TW201537129A

TW201537129A - 超音波振動加熱乾燥裝置

Info

Publication number: TW201537129A
Application number: TW104101116A
Authority: TW
Inventors: Genki Yamashita; Tomoo Uchikata; Daisuke Okuda
Original assignee: Toray Eng Co Ltd
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2015-10-01
Also published as: CN104941830A; JP2015187524A

Abstract

本發明提供一種超音波振動加熱乾燥裝置，其可均勻地保持振動板部整體之溫度，從而可抑制於基板上之塗佈膜形成乾燥不均。該超音波振動加熱乾燥裝置包括：振動板部，其使基板超音波振動浮起；加熱器部，其對振動板部加熱；及支持構件，其穿過形成於加熱器部之支持貫通孔，並以振動板部與加熱器部對向之方式支持振動板部；且支持構件設為如下構成，即插通於支持貫通孔之部分之至少與支持貫通孔的內周面對向之部分，被較支持構件之放射率高之高放射率構件覆蓋。

Description

超音波振動加熱乾燥裝置

本發明係關於一種超音波振動加熱乾燥裝置，其藉由以使基板浮起於超音波振動之振動板上之狀態進行加熱，而將形成於基板上之塗佈膜以非接觸狀態加熱乾燥。

於液晶顯示器或電漿顯示器等平板顯示器使用在基板上塗佈有抗蝕液者(稱作塗佈基板)。該塗佈基板係藉由如下方法生產而得，即，藉由利用塗佈裝置於基板上均勻地塗佈抗蝕液而形成塗佈膜，其後利用乾燥裝置使塗佈膜乾燥。

近來，於塗佈膜之乾燥中，為避免乾燥時之基板背面(與塗佈面為相反側)之損傷，而使用一種超音波加熱乾燥裝置(例如參照下述專利文獻1)，其可於不接觸於基板背面之情況下使塗佈膜乾燥。該超音波加熱乾燥裝置如例如圖4所示包括：振動板部100，其使基板W超音波浮起；及加熱器部101，其為平板形狀，且與該振動板部100之背面整體對向；該超音波加熱乾燥裝置可藉由對加熱器部101加熱而使浮起於振動板部100上之基板W之塗佈膜乾燥。

振動板部100與加熱器部101以具有微小間隙之方式設置，來自加熱器部101之熱均勻地傳導至振動板部100整體。該間隙係藉由振動板部100支持於被設置於加熱器部101側之支持構件102而形成。即，於加熱器部101設置有複數個支持貫通孔103，且支持構件102插通於該支持貫通孔103。而且，支持構件102藉由穿過該支持貫通孔103來支持振動板部100之背面，而對振動板部100以相對於加熱器部101具有特定間隙之方式支持。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2006-205064號公報

然而，於上述超音波振動加熱乾燥裝置中存在如下問題，即振動板部100局部性地較周圍成為低溫，難以均勻地保持振動板部100整體之溫度。即，振動板部100被支持於支持構件102，且於加熱器部101為設置該支持構件102而形成有支持貫通孔103，因此於該支持貫通孔103部分不存在熱源。因此，振動板部100之與支持貫通孔103對向之部分與周圍相比溫度變低。其結果，存在難以均勻地保持振動板部100整體之溫度而產生溫度不均之問題。而且，因產生該溫度不均而難以對浮起於振動板部100上之基板W均勻地加熱，從而亦有基板W上之塗佈膜產生乾燥不均之情形。

本發明係鑒於上述問題點而完成者，其目的在於提供一種超音波振動加熱乾燥裝置，可均勻地保持振動板部整體之溫度，從而可抑制於基板上之塗佈膜形成乾燥不均。

為解決上述問題，本發明之超音波振動加熱乾燥裝置之特徵在於包括：振動板部，其使基板超音波振動浮起；加熱器部，其對上述振動板部加熱；及支持構件，其穿過形成於上述加熱器部之支持貫通孔，並以上述振動板部與上述加熱器部對向之方式支持上述振動板部；且上述支持構件之插通於上述支持貫通孔之部分的至少與上述支持貫通孔之內周面對向之部分，被較上述支持構件之放射率高之高放射率構件覆蓋。

