JPWO2004083755A1 - Multistage heating system for large substrates - Google Patents

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Abstract

内部に発熱体を有する両面加熱式の矩形状のパネルヒーター4−1、4−2・・・4−nが複数枚、上下方向に所定の間隔を置いて多段に配置され、隣接する上下のパネルヒーター間の空間部が、大型基板6を加熱・乾燥させるための乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)とされている。矩形状の大型基板6は、板面の複数適所を複数本の支持ピン9によりそれぞれ支持されて、乾燥室内の所定高さ位置に保持され、上下方向に多段に形成される複数の乾燥室の周囲を囲んで、上昇熱気流が形成されている。この大型基板用多段式加熱装置1によれば、構造が簡単で、処理効率に優れ、製作コスト、運転コスト等のコストを低減することができ、大型基板の高い乾燥品質を保持することができる。A plurality of double-sided heating type rectangular panel heaters 4-1, 4-2,..., 4-n having heating elements inside are arranged in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction, and adjacent upper and lower The space between the panel heaters is drying chambers 7-1, 7-2... 7-(n−1) for heating and drying the large substrate 6. The rectangular large substrate 6 is supported by a plurality of support pins 9 at a plurality of appropriate positions on the plate surface, held at a predetermined height position in the drying chamber, and a plurality of drying chambers formed in multiple stages in the vertical direction. A rising hot air flow is formed around the periphery. According to the multistage heating apparatus 1 for a large substrate, the structure is simple, the processing efficiency is excellent, the manufacturing cost, the operation cost, etc. can be reduced, and the high dry quality of the large substrate can be maintained. .

Description

本願の発明は、液晶表示板(LCD)やプラズマ表示板(PDP)等の大型基板を加熱・乾燥させるために用いられる大型基板用多段式加熱装置に関し、特に構造の簡素化、製作・運転コスト等のコストの低減を図った大型基板用多段式加熱装置に関する。  The present invention relates to a multi-stage heating apparatus for large substrates used for heating and drying large substrates such as liquid crystal display panels (LCDs) and plasma display panels (PDPs), and in particular, simplification of structure, production and operating costs. The present invention relates to a multi-stage heating apparatus for large substrates that is intended to reduce costs.

液晶表示板(LCD)やプラズマ表示板(PDP)等の大型基板の製造においては、基板洗浄後の水分の除去や、基板上に塗布された薬液の組成分中に含まれる溶剤等の除去のために、加熱・乾燥工程が不可欠である。このような、大型基板に対してなされる加熱・乾燥工程を、大型基板の複数枚について同時に行なうために、多段式加熱装置が使用されることがある。
この多段式加熱装置は、被乾燥物である複数枚の大型基板を上下方向に多段に配置し、これに合わせて、複数枚の棚ヒーターを多段に配置して、各段における大型基板の加熱・乾燥処理を、各段における棚ヒーターによる加熱により、同時に実行するようにされたもので、発生する水蒸気や溶剤蒸気等の排気系は、共通にされている。このような多段式加熱装置は、設置面積を大幅に低減することができるので、多数枚の大型基板を同時に加熱・乾燥処理するのに適している。
特開2001−317872号公報に紹介されている大型基板用多段式加熱炉では、各段に配置される棚ヒーターが、その両面から遠赤外線が放射される両面加熱式のパネルヒーター(放熱板)によって構成されており、これが上下方向に一定のピッチで配置されていて、隣り合う上下の棚ヒーター間の空間部が乾燥室とされている。このように、両面加熱式の棚ヒーターとされることにより、ヒーターが薄型化し、設置高さも大幅に低減されることになり、大幅な省スペース化を図ることができる。
また、各棚ヒーターに埋設される発熱体は、装置の奥行方向に向かって複数のゾーンに分割されており、各ゾーンの発熱体の発熱温度を任意に設定することができるようにされており、これにより、被加熱物である大型基板の表面加熱温度の均一化が図られている。
また、炉本体の各側壁部には、炉内に臨むようにして遠赤外線パネルヒーターからなる補助加熱用の側面ヒーターがそれぞれ設置されており、各段の大型基板は、上下の棚ヒーターによりその上下面が加熱されるのみならず、側面ヒーターによりその周縁部も加熱されるので、大型基板の全面加熱が可能となって、表面加熱温度の精度が一層高まるように工夫されている。
さらに、この多段式加熱炉においては、各段の棚ヒーターの内部に気体通路が形成されており、この気体通路を流れるエアー類は、棚ヒーターの下面に開口された孔から吹き出されて、乾燥室内の水蒸気や溶剤蒸気等を伴いつつ、ダウンブロー方式により、乾燥室を囲む炉本体内に集められ、そこから炉本体の側壁部に設けられた排気孔を通じて外部に吸引・排気され、炉内雰囲気の高いクリーン度が保持されるようになっている。
このように、この大型基板用多段式加熱炉は、設置スペースの低減、大型基板の表面加熱温度の均一化と精度の向上、炉内雰囲気のクリーン度の保持等の点で、種々の工夫が施され、大型基板の乾燥品質を高めることができるものである。
しかしながら、この大型基板用多段式加熱炉は、構造が複雑である上に、排気系にダウンブロー方式が採用されるなど、製作コスト、運転コストが嵩むものになっている。また、各乾燥室内における大型基板の支持は、左右一対の支持治具によって行なわれているので、基板の撓みや不均一加熱の原因になる虞がある。
In the manufacture of large substrates such as liquid crystal display panels (LCDs) and plasma display panels (PDPs), the removal of moisture after cleaning the substrate and the removal of solvents etc. contained in the composition of the chemical applied on the substrate Therefore, heating and drying processes are indispensable. A multi-stage heating apparatus may be used to simultaneously perform the heating / drying process performed on the large substrate on a plurality of large substrates.
This multi-stage heating device arranges multiple large substrates, which are to be dried, in multiple stages in the vertical direction, and in accordance with this, arranges multiple shelf heaters in multiple stages to heat the large substrates in each stage. The drying process is performed simultaneously by heating with a shelf heater in each stage, and the exhaust system for the generated steam, solvent vapor, etc. is made common. Such a multistage heating apparatus can significantly reduce the installation area, and is therefore suitable for simultaneously heating and drying a large number of large substrates.
In the multi-stage heating furnace for large substrates introduced in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-317872, a shelf heater arranged in each stage is a double-sided heating type panel heater (radiation plate) in which far infrared rays are emitted from both sides. These are arranged at a constant pitch in the vertical direction, and a space between adjacent upper and lower shelf heaters is a drying chamber. Thus, by using a double-sided heating type shelf heater, the heater is thinned and the installation height is greatly reduced, and a significant space saving can be achieved.
The heating element embedded in each shelf heater is divided into a plurality of zones in the depth direction of the device, and the heating temperature of the heating element in each zone can be set arbitrarily. Thus, the surface heating temperature of the large substrate that is the object to be heated is made uniform.
Also, each side wall of the furnace body is provided with side heaters for auxiliary heating made of far-infrared panel heaters so as to face the inside of the furnace. In addition to being heated, the peripheral portion thereof is also heated by the side heater, so that the entire surface of the large substrate can be heated, and the accuracy of the surface heating temperature is further improved.
Further, in this multistage heating furnace, gas passages are formed inside the shelf heaters of each stage, and airs flowing through the gas passages are blown out from holes opened in the lower surface of the shelf heaters and dried. Accompanied with indoor steam, solvent vapor, etc., it is collected in the furnace body surrounding the drying chamber by the down blow method, and is then sucked and exhausted outside through the exhaust holes provided in the side wall of the furnace body. The high cleanliness of the atmosphere is maintained.
As described above, this multi-stage heating furnace for large substrates has various ideas in terms of reduction of installation space, uniformity of surface heating temperature and improvement of accuracy of large substrates, and maintenance of cleanness of the atmosphere in the furnace. Applied to improve the dry quality of large substrates.
