KR20230163290A - 광처리 장치 및 광처리 방법 - Google Patents
광처리 장치 및 광처리 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230163290A KR20230163290A KR1020230043990A KR20230043990A KR20230163290A KR 20230163290 A KR20230163290 A KR 20230163290A KR 1020230043990 A KR1020230043990 A KR 1020230043990A KR 20230043990 A KR20230043990 A KR 20230043990A KR 20230163290 A KR20230163290 A KR 20230163290A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- lamp house
- belt
- temperature
- light
- processing device
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 74
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 53
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 32
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 32
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 17
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 15
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 15
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 8
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 5
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
- B29C71/04—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. for curing or vulcanising preformed articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/123—Ultraviolet light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/128—Infrared light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/28—Moving reactors, e.g. rotary drums
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/04—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam
- B29C35/045—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam using gas or flames
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
- B29C71/02—Thermal after-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0871—Heating or cooling of the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
- B29C2035/0822—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using IR radiation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
[과제] 높은 처리 능력을 갖고, 균질한 표면 개질을 행할 수 있는 광처리 장치를 제공한다.
[해결 수단] 광처리 장치는, 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광을 조사하는, 적어도 하나의 광원과, 상기 적어도 하나의 광원을 덮고, 상기 자외광이 출사하는 방향으로 개구를 갖는 램프 하우스와, 상기 램프 하우스와의 사이에 간극을 두면서, 상기 개구와 대향하는 위치를 가로지르도록, 피처리재를 일방향으로 반송하는, 반송체와, 상기 램프 하우스의 하류에 배치되고, 상기 반송체를 승온시키는 가열기와, 상기 자외광을 상기 피처리재에 조사하면서 상기 피처리재를 반송하도록 제어하는, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 가열기를 제어하여, 상기 적어도 하나의 광원에 의해 승온한 상기 반송체의 온도 저하를 억제하도록 상기 반송체를 승온시킨다.
[해결 수단] 광처리 장치는, 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광을 조사하는, 적어도 하나의 광원과, 상기 적어도 하나의 광원을 덮고, 상기 자외광이 출사하는 방향으로 개구를 갖는 램프 하우스와, 상기 램프 하우스와의 사이에 간극을 두면서, 상기 개구와 대향하는 위치를 가로지르도록, 피처리재를 일방향으로 반송하는, 반송체와, 상기 램프 하우스의 하류에 배치되고, 상기 반송체를 승온시키는 가열기와, 상기 자외광을 상기 피처리재에 조사하면서 상기 피처리재를 반송하도록 제어하는, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 가열기를 제어하여, 상기 적어도 하나의 광원에 의해 승온한 상기 반송체의 온도 저하를 억제하도록 상기 반송체를 승온시킨다.
Description
본 발명은, 광처리 장치 및 광처리 방법에 관한 것이다.
피(被)처리재의 표면에 자외광을 조사하여 당해 표면을 개질하는, 표면 개질 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 불소 수지의 표면에 처리 가스를 공급하면서 자외광을 조사하여 당해 표면을 개질하는 표면 개질 방법이 기재되어 있다.
자외광을 사용한 표면 개질 기술이 진전함에 따라, 광처리 장치의 개선이 요청되고 있다. 본 발명은, 높은 처리 능력을 갖고, 균질한 표면 개질을 행할 수 있는 광처리 장치 및 광처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 광처리 장치는, 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광을 조사하는, 적어도 하나의 광원과,
상기 적어도 하나의 광원을 덮고, 상기 자외광이 출사하는 방향으로 개구를 갖는 램프 하우스와,
상기 램프 하우스와의 사이에 간극을 두면서, 상기 개구와 대향하는 위치를 가로지르도록, 피처리재를 일방향으로 반송하는, 반송체와,
상기 램프 하우스의 하류에 배치되고, 상기 반송체를 승온시키는 가열기와,
상기 자외광을 상기 피처리재에 조사하면서 상기 피처리재를 반송하도록 제어하는, 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 가열기를 제어하여, 상기 광원에 의해 승온한 상기 반송체의 온도 저하를 억제하도록 상기 반송체를 승온시킨다.
205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광은 진공 자외(VUV)광으로 불리는 광이다. 당해 파장 대역에 속하는 자외광은, 환경 중의 산소 분자로부터, 산소 라디칼 및 오존을 생성한다. 산소 라디칼 및 오존은 피처리재의 표면과 반응하여, 당해 표면을 개질하는 능력을 갖는다. 한편으로, 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광은, 산소 분자에 대한 광 흡수가 크다. 피처리재는, 반송체에 의해, 램프 하우스의 개구와 대향하는 위치를 가로지르도록 이동된다.
램프 하우스의 개구와 대향하는 위치란, 램프 하우스 내에 배치된 광원으로부터의 출사 광이 도달하는, 램프 하우스 바로 아래의 위치이다. 피처리재를, 램프 하우스 내에 배치된 광원으로부터의 출사 광이 도달하는 위치를 가로지르도록 통과시킨다. 이에 의해, 피처리재의 개질 처리를 연속적으로 행할 수 있어, 개질 처리를 대면적 또한 단시간에 행할 수 있다. 「반송체」란, 피처리재를 재치(載置)하여 피처리재를 이동시키는 반송 수단이다. 상세는 후술하는데, 「반송체」의 구체예로서, 벨트 컨베이어 및 가동 스테이지를 들 수 있다.
광원은, 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광뿐만 아니라, 적외선도 방사한다. 램프 하우스의 개구와 대향하는 위치, 즉, 램프 하우스 바로 아래에서는, 적외선의 광 에너지에 의해 반송체의 온도가 상승한다. 한편으로, 적외선이 닿지 않는 램프 하우스 바로 아래의 위치 밖에서는, 반송체는 적외선의 영향을 받지 않는다.
본 발명자는, 반송체가, 램프 하우스의 안으로부터 밖으로 반출될 때, 반송체에 휨이 발생할 우려가 있는 것을 깨달았다. 반송체의 일부가 램프 하우스의 바로 아래에 위치하고, 나머지가 램프 하우스 바로 아래의 밖에 위치할 때, 반송체의 내부에 온도 편차를 일으켜, 열팽창 차로부터 휨이 발생하기 때문이다. 반송체에 휨이 발생하면, 광원과 피처리재의 간격이 변화하여, 광원과의 간격을 일정하게 유지한 채로 반송체를 일방향으로 통과시킬 수 없어, 원하는 개질 처리를 균질하게 행할 수 없다.
그래서, 본 발명자는, 반송체를 승온시키는 가열기를 램프 하우스의 하류에 배치하고, 가열기로, 램프 하우스로부터 반출된 반송체를 가열시킨다. 이에 의해, 반송체의 일부가 램프 하우스의 바로 아래에 위치하고, 나머지가 램프 하우스의 바로 아래의 밖에 위치할 때에도, 반송체의 내부의 온도 편차를 억제하여, 열팽창 차에 의한 휨을 작게 할 수 있다. 그 결과, 광원과의 간격을 유지한 채로 반송체를 일방향으로 통과시킬 수 있어, 원하는 개질 처리를 균질하게 행할 수 있다.
