JP2004037044A - Vacuum heating furnace for flat panel display - Google Patents

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JP2004037044A
JP2004037044A JP2002198209A JP2002198209A JP2004037044A JP 2004037044 A JP2004037044 A JP 2004037044A JP 2002198209 A JP2002198209 A JP 2002198209A JP 2002198209 A JP2002198209 A JP 2002198209A JP 2004037044 A JP2004037044 A JP 2004037044A
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Japan
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plate
shaped heating
furnace
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substrate
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JP2002198209A
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Japanese (ja)
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Hidetaka Shimizu
清水 英孝
Yoshiaki Takahane
高羽 義明
Takeyuki Kanda
神田 武幸
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Noritake Co Ltd
Original Assignee
Noritake Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum heating furnace for a FPD capable of heat treatment of a board as even as possible and having excellent productivity. <P>SOLUTION: A plurality of plate-like heaters 22 are provided between a plurality of boards 16, which are supported by supports 20, in nearly parallel with the boards 16, and temperature of these plate-like heaters 22 is controlled by a temperature controller 44 to nearly even each temperature. The heat treatment as even as possible thereby can be performed to the board 16 with radiation from the plate-like heaters 22 in a high-vacuum space formed in a furnace body 12, and temperature accuracy, for example a board surface-inside temperature error is restricted within plus and minus 3°C, is obtained. Since the heat treatment can be performed to a plurality of the boards 16 in one batch, the vacuum heating furnace 10 for a FPD can be provided with excellent productivity. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばELあるいはFEDなど、高い温度精度が要求されるFPD用基板の熱処理に好適に用いられるFPD用真空加熱炉に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、EL(electroluminescence display:エレクトロルミネセンスディスプレイ)あるいはFED(field emission display:フィールドエミッションディスプレイ)など、次世代のFPD(flat panel display:フラットパネルディスプレイ)が実用化されつつある。これらELあるいはFEDは、比較的薄型の構造においても広い視野角および優れた解像度を保証するものであり、とりわけ20型以下の小・中型表示装置の分野においてたとえば次世代のワークステーション端末用表示装置などとして高い期待が寄せられている。
【0003】
かかるELあるいはFEDの製造においては、たとえばソーダライムガラスに代表されるガラス製基板あるいはアルミナに代表されるセラミックス基板の上に、金属あるいは無機材料をガラスボンド成分の溶融や、材料自体の軟化、溶融、あるいは焼結により固着させて、所定の機能を備えた膜を形成する。従来、そのような熱処理には、たとえばローラハースキルンのような加熱炉が用いられてきたが、実用化に向けての製造プロセスの進歩により、上記基板を比較的高温にて均一に加熱し得る加熱炉が求められるようになってきた。最近の製造プロセスでは、たとえば500℃程度にて基板面内温度差が±5℃以内といった温度精度が要求される為、上記従来の加熱炉では対応が困難であった。
