熱處理爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的熱處理爐，包括加熱腔室、加熱裝置和冷卻裝置，其中，在加熱腔室內(nèi)設(shè)置有內(nèi)腔管體，在內(nèi)腔管體內(nèi)設(shè)置有承載架，用以承載被加熱件；在內(nèi)腔管體的頂部設(shè)置有蓋板，用以封閉內(nèi)腔管體的頂部開口；冷卻裝置包括冷卻氣源和進(jìn)氣管路，進(jìn)氣管路包括第一進(jìn)氣端、第二進(jìn)氣端和出氣端，第一進(jìn)氣端與冷卻氣源相連通；第二進(jìn)氣端設(shè)置在內(nèi)腔管體的內(nèi)側(cè)壁上，與內(nèi)腔管體的內(nèi)部相連通；出氣端朝上設(shè)置在加熱腔室內(nèi)，且位于內(nèi)腔管體的外側(cè)；冷卻氣源向進(jìn)氣管路提供冷卻氣體。本實(shí)用新型提供的熱處理爐，其不僅可以提高熱交換效率，減少附著在被加熱件表面的污染顆粒，而且還可以提高被加熱件的溫度均勻性，從而可以減少被加熱件的形變量差異。
【專利說明】
熱處理爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及顯示裝置加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種熱處理爐。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫多晶娃(Low Temperature Poly-Silicon，簡稱LTPS)的形成過程是:利用準(zhǔn)分子鐳射作為熱源，鐳射光經(jīng)過投射系統(tǒng)后，會(huì)產(chǎn)生能量均勻分布的鐳射光束，投射于非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板上，當(dāng)非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板吸收準(zhǔn)分子鐳射的能量后，會(huì)轉(zhuǎn)變成為多晶硅結(jié)構(gòu)。由于鐳射光束投射于玻璃基板時(shí)，基板溫度可達(dá)1400°C左右，導(dǎo)致非晶硅中氫含量偏高會(huì)產(chǎn)生氫爆，進(jìn)而影響設(shè)備及產(chǎn)品質(zhì)量，熱處理爐(Furnace)為鐳射前氫處理工藝，減少非晶硅中的氫含量，在鐳射時(shí)減少氫爆的發(fā)生，此外工藝后的多晶硅玻璃基板可以使顯示裝置具有重量輕、低耗電、色彩艷麗以及影像清晰等特點(diǎn)。
[0003]圖1為現(xiàn)有的熱處理爐的結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖1，熱處理爐包括加熱腔室1、加熱裝置2和冷卻裝置，其中，在加熱腔室I內(nèi)設(shè)置有內(nèi)腔管體6，并且在加熱腔室I內(nèi)還設(shè)置有承載架，用以承載玻璃基板等的被加熱件5。加熱裝置2環(huán)繞設(shè)置在加熱腔室I的內(nèi)側(cè)壁中，用以向被加熱件5輻射熱量。冷卻裝置包括冷卻氣源4和進(jìn)氣管路3，其中，進(jìn)氣管路3的進(jìn)氣口與冷卻氣源4連接，出氣口設(shè)置在加熱腔室I的內(nèi)側(cè)壁上。在進(jìn)行熱處理的過程中，冷卻氣源4通過進(jìn)氣管路3向加熱腔室I的內(nèi)部輸送冷卻氣體，當(dāng)加熱腔室I的氣壓上升至一定數(shù)值之后，冷卻氣體由下而上流動(dòng)，然后自位于加熱腔室I頂部的出氣口排出，并帶走被加熱件5的熱量，從而保證了工藝溫度的穩(wěn)定，冷卻氣體的流動(dòng)方向如圖1中的箭頭所示。
[0004]現(xiàn)有的熱處理爐在實(shí)際應(yīng)用中不可避免地存在以下問題:
[0005]在進(jìn)行熱處理的過程中，由于冷卻氣體由下而上流動(dòng)，這不僅導(dǎo)致玻璃基板5表面的氣體流通量較少，熱交換效率較低、且容易附著污染顆粒，而且還會(huì)導(dǎo)致玻璃基板5內(nèi)及各層玻璃基板5之間的溫度存在較大差異，從而造成熱交換效果不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致玻璃基板5之間的形變量差異擴(kuò)大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種熱處理爐，其不僅可以提高熱交換效率，減少附著在被加熱件表面的污染顆粒，而且還可以提高被加熱件的溫度均勻性，從而可以減少被加熱件的形變量差異。
