JP5393166B2 - 基板焼成装置 - Google Patents

Description

本発明は基板焼成装置に関し、より具体的には、基板と基板支持部の接触面積を増加させることにより、焼成装置の内部温度が上昇及び下降することで、基板支持部が収縮・膨脹しながら、基板にスクラッチを発生させることを防止できる基板焼成装置に関する。

通常、プラズマ表示装置、液晶表示装置、有機電界発光表示装置などの平板表示装置を製造するにおいて、電極層、誘電体層、隔壁などを形成するためには、これらを構成する材料、形成方法などによって差はあるが、印刷工程、乾燥工程、焼成工程などを行う。

このうち、焼成工程とは、組み合わせられた原料を加熱して硬化性物質を作る工程のことをいう。このような焼成工程を進める基板焼成装置には多数の基板が板の厚さ方向に受容され、それぞれの基板を支持する支持部が形成されている。支持部は各基板の下部面側に設置されて、基板焼成装置に基板が出し入れされる方向の基板両端部で点接触形態で基板を支持する。

このとき、基板と支持部が点接触しているので、接触した部位に集中荷重が加えられる。これは焼成装置の内部温度が上昇及び下降することで、基板支持部が収縮・膨脹しながら、基板にスクラッチを発生させる原因になるという問題点がある。

近年、平板表示装置が次第にスリム化することによって、基板焼成工程で基板にスクラッチが生じれば、基板のエッチング工程後も基板に発生したスクラッチが残る。これにより、最終製品の品質が低下してしまうという問題点がある。

大韓民国特許公開第２００２−００５９０７２号 大韓民国特許公開第２００５−００４９２１２号 大韓民国特許公開第２００６−００２１５０２号

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、基板と基板支持部の接触面積を増加させることにより、焼成装置の内部温度が上昇及び下降することで、基板支持部が収縮・膨脹しながら、基板にスクラッチを発生させることを防止できる基板焼成装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係る基板焼成装置は、焼成炉の内部に熱を供給して基板を焼成温度で加熱する加熱部と、前記基板が積載されるように内側面に水平に設置される支持フレーム及び前記支持フレームの一領域から中央部側へ突出する少なくとも１つの支持ピンとを備え、上下方向に一定間隔で設置される石英材質の第１支持部及び前記第１支持部の前記支持ピン上に配置されて前記基板下部面の枠と一定領域だけ接触するように設置される石英材質の第２支持部とを有する。

好ましくは、前記支持フレームは前記基板が出し入れされる方向と垂直となる両側の内面に対向するように設置され、このとき、前記第２支持部はフラット状である。

また、前記支持フレームは前記基板が出し入れされる面の一領域を除いた焼成炉の内側面に設置され、このとき、前記第２支持部はフラット又は棒状である。

更に、前記加熱部は前記焼成炉の外面に設置され、電熱ヒータと、前記電熱ヒータが設置され熱を拡散させる放熱板とを有する。

また、前記焼成炉の前面に前記基板の出し入れが可能なように形成されたゲート部を更に有し、前記ゲート部は全体位置制御手段及び少なくとも１つの位置制御手段を備える。

上述したように、本発明によれば、基板と基板支持部の接触面積を増加させることにより、焼成装置の内部温度が上昇及び下降することで、基板支持部が収縮・膨脹しながら、基板にスクラッチを発生させることを防止することで、基板のエッチング工程後も基板スクラッチが防止されて次第にスリム化していく製品の品質を向上させることができるという効果を奏する。

本発明に係る基板焼成装置を概略的に示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る基板焼成装置の平面図である。 図２Ａに基板が配置された状態を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ’に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態に係る基板焼成装置の平面図である。 本発明の第３実施形態に係る基板焼成装置の平面図である。 本発明の第４実施形態に係る基板焼成装置の平面図である。 本発明の第５実施形態に係る基板焼成装置の平面図である。

下記の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態だけを詳細に記載し示す。本発明の技術分野において通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で下記の実施形態を多様に変形できる。従って、添付する図面と説明は、本発明を説明するだけであって、これに限定されるものではない。また、１つの構成要素が他の構成要素と「接触している（ｏｎ）」ということはそれがその他の構成要素と直接接触するか、１つ以上の要素を２つの間に介在させて間接的に接触していることを意味する。また、ある要素が他の要素に「結合されている」ということは、それがその他の要素に直接的に連結されているか、１つ以上の要素を２つの間に介在させて間接的に連結されていることを意味する。以下で同じ参照番号は同じ構成要素を意味する。

図１は、本発明に係る基板焼成装置を概略的に示す斜視図である。

図１を参照すれば、本発明に係る基板焼成装置１０は、加熱部２１、第１支持部３０及び第２支持部４０を有する。加熱部２１は、基板焼成装置１０の外部に設置される。そして、支持フレーム及び支持ピンで構成される第１支持部３０は、基板焼成装置１０の内部に設置される。支持フレーム３０ａ（図２Ａ参照）は基板Ｓが積載されるように内側面に水平に設置され、支持ピン３０ｂ、（図２Ａ参照）は支持フレームの一領域から中央部側へ突出するように少なくとも１つが形成される。好ましくは、支持ピンは基板Ｓを水平に支持できる程度の数だけ形成される。また、第２支持部４０は第１支持部３０の支持ピン上に配置され、基板Ｓの下部面の枠と一定領域だけ接触するように設置される。

