KR101476987B1 - Heat treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열처리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat treatment apparatus.
기판을 기반으로 하는 전자소자의 제조과정에서 액체상태의 금속, 무기물, 유기물 등이 열처리 공정을 거쳐서 기판에 박막 형태로 부착된다. 이러한 열처리 공정은 건조, 어닐링, 소결 등과 같이, 재료를 가열, 냉각하여, 재료의 특성을 개량한다. 기판에 증착되는 액상물질은 열처리 공정에서 상변화, 결정화 등의 과정을 거친다. 일반적으로, 기판에 부착되는 박막을 건조하기 위해서, 열풍건조법이 활용된다. 여기서, 열풍건조법은 기판의 박막에 가열된 공기를 송풍하여 용매를 증발시키는 방식이다. 그러나, 열풍건조법은 박막 내부의 온도가 증발에 필요한 온도까지 상승해야 하므로, 건조에 장시간이 소요되는 단점이 있다. 또한, 열풍건조법은 박막 표면에 가열 공기가 송풍되므로, 기류에 의해서 박막의 두께가 불균일해지는 문제도 있다. 뿐만 아니라, 열풍건조법은 박막의 표면부터 건조되어 굳어지므로, 내부의 용매가 증발되지 못하고 버블이 생겨서 전자소자의 불량원인이 된다.In the process of manufacturing an electronic device based on a substrate, a liquid metal, an inorganic material, an organic material, and the like are attached to the substrate through a heat treatment process in a thin film form. Such heat treatment processes heat and cool the material, such as drying, annealing, sintering, etc., to improve the properties of the material. The liquid material deposited on the substrate undergoes a process such as phase change and crystallization in a heat treatment process. Generally, a hot air drying method is used to dry a thin film attached to a substrate. Here, the hot air drying method is a method in which heated air is blown into a thin film of a substrate to evaporate the solvent. However, in the hot air drying method, since the temperature inside the thin film must rise to a temperature necessary for evaporation, it takes a long time to dry. In the hot air drying method, since heated air is blown to the surface of the thin film, there is also a problem that the thickness of the thin film becomes uneven by the air current. In addition, since the hot air drying method is dried from the surface of the thin film to harden it, the solvent inside the thin film can not be evaporated, and bubbles are formed, which causes a failure of the electronic device.
이러한 열풍건조법의 문제를 해결하기 위해서, 하기 선행특허문헌에 개시된 바와 같이, 적외선 가열방식의 열처리 장치가 고안되었다. 이러한 적외선 가열방식의 열처리 장치는 적외선 히터를 구비하여, 적외선 에너지 형태로 박막 내부에 열을 전달되므로, 신속하고 균일하게 박막을 건조한다. 한편, 종래 적외선 가열방식의 열처리 장치에 사용되는 적외선 히터는 진공상태 또는 불활성 가스가 주입되는 유리관과 유리관 내에 배치되는 적외선 발생코일로 구성된다. 이때, 적외선 발생코일은 전력을 공급받으면, 발열하면서 적외선을 방출하므로, 적외선 히터에서도 대류열이 발생한다. 따라서, 종래 적외선 가열방식의 열처리 장치도, 열풍건조법과 같이, 대류열이 박막 표면에 전달되므로, 박막 두께의 불균일과 버블이 발생한다. 한편, 박막의 종류 및 건조, 어닐링, 소성과정에 따라서 가열 온도가 다르므로, 적합한 적외선 파장영역도 상이하다. 그러나, 종래 적외선 가열방식의 열처리 장치는 특정의 적외선 히터가 고정되므로, 특정 온도조건 및 파장조건에서만 사용가능한 단점이 있다.In order to solve the problem of the hot air drying method, an infrared heat type heat treatment apparatus has been devised as disclosed in the following prior patent documents. Such an infrared heating type heat treatment apparatus includes an infrared heater and transfers heat to the inside of the thin film in the form of infrared energy, so that the thin film is dried quickly and uniformly. Meanwhile, an infrared heater used in a conventional infrared heating type heat treatment apparatus is composed of a glass tube into which a vacuum or an inert gas is injected and an infrared ray generating coil disposed in the glass tube. At this time, when the infrared ray generating coil is supplied with power, the infrared ray radiates heat while generating heat, so that convection heat is also generated in the infrared ray heater. Therefore, in the conventional infrared heating type heat treatment apparatus, convection heat is transferred to the surface of the thin film as in the hot air drying method, so that unevenness in thickness and bubble are generated. On the other hand, since the heating temperature differs depending on the kind of the thin film and the drying, annealing and firing processes, a suitable infrared wavelength range also differs. However, in the conventional infrared heating type heat treatment apparatus, since a specific infrared heater is fixed, there is a disadvantage that it can be used only in a specific temperature condition and a wavelength condition.
