JPH1082589A - 面加熱型赤外線放射加熱装置 - Google Patents
面加熱型赤外線放射加熱装置Info
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- JPH1082589A JPH1082589A JP8315682A JP31568296A JPH1082589A JP H1082589 A JPH1082589 A JP H1082589A JP 8315682 A JP8315682 A JP 8315682A JP 31568296 A JP31568296 A JP 31568296A JP H1082589 A JPH1082589 A JP H1082589A
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Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い面積の加熱物を非接触で、高温度まで加
熱し、しかも、大気中、真空中に於いても均一な温度分
布を得るものを提供する。 【解決手段】 複合型反射ミラー及び赤外線ランプから
構成されており、複合型反射ミラーは中空の放物面状反
射ミラーと円筒状反射ミラーとの組み合わせから成って
おり、該放物面状反射ミラーの焦点に赤外線ランプを設
置し、該赤外線ランプから加熱物に赤外線を照射し、そ
の際に該赤外線ランプ及び加熱物を被覆するように複合
型反射ミラーを設定して加熱物を加熱することが可能で
ある。
熱し、しかも、大気中、真空中に於いても均一な温度分
布を得るものを提供する。 【解決手段】 複合型反射ミラー及び赤外線ランプから
構成されており、複合型反射ミラーは中空の放物面状反
射ミラーと円筒状反射ミラーとの組み合わせから成って
おり、該放物面状反射ミラーの焦点に赤外線ランプを設
置し、該赤外線ランプから加熱物に赤外線を照射し、そ
の際に該赤外線ランプ及び加熱物を被覆するように複合
型反射ミラーを設定して加熱物を加熱することが可能で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウエハー、
セラミックス、金属等の材料を大気中、真空中又は、各
種ガス雰囲気中で高温に均一加熱するために使用する面
加熱型赤外線放射加熱装置に関する。
セラミックス、金属等の材料を大気中、真空中又は、各
種ガス雰囲気中で高温に均一加熱するために使用する面
加熱型赤外線放射加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の加熱方法は、円板状抵抗加熱ヒー
ターを真空チャンバー内にセットして加熱物を昇温して
いるものであった。また、本発明の出願人が先に出願し
た実公平４─３４４００号に於ける輻射加熱装置は、回
転楕円形ミラーを用いて赤外線を一点に集光し高温に加
熱すると共に、その加熱面積も赤外線ランプの移動機構
により加熱物の赤外線照射面積を可変し、均一な温度分
布を得ることが出来るものであった。
ターを真空チャンバー内にセットして加熱物を昇温して
いるものであった。また、本発明の出願人が先に出願し
た実公平４─３４４００号に於ける輻射加熱装置は、回
転楕円形ミラーを用いて赤外線を一点に集光し高温に加
熱すると共に、その加熱面積も赤外線ランプの移動機構
により加熱物の赤外線照射面積を可変し、均一な温度分
布を得ることが出来るものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術は上記の通
りであるが、従来の加熱方法では、発熱体からのガスの
発生により、試料の汚染や真空度の低下をもたらし、又
誘導やノイズが発生しやすい等の問題点があった。又高
周波による誘導加熱方法もあるが、これは加熱物が誘電
体に限定されており、誘導によるノイズの発生や大容量
の電力を要する等の問題点があった。また、実公平４─
３４４００号に於いては、加熱できる面積が狭く、広い
面積を有する加熱物の均一な昇温は得られないという問
題点があった。可視光線に近い波長帯７００〜３，００
０ｎｍの赤外線は、放射、透過、反射、屈折等可視光線
とほぼ同じ光学的性質を有している。同時に通常の物体
に照射されると、その物体は赤外線エネルギーを吸収し
（透明物体は除く）温度上昇をもたらす性質を有してい
る。これらの性質は、大気中、真空中でも同様である。
りであるが、従来の加熱方法では、発熱体からのガスの
発生により、試料の汚染や真空度の低下をもたらし、又
誘導やノイズが発生しやすい等の問題点があった。又高
周波による誘導加熱方法もあるが、これは加熱物が誘電
体に限定されており、誘導によるノイズの発生や大容量
の電力を要する等の問題点があった。また、実公平４─
３４４００号に於いては、加熱できる面積が狭く、広い
