JP7372684B2 - Heating devices and heating plates - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス基板や半導体リードフレームあるいはその他の金属板や合成樹脂板などの各種板状部材またはシート状部材の熱処理に使用される加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating device used for heat treatment of various plate-like members or sheet-like members such as glass substrates, semiconductor lead frames, other metal plates, and synthetic resin plates.
液晶表示パネルなどの構成部材である比較的大型のガラス基板を熱処理する装置としては、放熱板の加熱によって両面から遠赤外線を放射する両面加熱式の遠赤外線パネルヒータからなる多数の棚状ヒータを、炉本体内に上下方向に一定間隔で多段配置し、これらの棚状ヒータの間に形成される各空間部分をそれぞれ乾燥室とした加熱炉が提案されている(特許文献1参照。)。 Equipment for heat treating relatively large glass substrates, which are components of liquid crystal display panels, etc., uses a large number of shelf-shaped heaters consisting of double-sided far-infrared panel heaters that emit far-infrared rays from both sides by heating a heat sink. , a heating furnace has been proposed in which heaters are arranged in multiple stages at regular intervals in the vertical direction within a furnace main body, and each space formed between these shelf heaters is used as a drying chamber (see Patent Document 1).
特許文献1記載の加熱炉の場合には、両面加熱式の遠赤外線パネルヒータからなる多数の棚状ヒータが配置されているため、これらの棚状ヒータの間に形成される各空間部(乾燥室)を効率的に加熱することができる点では優れている。 In the case of the heating furnace described in
しかしながら、上下方向に配置された多数の棚状ヒータから発される熱は、加熱炉内を上昇して炉内の天壁寄りの領域に集まる傾向があるため、炉内上部領域の温度は、炉内下部領域の温度より高くなり、このような炉内上部領域と炉内下部領域との間の温度差をなくすことは極めて困難である。 However, the heat emitted from the many shelf-shaped heaters arranged vertically tends to rise inside the heating furnace and collect in the area near the top wall of the furnace, so the temperature in the upper area of the furnace is The temperature becomes higher than that of the lower region of the furnace, and it is extremely difficult to eliminate such a temperature difference between the upper region of the furnace and the lower region of the furnace.
特許文献2は、断熱材で囲まれた空間内に距離を隔てて対向配置された複数の加熱用壁体と、加熱用壁体に設けられた発熱手段と、加熱用壁体の間に距離を隔てて配置された複数の伝熱壁体と、伝熱用壁体の間に棚状に配置された複数の熱放射部材と、上下方向に隣り合う熱放射部材の間に設けられた被加熱物の加熱スペースとを備えた構成とした加熱装置を開示している。
特許文献2に開示された加熱装置は、垂直方向に設けられた加熱用壁体により加熱するため、加熱スペース内に収容することのできる被加熱物のサイズが限定される。特許文献2に開示の技術は、そもそも大面積の板状またはシート状の被加熱物を均一に加熱することを想定していないため、大面積の被加熱物の面内において温度を均一に加熱することは困難である。Patent Document 2 discloses a plurality of heating walls disposed facing each other at a distance in a space surrounded by a heat insulating material, a heat generating means provided on the heating walls, and a distance between the heating walls. a plurality of heat transfer walls disposed apart from each other, a plurality of heat radiating members disposed in a shelf-like manner between the heat transfer walls, and a cover provided between vertically adjacent heat radiating members. The present disclosure discloses a heating device having a configuration including a heating space for heating an object.
Since the heating device disclosed in Patent Document 2 performs heating using a heating wall provided in the vertical direction, the size of the object to be heated that can be accommodated in the heating space is limited. The technology disclosed in Patent Document 2 does not assume that a large-area plate-shaped or sheet-shaped object to be heated is heated uniformly in the first place, so it is difficult to uniformly heat the temperature within the surface of a large-area object to be heated. It is difficult to do so.
