JP5015541B2

JP5015541B2 - 熱処理装置

Info

Publication number: JP5015541B2
Application number: JP2006275878A
Authority: JP
Inventors: 和也益永; 泰宏岩尾
Original assignee: SHOWA MANUFACTURING CO., LTD.
Current assignee: SHOWA MANUFACTURING CO., LTD.
Priority date: 2006-10-07
Filing date: 2006-10-07
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2026-10-07
Also published as: JP2008096003A

Description

本発明は、熱処理装置に関するものである。

従来、フラットパネルディスプレイ用（LCD、PDP、有機EL用等）のガラス基板などの焼成や乾燥に用いる熱処理装置として、図８に示すような密閉式の多段熱処理装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

図中、100は箱型の炉体であり、断熱材(図示せず)またはヒータを貼設した外壁110の内側にヒータを多段に設け、これらヒータ120の上に配設した支持体上にガラス基板200を載置可能としている。

また、炉体100の前面には、前記ヒータ120間に形成される加熱空間130ごとに対応する開閉蓋140を設け、加熱空間130ごとに一枚のガラス基板200を出し入れ自在としている。

そして、このような多段熱処理装置では、炉体100外部から開閉蓋140を介して加熱空間130に埃等の夾雑物が侵入し、ガラス基板200に付着するのを防止するために、密閉性を保つように形成している。

特に、図９に示すように、熱処理対象となるガラス基板200を挿入するための基板収納口106に配設した開閉蓋140の裏面には、炉体100の密閉性を保つために、耐熱性を有する樹脂で形成したパッキンフィルム104が配設されている。

すなわち、このパッキンフィルム104が、炉体100に密着し、炉体100と開閉蓋140との間に生じた隙間を埋めて密閉するようにしている。
特開２００４−１４４３３７号公報

しかしながら、上述した熱処理装置にあっては、たとえばパッキンフィルムの劣化等により、炉体と開閉蓋との間に隙間が生じた場合、この隙間を介して侵入した夾雑物は、捕捉されることなく炉内を浮遊してしまうことになり、ガラス基板に付着するおそれがあった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、開閉扉の密閉性が保たれない場合でも、ガラス基板に夾雑物が付着するのを防止できる熱処理装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る熱処理装置では、炉体内部にヒータを備える加熱室を設け、前記炉体の前面に、前記加熱室の基板収納口よりも大きな面積を有する開閉蓋を前記基板収納口に対応させて配設した熱処理装置であって、前記開閉蓋と前記炉体の前面との間には間隙が形成されており、前記基板収納口の下部近傍に、前記ヒータの熱で前記加熱室内部を流動する気体の対流方向に沿って穿設した複数の長穴状の吸引孔を備える排気管を、左右方向へ伸延させて配設し、前記隙間より炉内に侵入した気流とともに、前記加熱室内部を流動する気体に乗った夾雑物を前記吸引孔を介して吸引すべく構成した。

また、以下の点にも特徴を有する。
（１）炉体内部にヒータを備える加熱室を設け、前記炉体の前面に、前記加熱室の基板収納口よりも大きな面積を有する開閉蓋を前記基板収納口に対応させて配設した熱処理装置であって、前記基板収納口の下部近傍に、前記ヒータの熱で前記加熱室内部を流動する気体の対流方向に沿って穿設した複数の長穴状の吸引孔を備える排気管を、左右方向へ伸延させて配設し、前記開閉蓋と前記炉体の前面との間に隙間が形成されて密閉性が保たれない場合には、前記隙間より炉内に侵入した気流とともに、前記加熱室内部を流動する気体に乗った夾雑物を前記吸引孔を介して吸引すべく構成したこと。
（２）前記加熱室を前記炉体の内部に多段に配設し、各加熱室より伸延する排気管を収束して排気主管を形成するとともに、前記排気主管の下流側に、加熱室内部の気体を排出するブロワを配設したこと。
（３）前記排気管には、増幅量調整機構を備える流量増幅器を配設していること。