面積を有する加熱物の均一な昇温は得られないという問
題点があった。可視光線に近い波長帯７００〜３，００
０ｎｍの赤外線は、放射、透過、反射、屈折等可視光線
とほぼ同じ光学的性質を有している。同時に通常の物体
に照射されると、その物体は赤外線エネルギーを吸収し
（透明物体は除く）温度上昇をもたらす性質を有してい
る。これらの性質は、大気中、真空中でも同様である。
【０００４】本発明は、上記従来の問題点に艦み、ま
た、波長帯７００〜３，０００ｎｍの赤外線のもつこら
れの光学的性質及び熱的性質を利用し、従来技術のよう
に弱点のない広い面積の加熱物を非接触で、高温度まで
加熱し、しかも、大気中、真空中に於いても均一な温度
分布を得るものを提供することを目的とする。
た、波長帯７００〜３，０００ｎｍの赤外線のもつこら
れの光学的性質及び熱的性質を利用し、従来技術のよう
に弱点のない広い面積の加熱物を非接触で、高温度まで
加熱し、しかも、大気中、真空中に於いても均一な温度
分布を得るものを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するために手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の構成は、複合型反射ミラー及び赤外線ラ
ンプから構成されており、複合型反射ミラーは中空の放
物面状反射ミラーと円筒状反射ミラーとを組み合わせて
成っており、該放物面状反射ミラーの焦点に赤外線ラン
プを設置し、該赤外線ランプから加熱物に赤外線を照射
し、赤外線ランプから照射される赤外線が、直進光と、
放物面状反射ミラーで反射される反射光と、円筒状反射
ミラーで反射される斜反射光とを含み、加熱物を加熱す
ることが可能であることを特徴とする。
めに、本発明の構成は、複合型反射ミラー及び赤外線ラ
ンプから構成されており、複合型反射ミラーは中空の放
物面状反射ミラーと円筒状反射ミラーとを組み合わせて
成っており、該放物面状反射ミラーの焦点に赤外線ラン
プを設置し、該赤外線ランプから加熱物に赤外線を照射
し、赤外線ランプから照射される赤外線が、直進光と、
放物面状反射ミラーで反射される反射光と、円筒状反射
ミラーで反射される斜反射光とを含み、加熱物を加熱す
ることが可能であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。図１は本発明面加熱型赤外
線放射加熱装置の基本型を示している。複合型反射ミラ
ー２１と赤外線ランプ３から構成されており、複合型反
射ミラー２１は、円筒状反射ミラー２の上端に中空にな
っている放物面状反射ミラー１を連設して複合型にして
いる。赤外線を放射する赤外線ランプ３を放物面状反射
ミラー１の焦点Ｆ位置に設けており、複合型反射ミラー
２１の下方に設置する加熱物４に照射することができる
ようにしている。
き図面を参照して説明する。図１は本発明面加熱型赤外
線放射加熱装置の基本型を示している。複合型反射ミラ
ー２１と赤外線ランプ３から構成されており、複合型反
射ミラー２１は、円筒状反射ミラー２の上端に中空にな
っている放物面状反射ミラー１を連設して複合型にして
いる。赤外線を放射する赤外線ランプ３を放物面状反射
ミラー１の焦点Ｆ位置に設けており、複合型反射ミラー
２１の下方に設置する加熱物４に照射することができる
ようにしている。
【０００７】Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 は赤外線ランプ３から加
熱物４を照射する赤外線を示しており、Ｉ1 は赤外線ラ
ンプ３から加熱物４に直進する赤外線の直進光であり、
Ｉ2は赤外線ランプ３を放物面状反射ミラー１の焦点Ｆ
に設置したことにより、放物面状反射ミラー１に反射し
て直線光Ｉ1 と平行に進んで加熱物４を照射する赤外線
の平行光であり、Ｉ3 は赤外線ランプ３から円筒状反射
ミラー２に反射して斜めから加熱物４を照射する赤外線
の斜反射光である。
熱物４を照射する赤外線を示しており、Ｉ1 は赤外線ラ
ンプ３から加熱物４に直進する赤外線の直進光であり、
Ｉ2は赤外線ランプ３を放物面状反射ミラー１の焦点Ｆ
に設置したことにより、放物面状反射ミラー１に反射し
て直線光Ｉ1 と平行に進んで加熱物４を照射する赤外線
の平行光であり、Ｉ3 は赤外線ランプ３から円筒状反射
ミラー２に反射して斜めから加熱物４を照射する赤外線
の斜反射光である。
【０００８】複合型反射ミラー２１が昇温しないように
するために、複合型反射ミラー２１の外側には、円筒状
のステンレスカバー１６を設けて、複合型反射ミラー２
１と溶接等で接合しており、さらに、ステンレスカバー
１６には冷却水を流すための冷却水入口１２及び冷却水
出口１３を形成しており、複合型反射ミラー２１とステ
ンレスカバー１６の中を冷却水が通るようにする。