一般的に、広い面内で精度良く温度分布を均一にすることは、加熱装置は大気中に配置されて常に外乱の影響を受けるため難しい。多数のヒータおよび多数の温度センサーを設置して面内の温度管理をすれば、広い面積を精度良く均等に加熱することも可能であるが、装置のコストが高くなる。また、多数のヒータおよび多数の温度センサーを設置すると、加熱スペースを上下方向に積み重ねることも難しい。 In general, it is difficult to make the temperature distribution uniform over a wide area with high accuracy because the heating device is placed in the atmosphere and is constantly affected by external disturbances. If a large number of heaters and a large number of temperature sensors are installed to control the temperature within the surface, it is possible to uniformly heat a wide area with high precision, but the cost of the device increases. Furthermore, when a large number of heaters and a large number of temperature sensors are installed, it is difficult to stack the heating spaces vertically.
本発明が解決しようとする課題は、低コストで大面積の板状またはシート状の被加熱物を均一に加熱することができる加熱装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a heating device that can uniformly heat a large-area plate-shaped or sheet-shaped object at low cost.
本発明の加熱装置は、上下方向に間隔を隔てて配置された複数の加熱プレートと、
上下方向で対向する前記加熱プレートの加熱面により画定される、被加熱物を収容するための加熱スペースと、を有し、
前記加熱プレートの各々は、
矩形状の金属製プレートと、
前記金属製プレートに内蔵され、発熱線が配線された複数の発熱体素子と、を有し、
前記複数の発熱体素子は、前記金属製プレートの第1の方向に配列され、かつ、前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ延在しており、
前記複数の発熱体素子は、前記第1の方向において、その幅が変化している、又は、その配列間隔が変化しており、
前記第2の方向において、前記複数の発熱体素子の各々は前記発熱線の配線密度が変化している。The heating device of the present invention includes a plurality of heating plates arranged at intervals in the vertical direction;
a heating space for accommodating an object to be heated, defined by heating surfaces of the heating plates facing each other in the vertical direction;
Each of the heating plates is
A rectangular metal plate,
a plurality of heating element elements built into the metal plate and wired with heating wires;
The plurality of heating element elements are arranged in a first direction of the metal plate and each extend in a second direction perpendicular to the first direction,
The plurality of heating element elements have varying widths or varying arrangement intervals in the first direction,
In the second direction, the wiring density of the heating wires of each of the plurality of heating elements changes.
本発明によれば、対向する加熱プレートの間に加熱スペースを画定し、加熱プレートに内蔵させる発熱体素子の構成を最適化したので、大面積の板状又はシート状の被加熱物を均一に加熱できる。 According to the present invention, a heating space is defined between opposing heating plates, and the configuration of the heating element built into the heating plate is optimized, so that a large-area plate or sheet-shaped object to be heated can be uniformly heated. Can be heated.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態である加熱装置1について説明する。