따라서, 종래기술에 따른 열처리 장치에 발생하는 문제를 해결하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있는 상황이다.
Accordingly, there is a desperate need for a solution to the problem occurring in the conventional heat treatment apparatus.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 적외선을 방출하여 피가열물을 가열하는 램프히터 및 적외선을 필터링하고 대류열을 차단하는 필터를 구비함으로써, 신속하게 열처리를 수행하고, 박막의 두께 불균일과 버블 발생을 방지하는 열처리 장치를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional art described above. One aspect of the present invention is to provide a lamp heater for heating an object to be heated by radiating infrared rays and a filter for filtering infrared rays, And to provide a heat treatment apparatus which performs heat treatment to prevent thickness irregularity and bubble generation of the thin film.
또한, 본 발명의 다른 측면은 램프히터와 필터 사이에 착탈가능하게 배치되는 차단막을 구비함으로써, 안정한 적외선 에너지를 피가열물에 전달하는 열처리 장치를 제공하는 것이다.
Another aspect of the present invention is to provide a heat treatment apparatus for transferring stable infrared energy to an object to be heated by providing a shielding film detachably disposed between the lamp heater and the filter.
본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 내부에 피가열물이 배치되는 수납공간이 구비되고, 일면에 개구부가 형성된 챔버, 상기 챔버의 외부에 배치되고, 상기 챔버의 일면으로 적외선을 방출하여 상기 피가열물을 가열하는 램프히터, 및 상기 개구부를 커버하여 상기 챔버를 밀폐하고, 상기 램프히터에서 방출된 상기 적외선을 필터링하여 소정의 파장영역을 갖는 상기 적외선만 상기 피가열물에 전달하는 필터를 포함한다.The heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber having a storage space in which an object to be heated is disposed and having an opening formed on one surface thereof, A lamp heater for heating the heated object, and a filter for sealing the chamber by covering the opening, filtering the infrared ray emitted from the lamp heater, and transmitting only the infrared ray having a predetermined wavelength range to the object to be heated do.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 램프히터에서 발생한 대류열을 냉각하는 냉각부를 더 포함한다.Further, in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the apparatus further includes a cooling unit for cooling the convection heat generated in the lamp heater.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 있어서,상기 냉각부는 상기 램프히터를 수용하는 케이스 외벽에 배치되고, 내부에서 냉각수가 유동하는 냉각관을 포함한다.Further, in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the cooling section includes a cooling pipe disposed on the outer wall of the case for housing the lamp heater, and the cooling water flowing therein.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 램프히터의 상부에 배치되고, 상기 램프히터에서 방출한 상기 적외선을 반사하여, 상기 필터에 집중시키는 리플렉터를 더 포함한다.In the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, a reflector is disposed on the lamp heater and reflects the infrared ray emitted from the lamp heater and concentrates the infrared ray on the filter.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 램프히터와 상기 필터 사이에 착탈가능하게 배치되어, 상기 램프히터에서 방출된 상기 적외선을 차단하는 차단막을 더 포함한다.In addition, in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, a blocking film, which is detachably disposed between the lamp heater and the filter, and blocks the infrared ray emitted from the lamp heater.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 차단막은 상기 램프히터의 온도가 상승하다가 일정해질 때까지 배치되고, 상기 램프히터의 온도가 일정해짐으로 인하여 상기 적외선의 방사량이 일정해진 후에 제거된다.Further, in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the shielding film is disposed until the temperature of the lamp heater is increased and becomes constant, and the radiation amount of the infrared ray is fixed due to the constant temperature of the lamp heater Removed.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 필터는 석영 유리이다.Further, in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the filter is made of quartz glass.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 램프히터 및 상기 필터는 착탈가능하게 배치되어 교체 가능하다.Further, in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the lamp heater and the filter are detachably arranged and replaceable.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 수납공간을 진공상태로 조성하는 진공펌프를 더 포함한다.Further, in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the vacuum pump further comprises a vacuum pump for forming the storage space in a vacuum state.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 수납공간 내부에 보호가스를 주입하는 가스노즐을 더 포함한다.Further, in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, a gas nozzle for injecting a protective gas into the storage space is further included.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 있어서, 상기 피가열물은 박막이 부착된 유연기판이다.
