專利名稱：具有過濾器排塵處理功能的熱處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱處理裝置，即，在結(jié)構(gòu)部件上通過夾入密封部件安裝過濾器，并從具有送風機的熱處理用的氣體的循環(huán)路徑使所述氣體通過所述過濾器進入到熱處理室內(nèi)，尤其是作為對包括需要在凈化環(huán)境條件下熱處理的液晶玻璃基板等半導(dǎo)體產(chǎn)品在內(nèi)的電氣·電子產(chǎn)品、用高溫實施熱處理的熱處理裝置能很方便地加以利用。
其結(jié)果如圖8中的例子所示，在達到以往的通常為300℃左右的熱處理溫度時的裝置中，把從100℃左右的預(yù)熱溫度到300℃左右熱處理溫度的升溫運轉(zhuǎn)中的(T1)及達到升溫后300℃的一定溫度運轉(zhuǎn)中的(T2)下的顆粒數(shù)設(shè)定在100個以下，這樣就大致上滿足了所需要的清潔度。而且，所述100個是指熱處理室內(nèi)的1cf(ft3)(約28升)容積中的粒徑為0.5μm以上的顆粒數(shù)。
然而，最近作為電子部件生產(chǎn)線及試驗·研究用的凈化爐，制造出了熱處理溫度高達500℃的裝置，在這樣的凈化爐中已知滿足不了熱處理室的清潔度。
即，在這樣的凈化爐中，為縮短工序時間，有時把溫度上升時的速度從以往的4～5℃/min提高到2倍的8～10℃/min，由于熱處理溫度本身就是高溫、同時升溫速度變快，所以如圖6的以往凈化爐圖所示，當在升溫過程中，在介于高性能的過濾器3的圍框31與凈化爐入口框1之間的襯墊2的一部分上，兩框的熱變形量會產(chǎn)生差異，這樣在襯墊2上就施加如圖所示的壓縮力P和寬方向及長方向(在附圖中是與圖面垂直的方向)的剪切力T等變動的外力，由此會產(chǎn)生壓縮應(yīng)力和剪切應(yīng)力以及隨之出現(xiàn)的變形，尤其是用粘合劑粘合玻璃纖維的結(jié)構(gòu)件等各種密封會排塵，這樣一來，顆粒就會被帶入到如箭頭A所示的熱處理室6內(nèi)，從而造成整個顆粒數(shù)會超過目標值。
根據(jù)發(fā)明者的試驗，如圖7所示，對于熱處理溫度為410℃，從熱處理室中央部分采樣的空氣在升溫時及降溫時所產(chǎn)生的顆粒數(shù)，其粒徑0.3μm以上的超過了100個，結(jié)果很難達到所要求的清潔度。
因此，本發(fā)明要解決以往技術(shù)中存在的所述問題，其目的在于提供一種減少帶入到熱處理室內(nèi)的顆粒量，能良好地保持處理室的清潔度的熱處理裝置。
本發(fā)明之2的發(fā)明，是在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于所述隙間氣體抽出機構(gòu)，也是能把所述間隙部分的氣體導(dǎo)入到所述循環(huán)路徑內(nèi)的間隙氣體導(dǎo)入機構(gòu)。
本發(fā)明之3的發(fā)明，是在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于所述的間隙氣體導(dǎo)入機構(gòu)，能把所述氣體導(dǎo)入到所述循環(huán)路徑中的所述送風機吸入一側(cè)。
圖2是表示所述凈化爐運轉(zhuǎn)中的顆粒測定結(jié)果的說明圖。
圖3是表示所述凈化爐整體結(jié)構(gòu)其他例子的說明圖。
圖4是表示所述凈化爐整體結(jié)構(gòu)另外例子的說明圖。
圖5是表示所述凈化爐整體結(jié)構(gòu)其他例子的說明圖。
圖6是表示以往高溫用凈化爐整體結(jié)構(gòu)一例的說明圖。
圖7是表示所述凈化爐在高溫運轉(zhuǎn)中的顆粒測定結(jié)果的說明圖。
