JP2007285688A - フィルタ固定機構、フィルタ固定方法、および熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定期的な締付操作が不要であり、パーティクルの発生を抑制することができるフィルタ固定機構を提供する。
【解決手段】耐熱フィルタ枠５が熱風通過用開口枠１に直接接触していることにより、熱風通過用開口枠１と耐熱フィルタ枠５との間が密閉され、また、締結軸２および耐熱フィルタ枠５が同一の熱膨張係数の材料から成ることにより、熱風通過用開口枠１と耐熱フィルタ枠５とが完全に密着することができるので、シールド部材を備える必要がなくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルタを固定するフィルタ固定機構、フィルタ固定方法、および熱処理装置に関するものである。

従来、液晶ガラス基板などの半導体製品を含む電気・電子部品などを、２００℃〜３００℃程度の高温で熱処理する熱処理装置が使用されている。

上記熱処理装置には、クリーンオーブンと称される恒温槽などがある。

また、上記電気・電子部品は、その品質保持上、クリーンな環境条件で熱処理する必要があるため、微小ダストであるパーティクルの発生を極力少なくする必要がある。

よって、上記電気・電子部品を熱処理するときには、熱処理装置に高性能フィルタを備えて、熱処理用の循環気体を、高性能フィルタを介して熱処理室に供給するようにしている。

そこで、２００℃〜３００℃程度の高温で、且つ、パーティクルを取り除いたクリーンな環境の下で、電気・電子部品の熱処理を行うために、そのような熱的条件を満たす高性能フィルタおよびその取り付け機構の技術が開示されている。

ところが、最近では、電気・電子部品の生産ラインや試験・研究用のクリーンオーブンとして、５００℃程度の熱処理温度の高いものが製造されてきていて、そのようなクリーンオーブンでは、熱処理室の清浄度が満たされなくなってきていることがわかった。

つまりは、クリーンオーブンにおけるフィルタ固定機構では、フィルタ枠に使用されているオーステナイト系ステンレス鋼の熱膨張率が、フィルタを取り付けるための開口枠に使用されているフェライト系耐熱鋼の熱膨張率よりも大きいため、クリーンオーブンの温度昇降時の温度差や運転時と停止時との温度差などにより、フィルタ枠と開口枠との間に熱膨張差が生じる。すると、フィルタ枠と開口枠との間に介在するパッキンが剪断力を受け、フィルタ枠とパッキンとの間にずれが生じたり、パッキンが開口枠から剥離したり、繰り返し応力でパッキンが劣化するなどにより、シール性が悪くなることがわかった。

しかし、５００℃程度の温度まで使用されるクリーンオーブンでは、シール部材にシリコンゴムなどのクッション性があるゴム材は使用できない。

５００℃程度の温度までで、材料が変質しない一般的な材料は、ガラス繊維やセラミック繊維である。ところが、ガラス繊維やセラミック繊維はパッキンとしての形状を保持できないので、バインダー（有機材料）で一時的に固めたものが使用されていた。

上記バインダーは、クリーンオーブンの使用と共に分解するので、パッキンは固定方法にかかわらず、いずれ劣化してしまう。上記劣化とは、パッキンに含まれるバインダーが熱で分解し、パッキンから抜けていく現象のことである。すると、パッキンの厚みが少しずつ薄くなる。フィルタの上流側（開口枠側）の圧力は高いので、フィルタ枠がパッキンを押える力が弱くなると、パッキンがずれる問題が生じた。

パッキンがずれるとその隙間から風速の速い風が漏れ、ずれたパッキンを叩くので、一気にパーティクルが発生する。この問題を解決するには、押え板でフィルタ枠を押し、パッキンを押えるために、定期的に締結軸に付いているナットを増し締めする必要があった。

そこで、例えば、特許文献１には、フィルタ枠にフェライト系耐熱鋼のうちの耐熱性を高くする組成を持つフェライト系特殊耐熱鋼を使用することによって、熱膨張に伴う不具合を解消し、開口枠、パッキン、およびフィルタ枠間のシール性能が良好な状態に維持される構造を有する技術が開示されている。

