熱處理爐的制作方法
【專利摘要】本實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，在加熱腔室內設置有內腔管體，在內腔管體內設置有承載架，用以承載被加熱件；在內腔管體的頂部設置有蓋板，用以封閉內腔管體的頂部開口；冷卻裝置包括冷卻氣源和進氣管路，進氣管路包括第一進氣端、第二進氣端和出氣端，第一進氣端與冷卻氣源相連通；第二進氣端設置在內腔管體的內側壁上，與內腔管體的內部相連通；出氣端朝上設置在加熱腔室內，且位于內腔管體的外側；冷卻氣源向進氣管路提供冷卻氣體。本實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
技術領域
[0001]本實用新型涉及顯示裝置加工技術領域，具體地，涉及一種熱處理爐。
【背景技術】
[0002]低溫多晶娃(Low Temperature Poly-Silicon，簡稱LTPS)的形成過程是:利用準分子鐳射作為熱源，鐳射光經過投射系統(tǒng)后，會產生能量均勻分布的鐳射光束，投射于非晶硅結構的玻璃基板上，當非晶硅結構的玻璃基板吸收準分子鐳射的能量后，會轉變成為多晶硅結構。由于鐳射光束投射于玻璃基板時，基板溫度可達1400°C左右，導致非晶硅中氫含量偏高會產生氫爆，進而影響設備及產品質量，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。
[0003]圖1為現(xiàn)有的熱處理爐的結構示意圖。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內設置有內腔管體6，并且在加熱腔室I內還設置有承載架，用以承載玻璃基板等的被加熱件5。加熱裝置2環(huán)繞設置在加熱腔室I的內側壁中，用以向被加熱件5輻射熱量。冷卻裝置包括冷卻氣源4和進氣管路3，其中，進氣管路3的進氣口與冷卻氣源4連接，出氣口設置在加熱腔室I的內側壁上。在進行熱處理的過程中，冷卻氣源4通過進氣管路3向加熱腔室I的內部輸送冷卻氣體，當加熱腔室I的氣壓上升至一定數值之后，冷卻氣體由下而上流動，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，冷卻氣體的流動方向如圖1中的箭頭所示。
[0004]現(xiàn)有的熱處理爐在實際應用中不可避免地存在以下問題:
[0005]在進行熱處理的過程中，由于冷卻氣體由下而上流動，這不僅導致玻璃基板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，而且還會導致玻璃基板5內及各層玻璃基板5之間的溫度存在較大差異，從而造成熱交換效果不均勻，進而導致玻璃基板5之間的形變量差異擴大。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一，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，在所述加熱腔室內設置有內腔管體，在所述內腔管體內設置有承載架，用以承載被加熱件;并且，在所述加熱腔室的頂部設置有排氣口；所述加熱裝置設置在所述加熱腔室內，且環(huán)繞在所述內腔管體的外圍，用以朝向所述被加熱件輻射熱量;在所述內腔管體的頂部設置有蓋板，用以封閉所述內腔管體的頂部開口 ；
[0008]所述冷卻裝置包括冷卻氣源和進氣管路，其中，所述進氣管路包括第一進氣端、第二進氣端和出氣端，其中，所述第一進氣端與所述冷卻氣源相連通;所述第二進氣端設置在所述內腔管體的內側壁上，與所述內腔管體的內部相連通;所述出氣端朝上設置在所述加熱腔室內，且位于所述內腔管體的外側;所述冷卻氣源用于向所述進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氣管路沿所述內腔管體的周向對稱分布。
[0010]優(yōu)選的，所述承載架用于承載多個所述被加熱件，且使多個所述被加熱件沿所述內腔管體的軸向間隔分布;在每套所述冷卻裝置中，所述進氣管路包括多個，且多個所述進氣管路沿所述內腔管體的軸向間隔分布;并且，多套所述冷卻裝置的進氣管路的數量相同，且--對應地相對設置。
[0011]優(yōu)選的，在每套所述冷卻裝置中，多個所述進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閉，以及調節(jié)所述進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、通斷開關和熱交換器，其中，所述出氣管路的進氣端設置在所述加熱腔室的內側壁頂部;所述出氣管路的出氣端與所述熱交換器的進氣端連接;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行冷卻，并輸送至所述冷卻氣源;所述通斷開關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氣管路沿所述內腔管體的周向對稱分布;至少兩套所述冷卻裝置的出氣管路沿所述內腔管體的周向對稱分布。