するために、複合型反射ミラー２１の外側には、円筒状
のステンレスカバー１６を設けて、複合型反射ミラー２
１と溶接等で接合しており、さらに、ステンレスカバー
１６には冷却水を流すための冷却水入口１２及び冷却水
出口１３を形成しており、複合型反射ミラー２１とステ
ンレスカバー１６の中を冷却水が通るようにする。
【０００９】図２は図１の赤外線ランプ３と加熱物４と
の間に円錐プリズム５を介在させたものである。また、
赤外線が円錐プリズム５内に入射することができるよう
にするために、図２では、透明石英製円錐プリズム５を
使用している。赤外線ランプ３から放射された赤外線の
直進光Ｉ1 が透明石英製円錐プリズム５に照射すると、
その表面で反射する赤外線の反射光Ｉ1 ’とプリズム内
で屈折入射する赤外線の屈折光Ｉ1 ”とに分かれる。平
行光Ｉ2 及び斜反射光Ｉ3 に関しては図１のときと同様
であり、以上より赤外線は加熱物４全体に略均一に照射
する。
の間に円錐プリズム５を介在させたものである。また、
赤外線が円錐プリズム５内に入射することができるよう
にするために、図２では、透明石英製円錐プリズム５を
使用している。赤外線ランプ３から放射された赤外線の
直進光Ｉ1 が透明石英製円錐プリズム５に照射すると、
その表面で反射する赤外線の反射光Ｉ1 ’とプリズム内
で屈折入射する赤外線の屈折光Ｉ1 ”とに分かれる。平
行光Ｉ2 及び斜反射光Ｉ3 に関しては図１のときと同様
であり、以上より赤外線は加熱物４全体に略均一に照射
する。
【００１０】図３は図２の反射光Ｉ1 ’及び屈折光
Ｉ1 ”の透明石英製円錐プリズム５周辺での放射する様
子を示している。直進光Ｉ1 は透明石英製円錐プリズム
５の斜面に照射角度θで到達した時、反射光Ｉ1 ’はそ
の法線に対して入射角θと同じ角度θ’により反射し
て、円筒状反射ミラー２に反射した後、斜反射光Ｉ3 と
同様に斜めから照射する。又、直進光Ｉ1 が透明石英製
円錐プリズム５の斜面に入射角θで到達した時、屈折の
法則により、入射角θと屈折角Φとの関係は以下の通り
になり、 ｓｉｎθ＝ｎ・ｓｉｎΦ （１） ｎ＝透明石英製円錐プリズム５の屈折率 透明石英製円錐プリズム５から大気側への出斜角をθ2
とすると、 ｎ・ｓｉｎ（θ−Φ）＝ｓｉｎ（９０−θ2 ）＝ｃｏｓθ2 （２） （１）式を（２）式に代入して、 ｓｉｎθ（ｎ−１）＝ｃｏｓθ2 （３） となる。よって、透明石英製円錐プリズム５から出射す
る赤外線の屈折光Ｉ1 ”は直進光Ｉ1 の透明石英製円錐
プリズム５への入射角及び円錐プリズムの材質・屈折率
により規定される。以下の事を考慮に入れて、赤外線ラ
ンプ３、加熱物４及び透明石英製円錐プリズム５を夫々
の適切な位置に設置することにより、反射光Ｉ1 ’及び
屈折光Ｉ1”が分散照射して、加熱物４全体を均一に加
熱することができる。
Ｉ1 ”の透明石英製円錐プリズム５周辺での放射する様
子を示している。直進光Ｉ1 は透明石英製円錐プリズム
５の斜面に照射角度θで到達した時、反射光Ｉ1 ’はそ
の法線に対して入射角θと同じ角度θ’により反射し
て、円筒状反射ミラー２に反射した後、斜反射光Ｉ3 と
同様に斜めから照射する。又、直進光Ｉ1 が透明石英製
円錐プリズム５の斜面に入射角θで到達した時、屈折の
法則により、入射角θと屈折角Φとの関係は以下の通り
になり、 ｓｉｎθ＝ｎ・ｓｉｎΦ （１） ｎ＝透明石英製円錐プリズム５の屈折率 透明石英製円錐プリズム５から大気側への出斜角をθ2
とすると、 ｎ・ｓｉｎ（θ−Φ）＝ｓｉｎ（９０−θ2 ）＝ｃｏｓθ2 （２） （１）式を（２）式に代入して、 ｓｉｎθ（ｎ−１）＝ｃｏｓθ2 （３） となる。よって、透明石英製円錐プリズム５から出射す
る赤外線の屈折光Ｉ1 ”は直進光Ｉ1 の透明石英製円錐
プリズム５への入射角及び円錐プリズムの材質・屈折率
により規定される。以下の事を考慮に入れて、赤外線ラ
ンプ３、加熱物４及び透明石英製円錐プリズム５を夫々
の適切な位置に設置することにより、反射光Ｉ1 ’及び
屈折光Ｉ1”が分散照射して、加熱物４全体を均一に加
熱することができる。
【００１１】図４は実施例を示したものであり、赤外線
放射部３１及び加熱部３２で構成されており、赤外線放
射部３１は主に、赤外線ランプ３、透明石英製プリズム
５及び複合型反射ミラー２１から成っている。放物面状
反射ミラー１の材質はステンレス製であり、内面は赤外
線の反射効率をよくするために金メッキを施してある。
円筒状反射ミラー２も放物面状反射ミラー１と同様に、
材質がステンレス製になっており、内面は赤外線の反射
効率をよくするために金メッキを施してある。放物面状
反射ミラー１と円筒状反射ミラー２とは溶接等で接合さ
れ、複合型反射ミラー２１を形成している。また、複合
型反射ミラー２１の外側には、複合型反射ミラー２１が
赤外線により昇温しないように、冷却水等で冷却できる
