JPH05287367A - ハードディスク用基板の焼鈍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板を連続的且つ自動的に焼鈍処理すること
ができる小型の焼鈍装置を提供すること。 【構成】 所定間隔で位置するホルダ１２に基板３を一
枚づつ保持させ、該基板を所望の速度で搬送するコンベ
ア装置１と、該コンベア装置で搬送中の基板を加熱する
加熱装置２とからなり、該加熱装置２は、コンベア装置
１の一部を取り囲むハウジング１５の内部を前段の昇温
部と後段の保温部とに区画し、昇温部の加熱源１８を赤
外線輻射により基板を加熱する赤外線ヒータで構成し
た。 【効果】 基板を一枚づつコンベア装置で搬送しなが
ら、赤外線輻射により加熱処理するようにしたので、小
型の焼鈍装置により基板を一枚づつ連続的且つ自動的に
焼鈍処理することができ、このため、設備の自動化や省
人化を図ることが可能で、設備コストやランニングコス
トが安くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータのハード
デイスクに用いられる基板を焼鈍するための焼鈍装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータのハードデイスク用基板の
製造工程においては、それを所定の形状に機械加工した
後に、残存する歪を除去するための焼鈍を行っている。
この焼鈍には、通常、市販されている量産用の大形炉が
使用され、2,000 〜3,000 枚の基板がバッチ処理により
同時に加熱されている。

【０００３】しかしながら従来の焼鈍装置は、ニクロム
ヒータを加熱源とし、空気を熱媒体とする熱対流によっ
て基板を加熱する方式であるため、基板の温度レスポン
スが非常に遅く、多数の基板を同時処理できるように加
熱炉を大容量にしていることや、多数の基板を均一に加
熱できるように炉内温度の均一化を図りながらゆっくり
昇温していること等と相俟って、焼鈍に非常に長い時間
を必要としていた。図４は、炉形状が横３ｍ×高さ２ｍ
×長さ４ｍ＝容量２４ｍ³ である従来の焼鈍装置を使用
して、３．５インチ径のアルミニウム製基板約２０００
枚を同時に焼鈍する場合の炉内温度と処理時間との関係
を示したものであるが、これによると、前工程から搬送
されて来た基板を加熱用の容器に移し換える時間が約３
０分、加熱を開始してから炉内温度が所定の焼鈍温度
（約２７０度）になるまでの昇温時間が約１時間、全基
板が焼鈍温度にまで均一に加熱されるように炉内温度を
前記焼鈍温度に保持しておく保温時間が約１時間、炉内
を焼鈍温度から室温まで冷却するのに要する冷却時間が
約１時間、基板を次工程に搬送するための容器に移し換
える時間が約３０分であり、標準的処理時間として１バ
ッチ処理に約４時間もの時間を必要としていたことが分
る。

【０００４】しかも、熱対流による加熱方式であるため
温度コントロールが非常に難しく、ヒータ近傍とその他
の領域との温度差は著しく、大容量の炉内を均一温度に
保つことは極めて困難であった。

【０００５】また、バッチ処理式の大容量炉ということ
で、焼鈍装置が非常に大型化かつ大重量化し、基板製造
設備全体に占める焼鈍装置の占有面積が非常に大きくな
って空間的なロスを生じるばかりでなく、焼鈍の前後の
工程をライン化しても焼鈍工程だけはバッチ処理しなけ
ればならないため、時間的及び人的なロスが非常に大き
く、これらが設備全体をライン化する上でのネックにな
っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、基板
を連続的且つ自動的に焼鈍処理することができる小型の
焼鈍装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための装置】上記課題を解決するた
め、本発明においては、焼鈍装置を、ハードディスク用
基板を一枚づつ保持する複数のホルダを所定間隔で備
え、これらのホルダにより基板を所望の速度で搬送する
コンベア装置と、前記コンベア装置の一部を取り囲むハ
ウジングの内部に、前記ホルダに保持されて移動中の基
板を加熱する加熱源を備え、該加熱源の少なくとも一部
が赤外線輻射により基板を加熱する赤外線ヒータからな
る加熱装置とを有するものとして構成したことを特徴と
するものである。

