JP2021197352A - 熱処理オーブンのヒーター電源供給装置 - Google Patents

熱処理オーブンのヒーター電源供給装置 Download PDF

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Abstract

【課題】熱処理オーブンのヒーター電源供給装置を開示する。【解決手段】本発明に係る熱処理オーブンのヒーター電源供給装置は、基板の加熱乾燥のために基板を収容するチャンバーを備え、前記チャンバー内に発熱体であるヒーターを実装して前記ヒーターの熱で基板を加熱または乾燥させる熱処理オーブンと、前記ヒーターの発熱線を接続して電流を通電させる多数のバスバーが接続された導電部と、前記チャンバーの内外部ケーシングに沿って外部電源入力端子の接続を誘導するようにチャンバーの外部ケーシングから突出して前記バスバーに電流を通電させる複数のフィードスルーを備える電源供給部と、を含んで構成できる。【選択図】図５

Description

本発明は、熱処理オーブンのヒーターに外部電源を接続し、ヒーターに外部電源を通電させて供給する熱処理オーブンのヒーター電源供給装置に関する。
有機発光表示装置及びＬＣＤガラス基板などは、いろんな種類の画像機器、例えば画像スクリーン、ＴＶ、携帯電話、モニターなどに使用されている。有機発光表示装置及びＬＣＤガラス基板などは、次世代ディスプレイの一つであって、様々な分野に適用されており、近年、この分野のフラットパネルディスプレイ製造技術は、性能と歩留まりを向上させるための技術開発が続けられている。
フラットパネルディスプレイの代表的な有機発光表示装置やＬＣＤガラス基板（以下、「基板」または「ガラス基板」という）を製造する上での温度管理と温度均一度は、良品基板の品質の確保及び歩留まりの維持のために必ず必要である。
例えば、有機発光表示装置の製造工程では、基板の表面に有機物層が形成されて一定量の水分を含むことができるので、水分を蒸発させる乾燥工程を必要としている。
ＬＣＤガラス基板の製造工程では、基板の表面に感光膜をコーティングする前に洗浄過程を経るが、洗浄過程後には、水分を除去するための加熱乾燥工程を行っている。
そして、感光膜をＬＣＤガラス基板にコーティングした後には、露光及び現像工程を行う。このような露光及び現像工程の前にはプレベーキング（ｐｒｅ−ｂａｋｉｎｇ）、露光及び現像工程の後にはポストベーキング（ｐｏｓｔ−ｂａｋｉｎｇ）工程を順次行っている。
このように、基板製造工程のほとんどは、加熱及び乾燥工程を行って基板を製造している。基板製造工程で発生する水分は、赤外線の活用によって、或いはヒーター（シーズヒーター（ｓｈｅａｔｈ ｈｅａｔｅｒ））などの発熱体を含む熱処理オーブンのチャンバーに入れて加熱乾燥によって除去している。
これに関連する基板の熱処理オーブンは、特許文献１に提案されている。
一方、従来の熱処理オーブンは、ヒーターに電源を供給する電源供給部についての性能改善を必要としている。
すなわち、従来の熱処理オーブンの電源供給部は、内部チャンバーの内側に発熱体であるヒーターが構成され、電源供給部は、内部チャンバー、断熱材及び外部チャンバーを全て通過するように設置した後、電源を供給するように構成されているが、熱処理工程条件への影響を最小限に抑えなければならない性能を満足させる上で技術的な困難が伴われている。例えば、チャンバー内の温度雰囲気及びプロセスガスの流出制御などが不十分である。
さらに、熱処理工程への影響を最小限に抑えなければならないうえ、電気的な特性に問題なく電気安全基準を満たすのにも限界がある。
一方、熱処理オーブンの電源供給部は幾つかの性能を要求している。例えば、電気的な絶縁性能を備えること、電気安全認証を満たす程度の安全性があること、高温での使用にも問題なく一定の絶縁性能を維持すること、チャンバー内のプロセスガスの流出を遮断することができること、メンテナンス時間を短縮し且つ良い作業性を確保することなどを求めている。
韓国登録特許第１０−２０９４７６３号公報（２０２０年３月３１日公告）
本発明の目的は、熱処理オーブンのヒーター電源供給部をチャンバーの外部ケーシングに別個に構成することにより、電源供給部のモニタリングとメンテナンスを含む電源供給部の管理作業性を改善する熱処理オーブンのヒーター電源供給装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、高温のチャンバー温度による電源供給部の耐久性を確保し、チャンバー内のプロセスガスが電源供給部を介して流出する問題を改善する熱処理オーブンのヒーター電源供給装置を提供することにある。