상기 반송체는, 상기 램프 하우스의 상류에 배치된 제1 풀리와 상기 램프 하우스의 하류에 배치된 제2 풀리 사이에 장가(張架)된 무단(無端) 벨트여도 상관없다.
상기 가열기는, 상기 반송체를 향하여 적외선을 방사해도 상관없다.
상기 가열기는, 상기 반송체를 향하여 가열 유체를 분사해도 상관없다.
상기 가열기는, 상기 제2 풀리의 표면을 승온시킴으로써, 상기 무단 벨트를 간접적으로 승온시켜도 상관없다.
상기 광처리 장치는, 또한, 상기 램프 하우스의 상류에 배치되고, 상기 반송체를 승온시키는 제2 가열기를 구비해도 상관없다. 휨을 작게 하여, 광원과 피처리재의 간격을 보다 유지할 수 있다.
상기 광처리 장치는, 또한, 상기 램프 하우스의 상류와 상기 램프 하우스의 하류 중 적어도 어느 한쪽에, 배기실을 구비해도 상관없다. 램프 하우스 내의 산소 농도 및 습도를 제어하기 쉬워진다.
상기 무단 벨트의 주된 재료는 스테인리스강이어도 상관없다. 스테인리스강은 상기 자외광에 대해 높은 내식성을 갖는다. 상기 무단 벨트는, 상기 무단 벨트의 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍을 갖고 있어도 상관없다.
상기 광처리 장치는, 또한, 상기 개구에 대향하는 위치에 가이드 롤러를 구비하고, 상기 무단 벨트는, 상기 개구와 상기 가이드 롤러 사이에 끼워져도 상관없다. 가이드 롤러는, 금속제 또는 수지제여도 상관없다. 가이드 롤러는, 폭방향으로 분할되어 있어도 상관없다.
상기 광처리 장치는, 또한, 상기 가열기로 승온되기 전, 혹은, 승온된 후의 상기 반송체의 온도, 또는 상기 가열기의 방사열량을 측정하는 센서를 구비하고 있어도 상관없다.
상기 제어부는, 상기 센서로부터 얻은 온도 결과에 의거하여, 상기 가열기를 제어해도 상관없다.
본 발명의 광처리 방법은, 표면에 수지를 갖는 피처리재를 일방향으로 반송체로 반송하면서, 산소가 존재하는 램프 하우스 내에서, 광원이 방사하는 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광을 상기 피처리재에 조사하고,
상기 램프 하우스로부터 반출된 상기 피처리재를, 상기 광원에 의해 승온한 상기 반송체의 온도 저하를 억제하도록, 상기 반송체를 승온시킨다.
높은 처리 능력을 갖고, 균질한 표면 개질을 행할 수 있는 광처리 장치 및 광처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 광처리 장치의 제1 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 2는, 램프 하우스의 뒷부분에서 제2 풀리까지의 영역을 확대한 도면이다.
도 3은, 표면 개질 전의 피처리재의 표면과 표면 개질 후의 피처리재의 표면을 나타내는 도면이다.
도 4는, 제1 풀리의 형상을 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 실시 형태의 가이드 롤러를 나타내는 도면이다.
도 6은, 광처리 장치의 제2 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 6의 제1 풀리로부터 램프 하우스의 앞부분까지의 영역을 확대한 도면이다.
도 8은, 광처리 장치의 제3 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 2는, 램프 하우스의 뒷부분에서 제2 풀리까지의 영역을 확대한 도면이다.
도 3은, 표면 개질 전의 피처리재의 표면과 표면 개질 후의 피처리재의 표면을 나타내는 도면이다.
도 4는, 제1 풀리의 형상을 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 실시 형태의 가이드 롤러를 나타내는 도면이다.
도 6은, 광처리 장치의 제2 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 6의 제1 풀리로부터 램프 하우스의 앞부분까지의 영역을 확대한 도면이다.
도 8은, 광처리 장치의 제3 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면서 실시 형태를 설명한다. 또한, 본 명세서에 개시된 각 도면은, 어디까지나 모식적으로 도시된 것이다. 즉, 도면 상의 치수비와 실제의 치수비는 반드시 일치하지 않으며, 또, 각 도면 간에 있어서도 치수비는 반드시 일치하지 않는다.
이하에 있어서, 각 도면은, XYZ 좌표계를 참조하면서 설명된다. 본 명세서에 있어서, 방향을 표현할 때에, 양음의 방향을 구별하는 경우에는, 「＋X방향」, 「-X방향」과 같이, 양음의 부호를 붙여 기재된다. 양음의 방향을 구별하지 않고 방향을 표현하는 경우에는, 간단히 「X방향」으로 기재된다. 즉, 본 명세서에 있어서, 간단히 「X방향」으로 기재되어 있는 경우에는, 「＋X방향」과 「-X방향」의 쌍방이 포함된다. Y방향 및 Z방향에 대해서도 동일하다. 이하에 서술하는 실시 형태에서는, 중력 방향이 -Z방향이고, 반송체 상에서 피처리재가 반송되는 반송 방향이 ＋Y방향이며, 피처리재의 폭방향은 X방향이다.
＜제1 실시 형태＞
[광처리 장치의 개요]
도 1과 함께, 광처리 장치의 제1 실시 형태를 나타낸다. 광처리 장치(100)는, 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광을 조사하는 세 개의 광원(3)과, 세 개의 광원(3)을 덮도록 배치되는 램프 하우스(2)와, 피처리재(4)를 반송하는 반송체를 구비한다. 상세는 후술하는데, 본 실시 형태에 있어서, 반송체로서 컨베이어 벨트(1)(이하, 간단히, 「벨트(1)」라고 하는 경우가 있다.)를 사용하고 있다.
광원(3)이 출사하는 자외광(L1)은, 진공 자외광, 보다 상세하게는, 적어도 파장 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광이다. 본 명세서에 있어서 사용되는, 「적어도 파장 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광」이란, 광원(3)의 발광 스펙트럼에 있어서, 적어도 205nm 이하로 발광 강도를 나타내는 광이다. 이러한 광은, 예를 들면, (1) 브로드한 파장 대역에 강도를 나타내면서, 최대 강도를 나타내는 피크 발광 파장이 205nm 이하가 되는 발광 스펙트럼을 나타내는 광, (2) 복수의 극대 강도(복수의 피크)를 나타내는 발광 스펙트럼을 나타내면서, 복수의 피크 중 어느 하나의 피크가 205nm 이하의 파장 범위에 포함되는 발광 스펙트럼을 나타내는 광, (3) 발광 스펙트럼 내에 있어서의 전체 적분 강도에 대해, 205nm 이하의 광이, 적어도 30% 이상의 적분 강도를 나타내는 광을 포함한다.