図1~図7に示すように、加熱装置1は、上下方向に等間隔に配置された複数枚の矩形状の加熱プレート10を有し、対向する加熱プレート10,10により画定される板状又はシート状の被加熱物20を収容するための加熱スペース30を有する。加えて、それぞれの加熱プレート10の温度を調節するための温度調節装置40を有する。なお、加熱プレート10は上下方向に等間隔に配置されているが、これに限定されるわけではなく、等間隔でなくてもよい。Hereinafter, a
As shown in FIGS. 1 to 7, the
図1は、加熱装置1の正面を示すもので、複数の加熱プレート10は、その正面側の左右端部が左右一対の支持板50L、50Rによって支えられるとともに、その背面側の左右端部も同じように左右一対の支持板50L、50Rによって支えられている。正面側および背面側の一対の支持板50L、50Rのそれぞれは、互いに対向して配置され、それらの対向面には複数の断面矩形状の溝51が上下方向に等間隔(加熱スペース30の高さに相当)で水平方向に形成されている(図1および図2参照)。これら複数の溝51には、加熱プレート10の正面側および背面側の左右端部がそれぞれ嵌入され、それぞれの加熱プレート10が上下方向に位置決めされる。加熱スペース30内に収容された被加熱物は、上下の加熱プレート10により加熱される。 FIG. 1 shows the front side of the
加熱スペース30の正面側および背面側は開口し、加熱スペース30の両側面も支持板50L,50Lの間および支持板50R,50Rの間が開口している。すなわち、加熱スペース30の四方が開口している。
各加熱スペース30に開口部を備えることで、加熱装置1による熱処理工程を他の工程と連続的に接続することが可能となる。The front side and back side of the
By providing each
各一対の支持板50L、50Rの対向面には、さらに被加熱物20を加熱スペース30内に案内するための断面L字形状の帯状のガイド部材60L、60Rが溝51よりやや上方に図示しないネジ等を用いて固定されている(図1~3、および図11参照)。ガイド部材60L、60Rは、加熱装置1の前後方向L(図3参照)に向けて水平に配設されている。ガイド部材60L、60Rの手前側(加熱装置1の前側、図3において左側)には、被加熱物20を加熱スペース30内にスムーズに導くための誘い込み部材61L、61Rが取り付けられている。 On the opposing surfaces of each pair of
加熱装置1の正面側および背面側の一対の支持板50L、50Rそれぞれの上端側及び下端側は、それぞれ天板71及び底板72によって連結されている。底板72の下面にはそれぞれ短めの脚部材73L、73Rが取付けられ、これらの脚部材73L、73Rの下端部は中板74に固定されている。中板74の下面にはそれぞれ長めの脚部材75L、75Rが取付けられ、これらの脚部材75L、75Rの下端部は基台76に固定されている。 The upper and lower end sides of the pair of
加熱装置1の正面側の左右一対の支持板50L、50Rとその背面側の左右一対の支持板50L、50Rはステンレス鋼で形成され、天板71、底板72、脚部材73L、73R、中板74、脚部材75L、75R及び基台76は、左右一対の支持板50L、50Rと同材質のステンレス鋼で形成されるのが好ましいが、これに限定されず、アルミニウムやアルミニウム合金(あるいは輻射熱の発散を抑制するため光沢のない表面処理を施したアルミニウムやアルミニウム合金)で形成しても良い。 A pair of left and
図4Aに示すように、板状の被加熱物20を誘い込み部材61L、61R側から加熱スペース30内に水平に挿入される。図4Bに示すように、被加熱物20は上下の加熱プレート10で挟まれた状態で加熱される。加熱処理後には、被加熱物20は図4Cに示すように、誘い込み部材61L、61R側とは反対側の背面側の開口から水平方向に搬出される。 As shown in FIG. 4A, the plate-shaped object to be heated 20 is horizontally inserted into the
ここで、本実施形態の加熱プレート10について説明する。
加熱プレート10は、図5~図7に示すように、3つの発熱体素子11A、11B、11Cを内蔵している。ここで、発熱体素子11A、11B、11Cの配列された方向を配列方向L(第1の方向)とし、発熱体素子11A、11B、11Cの延在する方向を延在方向W(第2の方向)とする。
発熱体素子11A、11B、11Cのそれぞれは、略矩形状のマイカ等の電気絶縁性のシート状物12A、12B、12Cに発熱線13A、13B、13Cをジグザグ形状に折り返しながら配線した、いわゆる面状ヒータである。
発熱体素子11A、11B、11Cは、シート状物12A、12Bの延在方向Wにおけるその中央領域W2に比してその両側の端部領域W1、W1の発熱線13A、13B、13Cの配線密度が高くなっている。
発熱体素子11A、11B、11Cの配列方向Lの幅は、中央領域L2の発熱体素子11Bが相対的に広くなっており、両側の端部領域L1の発熱体素子11A,11Cの幅が相対的に狭くなっている。発熱体素子11A,11Cは、同じ構成であり、幅および配線密度の分布も互いに同じである。
加熱プレート10は、発熱体素子11A、11B、11Cをこれらの両面からステンレス合金等の金属製プレート15A,15Bで挟んだ構成となっている。金属製プレート15A,15Bは、周縁部が溶接等により互いに接合されている。加熱プレート10の両面を構成する金属製プレート15A,15Bが同様の温度分布となる。Here, the
The
Each of the
The
The width of the
The
本実施形態では、加熱プレート10に内蔵させる発熱体素子を複数にし、各発熱体素子の発熱線を延在方向Wの一端部から他端部まで配置している。そして、発熱体素子の配列方向Lの幅を変化させるとともに、延在方向Wの配線密度を変化させることで、加熱プレート10の発熱量の面内分布を加熱プレート10が設置される環境から受ける外乱に対応可能にしている。加熱プレート10の発熱量の面内分布を環境外乱に応じて最適化するとともに、上記した温度調節装置40との組み合わせによって、加熱プレート10の温度の高い面内均一性を実現できる。なお、加熱プレート10の発熱体素子の構成は一例であり、環境外乱に応じて種々改変できることは言うまでもない。 In this embodiment, a plurality of heating elements are built into the
