TWI635247B

TWI635247B - 固化設備

Info

Publication number: TWI635247B
Application number: TW106134081A
Authority: TW
Inventors: 董福慶; 梁沐旺; 簡榮禎; 林義鈞
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2017-10-02
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2018-09-11
Also published as: US10591216B2; TW201915419A; US20190101333A1

Abstract

一種固化設備用以固化一基材，基材包含一中央部及二側部。中央部的耐熱程度大於二側部的耐熱程度。固化設備包含一腔體、一加熱裝置、一氣浮調溫裝置及一基材傳輸裝置。腔體具有一固化空間。加熱裝置設置於固化空間。氣浮調溫裝置設置於固化空間，且加熱裝置位於氣浮調溫裝置之上方。基材傳輸裝置用以承載並傳輸基材進入固化空間，並使基材位於氣浮調溫裝置與加熱裝置之間，且加熱裝置對基材進行加熱，以及氣浮調溫裝置用以朝向基材供給一氣體，使基材浮於固化空間，以及於固化空間中形成對應中央部的一高溫區與對應二側部的二低溫區。

Description

固化設備

本發明係關於一種固化設備，特別是一種具調溫功能的加熱固化設備。

在光電及半導體領域中，將薄膜形成在陶瓷、塑膠或玻璃基材上是常見的製程，而薄膜形成於基材後的半成品，往往需經過溫控製程，如加熱製程，以提升膜層製作的品質。

上述承載有薄膜的基材除了同質材料外，亦有異質材料。舉例來說，基材之兩側區域的材料相異於基材之中央區域的材料，而使得基材之兩側區域的耐熱程度異與基材之中央區域的耐熱程度。惟，使用異質材料製成的基材在經過加熱製程時，耐熱程度相異之因素恐增加溫度控制之困難度，如燒結溫度均勻性控制不易，以及耐熱程度低之部分恐有變質之風險。

本發明在於提供一種固化設備，藉以改善先前技術中異質材料製成的基材經過加熱製程時，耐熱程度低之部分易有變質風險的問題。

本發明之一實施例所揭露之固化設備用以固化一基材，基材包含一中央部及二側部。中央部的耐熱程度大於二側部的耐熱程度。固化設備包含一腔體、一加熱裝置、一氣浮調溫裝置及一基材傳輸裝置。腔體具有一固化空間。加熱裝置設置於固化空間。氣浮調溫裝置設置於固化空間，且加熱裝置位於氣浮調溫裝置之上方。基材傳輸裝置用以承載並傳輸基材進入固化空間，並使基材位於氣浮調溫裝置與加熱裝置之間，且加熱裝置對基材進行加熱，以及氣浮調溫裝置用以朝向基材供給一氣體，使基材浮於固化空間，以及於固化空間中形成對應中央部的一高溫區與對應二側部的二低溫區。

本發明之另一實施例所揭露之固化設備用以固化一基材，基材包含一中央部及二側部。中央部的耐熱程度大於二側部的耐熱程度。固化設備包含一腔體、一加熱裝置、一氣浮調溫裝置、一基材傳輸裝置及一冷卻裝置。腔體具有一固化空間。加熱裝置設置於固化空間。氣浮調溫裝置設置於固化空間，且加熱裝置位於氣浮調溫裝置之上方。基材傳輸裝置用以承載並傳輸基材進入固化空間，並使基材位於氣浮調溫裝置與加熱裝置之間，且加熱裝置對基材進行加熱，以及氣浮調溫裝置用以朝向基材供給一氣體，使基材浮於固化空間。冷卻裝置適於對基材之二側部提供一冷卻流體，以於固化空間中形成對應中央部的一高溫區與對應二側部的二低溫區。

根據上述實施例之固化設備，因為透過加熱裝置與氣浮調溫裝置或加熱裝置與冷卻裝置之溫度調整，使得在固化空間之高溫區中的溫度變化較為平緩，進而能保持高溫區中耐熱程度較高的中央部的固化品質。反觀，在固化空間之低溫區中的溫度變化又可呈陡降，藉以降低低溫區中耐熱程度較低的側部受熱變質的機率。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參閱圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例所述之固化設備的平面示意圖。圖2為圖1之基材、氣浮調溫裝置及基材傳輸裝置的立體示意圖。圖3為圖2之側視示意圖。