본 실시 형태의 램프 하우스(2)의 내벽에는, 불활성 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 공급구(8)를 갖는다. 복수의 가스 공급구(8)는 가스 공급원(9)에 접속된다. 본 실시 형태에서는 불활성 가스로서 질소를 사용한다. 가스 공급원(9)으로부터 가스 공급구(8)에 질소를 공급하고, 가스 공급구(8)로부터 램프 하우스(2) 내에 질소를 내뿜는다. 상세는 후술하는데, 이에 의해, 램프 하우스(2) 내의 산소 농도를 저하시킨다. 또한, 램프 하우스(2) 자체를 불활성 가스가 많은 환경 하에 배치하는 것 등에 의해서도, 램프 하우스(2) 내의 산소 농도를 저하시킬 수 있는 것이 가능하다. 따라서, 램프 하우스(2) 내에 형성되는 가스 공급구(8)는, 본 발명에 있어서 필수의 구성은 아니다.
벨트(1)에 근접하여 램프 하우스(2)의 개구가 있다. 광처리 장치(100)는, 벨트(1)를 사이에 두고, 램프 하우스(2)의 개구의 반대 측에, 배기 공간 형성기(5)와, 배기구(24)를 갖는다. 가스 공급구(8)로부터 공급된 불활성 가스의 대부분은, 벨트(1)를 돌아 들어가, 배기 공간 형성기(5)에서 수집되고, 배기구(24)로부터 배기된다.
본 실시 형태의 벨트(1)는 환상이기 때문에 무단(無端)이다. 벨트(1)는, 상대적으로 -Y방향에 위치하는 제1 풀리(11)와, 상대적으로 ＋Y방향에 위치하는 제2 풀리(12) 사이를 장가(張架)한다. 벨트(1)는, 램프 하우스(2)와의 사이에 간극을 두면서, 피처리재(4)를, 램프 하우스(2)의 개구와 대향하는 위치를 가로지르도록, 이동시킨다.
위치(Y1)와 위치(Y2)는, 벨트(1)의 상측(＋Z측)에 있다. 위치(Y1)는, 램프 하우스(2) 및 위치(Y2)보다 상류 측(-Y측)에 위치한다. 위치(Y2)는, 위치(Y1) 및 램프 하우스(2)보다 하류 측(＋Y측)에 위치한다. 위치(Y1)에 있어서 피처리재(4)가 벨트(1)의 부분 상에 재치되고, 재치된 피처리재(4)가 벨트(1)의 부분과 함께 하류 방향(＋Y방향)으로 이동하여, 램프 하우스(2)의 바로 아래에서 피처리재(4)가 개질 처리되고, 위치(Y2)에 있어서 피처리재(4)가 벨트(1) 상으로부터 이탈된다. 피처리재(4)의 벨트(1) 상으로의 재치, 또는, 피처리재(4)의 벨트(1)로부터의 이탈은, 도시하지 않는 핸들링 로봇 또는 다른 컨베이어 벨트 등에 의해 행해져도 상관없다.
광처리 장치(100)는, 제1 풀리(11)와 제2 풀리(12) 사이에, 벨트(1)를 지지하는 복수의 가이드 롤러(13)를 갖는다. 광원(3)과 피처리재(4)의 간격의 변동을 작게 하기 위해, 가이드 롤러(13)는, 특히, 광원(3)의 근처에 많이 배치되면 된다. 본 실시 형태에서는, 램프 하우스(2)의 개구의 하방에 6개의 가이드 롤러(13)를 갖는다. 또, 광처리 장치(100)는, 벨트(1)에 일정한 장력을 부여하기 위한 댄서 롤러(14)를 갖는다.
[가열기]
광처리 장치(100)는, 램프 하우스(2)의 하류에 위치하는 벨트(1)를 승온시키는 가열기를 갖는다. 본 실시 형태의 경우, 가열기는, 제2 풀리(12)에 내장된 히터(21)와 가열 가스 공급부(22)이다. 램프 하우스(2)의 하류에 위치하는 제2 풀리(12)에 내장된 히터(21)는, 제2 풀리(12)의 표면을 승온시킨다. 이에 의해, 제2 풀리(12)에 접하는 벨트(1)를 가열한다.
가열 가스 공급부(22)로부터 벨트(1)를 향하여 가열 가스(23)를 내뿜는다. 이에 의해, 램프 하우스(2)의 하류의 벨트(1)를 가열한다. 가열 가스 공급부(22)와 벨트(1) 사이에, 피처리재(4)가 존재해도 상관없다. 피처리재(4)를 승온시킴으로써, 간접적으로 벨트(1)를 승온시킬 수 있다. 가열 가스 공급부(22) 이외의 가열기(상세는 후술한다)와 벨트(1) 사이에 피처리재(4)가 있는 경우에도, 동일하다.
가열기(21, 22)의 작용을 도 2와 함께 설명한다. 도 2는, 도 1의 램프 하우스(2)의 뒷부분으로부터 제2 풀리(12)까지의 영역을 확대한 도면이다. 단, 도 2에서는, 가열기(21, 22)가 동작하지 않는 상태를 나타낸다. 즉, 제2 풀리(12)는 가열되지 않고, 가열 가스 공급부(22)는, 가열 가스(23)를 벨트(1)에 내뿜고 있지 않다. 가열기(21, 22)를 동작시키지 않는 상태에서 광원(3)을 점등시키고, 자외광(L1)을 벨트(1)에 조사한다. 그렇게 하면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 벨트(1)가, ＋Z방향의 팽창을 Y방향으로 주기적으로 갖는 파상의 휨(D1)을 발생시키는 경우가 있다. 또한, 도 2에 있어서, 가이드 롤러(13)에 접하는 일점 쇄선(25)은, 휨(D1)이 없는 경우의 벨트(1)의 위치이다.
이 휨(D1)은, 이하의 메커니즘에 의거하여 일어난다고 추찰된다. 우선, 광원(3)은, 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광(L1)뿐만 아니라, 적외선도 방사한다. 광원(3)을 점등시키면, 적외선에 의해 램프 하우스(2) 바로 아래의 벨트(1)가 가열되고, 벨트(1)가 팽창한다. 벨트(1)의 팽창은, 벨트(1)의 길이 방향, 폭방향 및 두께 방향으로 발생한다. 다음에, 가열된 벨트(1)가 램프 하우스(2)로부터 나와 잠시 주행하면, 벨트(1)가 자연 냉각되어, 팽창하고 있던 벨트(1)가 수축한다. 즉, 벨트(1) 내에 열팽창 차가 발생한다.
제1 풀리(11)로부터 제2 풀리(12)까지의 사이는, 벨트(1)는 일정 속도로 이동한다. 그 때문에, 일정 속도로 이동하는 벨트(1)의 내부에 열팽창 차가 발생하면, 벨트(1)에 파상의 휨(D1)이 나타난다. 또한, 도 2에서는 벨트(1)의 YZ 평면에 나타나는 휨(D1)만을 나타내고 있는데, 벨트(1)는, 폭방향(X방향)으로도 휜다. 이러한 휨의 크기는, 휨이 없는 경우의 일점 쇄선(25)의 위치에 대해, ＋Z방향으로 3mm에 달하는 경우가 있다. 또한, 광처리 장치(100)가 실온(약 20℃)의 환경에 있을 때, 광원(3)의 근방의 벨트(1)는, 점등하는 광원(3)에 가열되어, 벨트(1)의 표면이 50℃에 도달하기도 한다.
