JP2016103408A - Infrared ray processing device and infrared heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、赤外線処理装置及び赤外線ヒーターに関する。 The present invention relates to an infrared processing apparatus and an infrared heater.
従来、赤外線(波長域0.7〜1000μm)を放射する赤外線ヒーター及びこれを備えた装置としては、種々の構造のものが開発されている。例えば、特許文献1には、ワークに赤外線を照射する赤外線ヒーターと、ワークと赤外線ヒーターとの間に配設された赤外線選択透過フィルタと、を備えた装置が記載されている。この装置では、赤外線選択透過フィルタが、ワークに付されたシール剤に吸収が良好に行われる波長部分を選択透過させ、他の波長部分を反射する。これにより、赤外線選択透過フィルタ自身が加熱されることがなく、自身の加熱による雰囲気温度の上昇に起因するワークの劣化が生じないとしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, various structures have been developed as infrared heaters that emit infrared rays (wavelength range: 0.7 to 1000 μm) and devices equipped with the infrared heaters. For example, Patent Literature 1 describes an apparatus that includes an infrared heater that irradiates a workpiece with infrared rays, and an infrared selective transmission filter that is disposed between the workpiece and the infrared heater. In this apparatus, the infrared selective transmission filter selectively transmits a wavelength portion that is favorably absorbed by the sealant attached to the workpiece and reflects other wavelength portions. Thereby, the infrared selective transmission filter itself is not heated, and the work is not deteriorated due to an increase in the atmospheric temperature due to the heating of itself.
しかし、特許文献1に記載の装置では、フィルタで反射された赤外線のエネルギーは、シール剤の加熱に利用されない不要なエネルギーとなっていた。そして、この反射された赤外線のエネルギーにより炉壁や炉内が高温化し、これによりフィルタの温度が上昇する場合があった。フィルタの温度が上昇すると、例えばフィルタの耐熱性の観点から赤外線ヒーターの出力や連続使用に制限が生じる場合があった。 However, in the apparatus described in Patent Document 1, infrared energy reflected by the filter is unnecessary energy that is not used for heating the sealing agent. And the furnace wall and the inside of a furnace became high temperature by this reflected infrared energy, and the temperature of the filter might rise by this. When the temperature of the filter rises, for example, the output of the infrared heater or the continuous use may be limited from the viewpoint of heat resistance of the filter.
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、使用時の発熱体とフィルタ部との温度差を大きくすることを主目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and has as its main object to increase the temperature difference between the heating element and the filter section during use.
本発明は、上述した主目的を達成するために以下の手段を採った。 The present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の赤外線処理装置は、
対象物に赤外線を放射して赤外線処理を行う赤外線処理装置であって、
加熱されると赤外線を放射する発熱体と、所定の反射波長領域の赤外線を反射する反射特性を有し且つ前記発熱体からの赤外線の少なくとも一部を透過する第1透過層を有するフィルタ部と、を備え、前記発熱体が前記反射波長領域の赤外線を吸収可能であり、前記発熱体と前記第1透過層との間の第1空間が外部空間に開放されている赤外線ヒーターと、
前記第1空間と直接には連通しておらず且つ前記発熱体から放射され前記フィルタ部を透過した後の赤外線により前記赤外線処理を行う空間である処理空間、を形成する炉体と、
を備えたものである。
The infrared processing apparatus of the present invention is
An infrared processing apparatus that performs infrared processing by emitting infrared rays to an object,
A heating element that emits infrared rays when heated, and a filter unit that has a reflection characteristic that reflects infrared rays in a predetermined reflection wavelength region and includes a first transmission layer that transmits at least part of infrared rays from the heating element; An infrared heater in which the heating element can absorb infrared rays in the reflection wavelength region, and a first space between the heating element and the first transmission layer is open to an external space;
A furnace body that is not in direct communication with the first space and forms a treatment space that is a space for performing the infrared treatment by infrared rays after being emitted from the heating element and transmitted through the filter unit;
It is equipped with.
この赤外線処理装置では、発熱体が加熱されると赤外線が放射され、その赤外線が第1透過層を含むフィルタ部を通過して炉体内の処理空間へ放出される。このとき、第1透過層は、所定の反射波長領域の赤外線を反射する反射特性を有している。また、発熱体は反射波長領域の赤外線を吸収可能である。そのため、第1透過層は反射波長領域の赤外線を反射することで、吸収する場合と比較して温度が上昇しにくくなる。一方、発熱体は自身が放射した赤外線の一部を吸収して自身の加熱に用いることができるため、温度が上昇しやすくなる。これらにより、使用時の発熱体とフィルタ部(特に第1透過層)との温度差を大きくすることができる。なお、発熱体とフィルタ部との温度差が大きくなることで、例えば第1透過層の温度を耐熱温度以下に保ちつつ発熱体を高温にすることができ、処理空間内の対象物に放射される赤外線のエネルギーを大きくすることができる。また、発熱体の温度が同じでも本発明の赤外線処理装置ではフィルタ部をより低温に保つことができ、フィルタ部の温度上昇による炉体や処理空間の温度上昇を抑制できる。本発明の赤外線処理装置において、前記第1透過層は、前記反射波長領域の赤外線の反射率が70%以上であってもよい。ここで、前記外部空間は、真空であってもよいし、真空以外の雰囲気であってもよい。 In this infrared processing apparatus, when the heating element is heated, infrared rays are emitted, and the infrared rays pass through the filter portion including the first transmission layer and are emitted to the processing space in the furnace. At this time, the first transmission layer has a reflection characteristic of reflecting infrared rays in a predetermined reflection wavelength region. The heating element can absorb infrared rays in the reflection wavelength region. For this reason, the first transmission layer reflects infrared rays in the reflection wavelength region, so that the temperature is less likely to rise compared to the case of absorbing the first transmission layer. On the other hand, since the heating element can absorb a part of infrared rays emitted from itself and can be used for heating itself, the temperature easily rises. As a result, the temperature difference between the heating element and the filter unit (especially the first transmission layer) during use can be increased. Note that the temperature difference between the heating element and the filter portion becomes large, for example, the heating element can be heated to a high temperature while keeping the temperature of the first transmission layer below the heat-resistant temperature, and is emitted to the object in the processing space. Infrared energy can be increased. Moreover, even if the temperature of the heating element is the same, the infrared processing apparatus of the present invention can keep the filter part at a lower temperature, and can suppress the temperature rise of the furnace body and the processing space due to the temperature rise of the filter part. In the infrared processing apparatus of the present invention, the first transmission layer may have an infrared reflectance of 70% or more in the reflection wavelength region. Here, the external space may be a vacuum or an atmosphere other than a vacuum.