ように、円筒状且つステンレス製であるステンレスカバ
ー１６を設けており、ステンレスカバー１６と複合型反
射ミラー２１との間に冷却水が流れるようにし、さら
に、ステンレスカバー１６に冷却水が流れるための冷却
水入口１２及び冷却水出口１３を形成している。
放射部３１及び加熱部３２で構成されており、赤外線放
射部３１は主に、赤外線ランプ３、透明石英製プリズム
５及び複合型反射ミラー２１から成っている。放物面状
反射ミラー１の材質はステンレス製であり、内面は赤外
線の反射効率をよくするために金メッキを施してある。
円筒状反射ミラー２も放物面状反射ミラー１と同様に、
材質がステンレス製になっており、内面は赤外線の反射
効率をよくするために金メッキを施してある。放物面状
反射ミラー１と円筒状反射ミラー２とは溶接等で接合さ
れ、複合型反射ミラー２１を形成している。また、複合
型反射ミラー２１の外側には、複合型反射ミラー２１が
赤外線により昇温しないように、冷却水等で冷却できる
ように、円筒状且つステンレス製であるステンレスカバ
ー１６を設けており、ステンレスカバー１６と複合型反
射ミラー２１との間に冷却水が流れるようにし、さら
に、ステンレスカバー１６に冷却水が流れるための冷却
水入口１２及び冷却水出口１３を形成している。
【００１２】赤外線ランプ３の上部にベース部１４が設
けられており、さらに上部に設けた耐熱性ソケット１５
によってベース部１４を固定しており、耐熱性ソケット
１５の側端には、回転子１７が設けられており、回転子
１７を回転させることによって、赤外線ランプ３、ベー
ス部１４及び耐熱性ソケット１５が上下移動する。ま
た、上記の通り、放物面反射ミラー１の焦点Ｆに設置す
ることにより、赤外線ランプ３から上記の通り、加熱物
４方向へ直進する赤外線の直進光Ｉ1 、また、複合型反
射ミラー２１で反射して、加熱物４に照射する平行光Ｉ
2 及び斜反射光Ｉ3 に分散して放射する。さらに、赤外
線ランプ３の直下に円錐プリズム５を設けており、円錐
プリズム５内に赤外線を透過できるように透明石英製に
しており、透明石英製円錐プリズム５で直進光Ｉ1 は反
射光Ｉ1 ’及び屈折光Ｉ1 ”に分散して照射する。上記
の通り、加熱物４全体を均一に加熱するために、赤外線
ランプ３、加熱物４及び透明石英製円錐プリズム５を夫
々の適切な位置に設置する。
けられており、さらに上部に設けた耐熱性ソケット１５
によってベース部１４を固定しており、耐熱性ソケット
１５の側端には、回転子１７が設けられており、回転子
１７を回転させることによって、赤外線ランプ３、ベー
ス部１４及び耐熱性ソケット１５が上下移動する。ま
た、上記の通り、放物面反射ミラー１の焦点Ｆに設置す
ることにより、赤外線ランプ３から上記の通り、加熱物
４方向へ直進する赤外線の直進光Ｉ1 、また、複合型反
射ミラー２１で反射して、加熱物４に照射する平行光Ｉ
2 及び斜反射光Ｉ3 に分散して放射する。さらに、赤外
線ランプ３の直下に円錐プリズム５を設けており、円錐
プリズム５内に赤外線を透過できるように透明石英製に
しており、透明石英製円錐プリズム５で直進光Ｉ1 は反
射光Ｉ1 ’及び屈折光Ｉ1 ”に分散して照射する。上記
の通り、加熱物４全体を均一に加熱するために、赤外線
ランプ３、加熱物４及び透明石英製円錐プリズム５を夫
々の適切な位置に設置する。
【００１３】透明石英製円錐プリズム５を適切な位置に
設置することができるように、透明石英製円錐プリズム
５の下端に、円筒状になっており赤外線を透過すること
が可能である透明石英製円筒６を設けており、透明石英
製円錐プリズム５を支持している。さらに、その下端に
は赤外線を透過する透明石英製円板７を設けており、透
明石英製円板７の中心部で透明石英製円筒６を支持する
ようにしている。また、ステンレスカバー１６及び複合
型反射ミラー２１の下端に鍔１８を設けて、鍔１８と透
明石英製円板７とをボルト及びナット１９によって、接
合している。従って、ボルト及びナット１９の調節によ
り、透明石英製円板７が上下移動でき、即ち、透明石英
製プリズム５を上下移動することができ、透明石英製円
錐プリズム５を適切な位置に設置することができる。
設置することができるように、透明石英製円錐プリズム
５の下端に、円筒状になっており赤外線を透過すること
が可能である透明石英製円筒６を設けており、透明石英
製円錐プリズム５を支持している。さらに、その下端に
は赤外線を透過する透明石英製円板７を設けており、透
明石英製円板７の中心部で透明石英製円筒６を支持する
ようにしている。また、ステンレスカバー１６及び複合
型反射ミラー２１の下端に鍔１８を設けて、鍔１８と透
明石英製円板７とをボルト及びナット１９によって、接
合している。従って、ボルト及びナット１９の調節によ
り、透明石英製円板７が上下移動でき、即ち、透明石英