また、例えば、特許文献２では、パッキンの熱処理室内側にできる隙間部分を仕切る出口枠、および送風機の吸込側に通じている抽気口を備えることにより、熱処理室に持ち込まれるパーティクルの量を低減させる技術が開示されている。図１２に、このときのクリーンオーブンの全体構成を示す。

図１２は、従来のクリーンオーブン２００の全体構成を示す図である。

従来のクリーンオーブン２００は、入口枠２０１にパッキン２０２を介してフィルタ２０３が取り付けられていて、気体を、送風機２０４を備えた熱処理用の気体の循環経路２０５からフィルタ２０３に通過させて、熱処理室２０６に入れるようにした装置であり、パッキン２０２の熱処理室内側にできる隙間部分２１１を仕切る出口枠２０７、および送風機２０４の吸込側に通じている抽気口２０８を備えている。熱処理室２０６および循環経路２０５は、内側壁面が断熱壁になっているケーシング２１０で囲われている。また、循環経路２０５には、熱処理用の加熱器２０９が配設されている。

上記クリーンオーブン２００の運転時における、パーティクルの発生量を測定した結果を図１３に示す。

図１３は、上記クリーンオーブン２００のパーティクルの測定結果を示すグラフである。縦軸はパーティクルの発生量と温度とを示し、横軸は上記クリーンオーブン２００の運転時における経過時間を示す。グラフ中の４種類の折れ線は、それぞれ、粒径０．３０μｍ以上、０．５０μｍ以上、および１．０μｍ以上のパーティクルの発生量を示す折れ線、および、温度を示す折れ線である。温度の折れ線において、Ｔ１は昇温時を示し、Ｔ２は昇温後の温度一定時を示し、Ｔ３は降温時を示す。

図１３を参照すると、昇温時Ｔ１および降温時Ｔ３に、パーティクルの量が増加している傾向が認められ、例えば、昇温時Ｔ１に粒径０．３０μｍ以上のパーティクルが、約３０個程度測定されている。
特開２０００−３２９４７２号公報（平成１２年１１月３０日公開） 特開２００３−３０２０７８号公報（平成１５年１０月２４日公開）

しかしながら、特許文献１において、フィルタ枠に使用されているフェライト系特殊耐熱鋼は、市場に標準で販売されている材料ではなく、特許文献１に開示されているような熱処理装置のフィルタ専用の材料である。

ステンレスメーカが、上記フェライト系特殊耐熱鋼を製造するときの製造生産量は、７０００ｋｇ／ロットになる。

上記フィルタ枠は、板材を加工して製造するので、１０００ｍｍ×２０００ｍｍ×ｔ１．５ｍｍのサイズの板で製造することを考えると、該板材の製造生産量は、約３１０枚／ロットになる。

そして、上記板材を切断して、切断したうちから４枚を箱型に貼り合せて、標準的なフィルタサイズであるＷ６１０ｍｍ×Ｈ６１０ｍｍ×ｔ１５０ｍｍのフィルタ枠を製造することを考えると、板材１枚でフィルタ枠３台が製造可能となる。よって、上記フィルタ枠の製造生産量は、約９３０台／ロットになってしまう。

これにより、上記フィルタ枠は、熱処理装置を使用するような特定の産業分野でしか使用されないので、材料の在庫管理費が負担になるという問題点を有している。

また、特許文献２では、パーティクルの量を低減させる解決手段を示しているが、パーティクルを含む気体を、熱処理室２０６へ流れにくくしただけの対策であり、根本的な対策ではない。仕切り板である出口枠２０７で完全に塞いでいるわけではないので、発生したパーティクルを含む気体の一部は、熱処理室２０６へ流れているという問題点を有している。

また、特許文献１および特許文献２ともに、定期的に締結軸に付いているナットを増し締めする必要があるという問題は、解決していないし、逆に、特許文献２では、クリーンオーブン２００の構成上、必要な仕切り板である出口枠２０７があるため、増し締めする作業がやりにくい。

以上のことから、従来の技術では、定期的に締付操作が必要であり、パーティクルの発生を抑制しきれていないという問題点を有している。

しかも、近年、ますます、クリーン性能の要求が高まり、従来の技術では、市場の要求を満足できなくなってきている。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、定期的な締付操作が不要であり、パーティクルの発生を抑制することができるフィルタ固定機構を提供することにある。