本発明の赤外線処理装置において、前記発熱体と前記第1透過層との距離を距離D[cm]とし、前記発熱体を前記第1透過層に対して垂直方向に該第1透過層に投影した領域を投影領域とし、該投影領域全体を囲む矩形又は円形の最小の領域の面積を発熱体面積S[cm2]とし(ただし、0cm2<発熱体面積S≦400cm2)、代表寸法L[cm]=2×√(発熱体面積S/π)としたときに、0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23であってもよい。ここで、距離D/代表寸法Lが小さいほど、発熱体から第1透過層への伝熱は、第1空間内の雰囲気を介した熱伝導に依存し不可避となる。結果、第1空間での熱滞留が大きくなり、第1透過層の温度が上昇しやすくなる。ここで、距離D/代表寸法Lを0.08以上とすることで、伝導熱流束の過大化を防止し、使用時の発熱体とフィルタ部との間の伝熱量を小さくして、フィルタ部(特に第1透過層)の温度上昇を十分抑制することができる。また、距離D/代表寸法Lの上昇に伴い、今度は第1空間内の伝熱が対流に依存するようになり、距離D/代表寸法Lが過度に大きくなると、第1空間での対流損失が大きくなり、発熱体の温度が低下しやすくなる。この場合は、距離D/代表寸法Lを0.23以下とすることで、対流熱伝達係数の上昇を防止し、対流損失による発熱体の温度低下を十分抑制することができる。以上により、0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23とすることで、使用時の発熱体の温度低下を抑制しつつ、発熱体とフィルタ部(特に第1透過層)との温度差をより大きくすることができる。結果的に、発熱体からの赤外線エネルギーは、より多くがフィルタ部の透過分に回り、処理空間内に導入され、効率よく赤外線処理(例えば加熱など)を行うことができる。ここで、「投影領域全体を囲む矩形又は円形の最小の領域の面積」とは、投影領域全体を囲む最小の矩形の領域と最小の円形の領域とを描いたときに、面積が小さい方の領域の面積を意味する。また、「矩形」には正方形や長方形に限らず、平行四辺形やそれ以外の四角形も含む。「円形」には、真円に限らず楕円も含む。また、0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23を満たした場合の上述した効果がより確実に得られるため、前記投影領域の面積/発熱体面積S≧0.5であることが好ましい。なお、0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23とする態様の本発明の赤外線処理装置において、「第1空間が外部空間に開放されている」状態とは、上述した効果(第1空間での熱滞留を抑制して第1透過層の温度上昇を抑制する効果)が得られる程度以上に、第1空間と外部空間とが雰囲気の出入り自由に連通している状態を意味する。また、前記外部空間は真空以外の雰囲気であればよい。前記外部空間は大気雰囲気であってもよい。すなわち、前記第1空間は大気開放されていてもよい。 In the infrared processing apparatus of the present invention, the distance between the heating element and the first transmission layer is a distance D [cm], and the heating element is projected onto the first transmission layer in a direction perpendicular to the first transmission layer. The area of the minimum rectangular or circular area surrounding the entire projection area is defined as a heating element area S [cm 2 ] (where 0 cm 2 <heating element area S ≦ 400 cm 2 ), and the representative dimension L When [cm] = 2 × √ (heating element area S / π), 0.08 ≦ distance D / representative dimension L ≦ 0.23 may be satisfied. Here, as the distance D / representative dimension L is smaller, the heat transfer from the heating element to the first transmission layer becomes unavoidable depending on the heat conduction through the atmosphere in the first space. As a result, the heat retention in the first space is increased, and the temperature of the first transmission layer is likely to rise. Here, by setting the distance D / representative dimension L to be 0.08 or more, the conduction heat flux is prevented from being excessively increased, and the amount of heat transfer between the heating element and the filter unit during use is reduced. The temperature rise of (especially 1st permeation | transmission layer) can fully be suppressed. As the distance D / representative dimension L increases, the heat transfer in the first space now depends on convection, and if the distance D / representative dimension L becomes excessively large, the convection loss in the first space. Increases, and the temperature of the heating element tends to decrease. In this case, by setting the distance D / representative dimension L to be 0.23 or less, it is possible to prevent an increase in the convective heat transfer coefficient and sufficiently suppress the temperature decrease of the heating element due to the convection loss. As described above, by setting 0.08 ≦ distance D / representative dimension L ≦ 0.23, the temperature of the heating element and the filter portion (particularly the first transmission layer) is suppressed while suppressing the temperature drop of the heating element during use. The difference can be made larger. As a result, more infrared energy from the heating element goes to the transmitted portion of the filter section and is introduced into the processing space, so that infrared processing (for example, heating) can be performed efficiently. Here, “the area of the smallest rectangular or circular area surrounding the entire projection area” means that the smallest rectangular area and the smallest circular area surrounding the entire projection area are drawn with the smaller area. It means the area of the region. Further, the “rectangle” is not limited to a square or a rectangle, but includes a parallelogram and other rectangles. “Circle” includes not only a perfect circle but also an ellipse. Further, since the above-described effect when 0.08 ≦ distance D / representative dimension L ≦ 0.23 is satisfied can be obtained more reliably, the area of the projection region / the heating element area S ≧ 0.5. preferable. In the infrared processing apparatus of the present invention in which 0.08 ≦ distance D / representative dimension L ≦ 0.23, the “first space is open to the external space” state refers to the above-described effect (first It means a state in which the first space and the external space communicate freely with the entry and exit of the atmosphere to the extent that the effect of suppressing the heat retention in one space and suppressing the temperature increase of the first transmission layer is obtained. . The external space may be an atmosphere other than vacuum. The external space may be an atmospheric atmosphere. That is, the first space may be open to the atmosphere.
本発明の赤外線処理装置において、前記発熱体及び前記第1空間が前記炉体の外に位置していてもよい。こうすれば、第1空間が炉体の外に位置することで第1透過層の温度上昇がより抑制されるため、使用時の発熱体とフィルタ部との温度差をより大きくすることができる。 In the infrared processing apparatus of the present invention, the heating element and the first space may be located outside the furnace body. In this case, since the first space is located outside the furnace body, the temperature increase of the first permeable layer is further suppressed, so that the temperature difference between the heating element and the filter unit during use can be further increased. .
本発明の赤外線処理装置は、前記発熱体からみて前記第1透過層とは反対側に配設され、少なくとも前記反射波長領域の赤外線を反射する反射部材を備えていてもよい。こうすれば、発熱体からみて第1透過層とは反対側に向かう赤外線を反射部材が第1透過層側に反射することで、反射部材が反射した赤外線で発熱体を加熱することができる。そのため、使用時の発熱体とフィルタ部(特に第1透過層)との温度差をより大きくすることができる。なお、反射部材は反射波長領域以外の赤外線も反射してもよい。 The infrared processing apparatus of the present invention may be provided with a reflecting member that is disposed on the side opposite to the first transmission layer as viewed from the heating element and reflects at least infrared rays in the reflection wavelength region. If it carries out like this, a heat generating body can be heated with the infrared rays which the reflecting member reflected because a reflecting member reflects the infrared rays which look at the heat transmitting element on the opposite side to the 1st transmitting layer to the 1st transmitting layer side. Therefore, the temperature difference between the heating element and the filter unit (especially the first transmission layer) in use can be further increased. The reflecting member may also reflect infrared light outside the reflection wavelength region.