Further, in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, the object to be heated is a flexible substrate to which a thin film is attached.
본 발명에 따르면, 적외선을 방출하여 피가열물을 가열하는 램프히터 및 적외선을 필터링하고 대류열을 차단하는 필터를 구비함으로써, 특정 파장영역의 적외선만 피가열물에 전달되고, 대류열은 피가열물에 전달되지 않으므로, 신속하게 열처리를 수행하고, 박막의 두께 불균일과 버블 발생을 방지하는 효과가 있다.
According to the present invention, since the lamp heater for heating the object to be heated by emitting infrared rays and the filter for filtering the infrared ray and blocking the convection heat are provided, only infrared rays of a specific wavelength range are transmitted to the object to be heated, It is not transferred to water, so that heat treatment is performed quickly, and thickness irregularity and bubble generation are prevented.
또한, 본 발명에 따르면, 램프히터와 필터 사이에 착탈가능하게 배치되는 차단막을 구비함으로써, 램프히터의 적외선 방사량이 안정화된 후에 적외선을 통과시키므로, 안정한 적외선 에너지를 피가열물에 전달하는 장점이 있다.
Further, according to the present invention, since the infrared ray is passed after the infrared radiation amount of the lamp heater is stabilized by providing the blocking film detachably disposed between the lamp heater and the filter, there is an advantage of transmitting stable infrared energy to the object to be heated .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 차단막이 제거된 상태에서의 A-A' 라인에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 차단막이 배치된 상태에서의 A-A' 라인에 따른 단면도이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 램프히터의 시간에 따른 온도변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열처리 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA 'in a state where the blocking film shown in FIG. 1 is removed.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA 'in a state where the blocking film shown in FIG. 1 is disposed.
5 to 6 are graphs showing temperature changes with time of the lamp heater according to the embodiment of the present invention.
7 is a perspective view of a heat treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "first "," second ", and the like are used to distinguish one element from another element, and the element is not limited thereto. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 분해사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 차단막이 제거된 상태에서의 A-A' 라인에 따른 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 차단막이 배치된 상태에서의 A-A' 라인에 따른 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. And FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA 'in a state where the blocking film shown in FIG. 1 is arranged.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 내부에 피가열물(1)이 배치되는 수납공간이 구비되고, 일면에 개구부가 형성된 챔버(10), 챔버(10)의 외부에 배치되고, 챔버(10)의 일면으로 적외선(3)을 방출하여 피가열물(1)을 가열하는 램프히터(20), 및 개구부를 커버하여 챔버(10)를 밀폐하고, 램프히터(20)에서 방출된 적외선(3)을 필터링하여 소정의 파장영역을 갖는 적외선(3)만 피가열물(1)에 전달하는 필터(30)를 포함한다.