[0007]本實(shí)用新型提供一種熱處理爐，包括加熱腔室、加熱裝置和冷卻裝置，其中，在所述加熱腔室內(nèi)設(shè)置有內(nèi)腔管體，在所述內(nèi)腔管體內(nèi)設(shè)置有承載架，用以承載被加熱件;并且，在所述加熱腔室的頂部設(shè)置有排氣口；所述加熱裝置設(shè)置在所述加熱腔室內(nèi)，且環(huán)繞在所述內(nèi)腔管體的外圍，用以朝向所述被加熱件輻射熱量;在所述內(nèi)腔管體的頂部設(shè)置有蓋板，用以封閉所述內(nèi)腔管體的頂部開口 ；
[0008]所述冷卻裝置包括冷卻氣源和進(jìn)氣管路，其中，所述進(jìn)氣管路包括第一進(jìn)氣端、第二進(jìn)氣端和出氣端，其中，所述第一進(jìn)氣端與所述冷卻氣源相連通;所述第二進(jìn)氣端設(shè)置在所述內(nèi)腔管體的內(nèi)側(cè)壁上，與所述內(nèi)腔管體的內(nèi)部相連通;所述出氣端朝上設(shè)置在所述加熱腔室內(nèi)，且位于所述內(nèi)腔管體的外側(cè);所述冷卻氣源用于向所述進(jìn)氣管路提供冷卻氣體。
[0009]優(yōu)選的，所述冷卻裝置包括至少兩套，且至少兩套所述冷卻裝置的進(jìn)氣管路沿所述內(nèi)腔管體的周向?qū)ΨQ分布。
[0010]優(yōu)選的，所述承載架用于承載多個(gè)所述被加熱件，且使多個(gè)所述被加熱件沿所述內(nèi)腔管體的軸向間隔分布;在每套所述冷卻裝置中，所述進(jìn)氣管路包括多個(gè)，且多個(gè)所述進(jìn)氣管路沿所述內(nèi)腔管體的軸向間隔分布;并且，多套所述冷卻裝置的進(jìn)氣管路的數(shù)量相同，且--對應(yīng)地相對設(shè)置。
[0011]優(yōu)選的，在每套所述冷卻裝置中，多個(gè)所述進(jìn)氣管路的所述出氣端相互對齊。
[0012]優(yōu)選的，所述冷卻裝置還包括控制器，用于控制所述冷卻氣源的開啟或關(guān)閉，以及調(diào)節(jié)所述進(jìn)氣管路中的氣壓大小。
[0013]優(yōu)選的，所述冷卻裝置還包括出氣管路、通斷開關(guān)和熱交換器，其中，所述出氣管路的進(jìn)氣端設(shè)置在所述加熱腔室的內(nèi)側(cè)壁頂部;所述出氣管路的出氣端與所述熱交換器的進(jìn)氣端連接;所述熱交換器的出氣端與所述冷卻氣源連接;所述熱交換器用于對來自所述出氣管路的氣體進(jìn)行冷卻，并輸送至所述冷卻氣源;所述通斷開關(guān)用于接通或斷開所述出氣管路。
[0014]優(yōu)選的，所述冷卻裝置包括至少兩套，且至少兩套所述冷卻裝置的進(jìn)氣管路沿所述內(nèi)腔管體的周向?qū)ΨQ分布;至少兩套所述冷卻裝置的出氣管路沿所述內(nèi)腔管體的周向?qū)ΨQ分布。
[0015]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0016]本實(shí)用新型提供的熱處理爐，其通過在內(nèi)腔管體的頂部設(shè)置有蓋板，來封閉內(nèi)腔管體的頂部開口，可以使內(nèi)腔管體的內(nèi)部形成封閉的空間，從而不僅便于控制內(nèi)腔管體內(nèi)部的氣壓，而且還可以遮擋自加熱腔室的頂部掉落的顆粒污染被加熱件。而且，通過采用具有三個(gè)端口的進(jìn)氣管路，S卩，第一進(jìn)氣端與冷卻氣源相連通，第二進(jìn)氣端設(shè)置在內(nèi)腔管體的內(nèi)側(cè)壁上，與內(nèi)腔管體的內(nèi)部相連通，出氣端朝上設(shè)置在加熱腔室內(nèi)，且位于內(nèi)腔管體的外偵U，可以使內(nèi)腔管體內(nèi)的氣體橫向流動(dòng)，然后在內(nèi)腔管體內(nèi)的氣壓上升到一定數(shù)值之后，依次自進(jìn)氣管路的第二進(jìn)氣端和出氣端排出內(nèi)腔管體，從而不僅可以提高熱交換效率，而且還可以提高被加熱件的溫度均勻性，從而可以減少被加熱件的形變量差異。