本発明の赤外線処理装置において、前記フィルタ部は、前記第1透過層と第2空間を隔てて配設され前記発熱体からの赤外線のうち該第1透過層を透過した赤外線の少なくとも一部を透過する第2透過層を有しており、前記炉体が形成する前記処理空間は、前記第2空間と直接には連通していなくてもよい。こうすれば、フィルタ部のうち特に処理空間側の第2透過層の温度上昇を抑制できる。これにより、炉体や処理空間の温度上昇を抑制できる。なお、前記第2空間は、真空以外の雰囲気としてもよい。また、前記第2透過層は、前記反射波長領域の赤外線を反射する反射特性を有していてもよい。 In the infrared processing apparatus according to the aspect of the invention, the filter unit may be disposed at a distance from the first transmission layer and the second space, and may include at least a part of infrared rays transmitted through the first transmission layer among infrared rays from the heating element. It has the 2nd permeation | transmission layer which permeate | transmits, and the said process space which the said furnace body forms does not need to connect with the said 2nd space directly. If it carries out like this, the temperature rise of the 2nd permeation | transmission layer by the side of process space among filter parts can be suppressed. Thereby, the temperature rise of a furnace body or process space can be suppressed. The second space may be an atmosphere other than a vacuum. The second transmission layer may have a reflection characteristic of reflecting infrared rays in the reflection wavelength region.
この場合において、本発明の赤外線処理装置は、前記第2空間に冷媒を流通させて前記フィルタ部を冷却する冷却手段を備えていてもよい。こうすれば、冷媒によりフィルタ部の温度上昇を抑制して、使用時の発熱体とフィルタ部との温度差をより大きくすることができる。 In this case, the infrared processing apparatus of the present invention may include a cooling unit that circulates the refrigerant in the second space to cool the filter unit. If it carries out like this, the temperature rise of a filter part can be suppressed with a refrigerant | coolant and the temperature difference of the heat generating body and filter part at the time of use can be enlarged more.
本発明の赤外線処理装置において、前記発熱体は、前記第1透過層に向けて赤外線を放射可能であり且つ前記反射波長領域の赤外線を吸収可能な平面を有する面状発熱体としてもよい。こうすれば、例えば発熱体が線状ヒーターである場合と比較して第1透過層で反射された赤外線を吸収しやすくなり、発熱体の温度が上昇しやすくなる。したがって、使用時の発熱体とフィルタ部との温度差をより大きくすることができる。 In the infrared processing apparatus of the present invention, the heating element may be a planar heating element having a plane that can emit infrared rays toward the first transmission layer and can absorb infrared rays in the reflection wavelength region. By so doing, for example, compared with a case where the heating element is a linear heater, it becomes easier to absorb infrared rays reflected by the first transmission layer, and the temperature of the heating element is likely to rise. Therefore, the temperature difference between the heating element and the filter unit during use can be further increased.
本発明の赤外線ヒーターは、
加熱されると赤外線を放射する発熱体と、
前記発熱体と第1空間を隔てて配設され所定の反射波長領域の赤外線を反射する反射特性を有し且つ前記発熱体からの赤外線の少なくとも一部を透過する第1透過層、を有するフィルタ部と、
を備え、
前記発熱体が前記反射波長領域の赤外線を吸収可能であり、
前記第1空間が外部空間に開放されており、
前記発熱体と前記第1透過層との距離を距離D[cm]とし、前記発熱体を前記第1透過層に対して垂直方向に該第1透過層に投影した領域を投影領域とし、該投影領域全体を囲む矩形又は円形の最小の領域の面積を発熱体面積S[cm2]とし(ただし、0cm2<発熱体面積S≦400cm2)、代表寸法L[cm]=2×√(発熱体面積S/π)としたときに、
0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23である、
ものである。
The infrared heater of the present invention is
A heating element that radiates infrared when heated,
A filter having a reflection characteristic that reflects infrared rays in a predetermined reflection wavelength region and is separated from the heating element by a first space and that transmits at least part of infrared rays from the heating element. And
With
The heating element can absorb infrared rays in the reflection wavelength region;
The first space is open to an external space;
The distance between the heating element and the first transmission layer is a distance D [cm], and a region in which the heating element is projected onto the first transmission layer in a direction perpendicular to the first transmission layer is defined as a projection area. The area of the smallest rectangular or circular area surrounding the entire projection area is defined as a heating element area S [cm 2 ] (where 0 cm 2 <heating element area S ≦ 400 cm 2 ) and representative dimension L [cm] = 2 × √ ( When the heating element area S / π),
0.08 ≦ distance D / representative dimension L ≦ 0.23,
Is.
この赤外線ヒーターは、上述した本発明の赤外線処理装置と同様に、第1透過層が反射波長領域の赤外線を反射することで、吸収する場合と比較して温度が上昇しにくくなる。一方、発熱体は自身が放射した赤外線の一部を吸収して自身の加熱に用いることができるため、温度が上昇しやすくなる。また、発熱体と第1透過層との間の第1空間が外部空間に開放されていることで、第1空間での熱滞留が抑制されて第1透過層の温度上昇が抑制される。さらに、0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23となっている。そのため、距離D/代表寸法Lが0.08以上であることでフィルタ部(特に第1透過層)の温度上昇を十分抑制することができる。また、距離D/代表寸法Lが0.23以下であることで、対流損失による発熱体の温度低下を十分抑制することができる。以上のことから、使用時の発熱体の温度低下を抑制しつつ、発熱体とフィルタ部(特に第1透過層)との温度差を大きくすることができる。なお、本発明の赤外線ヒーターにおいて、上述した本発明の赤外線処理装置が備える赤外線ヒーターの種々の態様を採用してもよい。 In the infrared heater, similarly to the above-described infrared processing apparatus of the present invention, the first transmission layer reflects the infrared rays in the reflection wavelength region, so that the temperature is less likely to rise as compared with the case of absorbing. On the other hand, since the heating element can absorb a part of infrared rays emitted from itself and can be used for heating itself, the temperature easily rises. Moreover, since the 1st space between a heat generating body and the 1st permeation | transmission layer is open | released by external space, the heat retention in 1st space is suppressed and the temperature rise of a 1st permeation | transmission layer is suppressed. Further, 0.08 ≦ distance D / representative dimension L ≦ 0.23. Therefore, when the distance D / representative dimension L is 0.08 or more, the temperature rise of the filter portion (particularly the first transmission layer) can be sufficiently suppressed. Moreover, since the distance D / representative dimension L is 0.23 or less, the temperature reduction of the heating element due to convection loss can be sufficiently suppressed. From the above, it is possible to increase the temperature difference between the heating element and the filter part (particularly the first transmission layer) while suppressing the temperature drop of the heating element during use. In addition, in the infrared heater of this invention, you may employ | adopt the various aspects of the infrared heater with which the infrared processing apparatus of this invention mentioned above is equipped.