本発明のフィルタ固定機構は、上記課題を解決するために、熱処理装置の熱処理室に気体を循環させるために該熱処理装置に設けられた開口部を囲むように形成される周囲部材と、軸方向に長い形状で、且つ、軸方向の一端が上記周囲部材に固定される締結部材と、上記開口部からの上記気体を通過させ、且つ、該気体中の微小ダストを取り除くフィルタと、上記周囲部材の形状に沿うように上記フィルタを囲むように形成される構造部材と、上記締結部材の上記周囲部材に固定されている軸方向の一端と反対側の一端に固定され、且つ、上記構造部材を上記締結部材の軸方向に押える押え部材とを備え、上記構造部材が上記周囲部材と上記押え部材とに挟まれて固定されることによって、フィルタが固定されるフィルタ固定機構であって、上記構造部材は、上記周囲部材に直接接触していることを特徴としている。

上記の構成によれば、押え部材が構造部材を押え、構造部材は周囲部材と押え部材とに挟まれ、また、構造部材は周囲部材に直接接触するので、周囲部材と構造部材との間は密閉される。

これにより、周囲部材と構造部材との間に、密閉するためのシールド部材を備える必要がなくなる。

上記シールド部材は、熱処理装置の運転時における温度変化時に、パーティクルを発生させる元であるので、シールド部材をなくすことによって、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。なお、温度一定時のパッキンの有無は、パーティクルの増加にあまり影響しない。

また、上記シールド部材がないので、シールド部材の劣化対策として従来、定期的に行っていた締結部材に固定されているナットの増し締めをする必要がない。

さらに、シールド部材がないので、シールド部材にかかるコストを削減することが可能となるという効果を奏する。

また、上記フィルタ固定機構では、上記締結部材、および上記構造部材は、同一の熱膨張係数の材料から成ることが好ましい。

上記の構成によれば、周囲部材には締結部材が固定されているので、締結部材の軸方向の引っ張り強度が大きいため、締結部材に固定されている押え部材も引っ張られ、押え部材が構造部材を押えることにより、周囲部材と構造部材とが完全に密着することが可能となるという効果を奏する。

また、上記フィルタ固定機構では、上記周囲部材は、フェライト系耐熱鋼から成り、上記締結部材、上記押え部材、および上記構造部材は、オーステナイト系ステンレス鋼から成ることが好ましい。

上記の構成によれば、オーステナイト系ステンレス鋼は、５００℃の温度であっても酸化せず、十分使用できる材料であり、市場で簡単に入手でき簡単に加工できるので、材料にかかるコストを低減させることが可能となるという効果を奏する。

また、本発明のフィルタ固定方法は、上記課題を解決するために、熱処理装置の熱処理室に気体を循環させるために該熱処理装置に設けられた開口部を囲むように形成される周囲部材と、上記開口部からの上記気体を通過させ、且つ、該気体中の微小ダストを取り除くフィルタと、上記周囲部材の形状に沿うように上記フィルタを囲むように形成される構造部材とを備えた熱処理装置の、上記開口部に上記フィルタを固定するフィルタ固定方法であって、上記構造部材を上記周囲部材に直接接触させて上記開口部に上記フィルタを固定することを特徴としている。

上記の構成によれば、構造部材が周囲部材に直接接触することにより、周囲部材と構造部材との間に、密閉するためのシールド部材を備える必要がなくなる。

上記シールド部材は、熱処理装置の運転時における温度変化時に、パーティクルを発生させる元であるので、シールド部材をなくすことによって、パーティクルの発生を抑制することができるという効果を奏する。

また、シールド部材がないので、シールド部材にかかるコストを削減することが可能となるという効果を奏する。

また、本発明の熱処理装置は、上記課題を解決するために、上記フィルタ固定機構を備えることを特徴としている。

熱処理装置では、電気・電子部品を、その品質保持上、クリーンな環境条件の熱処理室で熱処理する必要があるため、微小ダストであるパーティクルの発生を極力少なくする必要がある。

これに対し、上記の構成によれば、パーティクルの発生を抑制することができるフィルタ固定機構を備えているので、熱処理室のよりクリーンな環境を実現することが可能となるという効果を奏する。