【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有的熱處理爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的熱處理爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對本實(shí)用新型提供的熱處理爐進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的熱處理爐的結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖2，熱處理爐包括加熱腔室11、加熱裝置12和冷卻裝置。其中，在加熱腔室11內(nèi)設(shè)置有內(nèi)腔管體16，且在內(nèi)腔管體16內(nèi)設(shè)置有承載架，用以承載被加熱件15，該被加熱件15例如可以為玻璃基板等。在本實(shí)施例中，承載架用于承載多個(gè)被加熱件15，且使多個(gè)被加熱件15沿內(nèi)腔管體16的軸向(即，圖2的豎直方向)間隔分布。此外，在加熱腔室11的頂部設(shè)置有排氣口 17，用以將加熱腔室11內(nèi)的廢氣排出。加熱裝置12設(shè)置在加熱腔室11內(nèi)(例如內(nèi)壁上)，且環(huán)繞在內(nèi)腔管體16的外圍，用以朝向被加熱件15輻射熱量，從而實(shí)現(xiàn)對被加熱件15的熱處理。
[0021]在本實(shí)施例中，在內(nèi)腔管體16的頂部設(shè)置有蓋板21，用以封閉內(nèi)腔管體16的頂部開口，從而使內(nèi)腔管體16的內(nèi)部形成封閉的空間，從而不僅便于控制內(nèi)腔管體16內(nèi)部的氣壓，而且還可以遮擋自加熱腔室11的頂部掉落的顆粒污染被加熱件15。蓋板21可以采用耐高溫、導(dǎo)熱高、不易膨脹的石英或陶瓷材料制作，例如微晶陶瓷(Ceo-Ceramics)0
[0022]在本實(shí)施例中，冷卻裝置包括兩套，每套冷卻裝置包括冷卻氣源14和進(jìn)氣管路13，其中，兩套冷卻裝置的進(jìn)氣管路13沿內(nèi)腔管體16的周向?qū)ΨQ分布，以提高內(nèi)腔管體16內(nèi)的氣流均勻性，如圖2所示，兩條冷卻裝置對應(yīng)內(nèi)腔管體16的左、右兩側(cè)相對分布。而且，在每套冷卻裝置中，進(jìn)氣管路13包括三個(gè)，分別為第一進(jìn)氣管路13a、第二進(jìn)氣管路13b和第三進(jìn)氣管路13c，且三個(gè)進(jìn)氣管路13沿內(nèi)腔管體16的軸向間隔分布，并且多套冷卻裝置的進(jìn)氣管路13的數(shù)量相同，且一一對應(yīng)地相對設(shè)置，以進(jìn)一步提高內(nèi)腔管體16內(nèi)的氣流均勻性。具體來說，左側(cè)冷卻裝置的第一進(jìn)氣管路13a與右側(cè)冷卻裝置的第一進(jìn)氣管路13a相對;左側(cè)冷卻裝置的第二進(jìn)氣管路13b與右側(cè)冷卻裝置的第二進(jìn)氣管路13b相對;左側(cè)冷卻裝置的第三進(jìn)氣管路13c與右側(cè)冷卻裝置的第三進(jìn)氣管路13c相對。
[0023]在每套冷卻裝置中，每個(gè)進(jìn)氣管路13包括第一進(jìn)氣端131、第二進(jìn)氣端132和出氣端133，其中，第一進(jìn)氣端131通過氣路與冷卻氣源14相連通;第二進(jìn)氣端132設(shè)置在內(nèi)腔管體16的內(nèi)側(cè)壁上，與內(nèi)腔管體16的內(nèi)部相連通；出氣端133朝上設(shè)置在加熱腔室11內(nèi)，且位于內(nèi)腔管體16的外側(cè)。冷卻氣源14用于向各個(gè)進(jìn)氣管路13提供冷卻氣體。優(yōu)選的，第一進(jìn)氣管路13a、第二進(jìn)氣管路13b和第三進(jìn)氣管路13c的出氣端相互對齊，以保證氣流的穩(wěn)定性。