次に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図1は、複数の赤外線ヒーター10を備えた赤外線処理装置100の縦断面図である。図2は、赤外線ヒーター10の拡大断面図である。図3は、発熱部20の下面図である。なお、本実施形態において、上下方向,左右方向及び前後方向は、図1〜3に示した通りとする。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an
赤外線処理装置100は、半導体素子90上に形成された対象物(塗膜92)に赤外線を放射して赤外線処理(ここでは塗膜92の乾燥)を行う乾燥炉として構成されており、処理空間81を形成する炉体80と、ベルトコンベア85と、複数の赤外線ヒーター10と、を備えている。炉体80は、略直方体に形成された断熱構造体であり、内部に処理空間81を形成している。炉体80の天井部分には、複数の赤外線ヒーター10(図1では6個)が取り付けられており、この赤外線ヒーター10からの赤外線が処理空間81内に放射される。ベルトコンベア85は、炉体80の左右端を貫通し処理空間81を貫通するベルトを備えており、左から右に向かって半導体素子90を搬送する。半導体素子90上に形成された塗膜92は、例えばシリコーンとトルエンとを含む塗膜であり、乾燥後に半導体素子90の保護膜となるものである。
The
図1,図2に示すように、赤外線ヒーター10は、発熱部20と、発熱部20の下方に取り付けられたフィルタ部50と、を備えている。発熱部20は、赤外線ヒーター10の上側を覆うケース22と、加熱されると赤外線を放射する発熱体40と、ケース22内で発熱体40を支持する支持板30と、上下方向で発熱体40及び支持板30とケース22との間に配設された反射部材23と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ケース22は、発熱体40等を収納する部材であり、下方に向けて開口した略直方体の箱状の部材である。ケース22は、内部に配置された反射部材23,支持板30を固定する図示しない固定具を備えている。また、ケース22は、赤外線ヒーター10を図示しない他の部材に取り付けて固定するための図示しない取付具を備えている。
The
反射部材23は、発熱体40からみて第1透過層51とは反対側(発熱体40の上側)に配置された板状部材である。反射部材23は、発熱体40から放射される赤外線を反射する部材として構成されており、本実施形態では金属(例えばSUSやアルミニウム)で形成されている。
The
支持板30は、発熱体40が巻き付けられることで発熱体40を支持する平板状の部材であり、例えばマイカやアルミナセラミックスなどの絶縁体からなる。支持板30は、図3に示すように、前側に複数(本実施形態では6箇所)形成された前側凸部31と、後側に複数(本実施形態では5箇所)形成された後側凸部32と、を備えている。前側凸部31及び後側凸部32は、下面視で台形状をしており、左右方向に平行な面を有する頂上部分と、頂上部分の左右両側に配設され左右方向から傾斜した(例えば45°)斜面と、を有している。複数の前側凸部31及び複数の後側凸部32は、それぞれ左右方向に定ピッチで配設されており、これにより支持板30の前側及び後側は凹凸状になっている。また、前側凸部31と後側凸部32とは、互いに左右方向に1/2ピッチずれて配設されている。なお、支持板30には孔が形成されており(図3では2箇所)、発熱体40からの赤外線はこの孔を通過して上方の反射部材23に到達可能である。
The
発熱体40は、リボン状の発熱体であり、いわゆる面状発熱体として構成されている。発熱体40は、例えばNi−Cr合金などの金属からなる。発熱体40は、第1透過層51側の表面(下面)における反射波長領域(後述)の赤外線の少なくとも一部を吸収可能であり、吸収率が70%以上であることが好ましく、80%以上,90%以上であることがより好ましい。本実施形態では、発熱体40は、セラミックス溶射膜で表面がコーティングされており、これにより赤外線の放射率及び吸収率が高められている。セラミックス溶射膜の材質としては、例えばアルミナ,クロミアなどが挙げられる。また、発熱体40は、第1透過層51側の表面(発熱体40の下面)における赤外線の放射率よりも第1透過層51とは反対側の表面(発熱体40の上面)における赤外線の放射率が低いことが好ましい。本実施形態では、発熱体40の下面のみがセラミックス溶射膜でコーティングされており、発熱体40の下面よりも上面の方が赤外線の放射率が低くなっている。発熱体40の上面の赤外線の放射率は、30%以下であることが好ましい。なお、図2,図3に示したような支持板30,発熱体40の形状は公知であり、例えば特開2006−261095号公報に記載されている。
The
図3に示すように、発熱体40は、左後方の折り返し端部41から右後方の折り返し端部41までに亘って、支持板30の下面側を前後方向に複数回(本実施形態では12回)通過するように、支持板30に巻き付けられている。より具体的には、発熱体40は、左後方の折り返し端部41から支持板30の下面側で前側凸部31に向かって引き回され、前側凸部31の左側の斜面に沿って折り返されて前側凸部31の上面側を通過している(図3右上の拡大部分参照)。そして、前側凸部31の上面側を通過した発熱体40は、前側凸部31の右側の斜面に沿って折り返されて支持板30の下面側で後側凸部32に向かって引き回され、後側凸部32の斜面に沿って折り返され後側凸部32の上面側を通過して、支持板30の下面側で前側凸部31に向かって引き回される。このようにして、発熱体40は支持板30の下面側を前後方向に通過しながら前側凸部31と後側凸部32とに交互に巻き付けられ、右後方の折り返し端部41まで引き回されている。なお、詳細な図示は省略するが、発熱体40は、折り返し端部41,41の部分で支持板30の上面側に折り返されてさらに引き回されており、発熱体40の両端がケース22に取り付けられた図示しない一対の入力端子にそれぞれ接続されている。この一対の入力端子を介して、発熱体40に外部から電力を供給可能である。発熱体40の下面は、第1透過層51の上面と対向しており、いずれの面も水平方向(前後左右方向)と略平行になるように配設されている。
As shown in FIG. 3, the
ここで、発熱体40は、発熱体40と第1透過層51との距離を距離D[cm]とし(図2参照)、発熱体40を第1透過層51に対して垂直方向に第1透過層51に投影した領域を投影領域とし、投影領域全体を囲む矩形又は円形の最小の領域の面積を発熱体面積S[cm2]とし(ただし、0cm2<発熱体面積S≦400cm2)、代表寸法L[cm]=2×√(発熱体面積S/π)としたときに、0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23であることが好ましく、0.14≦距離D/代表寸法L≦0.19であることがより好ましい。本実施形態では、第1透過層51は平板状の部材であり、発熱体40と第1透過層51とは平行に配設されている。そのため、投影領域は、発熱体40を下方向(発熱体40の下面及び第1透過層51の上面に垂直な方向)から見たときの発熱体40の下面の領域(図3に示した発熱体40の形状の領域)に等しい。そして、この投影領域を囲む矩形の最小の領域は、図4に示す長方形の領域Eとなる。そして、この長方形の領域Eの左右方向の長さX(=発熱体40の左端から右端までの長さ)と前後方向の長さY(=発熱体40の前後方向の長さ)との積が、発熱体面積Sとなる。このように、発熱体面積Sは、前後に引き回された発熱体40の左右の隙間など、発熱体40が存在しない部分も含めた面積として定義される。また、代表寸法Lは、発熱体面積Sと同じ面積の円の直径に等しい。なお、本実施形態では発熱体40の投影領域を囲む最小の領域Eは矩形としたが、例えば発熱体40が円形状に近い場合など投影領域を円形の領域で囲んだ方が発熱体面積Sが小さくなる場合には、投影領域を囲む円形の最小の領域の面積を発熱体面積Sとする。また、0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23を満たすことによる効果がより確実に得られるため、投影領域の面積/発熱体面積S≧0.5であることが好ましい。すなわち、図4における領域Eのうち発熱体40(投影領域)が存在する領域が50%以上であることが好ましい。また、1cm2<発熱体面積S≦400cm2であってもよい。
Here, in the
なお、発熱部20とフィルタ部50とは、図示しない接続部材により接続されて、互いの位置関係が固定されている。これにより、発熱体40とフィルタ部50(第1透過層51)とは第1空間47を介して離間している。また、図2に示すようにケース22は第1固定板71と上下に離間しており、第1空間47はケース22と第1固定板71との上下の隙間を介して外部空間(炉体80の外部の空間)に開放されている。発熱体40と第1透過層51は、第1空間47に露出している。なお、本実施形態では、外部空間は大気雰囲気とした。