1 to 4, a thermal processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
본 발명에 따른 열처리 장치는 특정 파장영역의 적외선(3)만을 이용해 피가열물(1)의 열처리 공정을 수행하는 장치로서, 챔버(10), 램프히터(20) 및 필터(30)를 포함한다.The heat treatment apparatus according to the present invention includes a
여기서, 열처리 공정은 기판을 기반으로 하는 전자소자의 제조과정에서 사용되는 건조, 어닐링, 소결 등과 같은 공정을 의미한다. 따라서, 피가열물(1)은 전자소자에 사용되는 기판으로서, 전기회로가 편성되므로, 금속, 유기활성층 등으로 형성된 박막(1b)이 부착된다. 이러한 박막(1b)은 액상물질이 기판에 인쇄, 코팅된 후 가열 건조되어 형성될 수 있다. 다만, 박막(1b)을 생성하는 물질은 반드시 기판에서 가열 건조되어 형성되는 액상물질에 한정되는 것은 아니고, 가열되어 상변화, 결정화 등의 과정을 거치는 모든 물질을 포함한다. 한편, 기판은 폴리카보네이트(PC), PMMA(Poly Methl Methacrylate) 등과 같은 유연한 재질로 형성되어, 아무런 손상 없이 휘어지는 유연기판(1a)일 수 있다. 일반적으로, 유연기판(1a)은 열에 취약하지만, 본 발명에 따른 열처리 장치는 적외선(3) 가열을 이용하므로, 박막(1b)이 부착된 유연기판(1a)도 가열할 수 있다. 다만, 기판은 유연기판(1a) 이외에, 실리콘 및 유리와 같은 경도가 높은 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 이하에서 기판은 유연기판(1a)으로 설명하지만, 반드시 유연기판(1a)에 한정되는 것은 아니다.
Here, the heat treatment process refers to a process such as drying, annealing, sintering, etc. used in the process of manufacturing a substrate-based electronic device. Therefore, the
챔버(10)는 내부에 피가열물(1)이 배치되어 가열되는 곳으로, 수납공간 및 개구부가 형성된다. 여기서, 수납공간은 피가열물(1)이 배치되는 곳으로, 챔버(10)의 내부에 구비된다. 이때, 챔버(10)에는 피가열물(1)이 출입되도록 입구가 형성되고, 그 입구를 개폐하는 도어가 설치될 수 있다. 또한, 외부에서 피가열물(1)의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록, 챔버(10)의 외벽이 투명부재로 형성될 수 있다. 이때, 투명부재는 챔버(10)의 외벽 전체 또는 일부에 형성된다. 한편, 개구부는 램프히터(20)에서 방출된 적외선(3)이 통과하는 통로로서, 챔버(10)의 일면이 개방되어 형성된다.
The
여기서, 램프히터(20)는 적외선(3)을 방출하여 피가열물(1)을 가열하는 가열장치이다. 구체적으로, 램프히터(20)는 진공상태 또는 불활성 가스가 주입되는 유리관 및 유리관 내부에 배치되는 적외선 발생코일을 포함함으로써, 전력이 공급되면 발열되어 적외선(3)을 방출한다. 다만, 램프히터(20)가 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 적외선(3)을 방출하는 모든 공지의 가열장치를 포함한다. 한편, 적외선(3) 가열은 강한 열작용을 하는 적외선(3)을 물질에 조사하여 가열하는 것을 의미한다. 구체적으로, 피가열물(1)의 고유진동수와 거의 같은 주파수영역에 있는 적외선(3)이 피가열물(1)에 부딪히면, 전자기적 공진현상을 일으켜 에너지가 피가열물(1)에 흡수되고, 분자의 진동 내지 회전으로 인해 열에너지가 발생한다. Here, the
한편, 램프히터(20)는 챔버(10)의 외부에 배치된다. 따라서, 램프히터(20)와 챔버(10)의 수납공간이 공간적으로 분리되므로, 램프히터(20)의 램프표면에서 발생한 대류열(5)이 피가열물(1)에 전달되지 않는다. 또한, 램프히터(20)는 챔버(10)의 외부에서 챔버(10)의 일면을 향해 적외선(3)을 방출하므로, 적외선(3)은 챔버(10)의 개구부를 통해서 피가열물(1)에 전달된다.
