JP3105984B2 - 連続処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続処理装置、例えば
電子部品の連続処理装置に関する。

【０００２】

【従来技術】半導体部品や、セラミックス基板にスクリ
ーン印刷によって形成された回路パターンを焼成してな
る厚膜集積回路、或いは配向膜や偏向膜が形成された液
晶表示装置用ガラス基板等の電子部品の熱処理にあって
は、塵埃の付着によって電子部品の品質が甚だしく劣化
するので、清浄な雰囲気の中で処理されることは最も重
要な要件である。

【０００３】この雰囲気のクリーン度は一般的には10ク
ラス以上、即ち、１立方フィート中に粒径0.5 μｍの微
粒子を10個以下に保つことが必要であり、このための様
々な方策が採られている。

【０００４】また、被処理物が表面の酸化や窒化等によ
ってその品質が劣化するものである場合は、真空又は不
活性ガスの雰囲気中で熱処理が行われることもある。

【０００５】したがって、塵埃の発生し易い熱風加熱に
よる初期の生産方式から清浄度の高い赤外線加熱方式が
採られるようになり、更に塵埃源を排除する様々な試み
がなされている。

【０００６】熱処理の方法としては、専用の容器に数十
枚の基板を装入して熱処理炉に入れて行うカセット方式
や、チェーン又はベルトコンベヤ等の搬送装置を用いて
熱処理炉の中を通過させて行う連続方式や、ホットプレ
ートに処理物を載置して行う熱処理方式が一般的であ
る。

【０００７】然し、処理能力においては優れた性能を有
するもののコンベヤ方式の長い炉体に要する多大な設置
面積や、カセットや炉内へのセッティングに手間どるバ
ッチ方式は、必然的に低生産性と不均一な加熱や塵埃飛
散による不良品の発生を伴う等の難点を容している。

【０００８】したがって、このような難点を補うため
に、コンベヤ等を利用する連続処理方式の優れた処理能
力を活かしながら、炉体上部空間を有効利用すべく、炉
体及び搬送機構を上方へ迂回路を形成して、炉全長の短
縮化を図る方法が採られるようになっている。

【０００９】図９は、前記迂回方式連続処理炉の要部の
概略縦断面図である。即ち、搬送機構の横送り部30ａか
ら30ｅの間に上昇、水平移動及び下降からなる迂回路を
形成し、上昇部30ｂから上部における中継の横送り部30
ｃを経由して、下降部30ｄを通り所要の熱処理を行うよ
うになっている。

【００１０】下部における横送りはウォーキングビーム
方式等の塵埃の発生しない方式が採られているが、その
他の部分の搬送機構についてはその方法は一様ではな
い。上昇及び下降の方法としては、例えば搬入されてく
る被処理物Ｗを個々に支える多段の支持材を設けたもの
があり、図10がそれである。

【００１１】図10は、前記迂回路において、多段の支持
材を備えた上昇部30ｂ並びに下降部30ｄの搬送機構の概
要図であり、図11はその要部の平面図である。上昇部30
ｂの内部には、等間隔同一レベルの位置に複数の支持材
33を配した複数の上送り軸32Ａと上昇中継軸31Ｂの２組
の支軸群が設けられている。そして、上送り軸32Ａは連
動して上下動及び回転し、上昇中継軸31Ａは単独に連動
して回転のみをする構造になっている。

【００１２】図示の如く、横送り部30ａから上昇部30ｂ
の中まで搬送された被処理物Ｗは、上送り軸32Ａの支持
材33に移し替えられる。移し替えられた被処理物Ｗは上
送り軸32Ａによって押上げられ、上昇中継軸31Ａに移し
替えられ、上送り軸32Ａは下降して次の被処理物を押上
げる。同時に、上送り軸32Ａに配されている上段の支持
材33は、先に押上げ上昇中継軸31Ａの支持材33に中継さ
れている被処理物Ｗを支持して順次、次の段へ押上げ
る。このような動作の反復によって被処理物Ｗは上昇部
30ｂの中を搬送される。