In addition, the
フィルタ部50は、発熱体40からの赤外線の少なくとも一部を透過する第1透過層51と、第1透過層51を載置して固定する矩形の枠状部材である第1固定板71と、を備えている。第1固定板71は、炉体80の上部に取り付けられている。
The
第1透過層51は、下面視で四角形状をした板状の部材である。この第1透過層51は、赤外線の透過率のピークである第1透過ピークと、第1透過ピークよりも長波長である第2透過ピークと、第1透過ピークの波長と第2透過ピークの波長との間の所定の反射波長領域の赤外線を反射する反射特性と、を有している。本実施形態では、第1透過層51は干渉フィルタ(光学フィルタ)として構成され、図2に示すように基板51aと、基板51aの上面を覆う上側コート層51bと、基板51aの下面を覆う下側コート層51cと、を備えているものとした。上側コート層51bは、バンドパス層として機能する層であり、第1透過層51の上方から入射された光のうち第1,第2透過ピークの波長及びその周辺の波長領域の赤外線を下方に透過させる。また、上側コート層51bは、反射波長領域の赤外線については上方に反射する。下側コート層51cは、反射防止膜として機能する層であり、基板51aの下面で赤外線(特に、反射波長領域以外の赤外線)が上方に反射するのを抑制する。基板51aの材質としては、シリコンが挙げられる。上側コート層51bの材質としては、セレン化亜鉛,ゲルマニウム,硫化亜鉛などが挙げられる。下側コート層51cの材質としては、ゲルマニウム,一酸化ケイ素,硫化亜鉛などが挙げられる。なお、上側コート層51b及び下側コート層51cの少なくとも一方が、複数種類の材料を積層した多層構造であってもよい。
The
本実施形態では、第1透過層51の第1透過ピークの波長が2μm〜3μmであり、第2透過ピークの波長が5μm〜8.5μmであり、反射波長領域が3.5μm〜4.5μmであるものとした。例えば、上側コート層51bとして硫化亜鉛とゲルマニウムとを交互に複数層積層したものを用い、下側コート層51cとして硫化亜鉛とゲルマニウムとを交互に複数層積層したものを用い、基板51a,上側コート層51bb,下側コート層51cの厚さを適宜調整することで、そのようなフィルタ特性が得られる。第1透過ピーク及び第2透過ピークの赤外線の透過率は、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。反射波長領域における赤外線の反射率は、70%以上が好ましく、80%以上,90%以上がより好ましい。また、第1透過層51は、反射波長領域内の少なくとも一部における赤外線の透過率が10%以下でることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。反射波長領域全体に亘って赤外線の透過率が10%以下,5%以下であることがより好ましい。
In the present embodiment, the wavelength of the first transmission peak of the
また、特にこれに限定するものではないが、第1透過層51は、波長2μm〜3μmの波長領域の赤外線の透過率が40%以上であってもよい。第1透過層51は、波長5μm〜8.5μmの波長領域の赤外線の透過率が80%以上であってもよい。第1透過層51は、波長8.5μm〜9.5μmの波長領域の赤外線の透過率が70%以上であってもよい。第1透過層51は、波長9.5μm〜13μmの波長領域の赤外線の透過率が60%以上であってもよい。
In addition, although not particularly limited thereto, the
なお、炉体80の上面(天井部分)には、赤外線ヒーター10と同じ数の複数の開口が形成されており、複数の赤外線ヒーター10はこの開口を塞ぐように炉体80の上部に取り付けられている。そのため、第1透過層51の下面は、処理空間81に露出している。処理空間81と第1空間47とは、第1透過層51及び第1固定板71で仕切られており、直接には連通していない。ただし、処理空間81,第1空間47はいずれも赤外線処理装置100の外部空間には連通しているため、外部空間を介してこれらは互いに連通している。また、赤外線ヒーター10は、炉体80の天井よりも上方に飛び出すように配置されている。そのため、発熱体40,第1空間47は炉体80の外に位置している。
The upper surface (ceiling portion) of the
こうして構成され赤外線処理装置100の使用例を以下に説明する。まず、図示しない電源を赤外線ヒーター10の入力端子に接続し、発熱体40の温度が予め設定された温度(ここでは700℃とする)になるように発熱体40に電力を供給する。通電された発熱体40は加熱により赤外線を放射する。また、ベルトコンベア85により、予め塗膜92を上面に形成した半導体素子90を搬送する。これにより、半導体素子90は炉体80の左側から炉体80内に搬入され、処理空間81を通過して炉体80の右側から搬出される。そして、塗膜92は、処理空間81を通過する間に赤外線ヒーター10からの赤外線によって乾燥(トルエンが蒸発)し、保護膜となる。
A usage example of the
ここで、発熱体40が加熱されると、主に発熱体40の下面からの赤外線が、下方のフィルタ部50(第1透過層51)に向かって放出される。この赤外線は、第1透過層51の上面にほぼ垂直に入射される。そして、この発熱体40からの赤外線のうち反射波長領域内の赤外線はフィルタ部50(主に第1透過層51)で反射されて上方に向かい、発熱体40に吸収される(図1の実線矢印参照)。これにより、フィルタ部50で反射された赤外線は発熱体40の加熱に用いられる。そのため、発熱体40を700℃に加熱するために外部から投入するエネルギー(電力)が少なくてすむ。換言すると、発熱体40の温度が上昇しやすくなる。一方、フィルタ部50(第1透過層51)は反射特性を有するため、例えば反射波長領域の赤外線を吸収してしまう場合と比較して、フィルタ部50の温度上昇が抑制される。また、第1空間47が外部空間に開放されていることで、第1空間47での熱滞留が抑制されて第1透過層51の温度上昇が抑制される。このように、赤外線ヒーター10は、発熱体40の温度が上昇しやすく、且つフィルタ部50の温度が上昇しにくくなっている。これらにより、使用時の発熱体40とフィルタ部50(特に第1透過層51)との温度差が大きくなりやすい。
Here, when the
また、発熱体40からの赤外線のうち反射波長領域以外の波長領域の赤外線は、フィルタ部50(第1透過層51)を通過して(図1の破線矢印参照)、処理空間81内に放射される。そして、処理空間81内に放射される赤外線は、フィルタ部50(第1透過層51)の上述したフィルタ特性により、2つの放射ピークを有し、反射波長領域(3.5μm〜4.5μm)の赤外線をほとんど含まない。ここで、トルエンは、例えば波長3.3μm,波長6.7μmなどに赤外線の吸収ピークを有する。そのため、この2つの吸収ピーク付近の波長の放射ピークを有する赤外線を赤外線ヒーター10が処理空間81内に放射することで、塗膜92から効率よくトルエンを蒸発させることができる。そして、トルエンが蒸発することで、半導体素子90の表面にシリコーンからなる保護膜を形成することができる。なお、第1透過層51のフィルタ特性が同じであっても、発熱体40の温度が異なることで処理空間81内に放射される赤外線は放射ピークなどの波長特性が変化する。そのため、発熱体40の温度を変えることで処理空間81内に放射される赤外線の2つの放射ピークの波長はある程度調整することができる。使用時の発熱体40の温度は、例えば対象物の吸収ピークの波長と処理空間81内に放射される赤外線の放射ピークとがなるべく近くなるように、対象物に応じて適宜定めることができる。
In addition, infrared rays in a wavelength region other than the reflected wavelength region among infrared rays from the
以上説明した本実施形態の赤外線処理装置100によれば、第1透過層51が反射波長領域の赤外線を反射する反射特性を有しており、発熱体40が反射波長領域の赤外線を吸収可能である。そのため、第1透過層51は反射波長領域の赤外線を反射することで、吸収する場合と比較して温度が上昇しにくくなる。一方、発熱体40は自身が放射した赤外線の一部を吸収して自身の加熱に用いることができるため、温度が上昇しやすくなる。これらにより、使用時の発熱体40とフィルタ部50(特に第1透過層51)との温度差を大きくすることができる。なお、発熱体40とフィルタ部51との温度差が大きくなることで、例えば第1透過層51の温度を耐熱温度以下に保ちつつ発熱体40を高温にすることができ、処理空間81内の対象物(塗膜92)に放射される赤外線のエネルギーを大きくすることができる。また、発熱体40の温度が同じでも本発明の赤外線処理装置100ではフィルタ部50をより低温に保つことができ、フィルタ部50の温度上昇による炉体80や処理空間81の温度上昇を抑制できる。なお、本実施形態では、外部空間が大気雰囲気であるため、第1空間47が大気開放されている。このように、外部空間が真空以外の雰囲気である場合、第1空間47が外部空間に開放されていることで、第1空間47での熱滞留が抑制されて第1透過層51の温度上昇が抑制される効果が得られる。