벨트(1)의 파상의 휨(D1)은, 피처리재(4)와 광원(3)의 간격을 좁게 한다. 광원(3)과 피처리재(4)의 간격이 좁아지면, 원하는 개질 처리를 균질하게 행할 수 없게 된다. 또, 벨트(1)의 휨(D1)이 특히 커지면, 벨트(1)에 재치된 피처리재(4)가, 광원(3)에 간섭하거나, 램프 하우스(2)로부터 반출될 때, 램프 하우스(2)에 간섭하거나 할 우려가 있다.
그래서, 본 발명자는, 가열된 벨트(1)가 램프 하우스(2)로부터 나온 후에, 벨트(1)의 온도가 저하하지 않도록, 가열기(21, 22)를 사용하여 벨트(1)를 승온시키기로 했다. 이에 의해, 벨트(1)의 열팽창이 램프 하우스(2)로부터 제2 풀리(12)까지 이어지게 되어, 벨트(1)의 열팽창 편차를 억제할 수 있다. 그 결과, 파상의 휨(D1)이 작아져, 벨트(1)의 위치가 일점 쇄선(25)에 가까워지거나, 또는, 일점 쇄선(25)과 겹쳐지게 된다. 그리고, 광원(3)과 피처리재(4)의 간격을 유지하여, 원하는 개질 처리를 균질하게 행할 수 있다.
[가열기의 제어]
도 1에 나타내어지는 바와 같이, 광처리 장치(100)는, 가열기(21, 22)를 제어하는 제어부(19)를 구비한다. 제어부(19)는, 가열기(21, 22)를 원하는 온도가 되도록 가열 제어한다. 본 실시 형태에서는, 광처리 장치(100)는, 온도 센서(18)를 갖는다. 온도 센서(18)는, 램프 하우스(2)의 하류에 위치하고, 또한, 가열기(21, 22)의 상류에 위치한다. 온도 센서(18)를 사용하여, 벨트(1)의, 램프 하우스(2)의 하류, 또한, 가열기(21, 22)의 상류의 위치의 온도를 검출한다. 본 실시 형태에서는, 온도 센서(18)로서, 벨트(1)의 방사열량을 검출하는 센서(방사 온도계)를 사용하고 있다. 이에 의해, 움직이는 벨트(1)의 온도를 비접촉으로 검출할 수 있다.
도 1은, 가열기(21, 22), 온도 센서(18), 및 제어부(19)가, 전력선으로 접속되는 모습을 나타낸다. 온도 센서(18)로, 가열기(21, 22)로 승온하기 전, 또는, 승온한 후의 벨트(1)의 온도를 측정한다. 온도 센서(18)로 검출한 전기 신호를 제어부(19)에 보내고, 제어부(19)는, 검출한 온도에 의거하여 가열기(21, 22)의 출력을 결정할 수 있다. 또한, 도 2에서는, 전력선은 생략하고 있다.
또, 다른 가열기(21, 22)와 공유하는 제어부(19)에서 온도 제어를 행할 뿐만 아니라, 가열기(21, 22) 각각에, 개개의 온도 센서가 장착되어도 상관없다. 상기 개개의 온도 센서의 검출 신호에 의거하여, 가열기(21, 22)를 제어해도 상관없다. 온도 센서는, 열전대 또는 측온 저항체 등을 사용해도 상관없다.
또한, 도 1에서는 모든 전력선(전기 통신선)을 나타내고 있지 않다. 제어부(19)는, 광처리 장치(100)의 동작 제어(예를 들면, 제1 풀리(11)의 구동 제어, 광원(3)의 점등 제어, 불활성 가스의 공급량 제어)를 행해도 상관없다.
제어부(19)는, 광처리 장치(100)를 위해 설치된 전용의 제어부여도 상관없고, 다른 장치 또는 시스템과 공유하는 제어부여도 상관없다. 제어부에, 프로그래머블 로직 컨트롤러(혹은 시퀀서), 퍼스널 컴퓨터, 또는 범용 컴퓨터를 사용해도 된다.
본 실시 형태의 가열기는, 제2 풀리(12)에 내장되는 히터(21)와 가열 가스 공급부(22)인 것을 설명했는데, 이것에 한정하지 않는다. 가열기(21, 22)는, 예를 들면, 제2 풀리(12)와는 별체의 히터여도 상관없다. 또, 가열기(21, 22)에 적외선 방사 히터를 사용해도 상관없다. 또, 본 실시 형태는, 두 개의 가열기(21, 22)를 갖고 있었지만, 적어도 하나의 가열기를 갖고 있으면 된다.
벨트(1)의 부분 영역이 제2 풀리(12)의 주위를 통과하면, 벨트(1)의 부분 영역은 제1 풀리(11)를 향하여 되돌아온다. 이 때, 벨트(1)의 부분 영역은 자연 냉각된다. 그 때문에, 환상의 벨트(1)가 제1 풀리(11)와 제2 풀리(12)의 주위를 일회전한 후에 있어서도, 벨트(1)는 가열기에 의한 가열을 필요로 한다.
가열기(21, 22)가 벨트(1)의 온도 저하를 막고 있는지 여부의 판별 방법을 설명한다. 가열기(21, 22)를 동작시켰을 때의 벨트(1)의 온도와, 가열기(21, 22)를 동작시키지 않을 때의 벨트(1)의 온도의 양쪽을 측정한다. 그리고, 가열기(21, 22)를 동작시켰을 때의 벨트(1)의 온도가, 가열기(21, 22)를 동작시키지 않을 때의 벨트(1)의 온도보다 높으면, 가열기(21, 22)가 벨트(1)의 온도 저하를 막고 있는 것이 확인된다.
[피처리재]
본 실시 형태에서 사용되는 피처리재(4)는, 프리프레그로 불리는, 종이나 유리 등의 기재에 수지를 함침시킨 수지 시트이다. 이러한 수지 시트에 동박을 접합하여 경화시킨 동장 적층판(CCL)으로부터 층간 절연 필름을 형성한다. 층간 절연 필름은, 고주파 회로 기판 등에 사용된다. 상기 수지 시트에 동박을 접합할 때, 상기 수지 시트의 동박에 대한 접합력을 높이기 위해, 상술의 표면 개질 처리가 사용된다.
피처리재(4)에는 수지 시트 이외의 재료도 적용될 수 있다. 접합력의 향상 이외의 목적으로 개질 처리를 행하는 경우도 있을 수 있다. 피처리재(4)는, 그 외에, 두께가 있는 단단한 판 형상 기판이어도 상관없고, 장척의 가요성 필름이어도 상관없으며, 판 형상이 아닌 입체 형상이어도 상관없다. 피처리재(4)의 Y방향 길이는, 램프 하우스(2)의 Y방향 길이보다 짧아도 상관없고, 길어도 상관없다. 피처리재(4)의 X방향의 폭은, 램프 하우스(2)의 X방향의 폭보다 짧다.