However, this multi-stage heating furnace for large substrates is complicated in structure and has a high manufacturing cost and operating cost, such as a down blow system being adopted for the exhaust system. Further, since the large substrate is supported in each drying chamber by a pair of left and right support jigs, the substrate may be bent or cause non-uniform heating.

本願の発明は、従来の大型基板用多段式加熱装置が有する前記のような問題点を解決して、構造が簡単で、処理効率に優れ、大型基板のさらに高い乾燥品質を保持することができ、製作コスト、運転コスト等のコストを低減することができる大型基板用多段式加熱装置を提供することを課題とする。
本願の発明によれば、このような課題は、被乾燥物である矩形状の大型基板を複数枚、多段状に配置して乾燥させるために用いられる大型基板用多段式加熱装置において、内部に発熱体を有する両面加熱式の矩形状のパネルヒーターが複数枚、上下方向に所定の間隔を置いて多段に配置され、隣り合う上下のパネルヒーター間の空間部が、前記大型基板を加熱・乾燥させるための乾燥室とされ、前記大型基板が、板面の複数適所を複数本の支持ピンによりそれぞれ支持されて、前記乾燥室内の所定高さ位置に保持され、上下方向に多段に形成される複数の前記乾燥室の周囲を囲んで、上昇熱気流が形成されていることを特徴とする大型基板用多段式加熱装置により解決される。
この大型基板用多段式加熱装置によれば、上下方向に多段に形成される複数の乾燥室内において、大型基板が、板面の複数適所を複数本の支持ピンによりそれぞれ支持されて、乾燥室内の所定高さ位置に保持され、隣り合う上下のパネルヒーターにより同時に輻射加熱されるとともに、乾燥室内は、上下方向に多段に形成される複数の乾燥室の周囲を囲んで形成される上昇熱気流により保温されるので、多数枚の大型基板を迅速に、かつ、効率的に加熱・乾燥処理することができる。
しかも、複数本の支持ピンを用いた支持により、大型基板の加熱は均一に行なわれ、乾燥室内に発生する水蒸気、溶剤蒸気等は、上昇熱気流により吸引・排気されて、乾燥室内が高いクリーン度と高温雰囲気に維持されるので、乾燥むらの少ない、高い乾燥品質の大型基板を得ることができる。
加えて、この上昇熱気流は、自然に形成される気流を利用することができるので、乾燥室内を保温するための側面パネルヒーターの設置等の必要がなく、また、乾燥室内の水蒸気、溶剤蒸気等を強制排気するための特別な気流通路の形成など、特別な構造上の工夫を施す必要がなく、パネルヒーターや炉壁等の構造を簡単化することができて、製作コスト、運転コストを節減することができる。
これらにより、構造が簡単で、処理効率に優れ、大型基板の高い乾燥品質を保持することができ、製作コスト、運転コスト等のコストを低減することができる大型基板用多段式加熱装置を提供することができる。
好ましい実施形態では、この大型基板用多段式加熱装置において、そのパネルヒーターの四隅が、支柱により支持されて、複数枚のパネルヒーターが、上下方向に所定の間隔を置いて多段に配置されており、パネルヒーターの四隅のうちの1つの隅部を支持する支柱は、固定され、パネルヒーターの四隅のうちの残りの隅部を支持する支柱は、水平方向に移動可能にされて、パネルヒーターの熱膨張・収縮を許容するようにされる。
この結果、パネルヒーターの発熱により、パネルヒーター自体が熱で反り上がったり、凹んだり、伸縮したりするパネルヒーターの熱変形が防がれ、被乾燥物である大型基板に乾燥むらが生ずるのを防止することができ、大型基板のさらに高い乾燥品質を保持することができる。また、装置の支持部材に対する悪影響を防止することができる。
別の好ましい実施形態では、この大型基板用多段式加熱装置において、その発熱体が、パネルヒーターの周縁の近傍に、該周縁に沿って埋め込まれている。
これにより、パネルヒーターの熱が外部に放散され易く、また、その熱が各乾燥室の周囲を巡って上昇する熱気流により運び去られ易いパネルヒーターの周縁部近傍が、他の部分に比べて、内蔵する発熱体により一層積極的に加熱されるので、パネルヒーター全体としてみれば、発熱温度分布が均一化されて、大型基板を均一に加熱・乾燥することができ、大型基板のさらに高い乾燥品質を保持することができる。また、パネルヒーターを全面加熱せず、周縁近傍を一様に加熱するだけであるので、熱機器や制御機器等の機器類を削減することができ、この面からも、コストを低減することができる。
さらに、別の好ましい実施形態では、この大型基板用多段式加熱装置において、そのパネルヒーターの任意の一隅近傍に、温度センサーが埋設されている。
この結果、矩形状のパネルヒーターの任意の一隅近傍の温度を、そこに埋設された温度センサーにより計測することができ、発熱体は、通常、その長さ方向に等しい発熱量のものとされるので、前記のように、矩形状のパネルヒーターの任意の一隅近傍の温度を計測することができることにより、矩形状のパネルヒーターの残りの三隅近傍の温度を推測することができ、この温度に基づいて、パネルヒーターの発熱温度の制御を行なえば、定常状態において、パネルヒーターは、その全面が所定の均一の温度に保持されるので、大型基板の均一な加熱・乾燥処理を行なうことができ、発熱体がパネルヒーターの周縁の近傍に、該周縁に沿って埋め込まれていることとも相俟って、パネルヒーターの発熱温度制御を簡単化することができる。
The invention of the present application solves the above-mentioned problems of the conventional multistage heating apparatus for large substrates, has a simple structure, excellent processing efficiency, and can maintain a higher drying quality of large substrates. Another object of the present invention is to provide a multi-stage heating apparatus for large substrates that can reduce costs such as production cost and operation cost.
According to the invention of the present application, such a problem is caused in the multistage heating apparatus for large substrates used for arranging and drying a plurality of rectangular large substrates that are to be dried in a multistage manner. A plurality of double-sided heating-type rectangular panel heaters with heating elements are arranged in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction, and the space between adjacent upper and lower panel heaters heats and dries the large substrate The large-sized substrate is supported at a plurality of appropriate positions on the plate surface by a plurality of support pins, held at a predetermined height position in the drying chamber, and formed in multiple stages in the vertical direction. This is solved by a multi-stage heating apparatus for large substrates, wherein a rising hot air flow is formed surrounding the plurality of drying chambers.
According to the multistage heating apparatus for a large substrate, in a plurality of drying chambers formed in multiple stages in the vertical direction, the large substrate is supported by a plurality of support pins at a plurality of appropriate positions on the plate surface. The drying chamber is held at a predetermined height and simultaneously radiantly heated by adjacent upper and lower panel heaters, and the drying chamber is formed by a rising hot air stream formed around a plurality of drying chambers formed in multiple stages in the vertical direction. Since it is kept warm, a large number of large substrates can be heated and dried quickly and efficiently.
In addition, due to the support using a plurality of support pins, the large substrate is heated uniformly, and water vapor, solvent vapor, etc. generated in the drying chamber are sucked and exhausted by the rising hot air flow, and the drying chamber is highly clean. Therefore, it is possible to obtain a large substrate having high dry quality with little drying unevenness.
In addition, since this rising heat airflow can use a naturally formed airflow, there is no need to install a side panel heater for keeping the drying chamber warm, and water vapor, solvent vapor in the drying chamber is not necessary. It is not necessary to apply special structural measures such as the formation of a special airflow passage for forcibly exhausting etc., and the structure of panel heaters, furnace walls, etc. can be simplified, reducing production costs and operating costs. You can save.
Accordingly, a multi-stage heating apparatus for a large substrate that has a simple structure, excellent processing efficiency, can maintain high dry quality of a large substrate, and can reduce costs such as manufacturing cost and operation cost is provided. be able to.
In a preferred embodiment, in this multistage heating apparatus for large substrates, the four corners of the panel heater are supported by support columns, and a plurality of panel heaters are arranged in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction. The column supporting one of the four corners of the panel heater is fixed, and the column supporting the remaining one of the four corners of the panel heater is movable in the horizontal direction. Thermal expansion / contraction is allowed.
