JP2001004287A - 真空加熱処理方法 - Google Patents

真空加熱処理方法

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JP2001004287A
JP2001004287A JP11176701A JP17670199A JP2001004287A JP 2001004287 A JP2001004287 A JP 2001004287A JP 11176701 A JP11176701 A JP 11176701A JP 17670199 A JP17670199 A JP 17670199A JP 2001004287 A JP2001004287 A JP 2001004287A
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Japan
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heat
article
heating
cooling
treated
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JP11176701A
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English (en)
Inventor
Taizo Abe
泰三 阿部
Hideyuki Abe
英之 阿部
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Ayumi Industry Co Ltd
Ayumi Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Ayumi Industry Co Ltd
Ayumi Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品用基板などの被熱処理物品の加熱処
理に当たって、減圧処理、加熱処理および冷却処理をそ
れぞれ別個の室で行うことで、全体の処理時間の短縮を
はかる。 【解決手段】 カセット3に収容した電子部品用基板の
ような被熱処理物品2を排気室11で減圧処理したの
ち、減圧下の石英製ベルジャー1内に移し、この石英製
ベルジャー1の外部に配置されているヒータユニットの
ような加熱手段7からの熱で上記石英製ベルジャー1内
の被熱処理物品2を加熱し、次いで加熱された被熱処理
物品2を大気圧に調整された冷却室を兼ねる上記排気室
11に移して冷却することにより加熱処理された物品を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶ディスプレ
イ素子、プラズマディスプレイ素子、フィールドエミッ
ションディスプレイ(FED)素子やその他種々の電子
部品等の被熱処理物品を真空加熱処理する方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、上記のような被熱処理物品を加熱
処理するに当たっては、(1)被熱処理物品をステンレ
スのような金属製真空槽に入れ、減圧後この金属製真空
槽の外周に配置した加熱装置によって上記真空槽内の被
熱処理物品を加熱するという外熱式の加熱装置による真
空加熱方法、あるいは(2)ステンレスのような金属製
真空槽内に複数の加熱板を入れ、このそれぞれの加熱板
上に被熱処理物品を載せて減圧後加熱する内熱式の加熱
装置による真空加熱方法などが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た(1)の加熱方法では真空槽内の被熱処理物品を50
0℃程度に加熱しようとすると、真空槽の温度は600
〜700℃になるため、加熱前の室温から600〜70
0℃となる間でのヒートサイクルによって、真空槽を構
成している金属の金属疲労が起こり、真空槽の劣化、溶
接部分の割れなどが発生する恐れがある。また、これに
よって真空槽を加熱する際のエネルギーを無駄に消費す
るという問題が派生する。
【0004】また、(2)の方法にあっては、真空槽内
に配置した加熱板上に被熱処理物品を一枚ずつ載せて加
熱するので、被熱処理物品の処理枚数が少なく、従って
生産効率が悪いという欠点がある。さらに上記の両方法
とも、真空槽内の被熱処理物品加熱部位以外にも熱が逃
げるため加熱の効率が悪く、さらに加熱終了後の被熱処
理物品を真空槽内で冷却させるので、被熱処理物品だけ
でなくヒータ及び真空槽をも冷却することになるため、
冷却に非常に時間を要して効率が悪いという問題が指摘
されている。
【0005】この発明は被熱処理物品を加熱処理するに
際して、加熱工程を石英製ベルジャーを用いた外熱加熱
とし、かつこの加熱工程とその後の冷却工程とを分離す
ることで従来の加熱処理法に比べて加熱処理全体の工程
の短縮化と効率化を可能とする被熱処理物品の真空加熱
処理方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明のうち、請求項
1に記載の発明は、カセットに収容した被熱処理物品を
減圧処理する工程、減圧処理した被熱処理物品を減圧下
の石英製ベルジャー内に移送し、この石英製ベルジャー
の外部に配した加熱手段によって上記石英製ベルジャー