[개질 메커니즘]
본 실시 형태의 표면 개질의 메커니즘을 설명한다. 본 실시 형태에서 사용하는, 적어도 파장 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광(hν)은, 환경 중의 산소 분자에 작용하여 원자상 산소를 생성한다. O(1D)는 반응성이 높은 원자상 산소(산소 라디칼)이며, 산화 작용을 갖는다. O(3P)는 기저 상태의 원자상 산소를 나타낸다. 이것을 (1) 식에 나타낸다.
hν＋O2 → O(1D)＋O(3P) … (1)
기저 상태의 원자상 산소인 O(3P)는, 제3 체(M)의 존재 하에서 산소 분자와 결합하여, 오존(O3)을 생성한다. 이것을 (2) 식에 나타낸다. 오존은, 산화 작용을 갖는다.
O(3P)＋O2＋M → O3＋M … (2)
공기에 포함되는 수증기도 또한, 이하의 (3) 식 및 (4) 식에 의해, 산화 작용이 있는, 히드록시라디칼(·OH)을 생성한다.
hν＋H2O → ·OH＋H … (3)
O(1D)＋H2O → 2(·OH) … (4)
도 3은, 피처리재(4)인 프리프레그의 표면을 모식적으로 나타낸 도면이다. 피처리재(4a)는, 개질 처리 전의 수지 시트의 표면을 나타낸다. 수지 시트의 표면은 탄화수소기가 노출된다. 본 실시 형태에서는, 수지 시트의 표면에 노출되는 고분자 중의 일부의 탄화수소만을 단순화하여 나타내고 있다. 이러한 표면은 소수성을 나타낸다.
피처리재(4b)는, 개질 처리 후의 프리프레그의 표면을 나타낸다. 산소 분자에 자외광(hν)이 조사됨으로써 생성된, 산소 라디칼(O(1D)), 오존(O3), 또는 히드록시라디칼(·OH)이, 수지의 표면의 탄화수소기를 산화하여, 히드록시기나 카르복실기에 생성된다. 친수성인 히드록시기나 카르복실기는, 구리와의 접합성을 향상시킨다.
[산소 농도]
산소 분자는 O(1D) 또는 O3을 생성하기 위한 원료이다. 그러나, 피처리재(4b)의 표면 근방에 있어서 O(1D) 또는 O3을 생성할 필요가 있고, 산소 분자에 흡수되기 쉬운 자외광(hν)을 표면 근방까지 도달시키기 위해, 산소 농도를 저하시켜, 광로 중의 산소 분자량을 줄여야 한다. 그 때문에, 램프 하우스(2) 내에 불활성 가스를 충전한다.
램프 하우스(2) 내의 산소 농도는, 10% 이하이면 되고, 5% 이하이면 보다 바람직하다. 예를 들면, 172nm의 자외광이, 산소 농도가 10% 이하인 공간을 4mm 진행하면, 50% 이상의 광강도를 확보할 수 있고, 172nm의 자외광이, 산소 농도가 5% 이하인 공간을 4mm 진행하면, 70% 이상의 광강도를 확보할 수 있다. 그렇다고는 해도, 상술한 바와 같이, 산소 분자는 O(1D) 또는 O3을 생성하기 위한 원료이기 때문에, 원료로서의 산소 분자를 확보하기 위해, 산소 농도는 1% 이상 있으면 바람직하고, 3% 이상 있으면 보다 바람직하다.
산소 라디칼(O(1D)), 오존(O3), 또는 히드록시라디칼(·OH)을 얻기 위한 산소 분자 및 물 분자의 공급원은, 램프 하우스(2)의 밖의 공기이다. 도 1 및 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 램프 하우스(2)와 벨트(1) 사이에는 간극이 있다. 이 간극은, 예를 들면, 3~4mm이다. 산소 분자 및 물 분자는, 램프 하우스(2)의 밖으로부터, 램프 하우스(2)와 벨트(1) 사이의 간극을 지나 램프 하우스(2) 내에 유입된다. 램프 하우스(2) 내의 산소 농도를 조정하기 위해서는, 가스 공급구(8)로부터 공급되는 불활성 가스의 공급량, 배기구(24)로부터의 가스 흡인력, 램프 하우스(2)와 벨트(1)의 간극 중 적어도 어느 하나를 제어하면 된다.
[반송체]
반송체인 벨트(1)는, 주로 스테인리스강으로 형성되어 있다. 스테인리스강은, 산소 라디칼(O(1D)), 오존(O3), 또는 히드록시라디칼(·OH)에 노출되어도 열화되기 어려운 높은 내식성을 갖는다. 벨트(1)는, 다른 금속제여도 상관없고, 수지제여도 상관없다.
본 실시 형태의 벨트(1)는 시트 형상이다. 벨트(1)의 X방향의 폭은, 피처리재(4)의 X방향의 폭보다 크다. 벨트(1)의 X방향의 폭은, 380mm 이상이면 되고, 580mm 이하이면 된다. 또한, 벨트(1)의 Z방향의 두께는, 0.1mm 이상이면 되고, 0.5mm 이하이면 된다. 벨트(1)가 두꺼우면, 벨트(1)가 가열되기 어려워 휘기 어렵다. 한편으로, 벨트(1)가 얇으면 벨트(1)를 원활하게 이동시키기 쉽다. 벨트(1)의 이동 속도는, 1m/분~5m/분이면 된다.
벨트(1)는, 벨트(1)의 두께 방향으로 복수의 관통 구멍을 갖고 있어도 된다. 벨트(1)가, 복수의 관통 구멍을 가짐으로써, 램프 하우스(2)로부터 배기 공간 형성기(5)를 향하는 가스의 흐름의 일부가, 벨트(1)를 돌아 들어가지 않고 관통 구멍을 지난다. 관통 구멍에 의해, 가스의 난류 억제 효과가 얻어진다. 또한, 광처리 장치(100)가, 관통 구멍을 통해 피처리재(4)를 흡착하는 흡착체를 갖는 경우에는, 피처리재(4)를 벨트(1)에 흡착 고정할 수 있다. 흡착체는, 예를 들면, 관통 구멍을 흡인하는 흡인 기구여도 된다.
[광원]
본 실시 형태의 광원(3)은 크세논 엑시머 램프가 사용된다. 크세논 엑시머 램프는, 크세논 가스가 발광관의 내부에 봉입된 방전 램프이다. 크세논 엑시머 램프의 피크 발광 파장은 172nm이다. 광원(3)은, 크세논 가스 이외의 가스가 봉입된 방전 램프여도 상관없다. 또, 광원(3)은, LED 등의 고체 광원이어도 상관없다.
도 1에서는, Y방향으로 세 개의 광원(3)이 나란히 배치되어 있는데, 광원(3)은 적어도 한 개 있으면 된다. 또, X방향으로 광원(3)이 나란히 배치되어도 되고, X방향과 Y방향 각각에 광원(3)이 나란히 배치되어도 된다.