【0004】
そこで、炉内に形成された高真空空間内において前記基板に熱処理を施す型式の真空加熱炉が開発されている。たとえば、特開2000−161858号公報の明細書などに記載されたガラス基板の熱処理装置がそれである。かかる真空加熱炉によれば、たとえば1×10−3Pa程度といった高真空空間内において前記基板に熱処理を施すものである為、熱の対流および伝導がほとんど発生せず、放射のみによって前記基板に可及的に均一な熱処理が施される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来の真空加熱炉は、1バッチにつき1枚の基板のみを加熱する構成とされたものであり、生産性に劣る為に実用的ではなかった。そこで、1バッチにつき複数枚の基板を加熱し得る真空加熱炉として、図6の概略断面図に示すような真空加熱炉50が考えられる。この図に示すように、かかる真空加熱炉50は、高真空空間を形成する為の円筒状の炉体52と、その炉体52内に埋設されたヒータ54とを備え、そのヒータ54により発生させられた熱の上記炉体52の内周面からの放射により複数枚の基板56に熱処理を施すものである。しかし、そのような構成では、上記基板56の面内温度差が±30℃以上と大きくなってしまい、均一に加熱することは不可能である。すなわち、基板に可及的に均一な熱処理を施すことができ且つ生産性に優れたFPD用真空加熱炉は未だ開発されていないのが現状である。
【0006】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、基板に可及的に均一な熱処理を施すことができ且つ生産性に優れたFPD用真空加熱炉を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成する為に、本発明の要旨とするところは、内部に高真空空間を形成する為の炉体と、その炉体内の気体を外部に排出する排気装置とを備えて構成され、その炉体内に形成された高真空空間内において基板に熱処理を施す型式のFPD用真空加熱炉であって、複数枚の前記基板を互いに略平行となるように支持する支持体と、その支持体により支持された複数枚の前記基板の相互間にその基板と略平行となるように設けられた複数枚の板状加熱装置と、その板状加熱装置それぞれの温度が略均一となるとなるようにその板状加熱装置の温度を制御する温度制御装置とを備えていることを特徴とするものである。
【0008】
【発明の効果】
このようにすれば、前記支持体により支持された複数枚の前記基板の相互間にその基板と略平行になるように複数枚の板状加熱装置が設けられており、それらの板状加熱装置はそれぞれの温度が略均一となるとなるように前記温度制御装置によりその温度が制御されるものである為、前記炉体内に形成された高真空空間内におけるかかる板状加熱装置からの放射により、前記基板に可及的に均一な熱処理を施すことができる。また、1バッチにつき複数枚の前記基板に熱処理を施すことができる為、生産性に優れたFPD用真空加熱炉を提供することができる。
【0009】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記板状加熱装置は、熱放射の効率を高める為の放射層が表面に設けられた金属板の内部に棒状発熱体が埋設されたものである。このようにすれば、前記金属板の表面に放射層が設けられていることにより、その金属板の表面からの熱放射の効率が高められることに加え、前記金属板の内部に棒状発熱体が埋設されて構成されていることにより、その棒状発熱体から発生させられた熱は伝導により速やかに前記金属板にゆき渡るので、前記板状加熱装置の温度が略均一とされるという利点がある。
【0010】
また、好適には、前記板状加熱装置は、冷却流体を流通させる為の流通路を備えたものであり、前記温度制御装置は、その流通路内の冷却流体の流量を調節することにより前記板状加熱装置の温度を制御するものである。このようにすれば、必要に応じて前記流通路に冷却流体を流通させることにより、前記板状加熱装置を速やかに冷却することができ、前記FPD用真空加熱炉による1バッチの処理時間が短縮されることに加え、比較的簡単な構成により前記板状加熱装置の温度を制御することができるという利点がある。
【0011】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明の一実施例であるFPD用真空加熱炉10の構成を説明する視断面図である。この図に示すように、かかる真空加熱炉10は、内部に高真空空間を形成する為の円筒状の炉体12と、その炉体12内の気体を外部に排出する排気装置14とを備えて構成され、その炉体12内に形成された高真空空間内においてFPD用基板16に熱処理を施すものである。上記炉体12は、たとえばステンレス鋼などから成り、その内部に1×10−7〜1×10−3Pa程度の高真空を張ることができる構造的な強度を備えたものである。また、上記排気装置14は、たとえば上記炉体12内の気体分子を力学的に外部に移送するターボ分子ポンプであり、その炉体12の炉壁に設けられた貫通穴16から延びる排気管18に連結されている。
【0013】
上記炉体12内には、複数枚(図では4枚)の上記基板16を互いに略平行となるように支持する支持体20と、その支持体20により支持された複数枚の上記基板16の相互間にその基板16と略平行となるように設けられた複数枚(図では各基板に対応して4枚ずつ計16枚)の板状加熱装置22とが設けられている。図2は、図1のII−II視断面図である。この図2に示すように、上記板状加熱装置22は、たとえば扁平な長手状を成すものであり、その長手方向が互いに平行となるように複数枚(図では4枚)が一面に並べられた状態で上記支持体12に支持されている。そのように一面に並べられた複数枚の板状加熱装置22の上にたとえばステンレス鋼などから成る複数本(図では3本)のパイプ24が固設され、さらにそれぞれのパイプ24の上に複数個(図では3個)の錐状のピン26が設けられており、上記基板16は、かかる複数個のピン26によって可及的に小さな接触面積で支持される。すなわち、本実施例の板状加熱装置22は、専らその上側に設置された上記基板16に放射による熱処理を施すものである。
