(57)【要約】【課題】焼成室内でセッターの接触事故を防止することができ、且つ焼成室内の熱効率を向上させて消費電力を低下させることができるローラーハースキルンこれを用いた焼成方法を提供する。【解決手段】ローラーハースキルン１は、向かい合う一対の側壁１１、及び内部に配列された多数のローラー１７を有する焼成室５を備えるキルン７と、キルン７内の温度を制御する温度制御部３と、を備える、ローラーハースキルン１であって、被焼成物２５を載置するための板状のセッター２３を備え、このセッター２３は、周囲に角を有さない形状であり、これにより、このセッター２３が焼成室５内で搬送されるときに側壁１１に引っ掛からないようにし、且つ焼成室５の幅を比較的狭くできるようにされている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも向かい合う一対の側壁、及び内部に配列された多数のローラーを有する焼成室を備えるキルンと、
キルン内の温度を制御する温度制御部と、を備える、ローラーハースキルンであって、
被焼成物を載置するための板状のセッターを備え、このセッターは、周囲に角を有さない形状であり、これにより、このセッターが焼成室内で搬送されるときに前記側壁に引っ掛からないようにし、且つ焼成室の幅を比較的狭くできるようにした、ローラーハースキルン。
【請求項２】
前記セッターは、円形状又は楕円形状の板である、請求項１に記載のローラーハースキルン。
【請求項３】
前記焼成室の幅は、セッターの最大幅に２０ｍｍから１００ｍｍを加えた値である、請求項１又は２に記載のローラーハースキルン。
【請求項４】
少なくとも向かい合う一対の側壁、及び内部に配列された多数のローラーを有する焼成室を備えるキルンと、
キルン内の温度を制御する温度制御部と、を備える、ローラーハースキルンを用いた被焼成物の焼成方法であって、
被焼成物を板状のセッター上に載置し、このセッターをローラーの上に配置して焼成室内で搬送する工程を備え、
前記セッターは、周囲に角を有さない形状であり、これにより、このセッターが焼成室内で搬送されるときに前記側壁に引っ掛からないようにし、且つ焼成室の幅を比較的狭くできるようにした、ローラーハースキルンを用いた被焼成物の焼成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラーハースキルン及びこれを用いた焼成方法に関し、特に、特定の形状のセッターを用いて被焼成物を搬送するように構成されたローラーハースキルン及びこれを用いた焼成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体チップ等の被焼成物を焼成するためのローラーハースキルンが知られている。一般的に、ローラーハースキルンは、所定の長さを有する炉を備え、炉内には、搬送方向と直交する方向に延びる多数のローラーが敷設されている。そしてローラーハースキルンを用いて被焼成物を焼成する場合には、被焼成物をアルミナ等で形成されたセッター上に載置し、セッターをローラー上にセットし、多数のローラーを軸周りに回転させることで、セッター及びその上の被焼成物を下流側に向けて搬送する。そして被焼成物は、ローラーハースキルン内で、例えば１０００℃程度に加熱されて焼成される。このようなローラーハースキルンとしては、特許文献１に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８７８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、被焼成物をローラーハースキルン内に送り込むときに使用するセッターは、角型を有しており、その上面に被焼成物を配列させている。そしてローラーハースキルン内の焼成室は、方形形状または半円柱形状の空間を有しており、空間の底面には、幅方向に延びるローラーが配置されている。
【０００５】
そして、従来用いられていた角型のセッターによって焼成物をローラーハースキルン内で搬送するときには、セッターが搬送経路上を蛇行して進行することを考慮して、ローラーハースキルンは、焼成室の幅が比較的広くなるように設計されている。即ち、焼成室内のローラーは、或る程度の長さを有するものであるので、必ず軸方向に或る程度の撓みが発生してしまい、その撓み量は各ローラーによって異なる。従って、ローラーハースキルン方式の焼成装置においては、被焼成物の搬送時に必ずセッターが蛇行することを考慮した設計が行われている。
【０００６】
焼成室内で被焼成物を搬送する際にセッターが蛇行すると、セッターが焼成室の壁に接触してしまう。そしてセッターが焼成室の壁に接触したままローラーを駆動し続けると、セッターの角が焼成室の壁に引っ掛かってしまう。この状態で上流側から次のセッターが流れてくると、次のセッターが引っ掛かっているセッターに接触する事故が発生してしまう。そして焼成室内でセッターの接触事故が発生した場合、一旦、焼成室の加熱を停止・冷却し、焼成室内に散乱した被焼成物やセッターを回収する必要があった。また、セッターが側壁に引っ掛かって側壁が破損したような場合には、セッターが更に引っ掛かりやすくなるため、側壁をその都度修理する必要があった。
【０００７】
