyentemente. Factor limitador es una capacidad para producir un sustrato grande que sea lo más plano posible y, por tanto, se pueda trabajar con el dispositivo descrito o con el procedimiento descrito, para obtener un cuerpo de varias capas.
Recapitulando, con la invención se producen las siguientes ventajas:
Se pueden atemperar al mismo tiempo varios productos en proceso bajo atmósferas gaseosa cambiantes de proceso. Aquí se puede acondicionar en forma variable, un perfil de calentamiento y/o de enfriamiento de la atemperación.
Se puede atemperar un producto en proceso en forma de un cuerpo de varias capas de gran superficie, con una estructura asimétrica de capas (por ejemplo, cuerpo de varias capas con una capa única sobre una capa de base) con una tasa elevada de atemperación de más de 1ºC/s.
5 • Las capas del cuerpo de varias capas, pueden presentar aquí un coeficiente muy diferente de conductividad térmica, y/o presentar una capacidad muy diferente de emisión.
• Mediante una resolución temporal y local de la detección y de la regulación de una dimensión de un parámetro función de la atemperación, se logra una
10 atemperación especialmente segura. Por ejemplo, se puede reaccionar a una variación de una característica del producto en proceso (por ejemplo, capacidad de emisión o de absorción) durante la atemperación, y ajustar el parámetro de tratamiento (presión, temperatura, densidad de energía, etc.) a aquella.
• Es posible la atemperación hasta cerca de un punto de reblandecimiento de 15 una capa de base.
Es posible una atemperación rápida desde 1ºC/s hasta 100ºC/s. Aquí se pueden alcanzar temperaturas de, por ejemplo, 1100ºC.
En el caso de atemperación por encima del punto de reblandecimiento de la
capa de base, es posible una deformación permanente del cuerpo de varias 20 capas.
• Se puede crear un entorno definido de la atemperación con una atmósfera definida de gas de proceso. Se pueden ajustar distintos gases de proceso con distintos perfiles de presión parcial, al mismo tiempo o uno tras otro, antes, durante y/o después del tratamiento. En especial se puede emplear un gas de proce
25 so tóxico y/o corrosivo. Se pueden impedir condensaciones de una sustancia de proceso en las paredes de la cámara.
• Todas las etapas de procedimiento necesarias para el tratamiento, se pueden realizar con un único dispositivo. De la mano de varios ejemplos de realización y de las figuras correspondien
30 tes, se presenta un dispositivo para la atemperación de un producto en proceso, y un procedimiento correspondiente para ello. Las figuras son esquemáticas y representan ilustraciones que no están a escala. Figura 1 Muestra un corte transversal de un dispositivo para la atempera
ción de al menos un producto en proceso, de costado.
Figuras 2a a 2f Muestran posibles acondicionamientos de la unidad de atemperación Figura 3 Muestra un detalle de la pila de atemperación, estando unidos uno con otro los productos en proceso de dos unidades de atempera5 ción, mediante aberturas de paso. Figura 4 Muestra un cuerpo de apilamiento cerrado, que se puede evacuar y cargar con gas. Figura 5 Muestra un cuerpo de apilamiento que está dispuesto en una cámara de atemperación que se puede evacuar. 10 Figuras 6a a 6c Muestran una fuente de energía que está dispuesta en una envuelta. Figuras 7a a 7c Muestran distintas formas de realización de los cuerpos reflectores. Figura 8 Muestra un corte transversal de un dispositivo determinado para 15 la atemperación. Figura 9 Muestra un corte longitudinal del dispositivo determinado para la atemperación. Figura 10 Muestra un detalle del corte longitudinal del dispositivo determinado para la atemperación. 20 Figura 11 Muestra un procedimiento para la atemperación de varios productos en proceso
Figura 12 Indica un corte transversal de una forma de realización para el tratamiento de varios productos en proceso, ilustrando el principio del barrido con contracorriente de gas.
25 El punto de partida es un dispositivo 1 para la atemperación de varios productos 33 y 43 en proceso (figura 1). El dispositivo se compone de varias unidades 3 y 4 de atemperación dispuestas unas sobre otras en una pila 2 de atemperación. Una unidad 3 ó 4 de atemperación presenta una fuente 32 ó 42 de energía. Para la atemperación de los productos en proceso, las fuentes de energía y los productos en pro
30 ceso están dispuestos unos junto a otros de tal manera que, en una determinada dirección 22 de la pila 2 de atemperación, entre la fuente 32 de energía y la otra fuente 42 de energía, está dispuesto el producto 33 en proceso, y entre el producto 33 en proceso y el otro producto 43 en proceso, lo está la otra fuente 42 de energía.