【０００８】

【作用】コンベア装置により一枚づつ搬送される基板
は、加熱装置におけるハウジング内を通過する間に、赤
外線ヒータからの赤外線輻射により加熱されて焼鈍温度
にまで昇温すると共に、その温度に一定時間保持され、
これによって残留歪が除去される。ハウジング内で加熱
された基板は、ハウジングを出ることにより自然冷却
し、焼鈍処理が完了する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明するに、図１及び図２において、１は基板３
を一枚づつ搬送するコンベア装置、２は該コンベア装置
１で搬送中の基板３を加熱処理する加熱装置を示してい
る。

【００１０】前記コンベア装置１は、駆動ローラ１０，
１０に巻き掛けられた無端ベルト１１に、基板３を一枚
づつ保持する複数の耐熱性ホルダ１２を所定間隔で取り
付けたもので、前記無端ベルト１１の回転速度をコント
ロールすることによって基板３を所望の速度（例えば
１．５〜３ｃｍ／ｓｅｃ）で搬送し得るようになってい
る。該コンベア装置１は、焼鈍の妨げとならない方法で
基板３を保持して搬送できるものであれば、どのような
構成のものであっても良い。

【００１１】また、前記加熱装置２は、図３に示すよう
に、前記コンベア装置１の中間位置に該コンベア装置１
を部分的に取り囲むように配設された断熱性のハウジン
グ１５を有しており、該ハウジング１５の内部は、入口
側の昇温部１６と出口側の保温部１７とに区画され、こ
れらの昇温部１６及び保温部１７に、ホルダ１２に保持
されて移動する基板３を加熱するための加熱源１８が、
コンベア装置１の両側に位置するようにそれぞれ配設さ
れている。

【００１２】前記昇温部１６は、ハウジング１５内に搬
入されて来た基板３を加熱して焼鈍温度（アルミニウム
製基板の場合は約２７０度）にまで昇温させるためのも
のであって、加熱源１８として、赤外線輻射により基板
３を加熱する赤外線ヒータ２０，２１が使用され、該赤
外線ヒータからの熱線が直接基板３の両面に投射される
ようになっている。この赤外線ヒータとして図示の実施
例では、昇温部１６の前半に位置する赤外線ランプヒー
タ２０と、後半に位置する遠赤外線ヒータ２１が使用さ
れ、昇温部１６の前半で前記赤外線ランプヒータ２０に
より基板３を焼鈍温度より若干低い温度（アルミニウム
製基板の場合は２５０度程度）にまで急速昇温した後、
昇温部１６の後半で遠赤外線ヒータ２１により更に焼鈍
温度まで昇温するようにしている。

【００１３】前記赤外線輻射による加熱は、熱線がヒー
タから直接基板の表面に投射されて吸収されるため、熱
対流による加熱に比べて加熱効率が非常に良く、基板を
極めて短時間で所定の焼鈍温度にまで昇温させることが
できる。しかも、電磁波の一種である赤外線は、基板を
構成する物質の分子が有する基準振動と回転運動とに同
調して共鳴、吸収され、物質全体の温度を上昇させるた
め、基板の表面と内部の温度差が小さい状態での急速加
熱を行うことができ、このため、基板が熱電導の良いア
ルミニウム製の場合は勿論のこと、熱電導が悪いセラミ
ックス製やガラス製であっても、内外の温度差を小さく
して加熱に伴う変形やクラック等を防止することができ
る。

【００１４】前記昇温部１６において基板３を焼鈍温度
まで昇温するのに要する時間は、該基板の材質やサイズ
（厚さ）等によって異なる。従って該昇温部１６の長さ
は、基板の材質やサイズ、搬送速度等を参考にして適宜
決定される。

【００１５】因に、アルミニウム製基板の場合、赤外線
ヒーターを使用して焼鈍温度である２７０度まで昇温す
るのに要する昇温時間は、３．５インチ径のもので約５
秒、２．５インチ径のものでは約４秒、１．８インチ径
及び１．３インチ径のものではそれぞれ約３秒であるこ
とが実験により確かめられている。

【００１６】前記昇温部１６の後段に位置する保温部１
７は、昇温した基板３を一定時間焼鈍温度に保持して残
留歪を除去するためのもので、加熱源１８としてニクロ
ムヒータ２３が使用され、該ニクロムヒータ２３からの
熱で保温部１７内の雰囲気を焼鈍温度に保持することに
より、該保温部１７を通過する間基板３を焼鈍温度に保
持するようになっている。