【0014】
図3は、上記板状加熱装置22の構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のIII−III視断面図である。この図に示すように、上記板状加熱装置22は、好適には、熱放射の効率を高める為の放射層26が表面に設けられた金属板24から成るものであり、たとえばt15mm×140mm×600mm程度の寸法を備えたアルミニウム合金あるいはステンレス鋼などから構成されたものである。かかる金属板24の厚み寸法はたとえばアルミニウム合金ではt15mm以上、ステンレス鋼ではt25mm以上であることが好ましく、そのような厚み寸法を備えた金属板24によれば、加熱に際して金属板24それ自体に温度むらが生じ難くなるのである。また、上記放射層26は、たとえば塗装焼付けなどにより形成されたセラミックス被膜、あるいは溶射などにより形成された金属被膜などであり、上記板状加熱装置22が比較的高温たとえば400℃以上となることが予想される場合にはNi−Co―Cr−Y−Al系合金被膜などが好適に用いられる。
【0015】
また、図3(b)に示すように、上記金属板24は、その内部に複数本(図では2本)の棒状発熱体28が埋設されると共に、冷却流体を流通させる為の複数本(図では2本)の流通路30が形成されたものである。上記棒状発熱体28は、たとえば電熱線が電気絶縁状態で収容された管状のシーズヒータなどであり、上記金属板24の長手方向に形成された貫通穴32に挿入されてその貫通穴32の内周面に略密着して設けられていることにより、その金属板24との間に高い熱伝導性を有している。また、上記流通路30は、上記貫通穴32と同様に上記金属板24の長手方向に貫通して形成されたものであり、その貫通穴32と同程度たとえば8mmφ程度の径寸法を備えたものである。すなわち、上記流通路30と貫通穴32とは互換性を有するものであり、図3においては内側の2本の貫通穴が流通路30とされ、外側の2本の貫通穴32に上記棒状発熱体28が挿入されているが、これらの組み合わせは適宜変更可能とされている。
【0016】
図4は、上記棒状発熱体28を詳しく説明する図である。この図に示すように、上記棒状発熱体28は、前記基板16をより均一に加熱する為にその長手方向において発熱量に勾配が設けられたものであり、たとえばその中央部28cにおける発熱量が両側部28sの発熱量よりも小さくなるように、たとえばシーズヒータにおいて内部に埋設された電熱線がその中央部28cにおいて比較的疎、両端部28cにおいて比較的密とされたものである。
【0017】
前記2本の流通路30は、その一端において相互に連結されており、且つ他端において流入パイプ34および流出パイプ36にそれぞれ連結されている。その流入パイプ34および流出パイプ36は、前記流通路30内の冷却流体の流量を調節する流体制御装置38に連結されており、その流体制御装置38から送り出された冷却流体は、上記流入パイプ34を介して上記流通路30に流入し、その流通路30内を流通した後に上記流出パイプ36を介して上記流体制御装置38に送り戻される。そのようにして、前記板状加熱装置22内を冷却流体が循環する。
【0018】
図5は、前記真空加熱炉10の制御系統を説明する図である。この図に示すように、前記真空加熱炉10は、前記棒状発熱体28の温度を制御する発熱体制御装置40と、前記板状加熱装置22の温度を検出する温度センサ42と、その温度センサ42により検出された温度に基づいて上記流体制御装置38および発熱体制御装置40の動作を制御する温度制御装置44とを備えたものである。ここで、上記温度センサ42はたとえば熱電対であり、前記金属板24の複数箇所に配設されてその温度分布を検出するものである。
【0019】
以上のように構成された真空加熱炉10により前記基板16に熱処理を施す際には、先ず前記炉体12に設けられた図示しない扉を開放して複数枚の基板16をそれぞれ所定の位置に設置する。続いてその扉を封鎖して前記排気装置14を作動させ、前記炉体12内に高真空空間を形成する。そうして形成された真空空間内において前記板状加熱装置22により前記基板16に熱処理を施す。ここで、前記支持体14の上端部および四方の側部、および一面に並べられた複数枚の前記板状加熱装置22の下側にはそれぞれ反射板46が設けられており、放射による熱の発散を遮断すると共に、それぞれの基板16の上側に設けられて一面に並べられた複数枚の前記板状加熱装置22による放射がその基板16の熱処理に影響を与えないようにされている。
【0020】
このように、本実施例によれば、前記支持体20により支持された複数枚の前記基板16の相互間にその基板16と略平行になるように複数枚の板状加熱装置22が設けられており、それらの板状加熱装置22はそれぞれの温度が略均一となるとなるように前記温度制御装置44によりその温度が制御されるものである為、前記炉体12内に形成された高真空空間内におけるかかる板状加熱装置22からの放射により、前記基板16に可及的に均一な熱処理を施すことができ、たとえば500℃程度にて基板面内温度差が±3℃以内といった温度精度が得られる。また、1バッチにつき複数枚の前記基板16に熱処理を施すことができる為、生産性に優れたFPD用真空加熱炉10を提供することができる。
【0021】
また、前記板状加熱装置22は、熱放射の効率を高める為の放射層26が表面に設けられた金属板24の内部に棒状発熱体28が埋設されたものである為、前記金属板24の表面に放射層26が設けられていることにより、その金属板24の表面からの熱放射の効率が高められることに加え、前記金属板24の内部に棒状発熱体28が埋設されて構成されていることにより、その棒状発熱体28から発生させられた熱は伝導により速やかに前記金属板24にゆき渡るので、前記板状加熱装置22の温度が略均一とされるという利点がある。また、かかる比較的小さな板状加熱装置22を用いることにより、前記FPD用真空加熱炉10を小型化できるという利点がある。