광원(3)의 X방향의 폭은, 피처리재(4)의 X방향의 폭보다 크면 된다. 광원(3)의 X방향의 폭은, 예를 들면, 380~580mm이면 된다.
[램프 하우스]
광원(3)을 덮도록 배치되는 램프 하우스(2)는, 광원(3)이 발광하는 자외광이 출사하는 방향(-Z방향)으로 개구를 갖는다. 이에 의해, 광원(3)으로부터의 출사 광을 -Z방향으로 방향을 정한다. 램프 하우스(2)의 내벽에는, 자외광을 반사하는 반사기 또는 반사층이 형성되어 있어도 된다.
램프 하우스(2)의 Y방향 길이는, 예를 들면, 300mm~500mm이면 된다. 또, 램프 하우스(2)의 ＋Y측의 단과 제2 풀리(12)의 회전 중심의 Y방향에 있어서의 간격은, 예를 들면, 300mm~500mm이면 된다.
[풀리]
도 4는, 제1 풀리(11)의 형상을 나타내고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 풀리(11)는, 벨트(1)를 구동하기 위한 구동 풀리이다. 제1 풀리(11)는, X방향으로 연장되는 X1축을 중심으로 하는 회전체이다. 제1 풀리(11)는, X방향의 중앙의 직경(R1)이, X방향의 단의 직경(R2)보다 조금 큰 크라운 형상을 나타낸다. 제1 풀리(11)의 크라운(곡률 반경)(R3)은, 예를 들면, 100000mm 이상이면 된다. 직경(R1)은, 예를 들면, 50mm~170mm여도 상관없다. 제1 풀리(11)의 형상은 본 실시 형태에 한정하지 않고, 직경이 X방향으로 일정한 원기둥 형상이어도 상관없다. 제1 풀리(11)의 폭방향 길이(W1)는, 벨트(1)의 X방향의 폭보다 크다. 제1 풀리(11)의 폭방향 길이(W1)는, 400mm~600mm이면 된다.
제2 풀리(12)는, 구동하고 있는 벨트(1)와의 마찰에 의해 움직이는 종동 풀리이다. 제2 풀리(12)의 형상 및 각 치수는, 제1 풀리(11)의 상기 형상 및 상기 각 치수와 같아도 되고, 상이해도 된다. 제1 풀리(11)의 회전 중심과 제2 풀리(12)의 회전 중심의 간격은, 800mm~1200mm여도 된다. 또한, 제1 풀리(11)가 종동 풀리이며, 제2 풀리(12)가 구동 풀리여도 상관없다.
[가이드 롤러]
도 5는, 본 실시 형태의 가이드 롤러(13) 중 하나를 나타낸다. 가이드 롤러(13)는, 벨트(1)를 지지하면서, 마찰 저항을 억제하여 벨트(1)를 이동시키기 위해 사용된다. 가이드 롤러(13)는, 폭방향으로 분할되어 있다. 즉, 복수의 소롤러(43)(도 5에서는, 하나의 소롤러(43)만 부호를 붙인다)가 X방향으로 나란히 구성된다. 이에 의해, 가이드 롤러(13)와 벨트(1)의 접촉 면적을 줄이고, 벨트(1)와 가이드 롤러(13)의 쌍방향의 열전달량을 작게 하여, 벨트(1)가 가이드 롤러(13)에 의한 열영향을 받기 어렵게 할 수 있다.
가이드 롤러(13)는, 금속제 또는 수지제여도 상관없다. 가이드 롤러(13)가, 금속 등 열전도율이 높은 재료로 주로 구성되는 경우에는, 복수의 소롤러(43)를 사용하는 것은 특히 유효하다. 가이드 롤러(13)에 수지를 사용하는 경우에는, 자외광에 대해 열화되기 어려운 수지(예를 들면, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 또는 PTFE 수지)를 사용하면 된다.
복수의 소롤러(43)의 형상과 각 치수를 예시한다. 복수의 소롤러(43)는, 모두 X방향을 따르는 X1축을 중심으로 하는 회전체이다. 소롤러(43)의 직경(R3)은, 50mm~150mm이면 된다. 소롤러(43)의 폭(W2)은, 20mm~100mm이면 된다. 소롤러(43)는 X방향으로 2~20개가 늘어서 있으면 된다.
또한, 가이드 롤러(13)는, 폭방향으로 분할되지 않는 하나의 롤러로 구성되어도 된다. 또, 가이드 롤러(13)는, 벨트(1)를 온도 조정 가능하게 하는 온도 조정 요소를 구비하고 있어도 된다. 온도 조정 요소는, 가열 요소 및 냉각 요소 중 적어도 하나를 구비하고 있어도 된다.
본 실시 형태의 광처리 장치(100)는, 램프 하우스(2)의 밖에 가이드 롤러를 갖지 않지만, 램프 하우스(2)의 밖에 가이드 롤러를 가져도 상관없다.
[난기 운전]
광원(3)의 점등 개시 직후, 제1 풀리(11) 및 제2 풀리(12)는 실온이다. 그 때문에, 벨트(1)의 휨(D1)은, 광원(3)의 점등 개시 직후에 특히 발생하기 쉽다. 광원(3)의 점등으로부터 시간이 경과함에 따라, 제2 풀리(12) 등의 벨트(1)에 접촉하는 부재가 승온하여, 휨(D1)이 작아진다. 따라서, 광처리 장치(100)를 난기 운전시켜도 된다. 난기 운전이란, 실제로 피처리재(4)를 벨트(1)에 재치하여 개질 처리를 시작하기 전에, 광처리 장치(100)를 동작시키는(즉, 광원(3)을 점등시키고, 가열기를 동작시키면서 벨트(1)를 회전시키는) 것이다. 이에 의해, 벨트(1)가 승온하여, 벨트(1)의 휨(D1)의 발생을 억제할 수 있다. 난기 운전은, 예를 들면, 5~15분 행해도 된다.
＜제2 실시 형태＞
도 6과 함께, 광처리 장치의 제2 실시 형태를 설명한다. 이하에, 제1 실시 형태와는 상이한 특징을 중심으로 설명한다. 제2 실시 형태에 설명이 없는 점에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일하게 실시할 수 있다. 후술하는 제3 실시 형태에 대해서도 동일하다.
제2 실시 형태의 광처리 장치(200)는, 램프 하우스(2)의 상류에 제2 가열기를 갖는다. 제2 가열기는, 램프 하우스(2)의 상류에 배치된다. 그리고, 제2 가열기는, 램프 하우스(2)의 상류에 위치하는 벨트(1)를 승온시킨다. 본 실시 형태의 제2 가열기는, 제1 풀리(11)에 내장된 히터(41)와 적외선 방사 히터(42)이다. 램프 하우스(2)의 상류에 위치하는 제1 풀리(11)에 내장된 히터(41)는, 제1 풀리(11)의 표면을 승온시킨다. 이에 의해, 제1 풀리(11)에 접하는 벨트(1)를 가열한다. 적외선 방사 히터(42)는, 제1 풀리(11)의 표면을 따라, 벨트(1)를 사이에 두고 배치되어 있다. 적외선 방사 히터(42)는 벨트(1)를 향하여 적외선을 방사하여, 벨트(1)를 가열한다. 적외선 방사 히터(42)는, 벨트(1)가, 수지 등의 열방사율이 높은 재료로 구성되는 경우에는, 벨트(1)의 가열기로서 특히 바람직하다.