As a result, due to the heat generated by the panel heater, the panel heater itself is warped, dented, and expanded and contracted by heat, preventing thermal deformation of the panel heater and preventing uneven drying on the large substrate being dried. And a higher dry quality of the large substrate can be maintained. Moreover, the bad influence with respect to the support member of an apparatus can be prevented.
In another preferred embodiment, in the multistage heating apparatus for large substrates, the heating element is embedded in the vicinity of the peripheral edge of the panel heater along the peripheral edge.
As a result, the heat of the panel heater is easily dissipated to the outside, and the vicinity of the peripheral edge of the panel heater is more easily carried away by the hot air flow that rises around each drying chamber compared to other parts. Since the built-in heating element is more actively heated, the overall temperature of the panel heater is uniform, and the heat generation temperature distribution is made uniform, so that the large substrate can be heated and dried uniformly. Quality can be maintained. In addition, since the panel heater is not heated entirely, but only near the periphery, it can be heated uniformly, so that it is possible to reduce equipment such as thermal equipment and control equipment, which also reduces the cost. it can.
Furthermore, in another preferable embodiment, in this multistage heating apparatus for large substrates, a temperature sensor is embedded in the vicinity of an arbitrary corner of the panel heater.
As a result, the temperature in the vicinity of an arbitrary corner of the rectangular panel heater can be measured by a temperature sensor embedded therein, and the heating element usually has a heating value equal to the length direction. Therefore, as described above, the temperature near any one corner of the rectangular panel heater can be measured, so that the temperature near the remaining three corners of the rectangular panel heater can be estimated, and based on this temperature By controlling the heat generation temperature of the panel heater, the panel heater is maintained at a predetermined uniform temperature in the steady state, so that uniform heating / drying processing of a large substrate can be performed. Combined with the fact that the heating element is embedded in the vicinity of the peripheral edge of the panel heater along the peripheral edge, it is possible to simplify the heating temperature control of the panel heater.

図1は、本願の発明の一実施形態における大型基板用多段式加熱装置の炉壁を透視して見た全体概略斜視図である。
図2は、同大型基板用多段式加熱装置の乾燥室部分の横断面図である。
図3は、図2のIII−III線矢視断面図である。
図4は、図3の部分拡大図である。
図5は、図1の部分拡大図であって、気流の流れを説明するための図である。
図6は、同大型基板用多段式加熱装置に使用されるパネルヒーターの平面図である。
図7は、同パネルヒーターの側面図である。
図8は、図6の温度センサーが埋設される部分の拡大図である。
図9は、図8の側面図である。
図10は、同パネルヒーターの上に載置されるサブプレートの平面図あって、同サブプレートが乾燥室から引き出された状態を示す図である。
図11は、同サブプレートの一側の位置決め機構の平面図である。
図12は、同サブプレートの他側の位置決め機構の断面図であって、図2のXII−XII線矢視断面図である。
FIG. 1 is an overall schematic perspective view seen through a furnace wall of a multistage heating apparatus for a large substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the drying chamber portion of the multi-stage heating apparatus for large substrates.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 1 for explaining the flow of the airflow.
FIG. 6 is a plan view of a panel heater used in the multistage heating apparatus for large substrates.
FIG. 7 is a side view of the panel heater.
FIG. 8 is an enlarged view of a portion where the temperature sensor of FIG. 6 is embedded.
FIG. 9 is a side view of FIG.
FIG. 10 is a plan view of a sub plate placed on the panel heater, and shows a state in which the sub plate is pulled out from the drying chamber.
FIG. 11 is a plan view of a positioning mechanism on one side of the sub plate.
12 is a cross-sectional view of the positioning mechanism on the other side of the sub-plate, and is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.

以下、本願の発明の一実施形態について説明する。
本実施形態における大型基板用多段式加熱装置は、主として液晶表示板(LCD)やプラズマ表示板(PDP)等の大型基板の加熱・乾燥用に使用される。
このような大型基板の製造工程においては、通常、基板洗浄後の水分の除去や、基板上に塗布された薬液の組成分中に含まれる溶剤等の除去のために、大型基板に加熱・乾燥処理を施すことが不可欠である。多段式加熱装置は、このような大型基板を複数枚、多段に配置して同時に加熱・乾燥させるので、設置スペースを節減しつつ、多数の大型基板を迅速に加熱・乾燥処理するのに適している。
次に、本実施形態における大型基板用多段式加熱装置の構造について説明する。図1に図示されるように、本実施形態における大型基板用多段式加熱装置1は、炉壁2に囲まれた炉底部の架台3上に、平面視矩形状の複数枚(n枚)のパネルヒーター4−1、4−2・・・4−nが、それらの各四隅を支柱5により支持されて、上下方向に所定の間隔を置いて多段に配置されている。そして、隣り合う上下のパネルヒーターの間、すなわち、パネルヒーター4−1とパネルヒーター4−2との間、パネルヒーター4−2とパネルヒーター4−3との間・・・パネルヒーター4−(n−1)とパネルヒーター4−nとの間の各空間部は、被乾燥物である基板6を加熱・乾燥させるための乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)とされている。基板6は、平面視矩形状をなし、一辺が1.0〜2.0mに及ぶ大型のものであり、厚さは1mm前後から数mmである。パネルヒーター4−m(m=1、2・・・n)も、基板6の形状に合わせて平面視矩形状とされているが、その面積は、基板6の面積よりも広い。