On the other hand, the
필터(30)는 적외선(3)을 파장에 따라 선별하여 투과하는 부재로서, 챔버(10)의 일면에 배치되어 개구부를 커버한다. 구체적으로, 피가열물(1)의 구성물질은 선택적으로 특정파장의 적외선(3)을 흡수하므로, 필터(30)는 램프히터(20)에서 방출된 적외선(3)을 필터링하여 소정의 파장영역을 갖는 적외선(3)만 피가열물(1)에 전달한다. 여기서, 소정의 파장영역은 유연기판(1a)을 투과하면서 박막(1b)에만 흡수되는 최적의 적외선(3) 파장영역을 의미한다. 따라서, 유연기판(1a)에서는 분자의 진동으로 인한 열에너지 발생이 억제되므로, 열에 취약한 유연기판(1a)이 열처리 공정을 거치더라도 변형되지 않는다. 이렇게 필터(30)는 램프히터(20)만으로 제어할 수 없는 적외선(3) 에너지의 투과 파장영역을 제어한다. 이때, 필터(30)는 석영유리로 형성될 수 있다.The
한편, 필터(30)는 개구부를 커버하므로, 챔버(10)는 밀폐된다. 따라서, 챔버(10) 내부는 진공상태와 같은 열처리에 필요한 분위기가 조성될 수 있다. 구체적인 내용은 후술한다. On the other hand, since the
또한, 필터(30)는 램프히터(20)의 램프 표면에서 발생하는 대류열(5)의 전달을 차단한다. 상술한 바와 같이, 램프히터(20)는 적외선 발생코일이 발열되면서 적외선(3)을 방출하므로, 대류열(5)도 함께 발생한다. 그러나, 필터(30)가 챔버(10)를 밀폐하면서 램프히터(20)와 피가열물(1) 사이에 배치되므로, 대류열(5)이 피가열물(1)에 전달되는 것을 차단한다.
Further, the
따라서, 본 발명에 따른 열처리 장치는 대류열(5)이 차단된 상태로 적외선(3)이 특정 파장의 복사에너지로 열을 전달하므로, 피가열물(1)은 열풍에 의한 영향을 받지 않는다. 따라서, 박막(1b)은 두께가 균일하고 안정화된 형상을 갖는다. 또한, 적외선(3) 가열은 열 매체 없이 복사에너지가 박막(1b) 내부에 일정하게 분산흡수되어 열을 전달하므로, 박막(1b) 내부의 용매가 효율적으로 증발되어, 내부에 버블이 발생하지 않는 장점이 있다.
Therefore, in the heat treatment apparatus according to the present invention, the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 피가열물(1)의 흡광특성에 적합한 적외선(3) 에너지가 전달되도록, 램프히터(20) 및 필터(30)가 착탈가능하게 배치될 수 있다. 여기서, 램프히터(20)는 종류에 따라 방출하는 적외선(3)의 파장이 다르고, 필터(30)도 종류에 따라 투과시키는 파장영역이 상이하다. 따라서, 본 발명에 따른 열처리 장치는 램프히터(20) 및 필터(30)가 교체가능하므로, 피가열물(1)의 흡광특성에 따라 적합한 램프히터(20) 및 필터(30)를 선택적으로 사용할 수 있다.