【００１３】上送り軸32Ａ及び上昇中継軸31Ａの夫々の
支持材33は被処理物Ｗの受渡し時以外は交互に回軸して
被処理物Ｗの通過を妨げることはない。即ち、上送り軸
32Ａの支持材33が被処理物Ｗを支持して作動している時
は、上昇中継軸31Ａは回転して同軸の支持材33の向きを
変え、更に回転して被処理物Ｗの受渡しを行えば、次は
上送り軸32Ａが回転して同軸の支持材33の向きを変えて
上下動する。

【００１４】上昇部30ｂにおいて、最上端まで搬送され
た被処理物Ｗは、下降部30ｄ側へ横送り（機構図示省
略）される。

【００１５】下降部30ｄの内部にも上昇部30ｂと全く同
じ機構が逆向きに設けられている。そしてこれは同じ機
能を備え、只、上昇側とは反対の作用をしている。上昇
側の上送り軸32Ａが被処理物Ｗを順次押上げる作用に対
して、下降側の下送り軸32Ｂは同軸の支持材33により、
下降中継軸31Ｂの支持材33から被処理物Ｗを順次下方へ
移し替える役目をするものである。

【００１６】このように、装置の設置面積の節約と効率
化策として、迂回路を形成して上方空間の活用化のため
には、全体の機構の複雑化を伴う傾向がある。而も上部
の横送り機構は発塵源となって清浄な雰囲気を汚染する
結果を生み、又、該部の横送り機構の駆動源を炉外に設
けなければならないため、この駆動源との連結材用の貫
通溝を炉壁に設けねばならず、これに伴う熱の逃げを余
儀なくされる。このため炉内温度の均一性を欠き、被処
理物の品質の低下を招く結果ともなっている。したがっ
て、構造の簡素化等の改善は今後の課題でもある。

【００１７】

【発明の目的】本発明は、清浄な雰囲気を必要とする連
続処理装置において、発塵源を無くし、機構の簡素化と
効率的な連続処理装置を提供することを目的としてい
る。

【００１８】

【発明の構成】本発明は、処理手段（例えば後述の発熱
素子16）を具備する仕切り壁（例えば後述の仕切り壁
４）によって複数の処理室が互に重なるように設けられ
た第一及び第二の処理室群（例えは後述の第１炉１−１
及び第２炉１−２）と、前記の各処理室内で被処理物を
載置する載置部材（例えば後述の支持材５）と、前記第
一及び第二の処理室群を互に位置交換可能にかつ上下動
可能に取付けた回転軸（例えば後述の支持軸６）と、前
記第一及び第二の処理室群の同じ高さ（例えば後述の装
入口レベル10及び搬出口レベル11）に位置する１対の処
理室のうちの一方の処理室に未処理の被処理物を搬入す
る被処理物搬入手段（例えば後述の搬入用ローラ19）
と、前記第一及び第二の処理室群の同じ高さに位置する
１対の処理室のうちの他方の処理室から処理済みの被処
理物を搬出する被処理物搬出手段（例えば後述の搬出用
ローラ20）とを有し、前記被処理物搬入手段によって未
処理の被処理物が前記第一又は第二の処理室群の各処理
室に順次搬入され、前記被処理物搬出手段によって処理
済みの被処理物が前記第二又は第一の処理室群の各処理
室から順次搬出されるように構成された連続処理装置に
係る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は図
２におけるＩ−Ｉ線断面図、図２は図１におけるII−II
線断面図である。先ず図２により明らかなように、炉体
２の内部は複数の仕切り壁４が床状に配設されて、多層
の処理室が形成されている。そして炉体２は工程の進行
方向に沿って、第一の領域に第１炉１−１が、第二の領
域に第２炉１−２が支軸６を挟み対称に設置されてい
る。この点を図１が明瞭に示している。

【００２０】したがって、本例は２個の炉１−１，１−
２が支軸６を中心に背中合せに支軸６に固定されてお
り、各処理室の遠心側には開口部３が設けられている。
そして、各処理室の中には板状被処理物Ｗ用の支持材５
が設置されている。床状の仕切り壁４は後述する面状ヒ
ータが内蔵されており、これにより各処理室内の支持材
５に載置される被処理物Ｗが加熱処理される。なお、仕
切り壁４と同部材は本体２内の天井及び床面にも設けら
れている。