上記目的は、本発明によれば、基板の加熱乾燥のために基板を収容するチャンバーを備え、前記チャンバー内に発熱体であるヒーターを実装して前記ヒーターの熱で基板を加熱または乾燥させる熱処理オーブンと、前記ヒーターの発熱線を接続して電流を通電させる多数のバスバーが接続された導電部と、前記チャンバーの内外部ケーシングに沿って外部電源入力端子の接続を誘導するようにチャンバーの外部ケーシングから突出して前記バスバーに電流を通電させる複数のフィードスルー（ｆｅｅｄｔｈｒｏｕｇｈ）を備える電源供給部と、を含む、熱処理オーブンのヒーター電源供給装置により達成される。
本発明の実施形態によれば、前記電源供給部は、前記フィードスルーを突出可能に誘導する開口ホールを備え、前記フィードスルーを保護し且つ外部でメンテナンスを行うためのボックスを含んで構成できる。
本発明の実施形態によれば、前記ボックスの一端には、チャンバー内のヒーター温度を制御することができるようにする温度制御センサー誘導ウィンドウを備え、前記ボックスの内部側には、耐熱性を有するハウジング、及びチャンバー内の熱と流体の外部流出を遮断する温度センサーシールシートを備えて構成できる。
本発明の実施形態によれば、前記フィードスルーは、チャンバーの外部ケーシングにシリコーンリングを装着し、前記シリコーンリングに案内されて高温絶縁性能を維持するように構成できる。
本発明の実施形態によれば、前記シリコーンリングは、チャンバーの外部ケーシングに金属ブッシュを装着し、前記金属ブッシュに案内されて高温シールを維持するように構成できる。
本発明の実施形態によれば、前記フィードスルーは、高温腐食を予防するためにニッケル材料で構成できる。
本発明の実施形態によれば、前記シリコーンリングは、シールを維持するために複数の円形パッキンまたは平衡シートで構成できる。
本発明は、熱処理オーブンのヒーター電源供給部をチャンバーの外部ケーシングに別個に構成することにより、電源供給部のモニタリングとメンテナンスを含む電源供給部の管理作業性を改善することができるという効果がある。
また、高温にも使用可能な絶縁体であるシリコーンリングとシートを介してフィードスルーをチャンバーの外部ケーシングに案内して固定することにより、高温のチャンバー温度による電源供給部の耐久性を確保し、チャンバー内のプロセスガスが電源供給部を介して流出する現象を効果的に遮断することができるという効果がある。
本発明の一実施形態に係る熱処理オーブンを示す例示である。 本発明の一実施形態に係る熱処理オーブンの正面を示す例示である。 本発明の一実施形態に係る熱処理オーブンの平面を示す例示である。 本発明の一実施形態に係る熱処理オーブンの一側面を示す例示である。 図４のＡ部を抜粋して示す分解図であって、本発明の一実施形態による電源供給部の例示である。 本発明の一実施形態に係る電源供給部をチャンバー側に組み立てた状態で示す例示である。 本発明の一実施形態に係る電源供給部をチャンバー側に組み立てた状態で詳細に示す例示である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る「熱処理オーブンのヒーター電源供給装置」の具体的な内容を具体的に説明する。
一般に、基板を熱処理するための熱処理オーブンは、熱処理対象基板をチャンバー内に設けられた各段に取り込んだり熱処理工程済みの基板をチャンバーから取り出したりするために、背面部にはドア、前面部にはシャッターをそれぞれ備えることができる。
また、熱処理オーブンは、加熱または乾燥を必要とする基板を収容するチャンバーを備え、チャンバー内にヒーターからなる発熱体を実装してヒーターからの熱で基板を加熱したり水分を蒸発乾燥させたりするように構成される。そして、仕様によって異なるが、通常の場合、ヒーターの上下部には上／下部熱伝達プレートを密着するように設置することにより、基板加熱工程を効率よく行うように構成されている。
熱処理オーブンのチャンバーの一側には、プロセスガスを含む流体を流入させる給気口、及びチャンバー内の流体を排気させる排気口を備え、チャンバーを支持及びサポートするラグ付きフレーム、及びヒーターの発熱線を接続して電流を通電させる多数のバスバーが接続された導電部を含んで構成されている。