圖8是表示以往的通常熱處理溫度凈化爐在程序運轉(zhuǎn)時試驗室內(nèi)清潔度的說明圖。
圖中1—入口框(結(jié)構(gòu)部件)，2—襯墊(密封部件)，3—過濾器，4—送風機，5—循環(huán)路徑，6—熱處理室，7—出口框(隔壁部件)，8—抽氣口(間隙氣體抽出機構(gòu)，間隙氣體導(dǎo)入機構(gòu))，11—排氣口(間隙氣體抽出機構(gòu))，12—排氣管(間隙氣體抽出機構(gòu))，13—排氣送風機(間隙氣體抽出機構(gòu))，71—間隙部分，82、83—管子(間隙氣體抽出機構(gòu)，間隙氣體導(dǎo)入機構(gòu))，84—返程送風機(間隙氣體抽出機構(gòu)，間隙氣體導(dǎo)入機構(gòu))，100—凈化爐(熱處理裝置)。
凈化爐100，是在作為結(jié)構(gòu)部件的入口框1處、通過作為密封部件的襯墊2安裝過濾器3并從具有送風機4的熱處理用的氣體循環(huán)路徑5、使氣體通過過濾器3后進入到熱處理室6內(nèi)的裝置，具有作為隔壁部件的出口框7和作為間隙氣體抽出機構(gòu)、間隙氣體導(dǎo)入機構(gòu)的抽氣口8。熱處理室6及循環(huán)路徑5，由成為絕熱壁內(nèi)側(cè)壁面的爐體101圍起來，并在循環(huán)路徑5內(nèi)配置有熱處理用的加熱器9。
另外，本實施例的凈化爐是能升溫到500℃的高溫用的裝置，并設(shè)有(由未圖示的風門能進行轉(zhuǎn)換)室內(nèi)速冷用的冷卻器10。為加熱并用于進行熱處理而循環(huán)的氣體，是空氣或作為惰性氣體的富氮空氣等、要與被熱處理的對象物和熱處理溫度相對應(yīng)地使用。
過濾器3的周圍用圍框31圍起來，循環(huán)氣體如箭頭所示，通過除了其邊緣31a之外的中央部分。襯墊2夾裝在圍框的邊緣31a全周上與入口框1之間。
出口框7用于把包括襯墊2在內(nèi)的熱處理室6一側(cè)所產(chǎn)生的間隙部分71與熱處理室6隔開。即由于襯墊2把熱處理室6與其入口處的循環(huán)路徑5的一部分之間進行了密封，所以在熱處理室6一側(cè)也形成了間隙部分，在本實施例中，該間隙部分71是由襯墊2、與襯墊直接接觸的入口框1及過濾器3的圍框31的邊緣31a、圍框31、凈化爐100的爐體101及熱處理室6與循環(huán)路徑5之間的隔板102等、以過濾器3為主、在上下左右部分的四周形成，出口框7是以隔開該部分而圍起來的。因此，該部分與熱處理室6之間沒有形成密封，但通路部分變得比較狹窄。
并且，隔壁部件不一定要設(shè)置在

圖1所示的出口框1的位置上，只要是隔開包括襯墊2在內(nèi)間隙部分的部件，也可以使用能隔開成更狹窄的部件。
抽氣口8作為能抽出間隙部分71的氣體的間隙氣體抽出機構(gòu)及導(dǎo)入機構(gòu)，在本實施例中，以抽出間隙部分的氣體后導(dǎo)入到循環(huán)路徑5內(nèi)送風機4的吸入側(cè)的方式而形成。即在本實施例的凈化爐100中，在隔板102側(cè)形成間隙部分71的一部分，由于該部分面向送風機4的吸入側(cè)，因此，把間隙氣體抽出并導(dǎo)入機構(gòu)作為最簡單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成了僅形成了開口的抽氣口8。
再有，為了能調(diào)整該部分的大小也可以設(shè)置由雙點劃線所表示的具有節(jié)流功能的滑動板81。這樣一來，調(diào)整送風機吸入側(cè)的回流氣體量就能用最小量的氣體以相當?shù)母怕饰霃囊r墊2上產(chǎn)生的顆粒。
以上所述的凈化爐100實施下述運轉(zhuǎn)可發(fā)揮其作用及效果。