請求項１に記載の本発明では、炉体内部にヒータを備える加熱室を設け、前記炉体の前面に、前記加熱室の基板収納口よりも大きな面積を有する開閉蓋を前記基板収納口に対応させて配設した熱処理装置であって、前記開閉蓋と前記炉体の前面との間には間隙が形成されており、前記基板収納口の下部近傍に、前記ヒータの熱で前記加熱室内部を流動する気体の対流方向に沿って穿設した複数の長穴状の吸引孔を備える排気管を、左右方向へ伸延させて配設し、前記隙間より炉内に侵入した気流とともに、前記加熱室内部を流動する気体に乗った夾雑物を前記吸引孔を介して吸引すべく構成したため、加熱室の内外から吸引孔近傍に飛来する夾雑物を吸引捕捉して排出することができる。
また、請求項２に記載の本発明では、炉体内部にヒータを備える加熱室を設け、前記炉体の前面に、前記加熱室の基板収納口よりも大きな面積を有する開閉蓋を前記基板収納口に対応させて配設した熱処理装置であって、前記基板収納口の下部近傍に、前記ヒータの熱で前記加熱室内部を流動する気体の対流方向に沿って穿設した複数の長穴状の吸引孔を備える排気管を、左右方向へ伸延させて配設し、前記開閉蓋と前記炉体の前面との間に隙間が形成されて密閉性が保たれない場合には、前記隙間より炉内に侵入した気流とともに、前記加熱室内部を流動する気体に乗った夾雑物を前記吸引孔を介して吸引すべく構成したため、加熱室の内外から吸引孔近傍に飛来する夾雑物を吸引捕捉して排出することができる。

また、排気管は、ヒータの熱で加熱室内部を流動する気体の対流方向に沿って穿設した複数の長孔を備えることとしているため、対流に乗って吸引孔近傍に飛来した夾雑物をより確実に捕捉することができる。

また、請求項３に記載の本発明では、加熱室を炉体の内部に多段に配設し、各加熱室より伸延する排気管を収束して排気主管を形成するとともに、排気主管の下流側に、加熱室内部の気体を排出するブロワを配設しているため、各加熱室より効率良く排気を行うことができる。

さらに、請求項４に記載の本発明では、排気管には、増幅量調整機構を備える流量増幅器を配設しているため、炉内の内圧の調整を容易に行うことができる。

本実施形態に係る熱処理装置は、炉体内部にヒータを配設し、ガラス基板を収容可能に形成した加熱室を設け、この加熱室の基板収納口に開閉蓋を配設したガラス基板用熱処理装置において、前記基板収納口の近傍に、吸引孔を穿設した排気管を、左右方向へ伸延させて配設したものである。

上記構成の熱処理装置は、その表面への夾雑物などの付着が品質に多大な影響を及ぼす液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどに用いられるガラス基板の熱処理装置として好適であり、以下、被加熱物をガラス基板として説明する。

本実施形態によれば、上記構成としたことにより、基板収納口に配設した開閉蓋と炉体との間に隙間が生じても、炉体外より進入した外気は速やかに吸引孔に吸い込まれて排気管から排出されることになるため、ガラス基板の処理温度に影響することがない。

しかも、炉体外より、基板収納口を介して加熱室内に夾雑物が侵入した場合であっても、速やかに吸引孔に吸い込まれることとなり、炉内やガラス基板等に夾雑物が付着することを防止できる。

すなわち、本発明によれば、開閉蓋の密閉性を必ずしも確保しなくてもよくなり、密閉性を確保せずとも、ガラス基板に夾雑物が付着することを効果的に防止することが可能となっている。

それゆえ、開閉蓋と炉体との密着性を確保するために、開閉蓋や基板収納口周辺に配設していたパッキン等を廃止することが可能となり、熱により劣化したパッキンから生じるパーティクルの発生自体をなくすことができる。

また、加熱室内において、ガラス基板を加熱した際に発生する夾雑物についても、速やかに吸引孔に吸い込まれることとなり、前記夾雑物が前記隙間から炉外へ漏れることを防止することができる。

ここで、夾雑物とは、炉体外より炉体内に侵入するチリやホコリ、加熱中のガラス基板より生ずるガスや昇華物やヒュームなど、ガラス基板の焼成において製品の形成を妨げるような物質のことをいう。

なお、炉体内部に配設するヒータは特に限定されるものではないが、加熱室内に収納したガラス基板をむらなく加熱することができる面ヒータが好ましい。

また、排気管は、ヒータの熱で前記加熱室内部を流動する気体の対流方向に沿って穿設した複数の長孔を備えるようにすることが望ましい。

換言すれば、ヒータの熱で前記加熱室内部を流動する気体の対流方向に沿って、複数の長穴状の吸引孔を排気管に穿設すると良い。

このような構成とすることにより、加熱室内部の対流に乗った夾雑物をより確実に吸引して排出させることができ、開閉蓋と炉体との密着性が確保されていなくとも、炉外に夾雑物が漏出するのを防止することができる。

また、炉体の内部に前述の加熱室を多段に配設し、各加熱室から伸延する排気管を収束した排気主管を形成するとともに、この排気主管の下流側に、加熱室内部の気体を排出するブロワを配設しても良い。