このような事故を防止すべく、ローラーの長さを長くして焼成室の幅を広くすることが考えられるが、焼成室の幅を広くすると、その分焼成室の容積が増す。そうすると、焼成室内を一定の温度に保つために必要な電力が著しく増加してしまい好ましくない。
【０００８】
そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、焼成室内でセッターの接触事故を防止することができ、且つ焼成室内の熱効率を向上させて消費電力を低下させることができるローラーハースキルン及びこれを用いた焼成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は、少なくとも向かい合う一対の側壁、及び内部に配列された多数のローラーを有する焼成室を備えるキルンと、キルン内の温度を制御する温度制御部と、を備える、ローラーハースキルンであって、被焼成物を載置するための板状のセッターを備え、このセッターは、周囲に角を有さない形状であり、これにより、このセッターが焼成室内で搬送されるときに側壁に引っ掛からないようにし、且つ焼成室の幅を比較的狭くできるようにされている。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、角を有さない形状のセッターを使用することにより、被焼成物の搬送時にセッターが蛇行して焼成室の側壁に接触したとしても、セッターが側壁に引っ掛かるのを防止することができる。これにより、セッターの蛇行を考慮せずに焼成室を設計することができるので、焼成室の幅を狭くすることができる。そして焼成室の幅を狭くすることにより、焼成室内の熱効率を向上させることができ、さらに、ローラーの長さを短くすることができるので、ローラーの撓みを抑制してセッターの蛇行を減らすことができる。
【００１１】
また、本発明において、好ましくは、セッターは、円形状又は楕円形状の板である。
【００１２】
また、本発明において、好ましくは、焼成室の幅は、セッターの最大幅に２０ｍｍから１００ｍｍを加えた値である。
【００１３】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、少なくとも向かい合う一対の側壁、及び内部に配列された多数のローラーを有する焼成室を備えるキルンと、キルン内の温度を制御する温度制御部と、を備える、ローラーハースキルンを用いた被焼成物の焼成方法であって、被焼成物を板状のセッター上に載置し、このセッターをローラーの上に配置して焼成室内で搬送する工程を備え、セッターは、周囲に角を有さない形状であり、これにより、このセッターが焼成室内で搬送されるときに側壁に引っ掛からないようにし、且つ焼成室の幅を比較的狭くできるようになっている。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、焼成室内でセッターの接触事故を防止することができ、且つ焼成室内の熱効率を向上させて消費電力を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態によるローラーハースキルンの側断面図である。
【図２】図１の図１のII-II断面の断面図である。
【図３】本発明の実施形態によるセッターを示す上面図である。
【図４】本発明の実施形態による、セッター及び被焼成物を被焼成室内で搬送するときの状態を示す、焼成室内の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態によるローラーハースキルンについて説明する。
図１は、ローラーハースキルンの側断面図であり、図２は、図１のII-II断面の断面図である。
【００１７】
まず、図１及び図２に示すように、ローラーハースキルン１は、温度制御部３によって所定の温度に保たれる焼成室５を備えるキルン７を備えている。キルン７内の焼成室５は、隔壁９によって複数の小部屋に分割されており、温度制御部３は、各小部屋の温度をそれぞれ調整するようになっている。
【００１８】
焼成室５は、向かい合う一対の側壁１１と、天井１３と、床１５とを備えており、一対の向かい合う側壁１１は、ほぼ垂直に延びている。一対の向かい合う側壁１１の間には、複数本のローラー１７が渡されている。焼成室５の各々の小部屋内には、小部屋内の温度を検出するための電熱対１９と、小部屋内を加熱する発熱体２１とが設けられている。発熱体２１としては、例えば小部屋内を１５００℃程度まで加熱できる炭化珪素発熱体を用いることができる。そして温度制御部３は、電熱対１９によって焼成室５内の温度をモニタリングしながら発熱体２１を制御し、これにより焼成室５内の温度を制御する。
【００１９】
焼成室５は、従来用いられていたローラーハースキルンよりも狭い幅を有しており、セラミックセッターの最大幅よりも２０ｍｍから１００ｍｍ程度長ければ足りる。そして円形又は楕円形状のセッターを用いた場合には、焼成室５の幅は、好ましくは、セッター最大幅すなわち、直径又は長径に２０ｍｍから１００ｍｍを加えた値とされる。また、焼成室５の高さは、２００ｍｍ程度である。
【００２０】