【００１７】前記保温部１７において基板３を焼鈍温度
に保持するのに必要な保温時間は、該基板３の材質やサ
イズによって異なるものである。従って該保温部１７の
長さは、基板の材質やサイズ、搬送速度等を参考にして
適宜決定される。

【００１８】前記保温時間については、例えばアルミニ
ウム製基板の場合、板厚１インチに対して保温時間３０
分というのが業界内での一般的な基準である。従って、
３．５インチ径の基板の場合には、板厚が１．２７ｍｍ
であるため、必要な保温時間は約９０秒ということにな
る。同様に２．５インチ径の基板では、板厚が０．８９
ｍｍであるため保温時間は約６３秒、１．８インチ径の
基板では、板厚が０．６３５ｍｍであるため保温時間は
約４５秒、１．３インチ径の基板では、板厚が０．５０
８ｍｍであるため保温時間は約３６秒で良いことにな
る。

【００１９】前記構成を有する焼鈍装置において、前段
の工程から送られて来た基板３は、コンベア装置１のホ
ルダ１２に一枚づつ保持されて所定の速度で搬送され、
加熱装置２を通過することにより自動的に加熱及び冷却
されて焼鈍処理が行われ、次工程に送られる。即ち、前
記基板３が加熱装置２におけるハウジング１５内に進入
すると、まず、昇温部１６における赤外線ヒータ２０，
２１の間を通過する時に、赤外線輻射により両面から加
熱され、その温度が焼鈍温度にまで急速に上昇する。昇
温した基板３は保温部１７に送られ、該保温部１７内を
焼鈍温度に保持されたまま所定時間かけて通過する間に
残留歪が除去され、ハウジング１５の出口から搬出され
る。搬出された基板３は、搬送される過程で自然冷却さ
れ、これによって焼鈍処理が完了する。

【００２０】前記基板の冷却は、短時間で急速に行うと
残留歪の原因になり易いが、１００度程度まで自然冷却
すれば、その後水冷しても残留応力は無視できる程度で
あることが実験により確かめられている。従って、前記
コンベア装置１に沿って、自然冷却のための領域をおい
て水冷装置を設けることもできる。なお、前記実験によ
れば、アルミニウム製基板を２７０度から１００度まで
自然冷却するのに要する冷却時間は、３．５インチ径の
ものでは約６５秒、２．５インチ径のものでは約４８
秒、１．８インチ径のものでは約３６秒、１．３インチ
径のものでは約２８秒である。

【００２１】前記保温部１７における加熱源１８を赤外
線ヒータにより構成し、赤外線輻射によって基板３を焼
鈍温度に保持するようにしても良い。

【００２２】

【発明の効果】このように本発明によれば、基板を一枚
づつコンベア装置で搬送しながら、赤外線輻射により加
熱処理するようにしたので、小型の焼鈍装置により基板
を一枚づつ連続的且つ自動的に焼鈍処理することがで
き、このため、設備の自動化や省人化を図ることが可能
で、設備コストやランニングコストが安くなるなど、経
済的効果が大きい。また、赤外線は操作性、制御性が良
く、且つクリーンな熱源であるため、安全上や衛生上の
効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る焼鈍装置の側面図である。

【図２】図１の縦断面図である。

【図３】加熱装置の横断平面図である。

【図４】従来の装置によりアルミニウム製基板を焼鈍す
る場合の炉内温度と処理時間との関係を示した線図であ
る。

【符号の説明】

１ コンベア装置 ２ 加熱装置 ３ 基板 １２ ホルダ １５ ハウジング １８ 加熱源 ２０，２１ 赤外線ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２７Ｄ 11/02 Ｚ 6977−4Ｋ Ｇ１１Ｂ 5/84 Ｚ 7303−5Ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハードディスク用基板を一枚づつ保持す
   る複数のホルダを所定間隔で備え、これらのホルダによ
   り基板を所望の速度で搬送可能なコンベア装置と、 前記コンベア装置の一部を取り囲むハウジングの内部
   に、前記ホルダに保持されて移動中の基板を加熱する加
   熱源を備え、該加熱源の少なくとも一部が赤外線輻射に
   より基板を加熱する赤外線ヒータからなる加熱装置と、
   を有することを特徴とするハードディスク用基板の焼鈍
   装置。