【0022】
また、前記板状加熱装置22は、冷却流体を流通させる為の流通路30を備えたものであり、前記温度制御装置44は、その流通路30内の冷却流体の流量を調節することにより前記板状加熱装置22の温度を制御するものである為、必要に応じて前記流通路30に冷却流体を流通させることにより、前記板状加熱装置22を可及的に速やかたとえばかかる流通路30を設けていないものに比べて1/10程度の時間で冷却することができ、前記FPD用真空加熱炉10による1バッチの処理時間が従来の真空加熱炉の1/2程度に短縮されることに加え、比較的簡単な構成により前記板状加熱装置22の温度を制御することができるという利点がある。
【0023】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに別に態様においても実施される。
【0024】
たとえば、前述の真空加熱炉10は、前記炉体12の内部に高真空空間すなわち1×10−7〜1×10−3Pa程度に減圧された空間を形成するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、必要に応じては炉体の内部に超高真空空間すなわち1×10−7Pa以下に減圧された空間を形成するものであっても構わない。
【0025】
また、前述の真空加熱炉10は、円筒状の炉体12を備えたものであったが、たとえば直方体状の炉体を備えたものであっても構わない。すなわち、要求される高真空をその内部に張ることができる構造的な強度を備えたものであればその形状は問わない。
【0026】
また、前述の板状加熱装置22は、扁平な長手状を成し、その長手方向が互いに平行となるように複数枚が一面に並べられた状態でその複数枚の板状加熱装置22が1枚の前記基板16に熱処理を施すものであったが、たとえば平面視において正方形に近い形状を成し、その1枚の板状加熱装置が1枚の前記基板16に熱処理を施すものであっても構わない。
【0027】
また、前述の板状加熱装置22には流通路30が形成されており、その流通路30内に冷却流体を流通させることにより強制冷却が可能とされたものであったが、たとえばかかる流通路30が設けられていない板状加熱装置を備えた真空加熱炉の炉体内に、比較的反応性の低い冷却気体たとえば窒素などを導入することによりその板状加熱装置を強制冷却するものであっても構わない。
【0028】
また、前述の板状加熱装置22は、専らその上側に配設された前記基板16に放射による熱処理を施すものであったが、たとえばその下側に配設された前記基板16に熱処理を施すものであってもよく、さらには前記基板16に上下両方向から放射による熱処理を施すものであっても構わない。
【0029】
また、前述の排気装置14は、気体分子を力学的に外部に移送するターボ分子ポンプであったが、これは油回転ポンプ、ドライポンプ、または拡散ポンプ、あるいはそれらが併用されたものであっても構わない。また、比較的高い真空度が要求される場合には、気体を溜め込む型式のゲッタポンプまたはスパッタイオンポンプなどが併用される。
【0030】
また、前述の真空加熱炉10は、ELあるいはFED用基板の熱処理に限定されるものではなく、たとえばPDP(plasma display panel:プラズマディスプレイパネル)用基板の熱処理などにも好適に用いられるものである。
【0031】
その他一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるFPD用真空加熱炉の構成を説明する視断面図である。
【図2】図1のII−II視断面図である。
【図3】図1に示すFPD用真空加熱炉に設けられる板状加熱装置の構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のIII−III視断面図である。
【図4】図3に示す板状加熱装置に挿入される棒状発熱体を詳しく説明する図である。
【図5】図1に示すFPD用真空加熱炉の制御系統を説明する図である。
【図6】従来の真空加熱炉の構成を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
10:FPD用真空加熱炉
12:炉体
14:排気装置
16:基板
20:支持体
22:板状加熱装置
24:金属板
26:放射層
28:棒状発熱体
30:流通路
44:温度制御装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum heating furnace for FPD which is suitably used for heat treatment of an FPD substrate requiring high temperature accuracy, such as EL or FED.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, next-generation flat panel displays (FPDs) such as EL (electroluminescence display) or FED (field emission display) have been put into practical use. These ELs or FEDs guarantee a wide viewing angle and excellent resolution even in a relatively thin structure, and particularly in the field of small and medium-sized display devices of 20 inches or less, for example, a display device for a next-generation workstation terminal. High expectations have been placed on this.
