JP2003065678A - 基板冷却装置及び焼成炉 - Google Patents
基板冷却装置及び焼成炉Info
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Abstract
却装置を提供する。 【解決手段】 耐熱性のセッタ−S上で加熱処理された
基板Gを冷却室内で冷却する基板冷却装置であって、冷
却室の下部中央に上向きにエアを吹き出す多孔板21を
設置するとともに、その多孔板21以外のところには上
向きにエアを吹き出す複数のスリットノズル22を並べ
て配置したことを特徴とする。基板Gが破損しにくいよ
うな温度分布になるように中央部を外周部と同じ速度も
しくはより速く冷却することができ、しかもセッタ−S
を介して下方から間接的に冷却するので、反りを生じる
こともなく基板Gを速い速度で冷却することができる。
Description
した構成要素を焼き固めるのに使用する焼成炉の技術分
野に属し、特にプラズマディスプレイ用基板などの電子
部品としてのガラス基板の焼成工程において好適に使用
される焼成炉に関するものである。
要素を焼き固める焼成炉としては、例えば図1に示すタ
イプのものが一般的に使用されている。通常プラズマデ
ィスプレイ用基板として使用している高歪点ガラスの歪
点は570℃であるのに対し、電極、誘電体、リブの焼
成温度は500〜600℃程度であるため、焼成時には
より耐熱性の高いセッタ−Sの上にガラス基板Gを載せ
た状態で焼成を行っている。プラズマディスプレイ基板
の焼成には、このセッタ−として結晶化ガラス板(例え
ば、日本電気硝子製「ネオセラムN−O」)が用いられ
ている。
の外部においてリフタ−コンベア2の上段位置にあるセ
ッタ−Sの上にガラス基板Gが載せられる。そして、ガ
ラス基板Gはセッタ−Sと共に入口コンベア3により焼
成炉本体1における上段通路の中に導入され、そのまま
セッタ−Sと共にロ−ラコンベアで搬送されながら加熱
部にて常温から500〜600℃程度のピ−ク温度まで
加熱された後、徐冷部にて400℃程度にまで冷却され
る。次いで、上段通路の端まで搬送されたところでガラ
ス基板Gはセッタ−Sと共にリフタ−コンベア4により
下段通路に降下され、下段通路内をロ−ラコンベアで逆
方向に搬送されながら冷却部にて常温まで戻される。ガ
ラス基板Gを載せたセッタ−Sが出口まで到達すると、
出口コンベア5によりリフタ−コンベア2に移し替えら
れ、そこで焼成を終えたガラス基板Gが除去される。そ
して、空になったセッタ−Sはリフタ−コンベア2で上
段位置に移動し、ここで次のガラス基板Gが載置されて
焼成工程が繰り返される。このタイプの焼成炉では、上
段通路の天井および床にヒ−タ−が連続的に設置されて
おり、これらのヒ−タ−により上記の如く焼成温度を管
理するようになっている。
炉においては、等速度で搬送する連続搬送方式が主流で
あるが、寸法精度を上げるため等の理由でタクト搬送を
全工程にわたって、または、一部で採用している装置も
ある。いずれの焼成炉においても、基板の大型化、タク
トアップ要求のため、装置は大型化するので、焼成プロ
セス時間の短縮が要求されている。ところが、昇温およ
び均熱部は、形成された膜面の特性・品質を保つため、
また、徐冷部は基板の寸法を安定化させ歪みを防ぐた
め、ある程度以上の短縮は不可能である。そこで、タク
ト短縮、装置の小型化には、徐冷後の冷却工程の短縮が
必要となる。しかしながら、高温の基板を冷却すると、
外周部の方が中央部より速く冷却が進むため、中央部が
高温で外周部が低温という温度勾配が生じる。このよう
な温度勾配になると、基盤中央部の膨張しようとする力
と、外周部の収縮しようとする力によって基板が割れや
すく、冷却速度を速くすることが難しいのが現状であ
る。
れたものであり、その目的とするところは、基板の冷却
速度を上げることができる基板冷却装置を提供し、併せ
てそれを備えた焼成炉を提供することにある。
ため、本発明の基板冷却装置は、耐熱性のセッタ−上で
加熱処理された基板を冷却室内で冷却する基板冷却装置
であって、冷却室の下部中央に上向きにエアを吹き出す
多孔板を設置するとともに、その多孔板以外のところに
は上向きにエアを吹き出す複数のスリットノズルを並べ
て配置したことを特徴としている。
後に冷却部を備えた焼成炉本体の中を、耐熱性のセッタ
−にガラス基板を載置した状態で搬送しながらそのガラ
ス基板の焼成を行う焼成炉であって、冷却部として上記
構成の基板冷却装置を使用したことを特徴とする。
ガラス基板を載置した耐熱性セッタ−を前のゾ−ンから
基板冷却装置上まで引き込む動作、基板冷却装置の中央
部付近にて一定時間揺動させる動作、揺動終了後に次の
ゾ−ンに払い出す動作を繰り返し行うと共に、揺動を行
っている時のみ、基板冷却装置からエアを吹き付けるこ
とを特徴としている。
減速開始位置、および揺動範囲を規定するのに在荷セン
