热处理炉的加热器单元的制作方法

1.本发明涉及在热处理炉的腔室内部对玻璃基板进行热处理时使基板面的温度均匀性保持稳定的热处理炉的加热器单元。


背景技术：

2.最近，显示器的市场是应用于tv、手机、屏幕等各种影像装置，由于技术的快速发展，推动产品性能升级的努力不断地进行。有机发光显示装置及lcd基板是下一代显示器其中之一且在各种产品领域中使用。组成显示器装置的玻璃基板是经热处理制造而成，而且热处理时为了满足各个工艺要求的条件，只有阻断外部气体的影响且使向腔室外部释放的热最小化，才能够避免性能下降并且降低产品不良率。此外，为了改善完成品的收率，热处理时基板的面内偏差越小越好，因此需要一种高性能的热处理炉，针对这种高性能的热处理炉的研究正在持续进行。
3.在制造作为典型的平板显示器的有机发光显示装置基板或lcd玻璃基板(以下称之为“基板”或者“玻璃基板”)的过程中，温度控制和温度均匀性是确保优质的基板质量和收率所必不可少的。例如，在基于热处理炉的基板制造工艺中，由于基板表面形成有机物层可能会包含一定量的水分，因此需要进行用于蒸发水分的干燥工艺。lcd玻璃基板制造工艺中，在基板表面上涂布感光膜之前先进行清洗过程，而在清洗过程之后执行用于去除水分的加热干燥工艺。如此，基板制造工艺的大部分都执行加热及干燥工艺，以此来制造基板。基板制造工艺中产生的水分可通过紫外线或放入包括加热器(sheath heater)等发热体的热处理炉的腔室内经加热干燥后去除。有关于此，韩国授权专利公报第10-1238560号及韩国公开专利公报第10-2013-0028322号中已提出“lcd玻璃炉腔室”。但是，将加热器作为发热体的现有热处理炉的发热体布置方式，在满足基板制造工艺所需的高温性能和温度均匀性方面存在局限性。因此，需要开发一种可以在热处理炉的腔室内部使用且在高温下仍不破坏绝缘地保持温度均匀性的加热器发热体以及可满足基板制造工艺中所需的高温性能和温度均匀性的全新的热处理炉的加热器。
4.在先技术文献
5.专利文献
6.专利文献1.韩国授权专利公报第10-1238560号(公开日期2013年02月28日)
7.专利文献2.韩国授权专利公报第10-0722154号(公开日期2007年05月28日)
8.专利文献3.韩国公开专利公报第10-2013-0028322号(公开日期2013年03月19日)


技术实现要素：

9.发明所要解决的问题
10.本发明要解决的一技术问题是，提供一种在热处理炉的腔室内部对基板进行热处理时使基板面的温度均匀性保持稳定的热处理炉的加热器单元。
11.本发明要解决的一技术问题是，提供一种可以在热处理炉的腔室内部使用且在高
温下仍不破坏绝缘地保持温度均匀性并能够满足基板制造工艺所需的高温性能和温度均匀性的热处理炉的加热器单元。
12.用于解决问题的手段
13.根据本发明，上述目的可通过热处理炉的加热器单元实现，热处理炉具有容纳基板并对基本进行加热干燥的腔室，而且所述腔室中安装有多个加热器单元，从而通过多个所述加热器单元产生的热对基板进行加热或干燥，所述加热器单元包括：管道，其内置有通过电阻发热的电热丝并进行加热；上部热传递板与下部热传递板，其布置于所述管道的上部和下部；以及多个套管部，其布置于所述上部热传递板与所述下部热传递板之间并保持所述上部热传递板与所述下部热传递板的间距，而且用于支撑所述上部热传递板与所述下部热传递板。
14.根据本发明的实施例，所述管道可以是具有中空结构的圆形。
15.根据本发明的实施例，所述管道的一端可安装有通过与导电部接触来供电的电源套筒，并且以所述电源套筒的布置位置为基准可布置有套筒放热块。根据本发明的实施例，所述套管部具有中空孔且包括基于所述下部热传递板的开口孔来确定位置的套管，所述套管可通过支撑手段沿着所述开口孔安装固定。根据本发明的实施例，所述支撑手段可包括：固定件，其从上部热传递板向下部方向突出并沿着所述套管的中空孔进入，以位于在下部热传递板上穿孔形成的开口孔的中心；以及止动螺母，其在下部热传递板的底面支撑所述固定件。
16.根据本发明的实施例，在所述下部热传递板的下部面和所述止动螺母的上部面之间可设置垫圈，以防止固定件的移动和变形。
17.发明效果
18.本发明具有在热处理炉的腔室内部对基板进行热处理时使基板面的温度均匀性保持稳定的效果。