加熱プレート10の各々には、熱電対等からなる温度センサー14A、14Bが設けられている。
温度センサー14Aは、配列方向Lにおいて、発熱体素子11Bの中央Ctに設けられ、温度センサー14Bは、一方の端部領域L1の発熱体素子11Aの略中央に設けられている。温度センサーの個数はこれに限定されないが、1枚の加熱プレート10に少なくとも一つの温度センサーを設ける必要がある。
発熱体素子11Cには温度センサーを配設していない。発熱体素子11Cは、発熱体素子11Aと左右対称に形成され、発熱体素子11Aと大きさ及び構造が同じである。発熱体素子11C上の温度分布は、発熱体素子11Aの検出温度から推定できる。すなわち、複数の発熱体素子の配置や構成を配列方向Lおよび延在方向Wのそれぞれの中央線に関して対称にすることで、温度センサーの数を削減できる。Each of the
The
No temperature sensor is provided in the
図5に示すように、加熱プレート10の延在方向Wの一端面から、発熱線13A、13B、13Cに電流を供給する電源ケーブル16が外部に導出されており、温度センサー14A、14Bを温度調節装置40に接続するためのケーブル17も加熱プレート10の延在方向Wの一端面から外部に導出されている。このことは、加熱プレート10を積み重ねるのに、電源ケーブル16およびケーブル17が加熱プレート10と干渉しないので、大きなメリットである。 As shown in FIG. 5, a
図1に示した温度調節装置40は、各加熱プレート10の発熱線13A、13B、13Cとそれぞれ電気的に接続されており、各発熱線13A、13B、13Cへ供給する電力をそれぞれ独立に制御可能となっている。具体的には、温度調節装置40は、複数の加熱プレート10の各々に設けられた温度センサー14A,14Bの検出温度が目標温度に追従するように、複数の加熱プレート10の複数の発熱体素子11A,11B,11Cの各々の発熱量を独立に制御する。
一枚の加熱プレート10の温度調節では、例えば、中央領域の温度が目標温度よりも高く、端部領域の温度が目標温度よりも低い場合には、中央領域L2の発熱線13Bへの供給電力を相対的に減らし、両方の端部領域L1の発熱線13A,13Cへの供給電力を相対的に増やすことで、環境外乱に関わらず、当該加熱プレート10の面内の温度分布を均一化できる。
複数の加熱プレート10が積み重ねられると、熱が下方から上方に向けて上昇するため、上方に配置される加熱プレート10の温度は下方に配置された加熱プレート10よりも高くなる。温度調節装置40は、上方に配置された加熱プレート10の発熱体素子11A,11B,11Cの各々の発熱量を相対的に減らし、下方に配置された加熱プレート10の発熱体素子11A,11B,11Cの各々の発熱量を相対的に増やし、複数の加熱プレート10の全ての温度が均一化されるように電力供給を制御する。
この結果、加熱装置1の全ての加熱スペース30において大面積の板状又はシート状の被加熱物20を均一に加熱することができる。The
In temperature adjustment of one
When a plurality of
As a result, a large plate-shaped or sheet-shaped
加熱プレート10に内蔵される発熱体素子11A、11B、11Cは、例えば、以下に説明する面状ヒータ、あるいは帯状のヒータであっても良い。
面状ヒータには、発熱線(発熱線)の材質や形状によって、例えば次のような2タイプが一例として挙げられる。
1)ワイヤータイプ(兼線タイプとも言う)
材質:Ni-Cr系(ニクロム線)、Fe-Cr-Al系(鉄クロ線)、カンタル線等
例えば、ワイヤー状の発熱線を絶縁物に巻付ける、もしくは絶縁物平面に遣わすようにして配線したものである。絶縁物にワイヤーを巻付けたタイプの場合は、巻付けのピッチを変化させることで粗密巻きが可能となる。また、絶縁物平面にワイヤーを遣わせるタイプの場合は、ワイヤーのレイアウトにより親密面を確保することが可能となる。
2)帯状タイプ(テープ状タイプとも言う)
材質:Ni-Cr系(ニクロム線)、Fe-Cr-Al系(鉄クロ線)、ステンレス系線等
帯状の発熱線を絶縁物に巻付けるか、もしくはシート状からエッチングにより平面状に配線したものである。絶縁物に帯を巻付けたタイプの場合は、巻付けるピッチを変化させることで親密巻きが可能となる。また、エッチングよって成型されたタイプの場合は、パターンレイアウトにより粗密面を実現可能となる。The
There are two types of planar heaters, depending on the material and shape of the heating wire (heating wire):
1) Wire type (also called double wire type)
Material: Ni-Cr type (nichrome wire), Fe-Cr-Al type (iron chromium wire), Kanthal wire, etc. For example, wire-like heating wire can be wrapped around an insulator or wired by feeding it on the plane of the insulator. This is what I did. In the case of a type in which wire is wound around an insulator, coarse and dense winding is possible by changing the winding pitch. In addition, in the case of a type in which wires are routed through an insulating plane, it is possible to secure an intimate surface by changing the layout of the wires.