如圖1至圖3所示，本實施例之固化設備10用以固化一基材20。基材20包含一中央部21及二側部22。中央部21之相對兩側分別連接於二側部22，且中央部21的耐熱程度大於二側部22的耐熱程度。舉例來說，基材20可以為撓性基板23(如撓性玻璃)上疊設有薄膜24，且撓性基板23之兩側包覆有撓性材料25(如PI膠帶、PE膠帶等)。上述之中央部21即為未被撓性材料25包覆的中央區域，而側部22即為被撓性材料25包覆之兩側區域。在本實施例之基材20的外形為帶狀可捲收於滾筒，但並不以此為限。在其他實施例中，基材之外形亦可為塊狀或是平板的形式。

固化設備10例如為燒結設備，其包含一腔體100、一加熱裝置200、一氣浮調溫裝置300及一基材傳輸裝置400。

腔體100具有一固化空間S。加熱裝置200與氣浮調溫裝置300皆位於固化空間S內，且加熱裝置200位於氣浮調溫裝置300之上方。基材傳輸裝置400例如為捲對捲傳輸裝置(Roll-to-Roll)，並包含一捲出件410及一捲收件420。捲出件410與捲收件420例如為滾筒。基材20之前後兩端分別捲收於捲出件410與捲收件420，且捲出件410與捲收件420傳輸基材20進入固化空間S並位於加熱裝置200與氣浮調溫裝置300之間。也就是說，基材20具有相對的一受熱面26與一背面27。受熱面26面向加熱裝置200，且背面27面向氣浮調溫裝置300。

在本實施例中，加熱裝置200例如為加熱燈管，通電後可提高固化空間S的溫度，以對基材20進行燒結。氣浮調溫裝置300可朝基材20之吹出氣體，以讓介於加熱裝置200與氣浮調溫裝置300間之基材20得以浮在氣浮調溫裝置300上方。

詳細來說，本實施例之氣浮調溫裝置300包含有二第一出風面310及二第二出風面320，第一出風面310的面積和大於第二出風面320的面積和，且二第一出風面310用以對準基材20的中央部21，以及二第二出風面320用以分別對準基材20的二側部22。第一出風面310吹出之氣流F1的溫度實質上等於加熱裝置200的加熱溫度，以及大於等於第二出風面320吹出之氣流F2的溫度，以在固化空間S中形成對應中央部21的一高溫區H與對應二側部22的二低溫區L。詳細來說，第一出風面310吹出的氣流F1為熱風，以縮小基材20上下兩側的溫差，進而提升固化程序的品質。並且第二出風面320吹出的氣流F2為冷風，以降低基材20之二側部22所在之低溫區L的溫度，而降低基材20之二側部22受熱變質的機率。上述所謂的實質上等於是指等於或是因誤差因素而接近等於。

值得注意的是，本實施例之第一出風面310與第二出風面320的數量為兩個，但並不以此為限。在其他實施例中，第一出風面的數量也可以為一個，且第二出風面的數量也可以為三個以上。

此外，本實施例之氣浮調溫裝置300的第一出風面310與第二出風面320吹出之氣流的溫度相異，但並不以此為限，在其他實施例中，第一出風面310與第二出風面320吹出之氣流的溫度也可以相同。或是在其他實施例中，也可以改為採用僅具有氣浮功能不具有調溫功能的氣浮裝置。