Meanwhile, the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 램프히터(20)에서 발생한 대류열(5)을 냉각하기 위해서, 냉각부(40)를 더 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 램프히터(20)에서 발생한 대류열(5)은 유연기판(1a) 및 박막(1b)에 영향을 미치므로, 냉각부(40)가 대류열(5)을 냉각하여, 대류열(5)에 의한 유연기판(1a) 및 박막(1b)의 훼손을 방지한다. 구체적으로, 냉각부(40)는 수냉식 냉각관(41)을 포함할 수 있다. 여기서, 냉각관(41)은 내부에 냉각수가 유동하는 파이프이다. 이때, 냉각관(41)의 단면은 다양하게 형성될 수 있으므로, 반드시 원형에 한정되는 것은 아니다. 이러한 냉각관(41)은 램프히터(20)를 수용하는 케이스(21)의 외벽에 배치되어, 열전달에 의해 대류열(5)을 냉각시킨다. 이때, 냉각관(41)은 케이스(21)의 벽면에 밀착되거나, 그 자체가 벽면을 형성할 수도 있다. 한편, 냉각부(40)는 냉각수를 순환시키기 위해서 펌프를 더 포함할 수도 있다.
Meanwhile, the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a
한편, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 적외선(3)이 피가열물(1)에 효율적으로 집중되도록, 리플렉터(50)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 리플렉터(50)는 반사갓으로서, 램프히터(20)의 상부에 배치되어, 램프히터(20)에서 방출한 적외선(3)을 반사하여 필터(30)에 집중시킨다. 따라서, 필터(30)에 집중된 적외선(3)이 필터(30)를 투과하여 피가열물(1)에 전달되므로, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
Meanwhile, the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a
한편, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 안정한 적외선(3)이 피가열물(1)에 전달되도록, 차단막(60)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 차단막(60)은 램프히터(20)에서 발생한 적외선(3)을 차단한다. 구체적으로, 차단막(60)은 램프히터(20)와 필터(30) 사이에 착탈가능하게 배치된다. 따라서, 차단막(60)이 제거된 때에는 램프히터(20)에서 방출된 적외선(3)이 필터(30)를 투과하여 피가열물(1)에 전달되지만(도 3 참조), 차단막(60)이 배치된 때에는 적외선(3)이 차단되므로, 적외선(3)이 피가열물(1)에 전달되지 않는다(도 4 참조). 이러한 차단막(60)은 피가열물(1)에 안정한 적외선(3)을 전달하기 위한 것으로, 이하에서 자세히 설명한다.
Meanwhile, the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a shielding
도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 램프히터의 시간에 따른 온도변화를 나타내는 그래프이다.5 to 6 are graphs showing temperature changes with time of the lamp heater according to the embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 램프히터(20, 도 3 참조)는 전원이 켜지면, 온도가 계속적으로 상승하다가, 일정한 시간이 도달하면 온도가 일정해진다. 예를 들어, 램프히터(20, 도 3 참조)의 온도는 800W 램프히터의 경우에는 8초 이후에 일정해지고, 600W 램프히터의 경우에는 9초 이후에 일정해지지만, 400W 램프히터의 경우에는 9초 이후에도 안정해지지 않는다. 이렇게 온도가 일정해지면 각각의 램프히터(20, 도 3 참조)는 안정한 적외선(3, 도 3 참조)을 방출하게 된다. 반면, 온도가 지속적으로 상승하는 구간에서는 방출되는 적외선(3, 도 3 참조)이 안정화되지 않으므로, 이러한 적외선(3, 도 3 참조)이 열처리 과정에서 피가열물(1, 도 3 참조)에 전달되면, 박막(1b, 도 3 참조)에 불량이 발생한다. 좀 더 자세히 설명하면, 방사체가 고온의 경우에는 에너지 세기가 높은 단파의 복사에너지를 방사하지만, 저온의 경우에는 장파의 복사에너지를 방사한다. 즉, 방사체의 온도에 따라 복사에너지의 파장이 다르다. 동일한 원리로, 램프히터(20, 도 3 참조)는 일정 시간동안 온도가 상승하므로, 적외선(3, 도 3 참조) 에너지의 파장은 상대적으로 장파에서 단파로 변한다. 