支柱5は、各段を貫通する1本の棒状体のものも使用できるが、本実施形態においては、各段毎に分割された分割支柱が使用されており、これらの分割支柱が積み重ねられることにより、支柱5が形成されている。これらの分割支柱は、架台3と最下段のパネルヒーター4−1との間、隣り合う上下のパネルヒーター間、最上段のパネルヒーター4−nと後述する天井板13との間に配置されて、これらの四隅において、これらを互いに上下方向に間隔付け、立体的に組み立てている。四隅のうちの任意の一隅に配される支柱5の下端は、鋼材等からなる架台3の中に埋設されて(図1のA部参照)、固定されている一方、残りの三隅を支持する支柱5は、固定されている支柱を中心として、水平方向に移動可能にされて、パネルヒーター4−mの熱膨張・収縮を許容するようになっている。
パネルヒーター4−mは、図3、図4、図6ないし図9に図示されるように、アルミ材からなる上下2枚の板の間に発熱体11が挟み込まれ、埋め込まれることにより構成されており、両面加熱式の板状ヒーターであって、図4に太い矢印で示されるように、その上下両面から輻射熱を放って、その下方および上方の乾燥室7−(m−1)、7−mにそれぞれセットされた基板6を同時に加熱する。但し、パネルヒーター4−mの上面には、後述するサブプレート8−mが載置されるので、実際には、このサブプレート8−mを介して輻射熱を放って、その上方の乾燥室7−mにセットされた基板6を加熱する。しかしながら、このサブプレート8−mは、本実施形態において、必須ではない。
発熱体11は、抵抗発熱体であり、単位長さ当たりの発熱量が均一で、パネルヒーター4−mの周縁の近傍に、該周緑に沿って埋め込まれている。発熱体11の形態としては、抵抗発熱体に限られず、気体、液体による熱媒体が使用されてもよい。
基板6は、パネルヒーター4−1、4−2・・・4−(n−1)の上にそれぞれ直接に載置されるものではなく、図1、図2および図4に図示されるように、これらのパネルヒーターの上に熱伝導性の良好なアルミ材からなるサブプレート8−1、8−2・・・8−(n−1)がそれぞれ載置されていて、これらのサブプレート8−m(m=1、2・・・(n−1))にそれぞれ植設された複数本の支持ピン9により、基板6の中央部および周縁部を含む複数適所がそれぞれ支持されて(図2、図10参照)、各パネルヒーター4−mの上面および各サブプレート8−mの上面から所定長だけそれぞれ隔てられて、乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)の上下方向略中央部位にセットされる。
したがって、乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))にセットされた基板6は、隣り合う上下のパネルヒーター4−(m+1)、4−mのうち、下方のパネルヒーター4−mからは、その上に載置されたサブプレート8−mがパネルヒーター4−mの発熱を熱伝導により受熱して放射する輻射熱により、また、上方のパネルヒーター4−(m+1)からは、それ自体が放射する幅射熱により、その両面が同時に加熱される。
但し、最下段のパネルヒーター4−1の下方の空間は、実際には乾燥室として使用されておらず、架台3の表面上にステンレスプレート12が敷かれていて、最下段のパネルヒーター4−1の下面から放射される輻射熱を反射し、ここの空間を乾燥室7−mと同じような高温環境になるようにしていて、最下段の乾燥室7−1と中間の乾燥室7−m(1<m<(n−1))との間に温度勾配が生じないようにしている。同様に、最上段のパネルヒーター4−nの上方の空間も、実際には乾燥室として使用されておらず、ステンレスプレートが裏貼りされた天井板13が張設されていて、最上段のパネルヒーター4−n上に載置されたサブプレート8−nから放射される輻射熱を反射し、ここの空間を乾燥室7−mと同じような高温環境になるようにしていて、最上段の乾燥室7−(n−1)と中間の乾燥室7−m(1<m<(n−1))との間に温度勾配が生じないようにしている。以下、これらの高温環境空間を下部補助乾燥室7L、上部補助乾燥室7Uと呼ぶこととする。
基板6の乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)内におけるセットは、複数本の支持ピン9により複数適所がそれぞれ支持されるのみならず、図2、図4および図10に図示されるように、その四隅の各々が、そこの直交する2辺を挟み込むようにして配置された2本の位置決めピン10により、それぞれ位置決めされることにより、サブプレート8−m(m=1、2・・・(n−1))の上面から所定の高さ位置で、水平面上の所定の位置に、正確に位置決めされる。基板6のこのようなセッティングは、図示されないロボットにより自動的に行なわれる。なお、位置決めピン10は、基板6の大きさに応じ、その位置を調整することができるように、可動片22に植設されている。この可動片22は、サブプレート8−mの上面へのネジ止め位置を所定の範囲で変えることができる。
サブプレート8−mは、図2に図示されるように、パネルヒーター4−mと略相似形状の平面視矩形状をなし、パネルヒーター4−mよりもわずかに狭い。そして、サブプレート8−mをパネルヒーター4−mの上面に載置したり、メンテナンスのために、そこから取り出したりするときに便利なように、サブプレート8−mの出し入れ方向手前側になるメンテナンス作業側の側縁と、サブプレート8−mの出し入れ方向先方側になる反メンテナンス作業側の側縁とに、一対の把手14がそれぞれ取り付けられている。図10には、サブプレート8−mがパネルヒーター4−m上から取り出された状態が図示されている。
また、サブプレート8−mは、それがパネルヒーター4−mの上面に載置されたとき、所定の位置に位置決めされるように、メンテナンス作業側においては、図2、図10および図11に図示されるように、サブプレート8−mの左右両隅部に、それぞれ位置決め部材15、16が固着され、また、これらの位置決め部材15、16に係合するように、パネルヒーター4−mの対応する部位(サブプレート8−mの出し入れ方向手前側のパネルヒーター4−mの左右両隅部近傍)に、それぞれ位置決め部材17、18が固着されている。
位置決め部材15は、その図11において左方上端部が丸く突出させられていて、位置決め部材17の図11において下端のV字状溝に嵌合(凹凸嵌合)して、これら両位置決め部材15、17同志が係合する。また、位置決め部材16は、その図11において右方上端部が丸く突出させられていて、位置決め部材18の図11において下方の平坦面に衝合して、これら両位置決め部材16、18同志が係合する。そして、この係合状態において、位置決め部材15、16の角部の部分がロックピン19によりパネルヒーター4−mにそれぞれネジ止めされて、サブプレート8−mがパネルヒーター4−mに固定される。このようにして、サブプレート8−mの水平面上における位置ずれと回転とが防止されている。
また、サブプレート8−mの反メンテナンス作業側においては、図2および図12に図示されるように、サブプレート8−mの側縁に沿って、左右一対の押え板20と中央部の押え板21とが、それぞれパネルヒーター4−mの上面に固着されている。これらの押え板(押え部材)20、21は、それらとパネルヒーター4−mの上面との間の内方凹所にサブプレート8−mの側縁を受け入れて、サブプレート8−mのこの側縁側が熱により反り上がったり、凹んだりして、熱変形を起こすのを防止している。
次に、乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)の各々において発生する水蒸気、溶剤蒸気等の排気構造について説明する。
図1に図示されるように、多段式加熱装置1の炉壁2の下方部の適所には、外気取り入れ口27が形成されており、また、その天井部には、排気口28が形成されている。したがって、外気取り入れ口27から取り入れられた外気は、下部補助乾燥室7L、乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)、上部補助乾燥室7Uの各室内部の熱気およびこれらの各室を取り囲む構造物の熱により加熱されて、上昇熱気流(図4、図5の矢印B参照)となる。そして、これらの各室および構造物から適切に熱を奪い、また、装置内部において発生した各種気体(水蒸気、溶剤蒸気等)、パーティクル等を吸引して内部に取り込み、排気口28から流出する。この上昇熱気流は、外気が専ら装置内部で加熱されることにより生起される自然対流に因っているので、ポンプ動力の消費はわずかである。
他方、パネルヒーター4−1、4−2・・・4−nの各々の周壁には、図1ないし図5に図示されるように、その四周を巡って、上昇熱気流形成用二重壁構造体23−1、23−2・・・23−nがボルト等の固定具により固着されている。また、天井板13の周壁にも、その四周を巡って、略同様の構造の上昇熱気流形成用二重壁構造体24がボルト等の固定具により固着されている。二重壁構造体24は、二重壁構造体23−1、23−2・・・23−nよりわずかに幅(高さ)が短くされてもよい。
これらの二重壁構造体23−1、23−2・・・23−n、24の各々は、図4および図5により良く図示されるように、内側に位置する内側折曲板25と外側に位置する外側折曲板26とを構成要素とし、これら内側折曲板25と外側折曲板26とが、これらの間に水平方向にスペースSを置いて隔てられ、平行に配置されて、組み立てられることにより構成されている。そして、その上端部は、乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)および上部補助乾燥室7Uの各周囲開口部の上下方向略中央部にまで伸長している。
内側折曲板25は、アルミ材からなり、その内外両面が黒色に加工され、その上方部が内方に折曲されている。また、外側折曲板26は、ステンレス材からなり、その内面が黒色に加工され、その上方部が内方に折曲されるとともに、その下方部が、内側折曲板25の下方部から遠ざかるように外方に折曲され、しかも、内側折曲板25の下方部よりもわずかに下方に伸長した形状をなしている。内側折曲板25の内外両面の黒色加工、外側折曲板26の内面の黒色加工は、テフロン(登録商標)に黒色塗料を練り込んだものを、これらの面に被膜することによって行なわれている。