内の被熱処理物品を加熱処理する工程、上記加熱処理し
た被熱処理物品を真空下ならびに大気圧下にて冷却する
工程、とからなる被熱処理物品の真空加熱処理方法を特
徴とするものである。
【0007】請求項2に記載の発明は、上記請求項1に
記載の発明において、上記加熱手段が断熱成形体内に発
熱体を組み込んだヒータユニットであることを特徴と
し、さらに請求項3に記載の発明は、上記請求項1に記
載の発明において、上記加熱された被熱処理物品の冷却
工程が循環パイプをジグザグに組み込んだ冷却板を各側
壁に配置した大気圧下の冷却室における循環冷却水によ
る冷却であることを特徴とするものである。
【0008】上記請求項1に記載の真空加熱処理方法に
よれば、被熱処理物品の減圧処理、加熱処理、冷却処理
の各工程をそれぞれ別の容器内で連続した処理で行うこ
とにより、全体の処理時間を短縮することができる。ま
た、加熱処理工程に石英製ベルジャーを用いたこと、か
つ外熱加熱としたことにより、石英が赤外線を透過する
性質を有することから、従来の金属製真空槽における外
熱加熱に比べると、加熱温度を低く設定しても輻射熱の
透過によって被熱処理物品の十分な加熱を行うことがで
きる。さらに、加熱処理後の冷却工程を石英製ベルジャ
ーから冷却室に移して実施するようにしたので、石英製
ベルジャー内の温度を極端に下げる必要がなく、常に高
温を保てるため、熱エネルギーの無駄な消費を抑えるこ
とができる。このほか、外熱加熱としたことにより、ベ
ルジャー内部にはヒータ等の設置物がなくなり、被熱処
理物品のみのクリーンな環境下で加熱を行うことができ
るのである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明の真空加熱処理方
法の一実施形態をこの処理方法を実施するに使用する加
熱装置の一例を示す図に基づいて詳細に説明する。図1
の加熱装置Aは、円筒形状のベルジャー1、このベルジ
ャー1を覆うようにその外周に配置した加熱手段7およ
び上記ベルジャー1に中空のスルースリング5およびゲ
ートバルブ4を介して連通して設置されている排気室1
1とから構成されている。
【0010】上記ベルジャー1はその外周近くにベルジ
ャー1を覆うように配置される加熱手段7からの加熱時
に輻射熱または対流熱を十分に透過させることができ、
ベルジャー1内での熱分布が均一となって被熱処理物品
の加熱効率のよい石英製である。
【0011】また、ベルジャー1を覆うようにその外周
に配置される加熱手段7としては、図示していないが、
セラミックファイバーのような断熱材よりなる成形体の
内部にニッケル−クロム線、鉄−クロム−アルミニウム
線、二珪化モリブデン線のような発熱体を組み込んだヒ
ータユニットを使用する。
【0012】上記排気室11には真空排気のための真空
ポンプ21、ターボ分子ポンプ25、および不活性ガス
導入用リークバルブ18、排気用バルブ19が配管され
ている。また、上記ベルジャー1内の排気装置として
は、該ベルジャー1下方の中空スルースリング5にバル
ブ36を介して真空ポンプ35、バルブ38を介してタ
ーボ分子ポンプ37が接続され、さらにリークバルブ3
9、排気用バルブ40が接続されている。そして、これ
らによって上記排気室11とベルジャー1内は同様の雰
囲気とすることができるようになっている。
【0013】上記排気室11は、ベルジャー1内で加熱
処理された被熱処理物品の冷却室としても使用するた
め、その内部外周に冷却手段14が配置されている。こ
の冷却手段14は図示していないが、冷却水循環パイプ
をジグザグに内部に埋め込んだ冷却板であり、該室の各
側壁に配置されている。なお、12は上記排気室11と
大気との間を仕切る手動扉であり、加熱処理前後の被熱
処理物品を載せたカセット3の搬入、搬出はこの手動扉
12の開閉により行われる。
【0014】上記した構成よりなる加熱処理装置Aによ
る被熱処理物品の熱処理方法について、被熱処理物品2
としてガラス基板を用いた場合を例にして説明する。ま
ず、複数枚のガラス基板2、2・・・をカセット3の両
側面の溝部3a、3aに嵌め込むようにしてセットした
カセット3を準備する。次に、石英製ベルジャー1の下
方にゲートバルブ4を介して連通するように設けられて
いる排気室11内に手動扉12を開いてガラス基板2、
2・・・をセットしたカセット3を装入する。
【0015】次に、上記排気室11内に接続されている
配管のバルブ22を開け、真空ポンプ21を作動し真空
計23にて測定しつつ排気室11内を10-3Torr程
度まで真空排気する。その後、バルブ22を閉め、バル
ブ26を開けてターボ分子ポンプ25によりさらに10
-6〜10-7Torr程度まで真空計28で測定しながら
真空排気して排気室11内を減圧にするとともに、排気
室11内のカセット3に嵌め込まれているガラス基板
2、2・・・を清浄にする。同時に、ベルジャー1内も
バルブ36を開けて真空ポンプ35により、バルブ38
を開けてターボ分子ポンプ37により上記排気室11と
同程度まで真空排気する。この真空排気の度合いは被熱
処理物品の特性、寸法、用途その他の条件によって適宜
決めればよい。
【0016】上記の真空排気後、バルブ26、38を開
としたまま、排気室11の下方に設置されているモータ
のような駆動機構24の先端を排気室11内のカセット
3に接触させ、駆動機構24の作動によって排気室11
