| 【発明の名称】 |
真空加熱装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】阿部 泰三
【氏名】阿部 英之
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| 【要約】 |
【課題】電子部品用基板の加熱装置として、減圧処理、加熱処理および冷却処理の各工程をそれぞれ別個の室で行うことにより全体の処理工程時間の短縮を可能とする真空加熱装置を提供する。
【解決手段】真空加熱室１と、この真空加熱室１とゲートバルブ４を介して真空加熱室１の下方に連通するように設けた冷却室を兼ねる排気室１１と、上記真空加熱室１を覆うようにその外周に配置したヒータユニットのような加熱手段７と、上記真空加熱室１および上記冷却室を兼ねる排気室１１に配管された排気装置２１、２５、３５、３７と、上記冷却室を兼ねる排気室１１の内部側壁周囲に配置した冷却手段１４と、上記真空加熱室１と上記冷却室を兼ねる排気室１１との間で被熱処理物品２を載せたカセット３を移動させる駆動手段２４とを備えている真空加熱装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 カセットに収容した被熱処理物品を加熱処理する装置であって、真空加熱室と、この真空加熱室の下方に真空加熱室とゲートバルブを介して連通して設けた冷却室を兼ねる排気室と、上記真空加熱室を覆うようにその外周に配置した加熱手段と、上記真空加熱室および上記冷却室を兼ねる排気室に配管された排気装置と、上記冷却室を兼ねる排気室の内部側壁周囲に配置した冷却手段と、上記真空加熱室と上記冷却室を兼ねる排気室との間で被熱処理物品を収容したカセットを移動させる駆動機構と、を備えていることを特徴とする真空加熱装置。
【請求項２】 カセットに収容した被熱処理物品を加熱処理する装置であって、真空加熱室と、この真空加熱室の下方に真空加熱室とゲートバルブを介して連通して設けた排気室と、この排気室の一方側にゲートバルブを介して連通して設けたカセット導入室と、他方側にゲートバルブを介して連通して設けた冷却室と、上記真空加熱室を覆うようにその外周に配置した加熱手段と、上記各室に配管された排気装置と、上記冷却室の内部側壁周囲に配置した冷却手段と、上記真空加熱室と上記排気室および上記排気室とその両側に設けたカセット導入室と冷却室との間で被熱処理物品を収容したカセットを上下または左右に移動させる駆動機構と、を備えていることを特徴とする真空加熱装置。
【請求項３】 カセットに収容した被熱処理物品を加熱処理する装置であって、真空加熱室と、この真空加熱室の下方に真空加熱室とゲートバルブを介して連通して設けた排気室と、この排気室の両側または三方側面にゲートバルブを介して連通して設けた冷却室と、上記真空加熱室を覆うようにその外周に配置した加熱手段と、上記各室に配管された排気装置と、上記冷却室のそれぞれ内部側壁周囲に配置した冷却手段と、上記真空加熱室と上記排気室および上記排気室とその両側または三方側面に設けた冷却室との間で被熱処理物品を収容したカセットを上下または左右に移動させる駆動機構と、を備えていることを特徴とする真空加熱装置。
【請求項４】 上記真空加熱室が石英製の真空加熱室であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかの項に記載の真空加熱装置。
【請求項５】 上記加熱手段が断熱材内に発熱体を組み込んだヒータユニットであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかの項に記載の真空加熱装置。
