TWI607194B - Processing material heating stoves - Google Patents

Description

加工材料的加熱爐具

本發明係有關一種加工材料的加熱爐具，尤指一種可解決加工材料因加熱不均而有淬火不完全狀況的加熱爐具。

按，隨著現代電子科技高度發展，加工材料(例：太陽能板或晶圓等半導體材料)的應用也日漸廣泛。對此，為了提升加工材料的製造產能，一般工廠均會將待加工的加工材料放置於料框內，並透過多個料框堆疊以供加工裝置大量處理加工材料，進而提升加工裝置整體產能。其中，當一加工材料在進行淬火(quenching)處理時，一輸送裝置會將一承載有該加工材料的料框輸送至一加熱爐內，使該加熱爐得以將該加工材料加熱至攝氏八百度以上。接著，該輸送裝置會再將該料框輸送至一淬火介質，使該加工材料落入該淬火介質以進行冷卻，藉此完成淬火作業。

然而，由於該加熱爐內部多半是以複數燃氣輻射管來對該加工材料進行加熱以及該些燃氣輻射管均是由該加熱爐的一側內壁或二側內壁延伸至該輸送裝置上方，故使得該些燃氣輻射管用以產生熱能的燒嘴將會集中於該加熱爐的一側內壁或二側內壁(該些燃氣輻射管二端的溫差最高為攝氏一百度以上)，進而造成該加工材料在經過該些燃氣輻射管時無法大面積且一致性地受熱，因而使該加工材料在落入該淬火介質後相當容易產生淬火不完全的問題。

本發明之主要目的，在於解決習用實施方式中加工材料因加熱不均而有淬火不完全的問題。

為達上述目的，本發明提供一種加工材料的加熱爐具，其包含一爐體、一設置於該爐體內並沿一輸送方向輸送一加工材料承載架的輸送道以及複數設置於該爐體內對應該輸送道位置處的保溫加熱管，該爐體具有一與該輸送道對應的進料升溫段以及一由該進料升溫段延伸且與該輸送道對應的出料保溫段，其特徵在於：每一該升溫加熱管彼此並列且沿著於該輸送方向延伸設置。

於一實施例中，該些升溫加熱管彼此平行。

於一實施例中，該加熱爐具具有複數設置於該出料保溫段的保溫加熱管，該些保溫加熱管與該輸送方向呈九十度夾角。

於一實施例中，該些保溫加熱管設置於該爐體的一側內壁。

於一實施例中，該些保溫加熱管交互設置於該爐體的二側內壁。

於一實施例中，每一該升溫加熱管以及每一該保溫加熱管均為一燃氣輻射管，該加熱爐具具有一調節該些升溫加熱管以及該些保溫加熱管燃燒火焰大小的比例控制裝置以及一控制該些升溫加熱管以及該些保溫加熱管燃火點及熄火點的脈衝控制裝置。

於一實施例中，每一該升溫加熱管以及每一該保溫加熱管均具有一不鏽鋼外管、一設置於該不鏽鋼外管內部的碳化矽內管以及一設置於該不鏽鋼外管內並可對該碳化矽內管進行加熱的燒嘴。

於一實施例中，該爐體由該進料升溫段至該出料保溫段的長度小於八公尺。

透過本發明上述實施方式，相較於習用具有以下特點：

本發明令每一該升溫加熱管是彼此並列且沿著於該輸送方向設置，使得一該升溫加熱管的相同溫度處均位於該進料升溫段的相同區段內，藉以使該加工材料在經由該進料升溫段時可大範圍且一致性地進行升溫，進而解決習用實施方式中因加熱不均而有淬火不完全的問題。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱圖1及圖2，本發明提供一種加工材料的加熱爐具，該加熱爐具包含有一爐體1、一輸送道2以及複數升溫加熱管3。該爐體1具有一進料升溫段11，該輸送道2設置於該爐體1內並具有一與該進料升溫段11對應的輸送方向20，該些升溫加熱管3設置於該爐體1內並位於該進料升溫段11，且每一該升溫加熱管3彼此並列且沿著於該輸送方向20延伸設置。於一實施例中，該進料升溫段11具有一爐口110，該些升溫加熱管3彼此平行且由該爐口110朝該輸送方向20延伸，如圖2所示。具體來說，該些升溫加熱管3均可為一燃氣輻射管，每一該升溫加熱管3均具有一不銹鋼外管31、一碳化矽內管32以及一燒嘴33，該碳化矽內管32設置於該不銹鋼外管31內部，該燒嘴33設置於該不銹鋼外管31內並可對該碳化矽內管32進行加熱，且每一該升溫加熱管3的該些燒嘴33為相鄰於該進料升溫段11的頭端。另一方面，請再參閱圖1及圖2，該爐體1更包含有一出料保溫段12，該加熱爐具更具有複數保溫加熱管4，該些保溫加熱管4均位於於該出料保溫段12，且該些保溫加熱管4與該輸送方向20呈九十度夾角。其中，該爐體1由該進料升溫段11至該出料保溫段12的長度小於八公尺，而該些保溫加熱管4以及該些升溫加熱管3均為相同種類的燃氣輻射管，也就是說，每一該保溫加熱管4亦分別具有一不銹鋼外管、一碳化矽內管以及一燒嘴。就該保溫加熱管4的設置位置觀之，於一實施例中該些保溫加熱管4設置於該爐體1的一側表面(如圖2中該出料保溫段12的左側)，於另一實施例中該些保溫加熱管4則交互設置於該爐體1的二側內壁(如圖2中該出料保溫段12的右側)，且此二種實施例可依據加工需求而單一設置或同時設置(如圖2所示)。

