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CN100413020C - 连续式热处理炉 - Google Patents

连续式热处理炉 Download PDF

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CN100413020C
CN100413020C CNB2005101078926A CN200510107892A CN100413020C CN 100413020 C CN100413020 C CN 100413020C CN B2005101078926 A CNB2005101078926 A CN B2005101078926A CN 200510107892 A CN200510107892 A CN 200510107892A CN 100413020 C CN100413020 C CN 100413020C
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CN
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heat treatment
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arm
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conveyance
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新井诚
梶浦靖博
近藤良夫
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

本发明的连续式热处理炉是从炉的入口侧朝向出口侧依次设置有进行被热处理物的干燥以及/或者脱粘接剂处理的至少一个干燥·脱粘接剂区域,和进行被热处理物的烧结的烧结区域,在所述被热处理物一边在所述干燥·脱粘接剂区域被搬送一边进行干燥以及/或者脱粘接剂处理后,在所述烧结区域一边搬送一边烧结的热处理炉,所采用的结构为,作为用于搬送所述被热处理物的搬送机构,有沿所述被热处理物的搬送方向配置的至少2个搬送机构,在所述干燥·脱粘接剂区域和所述烧结区域,利用不同的所述搬送机构搬送所述被热处理物,同时,设定所述各搬送机构的搬送速度使得在所述干燥·脱粘接剂区域中的搬送速度和在所述烧结区域的搬送速度为不同的搬送速度。