請參閱圖1與圖4，圖4為圖1之部分放大示意圖。在本實施例及其他實施例中，固化設備10更包含二限位槽體500及二冷卻裝置600。二限位槽體500分別位於固化空間S的相對兩側，即分別位於固化空間S之低溫區L。二限位槽體500各包含一底板510、一側板520及一頂板530。頂板530較底板510靠近加熱裝置200。頂板530與底板510皆連接於側板520，並自側板520朝靠近中央部21的方向凸出，以共同圍繞出與固化空間S相連通的一限位空間O。二限位空間O分別用以供二側部22設置。限位槽體500一方面可作為基材20之限位用，另一方面可供冷卻裝置600設置。詳細來說，二側板520分別具有二出氣流道521，且出氣流道521之延伸軸線E1與受熱面26之法線N正交。二頂板530分別具有二進氣流道531，且進氣流道531之延伸軸線E2與受熱面26之法線N平行。每一冷卻裝置600包含一冷機610及一抽氣幫浦620。二冷機610分別連通二進氣流道531，且二抽氣幫浦620分別連通二出氣流道521。冷機610用以提供冷卻流體至限位空間O，而抽氣幫浦620用以將流體自限位空間O中抽出。如此一來，二冷卻裝置600可分別在基材20之二側部22提供冷卻流體，以進一步降低基材20之二側部22受熱變質的機率。

請參閱圖1與圖4，在本實施例及其他實施例中，固化設備10更包含二第一隔熱板710及二第二隔熱板720。二第一隔熱板710分別位於加熱裝置200與基材20的二側部22之間。二第二隔熱板720分別位於二第一出風面310與至少二個第二出風面320之間的空隙。第一隔熱板710之設置將可進一步避免加熱裝置200發出的熱量擴散至低溫區L。同理，第二隔熱板720之設置將可進一步避免第一出風面310發出的熱量擴散至低溫區L。

請參閱圖1，在本實施例及其他實施例中，固化設備10更包含多個第一溫度感應器810及多個第二溫度感應器820。這些第一溫度感應器810分別位於基材20與加熱裝置200之間的高溫區H及二低溫區L。這些第二溫度感應器820分別位於基材20與氣浮調溫裝置300之間的高溫區H及二低溫區L。這些第一溫度感應器810與第二溫度感應器820分別用以感應高溫區H與低溫區L內的溫度，並將這些高溫區H與低溫區L的溫度資訊傳送至一控制裝置(未繪示)。如此一來，當高溫區H之溫度與低溫區L之溫度異常，如高於或低於預設溫度，則控制裝置可依實際狀況調整加熱裝置200之加熱溫度、氣浮調溫裝置300之第一出風面310之出風溫度、氣浮調溫裝置300之第二出風面320之出風溫度或是冷卻裝置600之冷卻流體的溫度，以進一步提升固化設備10之固化品質、並避免基材20之二側部22發生受熱變質或形變。

請參閱圖1與圖5，圖5為圖1之高溫區與低溫區的溫度分佈曲線圖。

在本實施例中，因為透過加熱裝置200與氣浮調溫裝置300或加熱裝置200與冷卻裝置600之溫度調整，使得在固化空間S之高溫區H中的溫度變化較為平緩，進而能保持高溫區H中耐熱程度較高的中央部21的固化品質。反觀，在固化空間S之低溫區L中的溫度變化又可呈陡降，藉以降低低溫區L中耐熱程度較低的側部22受熱變質的機率。

請參閱圖6，圖6為根據本發明第二實施例所述之固化設備之局部放大示意圖。

在本實施例中，進氣流道531之延伸軸線E2與受熱面26之法線N保持的一夾角θ為一銳角。詳細來說，以同一邊限位槽體500來說，進氣流道531具有相對的一第一端531a及一第二端531b。第一端531a較第二端531b靠近加熱裝置200，且第一端531a較第二端531b遠離側板520，以避免自進氣流道531流入限位空間O之冷卻流體干擾到高溫區H之固化品質。其中，此夾角θ例如為介於0至30度。