根據上述超音波振動加熱乾燥裝置，支持構件係於插通於支持貫通孔之部分之至少與支持貫通孔的內周面對向之部分被較該支持構件之放射率高的高放射率構件覆蓋，因此可抑制振動板部之與支持貫通孔對向之部分之溫度降低。即，由於高放射率構件之熱放射性優異，且熱吸收率較高，因此對利用加熱器部產生之熱之吸熱量及放射熱量與支持構件自身相比均變大，振動板部之與支持貫通孔對向之部分藉由來自高放射率構件的輻射熱而被有效地加熱。其結果，與如先前般僅利用支持構件進行熱吸收及熱放射之情形相比，能以更高之輻射熱來導熱，因此可抑制振動板部之與支持貫通孔對向之部分較其周圍成為低溫。因此，可大致均勻地保持振動板部整體之溫度，因此可抑制於形成於基板上之塗佈膜形成乾燥不均。

又，上述加熱器部之支持貫通孔亦可設為如下構成，即其內周面被較上述支持構件之放射率高之高放射率構件覆蓋。

根據該構成，支持貫通孔內之吸熱量及放射熱量均增大，因此可對振動板部之與支持貫通孔對向之部分以更高的輻射熱來導熱。

又，上述支持構件亦可設為如下構成，即於與上述振動板部對向之部分設置有噴出空氣之空氣墊，以非接觸支持上述振動板部。

根據該構成，可藉由自空氣墊噴出之空氣而以非接觸支持振動板部，因此可於不對振動板部之振動狀態造成影響之情況下支持振動板部。而且，藉由自空氣墊噴出之空氣吹至振動板部之背面(基板浮起面之背側之面)而促進與支持貫通孔對向的振動板部之低溫化，但由於支持構件之插通於支持貫通孔之部分的至少與支持貫通孔之內周面對向之部分被較支持構件之放射率高的高放射率構件覆蓋，因此可抑制振動板部之與支持貫通孔對向之部分的溫度降低。

根據本發明之超音波振動加熱乾燥裝置，可均勻地保持振動板部整體之溫度，從而可抑制於基板上之塗佈膜形成乾燥不均。

2‧‧‧振動板單元

3‧‧‧加熱器部

4‧‧‧支持構件

4a‧‧‧空氣墊

5‧‧‧振動子

6‧‧‧高放射率構件

11‧‧‧底面部分

12‧‧‧支持框架

20‧‧‧振動板部

20a‧‧‧基板浮起面

21‧‧‧載置板

31‧‧‧支持貫通孔

31a‧‧‧(支持貫通孔之)內周面

41‧‧‧空氣墊本體部

41a‧‧‧噴出部

41b‧‧‧殼體構件

41b1‧‧‧外周面

42‧‧‧安裝部

43‧‧‧空氣供給管

100‧‧‧振動板部

101‧‧‧加熱器部

102‧‧‧支持構件

103‧‧‧支持貫通孔

W‧‧‧基板

圖1係本發明之一實施形態之超音波振動加熱乾燥裝置之側視圖。

圖2係上述之超音波振動加熱乾燥裝置之主要部分放大圖。

圖3係表示上述之主要部分放大圖中被高放射率構件覆蓋之構成之圖。

圖4係表示先前之超音波振動加熱乾燥裝置之圖。

使用圖式對本發明之實施形態進行說明。

圖1係本發明之一實施形態之超音波振動加熱乾燥裝置之側視圖，圖2係該超音波振動加熱乾燥裝置之主要部分放大圖。超音波振動加熱乾燥裝置包括：基座1；及振動板單元2，其安裝於該基座1；且該超音波振動加熱乾燥裝置一面使基板W浮起於振動板單元2上，一面對形成於基板W上之塗佈膜進行加熱而使之乾燥。