サ−を使用し、揺動時間を規定するのにタイマ−を使用
したことを特徴としている。
−搬送方向に連続して複数備えており、各々の冷却装置
にて個別に引き込み動作、揺動動作、払い出し動作を行
うことを特徴としている。
上下に2組ある2階建て構造になっていることを特徴と
している。
て図面を参照しながら説明する。
概略断面図であり、この基板冷却装置は、図1に示すタ
イプの焼成炉における冷却部に使用されている。
された状態で加熱部及び徐冷部を通過してきたガラス基
板は、冷却部にて常温まで戻されるが、図2は、基板G
を載せたセッタ−Sがロ−ラコンベア10で搬送され、
冷却部の一つの区画(冷却室に相当)に停止した状態を
示している。また、図3はセッタ−Sの下方に位置する
送風機構の平面図である。図4は、基板冷却装置を備え
た焼成炉冷却室27の一例を示す概略構成図である。図
5は、加熱部と冷却部が上下に2組ある2階建て構造に
なっている本発明の焼成炉の一例を示す概略図である。
ア10上で停止しているセッタ−Sの下方には、セッタ
−Sに向けて上向きにエアを吹き出す多孔板21が設置
され、その多孔板21以外のところには上向きにエアを
吹き出す複数のスリットノズル22が並んで配置されて
いる。また、各スリットノズル22の間には複数個の排
気孔23が所定間隔で設けられている。
おり、そのダクト24を通してブロアからエアが供給さ
れる。また、複数のスリットノズル22は下方で一つの
給気用中継スペ−ス25に繋がっており、その給気用中
継スペ−ス25が側方でダクトに繋がれ、そのダクトを
通してブロアからエアが供給されるようになっている。
また、排気孔23はスペ−ス25の下側の排気用中継ス
ペ−ス26に繋がり、そこからダクトを通して排気され
るようになっている。そして、各ダクトのダンパ−やブ
ロアの周波数、エアの温度などを調整することで、多孔
板21とスリットノズル22に対しそれぞれに風量や風
速を調整できるようになっている。
側に向け、多孔板21とスリットノズル22からエアを
吹き出す。この時、基板Gの中央部が外周部と同じ速度
もしくはより速く冷却されるように多孔板21とスリッ
トノズル22の風量や風速の調整を行い、また供給され
るエアの量に見合う分の排気を排気孔23を通して行
う。
冷後の基板を数分で室温程度に冷却することが可能とな
った。また、上下からエアを吹き付けると、基板の上面
には直接エアが当たり、表裏で冷却速度が異なるので基
板に反りを生じるが、上記の装置ではセッタ−Sの下方
からエアを吹き付けて基板Gを間接的に冷却するので、
基板Gに反りが生じることがない。
却装置を備えたものであるが、そのタクトや目標とする
冷却温度によって、上記の如き基板冷却装置を複数連続
して設けてもよい。
に、基板の搬送はタクト搬送とし、各冷却装置の略中央
部分に基板が搬送されたタイミングで冷却を行うように
するのが望ましい。また、スリットノズル22のある部
分とない部分によって温度差が生じるのを防ぐために
は、ロ−ラコンベア10により基板Gに対して前後方向
に所定量の揺動運動を行うようにするとよい。
板載置状態のセッタ−は、基板冷却装置のほぼ真上に来
たところで一時停止し、もしくは直ちに、基板冷却装置
上で揺動運動に入る。揺動運動はセッタ−搬送方向に所
定量、所定時間行う。揺動運転中にのみ、基板を載置し
たセッタ−の下面に基板冷却装置からエアをあて、基板
中央部の温度が低くなるように冷却を行う。揺動が終了
したと同時にエアを止め、セッタ−を次のゾ−ンに払い
出す。すぐ後ろに次のセッタ−が来ている場合は、払い
出すと同時に次のセッタ−を引き込み、揺動と冷却、払
い出しを繰り返す。
は、前ゾ−ンから搬送されてきたセッタ−はあるタイミ
ングで減速を開始し、折り返し点となるある位置で揺動
運動に入るが、この時の減速のタイミングは在荷センサ
−29、揺動の位置を決める前後の折り返し点について
は、在荷センサ−28、30によって規定する。揺動し
ている間に、多孔板21およびスリットノズル22より
エアをセッタ−Sに吹き付け、セッタ−Sとその上のガラ
ス基板Gを冷却する。揺動時間はタイマ−によって規定
し、揺動時間がタイマ−設定値になったら、セッタ−を
次のゾ−ンに搬送する。冷却室は連続的に複数設け、各
々の冷却室に基板冷却装置と在荷センサ−を設置し、冷
却室毎に制御することが好ましい。
焼成炉は、図5に一例を示すように、加熱部と冷却部と
を1組の連続した構成とし、上部と下部の各々に加熱部
と冷却部を設けた、上下2組の2階建て構造とするのが
好ましく、省スペ−ス化が図れるので、コストダウンに
寄与し得る。
説明したが、本発明による基板冷却装置及びそれを使用
した焼成炉は、上記実施の形態に何ら限定されるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の
変更が可能であることは当然のことである。
m、厚さ3mmの基板上に、電極を形成し、その上に誘