複数のローラー１７は、その軸が同一平面内で平行になるように配列されている。そして複数のローラー１７は、一対の側壁間１１に延びており、その両端は、焼成室５の側壁を貫通して延びる。複数のローラー１７は、約１００ｍｍ程度、焼成室５から突出している。そして複数のローラー１７の一端は、自由に回転できるように支持されており、他端は、軸周りに回転可能に支持されている。そして複数のローラー１７は、駆動制御部によって各々の軸周りに回転できるように構成されている。ローラー１７の外周は、一定の摩擦係数を有しており、軸周り回転することによって、ローラー１７の上に載置されたセッター２３を下流側に向けて搬送できるように構成されている。
【００２１】
図３は、セッターを示す上面図である。
図３に示すようにセッター２３は、円形状を有する板によって構成されている。セッター２３の形状としては、板状であり、且つ周囲に角がなく、搬送時に焼成室５の側壁１１に接触したとしても引っ掛からない形状であればどのような形状であってもよく、楕円形状等であってもよい。そしてこのようなセッター２３の上に被焼成物２５を載置して焼成室５内で搬送することにより、セッター２３が側壁１１に接触したとしてもセッター２３が側壁１１に引っ掛かるのを防止することができる。
【００２２】
図４は、セッター及び被焼成物を焼成室内で搬送するときの状態を示す、焼成室内の上面図である。
セッター２３及び被焼成物２５を焼成室５内で搬送するときには、仮にセッター２３が蛇行して側壁１１に接触したとしてもセッター２３が側壁１１に引っ掛かることはないので、従来用いられていた角形のセッター２３の使用時に比べると、セッター２３のローラー１７上の位置を気にする必要はない。また、セッター２３が側壁１１に接触すると、セッター２３が或る程度回転してしまう場合があるが、円板状のセッター２３を用いることによってセッター２３の回収時にセッター２３の方向合わせをする必要がなくなる。
【００２３】
次に、円板状のセッター２３の直径と、焼成室５の幅との関係について詳述する。
一般的に用いられている正方形の角型セッターにおいては、焼成室の幅を、セッターの対角線の長さに１００ｍｍから１５０ｍｍの長さを加えた値に設定している。表１は、一般的に用いられている正方形の角型セッターの一辺の長さと、この角型セッターが内壁に接触しないように搬送するために必要とされる焼成室の幅との関係を示す。尚、表１の「焼成室の幅の平均値」とは、「焼成室の最小幅」と、「焼成室の最大幅」との平均を示す値である。
【００２４】
【表１】
2014092304.tif 000003
【００２５】
これに対して丸型セッターを用いる場合、焼成室の幅を、セッターの直径に２０〜１００ｍｍの長さを加えた値に設定することができる。表２に、丸型セッターの直径と、この丸型セッターを搬送するために必要な焼成室の幅との関係を示す。表２に記載されている実施例１乃至５にかかる丸型セッターは、それぞれ、上述した比較例１乃至比較例５にかかる角型セッターと同一の載置面積を有している。
【００２６】
【表２】
2014092304.tif 000004
【００２７】
表１及び表２から分かるように、丸型セッターを使用する場合、角型セッターを使用するときよりも焼成室の幅を、１００から１５０ｍｍ程度狭くできることがわかる。
【００２８】
そして、表１及び表２に示す焼成室を厚さ２００ｍｍの断熱層で囲って炉体を形成した場合、炉体の寸法は表３に示すような値となる。
【００２９】
【表３】
2014092304.tif 000005
【００３０】
そして、焼成を行うために必要なエネルギーは、実質的に焼成室の内壁からの放散エネルギーに等しく、炉体の周囲長に比例するところ、各実施例と、それに対応する比較例による炉体の周囲長の比、及びこの比から算出される省エネ率は、表４のようになる。
【００３１】
【表４】
2014092304.tif 000006
【００３２】
表４から分かるように、丸型セッターを用いた場合、角型セッターを用いたときよりも約１割程度の省エネ率が期待できることが分かる。
【００３３】
以上のように本発明によれば、角を有していない形状のセッター２３を用いることにより、セッター２３が蛇行しても焼成室５の側壁に引っ掛かるのを防止することができる。これにより、セッター２３が焼成室５内で停滞してセッター２３同士が接触するのを防止することができる。また、セッター２３を、角を有していない形状とし、焼成室５の側壁１１に引っ掛かるのを防止することにより、焼成室５の幅を狭くすることができる。そしてこれにより、焼成室５を加熱するために使用する電力の消費量を抑制することができる。さらに、焼成室５の幅を狭くすることにより、ローラー１７の長さを短くすることができ、これにより、ローラー１７の撓みを減少させることができる。そしてローラー１７の撓みを減少させることにより、セッター２３の蛇行を抑制することができる。
【００３４】
さらに、丸型セッターを用いることによって、焼成室５の幅を狭くすることができ、これにより、焼成時に必要なエネルギーを減らすことができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    ローラーハースキルン
３    温度制御部
５    焼成室
７    キルン
１１    側壁
１７    ローラー
２３    セッター
２５    被焼成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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