Las fuentes 32 ó 42 de energía son en una realización lámparas 61 de haló35 geno de forma de barra, que están dispuestas en forma de una hilera 64 (figura 6).
Cada una de las lámparas 61 de halógeno de la hilera 64, está dispuesta en una envuelta 60 de vidrio cuarzoso. El espacio intermedio entre envuelta 60 y lámpara 61 de halógeno, está atravesado por un medio 62 refrigerante líquido o gaseoso. Las lámparas 61 de halógeno emiten durante la atemperación, una radiación 34 ó 44 electromagnética, en forma de radiación infrarroja que es absorbida por los productos 33 ó 43 en proceso para la absorción de una cantidad correspondiente de energía. Para ello los productos 33 y 43 en proceso están dispuestos en los campos de radiación de las fuentes 32 ó 42 de energía. En una primera forma de realización, el producto 33 en proceso de una unidad 3 de atemperación, está expuesto solamente al campo 34 de radiación de la fuente 32 de energía de la unidad 3 de atemperación (figura 2a). En otra forma de realización, el producto 33 en proceso está dispuesto adicionalmente en el campo 44 de radiación de la fuente 42 de energía de una unidad 4 contigua de atemperación (figura 1). En una forma más inmediata de realización, está dispuesto un cuerpo 5 reflector, para la formación del campo de radiación (figura 2b). El cuerpo 5 reflector se compone de un recubrimiento 501 de óxido de aluminio sobre un cuerpo 51 de base de vitrocerámica (figura 7a). El cuerpo 5 reflector refleja la radiación 341 electromagnética que incide sobre el recubrimiento 501 de óxido de aluminio, en la dirección del correspondiente producto 33 en proceso.
En las figuras 7b y 7c se muestran otras dos soluciones para la estructuración del cuerpo 5 reflector. El cuerpo 52 reflector, según la figura 7b, es una parte de la envuelta 60 de la fuente 61 de energía. Según la figura 7c, el cuerpo 53 reflector está dispuesto directamente en una envuelta de vidrio cuarzoso de la lámpara 61 de halógeno.
En otra realización, el cuerpo 5 reflector es semitransparente para la radiación 34 electromagnética, de manera que en un semiespacio contiguo, se cede una parte de la radiación 342 (figura 2b).
En una forma de realización, las envueltas 60 están abiertas por los dos lados (figura 6b). Para enfriar se bombea un medio 62 refrigerante en forma de un gas de refrigeración, a través de la envuelta 60. En otra forma de realización, la envuelta 60 está complementada mediante un revestimiento 66 (figura 6c). El espacio intermedio entre revestimiento 66 y envuelta 60, está provisto con admisión y salida 67, y es recorrido para el enfriamiento, por un liquido 65 refrigerante.
Según la figura 2c, la unidad de atemperación dispone de una fuente 7 adicional de energía con una radiación 71 electromagnética adicional, a la que está expuesto el producto 33 en proceso. Según la figura 2d, en cada uno de los campos de radiación de la fuente 32 de energía y de la fuente 7 adicional de energía, está dispuesto un cuerpo 8 y 9 traslúcido. Los cuerpos 8 y 9 traslúcidos son placas de vitrocerámica que son semitransparentes para la radiación 34 electromagnética y para la radiación 71 electromagnética adicional. Sobre un cuerpo 8 traslúcido se apoya el producto 33 en proceso. Una parte de la radiación 71 electromagnética es absorbida por este cuerpo 8 traslúcido, y se hace seguir en forma de conducción 81 del calor, al producto 33 en proceso.
Otras formas de realización se ven en las figuras 2e y 2f. Según la figura 2e, la unidad 3 de atemperación presenta un recipiente 10 abierto de atemperar en el que está dispuesto el producto 33 en proceso. Una pared 101 del recipiente 10 de atemperar, presenta un cuerpo 8 traslúcido. La pared 101 del recipiente es el fondo del recipiente 10 de atemperar. Según la forma de realización según la figura 2f, el recipiente 10 de atemperar es cerradizo. Para la evacuación y carga del recipiente 10 de atemperar, con gas de proceso, el recipiente 10 de atemperar dispone de aberturas 11 cerradizas (aberturas para gas) que están realizadas como válvulas. Alternativamente, las válvulas son de cierre automático (válvulas de retención).
La figura 3 muestra una posibilidad de cómo se pueden aplicar conjuntamente los recipientes 10 de atemperar de dos unidades 3 y 4 de atemperación, con gas 12 de proceso. Aquí los recipientes 10 de atemperar están unidos uno con otro mediante las entradas y salidas 35, 36, 45 y 46 de gas. En otra forma de realización, cada recipiente 10 de atemperar se carga por separado con gas 12 de proceso.