[0003]
In the production of such EL or FED, for example, a metal or inorganic material is melted on a glass substrate represented by soda lime glass or a ceramics substrate represented by alumina, or the material itself is softened or melted. Alternatively, the film is fixed by sintering to form a film having a predetermined function. Conventionally, for such heat treatment, a heating furnace such as a roller hearth kiln has been used, but with the progress of the manufacturing process toward practical use, the substrate can be uniformly heated at a relatively high temperature. A heating furnace has been required. In a recent manufacturing process, for example, a temperature accuracy of about 500 ° C. and a temperature difference within a substrate surface within ± 5 ° C. is required.
[0004]
Therefore, a vacuum heating furnace of a type that heat-treats the substrate in a high vacuum space formed in the furnace has been developed. For example, a heat treatment apparatus for a glass substrate described in the specification of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-161858 and the like is the one. According to such a vacuum heating furnace, since the heat treatment is performed on the substrate in a high vacuum space of, for example, about 1 × 10 −3 Pa, heat convection and conduction hardly occur, and the substrate is only irradiated by radiation. A heat treatment as uniform as possible is provided.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional vacuum heating furnace is configured to heat only one substrate per batch, and is not practical because of poor productivity. Therefore, as a vacuum heating furnace capable of heating a plurality of substrates per batch, a vacuum heating furnace 50 as shown in a schematic sectional view of FIG. 6 is conceivable. As shown in this figure, such a vacuum heating furnace 50 includes a cylindrical furnace body 52 for forming a high vacuum space, and a heater 54 embedded in the furnace body 52. A plurality of substrates 56 are subjected to a heat treatment by radiating the generated heat from the inner peripheral surface of the furnace body 52. However, with such a configuration, the in-plane temperature difference of the substrate 56 becomes as large as ± 30 ° C. or more, and it is impossible to perform uniform heating. That is, at present, a vacuum heating furnace for FPD which can perform a heat treatment as uniform as possible on a substrate and has excellent productivity has not yet been developed.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vacuum heating furnace for FPD which can perform a heat treatment as uniform as possible on a substrate and has excellent productivity. To provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the gist of the present invention is configured to include a furnace body for forming a high vacuum space therein, and an exhaust device for discharging gas in the furnace body to the outside, What is claimed is: 1. A FPD vacuum heating furnace of a type for performing heat treatment on a substrate in a high vacuum space formed in the furnace, comprising: a support for supporting a plurality of said substrates so as to be substantially parallel to each other; A plurality of plate-shaped heating devices provided between the plurality of substrates supported by the substrate so as to be substantially parallel to the substrates, so that the temperatures of the respective plate-shaped heating devices become substantially uniform. A temperature control device for controlling the temperature of the plate-shaped heating device.
[0008]
【The invention's effect】
With this configuration, a plurality of plate-shaped heating devices are provided between the plurality of substrates supported by the support so as to be substantially parallel to the substrates, and the plate-shaped heating devices are provided. Since the temperature is controlled by the temperature control device so that each temperature becomes substantially uniform, radiation from such a plate-shaped heating device in a high vacuum space formed in the furnace body, The substrate can be subjected to a heat treatment as uniform as possible. In addition, since a plurality of substrates can be subjected to heat treatment per batch, a vacuum heating furnace for FPD with excellent productivity can be provided.
[0009]
Other aspects of the invention
Here, preferably, the plate-shaped heating device is such that a rod-shaped heating element is buried inside a metal plate provided with a radiation layer for improving the efficiency of heat radiation on the surface. With this configuration, since the radiation layer is provided on the surface of the metal plate, the efficiency of heat radiation from the surface of the metal plate is increased, and a rod-shaped heating element is provided inside the metal plate. By being buried, the heat generated from the rod-shaped heating element is quickly transferred to the metal plate by conduction, so that there is an advantage that the temperature of the plate-shaped heating device is substantially uniform. .
[0010]
Further, preferably, the plate-shaped heating device includes a flow passage for flowing a cooling fluid, and the temperature control device adjusts a flow rate of the cooling fluid in the flow passage to adjust the flow rate of the cooling fluid. It controls the temperature of the plate-shaped heating device. With this configuration, the plate heating device can be rapidly cooled by flowing a cooling fluid through the flow passage as needed, and the processing time of one batch by the vacuum heating furnace for FPD is reduced. In addition to this, there is an advantage that the temperature of the plate-shaped heating device can be controlled with a relatively simple configuration.
