(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続炉において被処理物を両面から加熱する連続炉の熱処理方法であって、
被処理物を熱処理ゾーン長に等しい距離ずつタクト搬送して熱処理ゾーン内の中央で一時的に停止させ、被処理物の一面側の前後方向炉内温度分布を測定し、この温度分布に基づいて被処理物の一面側の前後方向炉内温度分布を調整し、被処理物の他面側の前後方向に対して垂直な方向の炉内温度分布を測定し、この温度分布に基づいて被処理物の他面側の前後方向に対して垂直な方向の炉内温度分布を調整し、熱処理ゾーン内で被処理物を加熱する連続炉の熱処理方法において、
一対の加熱装置が対向して配されることにより、熱処理ゾーンの対向壁が形成され、対をなす一方の加熱装置が、前後方向に並んだ複数の加熱ユニットから構成され、同他方の加熱装置が、前後方向に対して垂直な方向に並んだ複数の加熱ユニットから構成されている連続炉を使用し、
一方の加熱装置において、各加熱ユニットの熱電対により炉内温度を測定して加熱ユニットごとに温度制御することにより、被処理物の一面側の前後方向炉内温度分布を調整し、
上記他方の加熱装置において、各加熱ユニットの熱電対により炉内温度を測定して加熱ユニットごとに温度制御することにより、被処理物の他面側の前後方向に対して垂直な方向の炉内温度分布を調整することを特徴とする連続炉の熱処理方法。
【請求項２】
１または２以上の熱処理ゾーンおよび被処理物を熱処理ゾーン長に等しい距離ずつタクト搬送するタクト式搬送装置を備え、被処理物が熱処理ゾーン内の中央で一時的に停止するようになされており、少なくとも１つの熱処理ゾーンの対向壁が、一対の加熱装置を対向して配することにより形成され、両加熱装置間で被処理物を加熱する連続熱処理装置において、
対をなす一方の加熱装置が、前後方向に並んだ複数の加熱ユニットから構成され、
同他方の加熱装置が、前後方向に対して垂直な方向に並んだ複数の加熱ユニットから構成され、
各加熱ユニットに、各加熱ユニットごとに炉内温度を測定する熱電対および測定された炉内温度に基づいて各加熱ユニットごとに温度制御する温度制御手段が設けられていることを特徴とする連続熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板、半導体基板、プリント基板等の板状被処理物およびその上に形成される絶縁性、導電性あるいはマスク形成用等の膜や部材をリフローあるいは加熱、降温する連続炉の熱処理方法および連続熱処理装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において前後は被処理物の進行方向を基準にいうものとする。
【０００３】
【従来の技術】
従来の連続熱処理装置として、例えば以下に述べる連続炉がある。連続炉は、内部が複数の熱処理ゾーンに区分され、各熱処理ゾーンごとに、炉壁の内側に配された電熱体を備えた加熱装置により形成され、各熱処理ゾーンごとに異なる温度に調節される。
【０００４】
加熱装置のうち、被処理物の温度分布を精密に調節し、面内の均一な温度分布を得る必要のある熱処理ゾーンでは、例えば天井および炉床にそれぞれ９つの加熱ユニットが前後左右に３つずつ並べられて合計９つの加熱ユニットによって構成され、各加熱ユニットごとに温度制御されて被処理物の温度分布を調節するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の連続炉においては、上下計１８個のユニットを制御するため、制御系の構成が複雑になり、設計工数が増え、また炉が高価になる。
【０００６】
また、製作し得る加熱ユニットの最小サイズには限界があり、これらを９つ用いる小型の熱処理装置を得ることは困難な場合もある。
【０００７】