電体層を形成した後、リブ形成材料を全面に塗布し、塗
布したリブ形成材料を乾燥して膜厚180μmの乾燥膜
を得た。次に、ドライフィルムレジスト(日本合成化学
工業(株)製「NCP225」)を乾燥膜上にラミネ−
トし、線幅80μm、ピッチ220μmのラインパタ−
ンを有するフォトマスクを用いて紫外線露光し、露光
後、現像して、線幅80μm、ピッチ220μmのレジ
ストパタ−ンを形成した。続いて、研磨材料として褐色
溶融アルミナ#1000を用いてサンドブラスト加工を
行い、レジストパタ−ンから露出している不要部分を切
削除去した後、レジストパタ−ンを剥離した。
組ある2階建て構造になっている焼成炉を用いて、前記
のリブパタ−ンを形成した基板を、セッタ−上に載せて
ピ−ク温度が600℃で焼成した。図4に示すように、
焼成した基板は焼成後に、前のゾ−ン側から冷却室27
に入る。冷却室は5室準備し、それぞれに本発明の基板
冷却装置を備えている。最初の冷却室に入る時のガラス
基板温度は400℃前後であった。前のゾ−ンから搬入
されたセッタ−Sはセンサ−29の位置から減速させ、
揺動はセンサ−28と30の間で行った。揺動速度は6
00mm/分で、揺動している間、多孔板21およびス
リットノズル22から、給気風量15m 3/分でエアを
セッタ−Sに吹き付け、セッタ−Sとその上のガラス基
板Gを冷却した。図3に示すように、本発明に用いた基
板冷却装置は大きさ1650mm×1150mmで、エ
アを吹き出すスリットノズル22が長さ1600mm、
ピッチ150mmで複数本設けられ、中央部には大きさ
500mm×220mmの多孔板21が1つ設けられて
いる。揺動時間はタイマ−で設定し、100秒を経た時
点で次の冷却室に払い出した。最後の冷却室を出る時の
ガラス基板温度は100℃前後になるように設定した。
本発明の焼成炉により、ガラス基板に反りを生ぜず、表
面平滑性が高く、形状が良い焼成したリブが得られた。
て、PDP用として使用される通常の紫外線励起型の蛍
光体をスクリ−ン印刷し、蛍光体を焼成して、それぞれ
のリブ間に赤色、緑色、青色の蛍光体層を形成し、PD
P背面板を得た。
装置によれば、基板が破損しにくいような温度分布にな
るように中央部を外周部と同じ速さもしくはより速く冷
却することができ、しかもセッタ−を介して下方から間
接的に冷却するので、反りを生じることもなく基板を速
い速度で冷却することができる。
た焼成炉は、基板の冷却が促進されるので、冷却部での
冷却速度が上がり、工程全体の時間短縮につながること
から、効率の良い焼成工程を実現することができる。
である。
構の平面図である。
一例を示す概略構成図である。
た本発明の焼成炉の一例を示す概略図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 耐熱性のセッタ−上で加熱処理された基
板を冷却室内で冷却する基板冷却装置であって、冷却室
の下部中央に上向きにエアを吹き出す多孔板を設置する
とともに、その多孔板以外のところには上向きにエアを
吹き出す複数のスリットノズルを並べて配置したことを
特徴とする基板冷却装置。 - 【請求項2】 加熱部とその後に冷却部を備えた焼成炉
本体の中を、耐熱性のセッタ−にガラス基板を載置した
状態で搬送しながらそのガラス基板の焼成を行う焼成炉
であって、冷却部として請求項1に記載の基板冷却装置
を使用したことを特徴とする焼成炉。 - 【請求項3】 請求項2に記載の焼成炉において、冷却
部の搬送機構が、ガラス基板を載置した耐熱性のセッタ
−を前のゾ−ンから基板冷却装置上まで引き込む動作、
基板冷却装置の中央部付近にて一定時間揺動させる動
作、揺動終了後に次のゾ−ンに払い出す動作を繰り返し
行うと共に、揺動を行っている時のみ、基板冷却装置か
らエアを吹き付けることを特徴とする焼成炉。 - 【請求項4】 冷却部の搬送機構の加減速開始位置、お
よび揺動範囲を規定するのに在荷センサ−を使用し、揺
動時間を規定するのにタイマ−を使用したことを特徴と
する請求項3に記載の焼成炉。 - 【請求項5】 基板冷却装置をセッタ−搬送方向に連続
して複数備えており、各々の冷却装置にて個別に引き込
み動作、揺動動作、払い出し動作を行うことを特徴とす
る請求項2ないし4のいずれかに記載の焼成炉。 - 【請求項6】 加熱部および冷却部が上下に2組ある2
階建て構造になっていることを特徴とする請求項2ない
し5のいずれかに記載の焼成炉。
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2002
- 2002-02-07 JP JP2002030490A patent/JP4170632B2/ja not_active Expired - Fee Related
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