JPH10141868A - 昇華物対策付き熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な装置で昇華物の発生自体を防止する。 【構成】 クリーンオーブンは、空調部２２に配設され
た加熱器と循環送風機とによって内槽２内に配設され昇
降するゴンドラに多数枚積載されたＬＣＤパネル等のワ
ークに熱風を循環供給する装置であり、昇華物対策部分
として、吸気口８１ｂ、ヒータ８４、加熱空気導入口８
３ｂ等を備えた外気吸入加熱装置８、配管や排気ファン
９３等を備えた排気装置９を有する。 【効果】 加熱空気を空調部２２の加熱器の上流位置に
導入し、排気ファン９３でワークを通過した空気を排出
することにより、換気によってワークから発生する昇華
物ガスを排出し、内部の昇華物ガス濃度を低下させ、昇
華物の結晶成長を阻止し、微粒子の状態で排出して内部
等における昇華物の付着・堆積を防止することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被処理物を通過するよ
うに加熱した空気を循環させて前記被処理物を熱処理す
る熱処理装置に関し、特に熱処理するときに発生する昇
華物対策技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱処理装置では、例えばＬＣＤパネルの
ように、その製造工程においてフォトレジストを用いた
フォトリソグラフィ技術を利用するため、熱処理時に高
温に加熱されることによってフォトレジスト中に含まれ
る昇華性成分が気化し、その再凝固と周辺への付着が問
題になるような対象物を熱処理するものがある。この問
題の対策として、従来では、発生した昇華物をダクト等
で吸い出したり、熱処理装置内にトラップを設けてこの
部分に意図的に昇華物を凝固させるような装置が用いら
れていた。

【０００３】しかしながら、昇華物を吸い出す装置で
は、昇華物の凝固・付着を完全に防止することができな
かった。又、トラップを用いる装置でも、昇華物を完全
に除去できないと共に、取扱いや保守が面倒であるとい
う問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、取扱や保守性が良く昇華物の発
生・凝固を完全に防止できる熱処理装置を提供すること
を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、被処理物を通過するよ
うに加熱器で加熱した空気を循環させて前記被処理物を
熱処理する熱処理装置において、外気を加熱して前記被
処理物を通過する空気の上流側位置に導入する加熱空気
導入手段と、前記被処理物を通過した空気の一部分を排
出する空気排出手段と、を有することを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明は、上記に加えて、前記上
流側位置は前記加熱器の入口側位置であり、前記加熱空
気導入手段で導入する加熱空気の温度は前記加熱器で加
熱されて循環される空気の温度以下でこれに近い温度で
あることを特徴とする。請求項３の発明は、請求項１の
発明の特徴に加えて、前記加熱空気導入手段は空気導入
管を備え、前記空気排出手段は空気排出管であって該空
気排出管を流れる空気と前記空気導入管を流れる空気と
が熱交換可能なように形成された空気排出管と、を有す
ることを特徴とする。

【０００７】請求項４の発明は、請求項１の発明の特徴
に加えて、前記空気排出手段で排出される空気を冷却す
る冷却手段と該冷却された空気を通過させるフィルタと
を有することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した熱処理装
置の全体構成の一例を示し、図２及び図３は加熱空気導
入部の構造例を示す。又、図４はこのような熱処理装置
の断面構造の一例を示す。まず図１及び図４により熱処
理装置の本体部分の構造について説明する。熱処理装置
であるクリーンオーブンは、被処理物としての多段に積
載支持された液晶ガラス基板から成るワークＷを通過す
るように加熱器で加熱した空気を循環させてワークＷを
熱処理する装置であり、断熱壁１、断熱壁で囲われ熱処
理部２１と空調部２２とダクト部２３とで構成された内
槽２、これに隣接した機械室３、内槽２内にあってワー
クＷを積載して昇降するゴンドラ４、空調部２２に配設
された前記加熱器５、加熱空気を短い矢印の如く循環さ
せる送風機６、ダクト部２３に配設された高性能フィル
タ７、機械室３内に設けられゴンドラ４が長い矢印で示
す上下方向に動くように支持・ガイドしてこれを昇降さ
せるゴンドラ昇降駆動部４ａ、ゴンドラ４の昇降と共に
巻き出し／巻き込みされ内槽２と機械室３との間の開口
部Ｏをシールするシート状のシール部材４ｂ等によって
構成されている。