[0011]
【Example】
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a vacuum heating furnace 10 for an FPD according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the vacuum heating furnace 10 includes a cylindrical furnace body 12 for forming a high vacuum space therein, and an exhaust device 14 for discharging gas in the furnace body 12 to the outside. The FPD substrate 16 is subjected to heat treatment in a high vacuum space formed in the furnace body 12. The furnace body 12 is made of, for example, stainless steel, and has a structural strength capable of applying a high vacuum of about 1 × 10 −7 to 1 × 10 −3 Pa inside. The exhaust device 14 is, for example, a turbo molecular pump that mechanically transfers gas molecules in the furnace body 12 to the outside, and an exhaust pipe 18 extending from a through hole 16 provided in a furnace wall of the furnace body 12. It is connected to.
[0013]
In the furnace body 12, a support 20 for supporting a plurality of (four in the figure) substrates 16 so as to be substantially parallel to each other, and a plurality of the substrates 16 supported by the support 20. A plurality of plate heaters 22 (16 in total, four for each substrate in the figure) provided between the substrates so as to be substantially parallel to the substrate 16 are provided. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. As shown in FIG. 2, the plate-shaped heating device 22 has, for example, a flat longitudinal shape, and a plurality (four in the figure) is arranged on one surface so that the longitudinal directions are parallel to each other. It is supported by the support body 12 in a state where it is in an upright position. A plurality of (three in the figure) pipes 24 made of, for example, stainless steel are fixed on the plurality of plate-like heating devices 22 arranged on one surface in such a manner, and a plurality of A plurality (three in the figure) of conical pins 26 are provided, and the substrate 16 is supported by the plurality of pins 26 with a contact area as small as possible. That is, the plate-shaped heating device 22 of the present embodiment is configured to perform heat treatment by radiation on the substrate 16 provided exclusively on the upper side thereof.
[0014]
3A and 3B are diagrams showing a configuration of the plate-shaped heating device 22, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. As shown in this figure, the plate-shaped heating device 22 is preferably made of a metal plate 24 provided on the surface with a radiation layer 26 for increasing the efficiency of heat radiation, for example, t15 mm × 140 mm × It is made of aluminum alloy or stainless steel having a size of about 600 mm. The thickness of the metal plate 24 is preferably, for example, t15 mm or more for an aluminum alloy and t25 mm or more for stainless steel. According to the metal plate 24 having such a thickness, the temperature of the metal plate 24 itself during heating increases. Unevenness is less likely to occur. The radiation layer 26 is, for example, a ceramic film formed by paint baking or the like, or a metal film formed by thermal spraying or the like. As expected, a Ni-Co-Cr-Y-Al alloy coating or the like is preferably used.
[0015]
As shown in FIG. 3B, the metal plate 24 has a plurality of (two in the figure) rod-shaped heating elements 28 embedded therein and a plurality of metal heating plates 28 for flowing a cooling fluid. In this figure, two (two) passages 30 are formed. The rod-shaped heating element 28 is, for example, a tubular sheathed heater in which a heating wire is accommodated in an electrically insulated state. The rod-shaped heating element 28 is inserted into a through hole 32 formed in the longitudinal direction of the metal plate 24 so that Since it is provided in close contact with the peripheral surface, it has high thermal conductivity between itself and the metal plate 24. Further, the flow passage 30 is formed so as to penetrate in the longitudinal direction of the metal plate 24 similarly to the through hole 32, and has the same diameter as the through hole 32, for example, about 8 mmφ. It is. That is, the flow passage 30 and the through hole 32 are interchangeable. In FIG. 3, the two inner through holes are the flow passages 30 and the two outer through holes 32 are the rod-shaped heat generating holes. Although the body 28 is inserted, these combinations can be appropriately changed.
[0016]
FIG. 4 is a diagram illustrating the rod-shaped heating element 28 in detail. As shown in this figure, the rod-shaped heating element 28 is provided with a gradient in the heating value in the longitudinal direction in order to heat the substrate 16 more uniformly. For example, the heating wire buried inside the sheathed heater is relatively sparse at the center portion 28c and relatively dense at both end portions 28c so as to be smaller than the calorific value of both side portions 28s.
[0017]
The two flow passages 30 are connected to each other at one end, and are connected to the inflow pipe 34 and the outflow pipe 36 at the other end. The inflow pipe 34 and the outflow pipe 36 are connected to a fluid control device 38 for adjusting the flow rate of the cooling fluid in the flow passage 30, and the cooling fluid sent from the fluid control device 38 is supplied to the inflow pipe 34. Flows through the flow passage 30 through the flow passage 30, and is returned to the fluid control device 38 through the outflow pipe 36 after flowing through the flow passage 30. Thus, the cooling fluid circulates in the plate-shaped heating device 22.
