JP3877750B2 - Multistage heating system for large substrates - Google Patents
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Description
本願の発明は、液晶表示板(LCD)やプラズマ表示板(PDP)等の大型基板を加熱・乾燥させるために用いられる大型基板用多段式加熱装置に関し、特に大型基板の高い乾燥品質を保持しつつ、構造の簡素化と製作コスト、運転コスト等コストの低減を図った大型基板用多段式加熱装置に関する。 The invention of the present application relates to a multi-stage heating apparatus for large substrates used for heating and drying large substrates such as liquid crystal display panels (LCDs) and plasma display panels (PDPs), and in particular, maintains high dry quality of large substrates. On the other hand, the present invention relates to a multi-stage heating apparatus for a large-sized substrate that simplifies the structure and reduces costs such as production cost and operation cost.
液晶表示板(LCD)やプラズマ表示板(PDP)等の大型基板の製造においては、基板洗浄後の水分の除去や、基板上に塗布された薬液の組成分中に含まれる溶剤等の除去のために、加熱・乾燥工程が不可欠である。このような、大型基板に対してなされる加熱・乾燥工程を、大型基板の多数枚について行なうために、多段式加熱装置が使用されることがある。
この多段式加熱装置は、被乾燥物である複数枚の大型基板を上下方向に多段に配置し、これに合わせて、複数枚の棚ヒーターを多段に配置して、各段における大型基板の加熱・乾燥処理を、各段における棚ヒーターによる加熱により、同時に実行するようにされたもので、発生する水蒸気や溶剤蒸気等の排気系は、共通にされている。このような多段式加熱装置は、設置面積を大幅に低減することができるので、多数枚の大型基板を同時に加熱・乾燥処理するのに適している。
特開2001−317872号公報に紹介されている大型基板用多段式加熱炉では、各段に配置される棚ヒーターが、その両面から遠赤外線が放射される両面加熱式のパネルヒーター(放熱板)によって構成されており、これが上下方向に一定のピッチで配置されていて、隣り合う上下の棚ヒーター間の空間部が乾燥室とされている。このように、両面加熱式の棚ヒーターとされることにより、ヒーターが薄型化し、設置高さも大幅に低減されることになり、大幅な省スペース化を図ることができる。
また、各棚ヒーターに埋設される発熱体は、装置の奥行方向に向かって複数のゾーンに分割されており、各ゾーンの発熱体の発熱温度を任意に設定することができるようにされており、これにより、被加熱物である大型基板の表面加熱温度の均一化が図られている。
また、炉本体の各側壁部には、炉内に臨むようにして遠赤外線パネルヒーターからなる補助加熱用の側面ヒーターがそれぞれ設置されており、各段の大型基板は、上下の棚ヒーターによりその上下面が加熱されるのみならず、側面ヒーターによりその周縁部も加熱されるので、大型基板の全面加熱が可能となって、表面加熱温度の精度が一層高まるように工夫されている。
さらに、この多段式加熱炉においては、各段の棚ヒーターの内部に気体通路が形成されており、この気体通路を流れるエアー類は、棚ヒーターの下面に開口された孔から吹き出されて、乾燥室内の水蒸気や溶剤蒸気等を伴いつつ、ダウンブロー方式により、乾燥室を囲む炉本体内に集められ、そこから炉本体の側壁部に設けられた排気孔を通じて外部に吸引・排気され、炉内雰囲気の高いクリーン度が保持されるようになっている。
このように、この大型基板用多段式加熱炉は、設置スペースの低減、大型基板の表面加熱温度の均一化と精度の向上、炉内雰囲気のクリーン度の保持等の点で、種々の工夫が施され、大型基板の乾燥品質を高めることができるものであるが、構造が複雑である上に、排気系にダウンブロー方式が採用されるなど、製作コスト、運転コストが嵩むものになっている。In the manufacture of large substrates such as liquid crystal display panels (LCDs) and plasma display panels (PDPs), the removal of moisture after cleaning the substrate and the removal of solvents etc. contained in the composition of the chemical applied on the substrate Therefore, heating and drying processes are indispensable. In order to perform such a heating / drying process performed on a large substrate on a large number of large substrates, a multi-stage heating apparatus may be used.
This multi-stage heating device arranges multiple large substrates, which are to be dried, in multiple stages in the vertical direction, and in accordance with this, arranges multiple shelf heaters in multiple stages to heat the large substrates in each stage. The drying process is performed simultaneously by heating with a shelf heater in each stage, and the exhaust system for the generated steam, solvent vapor, etc. is made common. Such a multistage heating apparatus can significantly reduce the installation area, and is therefore suitable for simultaneously heating and drying a large number of large substrates.
In the multi-stage heating furnace for large substrates introduced in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-317872, a shelf heater arranged in each stage is a double-sided heating type panel heater (radiation plate) in which far infrared rays are emitted from both sides. These are arranged at a constant pitch in the vertical direction, and a space between adjacent upper and lower shelf heaters is a drying chamber. Thus, by using a double-sided heating type shelf heater, the heater is thinned and the installation height is greatly reduced, and a significant space saving can be achieved.
The heating element embedded in each shelf heater is divided into a plurality of zones in the depth direction of the device, and the heating temperature of the heating element in each zone can be set arbitrarily. Thus, the surface heating temperature of the large substrate that is the object to be heated is made uniform.
