TWI444572B - 熱處理裝置 - Google Patents

Description

熱處理裝置

本發明係關於熱處理裝置，該熱處理裝置係於爐體設置有扇門，該扇門係例如在如液晶面板用玻璃基板之平板狀工件搬入時及排出時進行開閉者。

在熱處理裝置中，為了保持爐體內部之溫度分布於所期望之狀態，提高爐體之阻熱性及密閉性極其重要。又，在爐體設置扇門時，於解放扇門之期間抑制從爐體內部漏出至外部的熱量，或避免在爐體與扇門之間形成產生熱洩漏之間隔，在這方面下功夫可說極為重要。

因此，在爐體設置扇門之習知熱處理裝置中，存在有以下構成之熱處理裝置，其設置複數個於水平方向之長形扇門各自對應於多段構成之複數個熱處理部，僅在工件相對於對應之熱處理部搬入或搬出時進行扇門之開閉(參照日本特開2001-12856號公報)。吾人推測如此種熱處理裝置，其限定地開放複數個扇門中之一部分這種構成，可在扇門開放時將自爐體內側漏出外側之熱量抑制為低。

但是，近年來隨著平板狀工件之大型化，扇門(尤其是其水平方向之長度)亦有大型化之傾向，基於該扇門大型化之原因，使得爐體與扇門之間易於產生造成熱洩漏之間隔。例如，一旦扇門大型化，則因爐體內側與外側之溫度差使得扇門業已彎曲時的最大撓曲量(maximum deflection amount)會變大到超過容許範圍的程度，在產生最大撓曲之區域近旁，會在扇門與爐體之間產生間隔。

在扇門與爐體間產生間隔時，熱氣從該間隔洩漏，又，由於熱氣洩漏的份會產生外氣吸入，故易使爐體內部溫度分布紊亂。

本發明之目的係提供一種熱處理裝置，其具備不使阻熱特性降低且可進行大型化之扇門。

本發明之熱處理裝置具備爐體、扇門、及驅動單元。爐體係構成為容置欲熱處理之工件。

扇門係設置於爐體，其具備隔熱部及框架構件。隔熱部係構成為熱阻斷爐體內部及外部。又，隔熱部具有複數個隔熱構件，其等係在水平方向沿著長形扇門之長度方向呈連續配置。框架構件係構成為支持隔熱部以使複數個隔熱構件之至少一部分可於長度方向移動自如。又，框架構件係構成為連接於驅動單元。

驅動單元係構成為在工件相對於爐體進行搬入時及排出時，進行扇門之開閉。驅動單元之例可例舉使扇門於水平軸周圍旋動之機構，或使扇門在上下方向(高度方向)滑動之機構。

在此構成中，隔熱部係分割成複數個隔熱構件，而且，複數個隔熱構件之一部分或全部可相對於框架構件移動自如。因此，各隔熱構件在熱膨脹時，藉由使各隔熱構件相對於框架構件為移動自如，而可吸收各隔熱構件之延伸部分。又，即使因爐體內部及外部之溫度差而使隔熱部彎曲時，由於各隔熱構件係獨立地彎曲，故相較於一體構成隔熱部之情形，可使隔熱部之最大撓曲量抑制為小。結果，即使在水平方向使長形扇門大型化時，隔熱部之最大撓曲量也不會與扇門之大型化呈比例增加。因此，即使在水平方向長形扇門大型化時，由於在扇門與爐體之間難以產生間隔，故不致使扇門之阻熱性劣化。

再者，因隔熱部不被固定於框架構件，故相較於隔熱部被固定於框架構件之構成，由於隔熱部產生之熱應力難以傳導至框架構件，故即使在隔熱部變形時，框架構件亦可維持原來的形狀。

第一圖係顯示本發明實施形態的多段式IR(紅外輻射(Infrared Radiation))爐10之概略圖。在以下實施形態，係以IR爐10作為本發明熱處理裝置之例來說明，然而本發明之適用範圍並非限定於紅外線加熱器，於熱風循環加熱方式或熱板加熱式等其他加熱方式之熱處理裝置亦可適用本發明。

如第一圖所示，IR爐10上部具備可收容欲進行熱處理之工件15的爐體12。在此實施形態，係將一邊長度約三公尺之基板作為工件15使用，不過即使在工件15較此等更大或更小時亦可適當實施本發明。在爐體12下方配置有控制部16，其容置了IR爐10中之驅動系基板或控制系基板。控制部16係構成為總括地控制IR爐10之動作。

在爐體12內部設置複數個熱處理部14。各熱處理部14具備加熱器單元18，其構成為在設定溫度將工件15加熱。又，在各熱處理部14之前面側係如第二A圖至第二C圖所示，設置有於水平方向之長形扇門20，該扇門20之構成係在工件15通過時進行開閉。扇門20設置複數個以對應於各熱處理部14，該扇門20係構成為當工件搬入對應之熱處理部14時、及工件自對應之熱處理部14搬出時進行開啟。

扇門20係如第二B圖所示，具備擋門26、主框架22、驅動單元28。擋門26係構成為可熱阻斷爐體12內部與外部。又，擋門26係如後述，構成為在長度方向分割成複數個構件。主框架22係構成為可支持擋門26，具有用以確保扇門20之強度的功能。在此，擋門26之構成係採用具備一鋼板製容器及一容置於該容器內部之陶瓷纖維製隔熱材，而主框架22之材料係採用鋁，不過擋門26及主框架22之材料並非限定於該等。