19.此外，本发明具有可以在热处理炉的腔室内部使用且在高温下仍不破坏绝缘地保持温度均匀性并能够满足基板制造工艺中所需的高温性能和温度均匀性的效果。
20.此外，本发明通过在加热器单元的上部热传递板与下部热传递板之间夹设插入式套管部从而可控制上部热传递板与下部热传递板的热变形或者因上部热传递板与下部热传递板上施加的冲击而引起的位置变形在内的各种变形因素。
21.此外，本发明通过使组成加热器单元的上部热传递板与下部热传递板保持一定间距从而满足基板制造工艺所需的高温性能和温度均匀性。
附图说明
22.图1是显示热处理炉的示例。
23.图2是显示热处理炉正面的示例。
24.图3是俯视热处理炉的示例。
25.图4是显示热处理炉一侧面的示例。
26.图5是根据本发明一实施例的布置于热处理炉上的加热器单元的示例。
27.图6是显示根据本发明一实施例的布置于热处理炉上的加热器单元平面结构的示例。
28.图7是显示根据本发明一实施例的加热器单元的示例。
29.图8是截取图7的a部并具体显示的示例。
30.图9是说明根据本发明一实施例的加热器单元的具体结构的示例。
31.图10是说明根据本发明一实施例的加热器单元套管结构的示例。
32.图11是显示根据本发明一实施例的加热器单元套管的分解状态的示例。
33.附图标记说明
34.100：热处理炉
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200：腔室
35.300：加热器单元
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301：导电部
36.302：电热丝
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310：管道
37.311：电源套筒
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312：套筒放热块
38.321：上部热传递板
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322：下部热传递板
39.323：开口孔
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330：套管部
40.331：套管
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332：中空孔
41.340：固定件
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341：止动螺母
42.342：垫圈
具体实施方式
43.下面，对根据本发明的优选实施例的“热处理炉的加热器单元”进行说明。
44.图1是显示热处理炉的示例。图2是显示热处理炉正面的示例。图3是俯视热处理炉的示例。图4是显示热处理炉一侧面的示例。
45.图1至图4所示的附图显示热处理炉100的整体结构，是包括腔室200的热处理炉100的示例。
46.如图1至图4所示，为了将待热处理基板放入腔室200内预置的各台或者将热处理工艺结束的基板从腔室200搬出，热处理炉100的前侧可具有遮挡器部120，后侧可具有炉门部110。
47.此外，热处理炉100具有用于容纳待加热或者干燥的基板的腔室200，腔室200内安装有由加热体组成的多个发热器单元300，从而可利用加热器单元300产生的热对基板进行加热或者通过蒸发水分进行干燥。
48.此外，热处理炉100在腔室200的一侧具有可供含工艺气体的流体流入的供气口，以及可供腔室内200流体排出的排气口，并包括框架与多个汇流条连接的导电部301，所述框架具有用于支撑并托起腔室200的支托。所述汇流条与加热器单元300的电热丝连接以导通电流。
49.此外，虽然根据配置会有所不同但是一般情况下，组成加热器单元300的发热体的管道310的上下部设置有与其紧贴的上部热传递板321、下部热传递板322，从而在腔室内可有效地进行基板加热工艺。
