JPWO2020100347A1 - 加熱装置および加熱プレート - Google Patents

Abstract

大面積の板状又はシート状の被加熱物の面内の高い温度均一性を達成する加熱装置を提供する。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加熱プレートの加熱面により画定される加熱スペースと、を有し、加熱プレートの各々は、矩形状の金属製プレートと、金属製プレートに内蔵され、発熱線（１３Ａ−１３Ｃ）が配線された複数の発熱体素子（１１Ａ−１１Ｃ）と、を有し、発熱体素子（１１Ａ−１１Ｃ）は、金属製プレートの配列方向Ｌに配列され、かつ、配列方向Ｌに直交する延在方向Ｗにそれぞれ延在しており、複数の発熱体素子（１１Ａ−１１Ｃ）は、配列方向Ｌにおいてその幅が変化しており、延在方向Ｗにおいて、複数の発熱体素子（１１Ａ−１１Ｃ）の各々は発熱線（１３Ａ−１３Ｃ）の配線密度が変化している。

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。

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。）。

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。

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。

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。

特開２００１−３１７８７２号公報 特開２００５−３５２３０６号公報

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。

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。

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。

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。

本発明の一実施形態である加熱装置を示す正面図。 図１に矢印Ａで示す円で囲む部分を拡大して示す図。 図１に示す加熱装置の側面図。 図１に示す加熱装置の加熱スペースに被加熱物を入れてセットする様子を示すもので、図３に矢印Ｂで示す楕円で囲む部分を拡大して示す側面図。 図１に示す加熱装置の加熱スペースに被加熱物をセットした時の様子を示すもので、図４Ａに対応する側面図。 図１に示す加熱装置の加熱スペースから被加熱物を取り出す様子を示すもので、図４Ａに対応する側面図。 図１に示す加熱装置で採用する加熱プレートの一実施形態を示す平面図。 図５に示す加熱プレートの正面図。 図５に示す加熱プレートの内部に設置した発熱線素子の配線の様子を概念的に示す平面図。 図１に示す加熱装置で採用する加熱プレートの他の実施形態を示す正面図。 図８に示す加熱プレートの平面図。 図８に示す加熱プレートの内部に設置した棒状ヒータの概略図。 被加熱物と、該被加熱物を加熱スペースに案内するガイド部材と、加熱プレートを示す分解斜視図。 被加熱物が加熱スペース内の加熱プレートの加熱面に直接接しないように発熱体にピンを立設した様子を示す斜視図。 被加熱物がシート状物状のものである場合に、該被加熱物を枠体に固定してガイド部材に沿って加熱スペースに案内されることを概念的に示す分解斜視図。 シート状物状の被加熱物を枠体に固定した場合に、枠体が加熱スペース内の加熱プレートに直接接しないように、治具の位置に対応して加熱プレートにピンを立設した様子を示す斜視図。 図１に示す加熱装置が、加熱スペース内にガスを供給するための複数のガス供給孔を有する背板を該加熱スペースの奥に備えた様子を示す正面図。 加熱スペース内に不活性ガスを供給する様子を示す側面図。 図５におけるＣ−Ｃ線断面図。 図１７に矢印Ｄで示す円で囲む部分を拡大して示す拡大図。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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

Claims (9)

1. 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、加熱装置。
2. 前記複数の発熱体素子の各々は、前記第２の方向において、中央領域に比して両端部領域の前記発熱線の配線密度が高くなっており、
   前記複数の発熱体素子は、前記第１の方向において、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。
3. 前記複数の発熱体素子の各々は、前記第２の方向において、中央領域に比して両端部領域の前記発熱線の配線密度が高くなっており、
   前記複数の発熱体素子は、前記第１の方向において、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。
4. 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、を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の加熱装置。
5. 前記加熱スペースの各々の四方のうち、少なくとも一方が開口している、請求項１ないし４のいずれかに記載の加熱装置。
6. 前記加熱スペースの各々の四方のすべてに開口部を有する、請求項５に記載の加熱装置。
7. 前記複数の加熱プレートの前記複数の発熱体素子の各々に給電する給電ケーブルが、前記複数の加熱プレートの第２の方向の一端部から外部に導出されている、請求項１ないし６のいずれかに記載の加熱装置。
8. 前記加熱スペースの一の開口部からこの開口部に対向する他の開口部に向けて不活性ガスあるいは特定ガスを供給するガス供給手段をさらに有する請求項１ないし７のいずれかに記載の加熱装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の加熱装置に使用される加熱プレート。

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