一方、熱処理オーブンは、チャンバーの内部に、基板の熱処理工程中に基板上に残存する水分を除去するためにヒーターを含んでおり、製品の品質向上のために、より効率的で高い性能の工程能力を求めている。
さらに、熱処理工程の時間短縮によってより多くの量の製品を量産するために、チャンバー内の温度を急速に上昇させ、冷却をより迅速に行うことができながらも、構造的には耐久性が良い熱処理オーブンを求めている。
従来の熱処理オーブンは、ヒーターに電源を供給する電源供給部についての性能改善を必要としている。すなわち、内部チャンバーの内側に発熱体であるヒーターが構成され、電源供給部は、内部チャンバー、断熱材及び外部チャンバーを全て通過するように設置した後、電源を供給するように構成されているが、熱処理工程条件への影響を最小限に抑える性能を満足させる上で困難が伴われている。
例えば、従来の電源供給部の形式は、チャンバー内の温度雰囲気の維持及びプロセスガスの流出を制御することが難しい。
熱処理オーブンの電源供給部は幾つかの性能を求めている。例えば、電気的な絶縁性能を備えること、電気安全認証を満たす程度の安全性があること、高温での使用にも問題なく一定の絶縁性能を維持すること、チャンバー内のププロセスガスの流出を遮断することができること、メンテナンス時間を短縮し且つ良い作業性を確保することなどを求めている。
これにより、本発明は、熱処理オーブンのヒーター電源供給部をチャンバーの外部ケーシングに別個に構成することにより、電源供給部のモニタリングとメンテナンスを含む電源供給部の管理作業性を改善することができる、熱処理オーブンのヒーター電源供給装置として提示される。
また、本発明は、高温でも使用可能な絶縁体であるシリコーンリングと金属ブッシュを介してフィードスルーをチャンバーの外部ケーシングに案内して固定することにより、高温のチャンバー温度による電源供給部の耐久性を確保し、チャンバー内のプロセスガスが電源供給部を介して流出する現象を効果的に遮断することができる、熱処理オーブンのヒーター電源供給装置として提示される。
次に、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係るより具体的な内容を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る熱処理オーブンを示す例示である。図２は本発明の一実施形態に係る熱処理オーブンの正面を示す例示である。図３は本発明の一実施形態に係る熱処理オーブンの平面を示す例示である。図４は本発明の一実施形態に係る熱処理オーブンの側面を示す例示である。
図１乃至図４は、熱処理オーブン１００の全体構造を示すもので、チャンバー２００を含む熱処理オーブン１００の例示である。
本発明に係る熱処理オーブン１００は、図１乃至図４に示すように、基板を熱処理するためのもので、熱処理対象基板をチャンバー２００内に設けられた各段に取り込んだり熱処理工程済みの基板をチャンバー２００から取り出したりするために、背面部にはドア部１１０、前面部にはシャッター部１２０をそれぞれ備えることができる。
また、熱処理オーブン１００は、加熱または乾燥を必要とする基板を収容するチャンバー２００を備え、チャンバー２００内にはヒーターからなる発熱体を実装することにより、ヒーターから発生する熱で基板を加熱したり水分を蒸発乾燥させたりするように構成される。
また、仕様によって異なるが、通常の場合、ヒーター２３０の上下部には上／下部熱伝達プレートを密着するように設置して、基板加熱工程を効果的に行うように構成されている。
また、熱処理オーブン１００は、チャンバー２００の一側にプロセスガスを含む流体を流入させる給気口、及びチャンバー内の流体を排気させる排気口を備え、チャンバーを支持及びサポートするラグ付きフレーム、及びヒーターの発熱線を接続して電流を通電させる多数のバスバー５１０が接続された導電部５００を含んで構成されている。
ちなみに、熱処理オーブンを構成する基本的な構成、例えば、ヒーター、上／下部の熱伝達プレート、プロセスガスの給気及び排気系統、ヒーターへ電源を供給するバスバーを含む導電部の構成は、本発明と直接関係がない。そして、熱処理オーブンの基本的な当該構成は、本発明の要旨とは無関係であり、公知の構成なので、本発明の説明では省略する。
本発明に係る熱処理オーブンのヒーター電源供給装置の主要構成を図５乃至図７を参照して説明する。