2) Band type (also called tape type)
Material: Ni-Cr type (nichrome wire), Fe-Cr-Al type (iron chrome wire), stainless steel type wire, etc. A band-shaped heating wire is wrapped around an insulator, or wired in a planar shape by etching from a sheet. It is something. In the case of a type in which a band is wrapped around an insulating material, intimate winding is possible by changing the winding pitch. In addition, in the case of a type molded by etching, it is possible to realize a coarse and dense surface by changing the pattern layout.
上記の実施形態では、発熱体素子11A、11B、11Cを発熱線13A、13B、13Cの配線密度が疎の中央領域W2と配線密度が密の両側の端部領域W1、W1との3領域で形成したが、勿論これに限らず、さらに多くの領域で形成してもよい。また、加熱プレート10を構成する発熱体素子の数も3つに限らず、4つ以上並べて形成しても良い。さらに、発熱線13A、13B、13Cの配線密度については、幅方向における中央領域W2に比して両側の端部領域W1を段階的に密にするようにしたが、幅方向の中央から両側端まで徐々に密にするようにしても勿論良い。 In the above embodiment, the
他の実施形態
加熱プレート10は、2枚の金属製プレートの間に面状ヒータを介在させたものとしたが、1枚の金属プレートに棒状ヒータを内蔵させることもできる。
図8~図10に示す加熱プレート100は、略矩形状の1枚の金属製プレート101に配列方向Lに複数の孔102が配列され、これらの孔は配列方向Lに直交する延在方向Wに延びている。複数の孔102には、棒状ヒータ103がそれぞれ挿入されている。
棒状ヒータ103の配列方向Lの配列間隔が中央Ctからその両端Eにかけて徐々に狭くなるように変化している。棒状ヒータ103は、中央Ctに関して左右対称に配置されている。なお、複数の孔102は、貫通孔であるのが好ましいが、勿論、貫通孔でなくとも良く、棒状ヒータ103の性能等を考慮して適宜決定すればよい。
図10に示すように、棒状ヒータ103は、延在方向Wにおいて、中央領域W2に比してその両側の端部領域W1、W1の棒状ヒータ103の発熱線103Aの配線密度が高くなっている。
本実施形態では、加熱プレート100に内蔵させる発熱体素子としての棒状ヒータ103を複数にし、各棒状ヒータ103を加熱プレート100の延在方向Wの一端部から他端部まで配置している。そして、発熱体素子の配列方向Lの配列間隔を変化させるとともに、延在方向Wの配線密度を変化させることで、加熱プレート100の発熱量の面内分布を加熱プレート100が設置される環境から受ける外乱に対応可能にしている。加熱プレート100の発熱量の面内分布を環境外乱に応じて最適化するとともに、上記した温度調節装置40との組み合わせによって、加熱プレート100の温度の高い面内均一性を実現できる。Although the
The
The arrangement interval of the rod-shaped
As shown in FIG. 10, in the extending direction W of the rod-shaped
In this embodiment, the
加熱プレート100には、図9に示すように、配列方向Lにおける中央Ctと、一端部とに、温度センサー104A、104Bが配設されている。温度センサー104A、104Bは、加熱プレート100に埋設してもよく、加熱プレート100の表面に固定してもよい。なお、棒状ヒータ103の発熱線103Aの配線密度については、中央領域W2に比して両側の端部領域W1を段階的に密にするようにしたが、幅方向の中央から両側端まで徐々に密にするようにしても勿論良い。 As shown in FIG. 9, the
ここで、棒状ヒータ103の具体例について説明する。
棒状のヒータ構造としては、一例としては、次のようなものがある。
1) ボビン巻付けタイプ
酸化マグネシウムのボビン外周にワイヤー状の発熱線を巻付けたものである。これによれば、ボビンに巻付けることで、細い発熱線も対応できるため容量の範囲を大きく設定できる発熱線が安定固定できるためヒータ全体に絞り加工を施すことができ、高温仕様が可能である。
2) 空芯タイプ
ボビンなしでワイヤー状の発熱線をコイル状に成型したものである。これによれば、コイル状なので成型後、形状が安定する発熱線の機械的強度が必要であるため、発熱容量の範囲は小さい。なお、両者とも発熱体と外周の円筒状金属の間には、絶縁のため粉末状の酸化マグネシウムを介在させている。Here, a specific example of the rod-shaped