本発明は、高い面内温度分布精度が得られる連続熱処理方法を提供すること、被処理物の大型化にも対応し得るとともに高い面内温度分布精度が得られ、構成が簡単で安価かつ設計工数の少ない連続熱処理装置を提供することを目的とする。さらに、小型化も可能な連続熱処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明の連続炉の熱処理方法は、連続炉において被処理物を両面から加熱する連続炉の熱処理方法であって、被処理物を熱処理ゾーン長に等しい距離ずつタクト搬送して熱処理ゾーン内の中央で一時的に停止させ、被処理物の一面側の前後方向炉内温度分布を測定し、この温度分布に基づいて被処理物の一面側の前後方向炉内温度分布を調整し、被処理物の他面側の前後方向に対して垂直な方向の炉内温度分布を測定し、この温度分布に基づいて被処理物の他面側の前後方向に対して垂直な方向の炉内温度分布を調整し、熱処理ゾーン内で被処理物を加熱する連続炉の熱処理方法において、一対の加熱装置が対向して配されることにより、熱処理ゾーンの対向壁が形成され、対をなす一方の加熱装置が、前後方向に並んだ複数の加熱ユニットから構成され、同他方の加熱装置が、前後方向に対して垂直な方向に並んだ複数の加熱ユニットから構成されている連続炉を使用し、一方の加熱装置において、各加熱ユニットの熱電対により炉内温度を測定して加熱ユニットごとに温度制御することにより、被処理物の一面側の前後方向炉内温度分布を調整し、上記他方の加熱装置において、各加熱ユニットの熱電対により炉内温度を測定して加熱ユニットごとに温度制御することにより、被処理物の他面側の前後方向に対して垂直な方向の炉内温度分布を調整することを特徴とするものである。
【０００９】
この方法によれば、簡単な制御で被処理物の前後方向および前後方向に対して垂直な方向の温度分布を良好に調整することができる。
【００１０】
本発明の連続熱処理装置は、１または２以上の熱処理ゾーンおよび被処理物を熱処理ゾーン長に等しい距離ずつタクト搬送するタクト式搬送装置を備え、被処理物が熱処理ゾーン内の中央で一時的に停止するようになされており、少なくとも１つの熱処理ゾーンの対向壁が、一対の加熱装置を対向して配することにより形成され、両加熱装置間で被処理物を加熱する連続熱処理装置において、対をなす一方の加熱装置が、前後方向に並んだ複数の加熱ユニットから構成され、同他方の加熱装置が、前後方向に対して垂直な方向に並んだ複数の加熱ユニットから構成され、各加熱ユニットに、各加熱ユニットごとに炉内温度を測定する熱電対および測定された炉内温度に基づいて各加熱ユニットごとに温度制御する温度制御手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
この熱処理装置によれば、上記方法を容易に実施できる。
【００１２】
また、この熱処理装置によれば、前後方向に並んだ複数の加熱ユニットで被処理物の前後方向の温度分布を調節し、前後方向に対して垂直な方向に並んだ複数の加熱ユニットで被処理物の前後方向に対して垂直な方向の温度分布を調整することができるので被処理物の温度分布の調整に必要な加熱ユニットの数を少なくすることができる。
【００１３】
従って、熱処理装置は、構成が単純になり、安価にかつ設計工数が少なくなる。さらに、必要な加熱ユニットの数が小さくなるので熱処理装置を小型にすることも可能になる。
【００１４】
上記熱処理装置が被処理物を一定の周期で移動させるタクト式搬送装置を備え、被処理物が熱処理ゾーン内で一時的に停止するようになされていることがある。
【００１５】
このように上記加熱装置とタクト式搬送装置とを共に用いれば被処理物を高い面内温度分布精度で加熱することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２を参照して本発明の連続熱処理装置の１実施形態について説明する。
【００１７】
図２に示すように、熱処理装置(1)は、角筒状炉体(2)と炉内の搬送装置(3)とを備え、図１に示した矢印方向に被処理物(P)が水平姿勢で搬送されつつ熱処理されるものである。なお、図１には搬送装置(3)は示されていない。
【００１８】
角筒状炉体(2)の内部は例えば、５つの熱処理ゾーンに区分されており、入口側３つの熱処理ゾーンの上壁および下壁はそれぞれ全体が１つのユニットで構成された加熱装置(4)により形成されている。出口側２つの熱処理ゾーンの上壁は、３つのユニット(7)が前後に並べられて構成された加熱装置(5)により形成され、下壁は３つのユニット(8)が左右に並べて構成された加熱装置(6)により形成されている。なお、上記熱処理ゾーンの前後方向の寸法すなわち熱処理ゾーン長は少なくとも被処理物の同方向寸法より大きい。
【００１９】