このような構成とすることにより、各加熱室内から吸引孔を介して効率的に排気を行うことができる。

そして、排気管には、増幅量調整機構を備える流量増幅器を配設するのが好ましい。この流量増幅器を備えることにより、さらに吸引力を助長させるとともに、流量の微調整を容易に行うことができる。

また、加熱室を多段に配設している場合には、それぞれの加熱室の吸引力に差が生じることがあるため、増幅量調整機構により吸引力の差を補正して、いずれの加熱室の吸引力も等しくすることができる。

また、前記排気管は、基板収納口の上側、下側のいずれか一方でもよいし、あるいは上下共に配設しても構わないが、少なくとも下側に配設することが好ましい。

以下、本発明に係る熱処理装置の実施形態について、図面を用いながら更に詳説する。

図１は一実施形態としてのガラス基板用熱処理装置Ａを示した正面図である。図示するように、このガラス基板用熱処理装置Ａは、箱型に形成し、内周面に断熱材（図示せず）またはヒータを貼設して形成した炉体１と、同炉体１の側部より、炉体１内部の気体を排気可能に形成した排気部２とより構成している。

炉体１の内部には、後述する加熱室３を多段に形成し、また、炉体１の前面部20には、各加熱室３に対応する位置を開口して基板収納口４を形成しており、炉外から基板収納口４を介して加熱室３にガラス基板をそれぞれ挿入し、複数のガラス基板を加熱できるようにしている。

また、炉体１の右側面部21及び左側面部22には、軸支持板23，23を立設しており、この両軸支持板23，23の間に枢軸６を炉体１の左右方向に向けて横架している。

そして、この枢軸６には、前記基板収納口４を開閉する正面視略矩形状の開閉蓋５が軸支されており、上下方向に開閉可能としている。また、開閉蓋５は、正面視における面積が、基板収納口４よりも大となるようにしている。

排気部２は、炉体１の右側面部21より、複数の排気管７を突出させており、この排気管７は、多段に配設した前記加熱室３のそれぞれから延設している。

また、各排気管７の下流側端部には、排気管７の管径よりも太く形成した排気主管８を接続しており、各排気管７の気体が排気主管８へと流れ込むように構成している。

排気主管８の下流側端部には、各排気管７や排気主管８の内部に気流を発生させるためのブロワ９を配設しており、このブロワ９を稼働させることにより、加熱室３内の気体や夾雑物を排気管７に吸引し、排気主管８を通じて排出可能としている。

次に、本実施形態に係るガラス基板用熱処理装置Ａの内部構造について説明する。

図２は、ガラス基板用熱処理装置Ａの正面視における基板収納口４近傍の断面を模式的に示した図であり、図３は、右側面視における断面を模式的に示した図である。

図２及び図３にも示すように、炉体１の内部は、収納したガラス基板Ｇを上下に挟むようにヒータ10を配設して加熱室３を形成しており、基板収納口４の近傍には、吸引孔11を穿設した排気管７を、左右方向へ伸延させて配設している。なお、図中12はガラス基板Ｇを下方より支える支持材である。

そして、図２に矢印で示す気流ように、ブロワ９を稼働させることで、排気主管８内部を陰圧とし、さらに、同排気主管８に連通連結した排気管７を陰圧として加熱室３内部の気体や浮遊する夾雑物を、加熱室３内部より吸引して排出できるようにしている。

図４は、加熱室３の基板収納口４近傍を模式的に示した側部断面図である。加熱室３の基板収納口４の下方には、排気管７が炉体１の左右方向に向けて配設されており、さらに、この排気管７の下流側を、図１に示したように炉体１の側部より突出させている。

排気管７の上面には、吸気用の吸引孔11を穿設しており、この吸引孔11を介して加熱室３内部の気体や夾雑物を吸引できるようにしている。

また、本実施形態に係るガラス基板用熱処理装置Ａでは、開閉蓋５に炉体１の前面部20との隙間を密閉するパッキンを配設していない。すなわち、開閉蓋５と、前面部20との間に隙間を設けている。

したがって、図中破線で示すように、開閉蓋５と前面部20との間に形成された隙間より流入した気流は、速やかに吸引孔11を介して排気管７に吸気されることとなる。

また、パッキンを配設していないことにより、パッキンの劣化によってパーティクル等が発生するおそれがなく、夾雑物の発生原因を炉体１の構成材から省くことができる。

なお、本実施形態では開閉蓋５の裏面にパッキンを配設していないが、たとえば、開閉蓋５の裏面にパッキンを配設している場合において、パッキンの劣化で開閉蓋５と前面部20との間に隙間が生じても、流入した外気やパッキンから発生するパーティクルを吸引排出することができ、ガラス基板Ｇが汚染されることを防止できる。