本発明のフィルタ固定機構は、以上のように、構造部材は、周囲部材に直接接触しているので、周囲部材と構造部材との間が密閉され、シールド部材を備える必要がなくなり、その結果、定期的な締付操作が不要であり、パーティクルの発生を抑制することができるフィルタ固定機構を提供するという効果を奏する。

本発明の一実施形態について説明すれば、以下の通りである。

図１は、本実施の形態のクリーンオーブン１００の耐熱フィルタ４の固定部分の構成を示す側面図である。

図２は、本実施の形態のクリーンオーブン１００の耐熱フィルタ４の固定部分の構成を示す正面図である。

熱処理装置としての本実施の形態のクリーンオーブン１００は、熱処理室１０１のクリーンな環境を実現するために、熱処理用の気体を循環させて、パーティクルを含む気体からパーティクルを取り除く耐熱フィルタ４を備えることで、パーティクルを抑制している。また、クリーンオーブン１００は、耐熱フィルタ４をクリーンオーブン１００に固定させるために、本発明の特徴的な構成であるフィルタ固定機構を備えている。なお、クリーンオーブン１００における図示しない残りの部分は、従来の一般的な構成で実現可能である。

なお、本実施の形態では、熱処理装置としてクリーンオーブン１００を使用しているが、特にこれに限らず、同様の熱処理機能を備えた装置を使用することも可能である。

本実施の形態のフィルタ固定機構は、図１に示すように、クリーンオーブン１００に設けられている周囲部材としての熱風通過用開口枠１、熱風通過用開口枠１に固定されている締結部材としての締結軸２、締結軸２の熱風通過用開口枠１に固定されている一端と反対側の一端に固定されている押え部材としての押え板３、フィルタとしての耐熱フィルタ４、および、耐熱フィルタ４を囲む構造部材としての耐熱フィルタ枠５で構成される部分であり、耐熱フィルタ４をクリーンオーブン１００に固定している。

クリーンオーブン１００の運転時には、高温になった気体が、熱風となりＡの方向に流れ、耐熱フィルタ４を介して循環する。

上記熱風通過用開口枠１は、フェライト系耐熱鋼から成っており、板材から形成される。詳細には、熱風通過用開口枠１は、クリーンオーブン１００の熱処理室１０１に気体を循環させるためにクリーンオーブン１００に設けられた開口形状が長方形の開口部に対して、該開口部の４辺を板材で囲んで形成される長方形の枠である。

上記締結軸２は、オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４から成っており、板材から形成され、円柱または角柱の形状をしている。クリーンオーブン１００では、長方形の耐熱フィルタ枠５の４辺を押える押え板３を固定するために、１０個の締結軸２が備えられている。

詳細には、締結軸２は、軸がクリーンオーブン１００の開口部の開口方向に向いており、耐熱フィルタ枠５の４辺に対して、各辺の端の位置にそれぞれ備えられている。また、耐熱フィルタ枠５の長方形の４辺のうち長い２辺には、辺の中心にも締結軸２が備えられている。

そして、締結軸２の軸方向の一端が、熱風通過用開口枠１に固定されており、反対側の一端が、押え板３を固定するためのナット６が取り付けられるようになっている。なお、締結軸２が備えられる位置および数は、耐熱フィルタ４のサイズに応じて好適に変更してもよい。

また、ＳＵＳ３０４は５００℃の温度であっても酸化せず、十分使用できる材料である。

上記押え板３は、ＳＵＳ３０４から成っており、板材から形成される。また、押え板３は、耐熱フィルタ枠５の４辺に対して、各辺を押え板３でそれぞれ押えたときに、押え板同士が接触しない程度の長さであり、且つ、断面Ｌ字型の形状を有している。クリーンオーブン１００では、長方形の耐熱フィルタ枠５の４辺を押えるために、４個の押え板３が備えられている。

詳細には、押え板３は、断面Ｌ字型の２辺のうち１辺が締結軸２の軸方向に向けられ、もう１辺が耐熱フィルタ枠５を押えるように締結軸２にナット６で固定されることで、耐熱フィルタ枠５を、締結軸２の軸方向に押えている。