An example of a rod-shaped heater structure is as follows.
1) Bobbin winding type A wire-shaped heating wire is wound around the outer circumference of a magnesium oxide bobbin. According to this, by winding it around a bobbin, it is possible to handle even thin heating wires, allowing a wide capacity range to be set.Since the heating wire can be stably fixed, the entire heater can be drawn, and high-temperature specifications are possible. .
2) Air core type This is a wire-like heating wire molded into a coil shape without a bobbin. According to this, since the heating wire is coiled, the heating wire needs to have mechanical strength to maintain a stable shape after molding, so the range of the heating capacity is small. In both cases, powdered magnesium oxide is interposed between the heating element and the outer cylindrical metal for insulation.
被加熱物20は、シート状の物でも、板状の物であって良い。被加熱物20は、図示しないクレーンやロボットアーム等により加熱スペース30内に挿入される。このとき、左右の誘い込み部材61L、61Rが被加熱物20を傷付けないように加熱スペース30内に導く。 The object to be heated 20 may be a sheet-like object or a plate-like object. The object to be heated 20 is inserted into the
ここで、被加熱物20について説明する。
一般的に、被加熱物(ワーク)には次の2タイプがある。
1) ハードタイプ(ボードタイプとも言う)
腰の強いシート状の物である。
基板やプラスチック板、ガラス板などが対象となる。このタイプの被加熱物(ワーク)はそのものをダイレクトに炉に入れ、加熱することができる。炉内での保持方法は、被加熱物(ワーク)に接触してよい箇所に保持部品を当たる様にする。基板であれば捨て基板部を保持することを示す。保持部品は、誘い込みガイドや、後述する加熱プレート10の上側の面に設置するピンなどである。このタイプのワークは、上記したガイド部材60L、60Rで直接保持することも可能である。
2) ソフトタイプ(シートタイプとも言う)
腰の柔らかいシート状の物である。
フィルムや箔状物、ゴムシートなどが対象となる。このタイプの被加熱物(ワーク)はハンドリングの関係上、そのものをダイレクトに炉の中には入れることが出来ないため治具にセットした形で投入し、加熱する。炉内での保持方法は、治具を保持することを示す。保持部品は上記1)と同一である。Here, the object to be heated 20 will be explained.
Generally, there are two types of objects to be heated (workpieces):
1) Hard type (also called board type)
It is a strong sheet-like object.
This applies to substrates, plastic plates, glass plates, etc. This type of object to be heated (workpiece) can be placed directly into the furnace and heated. The method of holding in the furnace is such that the holding parts are placed in contact with the object to be heated (workpiece). If it is a board, it indicates that the disposable board part is held. The holding parts include a guide, a pin installed on the upper surface of the
2) Soft type (also called sheet type)
It is a soft sheet-like object.