【０００９】ゴンドラが昇降する熱処理部２１には、図
４において紙面の直角方向の両側の断熱壁に、ワークＷ
を１枚づつ搬入、搬出するための図示しないワーク搬入
口及び搬出口が設けられる。空調部２２には、排気口２
２ａ及び吸気口２２ｂが設けられる。機械室３内は図示
しないファンによって適当に換気される。

【００１０】次に、図１乃至図３により、熱処理装置の
附属部分を成す昇華物対策部分について説明する。昇華
物対策部分としては、加熱空気導入手段としての外気吸
入加熱装置８及び空気排出手段としての排気装置９が設
けられている。

【００１１】外気吸入加熱装置８は、金網８１ａが設け
られた吸気口８１ｂを備えた吸気ケーシング８１、その
中に設けられシャッタ８２ａを備えた吸気ノズル８２、
これと連続して加熱室８３ａを形成するように設けられ
た断熱ケーシング８３、加熱室８３ａ内に配設されたヒ
ータ８４、等によって構成されていて、加熱室８３ａが
断熱ケーシング８３の空気出口８３ｂ及び前記吸気口２
２ｂを介して空調室２２と連通するように断熱ケーシン
グの一端側を介してクリーンオーブンの本体部分の断熱
壁１に取り付けられる。図１では、外気吸入加熱装置８
を、クリーンオーブンから離れた位置に実線で示すと共
に、クリーンオーブンに取り付けられた状態として二点
鎖線で示している。図示の如く、このような外気吸入装
置は極めて簡単な構造のものである。なお、必要によっ
ては、吸気ノズル８２部分を外気押し込み用のファンに
してもよい。

【００１２】ヒータ８４は、自己温度制御性のある抵抗
体を備えたシーズヒータであり、後述するように例えば
２３０°Ｃ程度の循環空気温度の場合には、これ以下で
且つこれに近い温度として、例えば２００°Ｃ〜２２０
°Ｃ程度に発熱するものが望ましい。但し、このような
ヒータでなく、加熱空気の温度を検出してヒータ出力を
制御する通常の電気ヒータであってもよい。又、温度を
制御することなく、排気装置と連動してオン／オフする
ヒータを用いることも可能である。

【００１３】外気吸入加熱装置８で加熱された空気は、
後述するようにワークＷから発生する昇華物ガスの濃度
を下げるための換気用空気になる。従って、この空気は
ワークＷを通過する循環空気の上流側位置に導入されれ
ばよいが、本例では、図４にも示すように加熱器５の上
流側に導入されている。加熱器５は、通常、ワーク処理
に適当な温度として例えば２３０°Ｃ程度に温度制御さ
れるので、その前に空気出口８３ｂを接続して換気用空
気を導入すれば、循環空気と共にその空気も加熱器５で
加熱されるため、導入空気の温度を正確に制御する必要
がなくなる。又、加熱器５の出口空気は、換気用空気を
含んで温度制御された空気になるので、精度良く且つ均
一化された状態で目的とする温度になる。その結果、槽
内の温度分布を良好に維持することができる。

【００１４】又、加熱器５が送風機６の吸い込み側にあ
るため、その前に換気用空気を導入するようにすれば、
送風機の吸い込み負圧によって外気吸入加熱装置８の吸
気口８１ｂから外気が吸入される。従って、外気吸入加
熱装置８にファンを設ける必要がない。但し、換気用空
気の温度が循環空気の温度と同程度の温度になるように
ヒータ８４を精度よく温度制御したり、外気吸入加熱装
置８の吸気ノズル８２の位置に独立のファンを設けるよ
うにすれば、より応答性のよい熱風加熱が可能になり、
大風量の熱風換気が実施できることによって、より多量
の昇華物が発生するワークにも対応できる。