Description

连续式热处理炉
技术领域
本发明涉及太阳电池基板等的热处理中所使用的连续式热处理炉和使用了它的热处理方法。
背景技术
在太阳电池基板的制造中,有用所定的图案在基板的表面以及背面印刷形成导电性电极胶后,在连续式热处理炉内一边连续或间歇地移动一边进行热处理(脱粘接剂、干燥、烧结)的工程。通常,在这种热处理所使用的热处理炉中,从炉的入口侧朝向出口侧依次设置有进行被热处理物的干燥以及/或者脱粘接剂处理的干燥·脱粘接剂区域,和进行被热处理物的烧结的烧结区域,在被热处理物在干燥·脱粘接剂区域一边被搬送一边进行干燥以及/或者脱粘接剂处理后,在烧结区域一边搬送一边烧结,然后被搬送出炉外。
作为用于在热处理炉内搬送被热处理物的搬送机构,在被热处理物为太阳电池基板时,广泛使用网带式输送机(例如,参照专利文献1-日本特开2002-203888号公报)。此外,最近,与网带式输送机相比,由于热容量小、升温迅速,对活动梁或钢丝等线材施加张力而绷紧,使该线材进行活动梁的搬送动作的搬送机构也得到使用(例如,参照专利文献2-日本实公平7-4470号公报)。
在太阳电池基板的干燥以及/或者脱粘接剂处理后的烧结,即,由铝或银做成的导电胶到基板表面的焊接在短时间急速地加热到800℃左右,然后急速冷却来得到良好的制品特性是理想的,为了达到该理想的烧结状态,要求使在烧结区域的被加热物的搬送速度比在干燥·脱粘接剂区域的被加热物的搬送速度更高,短时间内快速地通过氛围温度保持在1000°左右高温的烧结区域。
然而,在原有的连续式热处理炉中,由于采用利用一种搬送机构,在干燥·脱粘接剂区域和烧结区域都以相同的速度一边搬送被热处理物一边进行干燥以及/或者脱粘接剂处理、烧结所谓的一系列的热处理的结构,从而要达到所述那种理想的烧结状态是极为困难的。
此外,为了使被热处理物的制品特性均匀,使烧结区域稳定保持在不变的高温度是重要的,但在使用网带式输送机那种热容量大的搬送机构时,伴随着该搬送机构的移动、烧结区域内的温度变化变大,得不到稳定的烧结区域内温度。并且,在烧结区域的热处理物的搬送也不是简单地短时间很快地进行,确保必要的加热时间,并且被加热物整体的加热时间几乎一致地来进行搬送对于得到良好的制品特性是重要的。
发明内容
本发明是鉴于这种现有技术的状况而提出的,其目的在于提供能够使在烧结区域的被热处理物的搬送速度比在干燥·脱粘接剂区域的被热处理物的搬送速度更快,同时能够使烧结区域内稳定保持在一定的高温度的连续式热处理炉,以及使用了这种热处理炉、在短时间很快地进行在烧结区域的被热处理物的搬送,可以确保必要的加热时间、并且使被热处理物整体的加热时间几乎均匀的热处理方法。
为了达到所述目的,根据本发明,提供以下连续式热处理炉以及热处理方法。
[1]一种连续式热处理炉,是从炉的入口侧朝向出口侧,依次设有进行被热处理物的干燥以及/或者脱粘接剂处理的至少一个干燥·脱粘接剂区域和进行被热处理物的烧结区域,所述被热处理物在所述干燥·脱粘接剂区域一边搬送一边进行干燥以及/或者脱粘接剂处理后,在所述烧结区域一边搬送一边进行烧结的连续式热处理炉,其结构为,作为用于搬送所述被热处理物的搬送机构,有沿着所述被热处理物的搬送方向配置的至少2个搬送机构,在所述干燥·脱粘接剂区域和所述烧结区域,利用各所述搬送机构搬送所述被热处理物,同时,设定所述各搬送机构的搬送速度使得在所述干燥·脱粘接剂区域的搬送速度和在所述烧结区域的搬送速度为不同的搬送速度。
[2]所述[1]中所述的连续式热处理炉,其所述各搬送机构的搬送速度被设定成使得在所述烧结区域的搬送速度比在所述干燥·脱粘接剂区域的速度更快。
[3]所述[1]或[2]所述的连续式热处理炉,其作为用于搬送所述被热处理物的搬送机构,具有:具备周期性地重复以一定的行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂、线材或链的第一搬送机构;具备周期性地重复以一定的行程前进、后退的动作的线材、吊臂或链的第二搬送机构;具备周期性地重复以一定的行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂、线材或链的第三搬送机构。
[4]所述[1]或[2]所述的连续式热处理炉,其作为用于搬送所述被热处理物的搬送机构,具有:具备周期性地重复以一定的行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂、线材或链的第一搬送机构;具备同样周期性地重复以一定的行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂、线材或链的第二搬送机构;具备同样周期性地重复以一定的行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂、线材或链的第三搬送机构。
[5]所述[1]或[2]所述的连续式热处理炉,其作为用于搬送所述被热处理物的搬送机构,具有:具备周期性地重复以一定的行程前进、后退的动作的吊臂、线材或链的第一搬送机构;具备周期性地重复以一定的行程上升、下降的动作的吊臂、线材或链的第二搬送机构;具备周期性地重复以一定的行程前进、后退的动作的吊臂、线材或链的第三搬送机构。
[6]所述[3]、[4]或[5]任何一项所述的连续式热处理炉,其在所述第一搬送机构的吊臂、线材或链上安装有用于保持所述被热处理物的保持部件。
[7]所述[3]、[4]或[5]任何一项所述的连续式热处理炉,其在所述第二搬送机构的吊臂、线材或链上安装有用于保持所述被热处理物的保持部件。
[8]所述[3]、[4]或[5]任何一项所述的连续式热处理炉,其在所述第三搬送机构的吊臂、线材或链上安装有用于保持所述被热处理物的保持部件。
[9]所述[6]至[8]任何一项所述的连续式热处理炉,其所述保持部件在分别配置于搬送路径的中间线左右两侧的所述吊臂、线材或链上,沿搬送方向隔开间隔安装有多个,并且,所述保持部件具有向在搬送路径的中间线侧变低而倾斜的倾斜部位,在该倾斜部位仅与所述被热处理物的边缘部接触来支撑所述被热处理物。