【００２１】支軸６は図示しない駆動源によって時計方
向へ180 度づつの回転と上下動の機能を備えている。し
たがって、支軸６に固定されている第１炉１−１及び第
２炉１−２も共に回転及び上下動する。そして、装置１
の第一の領域側（搬入口12側）には、床７の一端から立
上る円弧状の側壁８が中央部まで設けられ、反対側の第
二の領域（搬出口13側）にも円弧状の側壁９が逆に上半
分に設けられている。したがって、支軸６の上下動に伴
い各処理室は常に一部又は全部がその開口３を遮蔽され
ることになる。

【００２２】装置１への被処理物Ｗの搬入及び搬出は個
々の処理室ごとに、そして第１炉１−１及び第２炉１−
２の双方が同時に行われる。即ち、搬入は第一の領域の
搬入口12から搬入用ローラ19により、搬出は第二の領域
の搬出口13から搬出用ローラ20により、夫々図示しない
搬出入機構によって行われる。

【００２３】この工程は、先ず支軸６の作動による第１
炉１−１及び第２炉１−２の上限位置（図２の仮想線）
から始まる。前記上限位置状態で最下位の処理室の開口
３が搬入口12と位置を同じくする。被処理物Ｗを搬入す
れば支軸６は処理室間隔で一段づつ下降しながら、順次
被処理物Ｗを処理室に搬入し終えた時点で前記両炉は下
限位置に達する。

【００２４】このように、最下位の処理室から逐次被処
理物Ｗが搬入されて一段づつ下降することに伴い、第一
の領域の前記側壁８によって順次各処理室の開口３は遮
蔽される。したがって、側壁８が被処理物Ｗの搬入と同
時に開始されている熱処理に伴う処理室内の温度の逃げ
を防止している。

【００２５】第一の領域において被処理物Ｗを搬入し終
れば、再び支軸６は両炉を180 度回転させながら上限位
置まで移動させる。この回転により、各処理室に被処理
物Ｗを載置した第一炉１−１は第二の領域へ変位するこ
とになる。そして、反対に第２炉１−２が第一の領域に
おいて上限に位置する。

【００２６】各処理室が空の第２炉１−２は、第一の領
域において被処理物Ｗの処理室への搬入が始まる。一
方、第二の領域に在る第１炉１−１は被処理物の搬出が
開始される。

【００２７】このような被処理物の工程における流れを
段階的な装置の変化と共に示したのが図３である。図３
（ａ）〜（ｆ）は装置１要部の概略図である。同図にお
いては第一の領域、は第二の領域を示している。

【００２８】先ず（ａ）図は、装置１内において支軸６
が上限に位置し、第一の領域においては第１炉１−１最
下部の処理室が搬入口レベル10に位置して、被処理物Ｗ
が支持材５に載置された状態を示している。（ｂ）図は
支軸６が一段下降して次の処理室へ被処理物Ｗが搬入さ
れた状態、このような動作の繰返しによって支軸６が下
限に達したとき、（ｃ）図に示すように第一炉は全処理
室に被処理物Ｗの搬入が終る。次には支軸６の上昇機構
及び回軸機構が同時に作動して、支軸６が両炉１−１，
１−２を時計方向へ回転させながら上昇する。（ｄ）図
はこの動作の途中の経過を示し、（ｅ）図はこれが上限
に達し、第１炉１−１が被処理物Ｗを搬入したまま第二
の領域に横移動した状態を示している。そして、これと
同時に第二の領域に在った空の第２炉１−２が第一の領
域側へ移転する。（ｆ）図は、今度は第２炉１−２の処
理室へ被処理物Ｗの搬入開始の状態を示し、同時に第二
の領域側においては、第１炉１−１の処理室からの被処
理物Ｗの搬出開始の状態を示している。