此外，進氣流道之延伸軸線與受熱面之法線保持的夾角為一銳角，以避免自進氣流道流入限位空間之冷卻流體干擾到高溫區之固化品質。

雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧固化設備

20‧‧‧基材

21‧‧‧中央部

22‧‧‧側部

23‧‧‧撓性基板

24‧‧‧薄膜

25‧‧‧撓性材料

26‧‧‧受熱面

27‧‧‧背面

100‧‧‧腔體

200‧‧‧加熱裝置

300‧‧‧氣浮調溫裝置

310‧‧‧第一出風面

320‧‧‧第二出風面

400‧‧‧基材傳輸裝置

410‧‧‧捲出件

420‧‧‧捲收件

500‧‧‧限位槽體

510‧‧‧底板

531a‧‧‧第一端

531b‧‧‧第二端

520‧‧‧側板

521‧‧‧出氣流道

530‧‧‧頂板

531‧‧‧進氣流道

600‧‧‧冷卻裝置

610‧‧‧冷機

620‧‧‧抽氣幫浦

710‧‧‧第一隔熱板

720‧‧‧第二隔熱板

810‧‧‧第一溫度感應器

820‧‧‧第二溫度感應器

S‧‧‧固化空間

F1、F2‧‧‧氣流

H‧‧‧高溫區

L‧‧‧低溫區

O‧‧‧限位空間

E1、E2‧‧‧延伸軸線

N‧‧‧法線

θ‧‧‧夾角

氣體

冷卻流體

圖1為根據本發明第一實施例所述之固化設備的平面示意圖。圖2為圖1之基材、氣浮調溫裝置及基材傳輸裝置的立體示意圖。圖3為圖2之側視示意圖。圖4為圖1之部分放大示意圖。圖5為圖1之高溫區與低溫區的溫度分佈曲線圖。圖6為根據本發明第二實施例所述之固化設備之局部放大示意圖。