50.其中，起到热处理炉的发热体作用的加热器单元300可以是在管道(金属保护管)内中置由电阻发热的电热丝(发热线)并且加入并填充作为绝缘粉末的氧化镁(mgo)以使电热丝与管道310绝缘的加热器。管道310可以作为矿物绝缘加热器(mineral insulated heater)而使用，这种情况下，具有可制作成细长状的特征。
51.另外，图1和图4中未说明的附图标记210和220是腔室200的内盒体和外盒体。而且未说明的附图标记230是冷却外套，其通过在腔室200内形成冷却气流并通过腔室200内部形成的冷却气流通道，将腔室冷却至均匀温度分布。未说明的附图标记240是使引线突出并通过引线向腔室200内供电的供电部。
52.作为参考，如图1和图4所示的构成热处理炉的基本构件，例如，腔室的结构与工艺气体的供气及排气系统、包括向加热器单元供电的汇流条的导电部以及供电部的构件与本发明没有直接的关联。此外，所述热处理炉的基本构件与本发明的主旨无关且为已知的构件，因此本发明将省略其说明。
53.如图1至图4所示，通常，为了将待热处理基板放入腔室内预置的各台或者将热处理工艺结束的基板从腔室搬出，热处理炉的前侧可具有遮挡器，后侧可具有炉门。
54.此外，热处理炉具有用于容纳待加热或者干燥的基板的腔室，腔室内安装有由加热体组成的加热器单元，从而可利用加热器单元产生的热对基板进行加热或者通过蒸发水分进行干燥。
55.此外，虽然根据配置会有所不同但是一般情况下，组成加热器的发热体的上下部设置有与其紧贴的上/下部热传递板，从而可有效地进行基板加热工艺。
56.此外，热处理炉在腔室的一侧具有可供含工艺气体的流体流入的供气口，以及可供腔室内流体排出的排气口，并包括框架和与多个汇流条连接的导电部，所述框架具有用于支撑并托起腔室的支托，所述汇流条与加热器的电热丝连接以导通电流。
57.另外，为了去除腔室内基板的热处理工艺中基板上残留的水分，热处理炉包括加热器，而且为了提高产品的质量，需要具备更有效且高性能的工艺能力。
58.另外，为了通过缩短热处理工艺时间来对更多的产品进行量产，设置于腔室内部的发热器单元需要具有高性能的同时结构上应具有优异的耐久性。
59.但是，现有的热处理炉的加热器单元难以在高温下仍不破坏绝缘地保持温度均匀性，而且很难充分地满足基板制造工艺中要求的高温性能和温度均匀性。
60.因此，本发明提供一种可以在热处理炉的腔室内部使用且在高温下仍不破坏绝缘地保持温度均匀性并能够满足基板制造工艺中所需的高温性能和温度均匀性的热处理炉的加热器单元。
61.下面，参照图5至图11详细说明根据本发明的热处理炉加热器单元的主要构件。
62.图5是根据本发明一实施例的布置于热处理炉上的加热器单元的示例。图6是显示根据本发明一实施例的布置于热处理炉上的加热器单元的平面结构的示例。图7是显示根据本发明一实施例的加热器单元的示例。图8是截取图7的a部并具体显示的示例。图9是说明根据本发明一实施例的加热器单元的具体结构的示例。
63.如图5至图9所示，根据本发明实施例的热处理炉的加热器单元300可以在腔室200内布置多个，所述腔室200用于容纳基板并对基板(未图示)进行加热干燥。热处理炉100可配置成通过加热器单元300产生的热对基板进行加热或干燥。
64.其次，加热器单元300可由管道310组成，所述管道310中内置有由电阻发热的电热丝302并通过其进行加热。
65.其中，起到发热体作用的管道310可优选为具有中空结构的圆形管道310，其中内置有电热丝302。为了具有高温发热性能、耐久性以及均匀分布的高温发热性能，如图7及图
8所示，圆形管道310可优选保持一定间距且设置成弯曲状。
66.如此，当采用圆形管道310时，可制成保持一定间距的同时具有非急剧弯曲的柔顺弯曲状的发热体，从而能够起到使温度保持均匀的重要作用，并且使厚度变细的同时能够减小基于厚度的弯曲度的局限性和间距。基于此，在作为热处理炉的发热体使用时，可具有能够提高整体性能的益处。
67.此外，如图9所示，加热器单元300可包括上部热传递板321、下部热传递板322以及多个套管部330，所述上部热传递板321、下部热传递板322布置于管道310的上部和下部，所述多个套管部330布置于上部热传递板321与下部热传递板322之间并保持上部热传递板321与下部热传递板322之间的间距，而且用于支撑上部热传递板321、下部热传递板322。