Also, each side wall of the furnace body is provided with side heaters for auxiliary heating made of far-infrared panel heaters so as to face the inside of the furnace. In addition to being heated, the peripheral portion thereof is also heated by the side heater, so that the entire surface of the large substrate can be heated, and the accuracy of the surface heating temperature is further improved.
Further, in this multistage heating furnace, gas passages are formed inside the shelf heaters of each stage, and airs flowing through the gas passages are blown out from holes opened in the lower surface of the shelf heaters and dried. Accompanied with indoor steam, solvent vapor, etc., it is collected in the furnace body surrounding the drying chamber by the down blow method, and is then sucked and exhausted outside through the exhaust holes provided in the side wall of the furnace body. The high cleanliness of the atmosphere is maintained.
As described above, this multi-stage heating furnace for large substrates has various ideas in terms of reduction of installation space, uniformity of surface heating temperature and improvement of accuracy of large substrates, and maintenance of cleanness of the atmosphere in the furnace. Although it is possible to improve the dry quality of large substrates, the structure is complicated and the down blow method is adopted for the exhaust system, so the production cost and operation cost are increased. .
本願の発明は、従来の大型基板用多段式加熱装置が有する前記のような問題点を解決して、大型基板の高い乾燥品質を保持しつつ、構造が簡単で、製作コスト、運転コスト等のコストを低減することができる大型基板用多段式加熱装置を提供することを課題とする。
本願の発明によれば、このような課題は、被乾燥物である矩形状の大型基板を複数枚、多段状に配置して乾燥させるために用いられる大型基板用多段式加熱装置であって、内部に発熱体を有する両面加熱式の矩形状のパネルヒーターが複数枚、上下方向に所定の間隔を置いて多段に配置され、隣り合う上下のパネルヒーター間の空間部が、前記大型基板を加熱・乾燥させるための乾燥室とされ、上下方向に多段に形成される複数の前記乾燥室の周囲を連ねて、上昇熱気流によるエアカーテンを形成するための気流通路形成手段が設けられていることを特徴とする大型基板用多段式加熱装置により解決される。
この大型基板用多段式加熱装置によれば、気流通路形成手段により、上下方向に多段に形成される複数の乾燥室の周囲を連ねて、上昇熱気流によるエアカーテンが形成され、各段の乾燥室内の水蒸気、溶剤蒸気等は、このエアカーテンにより吸引・排気され、また、乾燥室外の冷気は、このエアカーテンにより乾燥室内への侵入が防がれるので、乾燥室内を高いクリーン度と高温雰囲気に維持することができ、大型基板に乾燥むらが発生するのを防いで、大型基板の高い乾燥品質を得ることができる。
また、上昇熱気流として、複数の乾燥室の周囲を連ねて自然に形成される気流を巧く利用して、これを気流通路形成手段により誘導させるだけの簡単な構造により、各段の乾燥室内の水蒸気、溶剤蒸気等の吸引・排気、乾燥室外の冷気の乾燥室内への侵入の防止を図ることができるので、乾燥室内の水蒸気、溶剤蒸気等の強制排気手段、乾燥室内を保温するための側面ヒーター等が不要となり、構造を簡単化することができ、また、動力消費を節減することができる。
これらにより、大型基板の高い乾燥品質を保持することができるとともに、構造が簡単で、製作コスト、運転コスト等のコストを低減することができる大型基板用多段式加熱装置を提供することができる。
好ましい実施形態では、この大型基板用多段式加熱装置において、その気流通路形成手段は、複数枚のパネルヒーターの各々の周壁の四周を巡って取り付けられ、細長い2枚の板が水平方向に所定の間隔を置いて平行に配置されて組み立てられてなる二重壁構造体からなり、エアカーテンは、より下方の二重壁構造体の内部を流れる上昇熱気流が、より上方の二重壁構造体の内部に流入していくようにされることにより形成されている。
これにより、上下方向に多段に形成される複数の乾燥室の周囲を連ねて形成される上昇熱気流によるエアカーテンを、きわめて簡単な構造により得ることができ、上下の複数の乾燥室にわたる均一な温度分布を達成することができる。
別の好ましい実施形態では、この大型基板用多段式加熱装置において、その二重壁構造体の内側の板は、その内外両面が黒色に加工され、二重壁構造体の外側の板は、その内面が黒色に加工されている。この結果、二重壁構造体の内外側板の黒色加工による保熱効果により、これらの間の流路を流れる気流がより良く保温され、スムースな上昇熱気流の流れが促進されるとともに、吸引した水蒸気、溶剤蒸気等の固化を防止することができる。また、各乾燥室内に流れ込む気流も保温されているので、各乾燥室内の基板は、外気の影響を受けることなく、安定した温度分布を維持することができる。The invention of the present application solves the above-mentioned problems of the conventional multi-stage heating device for large substrates, keeps the high dry quality of the large substrates, has a simple structure, production cost, operation cost, etc. It is an object of the present invention to provide a multistage heating apparatus for large substrates that can reduce costs.
According to the invention of the present application, such a problem is a multistage heating apparatus for a large substrate used for arranging and drying a plurality of rectangular large substrates that are to be dried in a multistage manner, A plurality of double-sided heating-type rectangular panel heaters with heating elements inside are arranged in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction, and the space between adjacent upper and lower panel heaters heats the large substrate A drying chamber for drying is provided, and airflow passage forming means for forming an air curtain by rising hot airflow is provided by connecting the periphery of the plurality of drying chambers formed in multiple stages in the vertical direction. This is solved by a multi-stage heating apparatus for large substrates.