製プリズム５を上下移動することができ、透明石英製円
錐プリズム５を適切な位置に設置することができる。
【００１４】透明石英製円板７の下部には、加熱部３２
が設けられており、加熱部３２は真空チャンバー８、透
明石英製窓９、加熱物台１０及び真空引口１１から成っ
ている。加熱部３２の大部分がステンレス製の真空チャ
ンバー８であり、赤外線放射部３１と加熱部３２とが一
体となるために、真空チャンバー８と鍔１８とをボルト
及びナット２０で接合している。真空チャンバー８の上
端に、赤外線を真空チャンバー８内に透過することがで
きるように透明石英製窓９を載置している。真空チャン
バー８の側面には真空ポンプ（図示しない）によって、
真空状態にするために真空引口１１を形成している。ま
た、真空チャンバー８内に加熱物台１０を設けて、その
上に加熱物４を載置できるようにしている。
が設けられており、加熱部３２は真空チャンバー８、透
明石英製窓９、加熱物台１０及び真空引口１１から成っ
ている。加熱部３２の大部分がステンレス製の真空チャ
ンバー８であり、赤外線放射部３１と加熱部３２とが一
体となるために、真空チャンバー８と鍔１８とをボルト
及びナット２０で接合している。真空チャンバー８の上
端に、赤外線を真空チャンバー８内に透過することがで
きるように透明石英製窓９を載置している。真空チャン
バー８の側面には真空ポンプ（図示しない）によって、
真空状態にするために真空引口１１を形成している。ま
た、真空チャンバー８内に加熱物台１０を設けて、その
上に加熱物４を載置できるようにしている。
【００１５】図４の作用は、図２の装置と同様に、赤外
線ランプ３より、加熱物４方向に直進する直進光Ｉ1 、
放物面状反射ミラー１を反射して、直進光Ｉ1 と平行に
加熱物４を照射する平行光Ｉ2 及び円筒状反射ミラー２
に反射して、加熱物４を斜めに照射する斜反射光Ｉ3 が
放射する。平行光Ｉ2 は放物面状反射ミラー１に反射し
て、直進光Ｉ1 と平行に進み、透明石英製円板７及び透
明石英製窓９を透過して、加熱物４を照射する。平行光
Ｉ2 が放物面状反射ミラー１によって反射すると、直進
光Ｉ1 と平行に進む理由は、上記の通り、赤外線ランプ
３を放物面状反射ミラー３の焦点Ｆに設置したからであ
る。また、斜反射光Ｉ3 は円筒状反射ミラー２に反射し
たのち、透明石英製円板７及び透明石英製窓９を透過し
て、加熱物４を照射する。
線ランプ３より、加熱物４方向に直進する直進光Ｉ1 、
放物面状反射ミラー１を反射して、直進光Ｉ1 と平行に
加熱物４を照射する平行光Ｉ2 及び円筒状反射ミラー２
に反射して、加熱物４を斜めに照射する斜反射光Ｉ3 が
放射する。平行光Ｉ2 は放物面状反射ミラー１に反射し
て、直進光Ｉ1 と平行に進み、透明石英製円板７及び透
明石英製窓９を透過して、加熱物４を照射する。平行光
Ｉ2 が放物面状反射ミラー１によって反射すると、直進
光Ｉ1 と平行に進む理由は、上記の通り、赤外線ランプ
３を放物面状反射ミラー３の焦点Ｆに設置したからであ
る。また、斜反射光Ｉ3 は円筒状反射ミラー２に反射し
たのち、透明石英製円板７及び透明石英製窓９を透過し
て、加熱物４を照射する。
【００１６】さらに、直進光Ｉ1 は、透明石英製円錐プ
リズム５により、反射光Ｉ1 ’及び透明石英製円錐プリ
ズム５内に入射して屈折する屈折光Ｉ1 ”に分かれる。
反射光Ｉ1 ’は透明石英製プリズム５により、反射した
後、円筒状反射ミラー２に反射して、透明石英製円板７
及び透明石英製窓９を透過して、加熱物４を照射する。
また、屈折光Ｉ1 ”は透明石英製プリズム５内に入射し
て屈折したのち、透明石英製円板７及び透明石英製窓９
を透過して、加熱物４を照射する。
リズム５により、反射光Ｉ1 ’及び透明石英製円錐プリ
ズム５内に入射して屈折する屈折光Ｉ1 ”に分かれる。
反射光Ｉ1 ’は透明石英製プリズム５により、反射した
後、円筒状反射ミラー２に反射して、透明石英製円板７
及び透明石英製窓９を透過して、加熱物４を照射する。
また、屈折光Ｉ1 ”は透明石英製プリズム５内に入射し
て屈折したのち、透明石英製円板７及び透明石英製窓９
を透過して、加熱物４を照射する。
【００１７】図５は、本装置に円錐プリズム５が設置さ
れている場合と設置されていない場合の、加熱物４の中
心から外側の温度分布を示した表である。円錐プリズム
５が設置されていない場合は直進光Ｉ1 及び斜反射光Ｉ
3 は中心付近を照射するのに対し、外側は平行光Ｉ2 が
若干照射する程度である。それに対して、円錐プリズム
５が設置されている場合は、直進光Ｉ1 が円錐プリズム
５で分散されることにより、外側にも赤外線が照射す
る。
れている場合と設置されていない場合の、加熱物４の中
心から外側の温度分布を示した表である。円錐プリズム
５が設置されていない場合は直進光Ｉ1 及び斜反射光Ｉ