ところで、図８にも示したような、従来のガラス基板用熱処理装置では、加熱室３に外気が侵入すると、加熱室３内の温度が低下して加熱中のガラス基板Ｇに加熱むらが生じるおそれがある。しかしながら、本実施形態に係るガラス基板用熱処理装置Ａによれば、基板収納口４より侵入した外気は、速やかに吸引孔11から吸気されることとなるため、加熱室３内の温度に影響を与えることがない。したがって、加熱むらを防止しながらガラス基板Ｇを加熱することができる。

また、図中実線で示すように、加熱室３内で対流している気流についても、速やかに吸引孔11を介して排気管７に吸気されることとなる。

したがって、開閉蓋５と前面部20との間に形成された隙間を介して加熱室３内に侵入した夾雑物が、加熱中のガラス基板Ｇに付着するのを防止できるとともに、加熱中のガラス基板Ｇより発生した夾雑物についても、開閉蓋５と前面部20との間に形成された隙間を介して炉外へ漏出してしまうことを防止できる。

ここで、吸引孔11の形状は、特に限定されるものではなく、円形、楕円形、矩形、多角形等適宜成形することができるが、好ましくは、長径と短径とを有する楕円形や、長穴状の多角形とするのが良い。そして、このような楕円形や多角形とした長穴状の吸引孔11を、加熱室３内部を対流する気流に沿う方向へ向けて配設すると良い。

たとえば、本実施形態の吸引孔11を示す図５(a)では、ヒータ10を稼働させた際に、加熱室３内部を対流する気流に沿う方向へ長穴状に穿設しており、気流にのって吸引孔近傍に飛来する夾雑物を、図中実線で示す気流のように確実に吸引できるようにしている。

また、気流に沿う方向へ長穴状に穿設した吸引孔11は、ガラス基板Ｇの加熱中に気流に揺らぎが生じた場合でも、確実に気流を捕捉する役割も担っている。

すなわち、図５(b)に示すように、ガラス基板Ｇの加熱中に気流に揺らぎが生じて、気流Ｊ、気流Ｋ、気流Ｌのそれぞれの位置に流れが変わり、排気管７に穿設した長穴状の吸引孔11と、気流との接触位置が変動した場合であっても、効率的に吸気して気流Ｊ，Ｋ，Ｌに浮遊する夾雑物を確実に捕捉して排気することができる。

図６は、同排気部２の拡大図である。排気主管８と連通する排気管７の中途部には、流量増幅器13を配設しており、この流量増幅器13に空気配管14より空気を送り込むことで、流量増幅器13部分を流れる気体の流れを加速して、より吸引効果を増幅するようにしている。この流量増幅器13は、一般に市販されているエジェクターを使用することができる。

しかも、この流量増幅器13は、増幅量調整機構（図示せず）を備えており、同増幅量調整機構を調整することにより、吸引効果の増幅割合を調整できるようにしている。

したがって、炉体１内に多段状に配設した加熱室３のうち、たとえば、最上段と最下段とで、排気管７からの吸引力に差が生じた場合であっても、容易に吸引力を調整することができ、均一な吸引力を確保することができる。

図７は、本発明に係るガラス基板用熱処理装置Ａの他の実施形態における基板収納口４近傍の断面を示した図である。

本実施形態は、図４で説明した基板収納口４近傍と基本的構成を同じくしているが、排気管７の上面と下面との両方に吸引孔11を穿設している点で異なっている。

すなわち、加熱室３の基板収納口４近傍には、上下両方に吸引孔11が設けられている。

したがって、開閉蓋５の上部より加熱室３の内部へ流入した気流は、加熱室３の上部に穿設した吸引孔11aにより速やかに吸引されるとともに、開閉蓋５の下部より加熱室３の内部へ流入した気流は、加熱室３の下部に穿設した吸引孔11bにより速やかに吸引されることとなり、より確実に外来する夾雑物を吸引し排気することができる。

また、加熱室３内部を循環する気流にあっても、加熱室３の上部を対流する気流は、吸引孔11aにより速やかに吸引されるとともに、加熱室３の下部を対流する気流は、吸引孔11bにより速やかに吸引されることとなるため、ガラス基板Ｇの加熱によって生じる夾雑物についても、より確実に吸引し排気することができる。