According to this multistage heating apparatus for large substrates, an air curtain is formed by a rising hot air stream by connecting the periphery of a plurality of drying chambers formed in multiple stages in the vertical direction by the airflow passage forming means, and drying of each stage Water vapor, solvent vapor, etc. in the room are sucked and exhausted by this air curtain, and cold air outside the drying room is prevented from entering the drying room by this air curtain. Therefore, it is possible to prevent drying unevenness from occurring on the large substrate, and to obtain a high dry quality of the large substrate.
Also, as the rising hot air flow, the air flow naturally formed by connecting the periphery of a plurality of drying chambers is skillfully used, and the air flow passage forming means guides this, so that the drying chambers of the respective stages are used. Can prevent the inhalation / exhaust of water vapor, solvent vapor, etc., and the intrusion of cold air outside the drying chamber into the drying chamber. A side heater or the like is not required, the structure can be simplified, and power consumption can be reduced.
Accordingly, it is possible to provide a multi-stage heating apparatus for a large substrate that can maintain high dry quality of the large substrate, has a simple structure, and can reduce costs such as manufacturing cost and operation cost.
In a preferred embodiment, in the multistage heating apparatus for a large substrate, the airflow passage forming means is attached around the four circumferences of each peripheral wall of the plurality of panel heaters, and the two elongated plates are set in a predetermined direction in the horizontal direction. The air curtain is composed of a double wall structure that is assembled in parallel with an interval, and the air curtain is configured so that the rising thermal airflow that flows inside the lower double wall structure is the upper double wall structure. It is formed by being made to flow into the inside of the.
This makes it possible to obtain an air curtain by an ascending hot air stream formed by connecting the periphery of a plurality of drying chambers formed in multiple stages in the vertical direction, with a very simple structure, and uniform over the plurality of upper and lower drying chambers. A temperature distribution can be achieved.
In another preferred embodiment, in this multistage heating apparatus for large substrates, the inner and outer surfaces of the double wall structure are processed in black, and the outer plate of the double wall structure is The inner surface is processed to black. As a result, due to the heat retention effect of the black and white processing of the inner and outer plates of the double wall structure, the airflow flowing through the flow path between them is better insulated, and the flow of the smooth rising hot airflow is promoted and sucked Solidification of water vapor, solvent vapor, etc. can be prevented. Moreover, since the airflow flowing into each drying chamber is also kept warm, the substrate in each drying chamber can maintain a stable temperature distribution without being affected by outside air.
図1は、本願の発明の一実施形態における大型基板用多段式加熱装置の炉壁を透視して見た全体概略斜視図である。
図2は、同大型基板用多段式加熱装置の乾燥室部分の横断面図である。
図3は、図2のIII−III線矢視断面図である。
図4は、図3の部分拡大図である。
図5は、図1の部分拡大図であって、気流の流れを説明するための図である。
図6は、同大型基板用多段式加熱装置に使用されるパネルヒーターの平面図である。
図7は、同パネルヒーターの側面図である。
図8は、図6の温度センサーが埋設される部分の拡大図である。
図9は、図8の側面図である。
図10は、同パネルヒーターの上に載置されるサブプレートの平面図あって、同サブプレートが乾燥室から引き出された状態を示す図である。
図11は、同サブプレートの一側の位置決め機構の平面図である。
図12は、同サブプレートの他側の位置決め機構の断面図であって、図2のXII−XII線矢視断面図である。FIG. 1 is an overall schematic perspective view seen through a furnace wall of a multistage heating apparatus for a large substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the drying chamber portion of the multistage heating apparatus for large substrates.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 1 for explaining the flow of the airflow.
FIG. 6 is a plan view of a panel heater used in the multi-stage heating apparatus for the large substrate.
FIG. 7 is a side view of the panel heater.
FIG. 8 is an enlarged view of a portion where the temperature sensor of FIG. 6 is embedded.
FIG. 9 is a side view of FIG.
FIG. 10 is a plan view of a sub plate placed on the panel heater, and shows a state in which the sub plate is pulled out from the drying chamber.
FIG. 11 is a plan view of a positioning mechanism on one side of the sub plate.