3 は中心付近を照射するのに対し、外側は平行光Ｉ2 が
若干照射する程度である。それに対して、円錐プリズム
５が設置されている場合は、直進光Ｉ1 が円錐プリズム
５で分散されることにより、外側にも赤外線が照射す
る。
【００１８】図６は、透明石英製円錐プリズム５を上下
に移動した様子を示した図である。透明石英製円錐プリ
ズム５が最初に設置されているときは、図２乃至図４と
同様に直進光Ｉ1 は透明石英製円錐プリズム５によって
反射光Ｉ1 ’と屈折光Ｉ1 ”とに分散する。この場合、
赤外線は加熱物４の円周端付近５Ａを照射し加熱する。
図４で示したボルト及びナット１９により下方に移動し
た透明石英製円錐プリズム５’によって、直進光Ｉ1 は
反射光ｉ1 ’と屈折光ｉ1 ”とに分散する。この場合、
赤外線は加熱物４の中心付近５’Ａを照射し加熱する。
従って、透明石英製円錐プリズム５が上下移動すること
により、加熱物４への赤外線照射領域を容易に変更し
て、温度分布の変更が可能である。
に移動した様子を示した図である。透明石英製円錐プリ
ズム５が最初に設置されているときは、図２乃至図４と
同様に直進光Ｉ1 は透明石英製円錐プリズム５によって
反射光Ｉ1 ’と屈折光Ｉ1 ”とに分散する。この場合、
赤外線は加熱物４の円周端付近５Ａを照射し加熱する。
図４で示したボルト及びナット１９により下方に移動し
た透明石英製円錐プリズム５’によって、直進光Ｉ1 は
反射光ｉ1 ’と屈折光ｉ1 ”とに分散する。この場合、
赤外線は加熱物４の中心付近５’Ａを照射し加熱する。
従って、透明石英製円錐プリズム５が上下移動すること
により、加熱物４への赤外線照射領域を容易に変更し
て、温度分布の変更が可能である。
【００１９】図７は、加熱物４を上部へ、また、赤外線
放射部３１を下部に設けた場合の実施例を示した図であ
る。冷却水入口１２’及び冷却水出口１３’が図４の場
合と取付位置が反対であるが、他の点に関しては図４の
実施例と同様であり、作用についても、図４の実施例と
同様である。
放射部３１を下部に設けた場合の実施例を示した図であ
る。冷却水入口１２’及び冷却水出口１３’が図４の場
合と取付位置が反対であるが、他の点に関しては図４の
実施例と同様であり、作用についても、図４の実施例と
同様である。
【００２０】図８は、透明石英製円錐プリズム５の代わ
りに白金製円錐プリズム５”を使用した場合の実施例を
示した図である。このとき、白金製円錐プリズム５”に
よって、直進光Ｉ1 は反射して反射光Ｉ1 ’は存在する
が、光は白金製円錐プリズム５”内に入射しないので、
屈折光は存在しない。従って、反射光Ｉ1 ’、平行光Ｉ
2 及び斜反射光Ｉ3 の３方向からの照射となるが、加熱
物４には略均一に加熱する。
りに白金製円錐プリズム５”を使用した場合の実施例を
示した図である。このとき、白金製円錐プリズム５”に
よって、直進光Ｉ1 は反射して反射光Ｉ1 ’は存在する
が、光は白金製円錐プリズム５”内に入射しないので、
屈折光は存在しない。従って、反射光Ｉ1 ’、平行光Ｉ
2 及び斜反射光Ｉ3 の３方向からの照射となるが、加熱
物４には略均一に加熱する。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。複
合型反射ミラーを設けたことにより、赤外線を外部に逃
がすことなく、加熱物を照射することが可能である。さ
らに、赤外線ランプを放物面状反射ミラーの焦点に設け
たことにより、放物面状反射ミラーに放射された赤外線
が直進光と平行な方向へ加熱物を照射する。赤外線ラン
プと加熱物との間に円錐プリズムを介在させることによ
り、加熱物全体を均一に加熱することができる。さら
に、透明石英製円錐プリズムを使用することにより、透
明石英製円錐プリズムに照射した赤外線が反射又は屈折
して加熱物を照射することにより、加熱物全体をより均
一に加熱することが可能である。赤外線放射部の下方に
真空チャンバーを設けることにより、加熱部が真空状態
になり、空気による赤外線の散乱や減衰を防ぐことがで
き、赤外線を確実に加熱物に照射することが可能であ
る。また、赤外線放射部内に冷却媒体を流すことができ
るようにしたことにより、赤外線放射部内を昇温させる
ことなく、加熱物を昇温させることが可能である。ま
た、赤外線ランプ及び円錐プリズムを上下移動すること
が可能であることにより、加熱物の大きさに応じて対応
することが可能である。さらに、赤外線放射部と加熱物
の位置を上下反対にしたり、また、円錐プリズムの材質
として、透明石英以外にも白金等の金属でもよく、広い
範囲で使用が可能である。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。複
合型反射ミラーを設けたことにより、赤外線を外部に逃
がすことなく、加熱物を照射することが可能である。さ