Claims

一種固化設備，用以固化一基材，該基材包含一中央部及二側部，該中央部的耐熱程度大於該二側部的耐熱程度，該固化設備包含：一腔體，具有一固化空間；一加熱裝置，設置於該固化空間，該基材具有面向該加熱裝置之一受熱面；一氣浮調溫裝置，設置於該固化空間，且該加熱裝置位於該氣浮調溫裝置之上方；以及一基材傳輸裝置，用以承載並傳輸該基材進入該固化空間，並使該基材位於該氣浮調溫裝置與該加熱裝置之間，且該加熱裝置對該基材進行加熱，以及該氣浮調溫裝置用以朝向該基材供給一氣體，使該基材浮於該固化空間，以及於該固化空間中形成對應該中央部的一高溫區與對應該二側部的二低溫區。
如申請專利範圍第1項所述之固化設備，更包含二冷卻裝置，該二冷卻裝置對應於該基材之該二側部，並用以提供一冷卻流體至該二低溫區。
如申請專利範圍第2項所述之固化設備，更包含二限位槽體，該二限位槽體分別位於該固化空間的相對兩側，該二限位槽體各具有至少一進氣流道與至少一出氣流道，每一該冷卻裝置包含一冷機及一抽氣幫浦，該冷機連通該至少一進氣流道，以對該二側部提供該冷卻流體，該抽氣幫浦連通該至少一出氣流道，以將熱交換後之該冷卻流體抽出。
如申請專利範圍第3項所述之固化設備，該至少一進氣流道之延伸軸線與該受熱面之法線保持的一夾角實質上介於0至30度。
如申請專利範圍第3項所述之固化設備，其中該出氣流道之延伸軸線與該受熱面之法線實質上正交。
如申請專利範圍第3項所述之固化設備，其中每一該限位槽體包含一底板、一頂板及一側板，該頂板較該底板靠近該加熱裝置，該頂板與該底板皆連接於該側板，並自該側板朝靠近該中央部的方向凸出，以共同圍繞出與該固化空間相連通的一限位空間，該二限位空間分別用以供該二側部設置，該二進氣流道分別位於該二頂板，且該二出氣流道分別位於該二側板。
如申請專利範圍第6項所述之固化設備，其中，每一該進氣流道具有相對的一第一端及一第二端，該第一端較該第二端靠近該加熱裝置，在同一該限位槽體中，該第一端較該第二端遠離該側板。
如申請專利範圍第6項所述之固化設備，其中，該二冷卻流體分別由該二進氣流道進入該固化空間，並分別流經該二側部後，再分別由該二出氣流道離開該限位空間。
如申請專利範圍第1項所述之固化設備，其中，該氣浮調溫裝置包含有至少一個第一出風面及至少二第二出風面，該至少一第一出風面用以面對該基材的該中央部，且該至少二第二出風面用以分別面對該基材的該二側部，且該至少一第一出風面的面積和大於該至少一第二出風面的面積和。
如申請專利範圍第9項所述之固化設備，其中該第一出風面吹出之氣流的溫度實質上等於該加熱裝置的加熱溫度，以及大於等於第二出風面吹出之氣流的溫度。
如申請專利範圍第1項所述之固化設備，更包含二第一隔熱板，該二第一隔熱板分別位於該加熱裝置與該基材的該二側部之間。
如申請專利範圍第9項所述之固化設備，更包含二第一隔熱板，該二第一隔熱板分別位於該加熱裝置與該基材的該二側部之間。
如申請專利範圍第12項所述之固化設備，更包含二第二隔熱板，該二第二隔熱板分別位於該至少一第一出風面與該至少二個第二出風面之間。
如申請專利範圍第1項所述之固化設備，更包含多個第一溫度感應器及多個第二溫度感應器，該些第一溫度感應器分別位於該基材與該加熱裝置之間的該高溫區及該二低溫區，該些第二溫度感應器分別位於該基材與該氣浮調溫裝置之間的該高溫區及該二低溫區。
一種固化設備，用以固化一基材，該基材包含一中央部及二側部，該中央部的耐熱程度大於該二側部的耐熱程度，該固化設備包含：一腔體，具有一固化空間；一加熱裝置，設置於該固化空間，其中該基材具有面向該加熱裝置之一受熱面；一氣浮裝置，設置於該固化空間，且該加熱裝置位於該氣浮裝置之上方；一基材傳輸裝置，用以承載並傳輸該基材進入該固化空間，並使該基材位於該氣浮裝置與該加熱裝置之間，且該加熱裝置對該基材進行加熱，以及該氣浮裝置用以朝向該基材供給一氣體，使該基材浮於該固化空間；以及至少一冷卻裝置，適於對該基材之該二側部提供一冷卻流體，以於該固化空間中形成對應該中央部的一高溫區與對應該二側部的二低溫區。
如申請專利範圍第15項所述之固化設備，更包含二限位槽體，該二限位槽體分別位於該固化空間的相對兩側，該二限位槽體各具有至少一進氣流道與至少一出氣流道，該至少一冷卻裝置的數量為二，每一該冷卻裝置包含一冷機及一抽氣幫浦，該冷機連通該至少一進氣流道，以對該二側部提供該冷卻流體，該抽氣幫浦連通該至少一出氣流道，以將熱交換後之該冷卻流體抽出。
如申請專利範圍第16項所述之固化設備，該至少一進氣流道之延伸軸線與該受熱面之法線保持的一夾角實質上介於0至30度。
如申請專利範圍第16項所述之固化設備，其中該出氣流道之延伸軸線與該受熱面之法線實質上正交。
如申請專利範圍第16項所述之固化設備，其中每一該限位槽體包含一底板、一頂板及一側板，該頂板較該底板靠近該加熱裝置，該頂板與該底板皆連接於該側板，並自該側板朝靠近該中央部的方向凸出，以共同圍繞出與該固化空間相連通的一限位空間，該二限位空間分別用以供二側部設置，該二進氣流道分別位於該二頂板，且該二出氣流道分別位於該二側板。
如申請專利範圍第16項所述之固化設備，其中，每一該進氣流道具有相對的一第一端及一第二端，該第一端較該第二端靠近該加熱裝置，在同一該限位槽體中，該第一端較該第二端遠離該側板。
如申請專利範圍第16項所述之固化設備，其中，該二冷卻流體分別由該二進氣流道進入該固化空間，並分別流經該二側部後，再分別由該二出氣流道離開該限位空間。