Applicable products include films, foils, and rubber sheets. Due to handling concerns, this type of heated object (workpiece) cannot be placed directly into the furnace, so it is placed in a jig and heated. The holding method in the furnace indicates that the jig is held. The holding parts are the same as in 1) above.
図12は、被加熱物20がシート状のものである場合の被加熱物20を加熱スペース30内に挿入した際、加熱プレート10、100に直接接触しないように、該発熱体の側方に長手方向を向けて列状に複数のピン81を等間隔に立設したものである。 FIG. 12 shows that when the
図13は、被加熱物20が柔軟なシート状のものである場合、矩形の枠状の治具82に該被加熱物の被加熱物20の周縁部を固定し、被加熱物20を治具82に取り付けたままで加熱スペース30に入れることができるようにしたものである。 In FIG. 13, when the object to be heated 20 is a flexible sheet-like object, the peripheral edge of the object to be heated 20 is fixed to a rectangular frame-shaped
図14は、図13に示したような治具82に固定された被加熱物20が加熱スペース30内に案内される際、加熱プレート10、100に直接接触しないように、該発熱体の側方に長手方向を向けて列状に複数のピン81を立設したものである。 In FIG. 14, when the object to be heated 20 fixed to the
本実施形態では、被加熱物20を収容する加熱スペース30は、その上下から、前述したようにそれぞれの加熱プレート10によって均一に加熱され、それぞれの加熱スペース30内はむらなく均等に加熱される。 In this embodiment, the
なお、本実施形態の加熱装置1は、その複数の加熱スペース30内に不活性ガスあるいは特定ガスを供給するガス供給手段90をさらに備えても良い(図17参照)。ガス供給手段90は、各加熱スペース30の背面側の開口に、横一列に複数の噴出口91を有する噴出ノズル装置92が配設されている。それぞれの噴出ノズル装置92は、幅方向Wに延びるボックス状のもので、その加熱スペース30側の面に、等間隔で複数の噴出口91が形成されている。噴出ノズル装置92のそれぞれは、その背面から供給パイプ93を介して図示しないガス供給源からガスが供給される。ガスが供給されると、噴出ノズル装置92内で左右に均等に分散され、各噴出口91から均等にガスが噴出される。供給されるガスは、加熱スペース30内の空気を不活性ガスあるいは特定ガスと置き換えることも可能であるため、不活性ガス導入により被加熱物20の酸化を防止したり、導入された特定ガスとの反応を利用して被加熱物20に表面処理を施したりすることもできる。 Note that the
本実施形態の加熱装置1では、棚状に設置した複数の加熱プレート10または100を支持板で支持し、支持板の間、すなわち、該装置の前後左右を開放する構成としている。これにより、加熱装置1の前後からの被加熱物20の出し入れが容易になるとともに、必要に応じて、該装置の左右からの被加熱物20の出し入れも可能となり、その出し入れも容易にすることができる。 The
加熱装置1の背面から加熱スペース30内にガスを供給する場合は、加熱プレート10または100をその前後で支持する左右の支持板50L、50Rに代えて、それぞれ該装置の側面に、側面全体を覆う1枚の側面支持板83L、83Rを設置することが、ガスを加熱スペース30内に閉じ込めることができる(図15~18参照)。 When gas is supplied into the
本実施形態では、被加熱物20を保持するためにガイド部材60を一例に挙げたが、これに限定されるわけではなく、例えば、被加熱物20を上下から挟持する挟持部材を支持板50L,50Rに設ける、支持板50L,50Rに直接に保持溝を形成し、支持板50L,50Rに被加熱物20を保持させることも可能である。 In this embodiment, the guide member 60 is used as an example to hold the object to be heated 20, but the guide member 60 is not limited to this. , 50R, it is also possible to form holding grooves directly on the
本発明に係る加熱装置は、ガラス基板や半導体リードフレームあるいはその他の金属板や合成樹脂板などの各種板状部材やシート状部材の熱処理を行う産業分野において広く利用することができる。 The heating device according to the present invention can be widely used in the industrial field where various plate-like members and sheet-like members, such as glass substrates, semiconductor lead frames, other metal plates, and synthetic resin plates, are heat-treated.