【請求項６】 上記冷却室における冷却手段が板体に循環パイプをジグザグに組み込み、この循環パイプ中に冷却水を循環させるようにした冷却板であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかの項に記載の真空加熱装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶ディスプレイ素子、プラズマディスプレイ素子、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）素子やその他種々の電子部品等の被熱処理物品を効率よく真空加熱処理するための真空加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記のような被熱処理物品を加熱処理するに当たっては、（１）被熱処理物品をステンレスのような金属製真空槽に入れ、減圧後この金属製真空槽の外周に配置した加熱装置によって上記真空槽内の被熱処理物品を加熱するという外熱式の加熱装置による方法、あるいは（２）ステンレスのような金属製真空槽内に複数の加熱板を入れ、このそれぞれの加熱板上に被熱処理物品を載せて減圧後加熱する内熱式の加熱装置による方法などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した（１）の加熱装置では真空槽内の被熱処理物品を５００℃程度に加熱しようとすると、真空槽の温度は６００〜７００℃になるため、加熱前の室温から６００〜７００℃となる間でのヒートサイクルによって、真空槽を構成している材料の金属疲労が起こり、真空槽の劣化、溶接部分の割れなどが発生する恐れがある。また、これによって真空槽を加熱する際のエネルギーを無駄に消費するという問題が派生する。
【０００４】また、（２）の加熱装置にあっては、真空槽内に配置した加熱板上に被熱処理物品を一枚ずつ載せて加熱するので、被熱処理物品の処理枚数が少なく、従って生産効率が悪いという欠点がある。さらに、上記した両装置とも真空槽内の被熱処理物品加熱部位以外にも熱が逃げるため加熱の効率が悪く、さらに加熱終了後の被熱処理物品を真空槽内で冷却させるので、被熱処理物品だけでなくヒータ及び真空槽をも冷却することになるため、冷却に非常に時間を要して効率が悪いという問題が指摘されている。
【０００５】上記に鑑みて、この発明は被熱処理物品の真空加熱室での加熱を外熱式とし、この加熱前の減圧処理工程、加熱後の冷却処理工程を何れも上記真空加熱室とは別個の室で独立して実施するようにしたことによって、従来の加熱装置に比べて加熱処理全体の工程の短縮化と効率化を可能とする被熱処理物品の真空加熱装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に記載の発明は、カセットに収容した被熱処理物品を加熱処理する装置であって、真空加熱室と、この真空加熱室の下方に真空加熱室とゲートバルブを介して連通して設けた冷却室を兼ねる排気室と、上記真空加熱室を覆うようにその外周に配置した加熱手段と、上記真空加熱室および上記冷却室を兼ねる排気室に配管された排気装置と、上記冷却室を兼ねる排気室の内部側壁周囲に配置した冷却手段と、上記真空加熱室と上記冷却室を兼ねる排気室との間で被熱処理物品を収容したカセットを移動させる駆動機構と、を備えている被熱処理物品の真空加熱装置を特徴とするものである。
【０００７】請求項２に記載の発明は、カセットに収容した被熱処理物品を加熱処理する装置であって、真空加熱室と、この真空加熱室の下方に真空加熱室とゲートバルブを介して連通して設けた排気室と、この排気室の一方側にゲートバルブを介して連通して設けたカセット導入室と、他方側にゲートバルブを介して連通して設けた冷却室と、上記真空加熱室を覆うようにその外周に配置した加熱手段と、上記各室に配管された排気装置と、上記冷却室の内部側壁周囲に配置した冷却手段と、上記真空加熱室と上記排気室および上記排気室とその両側に設けたカセット導入室と冷却室との間で被熱処理物品を収容したカセットを上下または左右に移動させる駆動機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】請求項３に記載の発明は、カセットに収容した被熱処理物品を加熱処理する装置であって、真空加熱室と、この真空加熱室の下方に真空加熱室とゲートバルブを介して連通して設けた排気室と、この排気室の両側または三方側面にゲートバルブを介して連通して設けた冷却室と、上記真空加熱室を覆うようにその外周に配置した加熱手段と、上記各室に配管された排気装置と、上記冷却室のそれぞれ内部側壁周囲に配置した冷却手段と、上記真空加熱室と上記排気室および上記排気室とその両側または三方側面に設けた冷却室との間で被熱処理物品を収容したカセットを上下または左右に移動させる駆動機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】請求項４に記載の発明は、上記請求項１乃至３の何れかの項において、上記真空加熱室が石英製の真空加熱室であることを特徴とする。