La figura 4 muestra una pila 2 de atemperación cuyas paredes de la pila están formadas parcialmente por las paredes del cuerpo 21 de apilamiento. Paredes adicionales las proporcionan cuerpos 5 reflectores en forma de placas reflectoras (figura 7a). En otra forma de realización, esta pila 2 de atemperación está dispuesta en una cámara 31 de atemperación que se puede evacuar, a una distancia 303 (figura 5).
Se muestra una forma especial de realización en las figuras 8 a 10. Cada una de las unidades 3 y 4 de atemperación de la pila 2 de atemperación, está estructura-da como se representa en la figura 2d, no presentando ninguna de las unidades 3 y 4 de atemperación, una fuente 7 adicional de energía. Las fuentes 32 y 42 de energía son hileras 64 de lámparas 61 de halógeno de forma de barras. El cierre superior e inferior de la pila 2 de atemperación, lo forma respectivamente un cuerpo 5 reflector de forma de placa con hilera 4 de lámparas 61 de halógeno, dispuesta hacia la pila 2 de atemperación, como fuente de energía. Los cuerpos 8, 9 traslúcidos en forma de placas de vitrocerámica, están introducidos en ranuras del cuerpo 21 de apilamiento.
Cada uno de los recipientes 10 de atemperar se forma de dos cuerpos 8 y 9 traslúcidos, y de la pared del cuerpo 21 de apilamiento. Los recipientes 10 de atemperar disponen de aberturas 11 para la producción de una determinada atmósfera gaseosa en los recipientes 3 y 4 de atemperar (figura 2F).
La figura 12 muestra un detalle de la figura 8, para ilustrar el barrido de contracorriente en una hendidura. Mediante la flecha se esboza un gradiente de presión
o una corriente 13 de gas que se deduce de él. Durante la atemperación, en un espacio 102 interior de un recipiente 10 de atemperar, reina una atmósfera 50 gaseosa del gas 12 de proceso con una determinada presión 103 del gas. A través de una hendidura 104 del recipiente 10 de atemperar, el gas 12 de proceso puede salir al espacio 301 hueco del cuerpo 21 de apilamiento. Para impedir que la pared de la cámara se contamine en el interior de la cámara 31 de atemperación, por el gas 12 de proceso, el espacio 301 hueco está unido con un entorno 14 en el que reina una presión 141 del gas, que es menor que la presión 103 del gas en el espacio 102 interior del recipiente de la cámara 31 de atemperación. Al mismo tiempo se procura que en el espacio 302 intermedio entre la pared de la cámara 31 de atemperación, y la pared del cuerpo 21 de apilamiento, reine una presión 304 del gas que corresponda más o menos a la presión 103 del gas que reina en el espacio 102 interior del recipiente 10 de atemperar. Es algo mayor, de manera que el gas 12 de proceso no llegue a través de una hendidura 202 del cuerpo 21 de apilamiento, al espacio 302 intermedio. Haciendo que en el entorno 14 reine la presión 141 del gas, menor en comparación que las presiones 103 y 304, se transporta gas 12 de proceso que eventualmente sale al espacio 301 hueco del cuerpo 21 de apilamiento, a causa del gradiente de presión que reina en la dirección del entorno 14. En el caso de gases de proceso o vapores tóxicos, estos se eliminan a través de unidades de eliminación intercaladas como, por ejemplo, lavadores húmedos o trampas de enfriamiento. En el entorno 14 sólo se despiden pues, por ejemplo, gases portadores inofensivos.
El cuerpo 2º de apilamiento está insertado en una cámara 31 de atemperación. El cuerpo 21 de apilamiento dispone de una puerta 201 que se puede abrir con independencia de la puerta 311 de la cámara 31 de atemperación. La puerta se ofrece al mismo tiempo como una pared de los recipientes de atemperar.
Como ejemplo, se indica el siguiente desarrollo de un procedimiento para la atemperación:
Cargar el cuerpo de apilamiento con los productos (111) en proceso.
Cerrar la cámara de atemperación.
Extraer varias veces con bomba, y cargar los recipientes de atemperar, con gas inerte, con el cuerpo de apilamiento abierto.
Cerrar el cuerpo de apilamiento y, por tanto, cerrar los recipientes de atemperar.
� Abrir la admisión del gas de barrido, y la salida para el barrido en contracorriente 5 en una hendidura.