1 加熱装置
10 加熱プレート
11A、11B、11C 発熱体素子
12A、12B、12C シート状物
13A、13B、13C 発熱線
14A、14B 温度センサー
15A、15B 金属製プレート
16 電源ケーブル
17 ケーブル
20 被加熱物
30 加熱スペース
40 温度調節装置
50L、50R 支持板
51 溝
60L、60R ガイド部材
61L、61R 誘い込み部材
71 天板
72 底板
73L、73R 脚部材
74 中板
75L、75R 脚部材
76 基台
81 ピン
82 治具
83L、83R 側面支持板
90 ガス供給手段
91 噴出口
92 噴出ノズル装置
93 供給パイプ
100 加熱プレート
101 金属製プレート
102 孔
103 棒状ヒータ
103A 発熱線
104A、104B 温度センサー
W 延在方向
L 配列方向1
Claims (8)
上下方向で対向する前記加熱プレートの加熱面により画定される、被加熱物を収容するための加熱スペースと、を有し、
上下方向で隣り合う前記加熱スペースは、前記加熱プレートにより分離されており、
前記加熱プレートの各々は、
矩形状の金属製プレートと、
前記金属製プレートに内蔵され、発熱線が配線された複数の発熱体素子と、を有し、
前記複数の発熱体素子は、前記金属製プレートの第1の方向に配列され、かつ、前記第1の方向に直交する第2の方向にそれぞれ延在しており、
前記複数の発熱体素子は、前記第1の方向において、その幅が変化している、又は、その配列間隔が変化しており、
前記第2の方向において、前記複数の発熱体素子の各々は前記発熱線の配線密度が変化しており、
前記複数の加熱プレートの各々に設けられた温度センサーと、
前記複数の加熱プレートの各々に設けられた温度センサーの検出温度が目標温度に追従するように、前記複数の加熱プレートの複数の発熱体素子の各々の発熱量を独立に制御する温調手段と、をさらに有し、
前記温調手段は、上方に配置された前記加熱プレートの複数の発熱体素子の各々の発熱量を相対的に減らし、下方に配置された前記加熱プレートの複数の発熱体素子の各々の発熱量を相対的に増やすように制御する、加熱装置。 at least three or more heating plates arranged at predetermined intervals in the vertical direction;
a heating space for accommodating an object to be heated, defined by heating surfaces of the heating plates facing each other in the vertical direction;
The heating spaces adjacent in the vertical direction are separated by the heating plate,
Each of the heating plates is
A rectangular metal plate,
a plurality of heating element elements built into the metal plate and wired with heating wires;
The plurality of heating element elements are arranged in a first direction of the metal plate and each extend in a second direction orthogonal to the first direction,
The plurality of heating element elements have varying widths or varying arrangement intervals in the first direction,
In the second direction, each of the plurality of heating element elements has a wiring density of the heating wire changing,
a temperature sensor provided on each of the plurality of heating plates;
temperature control means for independently controlling the amount of heat generated by each of the plurality of heating elements of the plurality of heating plates so that the detected temperature of a temperature sensor provided on each of the plurality of heating plates follows a target temperature; , further having
The temperature control means relatively reduces the amount of heat generated by each of the plurality of heating elements of the heating plate arranged above, and reduces the amount of heat generated by each of the plurality of heating elements of the heating plate arranged below. A heating device that controls the relative increase of
前記複数の発熱体素子は、前記第1の方向において、中央領域に比して両端部領域における幅が狭くなっている、請求項1に記載の加熱装置。 In each of the plurality of heating element elements, the wiring density of the heating wires in both end regions is higher in the second direction than in the central region,
The heating device according to claim 1, wherein the plurality of heating element elements have narrower widths in both end regions than in a central region in the first direction.
前記複数の発熱体素子は、前記第1の方向において、中央領域に比して両端部領域における配列間隔が狭くなっている、請求項1に記載の加熱装置。 In each of the plurality of heating element elements, the wiring density of the heating wires in both end regions is higher in the second direction than in the central region,
2. The heating device according to claim 1, wherein the plurality of heating element elements have narrower arrangement intervals in both end regions than in the central region in the first direction.
A heating plate used in the heating device according to any one of claims 1 to 7 .
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