12 is a cross-sectional view of the positioning mechanism on the other side of the sub-plate, and is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
以下、本願の発明の一実施形態について説明する。
本実施形態における大型基板用多段式加熱装置は、主として液晶表示板(LCD)やプラズマ表示板(PDP)等の大型基板の加熱・乾燥用に使用される。
このような大型基板の製造工程においては、通常、基板洗浄後の水分の除去や、基板上に塗布された薬液の組成分中に含まれる溶剤等の除去のために、大型基板に加熱・乾燥処理を施すことが不可欠である。多段式加熱装置は、このような大型基板を複数枚、多段に配置して同時に加熱・乾燥させるので、設置スペースを節減しつつ、多数の大型基板を迅速に加熱・乾燥処理するのに適している。
次に、本実施形態における大型基板用多段式加熱装置の構造について説明する。図1に図示されるように、本実施形態における大型基板用多段式加熱装置1は、炉壁2に囲まれた炉底部の架台3上に、平面視矩形状の複数枚(n枚)のパネルヒーター4−1、4−2・・・4−nが、それらの各四隅を支柱5により支持されて、上下方向に所定の間隔を置いて多段に配置されている。そして、隣り合う上下のパネルヒーターの間、すなわち、パネルヒーター4−1とパネルヒーター4−2との間、パネルヒーター4−2とパネルヒーター4−3との間・・・パネルヒーター4−(n−1)とパネルヒーター4−nとの間の各空間部は、被乾燥物である基板6を加熱・乾燥させるための乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)とされている。基板6は、平面視矩形状をなし、一辺が1.0〜2.0mに及ぶ大型のものであり、厚さは1mm前後から数mmである。パネルヒーター4−m(m=1、2・・・n)も、基板6の形状に合わせて平面視矩形状とされているが、その面積は、基板6の面積よりも広い。
支柱5は、各段を貫通する1本の棒状体のものも使用できるが、本実施形態においては、各段毎に分割された分割支柱が使用されており、これらの分割支柱が積み重ねられることにより、支柱5が形成されている。これらの分割支柱は、架台3と最下段のパネルヒーター4−1との間、隣り合う上下のパネルヒーターの間、最上段のパネルヒーター4−nと後述する天井板13との間に配置されて、これらの四隅において、これらを互いに上下方向に間隔付け、立体的に組み立てている。四隅のうちの任意の一隅に配される支柱5の下端は、鋼材等からなる架台3の中に埋設されて(図1のA部参照)、固定される一方、残りの三隅を支持する支柱5は、固定されている支柱を中心として、水平方向に移動可能にされて、パネルヒーター4−mの熱膨張・収縮を許容するようになっている。
パネルヒーター4−mは、図3、図4、図6ないし図9に図示されるように、アルミ材からなる上下2枚の板の間に発熱体11が挟み込まれ、埋め込まれることにより構成されており、両面加熱式の板状ヒーターであって、図4に太い矢印で示されるように、その上下両面から輻射熱を放って、その下方および上方の乾燥室7−(m−1)、7−mにそれぞれセットされた基板6を同時に加熱する。但し、パネルヒーター4−mの上面には、後述するサブプレート8−mが載置されるので、実際には、このサブプレート8−mを介して輻射熱を放って、その上方の乾燥室7−mにセットされた基板6を加熱する。しかしながら、このサブプレート8−mは、本実施形態において、必須ではない。
発熱体11は、抵抗発熱体であり、単位長さ当たりの発熱量が均一で、パネルヒーター4−mの周縁の近傍に、該周縁に沿って埋め込まれている。発熱体11の形態としては、抵抗発熱体に限られず、気体、液体による熱媒体が使用されてもよい。
基板6は、パネルヒーター4−1、4−2・・・4−(n−1)の上にそれぞれ直接に載置されるものではなく、図1、図2および図4に図示されるように、これらのパネルヒーターの上に熱伝導性の良好なアルミ材からなるサブプレート8−1、8−2・・・8−(n−1)がそれぞれ載置されていて、これらのサブプレート8−m(m=1、2・・・(n−1))にそれぞれ植設された複数本の支持ピン9により、基板6の中央部および周縁部を含む複数適所がそれぞれ支持されて(図2、図10参照)、各パネルヒーター4−mの上面および各サブプレート8−mの上面から所定長だけそれぞれ隔てられて、乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)の上下方向略中央部位にセットされる。
したがって、乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))にセットされた基板6は、隣り合う上下のパネルヒーター4−(m+1)、4−mのうち、下方のパネルヒーター4−mからは、その上に載置されたサブプレート8−mがパネルヒーター4−mの発熱を熱伝導により受熱して放射する輻射熱により、また、上方のパネルヒーター4−(m+1)からは、それ自体が放射する輻射熱により、その両面が同時に加熱される。
但し、最下段のパネルヒーター4−1の下方の空間は、実際には乾燥室として使用されておらず、架台3の表面上にステンレスプレート12が敷かれていて、最下段のパネルヒーター4−1の下面から放射される輻射熱を反射し、ここの空間を乾燥室7−mと同じような高温環境になるようにしていて、最下段の乾燥室7−1と中間の乾燥室7−m(1<m<(n−1))との間に温度勾配が生じないようにしている。同様に、最上段のパネルヒーター4−nの上方の空間も、実際には乾燥室として使用されておらず、ステンレスプレートが裏貼りされた天井板13が張設されていて、最上段のパネルヒーター4−n上に載置されたサブプレート8−nから放射される輻射熱を反射し、ここの空間を乾燥室7−mと同じような高温環境になるようにしていて、最上段の乾燥室7−(n−1)と中間の乾燥室7−m(1<m<(n−1))との間に温度勾配が生じないようにしている。以下、これらの高温環境空間を下部補助乾燥室7L、上部補助乾燥室7Uと呼ぶこととする。
基板6の乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)内におけるセットは、複数本の支持ピン9により複数適所がそれぞれ支持されるのみならず、図2、図4および図10に図示されるように、その四隅の各々が、そこの直交する2辺を挟み込むようにして配置された2本の位置決めピン10により、それぞれ位置決めされることにより、サブプレート8−m(m=1、2・・・(n−1))の上面から所定の高さ位置で、水平面上の所定の位置に、正確に位置決めされる。基板6のこのようなセッティングは、図示されないロボットにより自動的に行なわれる。なお、位置決めピン10は、基板6の大きさに応じ、その位置を調整することができるように、可動片22に植設されている。この可動片22は、サブプレート8−mの上面へのネジ止め位置を所定の範囲で変えることができる。