基座1支持振動板單元2，且由桿狀之框架構成。即，由框體形成底面部分11，且安裝有自該框體向垂直方向延伸之複數根支持框架12，該框體由金屬製之框架形成為矩形狀。而且，振動板單元2固定於該向垂直方向延伸之複數根支持框架12各自之前端部分，大致平板形狀之振動板單元2以成為特定高度位置之方式被支持。即，振動板單元2之振動板部20以成為水平之方式被支持。

振動板單元2一面藉由超音波振動而使基板W振動浮起，一面藉由加熱而使形成於基板W上之塗佈膜乾燥。該振動板單元2包括：振動板部20，其使基板W浮起；加熱器部3，其對該振動板部20加熱；載置板21，其載置該加熱器部3；及支持構件4，其支持振動板部20。即，於藉由上述支持框架12支持之平板狀之載置板21上依序設置有加熱器部3、及振動板部20。

振動板部20為金屬製之薄平板，於其表面使基板W浮起。具體而言，振動板部20由鋁製(鋁合金製)之形成為矩形狀之一片平板狀構件形成，以使基板W浮起之基板浮起面20a變得平滑之方式將平板狀構件的基板浮起面20a整體支持於同一高度。而且，於振動板部20之大致中央部分，在基板浮起面20a之背面安裝有振動子5，藉由使該振動子5作動而可使振動板部20振動。即，利用振動子5輸入特定之超音波振動，藉此振動板部20以特定之振動頻率(超音波)振動，於載置於振動板部20上之基板W與基板浮起面20a之間形成有空氣層，從而基板W浮起於振動板部20上。

加熱器部3藉由對振動板部20加熱而使浮起於振動板部20上之基板W上所形成之塗佈膜乾燥。加熱器部3形成為與振動板部20大致相同之形狀之矩形狀，且載置於振動板部20之基板浮起面20a之背側之面(稱作振動板部20之背面)側的載置板21上。該加熱器部3係將短條形狀之複數個板式加熱器並列配置為平面狀而形成，且以與振動板部20之背面整體對向之方式配置。而且，加熱器部3以與振動板部20之背面對向之姿勢，配置於自該背面離開特定尺寸之位置。振動板部20上之基板W藉由該加熱器部3而自振動板部20之背面側加熱，藉此形成於基板W上之塗佈膜被加熱而乾燥。而且，藉由振動板部20與加熱器部3離開特定尺寸，從而利用加熱器部3對振動板部20進行之加熱不為直接加熱而成為輻射加熱，與直接加熱相比可使振動板部20整體之溫度均勻。

此處，板式加熱器為加熱器部3之熱源，於本實施形態中係將匣式加熱器、夾套式加熱器插入於矩形之鋁框架中而形成。再者，作為加熱器部3之熱源，除本實施形態之板式加熱器以外亦可使用雲母加熱器。

又，於加熱器部3形成有支持貫通孔31。該支持貫通孔31係供插通下述之支持構件4之孔，沿厚度方向貫通加熱器部3而形成。具體而言，支持貫通孔31以剖面形成為大致圓形且沿板式加熱器之厚度方向延伸之方式形成。而且，為了抑制損失板式加熱器之熱而將該支持貫通孔31之直徑尺寸形成為支持構件4剛好可插通之尺寸。又，該支持貫通孔31以朝向振動板部20之背面開口之姿勢配置於加熱器部3之複數個部位。具體而言，該支持貫通孔31係無偏置地配置於加熱器部3之與振動板部20之背面對向的面。即，該支持貫通孔31配置於可抑制振動板部20撓曲、且基板浮起面20a整體可保持固定高度之位置。藉此，於振動板部20藉由插通於支持貫通孔31之支持構件4支持之情形時，可精度佳地維持振動板部20遍及整體自加熱器部3離開特定尺寸之姿勢。