[0018]
FIG. 5 is a diagram illustrating a control system of the vacuum heating furnace 10. As shown in the figure, the vacuum heating furnace 10 includes a heating element control device 40 for controlling the temperature of the rod-shaped heating element 28, a temperature sensor 42 for detecting the temperature of the plate-shaped heating device 22, and a temperature sensor And a temperature controller 44 for controlling the operations of the fluid controller 38 and the heating element controller 40 based on the temperature detected by the controller 42. Here, the temperature sensor 42 is, for example, a thermocouple, and is disposed at a plurality of locations on the metal plate 24 to detect the temperature distribution.
[0019]
When performing the heat treatment on the substrate 16 by the vacuum heating furnace 10 configured as described above, first, a door (not shown) provided on the furnace body 12 is opened, and the plurality of substrates 16 are respectively placed at predetermined positions. Install. Subsequently, the door is closed and the exhaust device 14 is operated to form a high vacuum space in the furnace body 12. The substrate 16 is subjected to a heat treatment by the plate-like heating device 22 in the vacuum space thus formed. Here, a reflection plate 46 is provided at an upper end portion and four side portions of the support body 14 and a lower side of the plurality of plate-shaped heating devices 22 arranged on one surface, respectively. The divergence is blocked, and the radiation from the plurality of plate-like heating devices 22 provided above each substrate 16 and arranged on one surface does not affect the heat treatment of the substrate 16.
[0020]
As described above, according to the present embodiment, the plurality of plate-shaped heating devices 22 are provided between the plurality of substrates 16 supported by the support body 20 so as to be substantially parallel to the substrates 16. Since the temperatures of the plate-shaped heating devices 22 are controlled by the temperature control device 44 so that the respective temperatures become substantially uniform, a high vacuum formed in the furnace body 12 is used. Due to the radiation from the plate-shaped heating device 22 in the space, the substrate 16 can be subjected to a heat treatment as uniform as possible. Is obtained. In addition, since a plurality of the substrates 16 can be heat-treated per batch, the FPD vacuum heating furnace 10 excellent in productivity can be provided.
[0021]
In addition, since the plate-shaped heating device 22 is a device in which a rod-shaped heating element 28 is embedded inside a metal plate 24 provided with a radiation layer 26 for improving the efficiency of heat radiation on the surface, the metal plate 24 By providing the radiation layer 26 on the surface of the metal plate 24, the efficiency of heat radiation from the surface of the metal plate 24 is increased, and in addition, a rod-shaped heating element 28 is embedded inside the metal plate 24. By doing so, the heat generated from the rod-shaped heating element 28 is quickly transferred to the metal plate 24 by conduction, so that there is an advantage that the temperature of the plate-shaped heating device 22 is substantially uniform. Further, by using such a relatively small plate-shaped heating device 22, there is an advantage that the vacuum heating furnace 10 for FPD can be downsized.
[0022]
Further, the plate-shaped heating device 22 includes a flow passage 30 for flowing a cooling fluid, and the temperature control device 44 adjusts the flow rate of the cooling fluid in the flow passage 30 to adjust the flow rate of the cooling fluid. Since the temperature of the plate-shaped heating device 22 is controlled, a cooling fluid is circulated through the flow passage 30 as needed, so that the plate-shaped heating device 22 can be moved as quickly as possible, for example. Cooling can be performed in about 1/10 of the time without the provision, and the processing time of one batch by the FPD vacuum heating furnace 10 can be reduced to about 1/2 of the conventional vacuum heating furnace. In addition, there is an advantage that the temperature of the plate-shaped heating device 22 can be controlled with a relatively simple configuration.
[0023]
As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in other embodiments.
[0024]
For example, the above-described vacuum heating furnace 10 forms a high vacuum space, that is, a space reduced to about 1 × 10 −7 to 1 × 10 −3 Pa inside the furnace body 12. Is not limited to this, and if necessary, an ultrahigh vacuum space, that is, a space reduced to 1 × 10 −7 Pa or less may be formed inside the furnace body.
[0025]
Although the above-described vacuum heating furnace 10 includes the cylindrical furnace body 12, the vacuum heating furnace 10 may include, for example, a rectangular parallelepiped furnace body. That is, any shape may be used as long as it has a structural strength capable of forming a required high vacuum therein.
[0026]
Further, the above-mentioned plate-like heating device 22 has a flat long shape, and the plurality of plate-like heating devices 22 are arranged in a state where a plurality of the plate-like heating devices 22 are arranged on one surface so that the longitudinal directions thereof are parallel to each other. The heat treatment is performed on one of the substrates 16. For example, the heat treatment is performed on one of the substrates 16 by forming a shape close to a square in a plan view. No problem.