가열기(41, 42)의 작용을, 도 7과 함께 설명한다. 도 7은, 도 6의 제1 풀리(11)로부터 램프 하우스(2)의 앞부분까지의 영역을 확대한 도면이다. 단, 도 7에서는, 가열기(41, 42)가 동작하지 않는 상태를 나타낸다. 가열기(41, 42)를 동작시키지 않는 상태에서 광원(3)을 점등시키면, 벨트(1)가, 도 7에 나타내는 바와 같이, ＋Z방향의 팽창을 Y방향으로 주기적으로 갖는 파상의 휨(D2)을 발생시키는 경우가 있다. 또한, 도 7에 있어서, 가이드 롤러(13)에 접하는 일점 쇄선(25)은, 휨(D2)이 없는 경우의 벨트(1)의 위치이다.
이 휨(D2)은, 휨(D1)과 동일하게, 벨트(1) 내의 열팽창량 차에 의해 발생한다고 추찰된다. 램프 하우스(2)의 상류에서는, 벨트(1)의 온도는 실온 정도이며, 벨트(1)는 수축한 상태에 있다. 한편, 램프 하우스(2)의 바로 아래에서는, 광원(3)으로부터의 적외선에 의해, 광원(3)의 근방의 벨트(1)는 가열되어 팽창한다.
일정 속도로 이동하는 벨트(1)의 내부에 열팽창 차가 발생하면, 벨트(1)에 파상의 휨(D2)이 나타난다. 또한, 도 7에서는 벨트(1)의 YZ 평면에 나타나는 휨(D2)만을 나타내고 있는데, 벨트(1)는, 폭방향(X방향)으로도 휜다.
그래서, 벨트(1)가 램프 하우스(2)에 들어가기 전에, 벨트(1)를 예비적으로 가열한다. 이에 의해, 램프 하우스(2)의 바로 아래에 있어서의 벨트(1)의 승온 폭이 작아진다. 그 결과, 램프 하우스(2)의 상류에 위치하는 벨트(1)와, 램프 하우스(2)의 바로 아래에 위치하는 벨트(1) 사이에서 열팽창 차를 억제할 수 있다. 그 결과, 파상의 휨(D2)이 작아져, 벨트(1)의 위치가, 일점 쇄선(25)에 가까워지거나, 또는, 일점 쇄선(25)과 겹쳐지게 된다. 그리고, 광원(3)과 피처리재(4)의 간격을 유지하여, 원하는 개질 처리를 균질하게 행할 수 있다.
도 6 및 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 광처리 장치(200)는, 제1 풀리(11)의 표면의 온도를 측정하는 온도 센서(45)를 구비하고 있다. 이에 의해, 제1 풀리(11)의 표면의 온도를 측정함으로써, 제1 풀리(11)에 접한 직후의 벨트(1)의 온도를 추정할 수 있다. 벨트(1)가 금속 등의 방사율이 낮은 재료인 경우에는, 벨트(1)의 방사열량을 측정하는 것이 어렵다. 이 때, 제1 풀리(11)의 표면이 상대적으로 방사율이 높은 재료인 경우에는, 벨트(1)의 방사열량을 대신하여, 제1 풀리(11)의 방사열량을 측정하면 된다.
[배기실]
도 6에 나타내어지는 바와 같이, 광처리 장치(200)는, 램프 하우스(2)의 상류에 배기실(30)을, 램프 하우스(2)의 하류에 배기실(31)을, 구비한다. 배기실(30, 31)은, 각각, 배기실(30, 31) 내의 가스를 배출하기 위한 배기구(32, 33)를 갖고 있다. 배기실(30, 31)을 설치함으로써, 램프 하우스(2)와 벨트(1) 사이의 간극으로부터 램프 하우스(2) 내에 유입되는 산소 및 습도를 조정하기 쉽게 한다. 즉, 램프 하우스(2) 내의 산소 농도를 조정하기 위해, 배기구(31, 32)의 배기량을 제어해도 된다.
＜제3 실시 형태＞
도 8과 함께, 광처리 장치의 제3 실시 형태를 설명한다. 제3 실시 형태의 광처리 장치(300)에서는, 반송체는, 무단 벨트가 아닌, 단이 있는 판(51)이다. 판(51)은 Y방향으로 길다. 그 때문에, 판(51)의 일부가 램프 하우스(2)의 밖을 이동하여 자연 냉각될 때, 판(51)의 나머지가 램프 하우스(2) 내에서 가열된다. 따라서, 판(51)은 Y방향으로 온도차를 일으킬 수 있다. 또, 판(51)은 얇기 때문에, Y방향의 온도차에 의한 열팽창 차에 의해, 판(51) 내에 Z방향의 휨이 발생하는 경우가 있다.
그래서, 휨을 작게 하기 위해, 램프 하우스(2)의 하류에 배치된 가열 가스 공급부(22)로부터 가열 가스(23)를 내뿜어, 판(51)을 승온시키는 것이 유효하다. 또, 제2 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 램프 하우스(2)의 상류에 배치된 제2 가열기인 적외선 방사 히터(42)로, 판(51)을 예비적으로 가열하는 것도, 유효하다.
이상으로 각 실시 형태 및 그 변형예를 설명했다. 본 발명은, 상술의 실시 형태 및 그 변형예에 한정되지 않으며, 상술의 실시 형태 또는 변형예를 적절히 조합하거나, 가일층의 변경을 실시하거나 할 수 있다.
상술한 광처리 장치(100, 200, 300)는, 단일의 램프 하우스(2)를 갖고 있었지만, 반송 방향(Y방향)으로 복수의 램프 하우스(2)를 배치해도 상관없다.
상술한 광처리 장치(100, 200, 300)는, 자외광(L1)의 조사 방향이 중력 방향(-Z방향)과 같은 방향이 되도록 나타냈는데, 자외광(L1)의 조사 방향이 중력 방향과 상이해도 상관없다. 예를 들면, 중력 방향으로 반송되는 반송체에 대해, 수평 방향으로 자외광을 조사해도 상관없다.