図５は図４のＡ部を抜粋して示す分解図であって、本発明の一実施形態に係る電源供給部の例示である。
図６は本発明の一実施形態に係る電源供給部をチャンバー側に組み立てた状態で示す例示である。
図７は本発明の一実施形態に係る電源供給部をチャンバー側に組み立てた状態で詳細に示す例示である。
本発明の実施形態に係る熱処理オーブンのヒーター電源供給装置は、基板の加熱乾燥のために基板を収容するチャンバー２００を備え、チャンバー２００内に発熱体であるヒーター２３０を実装してヒーター２３０の熱で基板を加熱または乾燥させる熱処理オーブン１００のヒーター２３０に電源を供給する電源供給部４００を含んで構成される。
熱処理オーブン１００には、ヒーター２３０の発熱線を接続して電流を通電させる多数のバスバー５１０が接続された導電部５００が構成される。
熱処理オーブン１００のヒーター２３０に電源を供給する電源供給部４００は、チャンバー２００の内外部ケーシング２１０、２２０に沿って外部電源入力端子の接続を誘導するようにチャンバー２００の外部ケーシング２２０から突出してバスバー５１０に電流を通電させる複数のフィードスルー４３０を備えて構成できる。
また、電源供給部４００は、図５に示すように、フィードスルー４３０を突出可能に誘導する開口ホール４１２を備え、フィードスルー４３０を保護し且つメンテナンスを行うためのボックス４１０を備えて構成できる。ここで、ボックス４１０は、チャンバー２００の外部ケーシング２２０に付着して構成できる。
また、電源供給部４００を構成するボックス４１０の一端には、図５に示すように、チャンバー２００内のヒーターの温度を制御することができるようにする温度制御センサー誘導ウィンドウ４１１（温度制御センサーを外部からチャンバー２００内に差し込むためのウィンドウ）を備え、ボックス４１０の内部側には、耐熱性を有するハウジング４２０とチャンバー２００内の熱と流体の外部流出を遮断する温度センサーシールシート４２１を備えて構成できる。
また、電源供給部４００を構成するフィードスルー４３０は、図６及び図７に示すように、チャンバー２００の外部ケーシング２２０に装着されたシリコーンリング４４０に案内され、高温絶縁性能を維持するように構成できる。
また、図６及び図７に示すように、チャンバー２００の外部ケーシング２２０に支持固定するシリコーンリング４４０は、チャンバー２００の外部ケーシング２２０に装着された金属ブッシュ４５０に案内され、高温シールを維持するように構成できる。
また、電源供給部４００を構成する金属ブッシュ４５０は、図７に示すように、シリコーンリング４４０及び円形シリコーンパッキン４５２に密着して高温シールを維持することができるように構成できる。
また、電源供給部４００を構成するフィードスルー４３０は、高温腐食を予防するために、ニッケル金属材料を用いて構成できる。
一方、図１及び図４において、未説明符号３００は、冷却気流を形成して、チャンバー２００の内部に構成された冷却気流誘導路を介してチャンバーを均一な温度分布で冷却させる「冷却ジャケット」である。
また、図５において、未説明符号４１３は、チャンバー２００の外部ケーシング２２０の表面に沿ってボックス４１０を装着するためにボックス４１０の縁に沿って設けられた「フランジ部」である。４５２は、ボックス４１０をチャンバー２００の外部ケーシング２２０の表面に沿って装着するときの密閉のための「ガスケット」であり得る。
また、図６及び図７において、未説明符号４５１は、シリコーンリング４４０の一端を案内して密着させて組み立てるために、金属ブッシュ４５０に設けられた「組立孔」である。４６０は、シリコーンリング４４０の着座を誘導するためにチャンバーの外部ケーシング２２０に組み立てられる「ガイドブラケット」である。
このように、本発明に係る熱処理オーブンのヒーター電源供給装置は、基板の熱処理工程に必要な熱が基板の熱処理に必要な条件に合うようにチャンバー２００内のヒーター２３０に電源を供給して基板の熱処理工程を行うことができる。
ヒーター２３０は、チャンバー２００の内部に構成された導電部５００に電源供給部４００を介して電源を供給すると、面状発熱体として機能しながら基板に熱を伝達してチャンバー２００内で熱処理工程を行う。
電源供給部４００を用いた電源供給は、制御ゾーン別に区分して供給でき、供給電源を必要に応じて自由に調整することができるように構成できる。
電源供給は、複数の配線を介してそれぞれ制御でき、電源供給のためのそれぞれのフィードスルー４３０は、電気的な容量、絶縁性能及びシール能力を満足する構造で構成され、高温でも使用できるようになっている。