예를 들어, 상대적으로 고온에서 이루어지는 열처리 공정의 경우, 단파의 적외선(3, 도 3 참조)이 사용되어야 하는데, 램프히터(20, 도 3 참조)에서 방출되는 장파의 적외선(3, 도 3 참조)이 피가열물(1, 도 3 참조)에 우선적으로 전달되면, 박막(1b, 도 3 참조)에 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 차단막(60, 도 4 참조)은 램프히터(20, 도 4 참조)의 온도가 상승하다가 일정해질 때까지 즉, 안정화된 적외선(3, 도 4 참조)이 방출될 때까지 배치되었다가, 램프히터(20, 도 3 참조)의 온도가 일정해지면 제거됨으로써, 안정한 적외선(3, 도 3 참조)이 피가열물(1, 도 3 참조)에 전달된다.As shown in FIG. 5, when the lamp heater 20 (see FIG. 3) is turned on, the temperature rises continuously, and when the constant time is reached, the temperature becomes constant. For example, the temperature of the lamp heater 20 (see FIG. 3) becomes constant after 8 seconds in the case of a 800 W lamp heater, and 9 seconds in the case of a 600 W lamp heater, but 9 It is not fixed even after seconds. When the temperature becomes constant, each of the lamp heaters 20 (see FIG. 3) emits a stable infrared ray 3 (see FIG. 3). On the other hand, since the infrared rays 3 (see FIG. 3) emitted during the continuous rise of the temperature are not stabilized, the infrared rays 3 (see FIG. 3) are transmitted to the
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 램프히터(20, 도 4 참조)가 꺼지더라도 일정한 시간 동안 온도가 하강하면서 잔열이 생기므로, 적외선(3, 도 4 참조)이 방출된다. 이때에는 차단막(60, 도 4 참조)을 배치시킴으로써, 불안정한 적외선(3, 도 4 참조)이 피가열물(1, 도 4 참조)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.
6, even when the lamp heater 20 (see FIG. 4) is turned off, the temperature is lowered for a predetermined time and residual heat is generated, so that the infrared ray 3 (see FIG. 4) is emitted. At this time, by disposing the shielding film 60 (see Fig. 4), unstable infrared rays 3 (see Fig. 4) can be prevented from being transmitted to the object 1 (see Fig. 4).
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열처리 장치의 사시도이다.7 is a perspective view of a heat treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열처리 장치는 챔버(10)에 진공분위기를 조성하기 위해서, 진공펌프(80)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 진공펌프(80)는 챔버(10)의 수납공간 내에 존재하는 기체분자를 챔버(10) 외부로 배출함으로써, 수납공간 내부를 진공상태로 만든다. 한편, 열처리 공정 중에는 기판에 유기 반도체를 증착하는 경우와 같이 진공상태에서 공정이 이루어지기도 한다. 따라서, 본 발명에 따른 열처리 장치는 필요에 따라 챔버(10)를 진공분위기로 조성하여, 외부 기체에 영향을 받지 않고 열처리 공정을 수행할 수 있다.
As shown in FIG. 7, the heat treatment apparatus according to another embodiment of the present invention may further include a
또한, 본 발명에 따른 열처리 장치는 챔버(10) 내에 보호가스를 주입할 수 있도록, 가스노즐(80)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 가스노즐(80)은 챔버(10)의 수납공간 내부에 질소, 아르곤 등과 같은 보호가스를 주입하는 관이다. 이러한 보호가스는 불활성기체이므로, 열처리 과정에서 피가열물(1, 도 3 참조)은 산소와 수분 등으로부터 보호된다.