According to the
また、赤外線ヒーター10は、0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23を満たしている。ここで、距離D/代表寸法Lが小さいほど、発熱体40から第1透過層51への伝熱は、第1空間51内の雰囲気(大気)を介した熱伝導に依存し不可避となる。結果、第1空間47での熱滞留が大きくなり、第1透過層51の温度が上昇しやすくなる。ここで、距離D/代表寸法Lを0.08以上とすることで、伝導熱流束の過大化を防止し、使用時の発熱体40とフィルタ部50との間の伝熱量を小さくして、フィルタ部50(特に第1透過層51)の温度上昇を十分抑制することができる。また、距離D/代表寸法Lの上昇に伴い、今度は第1空間47内の伝熱が対流に依存するようになり、距離D/代表寸法Lが過度に大きくなると、第1空間47での対流損失が大きくなり、発熱体40の温度が低下しやすくなる。この場合は、距離D/代表寸法Lを0.23以下とすることで、対流熱伝達係数の上昇を防止し、対流損失による発熱体40の温度低下を十分抑制することができる。以上により、0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23とすることで、使用時の発熱体40の温度低下を抑制しつつ、発熱体40とフィルタ部50(特に第1透過層51)との温度差をより大きくすることができる。結果的に、発熱体40からの赤外線エネルギーは、より多くがフィルタ部50の透過分に回り、処理空間81内に導入され、効率よく塗膜92の赤外線処理を行うことができる。
The
さらに、赤外線処理装置100では、赤外線ヒーター10の発熱体40及び第1空間47が炉体80の外に位置している。これにより、第1空間47が炉体80の外に位置することで第1透過層51の温度上昇がより抑制されるため、使用時の発熱体40とフィルタ部51との温度差をより大きくすることができる。
Further, in the
さらにまた、赤外線ヒーター10は、発熱体40からみて第1透過層51とは反対側(発熱体40の上方)に配設され、少なくとも反射波長領域の赤外線を反射する反射部材23を備えている。そのため、発熱体40の上方に向かう赤外線を反射部材23が第1透過層51側に反射することで、反射部材23が反射した赤外線で発熱体40を加熱することができる。そのため、使用時の発熱体40とフィルタ部50(特に第1透過層51)との温度差をより大きくすることができる。
Furthermore, the
そしてまた、発熱体40は、第1透過層51に向けて赤外線を放射可能であり且つ反射波長領域の赤外線を吸収可能な平面を有する面状発熱体である。そのため、例えば発熱体40が線状ヒーターである場合と比較して第1透過層51で反射された赤外線を吸収しやすくなり、発熱体40の温度が上昇しやすくなる。したがって、使用時の発熱体40とフィルタ部50との温度差をより大きくすることができる。
The
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、フィルタ部50は第1透過層51を備えているが、発熱体40からの赤外線の少なくとも一部を透過する1以上の透過層をフィルタ部50がさらに備えてもよい。図5は、変形例の赤外線ヒーター10aの拡大断面図である。赤外線ヒーター10aのフィルタ部50は、上述した第1透過層51,第1固定板71に加えて、第1透過層51の下方に離間して配設されて第1透過層51を透過した赤外線の少なくとも一部を透過する第2透過層52と、第2透過層52を載置して固定する矩形の枠状部材である第2固定板72と、第1透過層51と第2透過層52との間に配設された冷却ケース60と、を備えている。第2透過層52は、下面視で四角形状をした板状の部材である。第2透過層52の上面は第1透過層51の下面と対向しており、第2透過層52は第1透過層51と略平行に配設されている。第2透過層52は、第1透過層51と第2空間63を隔てて上下に離間して配設されている。第2透過層52の下面は、処理空間81に露出している。第2透過層52は、発熱体40からの赤外線のうち第1透過層51を透過した赤外線の少なくとも一部を透過するものであればよい。第2透過層52は、例えば第1透過層51と同じ材質からなり、第1透過層51と同じフィルタ特性を有していてもよい。あるいは、第2透過層52は反射特性を有さず赤外線の透過率が全体的に高くてもよい。第2固定板72は、炉体80の上部に取り付けられている。冷却ケース60は、上下に開口した略直方体の箱状の部材である。冷却ケース60の上下の開口は、第1透過層51,第1固定板71,第2透過層52,及び第2固定板72で塞がれている。そのため、第2空間63は、冷却ケース60の前後左右の壁部と、第1透過層51及び第2透過層52とで囲まれた空間として形成されている。また、冷却ケース60は、左右に冷媒出入口61を有している。左側の冷媒出入口61は、外部空間に配置された冷媒供給源95(冷却手段)と配管で接続されている。冷媒供給源95は、左側の冷媒出入口61を介して第2空間63に冷媒を流通させる。第2空間63を通過した冷媒は、右側の冷媒出入口61を通過して外部へ流れるようになっている。冷媒供給源95が供給する冷媒は、例えば空気や不活性ガスなどの気体であり、第1透過層51,第2透過層52,冷却ケース60に接触して熱を奪うことによりフィルタ部50を冷却する。なお、第2空間63は、右側の冷媒出入口61を介して外部空間と直接に連通していてもよいし、配管などが接続されて外部空間と直接には連通していなくてもよい。また、第1空間47,第2空間63,処理空間81は、互いに直接には連通していない。
For example, in the embodiment described above, the
こうして構成された赤外線ヒーター10aを備えた赤外線処理装置でも、上述した実施形態の赤外線処理装置100と同様の効果が得られる。また、フィルタ部50が第2透過層52を備え、第1透過層51と第2透過層52との間に第2空間63が形成されているため、第2透過層52の加熱が抑制される。これにより、赤外線ヒーター10の表面(第2透過層52の下面)は比較的低温に保たれる。しかも、冷媒を第2空間63に流通させることでフィルタ部50の温度上昇を抑制することができ、赤外線ヒーター10の表面をより低温に保ったり、発熱体40とフィルタ部50との温度差をより大きくしたりすることができる。フィルタ部50を低温に保つことで、炉体80や処理空間81の温度上昇を抑制できる。
Even in the infrared processing apparatus including the
なお、図5の赤外線ヒーター10aにおいて、冷媒供給源95からの冷媒の供給を行わず、第2空間63が外部空間に直接に連通していてもよい。第2空間63は外部空間に開放されていてもよい。第2空間63に冷媒を流通させなくとも、第2空間63が存在することで赤外線ヒーター10の表面(図5では第2透過層52の下面)の加熱を抑制する効果は得られる。これにより、処理空間81,炉体80などの温度を低温に保つこともできる。なお、冷媒供給源95からの冷媒の供給を行わない場合、赤外線ヒーター10aは冷却ケース60を備えなくてもよい。この場合も、第1透過層51と第2透過層52との間に第2空間63が形成されればよく、例えば第1固定板71と第2固定板72との間に両者を離間しつつ支持する部材を配設してもよい。
In the
上述した実施形態では第1透過層51は基板51aの表面に上側コート層51b及び下側コート層51cを形成したものとしたが、これに限られない。第1透過層51が上述した反射特性を少なくとも有していれば、上側コート層51bと下側コート層51cとの少なくとも一方を省略したりしてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、フィルタ部50の第1透過ピークの波長が2μm〜3μmであり、第2透過ピークの波長が5μm〜8.5μmであり、反射波長領域が3.5μm〜4.5μmであるものとしたが、これに限られない。例えば第1透過層51の基板51a,上側コート層51b,下側コート層51cの膜厚などを適宜調整して、第1透過ピークの波長、第2透過ピークの波長、反射波長領域、のうち1以上を上述した実施形態とは異ならせてもよい。