なお、本実施形態では、吸引孔11a,11bを、基板収納口４の上下両側に配設しているが、先の実施形態の如く、基板収納口４の下側の吸引孔11bのみを設けるよういにしても良く、また、基板収納口４の上側の吸引孔11aのみを設けるようにしても良い。ただし、夾雑物の吸引効率を勘案すれば、少なくとも下側に配設することが好ましい。

上述してきたように、本実施形態に係るガラス基板用熱処理装置Ａによれば、開閉蓋５の隙間から加熱室３の内部に外気とともにパーティクルが侵入しても、吸引孔11を介してパーティクルを吸引することができるため、熱処理しているガラス基板にパーティクルが付着するのを防止することができる。

また、開閉蓋５と炉体１との間に、密閉性を保つためのパッキン等を配設する必要がないため、パッキンの劣化によって生じるパーティクルがガラス基板に付着することを防止できる。

さらに、ガラスの加熱中に生じるガスや昇華物やヒュームなどの夾雑物についても、確実に吸引することができるため、開閉蓋５の隙間から夾雑物が外部へ漏出するのを防止することができる。

以上説明したように本発明に係る熱処理装置では、基板収納口の近傍に、吸引孔を穿設した排気管を、左右方向へ伸延させて配設したことを要旨としたものであり、これに該当するものは本発明の権利範囲である。例えば、本実施形態に係るガラス基板用熱処理装置Ａでは排気管７に穿設した吸引孔11を長穴としてスリット状に形成したが、特に限定されるものではなく、たとえば、吸引孔11は、排気管７の長手方向に沿って切れ目をいれるように形成したものであっても良い。

また、上述した実施形態によれば、開閉蓋５と前面部20との間に隙間を設けた例を示しているが、隙間を設けず密閉した状態であっても良い。

すなわち、図９に示した従来例の如くパッキンと前面部とを当接して密閉した熱処理装置において、予期せずヒータの熱によりパッキンが劣化したり、開閉蓋が僅かに変形して間隙が生じた場合でも、本発明に係る構成を備えることにより、被加熱物の夾雑物による汚染を防ぐことができる。

本発明に係るガラス基板用熱処理装置の正面図である。本発明に係るガラス基板用熱処理装置の基板収納口近傍における正面断面図である。本発明に係るガラス基板用熱処理装置の側部断面図である。基板収納口近傍の側部断面拡大図である。基板収納口近傍に配設した排気管の説明図である。本発明に係るガラス基板用熱処理装置の排気部の説明図である。他の実施形態における基板収納口近傍を示した説明図である。従来技術の説明図である。従来技術の説明図である。

符号の説明

Ａガラス基板用熱処理装置
Ｇガラス基板
１炉体
３加熱室
４基板収納口
５開閉蓋
７排気管
８排気主管
９ブロワ
10 ヒータ
11 吸引孔
13 流量増幅器

Claims

炉体内部にヒータを備える加熱室を設け、前記炉体の前面に、前記加熱室の基板収納口よりも大きな面積を有する開閉蓋を前記基板収納口に対応させて配設した熱処理装置であって、
前記開閉蓋と前記炉体の前面との間には間隙が形成されており、
前記基板収納口の下部近傍に、前記ヒータの熱で前記加熱室内部を流動する気体の対流方向に沿って穿設した複数の長穴状の吸引孔を備える排気管を、左右方向へ伸延させて配設し、
前記隙間より炉内に侵入した気流とともに、前記加熱室内部を流動する気体に乗った夾雑物を前記吸引孔を介して吸引すべく構成したことを特徴とする熱処理装置。
炉体内部にヒータを備える加熱室を設け、前記炉体の前面に、前記加熱室の基板収納口よりも大きな面積を有する開閉蓋を前記基板収納口に対応させて配設した熱処理装置であって、
前記基板収納口の下部近傍に、前記ヒータの熱で前記加熱室内部を流動する気体の対流方向に沿って穿設した複数の長穴状の吸引孔を備える排気管を、左右方向へ伸延させて配設し、
前記開閉蓋と前記炉体の前面との間に隙間が形成されて密閉性が保たれない場合には、前記隙間より炉内に侵入した気流とともに、前記加熱室内部を流動する気体に乗った夾雑物を前記吸引孔を介して吸引すべく構成したことを特徴とする熱処理装置。
前記加熱室を前記炉体の内部に多段に配設し、各加熱室より伸延する排気管を収束して排気主管を形成するとともに、
前記排気主管の下流側に、加熱室内部の気体を排出するブロワを配設したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱処理装置。
前記排気管には、増幅量調整機構を備える流量増幅器を配設していることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の熱処理装置。