内外折曲板25、26のこのような形状により、これらを構成要素とする二重壁構造体23−m(m=1、2・・・n)、24の下方部は、下方に向けて末広がり状に開口して、広く気流を取り入れ、中間部は、上方を指向した直線状の気流流路となり、上方部は、この気流をやや内方寄りに指向して、乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))および上部補助乾燥室7Uの各周囲開口部の上方部分に向けて流出させることができるようになっている。
2・・・n)、24は、前記のように構成されており、また、すでに述べたとおり、多段式加熱装置1の内部には、下部補助乾燥室7L、乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)、上部補助乾燥室7Uの各室の周囲を囲んで、上昇熱気流が生じているので、これらの二重壁構造体23−m、24が所定の間隔を置いて上下に配置された状態においては、装置内部の上昇熱気流の大部分は、各二重壁構造体23−m、24の内部流路を流れるようになる(図4、図5の矢印C参照)。
より下方の二重壁構造体23−m内を上昇する熱気流は、その流出口において、一旦乾燥室7−mの周囲開口部の上方部分に向かうようにやや内方寄りに指向しながら、当該乾燥室7−m内の熱気流に押し戻され、また、上方の二重壁構造体23−(m+1)内を上昇する熱気流により引っ張られて、より上方の二重壁構造体23−(m+1)内に吸引されて行く。このようにして、上下方向に多段に形成された複数の乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)および上部補助乾燥室7Uの周囲を連ねて、上昇熱気流によるエアカーテンが形成される。各乾燥室7−m内に充満する水蒸気、溶剤蒸気等は、この上昇熱気流により吸引され(図4、図5の矢印D参照)、これに取り込まれて、排気口28から排気される。
この間、内外折曲板25、26の各面の黒色加工による保熱効果により、これらの間の流路を流れる気流がより良く保温されるので、各乾燥室7−m内に流れ込む気流も保温されているため、各乾燥室7−m内の基板6は、外気の影響を受けることなく、安定した温度分布を維持することができる。上記の熱気流の流れは、上昇気流によるエアカーテンであり、多段に配置されたパネルヒーター4−mの周囲を取り囲むように形成されるため、各乾燥室7−mの温度をより安定させる。
また、各乾燥室7−m内に充満する水蒸気、溶剤蒸気等が上昇熱気流(エアカーテン)に取り込まれて排気される過程においては、内外折曲板25、26の各面の黒色加工による保熱効果により、これらの間の流路を流れる気流がより良く保温されるので、水蒸気、溶剤蒸気等の固化を防止することができる。さらに、内外折曲板25、26の各面に施された黒色加工中に含まれるテフロンの作用により、これらの板面への水蒸気、溶剤蒸気、各種パーティクル等の付着が防止される。これらにより、上昇熱気流のスムースな流れを形成することができる。
なお、上昇熱気流形成用二重壁構造体23−1、23−2・・・23−nの各々には、図1に図示されるように、多段式加熱装置1の扉(図示されず)が設けられる側において、パネルヒーター4−1、4−2・・・4−nの各厚さを残し、所定長にわたって、切欠き29が左右2個所に形成されている。これらの切欠き29は、図示されないロボットのハンドが基板6を載せて各乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))内に出入りするのに便利なように設けられたものである。
各パネルヒーター4−m(m=1、2・・・n)には、その発熱温度を検知するために、図8および図9に図示されるように、その任意の一隅近傍に温度センサー30が埋設されている。前記のとおり、パネルヒーター4−mの発熱体11は、パネルヒーター4−mの周縁の近傍に、該周縁に沿って埋め込まれており、一様に発熱するので、パネルヒーター4−mの任意の一隅近傍の温度を、この温度センサー30により計測して、発熱温度の制御を行なう。なお、温度センサー30の近傍には、パネルヒーター4−mの過昇温を防止するためのサーモスイッチ31が埋設されている。
本実施形態における大型基板用多段式加熱装置1は、前記のように構成されているので、今、図示されないロボットのハンドが基板6を各乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))内の複数本の支持ピン9上にセットして、各パネルヒーター4−m(m=1、2・・・n)を所定の温度で維持させると、各乾燥室7−m内の基板6は、その下方のパネルヒーター4−m上に載置されたサブプレート8−m、およびその上方のパネルヒーター4−(m+1)から放射される輻射熱により、その両面が同時に加熱されて、迅速に乾燥される。そして、この加熱・乾燥処理中に発生する水蒸気や溶剤蒸気等は、乾燥室7−mの周囲開口部へと流動し、二重壁構造体23−m内の流路を上昇して来た熱気流により吸引され、これに取り込まれて、乾燥室7−mから排気される。
そして、このようにして水蒸気や溶剤蒸気等を取り込んだ上昇熱気流は、順次、上方の二重壁構造体23−(m+1)、23−(m+2)・・・24内を流れ、そこの室内の水蒸気や溶剤蒸気等を取り込みつつ、各乾燥室7−m、上部補助乾燥室7Uを囲むエアカーテンを形成して、他の上昇熱気流とともに排気口28から排気される。
本実施形態の大型基板用多段式加熱装置1は、前記のように構成されているので次のような効果を奏することができる。
上下方向に多段に形成される複数の乾燥室7−1、7−2・・・7−(n−1)内において、大型基板6が、板面の複数適所を複数本の支持ピン9によりそれぞれ支持されて、乾燥室7−m(m=1、2・・・(n−1))内の所定高さ位置に保持され、隣り合う上下のパネルヒーター4−(m+1)、4−mにより同時に輻射加熱されるとともに、乾燥室7−m内は、上下方向に多段に形成される複数の乾燥室7−mの周囲を囲んで形成される上昇熱気流により保温されるので、多数枚の大型基板6を迅速に、かつ、効率的に加熱・乾燥処理することができる。
しかも、複数本の支持ピン9を用いた支持により、大型基板6の加熱は均一に行なわれ、乾燥室7−m内に発生する水蒸気、溶剤蒸気等は、上昇熱気流により吸引・排気されて、各乾燥室7−m内が高いクリーン度と高温雰囲気に維持されるので、乾燥むらの少ない、高い乾燥品質の大型基板6を得ることができる。
加えて、この上昇熱気流は、自然に形成される気流を利用することがでるので、乾燥室7−m内を保温するための側面パネルヒーターの設置等の必要がなく、また、乾燥室7−m内の水蒸気、溶剤蒸気等を強制排気するための特別な気流通路の形成など、特別な構造上の工夫を施す必要がなく、パネルヒーター4−m(m=1、2・・・n)や炉壁3等の構造を簡単化することができて、製作コスト、運転コストを節減することができる。
これらにより、構造が簡単で、処理効率に優れ、大型基板6の高い乾燥品質を保持することができ、製作コスト、運転コスト等のコストを低減することができる大型基板用多段式加熱装置1を提供することができる。
また、大型のパネルヒーター4−mは熱膨張が大きく、装置の支持部材に対する影響も大きいが、パネルヒーター4−mの四隅のうちの1つの隅部を支持する支柱5は固定され、パネルヒーター4−mの四隅のうちの残りの隅部を支持する支柱5は、固定されている支柱5を中心にして、水平方向に移動可能にされて、パネルヒーター4−mの熱膨張・収縮を許容するようにされているので、パネルヒーター4−mの発熱により、パネルヒーター4−m自体が熱で反り上がったり、凹んだり、伸縮したりするパネルヒーター4−mの熱変形が防がれ、被乾燥物である大型基板6に乾燥むらが生ずることがさらに少なくなり、大型基板6のさらに高い乾燥品質を保持することができる。また、装置の支持部材に対する悪影響を防止することができる。
さらに、発熱体11は、パネルヒーター4−mの周緑の近傍に、該周緑に沿って埋め込まれているので、パネルヒーター4−mの熱が外部に放散され易く、その熱が各乾燥室7−mの周囲を連ねて上昇する熱気流(エアカーテン)により運び去られ易いパネルヒーター4−mの周縁部近傍が、他の部分に比べて、内蔵する発熱体11により一層積極的に加熱されるので、パネルヒーター4−m全体としてみれば、発熱温度分布が均一化されて、大型基板6を均一に加熱・乾燥することができ、大型基板6のさらに高い乾燥品質を保持することができる。また、パネルヒーター4−mを全面加熱せず、周縁近傍を一様に加熱するだけであるので、熱機器や制御機器等の機器類を削減することができ、この面からも、コストを低減することができる。
さらに、また、パネルヒーター4−mの任意の一隅近傍に温度センサー30が埋設されているので、矩形状のパネルヒーター4−mの任意の一隅近傍の温度を、そこに埋設された温度センサー30により計測することができ、発熱体11は、通常、その長さ方向に等しい発熱量のものとされるので、前記のように、矩形状のパネルヒーター4−mの任意の一隅近傍の温度を計測することができることにより、矩形状のパネルヒーター4−mの残りの三隅近傍の温度を推測することができ、この温度に基づいて、パネルヒーター4−mの発熱温度の制御を行なえば、定常状態において、パネルヒーター4−mは、その全面が所定の均一の温度に保持されるので、大型基板6の均一な加熱・乾燥処理を行なうことができ、発熱体11がパネルヒーター4−mの周縁の近傍に、該周縁に沿って埋め込まれていることとも相俟って、パネルヒーター4−mの発熱温度制御を簡単化することができる。その他、種々の効果を奏することができる。
なお、本願の発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
The multistage heating apparatus for large substrates in this embodiment is mainly used for heating and drying large substrates such as liquid crystal display panels (LCD) and plasma display panels (PDP).