1 ：벨트
2 ：램프 하우스
3 ：광원
4, 4a, 4b：피처리재
5 ：배기 공간 형성기
8 ：가스 공급구
9 ：가스 공급원
11 ：제1 풀리
12 ：제2 풀리
13 ：가이드 롤러
14 ：댄서 롤러
18, 45：온도 센서
19 ：제어부
21, 41：히터
22 ：가열 가스 공급부
23 ：가열 가스
24, 32, 33：배기구
30, 31：배기실
42 ：적외선 방사 히터
43 ：소롤러
51 ：판
100, 200, 300：광처리 장치
D1, D2：휨
L1 ：자외광
2 ：램프 하우스
3 ：광원
4, 4a, 4b：피처리재
5 ：배기 공간 형성기
8 ：가스 공급구
9 ：가스 공급원
11 ：제1 풀리
12 ：제2 풀리
13 ：가이드 롤러
14 ：댄서 롤러
18, 45：온도 센서
19 ：제어부
21, 41：히터
22 ：가열 가스 공급부
23 ：가열 가스
24, 32, 33：배기구
30, 31：배기실
42 ：적외선 방사 히터
43 ：소롤러
51 ：판
100, 200, 300：광처리 장치
D1, D2：휨
L1 ：자외광
Claims (12)
- 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광을 조사하는, 적어도 하나의 광원과,
상기 적어도 하나의 광원을 덮고, 상기 자외광이 출사하는 방향으로 개구를 갖는 램프 하우스와,
상기 램프 하우스와의 사이에 간극을 두면서, 상기 개구와 대향하는 위치를 가로지르도록, 피(被)처리재를 일방향으로 반송하는, 반송체와,
상기 램프 하우스의 하류에 배치되고, 상기 반송체를 승온시키는 가열기와,
상기 자외광을 상기 피처리재에 조사하면서 상기 피처리재를 반송하도록 제어하는, 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 가열기를 제어하여, 상기 적어도 하나의 광원에 의해 승온한 상기 반송체의 온도 저하를 억제하도록, 상기 반송체를 승온시키는 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 반송체는, 상기 램프 하우스의 상류에 배치된 제1 풀리와 상기 램프 하우스의 하류에 배치된 제2 풀리 사이에 장가(張架)된 무단(無端) 벨트인 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 가열기는, 상기 반송체를 향하여 적외선을 방사하는 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 가열기는, 상기 반송체를 향하여 가열 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 가열기는, 상기 제2 풀리의 표면을 승온시킴으로써, 상기 무단 벨트를 간접적으로 승온시키는 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 램프 하우스의 상류에 배치되고, 상기 반송체를 승온시키는 제2 가열기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 램프 하우스의 상류와 상기 램프 하우스의 하류 중 적어도 어느 한쪽에, 배기실을 구비하는 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 청구항 2 또는 청구항 5에 있어서,
상기 무단 벨트의 주된 재료는 스테인리스강인 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 청구항 2 또는 청구항 5에 있어서,
상기 무단 벨트는, 상기 무단 벨트의 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 청구항 2 또는 청구항 5에 있어서,
상기 개구에 대향하는 위치에 가이드 롤러를 구비하고, 상기 무단 벨트는, 상기 개구와 상기 가이드 롤러 사이에 끼워지는 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 가열기로 승온되기 전, 혹은, 승온된 후의 상기 반송체의 온도, 또는 상기 가열기의 방사열량을 측정하는 센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광처리 장치. - 표면에 수지를 갖는 피처리재를 일방향으로 반송체로 반송하면서, 산소가 존재하는 램프 하우스 내에서, 광원이 방사하는 205nm 이하의 파장 대역에 속하는 자외광을 상기 피처리재에 조사하고,
상기 램프 하우스로부터 반출된 상기 피처리재를, 상기 광원에 의해 승온한 상기 반송체의 온도 저하를 억제하도록, 상기 반송체를 승온시키는 것을 특징으로 하는 광처리 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2022-083683 | 2022-05-23 | ||
| JP2022083683A JP2023172105A (ja) | 2022-05-23 | 2022-05-23 | 光処理装置及び光処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230163290A true KR20230163290A (ko) | 2023-11-30 |
Family
ID=88793574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230043990A KR20230163290A (ko) | 2022-05-23 | 2023-04-04 | 광처리 장치 및 광처리 방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023172105A (ko) |
| KR (1) | KR20230163290A (ko) |
| CN (1) | CN117103738A (ko) |
| TW (1) | TW202412932A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022024882A1 (ja) | 2020-07-27 | 2022-02-03 | ウシオ電機株式会社 | フッ素樹脂の表面改質方法、表面改質されたフッ素樹脂の製造方法、接合方法、表面改質されたフッ素樹脂を有する材料、及び接合体 |
-
2022
- 2022-05-23 JP JP2022083683A patent/JP2023172105A/ja active Pending
-
2023
- 2023-04-04 KR KR1020230043990A patent/KR20230163290A/ko unknown
- 2023-04-10 CN CN202310370573.2A patent/CN117103738A/zh active Pending
- 2023-05-03 TW TW112116401A patent/TW202412932A/zh unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022024882A1 (ja) | 2020-07-27 | 2022-02-03 | ウシオ電機株式会社 | フッ素樹脂の表面改質方法、表面改質されたフッ素樹脂の製造方法、接合方法、表面改質されたフッ素樹脂を有する材料、及び接合体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202412932A (zh) | 2024-04-01 |
| CN117103738A (zh) | 2023-11-24 |
| JP2023172105A (ja) | 2023-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2015036590A (ja) | 赤外線処理装置及び赤外線処理方法 | |
| KR101704946B1 (ko) | 적외선 가열 장치 및 건조로 | |
| JP3735769B2 (ja) | 乾燥装置、乾燥装置集合体及び乾燥方法 | |
| KR101969044B1 (ko) | 히터 유닛 및 열처리 장치 | |
| TWI583540B (zh) | Dehydration device | |
| JP4830878B2 (ja) | 真空紫外線モニタ及びそれを用いた真空紫外線照射装置 | |
| CN109390251B (zh) | 一种基板处理装置及利用此装置的直列式基板处理*** | |
| KR20230163290A (ko) | 광처리 장치 및 광처리 방법 | |
| JP5810074B2 (ja) | 乾燥装置 | |
| JP6550964B2 (ja) | 光処理装置およびその製造方法 | |
| KR101461315B1 (ko) | 열처리 장치 및 열처리 방법 | |
| JP4350672B2 (ja) | 食品連続加熱機 | |
| JP7178823B2 (ja) | 基板加熱装置および基板処理システム | |
| KR100818019B1 (ko) | 기판처리장치 및 기판처리방법 | |
| JP2004319559A (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
| JP2014027252A (ja) | 熱処理装置および熱処理方法 | |
| JP4649344B2 (ja) | 紫外線塗料硬化設備、塗料硬化方法 | |
| TWI567796B (zh) | 光照射裝置及光照射方法 | |
| JP2007311442A (ja) | 有機薄膜トランジスタおよびその製造装置と製造方法 | |
| WO2022180978A1 (ja) | 光改質装置及び光改質方法 | |
| JP2009154001A (ja) | 食品連続加熱機及びそれに用いられる放射温度計 | |
| JP6824772B2 (ja) | 乾燥装置及び乾燥体の製造方法 | |
| CN116940055A (zh) | 冷却的红外线或uv模块 | |
| JP2002016040A (ja) | 基板処理装置 | |
| JP2014035086A (ja) | 乾燥炉 |