サブプレート8−mは、図2に図示されるように、パネルヒーター4−mと略相似形状の平面視矩形状をなし、パネルヒーター4−mよりもわずかに狭い。そして、サブプレート8−mをパネルヒーター4−mの上面に載置したり、メンテナンスのために、そこから取り出したりするときに便利なように、サブプレート8−mの出し入れ方向手前側になるメンテナンス作業側の側縁と、サブプレート8−mの出し入れ方向先方側になる反メンテナンス作業側の側縁とに、一対の把手14がそれぞれ取り付けられている。図10には、サブプレート8−mがパネルヒーター4−m上から取り出された状態が図示されている。
また、サブプレート8−mは、それがパネルヒーター4−mの上面に載置されたとき、所定の位置に位置決めされるように、メンテナンス作業側においては、図2、図10および図11に図示されるように、サブプレート8−mの左右両隅部に、それぞれ位置決め部材15、16が固着され、また、これらの位置決め部材15、16に係合するように、パネルヒーター4−mの対応する部位(サブプレート8−mの出し入れ方向手前側のパネルヒーター4−mの左右両隅部近傍)に、それぞれ位置決め部材17、18が固着されている。
位置決め部材15は、その図11において左方上端部が丸く突出させられていて、位置決め部材17の図11において下端のV字状溝に嵌合(凹凸嵌合)して、これら両位置決め部材15、17同志が係合する。また、位置決め部材16は、その図11において右方上端部が丸く突出させられていて、位置決め部材18の図11において下方の平坦面に衝合して、これら両位置決め部材16、18同志が係合する。そして、この係合状態において、位置決め部材15、16の角部の部分がロックピン19によりパネルヒーター4−mにそれぞれネジ止めされて、サブプレート8−mがパネルヒーター4−mに固定される。このようにして、サブプレート8−mの水平面上における位置ずれと回転とが防止されている。
また、サブプレート8−mの反メンテナンス作業側においては、図2および図12に図示されるように、サブプレート8−mの側縁に沿って、左右一対の押え板20と中央部の押え板21とが、それぞれパネルヒーター4−mの上面に固着されている。これらの押え板(押え部材)20、21は、それらとパネルヒーター4−mの上面との間の内方凹所にサブプレート8−mの側縁を受け入れて、サブプレート8−mのこの側縁側が熱により反り上がったり、凹んだりして、熱変形を起こすのを防止している。
次に、乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)の各々において発生する水蒸気、溶剤蒸気等の排気構造について説明する。
図1に図示されるように、多段式加熱装置1の炉壁2の下方部の適所には、外気取り入れ口27が形成されており、また、その天井部には、排気口28が形成されている。したがって、外気取り入れ口27から取り入れられた外気は、下部補助乾燥室7L、乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)、上部補助乾燥室7Uの各室内部の熱気およびこれらの各室を取り囲む構造物の熱により加熱されて、上昇熱気流(図4、図5の矢印B参照)となる。そして、これらの各室および構造物から適切に熱を奪い、また、装置内部において発生した各種気体(水蒸気、溶剤蒸気等)、パーティクル等を吸引して内部に取り込み、排気口28から流出する。この上昇熱気流は、外気が専ら装置内部で加熱されることにより生起される自然対流に因っているので、ポンプ動力の消費はわずかである。
他方、パネルヒーター4−1、4−2・・・4−nの各々の周壁には、図1ないし図5に図示されるように、その四周を巡って、上昇熱気流形成用二重壁構造体23−1、23−2・・・23−nがボルト等の固定具により固着されている。また、天井板13の周壁にも、その四周を巡って、略同様の構造の上昇熱気流形成用二重壁構造体24がボルト等の固定具により固着されている。二重壁構造体24は、二重壁構造体23−1、23−2・・・23−nよりわずかに幅(高さ)が短くされてもよい。
これらの二重壁構造体23−1、23−2・・・23−n、24の各々は、図4および図5により良く図示されるように、内側に位置する内側折曲板25と外側に位置する外側折曲板26とを構成要素とし、これら内側折曲板25と外側折曲板26とが、これらの間に水平方向にスペースSを置いて隔てられ、平行に配置されて、組み立てられることにより構成されている。そして、その上端部は、乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)および上部補助乾燥室7Uの各周囲開口部の上下方向略中央部にまで伸長している。
内側折曲板25は、アルミ材からなり、その内外両面が黒色に加工され、その上方部が内方に折曲されている。また、外側折曲板26は、ステンレス材からなり、その内面が黒色に加工され、その上方部が内方に折曲されるとともに、その下方部が、内側折曲板25の下方部から遠ざかるように外方に折曲され、しかも、内側折曲板25の下方部よりもわずかに下方に伸長した形状をなしている。内側折曲板25の内外両面の黒色加工、外側折曲板26の内面の黒色加工は、テフロン(登録商標)に黒色塗料を練り込んだものを、これらの面に被膜することによって行なわれている。
内外折曲板25、26のこのような形状により、これらを構成要素とする二重壁構造体23−m(m=1、2・・・n)、24の下方部は、下方に向けて末広がり状に開口して、広く気流を取り入れ、中間部は、上方を指向した直線状の気流流路となり、上方部は、この気流をやや内方寄りに指向して、乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))および上部補助乾燥室7Uの各周囲開口部の上方部分に向けて流出させることができるようになっている。
二重壁構造体23−m(m=1、2・・・n)、24は、前記のように構成されており、また、すでに述べたとおり、多段式加熱装置1の内部には、下部補助乾燥室7L、乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)、上部補助乾燥室7Uの各室の周囲を囲んで、上昇熱気流が生じているので、これらの二重壁構造体23−m、24が所定の間隔を置いて上下に配置された状態においては、装置内部の上昇熱気流の大部分は、各二重壁構造体23−m、24の内部流路を流れるようになる(図4、図5の矢印C参照)。