【００１０】請求項５に記載の発明は、上記請求項１乃至４の何れかの項において、上記加熱手段が断熱材内に発熱体を組み込んだヒータユニットであることを特徴とするものである。
【００１１】さらに、請求項６に記載の発明は、上記請求項１乃至５の何れかの項において、上記冷却室における冷却手段が板体に循環パイプをジグザグに組み込み、この循環パイプ中に冷却水を循環させるようにした冷却板であることを特徴とするものである。
【００１２】上記請求項１に記載の真空加熱装置によれば、被熱処理物品の減圧処理、加熱処理、冷却処理の各工程をそれぞれ別個の室で連続して行うようにしたことで、例えば加熱処理後に真空加熱室の温度を極端に下げる必要がなくなるなどから、上記した加熱処理後に真空槽と被熱処理物品の両方を冷却しなければならない従来の装置に比べて全体の処理時間を著しく短縮することができる。また、真空加熱室での処理を外熱加熱としたことにより、真空加熱室内部にヒータ等の設置物がなくなり、被熱処理物品のみのクリーンな環境下で加熱処理を行うことができるので加熱処理された物品をより高精度のものとして得ることができる。
【００１３】請求項２に記載の真空加熱装置によれば、被熱処理物品を真空加熱室下方の排気室で高真空排気する前に、この排気室に連通するカセット導入室にて低真空排気および高真空排気を行うことによって、大気におけるガスの吸着を除去して被熱処理物品の高真空排気を十分に行うことができるので、上記した請求項１による効果をさらに顕著なものとすることができる。
【００１４】請求項３に記載の真空加熱装置によれば、真空加熱室下方の排気室の両側または三方側面にゲートバルブを介して排気室に連通する冷却室を設けたので、被熱処理物品の真空加熱室での加熱時間よりも長い時間を要する冷却工程を二または三室とした冷却室を交互に用いて実施することができ、上記した請求項１および２による効果をさらに大きく向上させることができる。
【００１５】請求項４によれば、請求項１乃至３における真空加熱室を石英製の真空加熱室としたことにより、石英が赤外線を透過する性質から輻射熱の透過によって十分に被熱処理物品を加熱処理することができるので、金属製の真空容器に比べて外熱加熱の際の加熱温度を低く設定することができ、上記した請求項１乃至３による効果のほかにエネルギー消費量を抑えることができるのである。
【００１６】請求項５によれば、真空加熱室内のカセットに収容されている被熱処理物品を外熱加熱する際の加熱手段として、断熱材内に発熱体を組み込んだヒータユニットを用いることで、ヒータからの熱を真空加熱室の壁面に集中させることができ、真空加熱室の昇温時間を短縮でき、生産性の向上、コストの低減を実現することができる。
【００１７】請求項６によれば、冷却室での冷却手段として、冷却板にジグザグ状に組み込んだ循環パイプ中に冷却水を送水するようにしたので、最も時間を要する冷却工程を著しく短縮することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の真空加熱装置をその一実施形態を示す図に基づいて詳細に説明する。図１の加熱装置Ａは、円筒形状の真空加熱室１、この真空加熱室１を覆うようにその外周に配置した加熱手段７および上記真空加熱室１に連通して設置されている排気室１１とから構成されている。
【００１９】上記真空加熱室１の材質としては、特に限定されず、従来のステンレス製でも差し支えないが、真空加熱室１の外周近くに真空加熱室１を覆うように配置される加熱手段７からの加熱時に輻射熱を十分に透過させることができ、真空加熱室１内での熱分布が均一となってステンレス製よりも被熱処理物品の加熱効率のよい石英製とすることがより好ましい。