ここで、加熱部２１は焼成炉の内部に熱を供給して基板Ｓを焼成温度で加熱するためのものであって、基板焼成装置１０の両側及び上下面にそれぞれ設置される。加熱部２１は、電熱ヒータで形成されることができ、この電熱ヒータは基板Ｓの各部位を均一に加熱できるように放熱板２０に設置されることができる。本発明の実施形態では加熱部２１が電熱ヒータで形成されると説明したが、これに限定されるものではなく、基板を均一な温度で加熱できるものであれば、何でも可能である。

そして、本発明において第１支持部３０及び第２支持部４０は石英（Ｑｕａｒｔｚ）で形成される。これは高温焼成装置の内部が５００℃以上の高温であり、±５℃以内の温度均一性を維持しなければならないためである。

支持フレーム及び支持ピンで構成された第１支持部３０は上下方向に一定間隔で設置されるが、焼成炉内部の全ての基板Ｓに均一に熱が伝達され得る最小限の間隔で設置されることが好ましい。

本発明に係る基板焼成装置１０は、前面に基板Ｓの出し入れが可能なように形成されたゲート部５０（図３参照）を更に有する。ここで、ゲート部は全体位置制御手段及び少なくとも１つの位置制御手段を備え、それぞれの位置制御手段は上下に移動可能であり、所望の位置に容易に基板を出し入れするように駆動される。このようなゲート部の詳細な作動については図３で後述する。

図２Ａは、本発明の第１実施形態に係る基板焼成装置の平面図であり、図２Ｂは、図２Ａに基板が配置された状態を示す平面図である。

図２Ａ及び図２Ｂを参照すれば、本発明の第１実施形態に係る基板焼成装置は、基板Ｓが出し入れされる方向と垂直となる両側の内面に第１支持部３０が設置される。第１支持部３０は基板焼成装置内部の互いに対向する位置に形成され、支持フレーム３０ａと支持ピン３０ｂで構成される。

支持フレーム３０ａは支持フレーム３０ａに連結された支持ピン３０ｂが基板Ｓを支持できるように基板焼成装置の内面にしっかり設置され、基板Ｓを水平に支持するように両側の内面に水平に設置される。

支持ピン３０ｂは支持フレーム３０ａの一領域から中央部側へ突出して基板Ｓの両側下部面を支持する。本実施形態において支持ピン３０ｂは３つ形成されて基板Ｓの３つの部分を支持したが、基板Ｓの大きさに応じて支持ピン３０ｂの数は変更可能である。

第２支持部４０はフラット状で形成され、第１支持部３０の支持ピン３０ｂ上に配置される。図２Ｂに示すように、平板型の第２支持部４０は基板Ｓの両側下部面と一定領域だけ接触し、基板Ｓを支持する。

これにより、基板焼成装置の内部温度が上昇及び下降することにより、第２支持部４０が収縮・膨脹しても基板Ｓにスクラッチを発生させることを防止できる。また、焼成工程中に基板にスクラッチが発生しなくなるので、基板のエッチング工程後も基板スクラッチが防止されて次第にスリム化していく製品の品質を向上させることができる。

また、本実施形態では基板焼成装置の両側外面に加熱部２１が設置されると示したが、ゲート部５０と対向する面にも加熱部２１が設置され得ることはもちろんである。

図３は、図１のＡ−Ａ’に沿った断面図である。

図３を参照すれば、本発明のゲート部５０は、基板Ｓの出し入れが可能なように焼成炉の前面に形成される。ゲート部５０は全体位置制御手段５１及び少なくとも１つの位置制御手段５０a、５０ｂ、５０ｃを備えるが、本発明の実施形態では全体位置制御手段５１、第１位置制御手段５０ａ、第２位置制御手段５０ｂ及び第３位置制御手段５０ｃを備える。

全体位置制御手段５１、第１位置制御手段５０ａ、第２位置制御手段５０ｂ及び第３位置制御手段５０ｃは、それぞれ上下移動手段（図示せず）を備えて所望の位置に基板Ｓの出し入れが可能なようにすることができる。即ち、全体位置制御手段５１、第１位置制御手段５０ａ、第２位置制御手段５０ｂ及び第３位置制御手段５０ｃのそれぞれを昇降制御することにより、焼成炉の内部に多段で設置された第２支持部４０のうち、基板Ｓを出し入れする第２支持部４０と同じ高さに開口部５２を形成できる。このように形成された開口部５２により基板Ｓの出し入れが可能になり、ベースアーム６０ｂに結合されている搬送アーム６０ａが出入りし、基板Ｓを所望の位置に配置させることができる。