フィードスルー４３０は、シリコーンリング４４０を介してチャンバー２００のケーシングに支持され、シリコーンリング４４０は、チャンバー２００の外部ケーシング２２０に装着された金属ブッシュ４５０に案内され、高温シールを維持する機能を行うことができる。
一方、本発明に係る熱処理オーブンの電源供給装置は、熱処理オーブンで必要とする幾つかの性能を満足させることができる。
例えば、電気的な絶縁性能を備えることができる。高温シールが可能なので、電気安全認証を満たす程度の安全性がある。
そして、高温での使用にも問題なく、一定の絶縁性能を維持することができる。
チャンバー内のプロセスガスの流出をシール材を介して効果的に遮断することができ、電源供給部４００の外部にボックス４１０を備えているので、メンテナンス時間を短縮し、良好な作業性を確保することができる。
このように、本発明に係る熱処理オーブンのヒーター電源供給装置は、熱処理オーブンのヒーター電源供給部をチャンバーの外部ケーシングに別個に構成することにより、電源供給部のモニタリングとメンテナンスを含む電源供給部の管理作業性を改善するという有利な利点がある。
また、高温のチャンバー温度による電源供給部の耐久性を確保し、チャンバー内のプロセスガスが電源供給部を介して流出する問題を効果的に改善することができるという有利な利点がある。
本発明は、図示された一実施形態を参照して説明されたが、実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱することなく修正及び変更して実施することができ、それらの修正と変更も本発明の技術思想に含まれると理解されるべきである。
１００ 熱処理オーブン
２００ チャンバー
２１０ 外部ケーシング
２２０ 内部ケーシング
４００ 電源供給部
４１０ ボックス
４１１ 温度制御センサー誘導ウィンドウ
４１２ 開口ホール
４２０ ハウジング
４２１ 温度センサーシールシート
４３０ フィードスルー（ｆｅｅｄｔｈｒｏｕｇｈ）
４４０ シリコーンリング
４５０ 金属ブッシュ
４５２ 円形シリコーンパッキン

Claims (7)

  1. 基板の加熱乾燥のために基板を収容するチャンバーを備え、前記チャンバー内に発熱体であるヒーターを実装して前記ヒーターの熱で基板を加熱または乾燥させる熱処理オーブンと、
    前記ヒーターの発熱線を接続して電流を通電させる多数のバスバーが接続された導電部と、
    外部電源入力端子の接続を誘導するようにチャンバーの外部ケーシングから突出して前記バスバーに電流を通電させる複数のフィードスルー（ｆｅｅｄｔｈｒｏｕｇｈ）を、前記チャンバーの内外部ケーシングに沿って備える電源供給部とを含む、熱処理オーブンのヒーター電源供給装置。
  2. 前記電源供給部が、前記フィードスルーを突出可能に誘導する開口ホールを備え、前記フィードスルーを保護し且つ前記チャンバーの外部でメンテナンスを行うためのボックスを含む、請求項１に記載の熱処理オーブンのヒーター電源供給装置。
  3. 前記ボックスの一端には、チャンバー内のヒーター温度を制御することができるようにする温度制御センサー誘導ウィンドウを備え、前記ボックスの内部側には、耐熱性を有するハウジング、及びチャンバー内の熱と流体の外部流出を遮断する温度センサーシールシートを備える、請求項２に記載の熱処理オーブンのヒーター電源供給装置。
  4. 前記フィードスルーは、チャンバーの外部ケーシングにシリコーンリングを装着し、前記シリコーンリングに案内されて高温絶縁性能を維持するように構成された、請求項１に記載の熱処理オーブンのヒーター電源供給装置。
  5. 前記シリコーンリングは、チャンバーの外部ケーシングに金属ブッシュを装着し、前記金属ブッシュに案内されて高温シールを維持するように構成された、請求項４に記載の熱処理オーブンのヒーター電源供給装置。
  6. 前記フィードスルーが、高温腐食を予防するためにニッケル材料で構成された、請求項１に記載の熱処理オーブンのヒーター電源供給装置。
  7. 前記シリコーンリングが、シールを維持するために複数の円形パッキンまたは平衡シートからなることを特徴とする、請求項５に記載の熱処理オーブンのヒーター電源供給装置。
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