驅動單元28係經由連結具24固定於主框架22。又，驅動單元28之構成，係如第二C圖所示，經由壁桿285連接於主框架22，同時將配置於水平方向之旋轉軸280進行旋轉驅動。旋轉軸280係支持於軸承284，該軸承284係設置於配置在開口部近旁預定位置之扇門支持體282，經由聯結器286連接於旋轉致動器288。在此構成中，藉由使旋轉致動器288進行約90度旋轉，扇門20即如第二B圖所示進行開閉動作。

此外，在此實施形態係採用使扇門旋轉之構成，然而即使為使扇門在上下方向(高度方向)滑動之構成亦可適用本發明。

接著，利用第三A圖及第三B圖，說明主框架22及擋門26之構成。

擋門26具有襯墊(packing)25等之密封構件，該襯墊(packing)25係設置為介於與爐體12之間。擋門26係由沿著長度方向呈連續配列之具有隔熱性的複數個擋門片262所構成。在此實施形態，擋門26係由六個擋門片262所構成，然而擋門片262之數目並非限定於六個。

主框架22係考慮擋門26之熱膨脹，設計成為較擋門26稍微長。再者，主框架22係構成為將各擋門片262以可在長度方向移動自如地支持。

茲利用第四A圖及第四B圖說明用以使各擋門片262相對於主框架22移動自如(典型例係滑動)之構成的一例。第四A圖係主框架22及擋門片262之側剖面圖，第四B圖係主框架22及擋門片262之平面圖。

在各擋門片262係固定有剖視呈L字形的支架264，在該支架264有定位銷266經由浮動機構(例如沿著扇門20之長度方向形成於支架264之長孔、與沿著該長孔移動之定位銷266之組合)被固定。在此係顯示在各擋門片262長度方向之大致中央設置支架264之構成，然而支架264亦可設置於各擋門片262的兩端部，支架264之位置或個數可任意決定。

另一方面，在主框架22之預定位置，槽222係沿著長度方向而設置，該槽222係構成為可套配並固定定位銷266。在該實施形態，係將位於擋門26中央位置的二個擋門片262固定於主框架22，然而並非限定於該構成。

此外，用以使各擋門片262相對於主框架22移動自如之構成，並非限定於該實施形態所用之構成。例如可採用沿著槽222使各擋門片262移動之構成，以替代在支架264與定位銷266間的浮動機構。

根據以上之構成，各擋門片262在熱膨脹時，藉由各擋門片262經由上述浮動機構而可沿著扇門20之長度方向移動自如，即可吸收延伸部分。又，以爐體12內部及外部之溫度差使得擋門26彎曲時，由於各擋門片262各自變形，故擋門26之最大撓曲量(參照第五A圖箭頭40)，相較於一體構成之習知擋門30之最大撓曲量(參照第五B圖箭頭50)則顯著變小。

結果，由於可將擋門26之最大撓曲量(參照第五A圖箭頭40)抑制為小於爐體12與扇門20間之襯墊25之擠壓裕度(sqeeze margin)(例如二毫米左右)，故即使在擋門26多少有彎曲之情形，亦無扇門20之阻熱性的劣化。如此一來，由於擋門26即使變形也不致產生爐體12與扇門20間的間隔，故可抑制氛圍漏出或隨此所產生之昇華物附著，又，可使爐內溫度分布之精度提高。

再者，在上述構成中，為了排除因熱膨脹使得各擋門片262在可動區域(長孔之尺寸)內進行隨機變位之可能性，故亦可在扇門20採用對各擋門片262在預定方向施力之賦予勢能機構(例如彈簧等)。

上述實施形態之說明係所有要點之例示，而非用以限制。本發明之範圍並非上述實施形態，而是以申請專利範圍表示。再者，本發明之範圍應包括與申請專利範圍均等意義及範圍內之所有變更，合予陳明。

10．．．IR爐

12．．．爐體

14．．．熱處理部

15．．．工件

16．．．控制部

20．．．扇門

22．．．主框架

24．．．連結具

25．．．襯墊

26．．．擋門

28．．．驅動單元

40，50．．．箭頭

222．．．槽

262．．．擋門片

264．．．支架

266．．．定位銷

280．．．旋轉軸

282．．．支持體

284．．．軸承

285．．．壁桿

286．．．聯結器

288．．．旋轉致動器

第一圖係顯示本發明實施形態的熱處理裝置概略圖。

第二A圖至第二C圖係顯示扇門構成之概略圖。

第三A圖及第三B圖係顯示主框架及擋門之構成圖。

第四A圖及第四B圖係顯示使擋門相對於主框架進行滑動之構成的一例圖。

第五A圖及第五B圖係顯示擋門撓曲(彎曲)狀態之概略說明圖。

20．．．扇門

26．．．擋門

28．．．驅動單元

280．．．旋轉軸

285．．．壁桿

Claims (2)

1. 一種熱處理裝置，其具備：爐體，係用以容置被熱處理之工件，扇門，係設置於該爐體；及驅動單元，其構成為在工件對該爐體進行搬入時及排出時，使該扇門進行開閉，又該扇門係具備：隔熱部，其係熱阻斷該爐體內部及外部，具有沿著該扇門之長度方向呈連續配置的複數個隔熱構件；及框架構件，其構成為支持該隔熱部以使該複數個隔熱構件之至少一部分可於該長度方向移動自如，且連接於該驅動單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱處理裝置，其中，該框架構件具有沿著該長度方向所形成之導引部，且具備浮動機構，其係使該複數個隔熱構件之至少一部分可沿著該導引部移動自如。