In the manufacturing process of such a large substrate, the large substrate is usually heated and dried in order to remove moisture after cleaning the substrate and to remove solvents contained in the composition of the chemical applied on the substrate. It is essential to apply treatment. Multi-stage heating devices are suitable for heating and drying a large number of large substrates while saving installation space because multiple large substrates are placed in multiple stages and heated and dried at the same time. Yes.
Next, the structure of the multistage heating apparatus for large substrates in this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the multi-stage heating apparatus 1 for large substrates in the present embodiment has a plurality of (n) rectangular (planar) planar views on a frame 3 at the bottom of the furnace surrounded by the furnace wall 2. Panel heaters 4-1, 4-2,..., 4-n are supported at their four corners by pillars 5 and arranged in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction. And between adjacent upper and lower panel heaters, that is, between the panel heater 4-1 and the panel heater 4-2, between the panel heater 4-2 and the panel heater 4-3,... n-1) and the space between the panel heaters 4-n are drying chambers 7-1, 7-2,... 7- (n−) for heating and drying the substrate 6 to be dried. 1). The substrate 6 has a rectangular shape in plan view, a large size with one side extending from 1.0 to 2.0 m, and a thickness of about 1 mm to several mm. The panel heater 4-m (m = 1, 2,..., N) is also rectangular in plan view according to the shape of the substrate 6, but its area is larger than the area of the substrate 6.
The column 5 can be a single rod-shaped body that passes through each stage, but in this embodiment, divided columns that are divided for each level are used, and these divided columns are stacked. Thereby, the support | pillar 5 is formed. These divided columns are arranged between the gantry 3 and the lowermost panel heater 4-1, between adjacent upper and lower panel heaters, and between the uppermost panel heater 4-n and a ceiling plate 13 described later. These four corners are spaced apart from each other in the up-down direction and assembled in a three-dimensional manner. The lower end of the column 5 arranged at an arbitrary one of the four corners is embedded in a frame 3 made of steel or the like (see section A in FIG. 1) and fixed, while supporting the remaining three corners. The column 5 is movable in the horizontal direction around the fixed column, and allows thermal expansion / contraction of the panel heater 4-m.
As shown in FIGS. 3, 4, 6 to 9, the panel heater 4-m is configured by sandwiching and embedding a heating element 11 between two upper and lower plates made of an aluminum material. , A double-sided heating type plate heater that emits radiant heat from the upper and lower surfaces thereof as shown by the thick arrows in FIG. 4 and the drying chambers 7- (m-1), 7-m below and above it. The substrates 6 set in the above are simultaneously heated. However, since a sub-plate 8-m, which will be described later, is placed on the upper surface of the panel heater 4-m, actually, the radiant heat is emitted through the sub-plate 8-m, and the drying chamber 7 above the sub-plate 8-m. The substrate 6 set to −m is heated. However, the sub plate 8-m is not essential in the present embodiment.
The heating element 11 is a resistance heating element, has a uniform heat generation amount per unit length, and is embedded in the vicinity of the peripheral edge of the panel heater 4-m along the peripheral green. The form of the heating element 11 is not limited to the resistance heating element, and a heat medium using gas or liquid may be used.
The substrate 6 is not placed directly on the panel heaters 4-1, 4-2,..., 4- (n-1), but as shown in FIGS. Further, sub-plates 8-1, 8-2,..., 8- (n-1) made of an aluminum material having good thermal conductivity are mounted on the panel heaters, respectively. A plurality of supporting pins 9 respectively planted at 8-m (m = 1, 2,... (N-1)) support a plurality of appropriate positions including the central portion and the peripheral portion of the substrate 6 ( 2, 7), 7-(n) separated from the upper surface of each panel heater 4-m and the upper surface of each sub-plate 8-m by a predetermined length. -1) is set at a substantially central portion in the vertical direction.
Accordingly, the substrate 6 set in the drying chamber 7-m (m = 1, 2,... (N-1)) is located below the adjacent upper and lower panel heaters 4- (m + 1), 4-m. From the panel heater 4-m, the sub-plate 8-m placed thereon receives the heat generated by the panel heater 4-m by heat conduction and radiates it, and the upper panel heater 4- (m + 1). ), Both sides are heated at the same time by the radiant heat radiated from itself.
However, the space below the lowermost panel heater 4-1 is not actually used as a drying chamber, and the stainless plate 12 is laid on the surface of the gantry 3 so that the lowermost panel heater 4- The radiant heat radiated from the lower surface of 1 is reflected so that the space here becomes a high temperature environment similar to the drying chamber 7-m, and the lowermost drying chamber 7-1 and the intermediate drying chamber 7-m. No temperature gradient is generated between (1 <m <(n-1)). Similarly, the space above the uppermost panel heater 4-n is not actually used as a drying chamber, and a ceiling plate 13 backed with a stainless steel plate is stretched. The radiant heat radiated from the sub-plate 8-n placed on the heater 4-n is reflected so that the space becomes a high temperature environment similar to the drying chamber 7-m, and the uppermost drying is performed. A temperature gradient is not generated between the chamber 7- (n-1) and the intermediate drying chamber 7-m (1 <m <(n-1)). Hereinafter, these high-temperature environment spaces are referred to as a lower auxiliary drying chamber 7L and an upper auxiliary drying chamber 7U.
In the drying chambers 7-1, 7-2,... 7- (n-1) of the substrate 6, not only a plurality of appropriate positions are supported by the plurality of support pins 9, but also FIG. As shown in FIG. 10 and FIG. 10, each of the four corners is positioned by two positioning pins 10 disposed so as to sandwich two orthogonal sides thereof, whereby the sub-plate 8-m It is accurately positioned at a predetermined position on the horizontal plane at a predetermined height position from the upper surface of (m = 1, 2,... (N−1)). Such setting of the substrate 6 is automatically performed by a robot (not shown). The positioning pin 10 is implanted in the movable piece 22 so that the position thereof can be adjusted according to the size of the substrate 6. The movable piece 22 can change the screwing position on the upper surface of the sub-plate 8-m within a predetermined range.
As shown in FIG. 2, the sub-plate 8-m has a rectangular shape in plan view that is substantially similar to the panel heater 4-m, and is slightly narrower than the panel heater 4-m. Then, the sub-plate 8-m is placed on the upper surface of the panel heater 4-m, or the front side of the sub-plate 8-m in the direction of insertion / removal so as to be convenient when taking it out for maintenance. A pair of grips 14 are respectively attached to the side edge on the maintenance work side and the side edge on the anti-maintenance work side that is the front side of the sub-plate 8-m in and out. FIG. 10 illustrates a state in which the sub plate 8-m is removed from the panel heater 4-m.
In addition, the sub-plate 8-m is positioned at a predetermined position when it is placed on the upper surface of the panel heater 4-m. As shown in the drawing, positioning members 15 and 16 are fixed to the left and right corners of the sub-plate 8-m, respectively, and the panel heater 4-m is engaged with the positioning members 15 and 16 respectively. Positioning members 17 and 18 are respectively fixed to corresponding portions (near the left and right corners of the panel heater 4-m on the near side of the sub-plate 8-m in the insertion / removal direction).