【００２０】また、真空加熱室１を覆うようにその外周に配置される加熱手段７としては、例えばセラミックファイバーのような断熱材よりなるブロック状または半円形状の成形体９にニッケル−クロム線、鉄−クロム−アルミニウム線、二珪化モリブデン線のような発熱体８を埋め込んだ図２（ａ）、（ｂ）に示すような形状のヒータユニットが使用される。なお、１０はこのヒータユニット７に電源リード線を接続する際の端子部である。
【００２１】上記排気室１１には真空排気のための真空ポンプ２１およびターボ分子ポンプ２５がそれぞれバルブ２２、２６を介して接続されている。さらに不活性ガス導入用リークバルブ１８、排気用バルブ１９が接続されている。また、真空加熱室１内を排気する排気装置としては、該真空加熱室１下方の中空のスルースリング５にバルブ３６を介して真空ポンプ３５、バルブ３８を介してターボ分子ポンプ３７が接続され、さらにリークバルブ３９、排気用バルブ４０が接続されている。そしてこれらによって、真空加熱室１と排気室１１は同じ雰囲気とすることができるようになっている。なお、１２は上記排気室１１と大気との間を仕切るゲートバルブであり、加熱処理前後の被熱処理物品２を載せたカセット３の搬入、搬出はこのゲートバルブ１２の開閉により行われる。
【００２２】また、上記排気室１１の下方には、モータのような駆動機構２４が配置されており、排気室内で減圧処理された被熱処理物品２を載せたカセットの真空加熱室への移送、さらに真空加熱室で加熱処理された被熱処理物品２の排気室への移送を行うものである。
【００２３】さらに、上記排気室１１は、真空加熱室１内で加熱処理された被熱処理物品の冷却室１１としても使用されるため、その内部外周に冷却手段１４が配置されている。この冷却手段１４は図３に示すように、冷却水循環パイプ１５をジグザグ状に内部に埋め込んだ冷却板１４であり、該排気室１１の各側壁に配置されていて、冷却水は矢印１６のように下方からパイプ中を流れるようになっている。
【００２４】以下、上記した構成よりなる図１の真空加熱装置Ａの動作を被熱処理物品としてガラス基板を用いて説明する。まず、カセット３の両側面の溝部３ａ、３ａに嵌め込むようにして複数枚のガラス基板２、２・・・をセットしたカセット３を真空加熱室１の下方にゲートバルブ４を介して連通して設けた排気室１１内にゲートバルブ１２を開けて装入する。
【００２５】次に、上記排気室１１内に接続している配管のバルブ２２を開け、真空ポンプ２１を作動し真空計２３にて測定しつつ排気室１１内を１０-3Ｔｏｒｒ程度まで真空排気する。その後、バルブ２２を閉め、バルブ２６を開けてターボ分子ポンプ２５によりさらに真空排気し、真空計２８で測定しながら１０-6〜１０-7Ｔｏｒｒ程度の減圧にするとともに、排気室１１内のガラス基板２、２・・・を清浄にする。同時に真空加熱室１内もバルブ３６を開けて真空ポンプ３５により、さらにバルブ３８を開けてターボ分子ポンプ３７により上記排気室１１と同程度まで真空排気する。
【００２６】真空排気後バルブ２６、３８を開けたまま、排気室１１の下方に設置されているモータのような駆動機構２４の先端を排気室１１内のカセット３に接触させ、駆動機構２４の作動によりカセット３を押し上げ、ゲートバルブ４を開け、その上の中空スルースリング５を通って真空加熱室１内に装着する。かくして、カセット３を真空加熱室１内に装着後、真空加熱室１の外側周囲に近接した位置に配置されている加熱手段（ヒータユニット）７に通電して真空加熱室１内のガラス基板２、２・・・を５００℃で約３時間加熱する。
【００２７】一方、上記の加熱時間が終わりに近づいてきたら、真空加熱室１下方の真空雰囲気の排気室１１内の側壁周囲に配置されている冷却手段、即ち冷却板１４内にジグザグに埋め込まれている循環パイプ１５に冷却水を循環させて排気室１１を冷却室１１とする作業を行う。
【００２８】上記真空加熱室１内での上記の加熱時間が経過したら、ヒータユニット７の通電を止め、そのまま真空雰囲気の真空加熱室１内にて加熱処理されたガラス基板２、２・・・を３００〜４００℃程度まで放冷させる。