[0027]
The plate heating device 22 has a flow passage 30 formed therein, and forced cooling can be performed by flowing a cooling fluid through the flow passage 30. For example, such a flow passage is used. 30. A relatively low-reactive cooling gas such as nitrogen is introduced into a furnace of a vacuum heating furnace provided with a plate-shaped heating device not provided with 30 to forcibly cool the plate-shaped heating device. No problem.
[0028]
In addition, the above-described plate-shaped heating device 22 is configured to perform heat treatment by radiation only on the substrate 16 disposed on the upper side. However, for example, heat treatment is performed on the substrate 16 disposed on the lower side. Alternatively, the substrate 16 may be subjected to heat treatment by radiation from both upper and lower directions.
[0029]
Further, the above-described exhaust device 14 is a turbo-molecular pump that mechanically transfers gas molecules to the outside, but this is an oil rotary pump, a dry pump, a diffusion pump, or a combination thereof. No problem. When a relatively high degree of vacuum is required, a getter pump or a sputter ion pump of a type that stores gas is used in combination.
[0030]
Further, the above-described vacuum heating furnace 10 is not limited to the heat treatment of the substrate for EL or FED, but is preferably used for heat treatment of a substrate for a plasma display panel (PDP). .
[0031]
Although not illustrated one by one, the present invention is embodied with various changes without departing from the spirit thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view illustrating a configuration of a vacuum heating furnace for an FPD according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
3A and 3B are diagrams showing a configuration of a plate-shaped heating device provided in the vacuum heating furnace for FPD shown in FIG. 1, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a sectional view taken along line III-III of FIG. is there.
FIG. 4 is a view for explaining a rod-shaped heating element inserted into the plate-shaped heating device shown in FIG. 3 in detail.
5 is a diagram illustrating a control system of the vacuum heating furnace for FPD shown in FIG.
FIG. 6 is a schematic sectional view illustrating the configuration of a conventional vacuum heating furnace.
[Explanation of symbols]
10: Vacuum heating furnace for FPD 12: Furnace body 14: Exhaust device 16: Substrate 20: Support body 22: Plate heating device 24: Metal plate 26: Radiation layer 28: Rod heating element 30: Flow path 44: Temperature control device

Claims (3)

内部に高真空空間を形成する為の炉体と、該炉体内の気体を外部に排出する排気装置とを備えて構成され、該炉体内に形成された高真空空間内において基板に熱処理を施す型式のFPD用真空加熱炉であって、
複数枚の前記基板を互いに略平行となるように支持する支持体と、
該支持体により支持された複数枚の前記基板の相互間に該基板と略平行となるように設けられた複数枚の板状加熱装置と、
該板状加熱装置それぞれの温度が略均一となるとなるように該板状加熱装置の温度を制御する温度制御装置と
を、備えていることを特徴とするFPD用真空加熱炉。
A furnace body for forming a high vacuum space therein, and an exhaust device for exhausting gas in the furnace body to the outside are provided, and heat treatment is performed on the substrate in the high vacuum space formed in the furnace body. A type of vacuum heating furnace for FPD,
A support for supporting the plurality of substrates so as to be substantially parallel to each other,
A plurality of plate-shaped heating devices provided so as to be substantially parallel to the substrate between the plurality of substrates supported by the support,
A temperature control device for controlling the temperature of the plate-shaped heating device so that the temperature of each of the plate-shaped heating devices becomes substantially uniform.
前記板状加熱装置は、熱放射の効率を高める為の放射層が表面に設けられた金属板の内部に棒状発熱体が埋設されたものである請求項1のFPD用真空加熱炉。The vacuum heating furnace for an FPD according to claim 1, wherein the plate-shaped heating device has a rod-shaped heating element embedded in a metal plate having a radiation layer provided on a surface thereof for increasing the efficiency of heat radiation. 前記板状加熱装置は、冷却流体を流通させる為の流通路を備えたものであり、前記温度制御装置は、該流通路内の冷却流体の流量を調節することにより前記板状加熱装置の温度を制御するものである請求項1または2のFPD用真空加熱炉。The plate-shaped heating device has a flow passage for flowing a cooling fluid, and the temperature control device adjusts a temperature of the plate-shaped heating device by adjusting a flow rate of the cooling fluid in the flow passage. The vacuum heating furnace for an FPD according to claim 1 or 2, wherein the furnace is controlled.
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