【００１５】排気装置９は、ワークＷを通過した空気の
一部分を排出する装置で、図４にも示す空調部２２の排
気口２２ａと導通するように取り付けられた短管９１、
接続管９２、排気ファン９３、排気管９４等によって構
成されている極めて簡単な装置である。短管９１には、
ハンドル９１ａで操作されるダンパーが挿入されてい
る。排気ファン９３は、ワークＷから発生する昇華物ガ
スの量によっても異なるが、例えば循環用送風機６の風
量の１０〜２０％程度の風量のものである。

【００１６】このように、独立の排気ファン９３を設け
てワークＷを通過した空気を排出するようにすれば、外
気吸入加熱装置８により排気ファンの風量とほぼ同じ量
の外気が吸引される。その結果、ワークＷから発生した
直後の濃度の高い昇華物ガスを常に一定量だけ排出し、
内槽２内の昇華物の濃度を精度良く且つ効果的に低い値
に規制することができる。但し、ダクト部２３や熱処理
部２１の正圧部分に排気口を設け、排気ファン９３を省
略し、排気装置９をダンパーや排気管等で構成すること
も可能である。

【００１７】以上のようなクリーンオーブンは次のよう
に運転される。熱処理系としては、送風機６及び加熱器
５が運転され、例えば２３０°Ｃ程度に加熱した空気が
内槽２内を循環している。ゴンドラ４は、昇降駆動部４
ａによって１段づつ上昇される。例えば、ゴンドラ４の
各段にワークＷが積載されていて、これが図４の二点鎖
線で示す最下段の位置にあるとすれば、この位置からゴ
ンドラが１段づつ上昇し、図示しないワーク搬入／搬出
装置により、ゴンドラに積載されたワークが搬入／搬出
口から１枚づつ出し入れされ、１枚づつ熱処理されると
共に１枚づつ新たなワークが投入される。ゴンドラが最
上段まで上昇すると、再び２点鎖線の位置まで下降して
同じ動作を繰り返す。このようにして、ワークは１タク
トに１枚づつ連続的に熱処理される。

【００１８】このような熱処理運転においては、ワーク
が高温に曝されてそのフォトリソ材料中に含まれる昇華
性物質から昇華物ガスが発生するため、昇華物対策部分
を運転する。この運転では、外気吸入加熱装置８のヒー
タ８４をオンにして吸気口８１ｂのシャッタ８１ａを開
くと共に、排気ファン９３を起動してダンパ９１ａを開
く。このような運転操作は極めて簡単である。これによ
り、送風機６で循環される空気の一部分として例えばそ
の１０％程度の空気が常時換気され、内槽２内で連続的
に発生する昇華物ガスの濃度が低い値に押さえられる。
その結果、昇華物ガスが冷却されて析出しても、結晶の
成長が防止されて微粒子にしかならないため、これを熱
排気と共にクリーンオーブンやこれが設置される工場等
の外に容易に排出することができる。なお、以上のよう
に常時換気を行えば、安定した運転状態を持続して昇華
物を確実に低い濃度に押さえられるが、ワークの種類や
サイズによって昇華物の発生量が少ない場合等には、適
当な間隔で間欠換気する運転も可能である。

【００１９】上記において、外気吸入加熱装置８の空気
が例えば２００°〜２２０°Ｃ程度に加熱されているの
で、これを槽内に導入しても、循環空気を冷却して昇華
物を発生させたり付着、堆積させることがない。又、加
熱空気の導入により、槽内の温度分布を良好に維持する
ことができる。更に、本例の場合には、加熱空気が加熱
器５の上流側に導入されるので、この空気も循環空気と
共に加熱器５で加熱されるため、外気を導入しても槽内
温度は全く影響を受けない。なお、ワークの大きさや種
類等により昇華物ガスの発生量が異なるので、ダンパの
ハンドル９１ａを調整し、昇華物の発生・付着の生じな
い範囲で排気量に従って導入する外気量を少なくし、省
エネ運転を行うことが望ましい。

【００２０】図５は、外気吸入加熱装置８の本体部分の
出口８３ｂが上方に開口していて、これとオーブンの空
調部２２とを連通させる連通管８４を設けた例を示す。
このようにすれば、空調部２２の幅方向の中央位置に出
口８３ｂ−１を設け、これから換気用の補充空気を導入
することができる。その結果、循環空気の流れを良くす
ると共に、外気吸入加熱装置８の空気の吸引力を高める
ことができる。なお、図１及び図５のような装置は、ワ
ークＷが大型で昇華物の発生量の多い場合に有力な装置
である。