【００２９】これは、５００℃近辺で約３時間の加熱処理をしたガラス基板２、２・・・を直ちに冷却水を循環させている冷却室に移した時に生ずる恐れのある急激な熱ショックによるガラス基板２の変質を避けるためである。
【００３０】次いで、真空加熱室１内で３００〜４００℃程度まで放冷させたガラス基板２、２・・・を載せたカセット３を、ゲートバルブ４を開けて駆動機構２４により真空雰囲気の冷却室１１内に移送する。その後、ゲートバルブ４を閉めて冷却水を循環させている冷却室１１内で冷却を続ける。ガラス基板２、２・・・の温度が１００〜２００℃程度にまで下がったら、冷却室１１に配管されているターボ分子ポンプ３７のバルブ３８を閉め、リークバルブ１８を開いて冷却室１１内にアルゴン、窒素などの不活性ガスを導入して冷却室１１内を大気圧に戻したうえ室温程度まで冷却する。この冷却終了後、ゲートバルブ１２を開けてカセット３をこの装置系外へ搬出することによりガラス基板２、２・・・の加熱処理は終了する。なお、上記の冷却に要する時間は約３〜４時間である。
【００３１】図４はこの発明の真空加熱装置の他の実施形態を示す構成図である。上述の図１の装置Ａと異なるのは排気室と冷却室の構成である。図１の装置Ａでは真空加熱室１とゲートバルブ４を介して連通して設けた排気室１１が冷却室を兼ねる構成であったが、図４の装置Ｂでは真空加熱室１とゲートバルブ４を介して連通して設ける排気室に対し、カセット導入室と冷却室を排気室とは区分して別個に配置したものである。なお、図４において図１の装置Ａと同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略する。
【００３２】図４の加熱装置Ｂは、真空加熱室１の下方にゲートバルブ４を介して排気室１１ａが連通するように設けられ、この排気室１１ａの一方側（図においては右側）にカセット導入室１１ｂがゲートバルブ３１を介して接続されている。また、上記排気室１１ａの他方側には冷却室１３がゲートバルブ３２を介して接続されている。そして、３３はカセット導入室１１ｂと大気との間を仕切り、加熱処理される被熱処理物品２を載せたカセット３の搬入が行われるゲートバルブであり、３４は冷却室１３と大気との間を仕切り、加熱処理を終わった被熱処理物品２を載せたカセット３を搬出するゲートバルブである。
【００３３】上記のように真空加熱室１、排気室１１ａ、カセット導入室１１ｂ、冷却室１３および加熱手段７より構成される図４の装置Ｂにおいては、排気装置は上記の各室に配管されている。即ち、真空加熱室１にはその下方の排気室１１ａとの間を仕切るゲートバルブ４の上に位置する中空のスルースリング５にバルブ３６を介して真空ポンプ３５、バルブ３８を介してターボ分子ポンプ３７が接続され、さらにリークバルブ３９および排気用バルブ４０が接続されている。排気室１１ａには、バルブ２２を介して真空ポンプ２１、バルブ２６を介してターボ分子ポンプ２５が、さらにリークバルブ１８および排気用バルブ１９が接続されている。また、カセット導入室１１ｂにはバルブ４２を介して真空ポンプ４１、バルブ４４を介してターボ分子ポンプ４３、リークバルブ４５および排気用バルブ４６が接続され、冷却室１３にはバルブ４８を介して真空ポンプ４７、バルブ５２を介してターボ分子ポンプ５１、そしてリークバルブ５３および排気用バルブ５４が接続されている。
【００３４】なお、２４は真空加熱室１と排気室１１ａとの間でカセット３の上下動作を行う駆動機構であり、４９および５０は排気室１１ａとカセット導入室１１ｂおよび冷却室１３との間でカセット３の搬入、搬出動作を行う駆動機構である。