The positioning member 15 has a left upper end projecting in a round shape in FIG. 11 and is fitted into a V-shaped groove at the lower end of the positioning member 17 in FIG. , 17 are engaged. Further, the positioning member 16 has a right upper end protruding in a round shape in FIG. 11, and abuts against a flat surface below the positioning member 18 in FIG. 11, so that both the positioning members 16 and 18 are engaged. Match. In this engaged state, the corner portions of the positioning members 15 and 16 are screwed to the panel heater 4-m by the lock pins 19, respectively, and the sub-plate 8-m is fixed to the panel heater 4-m. . In this way, displacement and rotation of the sub plate 8-m on the horizontal plane are prevented.
On the anti-maintenance work side of the sub-plate 8-m, as shown in FIGS. 2 and 12, along the side edge of the sub-plate 8-m, a pair of left and right presser plates 20 and a presser at the center portion. A plate 21 is fixed to the upper surface of the panel heater 4-m. These presser plates (pressing members) 20 and 21 receive the side edges of the subplate 8-m in the inward recesses between them and the upper surface of the panel heater 4-m, and this subplate 8-m The side edges are warped or dented by heat to prevent thermal deformation.
Next, the exhaust structure of water vapor, solvent vapor, etc. generated in each of the drying chambers 7-1, 7-2... 7-(n−1) will be described.
As shown in FIG. 1, an outside air inlet 27 is formed at an appropriate position below the furnace wall 2 of the multistage heating apparatus 1, and an exhaust port 28 is formed at the ceiling. ing. Therefore, the outside air taken in from the outside air intake 27 is the hot air in each of the lower auxiliary drying chamber 7L, the drying chambers 7-1, 7-2... 7- (n-1), and the upper auxiliary drying chamber 7U. And it heats by the heat | fever of the structure surrounding each of these chambers, and becomes a rising hot airflow (refer arrow B of FIG. 4, FIG. 5). Then, heat is appropriately removed from each of these chambers and structures, and various gases (water vapor, solvent vapor, etc.) and particles generated inside the apparatus are sucked and taken in, and flow out from the exhaust port 28. Since this rising hot air flow is due to natural convection caused by the outside air being heated exclusively inside the apparatus, the consumption of pump power is small.
On the other hand, as shown in FIG. 1 to FIG. 5, double walls for forming a rising hot air flow are formed on the peripheral walls of the panel heaters 4-1, 4-2. The structures 23-1, 23-2,... 23-n are fixed by a fixing tool such as a bolt. Further, a double wall structure 24 for forming a rising hot air flow having a substantially similar structure is fixed to the peripheral wall of the ceiling board 13 by a fixing tool such as a bolt around the four circumferences. The double wall structure 24 may be slightly shorter in width (height) than the double wall structures 23-1, 23-2,.
Each of these double wall structures 23-1, 23-2... 23-n, 24 is shown in FIG. 4 and FIG. The inner bent plate 26 and the outer bent plate 26 are separated from each other by a space S in the horizontal direction and arranged in parallel. It is configured by being assembled. And the upper end part is extended to the up-down direction approximate center part of each surrounding opening part of drying chamber 7-1, 7-2 ... 7- (n-1) and the upper auxiliary drying chamber 7U.
The inner bent plate 25 is made of an aluminum material, both inner and outer surfaces are processed in black, and an upper portion thereof is bent inward. Further, the outer bent plate 26 is made of stainless steel, the inner surface thereof is processed into black, the upper portion thereof is bent inward, and the lower portion thereof is separated from the lower portion of the inner bent plate 25. In this manner, the outer bent plate 25 is bent outward and slightly extended downward from the lower portion of the inner bent plate 25. The black processing of the inner and outer surfaces of the inner bent plate 25 and the black processing of the inner surface of the outer bent plate 26 are performed by coating these surfaces with a black paint kneaded into Teflon (registered trademark). Yes.
Due to such shapes of the inner and outer bent plates 25, 26, the lower portions of the double wall structures 23-m (m = 1, 2,... N), 24 having these as constituent elements are directed downward. It opens in a divergent shape and takes in a wide flow of air, and the middle part becomes a straight air flow path directed upward, and the upper part directs this air flow slightly inward to the drying chamber 7-m ( m = 1, 2,... (n-1)) and the upper auxiliary drying chamber 7U can flow out toward the upper part of each peripheral opening.
2... N) and 24 are configured as described above, and as described above, the multistage heating apparatus 1 includes the lower auxiliary drying chamber 7L, the drying chambers 7-1, 7- 2... 7- (n-1), surrounding each chamber of the upper auxiliary drying chamber 7U, and the rising thermal airflow is generated, these double wall structures 23-m, 24 are predetermined In the state of being arranged vertically at intervals, most of the rising hot air flow inside the apparatus flows through the internal flow paths of the respective double wall structures 23-m and 24 (FIGS. 4 and 5). Arrow C).
The hot air flow rising in the lower double-wall structure 23-m is directed slightly inward toward the upper part of the peripheral opening of the drying chamber 7-m at the outlet, It is pushed back to the hot air flow in the drying chamber 7-m, and is pulled by the hot air flow rising in the upper double wall structure 23- (m + 1), so that the upper double wall structure 23- ( It is sucked into m + 1). In this way, a plurality of drying chambers 7-1, 7-2... 7-(n−1) and the upper auxiliary drying chamber 7 U that are formed in multiple stages in the up and down direction are connected to each other, and by the rising hot air flow. An air curtain is formed. Water vapor, solvent vapor and the like filling each drying chamber 7-m are sucked by this rising hot air flow (see arrow D in FIGS. 4 and 5), taken into this, and exhausted from the exhaust port 28.
During this time, the airflow flowing through the flow path between the inner and outer bent plates 25 and 26 by the black heat treatment effect on each surface is better maintained, so that the airflow flowing into each drying chamber 7-m is also kept warm. Therefore, the substrate 6 in each drying chamber 7-m can maintain a stable temperature distribution without being affected by outside air. The flow of the hot air flow is an air curtain by an updraft and is formed so as to surround the periphery of the panel heater 4-m arranged in multiple stages, so that the temperature of each drying chamber 7-m is further stabilized.
Further, in the process in which water vapor, solvent vapor or the like filling each drying chamber 7-m is taken in and exhausted by an ascending hot air flow (air curtain), black and white processing is performed on each surface of the inner and outer bent plates 25 and 26. Because of the heat retention effect, the airflow flowing through the flow path between them is better insulated, so that solidification of water vapor, solvent vapor, etc. can be prevented. Furthermore, adhesion of water vapor, solvent vapor, various particles, and the like to these plate surfaces is prevented by the action of Teflon contained in the black processing applied to each surface of the inner and outer bent plates 25 and 26. As a result, a smooth flow of the rising hot air stream can be formed.
As shown in FIG. 1, each of the double wall structures 23-1, 23-2,... 23-n for forming a rising hot air stream has a door (not shown) of the multistage heating apparatus 1. ), The notches 29 are formed at two left and right portions over a predetermined length, leaving the thicknesses of the panel heaters 4-1, 4-2,..., 4-n. These notches 29 are provided so that it is convenient for a robot hand (not shown) to put the substrate 6 on and out of each drying chamber 7-m (m = 1, 2,... (N-1)). It is what was done.
Each panel heater 4-m (m = 1, 2,..., N) has a temperature sensor 30 in the vicinity of an arbitrary corner as shown in FIGS. Is buried. As described above, the heating element 11 of the panel heater 4-m is embedded in the vicinity of the periphery of the panel heater 4-m along the periphery, and generates heat uniformly. The temperature near one corner is measured by the temperature sensor 30 to control the heat generation temperature. A thermo switch 31 is embedded in the vicinity of the temperature sensor 30 to prevent excessive temperature rise of the panel heater 4-m.