【００２９】このような動作の繰返しにより、被処理物
Ｗは工程間の第一の領域から第二の領域へと横送りされ
る。そして、第一の領域における処理室への搬入と同時
に加熱処理が始まり、第二の領域において搬出されるま
での所要時間に熱処理が完了するようになっている。

【００３０】炉体１−１，１−２内の仕切り壁４間の間
隔及仕切りに伴う処理室層の数等によって熱処理時間も
変り、装置の寸法も変る。例えば仕切り壁４を50mm間隔
で配置した６層の処理室の場合で、装置の高さは500 mm
で熱処理時間は３分、同条件で12層の場合、装置の高さ
は1000mmで熱処理時間は６分である。これら所要時間は
１枚毎の被処理物の搬出入等の所要時間が30秒で、上下
動及び回転時間も含む結果である。装置の全長は約1.3
ｍであり、コンベヤ式等の従来炉が全長4.5 ｍ〜6.5 ｍ
に対して、装置の占用面積が大幅に節約できることにな
る。

【００３１】被処理物の加熱処理時間はその種類，材質
等によって異なる。したがって、それに応じた処理室層
の装置を選べばよい。又、多層の場合は全段を使用せ
ず、熱処理時間に合せて使用する処理室の数を限定する
こともできる。

【００３２】図４及び図５は炉１−１の部分拡大断面図
であり、図４は図５におけるＩＶ−ＩＶ断面図で、図５
は図４におけるＶ−Ｖ断面図である。図示の通り、炉体
２は外枠２ａ及び内枠２ｂで形成され断熱材12を内蔵し
ている。仕切り壁４は炉体２の内部に縦列の等間隔で配
され、支持部材４ａに載置され、図示しない通電機構を
備えている。

【００３３】仕切り壁４は図６に一部を拡大して示すよ
うに積層構造になっている。前記通電機構に接続された
発熱素子16は耐熱絶縁布17に包み込まれて中央に位置
し、アルミニウム又はステンレス鋼の薄板15，15に挟ま
れて仕切り壁４が構成されて、厚さｔは７mmである。発
熱素子16は、鉄−クロム合金やニッケルめっきを施した
純鉄等の箔から成り、狭い間隙を隔て蛇行する厚さ0.03
mmの帯状を呈している。

【００３４】図７は蛇行する発熱素子16を示しており、
この蛇行パターンは電解エッチング又はスクリーン印刷
によって形成される。薄板15の被処理物Ｗに対向する面
には遠赤外線放射材18がコーティングされている。

【００３５】この装置の運転中は、仕切り壁４の発熱素
子16へは常時通電状態となっているが、使用開始前に予
め所定温度に昇温させてから使用される。発熱素子16は
通電されると、これが加熱して薄板15，15が遠赤外線を
放射し、処理室内の被処理物Ｗは両面に遠赤外線の放射
を受けて効率的に昇温する。仕切り壁４の表面には温度
センサ（例えば測温抵抗体、熱電対の温接点又はサーミ
スタ、図示せず）が配されていて、ヒータ毎に温度を検
出して温度制御を行うようにしている。

【００３６】ヒータとしては、上記構造の面状のほかに
も他の適宜な構造のヒータが使用できる。例えば、熱放
射面に遠赤外線放射材がコーティングされた２枚の金属
板でシーズヒータ（極細タイプのマイクロヒータ、シー
ズ径１mm程度）を挟んだ構造のものが好適である。

【００３７】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明の技術思想に基づいて上記実施例に種々の変形例を加
えることができる。例えば、前記例は支軸６を中心に背
中合せに二つの炉を設けたが、図８に見る如く、支軸26
を中心に扇状の４つの処理室22−１，22−２，22−３，
22−４に配分した円筒形の炉体22にすることもできる。

【００３８】同図は、前記変形例の概略横断面図であ
る。この変形例21は、筒状の炉体22の中心に上下動及び
回転機能を有する支軸26を置き、支軸26を中心に縦方向
に円形を四等分した隔壁22ａで形成されている。等分さ
れた部屋は前記実施例同様に、仕切り壁で仕切られた縦
方向に多層状の処理室22−１，22−２，22−３，22−４
を形成しており、各処理室は筒面に夫々間口を有するも
のである。