【００３５】この装置Ｂの基本的な動作は上述した図１の装置Ａとほぼ同じである。その動作を説明すると、まず、複数枚のガラス基板２、２・・・をセットしたカセット３をゲートバルブ３３を開けてカセット導入室１１ｂ内に装入する。そして、このカセット導入室１１ｂに接続している配管のバルブ４２を開け、真空ポンプ４１により該室１１ｂ内を１０-3Ｔｏｒｒ程度まで真空排気する。次いで、バルブ４２を閉め、バルブ４４を開けてターボ分子ポンプ４３によって１０-4〜１０-5Ｔｏｒｒ程度まで高真空排気してガラス基板を清浄にする。それと同時に、排気室１１ａはバルブ２２を開け、真空ポンプ２１により、さらにバルブ２６を開けてターボ分子ポンプ２５により高真空排気し、また真空加熱室１はバルブ３６を開け、真空ポンプ３５により、さらにバルブ３８を開けてターボ分子ポンプ３７により、それぞれ同程度まで高真空排気しておく。
【００３６】その後、バルブ３８を開けたまま、ゲートバルブ３１を開けて高真空排気されたカセット３をカセット導入室１１ｂから排気室１１ａ内に駆動機構４９によって移送し、さらに、排気室１１ａから該排気室１１の下方に設置されているモータのような駆動機構２４の作動によりカセット３を押し上げ、ゲートバルブ４を開け、その上の中空スルースリング５内を通って高真空排気されている真空加熱室１内にカセット３を装着する。その後、上述した図１の装置におけると同様にして真空加熱室１の外周に近接して配置されているヒータユニット７に通電して真空加熱室１内のガラス基板２、２・・・を加熱する。
【００３７】上記の加熱が終わったら、ヒータユニット７の通電を止め、そのまま高真空雰囲気の真空加熱室１内にて加熱処理されたガラス基板２、２・・・を３００〜４００℃程度まで放冷する。この放冷の間に冷却室１３はバルブ４８を開けて真空ポンプ４７により、さらにバルブ５２を開けてターボ分子ポンプ５１により高真空排気をしておくとともに、該室内の側壁周囲に配置されている冷却手段、即ち冷却板１４内の循環パイプ１５に冷却水を循環させておく。
【００３８】次に、上記真空加熱室１内で３００〜４００℃程度まで放冷させたガラス基板２、２・・・を載せたカセット３を、ゲートバルブ４の開閉と駆動機構２４の作動により高真空雰囲気に調整されている排気室１１ａに移送し、さらに排気室１１ａからゲートバルブ３２を開けて、既に冷却水を循環させている高真空雰囲気の冷却室１３内に駆動機構５０により移送する。そして、高真空雰囲気の冷却室１３内で１００〜２００℃程度まで冷却したのち、該冷却室１３に配管されているターボ分子ポンプ５１のバルブ５２を閉め、リークバルブ５３により不活性ガスを導入して大気圧雰囲気に戻して室温程度まで冷却する。その後、ゲートバルブ３４を開けてカセット３を系外へ搬出する。
【００３９】上記した図４の装置Ｂによれば、ガラス基板２、２・・・の排気工程、加熱工程、冷却工程をそれぞれ別々の室にて実施できるようにしたので、それぞれの工程で違いのある処理時間を調節することで、この一連の加熱処理工程を連続作業として実施することができるのである。
【００４０】図５は、この発明のさらに他の実施形態を示す加熱装置Ｃの構成図である。上述した図４の装置Ｂと異なるのは排気室と冷却室の構成である。図４の装置Ｂでは排気室１１ａにゲートバルブ３１を介してカセット導入室１１ｂおよびゲートバルブ３２を介して冷却室１３を設けた構成で、被熱処理物品の特性、寸法、用途その他の性質によって加熱前の被熱処理物品の高真空清浄度合いを特に要求される場合に対応した構成であったが、図５の装置Ｃでは排気室１１ａの両側にゲートバルブ３２、３２ａを介して二室の冷却室１３、１３ａを配置したものである。なお、図５において図４の装置Ｂと同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略する。
【００４１】図５の加熱装置Ｃは、真空加熱室１の下方にゲートバルブ４を介して連通するように設けた排気室１１ａの両側にゲートバルブ３２、３２ａを介して冷却室１３、１３ａが設けられている。そして、加熱処理される被熱処理物品２を載せたカセット３は、排気室１１ａの下方に大気との間を仕切るために設けられているゲートバルブで１２によって排気室１１ａに搬入される。３４、３４ａはそれぞれ冷却室１３、１３ａと大気とを仕切り、加熱処理を終わった被熱処理物品２を載せたカセット３を搬出するゲートバルブである。