In the embodiment described above, the wavelength of the first transmission peak of the
発熱体40は、上述した実施形態に限定されない。例えば、発熱体40は下面がセラミックス溶射膜でコーティングされたものとしたが、下面及び上面がコーティングされていてもよいし、セラミックス溶射膜を備えないものとしてもよい。また、発熱体40は支持板30に巻き付けられたリボン状の面状発熱体としたが、これに限られない。例えば、発熱体40が金属板を打ち抜き加工することで形成されたジグザグの面状発熱体であってもよい。あるいは、発熱体40が線状の発熱体であってもよい。また、発熱体40は支持板30に巻き付けられて支持されるものとしたが、発熱体40を貫通するボルトなどを介して発熱体40が支持板30に取り付けられていてもよい。
The
上述した実施形態では、第1透過層51は下面視で四角形状をした板状の部材としたが、これに限らず例えば円板状の部材であってもよい。図5で示した第2透過層52についても同様である。
In the embodiment described above, the
上述した実施形態では、赤外線ヒータ10は反射部材23を備えるものとしたが、反射部材23を備えない代わりにケース22が赤外線を反射する材料で構成されていてもよい。また、例えば反射部材23の下面が赤外線を反射する反射コートで覆われていてもよい。また、反射部材23を備えず且つケース22が赤外線を反射しないなど、赤外線ヒーター10は発熱体40の上方に反射部材を備えなくてもよい。
In the embodiment described above, the
上述した実施形態では、赤外線処理装置100において、赤外線ヒーター10を炉体80の上部に配設し、処理空間81に第1透過層51が露出するようにしたが、これに限られない。例えば、赤外線ヒーター10を炉体80の内側に配置してもよい。この場合も、例えば配管や仕切り部材などを用いて第1空間47が処理空間81と直接には連通せず且つ外部空間には開放されるようにすればよい。
In the above-described embodiment, in the
以下には、赤外線ヒーター及びこれを備えた赤外線処理装置を具体的に作製した例を実施例として説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, an example in which an infrared heater and an infrared processing apparatus including the infrared heater are specifically manufactured will be described as examples. In addition, this invention is not limited to a following example.
[実施例1〜10]
実施例1〜10では、距離D/代表寸法Lを表1に示すように種々変更しつつ、赤外線ヒーターを備えた赤外線処理装置を作成した。なお、赤外線ヒーターは、冷却ケース60を備えず第2空間63が外部空間に開放されている点以外は赤外線ヒーター10aと同様の構成とした。第1透過層51及び第2透過層52は、いずれも上述した実施形態の第1透過層51と同じ材質及びフィルタ特性とした。また、赤外線処理装置は、炉体80に赤外線ヒーターが1つだけ取り付けられている状態とした。発熱体40は、図3,4に示した形状とし、代表寸法Lを135.4mmとした。発熱体40は、Ni−Cr合金製とし、第1透過層51側の表面がアルミナのセラミックス溶射膜でコーティングされているものとした。外部空間は大気雰囲気とした。
[Examples 1 to 10]
In Examples 1-10, the infrared processing apparatus provided with the infrared heater was created, changing distance D / representative dimension L variously as shown in Table 1. The infrared heater has the same configuration as that of the
[評価試験]
実施例1〜10の赤外線処理装置において、処理空間81内の赤外線ヒーターの真下の位置に対象物を配置した。そして、発熱体40に約300Wの電力を通電した状態で温度が安定するのを待った後、発熱体40,第1透過層51,第2透過層52,対象物,処理空間81の温度を測定した。実施例1〜10の距離D,距離D/代表寸法L,測定した各温度を、表1にまとめて示す。
[Evaluation test]
In the infrared processing apparatuses of Examples 1 to 10, an object was placed at a position directly below the infrared heater in the
図6は、実施例1〜10における距離D/代表寸法Lと発熱体40,第1透過層51,第2透過層52,対象物の温度との関係を示すグラフである。表1及び図6からわかるように、実施例1〜10のいずれも、使用時の発熱体40とフィルタ部50(第1透過層51及び第2透過層52)との温度差を大きくすることができていた。また、距離D/代表寸法Lが大きいほど、第1透過層51の温度が低下し発熱体40と第1透過層51との温度差が大きくなる傾向が見られた。距離D/代表寸法Lが値0.08以上である実施例2〜10では、第1透過層51の温度上昇をより抑制できており、距離D/代表寸法Lを値0.08以上とすることがより好ましいと考えられる。また、距離D/代表寸法Lが0.14以下の領域では距離D/代表寸法Lが大きいほど第1透過層51の温度上昇を抑制する効果が急激に高くなっており、距離D/代表寸法Lが値0.14以上では第1透過層51の温度上昇をさらに抑制できていた。また、距離D/代表寸法Lが大きいほど、発熱体40の温度が低下する傾向が見られた。距離D/代表寸法Lが値0.23以下である実施例1〜8では、発熱体40の温度低下をより抑制できており、距離D/代表寸法Lを値0.23以下とすることがより好ましいと考えられる。また、距離D/代表寸法Lが0.19以下では発熱体40の温度が600℃以上に保たれており、発熱体40の温度低下をさらに抑制できていた。以上より、距離D/代表寸法Lは0.08以上,0.14以上が好ましく、0.23以下,0.19以下が好ましいと考えられる。また、第1透過層51が低温に保たれている実施例ほど、第2透過層52,対象物,処理空間81の温度も低温に保たれる傾向にあった。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the distance D / representative dimension L in Examples 1 to 10, the
10,10a 赤外線ヒーター、20 発熱部、22 ケース、23 反射部材、30 支持板、31 前側凸部、32 後側凸部、40 発熱体、41 折り返し端部、47 第1空間、50 フィルタ部、51 第1透過層、51a 基板、51b 上側コート層、51c 下側コート層、52 第2透過層、60 冷却ケース、61 冷媒出入口、63 第2空間、71 第1固定板、72 第2載置板、80 炉体、81 処理空間、85 ベルトコンベア、90 半導体素子、92 塗膜、95 冷媒供給源、100 赤外線処理装置。 10, 10a Infrared heater, 20 heat generating part, 22 case, 23 reflecting member, 30 support plate, 31 front convex part, 32 rear convex part, 40 heating element, 41 folded end part, 47 first space, 50 filter part, 51 First transmission layer, 51a Substrate, 51b Upper coating layer, 51c Lower coating layer, 52 Second transmission layer, 60 Cooling case, 61 Refrigerant inlet / outlet, 63 Second space, 71 First fixing plate, 72 Second mounting Plate, 80 furnace body, 81 processing space, 85 belt conveyor, 90 semiconductor element, 92 coating film, 95 refrigerant supply source, 100 infrared processing apparatus.