Abrir la entrada y salida del gas de proceso en los recipientes de atemperar, y realización del deseado perfil de presión parcial del gas de proceso.
Ajustar una pequeña corriente de aire de refrigeración a través de las envueltas de las fuentes de energía.
10 � Atemperar (112): Conectar las fuentes de energía y regular las hileras de calefactores según un deseado perfil de temperatura. La magnitud de entrada de regulación es la señal de referencia de los elementos térmicos que están aplicados en los recipientes 10 de atemperación.
� Conectar o reducir las fuentes 32, 42 y 7 de energía, y control del perfil de en15 friamiento mediante la regulación de la corriente de aire de refrigeración.
Introducir un gas de barrido en las entradas de gas de proceso.
Abrir el cuerpo de apilamiento y extraer varias veces con bomba, y cargar con gas inerte.
Abrir las cámaras de atemperación y descargar el producto en proceso.
20 En una forma de realización, al atemperar se controla por separado un caldeo superior e inferior. Pero esto sólo es posible con fuentes de energía controlables por separado, entre las cuales se encuentra el producto en proceso. Las siguientes soluciones alternativas existen para el caso de que en la pila de atemperación esté prevista una fuente de energía para cada uno de los productos en proceso, y que duran
25 te la atemperación se pueda tolerar una relación ajustada fija de caldeo superior e inferior:
� El fondo y la tapa del recipiente 10 de atemperar se componen de distinto material transparente al infrarrojo. La tapa es de vitrocerámica que absorbe parcialmente el infrarrojo. El fondo presenta un grafito. En otra forma de realización, la
30 tapa es de vidrio cuarzoso, y el fondo, de cerámica.
� Fondo y tapa del recipiente de atemperar se componen del mismo material, pero tienen un coeficiente diferente de refracción con respecto a la radiación infrarroja, y espesores diferentes del fondo y de la tapa.
� Las fuentes de energía están recubiertas a la mitad con reflectores parciales de 35 infrarrojos.
Las envueltas están recubiertas a la mitad con reflectores parciales de infrarrojos.
Utilización de cuerpos reflectores entre las unidades de atemperación.

Claims (22)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo para la atemperación simultánea de varios productos (33, 43) en proceso, en una determinada atmósfera (50) gaseosa, mediante la absorción de una cantidad de energía por un producto (33, 43) en proceso mediante absorción de una determinada radiación (34, 44) electromagnética, y mediante la absorción de al menos otra cantidad de energía por al menos otro producto (43, 33) en proceso mediante absorción al menos de otra determinada radiación (44, 34) electromagnética, presentando el dispositivo
    una unidad (3) de atemperación con al menos una fuente (32) de energía para la producción de la radiación (34) electromagnética y
    al menos, otra unidad (4) de atemperación con al menos otra fuente (42) de energía para la producción de la otra radiación (44) electromagnética, presentando
    las unidades (3, 4) de atemperación un recipiente (10) abierto de atemperar en el que está dispuesto el producto (33, 43) en proceso, y disponiendo los recipientes (10) de atemperar de aberturas (11) cerradizas para gas, para la evacuación y carga de los recipientes (10) de atemperar con gas de proceso, estando dispuestas
    las unidades (3, 4) de atemperación unas sobre otras para formar una pila
    (2) de atemperación, de manera que
    � en una determinada dirección (22) de la pila (2) de atemperación, entre la fuente (32) de energía de la unidad (3) de atemperación, y la otra fuente (42) de energía de la otra unidad (4) de atemperación, está dispuesto el producto
    (33) en proceso, y entre el producto (33) en proceso y el otro producto (43) en proceso, lo está la otra fuente (42) de energía, y estando unidas unas con otras
    � las aberturas (11) para gas de los recipientes (10) de atemperar, de manera que se crea una atmósfera gaseosa común de proceso en los recipientes (10) de atemperar.
  2. 2.
    Dispositivo según la reivindicación 1, presentando al menos una de las unidades (3, 4) de atemperación al menos una fuente (7) adicional de energía para la producción de una cantidad adicional de energía, y para la absorción de la cantidad adicional de energía por el producto en proceso de la unidad de atemperación.
  3. 3.
    Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, presentando al menos una de las unidades de atemperación al menos un cuerpo (5) reflector para la conformación de un campo de radiación de al menos una de las radiaciones electromagnéticas.
  4. 4.
    Dispositivo según la reivindicación 3, siendo el cuerpo (5) reflector parcialmente transparente para al menos una de las radiaciones electromagnéticas.
  5. 5.