らに、赤外線ランプを放物面状反射ミラーの焦点に設け
たことにより、放物面状反射ミラーに放射された赤外線
が直進光と平行な方向へ加熱物を照射する。赤外線ラン
プと加熱物との間に円錐プリズムを介在させることによ
り、加熱物全体を均一に加熱することができる。さら
に、透明石英製円錐プリズムを使用することにより、透
明石英製円錐プリズムに照射した赤外線が反射又は屈折
して加熱物を照射することにより、加熱物全体をより均
一に加熱することが可能である。赤外線放射部の下方に
真空チャンバーを設けることにより、加熱部が真空状態
になり、空気による赤外線の散乱や減衰を防ぐことがで
き、赤外線を確実に加熱物に照射することが可能であ
る。また、赤外線放射部内に冷却媒体を流すことができ
るようにしたことにより、赤外線放射部内を昇温させる
ことなく、加熱物を昇温させることが可能である。ま
た、赤外線ランプ及び円錐プリズムを上下移動すること
が可能であることにより、加熱物の大きさに応じて対応
することが可能である。さらに、赤外線放射部と加熱物
の位置を上下反対にしたり、また、円錐プリズムの材質
として、透明石英以外にも白金等の金属でもよく、広い
範囲で使用が可能である。
【図１】本発明装置の原理を示した図である。
【図２】図１と別の原理を示した図である。
【図３】透明石英製円錐プリズムを示した図である。
【図４】本発明装置の実施例を示した図である。
【図５】本発明装置に於ける円錐プリズムがある場合と
ない場合の加熱分布を示したグラフである。
ない場合の加熱分布を示したグラフである。
【図６】円錐プリズムの位置を上下に変更した状態を示
した図である。
した図である。
【図７】加熱物が上部にある場合を示した図である。
【図８】円錐プリズムとして白金製のものを使用した例
を示した図である。
を示した図である。
１ 放物面状反射ミラー ２ 円筒状反射ミラー ３ 赤外線ランプ ４ 加熱物 ５，５’ 透明石英製円錐プリズム ５” 白金製円錐プリズム ７ 透明石英製円板 ８ 真空チャンパー ９ 透明石英製窓 １０ 加熱物台 １１ 真空引口 １２，１２’ 冷却水入口 １３，１３’ 冷却水出口 １４ ベース部 １５ 耐熱性ソケット １６ ステンレスカバー １７ 回転子 １８ 鍔 １９ ボルト及びナット ２０ ボルト及びナット ２１ 複合型反射ミラー ３１ 赤外線放射部 ３２ 加熱部
Claims (8)
- 【請求項１】 複合型反射ミラー及び赤外線ランプから
構成されており、複合型反射ミラーは中空の放物面状反
射ミラーと円筒状反射ミラーとを組み合わせて成ってお
り、該放物面状反射ミラーの焦点に赤外線ランプを設置
し、該赤外線ランプから加熱物に赤外線を照射し、赤外
線ランプから照射される赤外線が、直進光と、放物面状
反射ミラーで反射される反射光と、円筒状反射ミラーで
反射される斜反射光とを含み、加熱物を加熱することが
可能であることを特徴とする面加熱型赤外線放射加熱装
置。 - 【請求項２】 前記赤外線ランプの直下に円錐プリズム
を設置することにより、該赤外線ランプより直進照射さ
れた赤外線を反射光又は屈折光に分散させて、加熱物全
体を略均一に加熱することが可能である請求項１記載の
面加熱型赤外線放射加熱装置。 - 【請求項３】 前記円錐プリズムを透明石英製のものと
している請求項２記載の面加熱型赤外線放射装置。 - 【請求項４】 前記円錐プリズムを白金等の金属製のも
のとしている請求項２記載の面加熱型赤外線放射装置 - 【請求項５】 前記複合型反射ミラーの外側にステンレ
スカバーを設けて、該複合型反射ミラーとステンレスカ
バーの中に冷却媒体を流すことが可能である請求項１乃
至４記載のいずれかの面加熱型赤外線加熱装置。 - 【請求項６】 前記複合型反射ミラーの下方に、上端が
透明石英窓となっている真空チャンバーを設けており、
その中に加熱物を入れるようにして、前記赤外線ランプ
から照射して、加熱物全体を略均一に加熱することが可
能である請求項１乃至５記載のいずれかの面加熱型赤外
線放射加熱装置。 - 【請求項７】 温度分布を自由に変更するために、前記
円錐プリズムの支持位置を変化させることが可能である
請求項２乃至６記載のいずれかの面加熱型赤外線放射加
熱装置。 - 【請求項８】 前記赤外線ランプを下方に設置して、上
方に設置した加熱物に向けて照射して加熱物を加熱する
ことが可能である請求項１乃至７記載のいずれかの面加
熱型赤外線放射加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8315682A JPH1082589A (ja) | 1996-07-19 | 1996-11-13 | 面加熱型赤外線放射加熱装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-207600 | 1996-07-19 | ||