上記耐熱フィルタ４は、断面長方形の直方体である高性能フィルタを使用しており、５００℃程度の耐熱性を有していればよく、パーティクルを含む気体からパーティクルを取り除くフィルタである。

上記耐熱フィルタ枠５は、ＳＵＳ３０４から成っており、板材から形成される。耐熱フィルタ枠５は、上記熱風通過用開口枠１の形状に沿うように、上記耐熱フィルタ４の４面を板材で囲む断面長方形の直方体の枠である。

また、耐熱フィルタ枠５は、上記押え板３と上記熱風通過用開口枠１とに挟まれており、押え板３で押えられ、直接、熱風通過用開口枠１に接触している。

このように、熱風通過用開口枠１と耐熱フィルタ枠５とが直接接触しているので、熱風通過用開口枠１と耐熱フィルタ枠５との間を密閉するためのパッキンなどは備えられていない。

また、締結軸２は、耐熱フィルタ枠５と同一の熱膨張係数の材料であることが好ましい。

上記耐熱フィルタ枠５が直接接触する熱風通過用開口枠１の平面精度にばらつきがあっても、熱風通過用開口枠１には締結軸２が固定されているので、締結軸２の軸方向の引っ張り強度が大きいため、締結軸２に固定されている押え板３も引っ張られ、押え板３が耐熱フィルタ枠５を押えることにより、熱風通過用開口枠１と耐熱フィルタ枠５とを完全に密着させることができる。

例えば、締結軸２および耐熱フィルタ枠５の熱膨張係数が異なる場合、温度が変わると、熱膨張差で、締結軸２と耐熱フィルタ枠５との間に隙間が生じる。よって、締結軸２に固定されているナットを調整する必要が生じる。

したがって、締結軸２および耐熱フィルタ枠５の材料を、同一の熱膨張係数とするために、一例として共に上記のようにＳＵＳ３０４とした。

このようにして、耐熱フィルタ４を囲む耐熱フィルタ枠５が、押え板３と熱風通過用開口枠１とに挟まれて固定されることによって、耐熱フィルタ４は、クリーンオーブン１００に固定されている。

本実施の形態のフィルタ固定機構の部材は、通常、厚さｔ０．８〜ｔ２．０程度の板材を加工して製造する。ＳＵＳ３０４の丸棒や角柱は、市場で簡単に入手でき簡単に加工できるので、締結軸２に好適に使用することが可能である。

また、熱風通過用開口枠１、締結軸２、押え板３、および耐熱フィルタ枠５の材料は、５００℃の温度まで耐酸化性と強度とがあり、熱膨張係数もオーステナイト系ステンレス鋼と同等以下の材料であればよい。例えば、チタン鋼などが使用できる。市場で簡単に入手でき簡単に加工できるような上記材料を、必要に応じて選択することができる。

ところで、上述したように、本実施の形態のクリーンオーブン１００は、熱処理室１０１のクリーンな環境を実現するために、パーティクルを抑制している。

パーティクルは、気体中の微小ダストなどである。

従来の技術において、パッキンの発塵がパーティクルを発生させる原因であると述べたが、本実施の形態のクリーンオーブン１００は、パッキンを備えていない。

ここで、本実施の形態のクリーンオーブン１００と、パッキンを備える従来と同様の構成のクリーンオーブンとのパーティクルの発生量を比較する。

まず、図３および図４に、パッキン２０を備えているクリーンオーブン１２０の耐熱フィルタ４の固定部分の構成を示し、図５に熱処理室１２１のパーティクルを測定した結果を示す。

図３は、パッキン２０を備えているクリーンオーブン１２０の耐熱フィルタ４の固定部分の構成を示す側面図である。

図４は、パッキン２０を備えているクリーンオーブン１２０の耐熱フィルタ４の固定部分の構成を示す正面図である。

図５は、図３および図４に示すパーティクル測定管５０ａの位置で測定したパーティクルの測定結果を示すグラフである。縦軸は温度とパーティクルの発生量とを示し、横軸は上記クリーンオーブン１２０の運転時における経過時間を示す。グラフ中の５種類の折れ線は、それぞれ、粒径０．１０μｍ以上、０．３０μｍ以上、０．５０μｍ以上、および１．０μｍ以上のパーティクルの発生量を示す折れ線、および、温度を示す折れ線である。