[0015]本實用新型具有以下有益效果:
[0016]本實用新型提供的熱處理爐，其通過在內腔管體的頂部設置有蓋板，來封閉內腔管體的頂部開口，可以使內腔管體的內部形成封閉的空間，從而不僅便于控制內腔管體內部的氣壓，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，通過采用具有三個端口的進氣管路，S卩，第一進氣端與冷卻氣源相連通，第二進氣端設置在內腔管體的內側壁上，與內腔管體的內部相連通，出氣端朝上設置在加熱腔室內，且位于內腔管體的外偵U，可以使內腔管體內的氣體橫向流動，然后在內腔管體內的氣壓上升到一定數值之后，依次自進氣管路的第二進氣端和出氣端排出內腔管體，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)有的熱處理爐的結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型實施例提供的熱處理爐的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖來對本實用新型提供的熱處理爐進行詳細描述。
[0020]圖2為本實用新型實施例提供的熱處理爐的結構示意圖。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內設置有內腔管體16，且在內腔管體16內設置有承載架，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。在本實施例中，承載架用于承載多個被加熱件15，且使多個被加熱件15沿內腔管體16的軸向(即，圖2的豎直方向)間隔分布。此外，在加熱腔室11的頂部設置有排氣口 17，用以將加熱腔室11內的廢氣排出。加熱裝置12設置在加熱腔室11內(例如內壁上)，且環(huán)繞在內腔管體16的外圍，用以朝向被加熱件15輻射熱量，從而實現(xiàn)對被加熱件15的熱處理。
[0021]在本實施例中，在內腔管體16的頂部設置有蓋板21，用以封閉內腔管體16的頂部開口，從而使內腔管體16的內部形成封閉的空間，從而不僅便于控制內腔管體16內部的氣壓，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和進氣管路13，其中，兩套冷卻裝置的進氣管路13沿內腔管體16的周向對稱分布，以提高內腔管體16內的氣流均勻性，如圖2所示，兩條冷卻裝置對應內腔管體16的左、右兩側相對分布。而且，在每套冷卻裝置中，進氣管路13包括三個，分別為第一進氣管路13a、第二進氣管路13b和第三進氣管路13c，且三個進氣管路13沿內腔管體16的軸向間隔分布，并且多套冷卻裝置的進氣管路13的數量相同，且一一對應地相對設置，以進一步提高內腔管體16內的氣流均勻性。具體來說，左側冷卻裝置的第一進氣管路13a與右側冷卻裝置的第一進氣管路13a相對;左側冷卻裝置的第二進氣管路13b與右側冷卻裝置的第二進氣管路13b相對;左側冷卻裝置的第三進氣管路13c與右側冷卻裝置的第三進氣管路13c相對。
[0023]在每套冷卻裝置中，每個進氣管路13包括第一進氣端131、第二進氣端132和出氣端133，其中，第一進氣端131通過氣路與冷卻氣源14相連通;第二進氣端132設置在內腔管體16的內側壁上，與內腔管體16的內部相連通；出氣端133朝上設置在加熱腔室11內，且位于內腔管體16的外側。冷卻氣源14用于向各個進氣管路13提供冷卻氣體。優(yōu)選的，第一進氣管路13a、第二進氣管路13b和第三進氣管路13c的出氣端相互對齊，以保證氣流的穩(wěn)定性。
[0024]在本實施例中，優(yōu)選的，為了實現(xiàn)冷卻氣體的循環(huán)流動，每套冷卻裝置還包括出氣管路18、通斷開關20和熱交換器19，其中，出氣管路18的進氣端設置在加熱腔室11的內側壁頂部；出氣管路18的出氣端與熱交換器19的進氣端連接;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的氣體進行冷卻，并輸送至冷卻氣源14。通斷開關20用于接通或斷開出氣管路18。
[0025]優(yōu)選的，與進氣管路13相類似的，兩套冷卻裝置的出氣管路18沿內腔管體16的周向對稱分布。