由上述技術內容已可清楚得知該爐體1、該輸送道2、該些升溫加熱管3以及該些保溫加熱管4的詳細結構，在此，本發明將進一步針對該加熱爐具的使用過程進行說明。當該加熱爐具於應用時，使用者先將一加工材料(例：太陽能板或晶圓等半導體材料，圖中未示出)設置於一加工材料承載架7，並將該加工材料承載架7放置於該輸送道2表面，使該輸送道2得沿該輸送方向20將該加工材料承載架7朝該爐體1內輸送。當該加工材料在經過該進料升溫段11時會加熱至約攝氏八百度，接著會經過該出料保溫段12以進行保溫動作，最後再透過該輸送道2輸送而落入一淬火介質內，藉此完成淬火(quenching)作業。詳細來說，由於每一該升溫加熱管3是彼此並列且沿著於該輸送方向20設置(如圖1及圖2所示)，故使得每一該升溫加熱管3的相同溫度處(例：最高溫處以及最低溫處等)均位於該進料升溫段11的相同區段內，進而令該加工材料在經由該進料升溫段11時可大範圍且一致性地進行升溫，藉此解決習用實施方式中因加熱不均而有淬火不完全的問題。

另一方面，基於每一該升溫加熱管3以及每一該保溫加熱管4於實施時均可為一燃氣輻射管，於一實施例中，如圖4所示，該加熱爐具更具有一比例控制裝置5以及一脈衝控制裝置6，該比例控制裝置5以及該脈衝控制裝置6均連接至每一該升溫加熱管3以及每一該保溫加熱管4。其中，該比例控制裝置5可用以調節該些升溫加熱管3以及該些保溫加熱管4的燃燒火焰大小，該脈衝控制裝置6則可用以控制該些升溫加熱管3以及該些保溫加熱管4的燃火點及熄火點，如此一來，本發明即可透過該比例控制裝置5以及該脈衝控制裝置6的交互使用，以令該比例控制裝置5解決一般燃氣輻射管透過脈衝控制(pulse control)需頻繁開關而有壽命降低以及能耗過大的問題，以及藉由該脈衝控制裝置6來解決一般燃氣輻射管透過比例控制(proportional control)所產生二端溫差過大的問題。

綜上所述，該加工材料的加熱爐具包含有一爐體、一設置於該爐體內並具有一輸送方向的輸送道以及複數設置於該爐體內且與該輸送道對應的保溫加熱管，該爐體具有一進料升溫段以及一由該進料升溫段延伸的出料保溫段。在該加熱爐具的使用過程中，由於每一該升溫加熱管彼此並列且沿著於該輸送方向延伸設置，故使得每一該升溫加熱管的相同溫度處均位於該進料升溫段的相同區段內，以令一加工材料承載架在受該輸送而經由該進料升溫段時，該進料升溫段時可大範圍且一致性地對一進行加工材料升溫，藉此解決習用實施方式中因加熱不均而有淬火不完全的問題。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

1‧‧‧爐體

11‧‧‧進料升溫段

110‧‧‧爐口

12‧‧‧出料保溫段

2‧‧‧輸送道

20‧‧‧輸送方向

3‧‧‧升溫加熱管

31‧‧‧不銹鋼外管

32‧‧‧碳化矽內管

33‧‧‧燒嘴

4‧‧‧保溫加熱管

5‧‧‧比例控制裝置

6‧‧‧脈衝控制裝置

7‧‧‧加工材料承載架

圖1，本發明的側視示意圖。 圖2，本發明的俯視示意圖。 圖3，本發明升溫加熱管的側視示意圖。 圖4，本發明的電路示意圖。

1‧‧‧爐體

11‧‧‧進料升溫段

110‧‧‧爐口

12‧‧‧出料保溫段

2‧‧‧輸送道

20‧‧‧輸送方向

3‧‧‧升溫加熱管

4‧‧‧保溫加熱管

7‧‧‧加工材料承載架

Claims (8)

1. 一種加工材料的加熱爐具，其包含一爐體、一設置於該爐體內並沿一輸送方向輸送一加工材料承載架的輸送道以及複數設置於該爐體內對應該輸送道位置處的升溫加熱管，該爐體具有一與該輸送道對應的進料升溫段以及一由該進料升溫段延伸且與該輸送道對應的出料保溫段，其特徵在於：每一該升溫加熱管彼此並列且沿著於該輸送方向延伸設置。
2. 如請求項1所述加工材料的加熱爐具，其中，該些升溫加熱管彼此平行。
3. 如請求項2所述加工材料的加熱爐具，其中，該加熱爐具具有複數設置於該出料保溫段的保溫加熱管，該些保溫加熱管與該輸送方向呈九十度夾角。
4. 如請求項3所述加工材料的加熱爐具，其中，該些保溫加熱管設置於該爐體的一側內壁。
5. 如請求項3所述加工材料的加熱爐具，其中，該些保溫加熱管交互設置於該爐體的二側內壁。
6. 如請求項3、4或5所述加工材料的加熱爐具，其中，每一該升溫加熱管以及每一該保溫加熱管均為一燃氣輻射管，該加熱爐具具有一調節該些升溫加熱管以及該些保溫加熱管燃燒火焰大小的比例控制裝置以及一控制該些升溫加熱管以及該些保溫加熱管燃火點及熄火點的脈衝控制裝置。
7. 如請求項6所述加工材料的加熱爐具，其中，每一該升溫加熱管以及每一該保溫加熱管均具有一不鏽鋼外管、一設置於該不鏽鋼外管內部的碳 化矽內管以及一設置於該不鏽鋼外管內並可對該碳化矽內管進行加熱的燒嘴。
8. 如請求項1、2、3、4或5所述加工材料的加熱爐具，其中，該爐體由該進料升溫段至該出料保溫段的長度小於八公尺。