【００２１】図６は昇華物対策部分の他の例を示す。こ
の例では、外気吸入加熱装置８が空気導入管８５及び空
気導入箱８６を備え、排気装置９の接続管９２は、その
中を流れる空気と空気導入管８５内を流れる空気とが熱
交換可能なように形成されている。即ち、両方の管８
５、９２は互いに接触するように導設され、両方の管が
一体として断熱材８７で覆われている。このようにすれ
ば、排熱を利用して換気用の加熱空気を送ることがで
き、昇華物の発生・付着防止に当たって省エネを図るこ
とができる。このような装置は小型の熱処理装置に適し
ている。なお、管８５と管９２とを二重管として形成し
てもよい。その場合には、両管の間の熱交換性能を上げ
ることができる。

【００２２】図７は昇華物対策装置の更に他の例を示
す。この例では、外気吸入加熱装置８及び排気装置９に
加えて、排気装置で排出される空気を冷却する冷却手段
としての外気取入口１１及び冷却された空気を通過させ
るカートリッジ式のフィルタ１２を備えた昇華物分離装
置１０が設けられている。外気吸入加熱装置８及び昇華
物分離装置１０は、クリーンオーブンの上に配置され、
それぞれの空気出口及び入口８３ｂ´及び１３が空調部
２２の吸気口２２ｂ´及び排気口２２ａ´と連通する。
なお、図では外気吸入加熱装置８、昇華物分離装置１０
及びフィルタ１２がそれぞれの装着位置から分離して表
されている。

【００２３】この例の昇華物対策装置によれば、外気吸
入加熱装置８によって昇華物ガスの濃度規制をして昇華
物の槽内における発生・付着を防止できると共に、排気
側でも外気取入口１１から外気を取り入れて排気と混合
し、排気を冷却して積極的に昇華物を析出させ、これを
フィルタ１２で除去することができる。その結果、昇華
物の発生を一層確実に防止することができる。特に排気
管９４が長く導設される場合等には、昇華物ガスの管内
での自然冷却による管内又は管出口における析出・堆積
を防止することができる。

【００２４】なお以上では、熱処理装置がゴンドラ昇降
式のものである場合の例を上げたが、本発明は、ピッチ
昇降搬送式の装置、バッチ式の装置等、各種の熱処理装
置に適用できることは勿論である。又、被処理物がＬＣ
Ｄパネルである場合について述べたが、電気・電子製品
等で昇華物を発生させる他のどのような被処理物に対し
ても本発明を有効に適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、請求項１の
発明においては、加熱空気導入手段によって外気を加熱
して被処理物を通過する空気の上流側に導入すると共
に、空気排出手段によって被処理物を通過した空気の一
部分を排出することにより、被処理物を流れる空気の一
部分を換気して、高温で熱処理されるときに被処理物か
ら発生する昇華物ガスを排出し、その熱処理装置内にお
ける濃度を下げることができる。その結果、昇華物ガス
が冷却されたときに析出する昇華物の結晶の成長が阻止
され、昇華物が微粒子の状態で存在することになり、こ
れを空気排出手段によって熱処理装置又は熱処理装置が
設置される工場等の外に容易に排出することができる。

【００２６】一方、吸入される外気が加熱されているの
で、これを熱処理空気の循環系に導入しても、その部分
で循環空気を冷却して昇華物を発生させ、これを装置内
部に付着、堆積させることがない。又、加熱空気の導入
により、熱処理装置内の温度分布を維持することができ
る。この場合、加熱空気を、熱処理のための循環空気の
加熱器の上流側に導入すれば、その空気が加熱器によっ
て再加熱されるので、熱処理装置内の温度分布が一層良
くなる。