| JP20760096 | 1996-07-19 | ||
| JP8315682A JPH1082589A (ja) | 1996-07-19 | 1996-11-13 | 面加熱型赤外線放射加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1082589A true JPH1082589A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=26516351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8315682A Pending JPH1082589A (ja) | 1996-07-19 | 1996-11-13 | 面加熱型赤外線放射加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1082589A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7006763B2 (en) * | 2001-08-27 | 2006-02-28 | Extol, Inc. | Method and apparatus for infrared welding of thermoplastic parts |
| JP2007200834A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Samsung Sdi Co Ltd | フリット硬化装置及びこれを用いた硬化方法 |
| JP2008200672A (ja) * | 2008-02-08 | 2008-09-04 | National Institute For Materials Science | 雰囲気制御型加熱装置 |
| JP2016109318A (ja) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 集光鏡方式加熱炉 |
| CN110364450A (zh) * | 2018-04-11 | 2019-10-22 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体工艺设备及半导体器件的制造方法 |
-
1996
- 1996-11-13 JP JP8315682A patent/JPH1082589A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7006763B2 (en) * | 2001-08-27 | 2006-02-28 | Extol, Inc. | Method and apparatus for infrared welding of thermoplastic parts |
| JP2007200834A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Samsung Sdi Co Ltd | フリット硬化装置及びこれを用いた硬化方法 |
| JP4728169B2 (ja) * | 2006-01-26 | 2011-07-20 | 三星モバイルディスプレイ株式會社 | フリット硬化装置 |
| US8128449B2 (en) | 2006-01-26 | 2012-03-06 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Method of making electronic device with frit seal and frit sealing apparatus |
| JP2008200672A (ja) * | 2008-02-08 | 2008-09-04 | National Institute For Materials Science | 雰囲気制御型加熱装置 |
| JP2016109318A (ja) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 集光鏡方式加熱炉 |
| CN110364450A (zh) * | 2018-04-11 | 2019-10-22 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体工艺设备及半导体器件的制造方法 |
| CN110364450B (zh) * | 2018-04-11 | 2021-04-09 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体工艺设备及半导体器件的制造方法 |
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