【００３９】図示の如く、搬入口及び搬出口は円形の１
／２部分に設けられている。被処理物Ｗは矢印方向に搬
入口23から搬入され、炉体22内では270 度回転して搬出
口24へ横移動して搬出される。そして前記実施例と同じ
く、搬入口領域には下半分に、搬出口領域には上半分
に、残る領域は全面に炉体22を囲む遮蔽壁（25ａ，25
ｂ，25ｃ）を設けて、上下動する処理室の間口を遮蔽し
ている。

【００４０】これは長時間加熱処理を必要とする被処理
物に適している。このように左右の回転領域の有効活用
により、更に工場内面積の効率化が可能となる。

【００４１】本発明は何れも電子部品の熱処理以外に
も、例えば水洗浄後の被処理物の乾燥や、プリベーク，
ポストベークその他被処理物の低温焼成（200 ℃以下）
処理用に適している。而も消費電力が少なく従来炉の１
／５以下ですみ、クリーン度の良さに加え枚葉加熱によ
り高品質の製品化が可能であり、生産性の優れた連続処
理装置である。更に、本発明は、雰囲気処理等の熱処理
以外の連続処理装置にも適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、複数の処理室群を上下動可能
に、かつ回転による位置交換可能にしているので、機構
の簡素化と共に上下に配置された載置機能が横送り機能
も兼ね、小スペースの中で所要の処理を可能にしてい
る。更に、処理中に横送りに伴う被処理物載置場所の変
化を伴わないため、発塵の要素がなく一層清浄な雰囲気
の保持が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の概略横断面図（図２のＩ−Ｉ線断面
図）である。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【図３】装置への被処理物の搬入搬出及び横送りの状態
を段階的に示した図である。

【図４】炉体の部分拡大断面図（図５のＩＶ−ＩＶ線断
面図）である。

【図５】図４におけるＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】仕切り壁の部分拡大断面図である。

【図７】仕切り壁内で蛇行設置されている発熱素子を示
す概要図である。

【図８】他の実施例による装置の概略横断面図である。

【図９】従来装置の概要図である。

【図10】従来装置の上下動機構を示す概略図である。

【図11】同概略平面図である。

【符号の説明】

１，21，30 連続処理炉 １−１ 第１炉 １−２ 第２炉 ２，22 炉体 ３ 開口 ４ 仕切り壁 ５ 支持材 ６ 支軸 ７ 床 ８，９ 側壁 10 搬入口レベル 11 搬出口レベル 12，23 搬入口 13，24 搬出口 15 薄板 16 発熱素子 17 耐熱絶縁布 18 遠赤外線放射材 19 搬入用ローラ 20 搬出用ローラ 22ａ 隔壁 22−１，22−２，22−３，22−４ 処理室 30ａ，30ｃ，30ｅ 横送り部 30ｂ 上昇部 30ｄ 下降部 31Ａ 上昇中継軸 31Ｂ 下降中継軸 32Ａ 上送り軸 32Ｂ 下送り軸 Ｗ 被処理物

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理手段を具備する仕切り壁によって複
   数の処理室が互に重なるように設けられた第一及び第二
   の処理室群と、 前記の各処理室内で被処理物を載置する載置部材と、 前記第一及び第二の処理室群を互に位置交換可能にかつ
   上下動可能に取付けた回転軸と、 前記第一及び第二の処理室群の同じ高さに位置する１対
   の処理室のうちの一方の処理室に未処理の被処理物を搬
   入する被処理物搬入手段と、 前記第一及び第二の処理室群の同じ高さに位置する１対
   の処理室のうちの他方の処理室から処理済みの被処理物
   を搬出する被処理物搬出手段とを有し、前記被処理物搬
   入手段によって未処理の被処理物が前記第一又は第二の
   処理室群の各処理室に順次搬入され、前記被処理物搬出
   手段によって処理済みの被処理物が前記第二又は第一の
   処理室群の各処理室から順次搬出されるように構成され
   た連続処理装置。