【００２７】又、加熱空気導入手段及び空気排出手段
は、通常、ヒータ、ファン、ダクト等によって構成され
るので、それらの構造は簡単で取扱いも極めて容易であ
る。そして、両手段により、昇華物の凝固・発生そのも
のを防止できるので、従来のように発生した昇華物をダ
クトで吸い取ったり熱処理装置内のトラップに凝集する
ような方法と異なり、熱処理装置の熱処理室、機械室、
被処理物搬入／搬出用の開口部、ロボット等の被処理物
搬入／搬出装置部分、排気ダクトやその出口周辺等にお
ける昇華物の発生・付着を完全に防止できる。従って、
請求項１の発明は、昇華物問題を解決するための簡易且
つ根本的な対策を提供することができる。その結果、熱
処理装置のクリーン度を維持し、被処理物である製品の
品質の維持、向上を図ることができる。

【００２８】請求項２の発明においては、加熱空気導入
手段で加熱空気を導入する位置を循環空気用の加熱器の
入口側位置にするので、加熱器では、循環空気と導入空
気とを一体として目的とする循環空気温度に制御するこ
とが可能になる。そしてこの場合、加熱空気導入手段で
導入する加熱空気の温度を加熱器で加熱されて循環され
る空気の温度以下で且つこれに近い温度にしているの
で、加熱器出口温度の制御性が良くなる。その結果、循
環空気を目的とする温度に精度良く且つ均一に制御し、
熱処理装置内の温度分布を良好に維持し、外気導入によ
る温度乱れを効果的に防止することができる。

【００２９】請求項３の発明においては、請求項１の発
明の特徴に加えて、加熱空気導入手段の空気導入管と空
気排出手段の空気排出管との間でそれらを流れる空気が
相互に熱交換可能なように両手段を形成するので、導入
管を流れる空気が排出管を流れる熱処理用の高温空気の
熱を受け入れて温度上昇し、加熱された空気となって熱
処理装置内に導入される。その結果、排熱を利用し、昇
華物の発生・付着の防止に当たって省エネを図ることが
できる。

【００３０】請求項４の発明においては、請求項１の発
明の特徴に加えて、空気排出手段で排出される空気を冷
却する冷却手段と冷却された空気を通過させるフィルタ
とを設けるので、排出される空気中の昇華物を除去する
ことができ、排気管や排気口周辺等における昇華物の付
着を一層完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したクリーンオーブンの概略構成
を示す斜視図である。

【図２】上記クリーンオーブンの外気吸入加熱装置部分
の横断面図である。

【図３】上記外気吸入加熱装置部分の縦断面図である。

【図４】上記クリーンオーブンの縦断面図である。

【図５】本発明を適用したクリーンオーブンの他の例を
示す斜視図である。

【図６】本発明を適用したクリーンオーブンの更に他の
例を示す斜視図である。

【図７】本発明を適用したクリーンオーブンの更に他の
例を示す斜視図である。

【符号の説明】

８ 外気吸入加熱装置（加熱空気導入手
段） ９ 排気装置（空気排出手段） １１ 外気取入口（冷却手段） １２ フィルタ ８５ 空気導入管 ９２ 接続管（空気排出管） Ｗ ワーク、ＬＣＤパネル（被処理物）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を通過するように加熱器で加熱
   した空気を循環させて前記被処理物を熱処理する熱処理
   装置において、 外気を加熱して前記被処理物を通過する空気の上流側位
   置に導入する加熱空気導入手段と、前記被処理物を通過
   した空気の一部分を排出する空気排出手段と、を有する
   ことを特徴とする熱処理装置。
2. 【請求項２】 前記上流側位置は前記加熱器の入口側位
   置であり、前記加熱空気導入手段で導入する加熱空気の
   温度は前記加熱器で加熱されて循環される空気の温度以
   下でこれに近い温度であることを特徴とする請求項１に
   記載の熱処理装置。
3. 【請求項３】 前記加熱空気導入手段は空気導入管を備
   え、前記空気排出手段は空気排出管であって該空気排出
   管を流れる空気と前記空気導入管を流れる空気とが熱交
   換可能なように形成された空気排出管と、を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
4. 【請求項４】 前記空気排出手段で排出される空気を冷
   却する冷却手段と該冷却された空気を通過させるフィル
   タとを有することを特徴とする請求項１に記載の熱処理
   装置。