68.此外，如图8所示，加热器单元300管道310的一端安装有通过导电部301连接来供电的电源套筒311，而且以电源套筒311的布置位置为准，可布置有套筒放热块312。
69.其中，电源套筒311引导导电部301的连接，而且可配置成阻断管道310向外部辐射的热损失。为此，以电源套筒311的布置位置为准，其周边部安装有套筒放热块312，通过其进行高温放热，从而可从过热引起的导电部301损坏或火灾危险中有效保护导电部301。
70.套筒放热块312可优选地选自耐高温且放热性能和电绝缘性优秀的铝合金或者陶瓷材料。
71.图10是说明根据本发明一实施例的加热器单元套管结构的示例。图11是显示根据本发明一实施例的加热器单元套管的分解状态的示例。
72.此外，如图9至图11所示，加热器单元300的套管部330具有中空孔332，并且可包括套管331，所述套管331基于下部热传递板322的开口孔323确定位置。套管331可通过支撑手段沿着开口孔323安装固定。
73.其中，套管331位于以管道310为基准的上部和下部且夹设在与其接触的上部热传递板321与下部热传递板322之间，从而可以在高温下不破坏绝缘地控制上部热传递板321与下部热传递板322的移动和变形并形成一定间距，进而使温度均匀性保持一定。
74.例如，上部热传递板321与下部热传递板322将由管道310传递的热最终辐射到热处理炉的腔室内，此时如果上部热传递板321与下部热传递板322之间产生间距或热应力变形等，则温度均匀性会发生偏差。这会引起热处理炉中设定的热辐射面积发生变形和热平衡的急剧变化的问题。
75.根据热处理炉的腔室内布置的加热器单元300的温度均匀性及温度控制程度差异，基板的热处理制造中对收率和性能产生直接或间接的影响。
76.根据本发明，以插入方式夹设在上部热传递板321与下部热传递板322之间的套管部330能够有效地控制上部热传递板321与下部热传递板322的热变形或者因上部热传递板321与下部热传递板322上施加的冲击而引起的位置变形在内的各种变形因素，并使上部热传递板321与下部热传递板322保持一定间距，从而满足基板制造工艺中所需的高温性能和温度均匀性。
77.为此，在上部热传递板321与下部热传递板322之间通过支撑手段可布置多个套管331，支撑手段可包括：固定件340，其从上部热传递板321向下部方向突出并沿着套管331的中空孔332进入，以位于下部热传递板322上穿孔形成的开口孔323的中心；以及止动螺母341，其在下部热传递板322的底面支撑固定件340。
78.如图10所示，套管部330可安装于上部热传递板321与下部热传递板322之间，如图11所示，套管331通过从上部热传递板321向下部方向突出并沿着套管331的中空孔332进入的固定件340在下部热传递板322上确定位置，并在上部热传递板321与下部热传递板322之间形成一定间距，该间距起到支撑上部热传递板321与下部热传递板322的作用，因此即使对上部热传递板321与下部热传递板322施加高热仍能够保持一定间距。
79.此外，如图10所示，固定件340从上部热传递板321突出并穿过套管331的中空孔332后，沿着下部热传递板322的开口孔323插入，而且通过在下部热传递板322的底面紧固止动螺母341从而以牢固的状态进行支撑固定。其中，如果在下部热传递板322的底面与止动螺母341的接触面之间设置垫圈342，则可有效防止固定件340的移动和变形。
80.如此，根据本发明的热处理炉的加热器单元具有如下益处：可以在热处理炉的腔室内部使用且在高温下仍不破坏绝缘地保持温度均匀性，并能够满足基板制造工艺中所需的高温性能和温度均匀性。
81.此外，通过在上部热传递板与下部热传递板之间夹设插入式套管部，从而具有可控制上部热传递板与下部热传递板的热变形或者因上部热传递板与下部热传递板上施加的冲击而引起的位置变形在内的各种变形因素的益处。
82.此外，通过使上部热传递板与下部热传递板保持一定间距，从而具有能够满足基板制造工艺中所需的高温性能和温度均匀性的益处。
83.本发明虽然是参照附图中图示的一实施例进行说明的，但本发明并不限于这些实施例，在不脱离本发明主旨的范围内可进行修改和变形，这些修改和变形属于本发明的技术思想。