[0026]在對被加熱件15進行熱處理的過程中，冷卻氣源14處于關閉狀態(tài)，內腔管體16內部的氣體(由其他管路向內腔管體16內充入氣體，例如N2)在封閉的內腔管體16內部橫向流動，當內腔管體16內部的氣壓增加至一定數值之后，內腔管體16內部的氣體會依次經由第二進氣端132和出氣端133排出內腔管體16的內部，然后在加熱腔室11的內部由下而上流動，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，其開始向進氣管路13提供冷卻氣體，此時使進氣管路13中的氣壓大于內腔管體16內的氣壓，冷卻氣體同時經由第二進氣端132和出氣端133分別進入內腔管體16的內部和加熱腔室11的內部，以對被加熱件15和內腔管體16進行冷卻。經過一段時間之后，控制進氣管路13中的氣壓小于等于內腔管體16內的氣壓，此時進氣管路13中的冷卻氣體和內腔管體16內的氣體同時經由出氣端133進入加熱腔室11的內部，冷卻氣體由下而上流動，然后部分經由出氣管路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的開啟或關閉，以及調節(jié)進氣管路13中的氣壓大小，從而實現(xiàn)自動化控制。
[0029]需要說明的是，在本實施例中，承載架用于承載多個被加熱件15，且使多個被加熱件15沿內腔管體16的軸向間隔分布，但是本實用新型并不局限于此，在實際應用中，承載架還可以采用僅承載單個被加熱件的結構，在這種情況下，可以適應性地設計進氣管路的數量以及分布方式。
[0030]還需要說明的是，在本實施例中，冷卻裝置包括兩套，但是本實用新型并不局限于此，在實際應用中，冷卻裝置還可以根據具體情況包括單套或者三套以上。
[0031]進一步需要說明的是，在本實施例中，在每套冷卻裝置中，進氣管路13包括三個，但是本實用新型并不局限于此，在實際應用中，進氣管路的數量還可以為單個、兩個或者四個以上。
[0032]綜上所述，本實用新型實施例提供的熱處理爐，其通過在內腔管體的頂部設置有蓋板，來封閉內腔管體的頂部開口，可以使內腔管體的內部形成封閉的空間，從而不僅便于控制內腔管體內部的氣壓，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，通過采用具有三個端口的進氣管路，可以使內腔管體內的氣體橫向流動，然后在內腔管體內的氣壓上升到一定數值之后，依次自進氣管路的第二進氣端和出氣端排出內腔管體，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，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種熱處理爐，包括加熱腔室、加熱裝置和冷卻裝置，其中，在所述加熱腔室內設置有內腔管體，在所述內腔管體內設置有承載架，用以承載被加熱件;并且，在所述加熱腔室的頂部設置有排氣口 ；所述加熱裝置設置在所述加熱腔室內，且環(huán)繞在所述內腔管體的外圍，用以朝向所述被加熱件輻射熱量;其特征在于，在所述內腔管體的頂部設置有蓋板，用以封閉所述內腔管體的頂部開口 ； 所述冷卻裝置包括冷卻氣源和進氣管路，其中， 所述進氣管路包括第一進氣端、第二進氣端和出氣端，其中， 所述第一進氣端與所述冷卻氣源相連通； 所述第二進氣端設置在所述內腔管體的內側壁上，與所述內腔管體的內部相連通； 所述出氣端朝上設置在所述加熱腔室內，且位于所述內腔管體的外側； 所述冷卻氣源用于向所述進氣管路提供冷卻氣體。2.根據權利要求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氣管路沿所述內腔管體的周向對稱分布。3.根據權利要求2所述的熱處理爐，其特征在于，所述承載架用于承載多個所述被加熱件，且使多個所述被加熱件沿所述內腔管體的軸向間隔分布； 在每套所述冷卻裝置中，所述進氣管路包括多個，且多個所述進氣管路沿所述內腔管體的軸向間隔分布;并且，多套所述冷卻裝置的進氣管路的數量相同，且一一對應地相對設置。4.根據權利要求3所述的熱處理爐，其特征在于，在每套所述冷卻裝置中，多個所述進氣管路的所述出氣端相互對齊。5.根據權利要求1-4任意一項所述的熱處理爐，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閉，以及調節(jié)所述進氣管路中的氣壓大小。6.根據權利要求1-4任意一項所述的熱處理爐，其特征在于，所述冷卻裝置還包括出氣管路、通斷開關和熱交換器，其中， 所述出氣管路的進氣端設置在所述加熱腔室的內側壁頂部;所述出氣管路的出氣端與所述熱交換器的進氣端連接； 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行冷卻，并輸送至所述冷卻氣源； 所述通斷開關用于接通或斷開所述出氣管路。7.根據權利要求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氣管路沿所述內腔管體的周向對稱分布； 至少兩套所述冷卻裝置的出氣管路沿所述內腔管體的周向對稱分布。
【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任公司, 京東方科技集團股份有限公司