より下方の二重壁構造体23−m内を上昇する熱気流は、その流出口において、一旦乾燥室7−mの周囲開口部の上方部分に向かうようにやや内方寄りに指向しながら、当該乾燥室7−m内の熱気流に押し戻され、また、上方の二重壁構造体23−(m+1)内を上昇する熱気流により引っ張られて、より上方の二重壁構造体23−(m+1)内に吸引されて行く。このようにして、上下方向に多段に形成された複数の乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)および上部補助乾燥室7Uの周囲を連ねて、上昇熱気流によるエアカーテンが形成される。各乾燥室7−m内に充満する水蒸気、溶剤蒸気等は、この上昇熱気流により吸引され(図4、図5の矢印D参照)、これに取り込まれて、排気口28から排気される。
この間、内外折曲板25、26の各面の黒色加工による保熱効果により、これらの間の流路を流れる気流がより良く保温されるので、各乾燥室7−m内に流れ込む気流も保温されているため、各乾燥室7−m内の基板6は、外気の影響を受けることなく、安定した温度分布を維持することができる。上記の熱気流の流れは、上昇気流によるエアカーテンであり、多段に配置されたパネルヒーター4−mの周囲を取り囲むように形成されるため、各乾燥室7−mの温度をより安定させる。
また、各乾燥室7−m内に充満する水蒸気、溶剤蒸気等が上昇熱気流(エアカーテン)に取り込まれて排気される過程においては、内外折曲板25、26の各面の黒色加工による保熱効果により、これらの間の流路を流れる気流がより良く保温されるので、水蒸気、溶剤蒸気等の固化を防止することができる。さらに、内外折曲板25、26の各面に施された黒色加工中に含まれるテフロンの作用により、これらの板面への水蒸気、溶剤蒸気、各種パーティクル等の付着が防止されて、両板の腐食が防がれる。これらにより、上昇熱気流のスムースな流れを形成することができる。
なお、上昇熱気流形成用二重壁構造体23−1、23−2・・・23−nの各々には、図1に図示されるように、多段式加熱装置1の扉(図示されず)が設けられる側において、パネルヒーター4−1、4−2・・・4−nの各厚さを残し、所定長にわたって、切欠き29が左右2個所に形成されている。これらの切欠き29は、図示されないロボットのハンドが基板6を載せて各乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))内に出入りするのに便利なように設けられたものである。
各パネルヒーター4−m(m=1、2・・・n)には、その発熱温度を検知するために、図8および図9に図示されるように、その任意の一隅近傍に温度センサー30が埋設されている。前記のとおり、パネルヒーター4−mの発熱体11は、パネルヒーター4−mの周縁の近傍に、該周縁に沿って埋め込まれており、一様に発熱するので、パネルヒーター4−mの任意の一隅近傍の温度を、この温度センサー30により計測して、パネルヒーター4−mの発熱温度の制御を行なう。なお、温度センサー30の近傍には、パネルヒーター4−mの過昇温を防止するためのサーモスイッチ31が埋設されている。
本実施形態における大型基板用多段式加熱装置1は、前記のように構成されているので、今、図示されないロボットのハンドが基板6を各乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))内の複数本の支持ピン9上にセットして、各パネルヒーター4−m(m=1、2・・・n)を所定の温度で維持させると、各乾燥室7−m内の基板6は、その下方のパネルヒーター4−m上に載置されたサブプレート8−m、およびその上方のパネルヒーター4−(m+1)から放射される輻射熱により、その両面が同時に加熱されて、迅速に乾燥される。そして、この加熱・乾燥処理中に発生する水蒸気や溶剤蒸気等は、乾燥室7−mの周囲開口部へと流動し、二重壁構造体23−m内の流路を上昇して来た熱気流により吸引され、これに取り込まれて、乾燥室7−mから排気される。
そして、このようにして水蒸気や溶剤蒸気等を取り込んだ上昇熱気流は、順次、上方の二重壁構造体23−(m+1)、23−(m+2)・・・24内を流れ、そこの室内の水蒸気や溶剤蒸気等を取り込みつつ、各乾燥室7−m、上部補助乾燥室7Uを囲むエアカーテンを形成して、他の上昇熱気流とともに排気口28から排気される。
本実施形態の大型基板用多段式加熱装置は、前記のように構成されているので次のような効果を奏することができる。
二重壁構造体23−1、23−2・・・23−n(気流通路形成手段)により、上下方向に多段に形成される複数の乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)の周囲を連ねて、上昇熱気流によるエアカーテンが形成され、各段の乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))内の水蒸気、溶剤蒸気等は、このエアカーテンにより吸引・排気され、また、乾燥室7−m外の冷気は、このエアカーテンにより乾燥室7−m内への侵入が防がれるので、乾燥室7−m内を高いクリーン度と高温雰囲気に維持することができ、大型基板に乾燥むらが発生するのを防いで、大型基板の高い乾燥品質を得ることができる。
また、上昇熱気流として、下部補助乾燥室7L、複数の乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))、上部補助乾燥室7Uの周囲を連ねて自然に形成される気流の流れを巧く利用して、これを二重壁構造体23−m(m=1、2・・・n)により誘導させるだけの簡単な構造により、各段の乾燥室7−m内の水蒸気、溶剤蒸気等の吸引・排気、乾燥室7−m外の冷気の乾燥室7−m内への侵入の防止を図ることができるので、乾燥室7−m内の水蒸気、溶剤蒸気等の強制排気手段(例えば、パネルヒーター4−m(m=2、3・・・n)の壁体内に形成されるダウンブロー用空気通路や排気ポンプ等)、乾燥室7−m内を保温するための側面ヒーター等が不要となり、構造を簡単化することができ、また、動力消費を節減することができる。
これらにより、大型基板6の高い乾燥品質を保持することができるとともに、構造が簡単で、製作コスト、運転コスト等のコストを低減することができる大型基板用多段式加熱装置を提供することができる。
また、二重壁構造体23−m(m=1、2・・・n)は、複数枚のパネルヒーター4−1、4−2・・・4−n、天井板13の各々の周壁の四周を巡って取り付けられ、細長い2枚の板(内側折曲板25、外側折曲板26)が水平方向に所定の間隔(スペースS)を置いて隔てられ、平行に配置されて組み立てられてなり、エアカーテンは、より下方の二重壁構造体23−mの内部を流れる上昇熱気流が、より上方の二重壁構造体23−(m+1)の内部に流入していくようにされることにより形成されているので、上下方向に多段に形成される複数の乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))の周囲を連ねて形成される上昇熱気流によるエアカーテンをきわめて簡単な構造により得ることができ、これら上下の複数の乾燥室にわたる均一な温度分布を達成することができる。