クリーンオーブン１２０に備えられているフィルタ固定機構は、上記クリーンオーブン１００に備えられているフィルタ固定機構の構成に加えて、熱風通過用開口枠１と耐熱フィルタ枠５との間に、パッキン２０を備えている。

上記パッキン２０は、ガラス繊維やセラミック繊維の材料から成っており、形状を保持するために、ガラス繊維またはセラミック繊維が、バインダー（有機材料）で一時的に固められている製品である。

また、ガラス繊維でよく使用されるＥガラスの熱膨張係数は、５．５×１０^−６（１／℃）である。セラミックス繊維はアルミナとシリカの複合材であり、熱膨張係数は、４〜５×１０^−６（１／℃）である。

パーティクルの発生量の測定は、図３および図４に示すように、耐熱フィルタ４の中心軸上で、熱風の流れＡの下流側に、パーティクル測定管５０ａを配置し、行った。

パーティクルは、熱処理室１２１内部の１ｃｆ（ｆｔ^３）（約２８リットル）の容積中の各粒径による粒子の個数で測定される。

図５を参照すると、主に、昇温時および降温時に、パーティクルが発生していることが顕著に認められる。クリーンオーブン１２０の運転を繰り返しても、昇温時および降温時に、パーティクルが発生する傾向がある結果は変わらなかった。

次に、パーティクル発生の主な要因は、パッキンの発塵であると述べたが、その傾向をつかむために、パッキン２０付近にパーティクル測定管５０ｂを備え、パーティクルの発生量を測定した。そのときの構成を図６および図７に示し、パーティクルを測定した結果を図８に示す。

図６は、図３に示す構成で、パーティクル測定管５０ａを撤去し、パーティクル測定管５０ｂを配置させた側面図である。

図７は、図４に示す構成で、パーティクル測定管５０ａを撤去し、パーティクル測定管５０ｂを配置させた正面図である。

図８は、図６および図７に示すパーティクル測定管５０ｂの位置で測定したパーティクルの測定結果を示すグラフである。図中の縦軸、横軸、および折れ線は、図５で説明した内容と同じである。

図８からも、昇温時および降温時にパーティクルが発生していることが、再確認できる。

ここで、熱風通過用開口枠１の材料はフェライト系耐熱鋼なので、熱膨張係数は、１０．０×１０^−６（１／℃）（０〜１００℃）〜１２．８×１０^−６（１／℃）（０〜８００℃）である。

また、耐熱フィルタ枠５の材料はＳＵＳ３０４なので、熱膨張係数は、１７．３×１０^−６（１／℃）（０〜１００℃）である。

よって、パッキン２０の熱膨張係数は、フェライト系耐熱鋼の熱膨張係数の１／２以下であり、ＳＵＳ３０４の熱膨張係数の１／３以下である。

このように、熱風通過用開口枠１および耐熱フィルタ枠５と、パッキン２０との熱膨張係数が異なるので、温度変化時に、必ずパッキン２０にこすれが生じ、パーティクルが発生するのである。

したがって、パッキン２０からパーティクルが発生する原因は、パッキン２０の材料の熱膨張係数に関係するので、耐熱フィルタ枠５の材料にフェライト系特殊耐熱鋼を使用し、耐熱フィルタ枠５を熱風通過用開口枠１と同じ熱膨張係数にしても、パッキン２０にこすれが生じる問題を解決することはできない。

また、バインダーを使用せずに、ガラス繊維またはセラミック繊維を、布またはロープ状に加工したパッキンがある。

上記パッキンは、バインダーを使用していないので、クリーンオーブンの使用に伴う劣化もなく、強度的に強いが、上述したような熱膨張係数の違いによる熱風通過用開口枠１、パッキン、および耐熱フィルタ枠５間のこすれはなくならない。