[0024]在本實(shí)施例中，優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)冷卻氣體的循環(huán)流動(dòng)，每套冷卻裝置還包括出氣管路18、通斷開關(guān)20和熱交換器19，其中，出氣管路18的進(jìn)氣端設(shè)置在加熱腔室11的內(nèi)側(cè)壁頂部；出氣管路18的出氣端與熱交換器19的進(jìn)氣端連接;熱交換器19的出氣端與冷卻氣源14連接;熱交換器19用于對來自出氣管路18的氣體進(jìn)行冷卻，并輸送至冷卻氣源14。通斷開關(guān)20用于接通或斷開出氣管路18。
[0025]優(yōu)選的，與進(jìn)氣管路13相類似的，兩套冷卻裝置的出氣管路18沿內(nèi)腔管體16的周向?qū)ΨQ分布。
[0026]在對被加熱件15進(jìn)行熱處理的過程中，冷卻氣源14處于關(guān)閉狀態(tài)，內(nèi)腔管體16內(nèi)部的氣體(由其他管路向內(nèi)腔管體16內(nèi)充入氣體，例如N2)在封閉的內(nèi)腔管體16內(nèi)部橫向流動(dòng)，當(dāng)內(nèi)腔管體16內(nèi)部的氣壓增加至一定數(shù)值之后，內(nèi)腔管體16內(nèi)部的氣體會(huì)依次經(jīng)由第二進(jìn)氣端132和出氣端133排出內(nèi)腔管體16的內(nèi)部，然后在加熱腔室11的內(nèi)部由下而上流動(dòng)，最終自排氣口 17排出，氣流方向如圖2中的箭頭所示。
[0027]在需要降溫的過程中，開啟冷卻氣源14，其開始向進(jìn)氣管路13提供冷卻氣體，此時(shí)使進(jìn)氣管路13中的氣壓大于內(nèi)腔管體16內(nèi)的氣壓，冷卻氣體同時(shí)經(jīng)由第二進(jìn)氣端132和出氣端133分別進(jìn)入內(nèi)腔管體16的內(nèi)部和加熱腔室11的內(nèi)部，以對被加熱件15和內(nèi)腔管體16進(jìn)行冷卻。經(jīng)過一段時(shí)間之后，控制進(jìn)氣管路13中的氣壓小于等于內(nèi)腔管體16內(nèi)的氣壓，此時(shí)進(jìn)氣管路13中的冷卻氣體和內(nèi)腔管體16內(nèi)的氣體同時(shí)經(jīng)由出氣端133進(jìn)入加熱腔室11的內(nèi)部，冷卻氣體由下而上流動(dòng)，然后部分經(jīng)由出氣管路18排出，部分自排氣口 17排出。
[0028]優(yōu)選的，冷卻裝置還包括控制器(圖中未示出)，用于控制冷卻氣源14的開啟或關(guān)閉，以及調(diào)節(jié)進(jìn)氣管路13中的氣壓大小，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
[0029]需要說明的是，在本實(shí)施例中，承載架用于承載多個(gè)被加熱件15，且使多個(gè)被加熱件15沿內(nèi)腔管體16的軸向間隔分布，但是本實(shí)用新型并不局限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，承載架還可以采用僅承載單個(gè)被加熱件的結(jié)構(gòu)，在這種情況下，可以適應(yīng)性地設(shè)計(jì)進(jìn)氣管路的數(shù)量以及分布方式。
[0030]還需要說明的是，在本實(shí)施例中，冷卻裝置包括兩套，但是本實(shí)用新型并不局限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，冷卻裝置還可以根據(jù)具體情況包括單套或者三套以上。
[0031]進(jìn)一步需要說明的是，在本實(shí)施例中，在每套冷卻裝置中，進(jìn)氣管路13包括三個(gè)，但是本實(shí)用新型并不局限于此，在實(shí)際應(yīng)用中，進(jìn)氣管路的數(shù)量還可以為單個(gè)、兩個(gè)或者四個(gè)以上。
[0032]綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的熱處理爐，其通過在內(nèi)腔管體的頂部設(shè)置有蓋板，來封閉內(nèi)腔管體的頂部開口，可以使內(nèi)腔管體的內(nèi)部形成封閉的空間，從而不僅便于控制內(nèi)腔管體內(nèi)部的氣壓，而且還可以遮擋自加熱腔室的頂部掉落的顆粒污染被加熱件。而且，通過采用具有三個(gè)端口的進(jìn)氣管路，可以使內(nèi)腔管體內(nèi)的氣體橫向流動(dòng)，然后在內(nèi)腔管體內(nèi)的氣壓上升到一定數(shù)值之后，依次自進(jìn)氣管路的第二進(jìn)氣端和出氣端排出內(nèi)腔管體，從而不僅可以提高熱交換效率，而且還可以提高被加熱件的溫度均勻性，從而可以減少被加熱件的形變量差異。