から上記カセット3を押し上げ、ゲートバルブ4を開
け、その上の中空スルースリング5を通って石英製ベル
ジャー1内へ装着する。かくして、上記ガラス基板2、
2・・・をセットしたカセット3を石英製ベルジャー1
内に装着後、石英製ベルジャー1の外側周囲に近接した
位置に配置した加熱手段(ヒータユニット)7に通電さ
せて石英製ベルジャー1内のガラス基板2、2・・・を
500℃で約3時間加熱する。
【0017】一方、上記の石英製ベルジャー1内でのガ
ラス基板2、2・・・に対する加熱時間が終わりに近づ
いてきたら、排気室11を冷却室とするために、その側
壁周囲に配置されている冷却手段14の冷却板内の循環
パイプに冷却水の循環を始める。
【0018】上記石英製ベルジャー1内でのガラス基板
加熱時間が約3時間を経過したら加熱手段7の通電を止
め、そのまま真空雰囲気のベルジャー1内にて加熱処理
されたガラス基板2、2・・・を約300〜400℃程
度まで自然冷却させる。
【0019】これは、500℃程度で約3時間加熱処理
したガラス基板を直ちに冷却水を循環させている冷却室
に移した場合の急激な熱ショックによるガラス基板2、
2・・・の変質を防ぐためである。
【0020】かくしてベルジャー1内で300〜400
℃程度まで自然冷却されたガラス基板2、2・・・は、
ゲートバルブ4を開けて駆動機構24により真空雰囲気
の冷却室11内に移送される。その後ゲートバルブ4を
閉めて冷却水を循環させている冷却室で冷却を続ける。
ガラス基板2、2・・・の温度が100〜200℃程度
にまで下がったところで冷却室11に配管されているタ
ーボ分子ポンプ37に繋がるバルブ38を閉め、リーク
バルブ18を開いて冷却室11内にアルゴン、窒素など
の不活性ガスを導入して冷却室11内を大気圧に戻し、
室温程度まで冷却する。その後、手動扉12を開けてカ
セット3を系外へ搬出することでガラス基板2、2・・
・の加熱処理工程は終了する。なお、上記の冷却に要す
る時間は約3〜4時間である。
【0021】なお、上記の一連のガラス基板の加熱処理
工程における温度、時間のファクターは、あくまでも一
例であって、特性、寸法、用途その他の条件によって異
なるものであり、また、ガラス基板以外の液晶ディスプ
レイ素子、プラズマディスプレイ素子、フィールドエミ
ッションディスプレイ(FED)素子やその他種々の電
子部品においても同様である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は被熱処
理物品を加熱処理するに当たって、減圧処理する工程、
減圧下で加熱処理する工程、加熱処理後冷却する工程、
を区分して実施することによって加熱処理のトータル的
な時間の短縮を可能とした効率的な加熱処理法を特徴と
するものである。即ち、排気処理した被熱処理物品を収
容してこれを加熱処理するベルジャーを石英製ベルジャ
ーとしたこと、かつ加熱を外熱加熱としたこと、により
石英が有する赤外線透過と性質から、その加熱温度を従
来の金属製ベルジャーに比べて低く設定しても輻射熱の
透過によって十分被熱処理物品を加熱処理することがで
きる。さらに、加熱後の冷却を冷却水を循環させること
のできる循環パイプを組み込んだ冷却板を内部周壁に設
置した冷却室で行うので、加熱後の石英製ベルジャー内
温度を極端に下げる必要がなく、つねに高温に保てるこ
とから熱エネルギーの無駄な消費がない、などの効果を
奏するのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の真空加熱処理方法の実施例で使用す
る真空加熱装置の概略説明図である。
【符号の説明】
A 真空加熱装置 1 石英製ベルジャー 2 被熱処理物品(ガラス基板) 3 カセット 7 加熱手段 11 排気室(冷却室) 14 冷却手段 24 駆動機構

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カセットに収容した被熱処理物品を減圧
    処理する工程、減圧処理した被熱処理物品を減圧下の石
    英製ベルジャー内に移送し、この石英製ベルジャーの外
    部に配した加熱手段によって上記石英製ベルジャー内の
    被熱処理物品を加熱処理する工程、上記加熱処理した被
    熱処理物品を真空下ならびに大気圧下にて冷却する工
    程、とからなることを特徴とする被熱処理物品の真空加
    熱処理方法。
  2. 【請求項2】 上記加熱手段が断熱成形体内に発熱体を
    組み込んだヒータユニットであることを特徴とする請求
    項1に記載の真空加熱処理方法。
  3. 【請求項3】 上記加熱された被熱処理物品の冷却工程
    が循環パイプをジグザグに組み込んだ冷却板を各側壁に
    配置した大気圧下の冷却室における循環冷却水による冷
    却であることを特徴とする請求項1に記載の真空加熱処
    理方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006220328A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Fuji Electric Systems Co Ltd 誘導加熱式乾留炉

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