次に、図９および図１０に、本実施の形態のクリーンオーブン１００のパーティクルの発生量を測定した結果を示す。

図９は、図３に示すパーティクル測定管５０ａの配置における、本実施の形態のクリーンオーブン１００のパーティクルの測定結果を示すグラフである。

図１０は、図６に示すパーティクル測定管５０ｂの配置における、本実施の形態のクリーンオーブン１００のパーティクルの測定結果を示すグラフである。

図９および図１０ともに、図中の横軸は上記クリーンオーブン１００の運転時における経過時間を示し、縦軸および折れ線は、図５で説明した内容と同じである。

図５と図９とを、また、図８と図１０とを比較すると、昇温時および降温時のパーティクルの発生量が低減されていることが認められる。

また、昇温時および降温時の温度変化時には、パーティクルの発生量は変化するが、昇温後の温度一定時には、パーティクルの発生量は、あまり変化しないことがわかる。

ところで、パーティクルの発生量の測定における昇温は、図５、図８〜図１０に示す全ての測定において、６（℃／ｍｉｎ）の温度勾配で昇温させ、昇温条件を揃えている。

ここで、クリーンオーブン１００の運転における最大能力で昇温させたときの、パーティクルの発生量を測定した結果を図１１に示す。

図１１は、クリーンオーブン１００の運転における最大能力で昇温させたときの、パーティクルの測定結果を示すグラフである。図中の縦軸、横軸、および折れ線は、図９および図１０で説明した内容と同じである。

パーティクルの発生量の測定は、図９を測定したときと同様の構成で行った。

図１１に示すように、２１：４４分に９３．４℃の温度が記録され、２２：１４分に３２９．５℃の温度が記録されているので、平均７．９℃／ｍｉｎの昇温温度である。

また、図１２に示す従来のクリーンオーブン２００の運転時における、パーティクルの発生量を測定した結果を示す図１３を参照すると、１４：４６分に１５０℃の温度が記録され、１５：２２分に４００℃の温度が記録されているので、平均６．９℃／ｍｉｎの昇温温度である。

よって、本実施の形態のクリーンオーブン１００と従来のクリーンオーブン２００と何れも、昇温温度に大きな違いはない。

また、本実施の形態のクリーンオーブン１００のパーティクルの測定結果は、図９および図１１を参照すると、昇温時に粒径０．３μｍ以上のパーティクルは、５個以下であることが認められる。

しかしながら、図１３を参照すると、昇温時に粒径０．３μｍ以上のパーティクルは、約３０個程度測定されている。

以上により、パーティクルの発生量の違いが、パッキンの有無にあることは明白である。つまりは、パッキンをなくすことにより、パーティクルの発生量が低減されている。

しかも、温度一定時のパッキンの有無は、パーティクルの増加にあまり影響しないこともわかったので、運転時に温度一定で使用されるクリーンオーブンのパッキンは、備える必要がない。

このように、本実施の形態のクリーンオーブン１００は、温度変化時にパーティクル発生元になっていたパッキンをなくすことによって、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。

また、パッキンがないので、パッキンの劣化対策として従来、定期的に行っていた締結軸に固定されているナットの増し締めをする必要がない。

さらに、パッキンがないので、パッキンにかかるコストを削減することが可能となる。

ところで、本実施の形態のクリーンオーブン１００のフィルタ固定機構には、パッキンがなく、耐熱フィルタ枠５は、熱風通過用開口枠１に、直接接触している。熱風通過用開口枠１にはフェライト系耐熱鋼を使用し、耐熱フィルタ枠５にはＳＵＳ３０４を使用しているので、熱膨張係数の違いにより、この接触している部分にこすれが発生しているはずである。

しかしながら、図５に示すクリーンオーブン１２０の測定結果と、図１１に示すクリーンオーブン１００の測定結果とを比較して、上記こすれの影響を判断すると、こすれはパーティクルの発生量にあまり影響を与えていないので、問題ない。

結局、従来では、開口枠とフィルタ枠との熱膨張係数の違いで、パッキンが劣化し、シール不良になると判断しており、フィルタ枠固定部には、シール部材が備えられていた。

本実施の形態のフィルタ固定機構は、単にパッキンをなくしただけではなく、定期的な締付操作が不要であり、パーティクルの発生を抑制することができる。

また、熱処理装置では、電気・電子部品を、その品質保持上、クリーンな環境条件の熱処理室で熱処理する必要があるため、微小ダストであるパーティクルの発生を極力少なくする必要がある。