    Dispositivo según alguna de las reivindicaciones 1 a 4, presentando al menos una de las unidades de atemperación al menos un medio (62) para el enfriamiento del producto en proceso.
  6. 6.
    Dispositivo según alguna de las reivindicaciones 1 a 5, estando dispuesta al menos una de las fuentes de energía en una envuelta (60) que al menos parcialmente es transparente para la radiación electromagnética de la fuente de energía.
  7. 7.
    Dispositivo según la reivindicación 6, presentando la envuelta (60) de la fuente de energía, el medio para el enfriamiento (62).
  8. 8.
    Dispositivo según la reivindicación 6 ó 7, presentando la envuelta (60) de la fuente de energía, el cuerpo (52) reflector.
  9. 9.
    Dispositivo según alguna de las reivindicaciones 1 a 8, presentando al menos una de las unidades (3, 4) de atemperación, un recipiente (10) de atemperar con una pared del recipiente,
  10. 10. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones 1 a 9, presentando la pila
    (2) de atemperación un cuerpo (21) de apilamiento con una pared del cuerpo.
  11. 11.
    Dispositivo según alguna de las reivindicaciones 1 a 10, estando dispuesta la pila (2) de atemperación y/o el cuerpo (21) de apilamiento, en una cámara (31) de atemperación con una pared de la cámara.
  12. 12.
    Dispositivo según la reivindicación 10 u 11, pudiendo atemperarse el cuerpo de apilamiento y/o la cámara de atemperación.
  13. 13. Dispositivo según la reivindicación 11 ó 12, estando provista la cámara
    (31)
    de atemperación con una puerta (311) estanca al vacío junto a la cual, en el interior de la cámara (31) de atemperación, está dispuesta una puerta (201) del cuerpo
    (21)
    de apilamiento, la cual se puede abrir y cerrar con independencia de la puerta
    (311) de la cámara (31) de atemperación.
  14. 14.
    Dispositivo según alguna de las reivindicaciones 1 a 13, siendo al menos uno de los productos en proceso un cuerpo de varias capas, con al menos una capa que presenta una absorción determinada de al menos una de las radiaciones electromagnéticas.
  15. 15.
    Dispositivo según alguna de las reivindicaciones 1 a 14, presentando al menos una de las unidades de atemperación al menos un cuerpo (8, 9) traslúcido que presenta una absorción determinada y una transmisión determinada para al menos una de las radiaciones electromagnéticas, y que está dispuesto en el campo de la radiación electromagnética, entre la fuente de energía de la radiación electromagnética y uno de los productos en proceso.
  16. 16.
    Dispositivo según la reivindicación 15, presentando la envuelta de la fuente de energía, el recipiente de atemperar, el cuerpo de apilamiento, la cámara de atemperación, el cuerpo traslúcidos y/o el cuerpo reflector, un material que es inerte frente al gas (12).
  17. 17.
    Procedimiento para la atemperación simultánea de un producto (33) en proceso y al menos de otro producto (43) en proceso, utilizando el dispositivo según alguna de las reivindicaciones 1 a 16, disponiendo el producto (33) en proceso y al menos otro producto (43) en proceso, en las unidades (3, 4) de atemperación, y a continuación atemperándolos.
  18. 18. Procedimiento según la reivindicación 17,
    disponiéndose la pila (2) de atemperación en un espacio (301) hueco de un cuerpo (21) de apilamiento.
    Disponiéndose el cuerpo (21) de apilamiento en una cámara (31) de atemperación, de manera que entre el cuerpo (21) de apilamiento y la cámara (31) de atemperación, se genere un espacio (302) intermedio, y
    produciéndose una presión de gas de barrido en el espacio (302) intermedio.
  19. 19. Procedimiento según la reivindicación 18, produciéndose en el espacio
    (302) intermedio entre cámara de atemperación y el cuerpo de apilamiento, una presión de un gas de barrido, que es mayor que la presión del gas en el espacio hueco del cuerpo de apilamiento.
  20. 20.
    Procedimiento según la reivindicación 19, produciéndose a través de una abertura, una unión entre espacio (302) intermedio y espacio (301) hueco, de tal manera que se puede ajustar un gradiente de presión entre espacio hueco y espacio intermedio.
  21. 21.
    Procedimiento según alguna de las reivindicaciones 17 a 20, en el que se utiliza como producto en proceso y/o como otro producto en proceso, un cuerpo de varias capas, con una capa y al menos con otra capa.
  22. 22.
    Procedimiento según alguna de las reivindicaciones 17 a 21, para la preparación de un absorbedor fotovoltaico de calcopirita de capa delgada, de una célula solar y/o de un módulo solar.
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