Further, the heat treatment apparatus according to the present invention may further include a
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1: 피가열물 1a: 유연기판
1b: 박막 3: 적외선
5: 대류열 10: 챔버
20: 램프히터 21: 케이스
30: 필터 40: 냉각부
41: 냉각관 50: 리플렉터
60: 차단막 70: 진공펌프
80: 가스노즐1:
1b: thin film 3: infrared
5: convection column 10: chamber
20: Lamp heater 21: Case
30: filter 40: cooling section
41: Cooling tube 50: Reflector
60: blocking membrane 70: vacuum pump
80: Gas nozzle
Claims (11)
상기 챔버의 외부에 배치되고, 상기 챔버의 일면으로 적외선을 방출하여 상기 피가열물을 가열하는 램프히터; 및
상기 개구부를 커버하여 상기 챔버를 밀폐하고, 상기 램프히터에서 방출된 상기 적외선을 필터링하여 소정의 파장영역을 갖는 상기 적외선만 상기 피가열물에 전달하는 필터;
를 포함하고,
상기 램프히터에서 발생한 대류열을 냉각하는 냉각부;
를 더 포함하되,
상기 냉각부는,
상기 램프히터를 수용하는 케이스 외벽에 배치되고, 내부에서 냉각수가 유동하는 냉각관을 포함하고,
상기 냉각관은 상기 케이스의 벽면에 밀착되거나, 그 자체가 상기 케이스의 벽면을 형성하여, 상기 케이스 내부를 냉각하며,
상기 램프히터와 상기 필터 사이에 착탈가능하게 배치되어, 상기 램프히터에서 방출된 상기 적외선을 차단하는 차단막;
을 더 포함하되,
상기 차단막은 상기 램프히터의 온도가 상승하다가 일정해질 때까지 배치되고, 상기 램프히터의 온도가 일정해짐으로 인하여 상기 적외선의 방사량이 일정해진 후에 제거되고,
제거된 상기 차단막은 상기 램프히터가 꺼질 때에 재배치되는 열처리 장치.A chamber having a storage space in which an object to be heated is disposed and having an opening formed on one surface thereof;
A lamp heater disposed outside the chamber, the lamp heater emitting infrared rays to one side of the chamber to heat the object; And
A filter that covers the opening to seal the chamber and filter the infrared rays emitted from the lamp heater to transmit only the infrared rays having a predetermined wavelength range to the object;
Lt; / RTI >
A cooling unit for cooling the convection heat generated in the lamp heater;
Further comprising:
The cooling unit includes:
And a cooling pipe disposed on an outer wall of the case for accommodating the lamp heater and through which cooling water flows,
Wherein the cooling pipe is in close contact with a wall surface of the case or forms a wall surface of the case itself to cool the inside of the case,
A blocking film detachably disposed between the lamp heater and the filter to block the infrared rays emitted from the lamp heater;
, ≪ / RTI >
The shielding film is disposed until the temperature of the lamp heater is increased and becomes constant, and the radiation amount of the infrared ray is fixed after the temperature of the lamp heater is fixed,
And the removed barrier film is rearranged when the lamp heater is turned off.
상기 램프히터의 상부에 배치되고, 상기 램프히터에서 방출한 상기 적외선을 반사하여, 상기 필터에 집중시키는 리플렉터를 더 포함하는 열처리 장치.The method according to claim 1,
And a reflector disposed on the lamp heater for reflecting the infrared ray emitted from the lamp heater and focusing the infrared ray on the filter.
상기 필터는 석영 유리인 열처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the filter is quartz glass.
상기 램프히터 및 상기 필터는 착탈가능하게 배치되어 교체 가능한 열처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the lamp heater and the filter are detachably arranged and replaceable.
상기 수납공간을 진공상태로 조성하는 진공펌프;
를 더 포함하는 열처리 장치.The method according to claim 1,
A vacuum pump for creating the storage space in a vacuum state;
Further comprising:
상기 수납공간 내부에 보호가스를 주입하는 가스노즐;
을 더 포함하는 열처리 장치.The method according to claim 1,
A gas nozzle for injecting a protective gas into the storage space;
Further comprising:
상기 피가열물은 박막이 부착된 유연기판인 열처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the object to be heated is a flexible substrate to which a thin film is attached.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR20140093199A KR101476987B1 (en) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | Heat treatment apparatus |
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KR (1) | KR101476987B1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022126018A1 (en) * | 2020-12-11 | 2022-06-16 | Mrsi Systems Llc | Inert gas chamber |
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2014
- 2014-07-23 KR KR20140093199A patent/KR101476987B1/en not_active IP Right Cessation
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