しかしながら、本実施の形態の熱処理装置としてのクリーンオーブン１００は、パーティクルの発生を抑制することができる本実施の形態のフィルタ固定機構を備えているので、熱処理室のよりクリーンな環境を実現することが可能となる。

本発明は、高温で、且つ、クリーンな環境条件で熱処理する必要が要求される熱処理装置に、好適に適用することができる。

本発明におけるクリーンオーブンの耐熱フィルタ固定部分の実施の一形態を示す側面図である。 本発明におけるクリーンオーブンの耐熱フィルタ固定部分の実施の一形態を示す正面図である。 パッキンを備えるクリーンオーブンの耐熱フィルタ固定部分を示す側面図である。 上記パッキンを備えるクリーンオーブンの耐熱フィルタ固定部分を示す正面図である。 上記パッキンを備えるクリーンオーブンのパーティクルの測定結果を示すグラフである。 パッキンを備えるクリーンオーブンの耐熱フィルタ固定部分を示す側面図である。 上記パッキンを備えるクリーンオーブンの耐熱フィルタ固定部分を示す正面図である。 上記パッキンを備えるクリーンオーブンのパーティクルの測定結果を示すグラフである。 本発明におけるクリーンオーブンのパーティクルの測定結果を示すグラフである。 上記クリーンオーブンのパーティクルの測定結果を示すグラフである。 上記クリーンオーブンのパーティクルの測定結果を示すグラフである。 従来のクリーンオーブンを示す構成図である。 上記クリーンオーブンのパーティクルの測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 熱風通過用開口枠（周囲部材）
２ 締結軸（締結部材）
３ 押え板（押え部材）
４ 耐熱フィルタ（フィルタ）
５ 耐熱フィルタ枠（構造部材）
６ ナット
２０ パッキン
５０ａ，５０ｂ パーティクル測定管
１００，１２０ クリーンオーブン（熱処理装置）
１０１，１２１ 熱処理室
Ａ 熱風の流れる方向

Claims (5)

1. 熱処理装置の熱処理室に気体を循環させるために該熱処理装置に設けられた開口部を囲むように形成される周囲部材と、軸方向に長い形状で、且つ、軸方向の一端が上記周囲部材に固定される締結部材と、上記開口部からの上記気体を通過させ、且つ、該気体中の微小ダストを取り除くフィルタと、上記周囲部材の形状に沿うように上記フィルタを囲むように形成される構造部材と、上記締結部材の上記周囲部材に固定されている軸方向の一端と反対側の一端に固定され、且つ、上記構造部材を上記締結部材の軸方向に押える押え部材とを備え、上記構造部材が上記周囲部材と上記押え部材とに挟まれて固定されることによって、フィルタが固定されるフィルタ固定機構であって、
   上記構造部材は、上記周囲部材に直接接触することを特徴とするフィルタ固定機構。
2. 上記締結部材、および上記構造部材は、
   同一の熱膨張係数の材料から成ることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ固定機構。
3. 上記周囲部材は、フェライト系耐熱鋼から成り、
   上記締結部材、上記押え部材、および上記構造部材は、オーステナイト系ステンレス鋼から成ることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ固定機構。
4. 熱処理装置の熱処理室に気体を循環させるために該熱処理装置に設けられた開口部を囲むように形成される周囲部材と、上記開口部からの上記気体を通過させ、且つ、該気体中の微小ダストを取り除くフィルタと、上記周囲部材の形状に沿うように上記フィルタを囲むように形成される構造部材とを備えた熱処理装置の、上記開口部に上記フィルタを固定するフィルタ固定方法であって、
   上記構造部材を上記周囲部材に直接接触させて上記開口部に上記フィルタを固定することを特徴とするフィルタ固定方法。
5. 熱処理装置の熱処理室に気体を循環させるために該熱処理装置に設けられた開口部に、
   上記開口部からの上記気体を通過させ、且つ、該気体中の微小ダストを取り除くフィルタを固定するフィルタ固定機構を備えた熱処理装置において、
   上記フィルタ固定機構は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ固定機構であることを特徴とする熱処理装置。

Images