【００４２】上記のように真空加熱室１、排気室１１ａ、冷却室１３、１３ａおよび加熱手段７より構成される図５の装置Ｃにおいては、排気装置は図４の装置Ｂにおけると同様に上記の各室に配管されている。即ち、真空加熱室１にはその下方の排気室１１ａとの間を仕切るゲートバルブ４の上に位置する中空のスルースリング５にバルブ３６を介して真空ポンプ３５、バルブ３８を介してターボ分子ポンプ３７が接続され、さらにリークバルブ３９および排気用バルブ４０が接続されている。排気室１１ａには、バルブ２２を介して真空ポンプ２１、バルブ２６を介してターボ分子ポンプ２５が、さらにリークバルブ１８および排気用バルブ１９が接続されている。また、冷却室１３と１３ａにはバルブ４８、４８ａを介して真空ポンプ４７、４７ａが、バルブ５２、５２ａを介してターボ分子ポンプ５１、５１ａが接続され、さらに、それぞれにリークバルブ５３、５３ａおよび排気用バルブ５４、５４ａが接続されている。
【００４３】なお、２４は真空加熱室１と排気室１１ａとの間でカセット３の上下作動を行う駆動機構であり、５０および５０ａは冷却室１３、１３ａで冷却処理の終わったカセット３の搬出動作を行う駆動機構である。
【００４４】この装置Ｃの基本的な動作は上述した図１および図４の装置Ｂとほぼ同じである。その動作を説明すると、まず、上述の図１の場合と同じようにして複数枚のガラス基板２、２・・・をセットしたカセット３をゲートバルブ１２を開けて排気室１１ａ内に装入する。そして、この排気室１１ａに接続している配管のバルブ２２を開け、真空ポンプ２１により該室１１ａ内を１０-3Ｔｏｒｒ程度まで真空排気したのち、バルブ２６を開け、ターボ分子ポンプ２５によって１０-6〜１０-7Ｔｏｒｒ程度の高真空排気をして清浄にするとともに該室１１ａ内のガラス基板２、２・・・を清浄にする。この排気室１１ａ内の真空排気と同時に、真空加熱室１も配管されている真空ポンプ３５およびターボ分子ポンプ３７によって同程度の高真空排気をしておく。
【００４５】その後、排気室１１ａの下方に設置されている駆動機構２４によりカセット３を押し上げ、ゲートバルブ４を開け、その上の中空スルースリング５内を通って高真空排気されている真空加熱室１内にカセット３を装着する。その後、上述した図１および図４の装置におけると同様にして真空加熱室１の外周に近接して配置されているヒータユニット７に通電して真空加熱室１内のガラス基板２、２・・・を加熱する。
【００４６】上記の加熱が終わったら、上記と同様にしてヒータユニット７の通電を止めた高真空下の真空加熱室１内にて加熱処理されたガラス基板２、２・・・を３００〜４００℃程度まで放冷する。この放冷の間に冷却室１３、１３ａのうち一方の冷却室、例えば冷却室１３を、配管されているバルブ４８を開けて真空ポンプ４７により、さらにバルブ５２を開けてターボ分子ポンプ５１により排気したのち、該室内の側壁周囲に配置されている冷却手段、即ち冷却板１４内の循環パイプ１５に冷却水を循環させておく。
【００４７】次に、真空加熱室１内で３００〜４００℃程度まで放冷させたガラス基板２、２・・・を載せたカセット３を、ゲートバルブ４を開き駆動機構２４の作動により高真空雰囲気の排気室１１ａに移送し、さらに排気室１１ａからゲートバルブ３２を開けて、既に冷却水を循環させている高真空下の冷却室１３内に駆動機構５０により移送する。そして、この冷却室１３内で冷却を続け、ガラス基板２、２・・・の温度が１００〜２００℃程度にまで下がったところで冷却室１３に配管されているターボ分子ポンプ５１のバルブ５２を閉め、リークバルブ５３から冷却室１３内に不活性ガスを導入して該室内を大気圧に戻し、室温程度まで冷却させる。その後、ゲートバルブ３４を開けてカセット３を系外へ搬出する。また、他方の冷却室１３ａは、続いて排気、加熱を行ったガラス基板２、２・・・を載せたカセット３の冷却時に上記と同様にして使用される。
【００４８】上記した図５の装置Ｃによれば、ガラス基板２、２・・・の排気工程、加熱工程、冷却工程をそれぞれ別々の室にて実施できるようにするとともに、冷却室を１３、１３ａと二室有する構成としたので、これらの加熱処理工程のなかでも最も時間を要する冷却工程を上記二室の冷却室を交互に用いて実施できることとなり、この一連の加熱処理工程を連続作業として実施することができるのである。