支持構件4支持振動板部20。具體而言，支持構件4配置於支持貫通孔31內，穿過該支持貫通孔31而支持振動板部20。本實施形態中，支持構件4為空氣墊4a，藉由自空氣墊4a噴出之空氣而支持振動板部20。此處，圖2係將以圖1之虛線包圍之部分放大而得之圖。如圖2所示，該空氣墊4a包括噴出空氣之空氣墊本體部41、及安裝部42，且收容於支持貫通孔31內。

空氣墊本體部41具有圓筒形狀，包括：噴出部41a，其噴出空氣；及殼體構件41b，其覆蓋該噴出部41a。而且，於空氣墊本體部41之殼體構件41b連接有空氣供給管43，當自空氣供給管43供給空氣時，自噴出部41a噴出空氣。

又，空氣墊4a藉由安裝部42連結於載置板21而固定。具體而言，於載置板21，在與支持貫通孔31之位置對應之位置形成有安裝孔，安裝部42藉由利用螺絲緊固而固定於該安裝孔。即，空氣墊4a係以如下姿勢固定，即空氣墊本體部41之殼體構件41b之外周面41b1與支持貫通孔31之內周面31a對向，且空氣墊本體部41之噴出部41a與振動板部20之背面對向。因此，當自空氣供給管43供給空氣時，自噴出部41a噴出空氣，藉由所噴出之空氣而將振動板部20支持於特定高度。即，藉由於該支持構件4使用空氣墊4a而能以非接觸支持振動板部20，因此可不妨礙振動板部20之超音波振動地支持振動板部20。

又，支持構件4之插通於支持貫通孔31之部分，被具有較支持構件4之放射率高之放射率的高放射率構件6覆蓋。此處，圖3係表示圖2中被高放射率構件6覆蓋之部分之圖，圖3之虛線部分被高放射率構件6覆蓋。即，本實施形態中，空氣墊本體部41之殼體構件41b及安裝部42被高放射率構件6覆蓋。該高放射率構件6為吸熱量及放射熱量高之材質，具體而言，列舉黑體塗料、黑體噴劑、橡膠、陶瓷等。即，只要大於形成支持構件4之材料之放射率即可，較佳為反射率為0.9以上。本實施形態中，使用黑體噴劑作為高放射率構件6而覆蓋空氣墊本體部41之殼體構件41b之外周面41b1及底面。藉此，可抑制振動板部20之與支持貫通孔31對向之部分之溫度降低。

即，振動板部20之與支持貫通孔31對向之部分因支持貫通孔31沿厚度方向貫通並開口而不存在熱源。因此，振動板部20之該部分與周圍相比溫度變低。就振動板部20而言，因無偏置地存在複數個支持貫通孔31，因此該結構成為難以均勻地保持振動板部20整體之溫度從而產生溫度不均的主要原因，但藉由支持貫通孔31內之支持構件4(本實施形態中為空氣墊本體部41之殼體構件41b及安裝部42)被高放射率構件6覆蓋，而可利用由高放射率構件6之放熱所產生之輻射熱而對振動板部20之與支持貫通孔31對向的部分進行加熱。因此，與僅利用支持構件4進行熱吸收及熱放射之情形相比，能以更高之輻射熱來導熱，因此可抑制振動板部20之與支持貫通孔31對向之部分較其周圍成為低溫。本實施形態中，殼體構件41b由不鏽鋼形成，其放射率為0.3，作為高放射構件之黑體噴劑之反射率為0.95，與僅支持構件4之情形相比放射約3倍左右之熱量。