さらに、各二重壁構造体23−m(m=1、2・・・n)の上端部は、当該二重壁構造体が位置する段の乾燥室7−mの周囲開口部の上下方向略中央部にまで伸びており、しかも、二重壁構造体23−mの内側折曲板25は、その上方部が内方に折曲され、外側折曲板26は、その上方部が内方に折曲されるとともに、その下方部が、内側折曲板25の下方部から遠ざかるように外方に折曲され、内側折曲板25の下方部よりもわずかに下方に伸長した形状をなしているので、二重壁構造体23−mの下方部は、末広がり状に下方に開口して広く気流を取り入れ、中間部は、上方を指向した直線状の気流流路となり、上方部は、この気流をやや内方に指向して、各乾燥室7−mの各周囲開口部の上方部分に向けて流出させ、各乾燥室7−m内に充満する水蒸気、溶剤蒸気等により押し戻されながら、これらを吸引して内部に取り込み、より上位の二重壁構造体23−(m+1)内に流入して行くことができる。これにより、エアカーテンを確実、安定的に形成しつつ、このエアカーテン(上昇熱気流)による各段の乾燥室7−m内の水蒸気、溶剤蒸気等の吸引・排気、乾燥室7−m外の冷気の乾燥室7−m内への侵入の防止を確実に行なうことができる。
また、二重壁構造体23−mの内側折曲板25は、その内外両面が黒色に加工され、外側折曲板26は、その内面が黒色に加工されているので、その保熱効果により、これらの間の流路を流れる気流がより良く保温され、スムースな上昇熱気流の流れが促進されるとともに、吸引した水蒸気、溶剤蒸気等の固化を防止することができる。また、各乾燥室7−m内に流れ込む気流も保温されているので、各乾燥室7−m内の基板6は、外気の影響を受けることなく、安定した温度分布を維持することができる。
さらに、また、内外折曲板25、26の各面に施された黒色加工中に含まれるテフロンの作用により、これらの板面への水蒸気、溶剤蒸気、各種パーティクル等の付着が防止されて、両板の腐食を防止することができる。その他、種々の効果を奏することができる。
なお、本願の発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
The multistage heating apparatus for large substrates in this embodiment is mainly used for heating and drying large substrates such as liquid crystal display panels (LCD) and plasma display panels (PDP).
In the manufacturing process of such a large substrate, the large substrate is usually heated and dried in order to remove moisture after cleaning the substrate and to remove solvents contained in the composition of the chemical applied on the substrate. It is essential to apply treatment. Multi-stage heating devices are suitable for heating and drying a large number of large substrates while saving installation space because multiple large substrates are placed in multiple stages and heated and dried at the same time. Yes.
Next, the structure of the multistage heating apparatus for large substrates in this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the
The
As shown in FIGS. 3, 4, 6 to 9, the panel heater 4-m is configured by sandwiching and embedding a
The
The
Accordingly, the
However, the space below the lowermost panel heater 4-1 is not actually used as a drying chamber, and the
In the drying chambers 7-1, 7-2,... 7- (n-1) of the
As shown in FIG. 2, the sub-plate 8-m has a rectangular shape in plan view that is substantially similar to the panel heater 4-m, and is slightly narrower than the panel heater 4-m. Then, the sub-plate 8-m is placed on the upper surface of the panel heater 4-m, or the front side of the sub-plate 8-m in the direction of insertion / removal so as to be convenient when taking it out for maintenance. A pair of
In addition, the sub-plate 8-m is positioned at a predetermined position when it is placed on the upper surface of the panel heater 4-m. As shown in the drawing, positioning
The positioning
On the anti-maintenance work side of the sub-plate 8-m, as shown in FIGS. 2 and 12, along the side edge of the sub-plate 8-m, a pair of left and
Next, the exhaust structure of water vapor, solvent vapor, etc. generated in each of the drying chambers 7-1, 7-2... 7-(n−1) will be described.