【００４９】図６は、この発明のさらに他の実施形態を示す加熱装置Ｄの概略構成図である。上述した図５の装置Ｃと異なるのは、図５の装置Ｃにおける二室の冷却室１３、１３ａに、さらに１３ｂの冷却室を設けて冷却室を三室構成としたことである。これにより、一連の加熱処理工程を繰り返し実施する場合において、最も時間を要する冷却工程を図５の装置Ｃにおけるよりもさらにスムースに進めることができ、より迅速な連続作業が可能である。なお、その動作は図５の装置Ｃの場合と同様であるから説明を省略する。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の真空加熱装置は、請求項１に記載の装置によれば、被熱処理物品の減圧処理、加熱処理、冷却処理の各工程をそれぞれ別個の室で行いながら、それらを連続して行うようにしたことで、加熱処理後に真空加熱室の温度を極端に下げる必要がなく、全体の処理時間を短縮することが可能である。また、真空加熱室での加熱処理を外熱加熱としたことで、真空加熱室内に被熱処理物品を載せたカセット以外には設置物がないので、クリーンな環境のもとで加熱処理が行え、高精度の加熱処理物品を得ることができる。
【００５１】請求項２に記載の装置によれば、被熱処理物品の真空加熱室での加熱処理に先立つ排気処理をカセット導入室、排気室によって十分に行うことで、真空加熱室での外熱加熱処理の際の加熱を均一に行うことができ、また冷却工程を独立した冷却室で行うことで、上記した請求項１による効果をさらに高精度なものとすることができる。
【００５２】請求項３に記載の装置によれば、排気室にゲートバルブを介して連通するように設けられる冷却室を二室または三室の構成としたことで、被熱処理物品の真空加熱室での加熱処理時間よりも長い時間を要する冷却工程を上記複数の冷却室を交互に用いて行うことができ、一連の加熱処理工程を繰り返し連続して、しかも高精度な加熱処理品を得ることができる。
【００５３】請求項４に記載の装置によれば、真空加熱室を赤外線を透過する性質を有する石英製としたことで、従来の金属製真空加熱室に比べて外部加熱温度を低く設定しながらも十分な加熱処理が可能であり、上記請求項１〜３における効果に加えて省エネルギー化に寄与するものである。
【００５４】また、請求項５の発明によれば、真空加熱室内での被熱処理物品の外熱処理を、その加熱手段として断熱材内に発熱体を組み込んだヒータユニットを用いることで真空加熱室の壁面を集中して加熱することができ、真空加熱室内の加熱時間の短縮により生産性の向上、コストの低減を図ることができる。
【００５５】さらに、請求項６の発明によれば、冷却室での冷却手段として、循環パイプをジグザグ状に組み込んだ冷却板を用い、該循環パイプ中に冷却水を循環させて冷却室に移送した被熱処理物品を冷却するようにしたので、最も時間を要する冷却工程の所要時間を著しく短縮することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９２０１２９５１
【氏名又は名称】アユミ工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年６月２３日（１９９９．６．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２９９３
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 浩 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−４２８２（Ｐ２００１−４２８２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１２日（２００１．１．１２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１７６７０２ |
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