又，本實施形態中，支持貫通孔31之內周面31a亦被高放射構件(黑體噴劑)覆蓋。即，存在於支持貫通孔31內部之支持貫通孔31之內周面31a、及空氣墊本體部41之殼體構件41b被高放射率構件6覆蓋。藉此，用以利用輻射熱對振動板部20之與支持貫通孔31對向之部分加熱的熱量，與僅殼體構件41b被高放射率構件6覆蓋之情形相比變大。即，自加熱器部3產生之熱被覆蓋支持貫通孔31之內周面31a的高放射率構件6吸收(直接導熱)。本實施形態中，加熱器部3之板式加熱器收容於鋁框架中，該鋁框架之放射率為0.12，因此於高放射率構件6之吸收量為約8倍。即，來自支持貫通孔31之內周面31a之放射熱量成為約8倍，來自該內周面31a之放射熱(輻射熱)亦成為約8倍。藉由來自該內周面31a之輻射熱而可大幅提高向支持構件4之輻射熱。即，藉由於支持構件4及內周面31a設置高放射率構件6，可使支持構件4(空氣墊本體部41)之溫度上升從而使自空氣墊噴出之空氣的熱量上升。進而，可提昇各個高放射率構件6之輻射熱、及經由空氣之對流導熱等傳導至振動板部20之總熱量。

因此，藉由覆蓋該內周面31a之高放射率構件6、及覆蓋空氣墊本體部41之殼體構件41b之高放射率構件6之輻射熱而對與支持貫通孔31對應的振動板部20加熱，因此可抑制振動板部20之與支持貫通孔31對應之部分較其周圍成為低溫，從而可大致均勻地保持振動板部20整體之溫度。

再者，上述實施形態中，對空氣墊本體部41之殼體構件41b及安裝部42被高放射率構件6覆蓋之例進行了說明，但即便僅與支持貫通孔31之內周面31a對向之部分、即僅殼體構件41b之外周面及安裝部42 之外周面被高放射率構件6覆蓋，亦可期待本發明之效果。

如此，根據上述實施形態之超音波振動加熱乾燥裝置，支持構件4之插通於支持貫通孔31之部分的至少與支持貫通孔31之內周面31a對向之部分被較該支持構件4的放射率高之高放射率構件6覆蓋，因此可抑制振動板部20之與支持貫通孔31對向之部分的溫度降低。而且，可大致均勻地保持振動板部20整體之溫度，從而可抑制於形成於基板W上之塗佈膜形成乾燥不均。

又，上述實施形態中，對空氣墊本體部41之殼體構件41b及安裝部42被高放射率構件6覆蓋之例進行了說明，但亦可為存在於支持貫通孔31內之支持構件4全部被高放射率構件6覆蓋之構成。藉由增大被高放射率構件6覆蓋之區域而使輻射熱之熱量增多，因此可抑制振動板部20之與支持貫通孔31對向之部分低溫化

又，上述實施形態中，對在支持構件4使用空氣墊4a且以非接觸支持振動板部20之形態進行了說明，但亦可為對振動板部20直接支持之支持構件4。即，不管穿過將加熱器部3貫通之支持貫通孔31而支持之形態，藉由利用高放射率構件6覆蓋支持構件4，均可抑制因於加熱器部3形成支持貫通孔31所致之振動板部20之低溫化。但是，藉由使用空氣墊4a以非接觸支持，而與直接支持之形態相比不會妨礙振動板部20之振動。而且，藉由使用空氣墊4a而導致自空氣墊4a噴出之空氣使振動板部20低溫化之問題變得顯著，但可藉由來自覆蓋支持構件4、支持貫通孔31之內周面31a之高放射率構件6的輻射熱而抑制振動板部20之與支持貫通孔31對向之部分的溫度降低。

又，上述實施形態中，對插通於被形成於加熱器部3之支持貫通孔31之支持構件4全部被高放射率構件6覆蓋的形態進行了說明，但亦可為僅對如下之支持構件4以高放射率構件6覆蓋之構成，該支持構件4插通於與振動板部20上之載置基板W之區域、或振動板部20上之搬送基板W之區域對應的形成於加熱器部3之支持貫通孔31。