在熱處理室6內(nèi)如圖中雙點劃線所示，作為熱處理的對象物，由液晶玻璃基板等構(gòu)成的基板W被多層地重疊裝載在框組合結(jié)構(gòu)的盒體200內(nèi)。然后使送風機4及加熱器9運轉(zhuǎn)，空氣或被調(diào)整了濃度的富氮氣體等氣體，從循環(huán)路徑5開始經(jīng)由過濾器3并經(jīng)過熱處理室6進行循環(huán)。另外，當熱處理結(jié)束后加熱器9停止運轉(zhuǎn)，這時冷卻器10開始運轉(zhuǎn)。
在這樣的運轉(zhuǎn)中的熱處理室6內(nèi)的溫度，由通常程序進行控制。即，在該運轉(zhuǎn)中例如如圖2及圖7所示，先預(yù)熱到100℃、然后再把溫度升到400℃左右的熱處理溫度、將基板W加熱到升溫后的熱處理溫度、再使溫度降到200℃以下冷卻等的各個運轉(zhuǎn)，均是在適當?shù)纳⒔禍厮俣燃皽囟缺３謺r間下進行的。
當以這樣的方式對加熱氣體進行循環(huán)時，在升溫及降溫時，由于構(gòu)成熱處理裝置的各機器和部件其形狀、尺寸、熱容量及與氣體接觸的情況等不同，因此溫度變化狀態(tài)也各有不同，另外，由于這些部件由不銹鋼材料制成，要分別選擇適合其各自部分的材料，其種類也有所不同而使得膨脹系數(shù)有相當程度的不同，因此各自的變形量不一樣，這樣在各自部分上會產(chǎn)生相對變位。
其結(jié)果是，在襯墊2的一部分上與這些接觸的入口框1和過濾器3的圍框31之間產(chǎn)生了不相等的變形，并使襯墊2上受到如前所述的壓縮力和剪切力等，這樣就會在襯墊內(nèi)部產(chǎn)生對應(yīng)于這些力的應(yīng)力及應(yīng)變，因而來自襯墊2的那些細微成份的顆粒會飛散。
這時，由于在本實施例的裝置上在間隙部分71處設(shè)置了抽氣口8，所以在間隙部分71中的氣體會產(chǎn)生從熱處理室6流向循環(huán)路徑5的送風機吸入側(cè)的氣流，在產(chǎn)生顆粒時，這些顆粒因氣流的作用從間隙部分71通過抽氣口8排出，并由送風機4送出后再次通過過濾器3。其結(jié)果，顆粒被過濾器3過濾。而且不會從間隙部分71排放到熱處理室6一側(cè)。
圖2表示的是上述的凈化爐100經(jīng)運轉(zhuǎn)試驗測定的顆粒發(fā)生狀態(tài)的結(jié)果。
在該試驗中使用的凈化爐具有下述的規(guī)格基板處理方式分批(間歇)式處理能力20片/1次最高熱處理溫度500℃加熱器輸出54.6W過濾器形式特殊耐熱過濾器襯熱材質(zhì)無機質(zhì)纖維抽氣口8的尺寸直徑80mm×4個該凈化爐除了具有抽氣口8這點外與圖7中表示的運轉(zhuǎn)結(jié)果基本相同。根據(jù)圖2及圖7的測定結(jié)果，在未設(shè)置抽氣口8的通常結(jié)構(gòu)的凈化爐中，粒徑為0.3μm以上的顆粒在升溫時T1及降溫時T3的情況下每1cf大幅度超過50個，粒徑為0.5μm以上的顆粒也接近50個，而且粒徑為1.0μm以上的顆粒也有相當?shù)臄?shù)量，與此相反，在設(shè)置有應(yīng)用本發(fā)明的本實施例抽氣口8的裝置中，即使是粒徑為0.3μm以上的顆粒其數(shù)量也在50個以下，整體來看顆粒的個數(shù)是圖7所示的情況的一半左右或下降到一半以下。
在這些圖2及圖7的運轉(zhuǎn)中，升溫速度及不導(dǎo)入空氣下使用冷卻器11進行速冷時的降溫速度大約都是8℃/min，成為如圖8所示的以往通常溫度運轉(zhuǎn)下升溫速度約6℃/min的1.3倍以上，這樣就形成了顆粒發(fā)生量變多的條件，但在本實施例的裝置中如上記所述的能使試驗室內(nèi)的顆粒數(shù)成為相當?shù)偷闹?。因此，使用本發(fā)明的圖1所示的裝置，在極其簡單的結(jié)構(gòu)下即使是升溫速度很快的凈化爐、也能減少帶入到熱處理室6內(nèi)的顆粒量，并能保持其良好的清潔度。另外，在通常熱處理溫度的裝置上更能使清潔度具有充裕的水平程度。