As shown in FIG. 1, an
On the other hand, as shown in FIG. 1 to FIG. 5, double walls for forming a rising hot air flow are formed on the peripheral walls of the panel heaters 4-1, 4-2. The structures 23-1, 23-2,... 23-n are fixed by a fixing tool such as a bolt. Further, a
Each of these double wall structures 23-1, 23-2... 23-n, 24 is shown in FIG. 4 and FIG. The inner
The inner
Due to such shapes of the inner and outer
The double wall structures 23-m (m = 1, 2,... N), 24 are configured as described above, and as already described, the
The hot air flow rising in the lower double-wall structure 23-m is directed slightly inward toward the upper part of the peripheral opening of the drying chamber 7-m at the outlet, It is pushed back to the hot air flow in the drying chamber 7-m, and is pulled by the hot air flow rising in the upper double wall structure 23- (m + 1), so that the upper double wall structure 23- ( It is sucked into m + 1). In this way, a plurality of drying chambers 7-1, 7-2... 7-(n−1) and the upper
During this time, the airflow flowing through the flow path between the inner and outer
Further, in the process in which water vapor, solvent vapor or the like filling each drying chamber 7-m is taken in and exhausted by an ascending hot air flow (air curtain), black and white processing is performed on each surface of the inner and outer
As shown in FIG. 1, each of the double wall structures 23-1, 23-2,... 23-n for forming a rising hot air stream has a door (not shown) of the
Each panel heater 4-m (m = 1, 2,..., N) has a
Since the
And the rising heat flow which took in water vapor | steam, solvent vapor | steam, etc. in this way flows through the upper double wall structure 23- (m + 1), 23- (m + 2) ... 24 one by one, and the room | chamber interior there The air curtain surrounding each of the drying chambers 7-m and the upper
Since the multistage heating apparatus for large substrates according to this embodiment is configured as described above, the following effects can be obtained.
A plurality of drying chambers 7-1, 7-2,... 7- formed in multiple stages in the vertical direction by the double wall structures 23-1, 23-2,. (N-1) is connected to the surrounding area to form an air curtain by rising heat flow, and water vapor and solvent vapor in the drying chambers 7-m (m = 1, 2,... (N-1)) of each stage. Are sucked and exhausted by the air curtain, and the cold air outside the drying chamber 7-m is prevented from entering the drying chamber 7-m by the air curtain. A high cleanliness and a high temperature atmosphere can be maintained, and drying unevenness can be prevented from occurring on the large substrate, and a high dry quality of the large substrate can be obtained.
Further, as the rising hot air flow, the lower
Accordingly, it is possible to provide a multi-stage heating apparatus for a large substrate that can maintain high dry quality of the
In addition, the double wall structure 23-m (m = 1, 2,... N) has a plurality of panel heaters 4-1, 4-2,. Mounted around the four circumferences, two elongated plates (
Further, the upper end portion of each double wall structure 23-m (m = 1, 2,... N) is the vertical direction of the peripheral opening of the drying chamber 7-m of the stage where the double wall structure is located. The inner
Further, the inner folded
Furthermore, due to the action of Teflon contained in the black processing applied to each surface of the inner and outer
The invention of the present application is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
Claims (3)
内部に発熱体を有する両面加熱式の矩形状のパネルヒーターが複数枚、上下方向に所定の間隔を置いて多段に配置され、
隣り合う上下のパネルヒーター間の空間部が、前記大型基板を加熱・乾燥させるための乾燥室とされ、
上下方向に多段に形成される複数の前記乾燥室の周囲を連ねて、上昇熱気流によるエアカーテンを形成するための気流通路形成手段が設けられている
ことを特徴とする大型基板用多段式加熱装置。A multi-stage heating apparatus for large substrates used for arranging and drying a plurality of rectangular large substrates to be dried in multiple stages,
A plurality of double-sided heating-type rectangular panel heaters with heating elements inside, arranged in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction,
The space between adjacent upper and lower panel heaters is a drying chamber for heating and drying the large substrate,
Multistage heating for large substrates, characterized in that airflow passage forming means for forming an air curtain by a rising hot airflow is provided by connecting the periphery of a plurality of drying chambers formed in multiple stages in the vertical direction. apparatus.
前記エアカーテンは、より下方の前記二重壁構造体の内部を流れる上昇熱気流が、より上方の前記二重壁構造体の内部に流入していくようにされることにより形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の大型基板用多段式加熱装置。The airflow path forming means is attached around the four circumferences of the peripheral walls of each of the plurality of panel heaters, and is formed by assembling two elongated plates arranged in parallel at a predetermined interval in the horizontal direction. Consisting of a heavy wall structure,
The air curtain is formed by allowing the rising thermal airflow flowing through the lower double wall structure to flow into the upper double wall structure. The multistage heating apparatus for large substrates according to claim 1.
前記二重壁構造体の外側の板は、その内面が黒色に加工されている
ことを特徴とする請求項2に記載の大型基板用多段式加熱装置。The inner wall of the double wall structure is processed in black on both the inside and outside,
The multistage heating apparatus for a large substrate according to claim 2, wherein the outer plate of the double wall structure has a black inner surface.
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