Установка для термообработки пленок на подложках Советский патент 1990 года по МПК F27B1/09 C21D9/00 

делительных экранов позволяет уменьшить потери энергии на поддержание заданного режима, а использование в режиме охлаждения термосифона выгодно

отличает предлагаемую установку от известных, в которых охлаждающая вода безвозвратно уходит в канализацию. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для термообработки пленок, нанесенных на подложки. Цель изобретения - повышение качества термообработки, снижение энергозатрат, габаритов и массы установки. Установка состоит из нагревательной камеры с резистивными нагревателями 1, по бокам которых расположены компенсаторы 2, которые набираются в пакет на изолирующие шпильки 3 с проводящими 4 и изоляционными 5 прокладками, образуя последовательную электрическую цепь. Этот пакет размещен вертикально в нагревательной камере внутри теплораспределительных экранов 14, связанных с теплораспределителем 15. Камера охлаждения выполнена в виде термосифона с испарителем 18. При вертикальном перемещении термосифона испаритель 18 плотно соединяется с теплораспределителем 15, обеспечивая охлаждение нагревательной камеры с изделиями. Расположение нагревательных элементов внутри ячейки и наличие теплозащитных и теплораспределительных экранов позволяет уменьшить потери энергии на поддержание заданного режима, а использование в режиме охлаждения термосифона выгодно отличает предлагаемую установку от известных, в которых охлаждающая вода безвозвратно уходит в канализацию. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для термообработки пленок, нанесенных на подложки, и может быть использовано, например, в электронике при вжигании паст или задубливании фоторезисторов.

Цель изобретения - повышение качества термообработки, снижение энергозатрат, габаритов и массы установки.

На фиг.1 изображена предлагаемая установка, общий вид, в продольном разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, ::

Установка содержит резистивные нагреватели 1. По бокам резистивных нагревателей 1 расположены компенсаторы 2, набираемые в пакет на изоли- рующие шпилькЪ 3 с проводящими 4 и золяционными 5 прокладками, образуя последовательную электрическую цепь, | подключенную с помощью проводящих I шин 6 и 7 через токоподводы 8 и 9 к источнику 10 тока, управляемому от блока 11 управления и термопары 12, установленной внутри ячейки, вблизи подложки 13.

Пакет жестко связан шпильками 3 с теплораспределительными металлическими экранами 14, ограничивающими его снизу и с боков, с массивным металлическим теплораспределителем 15, а также с теплоизолирующим экраном 16 и имеет открытыми две противоположные стороны, предназначенные для установки и съема подложек 13 на резистивные нагреватели 1.

Нижняя часть экрана 16 образует полость 17, служащую для перемещения испарителяt 18, представляющего крышку термосифона, заполненного на 30-40% объема теплоносителем 19 и снабженного конденсатором 20 с воз- Душным радиатором 21.

Сверху ячейказакрыта крышкой П- обравной формы, собранной из металлических 22 и керамического 23 экранов.

Термосифон установлен на подвижную площадку 24, опирающуюся на тор

б

5

0

5

0

5

0

5

цовый кулачок 25 и скользящую по направляющей 26, закрепленной в основании 27.

Торцовый кулачок 25 установлен в основание 27 с помощью подшипника 28 и снабжен рукояткой 29.

Для снижения трения движение торцового кулачка 25 подвижной площадке 24 передают с помощью шари- KQB 30.

Токопроводящая шина 6 защищена от случайного прикосновения диэлектрической прокладкой 31.

Установка работает следующим образом.

В ячейку.укладывают подложки 13, закрывают крышкой и подключают к источнику 10 питания, управляемого по заданной программе блоком 11 управления и термопарой 12.

После выхода на режим и выдержке на заданной температуре в течение определенного времени отключают питание резистивных нагревателей 1 и поворачивают рукояткой 29 и торцовый кулачок 25, поднимая площадку 24 с расположенным на ней термосифоном так, чтобы он плотно соединился испарителем 18 с теплораспределителем 15.

В таком состоянии ячейку оставляют до необходимого охлаждения, после чего поднимают крышку и вынимают подложки .

Производительность термообработки с помощью предлагаемой установки в принципе неограничена и зависит от емкости одной ячейки, количества ячеек и мощности источника питания и блока управления.

Использование в качестве нагревательных элементов малоинерционных плоских резистивных элементов позволяет проводить качественную термообработку пленок, нанесенных на подложки, за счет точного поддержания заданной температуры, контролируемой с помощью термопары и поддерживаемую с помощью блока управления и источника питания.

Использование кондуктивного механизма нагрева и охлаждения пленок также позволяет повысить их качество и воспроизводимость параметров. При кондуктивном нагреве термообработка начинается с нижних слоев пленок. Выделяющиеся при нагреве газы беспрепятственно выходят из пленки, так как в этом случае отсутствует корка, которая образуется при конвективном механизме нагрева пленок. Снижается дефектность- пленок, вызываемая микротрещинами.

Резистивные элементы снабжены компенсаторами, что предотвращает их коробление при нагреве и, кроме того, придает им дополнительную жесткость. Наличие этих складок увеличивает общую длину резистивных нагревателей, что позволяет питать нагреватели при той же мощности меньшим током, тем самым снижает требования к источнику питания и токо- проводящим цепям.

Резистивные элементы расположены внутри тепловой ячейки и передают тепло непосредственно подложкам. Стеки ячейки являются не нагревателями, как обычно, а экранами, выравнивающими температуру в объеме ячейки. Это позволяет провести термообработку без использования охлаждающей воды, т.е. с минимальными потерями энергии.

Наличие теплораспределительных. элементов и тепловых экранов позволяет равномерно и эффективно провести охлаждение внутренней полости ячейки в режиме охлаждения путем передачи тепла камере охлаждения, расположенной снаружи.

Выбранное расположение камеры охлаждения и наличие механизма перемешивания, выполненного, например, в виде зажимного механизма с торцовым кулачком позволяет быстро подсоединить ее к тепловой -ячейке, не меняя относительного расположения подложек и окружающей оснастки, т.е. обеспечивается цикличность термообработки пленок, что повышает их качество и производительность устройства. Этому же способствует использование в качестве охладителя термо10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сифона, обладающего стабильной температурой кипения теплоносителя, до которой охлаждается тепловая камера , находящаяся в контакте с испарителем термосифона.

Использование термосифона, работающего на принципе переноса скрытой теплоты испарения от испарителя к конденсатору в несколько раз эффективнее обычно используемого конвективного охлаждения, не требуя при этом расхода проточной воды и энергии.

Размеры и масса предлагаемой; Установки практически задаются размерами обрабатываемых подложек и значительно меньше, чем известные установки, где длина муфеля задается длительностью цикла термообработки и скоростью движения конвейерной ленты.

Формула изобретения

22