Claims (8)
加熱されると赤外線を放射する発熱体と、所定の反射波長領域の赤外線を反射する反射特性を有し且つ前記発熱体からの赤外線の少なくとも一部を透過する第1透過層を有するフィルタ部と、を備え、前記発熱体が前記反射波長領域の赤外線を吸収可能であり、前記発熱体と前記第1透過層との間の第1空間が外部空間に開放されている赤外線ヒーターと、
前記第1空間と直接には連通しておらず且つ前記発熱体から放射され前記フィルタ部を透過した後の赤外線により前記赤外線処理を行う空間である処理空間、を形成する炉体と、
を備えた赤外線処理装置。 An infrared processing apparatus that performs infrared processing by emitting infrared rays to an object,
A heating element that emits infrared rays when heated, and a filter unit that has a reflection characteristic that reflects infrared rays in a predetermined reflection wavelength region and includes a first transmission layer that transmits at least part of infrared rays from the heating element; An infrared heater in which the heating element can absorb infrared rays in the reflection wavelength region, and a first space between the heating element and the first transmission layer is open to an external space;
A furnace body that is not in direct communication with the first space and forms a treatment space that is a space for performing the infrared treatment by infrared rays after being emitted from the heating element and transmitted through the filter unit;
Infrared processing device equipped with.
0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23である、
請求項1に記載の赤外線処理装置。 The distance between the heating element and the first transmission layer is a distance D [cm], and a region in which the heating element is projected onto the first transmission layer in a direction perpendicular to the first transmission layer is defined as a projection area. The area of the smallest rectangular or circular area surrounding the entire projection area is defined as a heating element area S [cm 2 ] (where 0 cm 2 <heating element area S ≦ 400 cm 2 ) and representative dimension L [cm] = 2 × √ ( When the heating element area S / π),
0.08 ≦ distance D / representative dimension L ≦ 0.23,
The infrared processing apparatus according to claim 1.
請求項1又は2に記載の赤外線処理装置。 The heating element and the first space are located outside the furnace body;
The infrared processing apparatus according to claim 1 or 2.
前記発熱体からみて前記第1透過層とは反対側に配設され、少なくとも前記反射波長領域の赤外線を反射する反射部材、
を備えた赤外線処理装置。 The infrared processing device according to any one of claims 1 to 3,
A reflective member that is disposed on the side opposite to the first transmission layer as viewed from the heating element and reflects infrared rays in at least the reflection wavelength region;
Infrared processing device equipped with.
前記炉体が形成する前記処理空間は、前記第2空間と直接には連通していない、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の赤外線処理装置。 The filter unit includes a second transmission layer that is disposed with a space between the first transmission layer and the second space and transmits at least a part of infrared rays transmitted through the first transmission layer among infrared rays from the heating element. And
The processing space formed by the furnace body is not in direct communication with the second space;
The infrared processing apparatus of any one of Claims 1-4.
前記第2空間に冷媒を流通させて前記フィルタ部を冷却する冷却手段、
を備えた赤外線処理装置。 The infrared processing device according to claim 5,
A cooling means for cooling the filter part by circulating a refrigerant in the second space;
Infrared processing device equipped with.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の赤外線処理装置。 The heating element is a planar heating element that has a plane capable of emitting infrared rays toward the first transmission layer and capable of absorbing infrared rays in the reflection wavelength region.
The infrared processing apparatus of any one of Claims 1-6.
前記発熱体と第1空間を隔てて配設され所定の反射波長領域の赤外線を反射する反射特性を有し且つ前記発熱体からの赤外線の少なくとも一部を透過する第1透過層、を有するフィルタ部と、
を備え、
前記発熱体が前記反射波長領域の赤外線を吸収可能であり、
前記第1空間が外部空間に開放されており、
前記発熱体と前記第1透過層との距離を距離D[cm]とし、前記発熱体を前記第1透過層に対して垂直方向に該第1透過層に投影した領域を投影領域とし、該投影領域全体を囲む矩形又は円形の最小の領域の面積を発熱体面積S[cm2]とし(ただし、0cm2<発熱体面積S≦400cm2)、代表寸法L[cm]=2×√(発熱体面積S/π)としたときに、
0.08≦距離D/代表寸法L≦0.23である、
赤外線ヒーター。 A heating element that radiates infrared when heated,
A filter having a reflection characteristic that reflects infrared rays in a predetermined reflection wavelength region and is separated from the heating element by a first space and that transmits at least part of infrared rays from the heating element. And
With
The heating element can absorb infrared rays in the reflection wavelength region;
The first space is open to an external space;
The distance between the heating element and the first transmission layer is a distance D [cm], and a region in which the heating element is projected onto the first transmission layer in a direction perpendicular to the first transmission layer is defined as a projection area. The area of the smallest rectangular or circular area surrounding the entire projection area is defined as a heating element area S [cm 2 ] (where 0 cm 2 <heating element area S ≦ 400 cm 2 ) and representative dimension L [cm] = 2 × √ ( When the heating element area S / π),
0.08 ≦ distance D / representative dimension L ≦ 0.23,
Infrared heater.
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