搬送装置(3)は、被処理物が次の熱処理ゾーンに一定の周期で移動するタクト式の例えば、公知のウォーキングビーム式搬送装置であり、１対の移動ビーム(3a)と、１対の固定ビーム(3b)とを備えている。そして、移動ビーム(3a)が上方に移動して固定ビーム(3b)上の被処理物(P)を持ち上げる。ついで移動ビーム(3a)が前方に移動した後、下方に移動して被処理物(P)を固定ビーム(3b)におく。そして、移動ビームが後方に移動する。搬送装置(3)は、上記の手順を所定時間ごとに繰り返して、被処理物(P)を前方に搬送する。この場合、タクト当たりの被処理物(P)の移動距離は熱処理ゾーン長に等しく、被処理物(P)が各熱処理ゾーンの中央で一時的に停止するように搬送される。タクト時間は被処理物(P)の要求する温度プロファイルや温度分布精度に基づいて決定する。
【００２０】
加熱装置(5)は、上述のように、３つのユニット(7)により構成されている。ユニット(7)は、断熱材(7a)の炉内表面側に埋め込まれた電熱線(7b)と、炉内温度を測定する熱電対(7f)と、温度調整計(7e)と、電力調整器(7d)と、電源(7c)とを備えている。これらは公知のものであり説明は省略する。
【００２１】
出口側２つの熱処理ゾーンの下壁を構成する加熱装置(6)のユニット(8)も上壁を構成する加熱装置(5)のユニット(7)と同様の構成を有するものであり、対応する部分に対応する符号を付して説明は省略する。
【００２２】
上記のような構成を有する熱処理装置(1)においては以下のようにして被
処理物(P)が熱処理される。
【００２３】
被処理物(P)は搬送装置(3)によって前方へと搬送され、５つの熱処理ゾーンを通過する。被処理物(P)は、前方へとタクト搬送される間に、各熱処理ゾーンで適当な温度に加熱される。入口側３つの熱処理ゾーンでは、全体が１つのユニットで構成された上下一対の加熱装置(4)で両加熱装置(4)間の被処理物(P)が加熱される。
【００２４】
高い温度分布精度が要求される出口側２つの熱処理ゾーンの加熱装置(5)と加熱装置(6)との間では上側加熱装置(5)の各ユニット(7)の熱電対(7f)により被処理物(P)の上面側の前後方向の炉内温度分布を測定し、この温度に基づいて電熱線(7b)に供給される電力が調整されて被処理物(P)の前後方向の炉内温度分布が最適となるように加熱される。同時に下側の加熱装置(6)の各ユニット(8)の熱電対(8f)により被処理物(P)下面側の左右方向の炉内温度分布を測定し、この温度に基づいて電熱線(8b)に供給される電力が調整されて被処理物(P)の左右方向の炉内温度分布が最適となるように加熱される。
【００２５】
本発明の熱処理装置の構成は上記実施形態のものには限られない。例えば、出口側２つの熱処理ゾーンの対をなす加熱装置の構成は必ずしも上記のようなものには限られず、加熱装置の一方が所定の方向の温度分布が最適となるように温度制御でき、同他方が所定の方向と直交する方向の温度分布が最適となるように温度制御できるものであればよい。また、例えば、板状被処理物を立てて搬送する場合は、被処理物の左右両面側の加熱装置が対をなし、前後方向に並んだ複数の加熱ユニットを有し、同他方の加熱装置が、上下方向に並んだ複数の加熱ユニットを有することになる。さらに、例えば、前後方向に並べられたまたは前後方向に対して垂直な方向に並べられた各ユニットをそれぞれ独立に制御するかわりにいずれかのユニットを主とし、他のユニットを従とし、主となるユニットの制御に基づいて従となるユニットを制御することもある。また、従となるユニットの制御には手動ボリュームによる出力比の調整も含む。なお、ユニットにより構成された加熱装置の対が全ての熱処理ゾーンに配されていることもある。
【００２６】
温度分布にさらに高い精度が要求されるのであれば、加熱装置を構成するユニットの数を増やせばよい。搬送装置も上下両方から被処理物を加熱することが可能であるものであればよい。被処理物が大きい場合も、ユニットの数を増やすことで対応できる。
【００２７】
また、対をなす加熱装置に加えて他の加熱装置が設けられていることもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱処理装置の１実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】同熱処理装置の横断面図である。
【符号の説明】
(1)      熱処理装置
(5)(6)          加熱装置
(7)(8)          ユニット
(7d)(8d)  電力調整器
(P)      被処理物
【図１】
0004217819.tif 000002
【図２】
0004217819.tif 000003