并且，在間隙部分71中，由于把過濾器3的圍框31與出口框7的間隙留的比較小，所以設(shè)置了80mm比較大口徑的抽氣口8，但通過抽氣口的氣體流量約是2～3m3/min，是循環(huán)空氣量的約3～5％的很少量。因此，即使設(shè)置這樣的氣體回流系統(tǒng)不會影響凈化爐的性能。
(其他實施例)圖3表示了應(yīng)用本發(fā)明凈化爐的其他的例子。
本例中的凈化爐與圖1所示的相比較，在抽氣口8位置的上流一側(cè)設(shè)置了送風機4、并從抽氣口8到送風機吸入一側(cè)設(shè)置了管子82這點上有所不同。本例的凈化爐可獲得與圖1所示的凈化爐完全一樣的作用和效果。
圖4表示了應(yīng)用本發(fā)明凈化爐的另外的例子。
在本例的凈化爐中，由于送風機4離開圖1及圖3所示的抽氣口8的位置，很難使間隙部分71的氣體返回到循環(huán)路徑5內(nèi)的送風機4的吸入側(cè)，所以把抽氣口8設(shè)置在上方的爐體101上，并配置了管子83及回程送風機84，使間隙部分71的氣體可返回循環(huán)路徑中過濾器3的上游一側(cè)。在本例的凈化爐中，雖然需要回程送風機84，但由于它的容量很小，所以對電的消耗及安裝成本也影響不大。
圖5表示的是適用本發(fā)明凈化爐的其他的例子。
在本例的凈化爐中，不是使間隙部分71的氣體再一次返回到循環(huán)路徑5內(nèi)，與圖4的裝置同樣是在上方的爐體101上設(shè)置排氣口11及從此處導(dǎo)出的排氣管12，通常，凈化爐是從所設(shè)置的凈化室或由此延伸的配管向外部的大氣中排放氣體。并且熱處理室6內(nèi)由于形成了具有通常程度的正壓，所以氣體不會從外部流入，但為了進行完全的排氣，如圖中雙點劃線所示也可以設(shè)置排氣送風機13。該排氣送風機也同樣可以是小容量。
如使用本實施例裝置，由于攝入與循環(huán)氣排放量相應(yīng)的氣體，所以僅僅是產(chǎn)生熱損失。但是，在液晶玻璃基板等熱處理對象物上，為了降低用于在基板上形成電路而使用的光致抗蝕劑和各種溶劑中產(chǎn)生的升華性氣體等的濃度，要時常進行換氣，在這樣的裝置中可把來自排氣口8的排氣作為換氣氣體的一部分使用。
(發(fā)明效果)根據(jù)如上所述的本發(fā)明，在本發(fā)明之1的發(fā)明中，在熱處理裝置的結(jié)構(gòu)部件上、通過夾入密封部件安裝過濾器、并且使氣體從具有送風機的熱處理用氣體的循環(huán)路徑經(jīng)過過濾器進入到熱處理室內(nèi)，在這樣的熱處理裝置上，由于設(shè)置了把在包括密封部件的熱處理室一側(cè)所產(chǎn)生的間隙部分從熱處理室隔開的隔壁部件，因此在間隙部分與熱處理室之間能防止氣體的自由導(dǎo)通。
而且，由于設(shè)置了能抽出間隙部分氣體的間隙氣體抽出機構(gòu)，所以，可利用隔壁部件使來自與間隙部分隔開的熱處理室的少量氣體一邊進入一邊抽出隙間部分的氣體。即，能夠使間隙部分進行換氣。
另一方面，由于間隙部分包括有密封部件，因此，當熱處理裝置運轉(zhuǎn)、并在運轉(zhuǎn)狀態(tài)成為升溫過程和降溫過程時，熱處理裝置的結(jié)構(gòu)部件及過濾器的結(jié)構(gòu)部件會產(chǎn)生不相等的變形而在密封部件上產(chǎn)生各種應(yīng)力及變形，因此會從密封部件上產(chǎn)生的具有灰塵成份的顆粒并進入到間隙部分內(nèi)。這時，如上所述，由于能使間隙部分進行換氣，所以通過換氣能把這樣的顆粒從間隙部分內(nèi)排除掉。其結(jié)果能很好地保持熱處理室內(nèi)的清潔度。而且，能使對凈化環(huán)境有較高要求的半導(dǎo)體產(chǎn)品等在清潔度良好的環(huán)境下進行熱處理。