図４は、本発明の第２実施形態に係る基板焼成装置の平面図であり、図５は、本発明の第３実施形態に係る基板焼成装置の平面図である。図４及び図５の説明では、本発明の第１実施形態と同じ構成についての説明は省略する。

図４を参照すれば、本発明の第２実施形態に係る基板焼成装置には、基板Ｓが出し入れされる面を除いた焼成炉の内側面に第１支持部４３０が設置される。第１支持部４３０は支持フレーム４３０ａと支持ピン４３０ｂで構成され、支持フレーム４３０ａは基板焼成装置の内側面にしっかり設置される。そして、支持ピン４３０ｂは支持フレーム４３０ａの一領域から中央部側へ突出して基板Ｓ下部面の枠を支持する。第１支持部４３０の支持ピン４３０ｂ上には第２支持部４４０が配置される。このとき、第２支持部４４０はフラット状であり、基板下部面の枠と一定領域だけ接触して基板Ｓを支持する。ここで、第１支持部４３０及び第２支持部４４０は高温の焼成炉内で温度の影響をあまり受けない石英材質で形成されることで、焼成時に支持部により基板スクラッチが発生するのを防止できる。

そして、図５に示すように、本発明の第３実施形態に係る第１支持部５３０の支持ピン５３０ｂ上には第２支持部５４０が配置される。このとき、第２支持部５４０は棒状で形成されて、基板下部面の枠と線接触して基板を支持する。

図６は、本発明の第４実施形態に係る基板焼成装置の平面図であり、図７は、本発明の第５実施形態に係る基板焼成装置の平面図である。図６及び図７の説明では、本発明の第１実施形態と同じ構成についての説明は省略する。

図６を参照すれば、本発明の第４実施形態に係る基板焼成装置には、基板Ｓが出し入れされる面の一領域を除いた焼成炉の内側面に第１支持部６３０が設置される。本発明の第２、第３実施形態と同様に、第１支持部６３０は支持フレーム６３０ａと支持ピン６３０ｂで構成され、第１支持部６３０の支持ピン６３０ｂ上に第２支持部６４０が設置される。このとき、第２支持部６４０はフラット状で形成されて、基板下部面の枠と一定領域だけ接触して基板を支持する。

また、図７に示すように、本発明の第５実施形態に係る第１支持部７３０の支持ピン７３０ｂ上には第２支持部７４０が配置される。このとき、第２支持部７４０は棒状で形成されて、基板下部面の枠と線接触して基板を支持する。

第４、第５実施形態は第２、第３実施形態と比較して、基板が出し入れされる焼成炉の内面に第２支持部を一定領域だけ更に形成することで、基板の垂れを防止でき、基板を更にしっかり支持できる。このように基板と第２支持部の接触面積を増加させることで、基板焼成装置の内部温度が上昇及び下降することにより、第２支持部が収縮・膨脹しても基板にスクラッチを発生させることを防止できる。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

Ｓ 基板
１０ 基板焼成装置
２０ 放熱板
２１、４２１ 加熱部
３０、４３０、５３０、６３０、７３０ 第１支持部
３０ａ、４３０ａ、５３０ａ、６３０ａ、７３０ａ 支持フレーム
３０ｂ、４３０ｂ、５３０ｂ、６３０ｂ、７３０ｂ 支持ピン
４０、４４０、５４０、６４０、７４０ 第２支持部
５０ ゲート部
５０ａ 第１位置制御手段
５０ｂ 第２位置制御手段
５０ｃ 第３位置制御手段
５１ 全体位置制御手段
６０ａ 搬送アーム
６０ｂ ベースアーム

Claims (6)

1. 焼成炉の内部に熱を供給して基板を焼成温度で加熱する加熱部と、
   前記基板が積載されるように内側面に水平に設置される支持フレーム及び前記支持フレームの一領域から中央部側へ突出する少なくとも１つの支持ピンとを備え、上下方向に一定間隔で設置される石英材質の第１支持部と、
   前記第１支持部の前記支持ピン上に配置されて前記基板下部面の枠と線接触又は面接触するように設置される棒状又はフラット状である石英材質の第２支持部と、を有することを特徴とする基板焼成装置。
2. 前記支持フレームは、前記基板が出し入れされる方向と垂直となる両側の内面に対向するように設置されることを特徴とする請求項１に記載の基板焼成装置。
3. 前記支持フレームは、前記基板が出し入れされる面の一領域を除いた焼成炉の内側面に設置されることを特徴とする請求項１に記載の基板焼成装置。
4. 前記加熱部は、前記焼成炉の外面に設置されることを特徴とする請求項１に記載の基板焼成装置。
5. 前記加熱部は、電熱ヒータと、前記電熱ヒータが設置され熱を拡散させる放熱板とを有することを特徴とする請求項１に記載の基板焼成装置。
6. 前記焼成炉の前面に前記基板の出し入れが可能なように形成されたゲート部を更に有することを特徴とする請求項１に記載の基板焼成装置。

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