[0033]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本實(shí)用新型并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種熱處理爐，包括加熱腔室、加熱裝置和冷卻裝置，其中，在所述加熱腔室內(nèi)設(shè)置有內(nèi)腔管體，在所述內(nèi)腔管體內(nèi)設(shè)置有承載架，用以承載被加熱件;并且，在所述加熱腔室的頂部設(shè)置有排氣口 ；所述加熱裝置設(shè)置在所述加熱腔室內(nèi)，且環(huán)繞在所述內(nèi)腔管體的外圍，用以朝向所述被加熱件輻射熱量;其特征在于，在所述內(nèi)腔管體的頂部設(shè)置有蓋板，用以封閉所述內(nèi)腔管體的頂部開口 ； 所述冷卻裝置包括冷卻氣源和進(jìn)氣管路，其中， 所述進(jìn)氣管路包括第一進(jìn)氣端、第二進(jìn)氣端和出氣端，其中， 所述第一進(jìn)氣端與所述冷卻氣源相連通； 所述第二進(jìn)氣端設(shè)置在所述內(nèi)腔管體的內(nèi)側(cè)壁上，與所述內(nèi)腔管體的內(nèi)部相連通； 所述出氣端朝上設(shè)置在所述加熱腔室內(nèi)，且位于所述內(nèi)腔管體的外側(cè)； 所述冷卻氣源用于向所述進(jìn)氣管路提供冷卻氣體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理爐，其特征在于，所述冷卻裝置包括至少兩套，且至少兩套所述冷卻裝置的進(jìn)氣管路沿所述內(nèi)腔管體的周向?qū)ΨQ分布。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱處理爐，其特征在于，所述承載架用于承載多個(gè)所述被加熱件，且使多個(gè)所述被加熱件沿所述內(nèi)腔管體的軸向間隔分布； 在每套所述冷卻裝置中，所述進(jìn)氣管路包括多個(gè)，且多個(gè)所述進(jìn)氣管路沿所述內(nèi)腔管體的軸向間隔分布;并且，多套所述冷卻裝置的進(jìn)氣管路的數(shù)量相同，且一一對應(yīng)地相對設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱處理爐，其特征在于，在每套所述冷卻裝置中，多個(gè)所述進(jìn)氣管路的所述出氣端相互對齊。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的熱處理爐，其特征在于，所述冷卻裝置還包括控制器，用于控制所述冷卻氣源的開啟或關(guān)閉，以及調(diào)節(jié)所述進(jìn)氣管路中的氣壓大小。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的熱處理爐，其特征在于，所述冷卻裝置還包括出氣管路、通斷開關(guān)和熱交換器，其中， 所述出氣管路的進(jìn)氣端設(shè)置在所述加熱腔室的內(nèi)側(cè)壁頂部;所述出氣管路的出氣端與所述熱交換器的進(jìn)氣端連接； 所述熱交換器的出氣端與所述冷卻氣源連接;所述熱交換器用于對來自所述出氣管路的氣體進(jìn)行冷卻，并輸送至所述冷卻氣源； 所述通斷開關(guān)用于接通或斷開所述出氣管路。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱處理爐，其特征在于，所述冷卻裝置包括至少兩套，且至少兩套所述冷卻裝置的進(jìn)氣管路沿所述內(nèi)腔管體的周向?qū)ΨQ分布； 至少兩套所述冷卻裝置的出氣管路沿所述內(nèi)腔管體的周向?qū)ΨQ分布。
【文檔編號】C03B32/00GK205501117SQ201620308512
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】阿斯根, 羅少先, 宋志明, 邱偉, 唐寧波, 楊愛國, 劉智
【申請人】鄂爾多斯市源盛光電有限責(zé)任公司, 京東方科技集團(tuán)股份有限公司