Since the multi-stage heating apparatus 1 for large substrates in the present embodiment is configured as described above, a robot hand (not shown) moves the substrates 6 to the drying chambers 7-m (m = 1, 2,...). (N-1)) is set on the plurality of support pins 9 and each panel heater 4-m (m = 1, 2,... N) is maintained at a predetermined temperature. The substrate 6 in -m has both sides simultaneously due to the radiant heat radiated from the sub-plate 8-m placed on the lower panel heater 4-m and the upper panel heater 4- (m + 1). Heated and dried quickly. And the water vapor | steam, solvent vapor | steam, etc. which generate | occur | produce during this heating / drying process flowed to the surrounding opening part of the drying chamber 7-m, and went up the flow path in the double wall structure 23-m. The air is sucked by the hot air flow, taken in, and exhausted from the drying chamber 7-m.
And the rising heat flow which took in water vapor | steam, solvent vapor | steam, etc. in this way flows through the upper double wall structure 23- (m + 1), 23- (m + 2) ... 24 one by one, and the room | chamber interior there The air curtain surrounding each of the drying chambers 7-m and the upper auxiliary drying chamber 7U is formed while taking in the water vapor, the solvent vapor, and the like, and is exhausted from the exhaust port 28 together with other rising thermal airflow.
Since the multistage heating apparatus 1 for large substrates according to the present embodiment is configured as described above, the following effects can be obtained.
In the plurality of drying chambers 7-1, 7-2,. The upper and lower panel heaters 4- (m + 1), 4-m which are respectively supported and held at predetermined height positions in the drying chamber 7-m (m = 1, 2,... (N-1)). Simultaneously, the inside of the drying chamber 7-m is kept warm by the rising hot air flow formed around the plurality of drying chambers 7-m formed in multiple stages in the vertical direction. The large substrate 6 can be quickly and efficiently heated and dried.
In addition, the large substrate 6 is heated uniformly by the support using the plurality of support pins 9, and water vapor, solvent vapor and the like generated in the drying chamber 7-m are sucked and exhausted by the rising hot air flow. Since the inside of each drying chamber 7-m is maintained in a high cleanliness and high temperature atmosphere, it is possible to obtain a large substrate 6 having high dry quality with little drying unevenness.
In addition, since this rising heat airflow can use a naturally formed airflow, there is no need to install a side panel heater for keeping the inside of the drying chamber 7-m, and the drying chamber 7 It is not necessary to apply special structural measures such as the formation of a special air flow passage for forcibly exhausting water vapor, solvent vapor, etc. in the -m, and the panel heater 4-m (m = 1, 2,... N ) And the wall of the furnace wall 3 and the like can be simplified, and manufacturing costs and operating costs can be reduced.
Accordingly, the large-scale multi-stage heating apparatus 1 for a large substrate that has a simple structure, excellent processing efficiency, can maintain high dry quality of the large substrate 6, and can reduce costs such as production cost and operation cost. Can be provided.
The large panel heater 4-m has a large thermal expansion and has a great influence on the support member of the apparatus, but the column 5 supporting one corner of the panel heater 4-m is fixed, and the panel heater is fixed. The support column 5 that supports the remaining corners of the four corners of 4-m is movable in the horizontal direction around the fixed support column 5 so that the panel heater 4-m can be thermally expanded and contracted. Since the panel heater 4-m itself generates heat, the panel heater 4-m itself is prevented from thermal deformation of the panel heater 4-m that warps, dents, or expands and contracts due to heat. Drying unevenness is further reduced in the large substrate 6 that is an object to be dried, and the higher dry quality of the large substrate 6 can be maintained. Moreover, the bad influence with respect to the support member of an apparatus can be prevented.
Furthermore, since the heating element 11 is embedded in the vicinity of the peripheral green of the panel heater 4-m along the peripheral green, the heat of the panel heater 4-m is easily dissipated to the outside, and the heat is each dried. The vicinity of the peripheral edge of the panel heater 4-m, which is easily carried away by the hot air flow (air curtain) rising around the chamber 7-m, is more positive than the other parts by the built-in heating element 11. Since it is heated, if it sees as the whole panel heater 4-m, the exothermic temperature distribution will be made uniform, the large sized substrate 6 can be heated and dried uniformly, and the higher dry quality of the large sized substrate 6 is maintained. Can do. Moreover, since the panel heater 4-m is not heated over the entire surface, but only in the vicinity of the periphery, it is possible to reduce equipment such as thermal equipment and control equipment, which also reduces costs. can do.
Furthermore, since the temperature sensor 30 is embedded in the vicinity of an arbitrary corner of the panel heater 4-m, the temperature sensor 30 embedded in the temperature of an arbitrary corner of the rectangular panel heater 4-m is embedded. Since the heating element 11 normally has the same calorific value in the length direction, as described above, the temperature near any corner of the rectangular panel heater 4-m can be measured. By being able to measure, the temperature in the vicinity of the remaining three corners of the rectangular panel heater 4-m can be estimated, and if the heat generation temperature of the panel heater 4-m is controlled based on this temperature, the steady state is obtained. In the state, since the entire surface of the panel heater 4-m is maintained at a predetermined uniform temperature, the large-sized substrate 6 can be uniformly heated and dried, and the heating element 11 is attached to the panel heater. In the vicinity of the periphery of the over 4-m, it can with or mutually 俟 embedded along the peripheral edge, it is possible to simplify the heating temperature control panel heaters 4-m. In addition, various effects can be achieved.
The invention of the present application is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

Claims (4)

被乾燥物である矩形状の大型基板を複数枚、多段状に配置して乾燥させるために用いられる大型基板用多段式加熱装置であって、
内部に発熱体を有する両面加熱式の矩形状のパネルヒーターが複数枚、上下方向に所定の間隔を置いて多段に配置され、
隣り合う上下のパネルヒーター間の空間部が、前記大型基板を加熱・乾燥させるための乾燥室とされ、
前記大型基板が、板面の複数適所を複数本の支持ピンによりそれぞれ支持されて、前記乾燥室内の所定高さ位置に保持され、
上下方向に多段に形成される複数の前記乾燥室の周囲を囲んで、上昇熱気流が形成されている
ことを特徴とする大型基板用多段式加熱装置。
A multi-stage heating apparatus for large substrates used for arranging and drying a plurality of rectangular large substrates to be dried in multiple stages,
A plurality of double-sided heating-type rectangular panel heaters with heating elements inside, arranged in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction,
The space between adjacent upper and lower panel heaters is a drying chamber for heating and drying the large substrate,
The large-sized substrate is supported at a plurality of appropriate positions on the plate surface by a plurality of support pins, and is held at a predetermined height position in the drying chamber,
A multistage heating apparatus for a large substrate, wherein an ascending hot air stream is formed surrounding a plurality of drying chambers formed in multiple stages in the vertical direction.
前記パネルヒーターの四隅が、支柱により支持されて、複数枚の前記パネルヒーターが、上下方向に所定の間隔を置いて多段に配置されており、
前記パネルヒーターの四隅のうちの1つの隅部を支持する支柱は、固定され、
前記パネルヒーターの四隅のうちの残りの隅部を支持する支柱は、水平方向に移動可能にされて、前記パネルヒーターの熱膨張・収縮を許容するようにされている
ことを特徴とする請求項1に記載の大型基板用多段式加熱装置。
The four corners of the panel heater are supported by support columns, and a plurality of the panel heaters are arranged in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction.
A column supporting one corner of the four corners of the panel heater is fixed,
The support column supporting the remaining corners of the four corners of the panel heater is movable in the horizontal direction to allow thermal expansion / contraction of the panel heater. 2. A multistage heating apparatus for large substrates according to 1.
前記発熱体が、前記パネルヒーターの周縁の近傍に、該周縁に沿って埋め込まれていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の大型基板用多段式加熱装置。The multistage heating apparatus for a large substrate according to claim 1 or 2, wherein the heating element is embedded in the vicinity of the periphery of the panel heater along the periphery. 前記パネルヒーターの任意の一隅近傍に、温度センサーが埋設されていることを特徴とする請求項3に記載の大型基板用多段式加熱装置。The multistage heating apparatus for large substrates according to claim 3, wherein a temperature sensor is embedded in the vicinity of an arbitrary corner of the panel heater.
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