在本發(fā)明之2的發(fā)明中，由于把隙間氣體抽出機構(gòu)作為能把氣體導(dǎo)入到循環(huán)路徑內(nèi)的間隙氣體導(dǎo)入機構(gòu)，所以能使該氣體再度通過過濾器進入到熱處理室內(nèi)。其結(jié)果是用過濾器捕捉從襯墊上產(chǎn)生的并進入到間隙部分內(nèi)的顆粒。而且能使熱處理室保持凈化的環(huán)境。這種情況下，由于從間隙部分抽出的氣體被回收到循環(huán)路徑內(nèi)，所以在不會產(chǎn)生熱損失的同時，也無需補充氣體。其結(jié)果是不會影響熱處理裝置的熱效率，另外，根據(jù)簡單的結(jié)構(gòu)能夠處理由襯墊上產(chǎn)生的顆粒。
在本發(fā)明之3的發(fā)明中，由于是把所述的間隙氣體導(dǎo)入機構(gòu)作為可把氣體導(dǎo)入到循環(huán)路徑中的送風機吸入一側(cè)的結(jié)構(gòu)，所以能夠使間隙部分的氣體依靠送風機的吸入力返回到循環(huán)路徑內(nèi)。其結(jié)果是在具備所述作用及效果的基礎(chǔ)上，在間隙部分設(shè)置與送風機吸入側(cè)導(dǎo)通的導(dǎo)通口，或設(shè)置用于使其導(dǎo)通的管子這樣的極其簡單的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種熱處理裝置，在結(jié)構(gòu)部件上、通過夾入密封部件安裝過濾器、并且從具有送風機的熱處理用氣體的循環(huán)路徑、經(jīng)過所述過濾器使所述氣體進入到熱處理室內(nèi)，其特征在于設(shè)置有把在包括所述密封部件的熱處理室一側(cè)所產(chǎn)生的間隙部分從所述熱處理室隔開的隔壁部件，和能抽出所述間隙部分的氣體的間隙氣體抽出機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理裝置，其特征在于所述隙間氣體抽出機構(gòu)，也是能把所述間隙部分的氣體導(dǎo)入到所述循環(huán)路徑內(nèi)的間隙氣體導(dǎo)入機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱處理裝置，其特征在于所述間隙氣體導(dǎo)入機構(gòu)，能把所述氣體導(dǎo)入到所述循環(huán)路徑中的所述送風機吸入側(cè)。
全文摘要
一種具有過濾器排塵處理功能的熱處理裝置，凈化爐是在入口框(1)處通過夾入襯墊(2)安裝過濾器(3)、并使氣體從具有送風機(4)的熱處理用氣體循環(huán)路徑(5)經(jīng)過過濾器(3)進入到熱處理室(6)內(nèi)的裝置，具有將在襯墊的室內(nèi)側(cè)形成的間隙部分(71)隔開的出口框(7)和通過送風機(4)吸入側(cè)的抽氣口(8)。來自出口框(7)與過濾器(3)的圍框(31)之間的室內(nèi)氣體會時常進入到間隙部分(71)內(nèi)并從抽氣口(8)通過循環(huán)路徑(5)被送風機(4)吸入，當升降溫、襯墊(2)因受到應(yīng)力而排塵時，這些塵埃從間隙部分被排出而不會進入到槽內(nèi)。這種凈化爐不會使從襯墊部分產(chǎn)生的顆粒進入到熱處理室內(nèi)并使其保持良好的清潔度。
文檔編號F27D7/04GK1450008SQ0214269
公開日2003年10月22日 申請日期2002年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
發(fā)明者長野由龜雄, 金森郁夫 申請人:愛斯佩克株式會社