[10]所述[1]至[9]任何一项所述的连续式热处理炉,其成为热处理对象的所述被热处理物是太阳电池基板。
[11]热处理方法,是使用了所述[1]至[9]任何一项所述的连续式热处理炉的热处理方法,利用所述任何搬送机构在所述被热处理物的烧结区域的搬送做成展示加速、减速、再加速、停止的举动,同时,在所述被热处理物的部位之内在烧结区域内的加热时间最长的部位和最短的部位的加热时间的差在0~1秒的范围内。
[12]所述[11]所述的热处理方法,其在所述减速开始时的所述被热处理物的位置和所述再加速的开始时的所述被热处理物的位置相对于在搬送方向平分所述烧结区域的直线成线对称。
本发明的连续式热处理炉是在干燥·脱粘接剂区域和烧结区域利用不同的搬送机构搬送被热处理物来构成,通过设定成这些搬送机构的搬送速度不同,可以使在干燥·脱粘接剂区域的被热处理物的搬送速度与在烧结区域的被热处理物的搬送速度不同。并且,设定成在烧结区域的被热处理物的搬送速度比在干燥·脱粘接剂区域的被热处理物的搬送速度更快的话,由于能够以短时间快速实施被热处理物在烧结区域的通过,进行被热处理物的急加热、急冷却,所以,在太阳电池基板等的热处理中得到理想的烧结曲线,能够制造具有良好特性的制品。
此外,作为搬送机构,在使用与网带式输送机相比热容量小的吊臂、线材或链时,伴随着搬送机构的移动的烧结区域内的温度变化变小,得到稳定的烧结区域内温度。并且,如上那样由于在每个区域使用不同的搬送机构,从而在各区域可以独立自由地设定管道间距(在搬送机构一个循环的动作中被热处理物移动的距离)和搬送速度,结果,在炉的设计阶段,增加了对炉长设计的自由度,部分地缩短炉长等而容易制造省空间的炉。
此外,采用本发明的热处理方法的话,即使以短时间快速进行在烧结区域的被热处理物的搬送,也能够确保必要的加热时间,并且使被热处理物全体的加热时间几乎均匀。
附图说明
图1是表示本发明的连续式热处理炉的第一实施方式的示意说明图。
图2是表示在第一实施方式中使用的第一搬送机构的一个例子的示意图说明图。
图3(a)是展示在第一实施方式中使用的第一搬送机构的动作的示意说明图。
图3(b)是展示在第一实施方式中使用的第一搬送机构的动作的示意说明图。
图3(c)是展示在第一实施方式中使用的第一搬送机构的动作的示意说明图。
图3(d)是展示在第一实施方式中使用的第一搬送机构的动作的示意说明图。
图3(e)是展示在第一实施方式中使用的第一搬送机构的动作的示意说明图。
图4是展示在第一实施方式中使用的第一搬送机构中,在吊臂以及支撑体上安装有各保持部件的状态的说明图。
图5是展示在第一实施方式中使用的第二搬送机构的实施方式的一个例子的示意图。
图6(a)是展示在第一实施方式中使用的第二搬送机构的实施方式的一个例子的示意图。
图6(b)是展示在第一实施方式中使用的第二搬送机构的实施方式的一个例子的示意图。
图7是展示在第一实施方式中使用的第二搬送机构中,在线材上安装有保持部件的状态的说明图。
图8是展示保持部件相对于线材的安装状态的例子的说明图。
图9是展示第一实施方式中移置机构的一个例子的说明图。
图10是展示在第一实施方式中以绝热部件围住线材周围的状态的说明图。
图11是展示在第一实施方式中把炉体做成上下分割的结构的状态的说明图。
图12是表示在第一实施方式中使用的第三搬送机构的一个例子的示意图。
图13(a)是展示在第一实施方式中使用的第三搬送机构的动作的示意说明图。
图13(b)是展示在第一实施方式中使用的第三搬送机构的动作的示意说明图。
图13(c)是展示在第一实施方式中使用的第三搬送机构的动作的示意说明图。
图13(d)是展示在第一实施方式中使用的第三搬送机构的动作的示意说明图。
图13(e)是展示在第一实施方式中使用的第三搬送机构的动作的示意说明图。
图14是展示本发明的连续式热处理炉的第二实施方式的示意说明图。
图15是展示在第二实施方式中使用的第二搬送机构的实施方式的一个例子的示意图。
图16是展示保持部件相对于吊臂的安装状态的例子的说明图。
图17(a)是展示在第二实施方式中被热处理物从第一搬送机构移送到第二搬送机构时的动作的示意说明图。
图17(b)是展示在第二实施方式中被热处理物从第一搬送机构移送到第二搬送机构时的动作的示意说明图。
图17(c)是展示在第二实施方式中被热处理物从第一搬送机构移送到第二搬送机构时的动作的示意说明图。
图17(d)是展示在第二实施方式中被热处理物从第一搬送机构移送到第二搬送机构时的动作的示意说明图。
图17(e)是展示在第二实施方式中被热处理物从第一搬送机构移送到第二搬送机构时的动作的示意说明图。
图18是展示在第二实施方式中把炉体做成上下分割的结构的状态的说明图。
图19(a)是展示在第二实施方式中使用的第三搬送机构的动作的示意说明图。
图19(b)是展示在第二实施方式中使用的第三搬送机构的动作的示意说明图。
图19(c)是展示在第二实施方式中使用的第三搬送机构的动作的示意说明图。
图19(d)是展示在第二实施方式中使用的第三搬送机构的动作的示意说明图。
图19(e)是展示在第二实施方式中使用的第三搬送机构的动作的示意说明图。
图20是展示本发明的热处理方法中加速、减速、再加速、停止的各动作开始位置的示意说明图。
图21是展示参考例中的条件等的示意说明图。
图22是展示实施例1中的条件等的示意说明图。
图23是展示实施例2中的条件等的示意说明图。
图24是展示实施例3中的条件等的示意说明图。
图25是展示参考例的结果的曲线图。
图26是展示实施例1的结果的曲线图。
图27是展示实施例2的结果的曲线图。
图28是展示实施例3的结果的曲线图。
图29是展示参考例的结果的曲线图。
图30是展示实施例1的结果的曲线图。
图31是展示实施例2的结果的曲线图。
图32是展示实施例3的结果的曲线图。
图中:
1-被热处理物;2-吊臂;3-支撑体;4-吊臂支撑体;5-保持部件;6-保持部件;8-吊臂;8a-空气供给口;8b-空气排出口;10-吊臂支撑体;11-线材;12-线材支架;13-卷簧;14-线材支撑体;15-保持部件;17-支撑体;19-保持部件;19a-脚部;21-吊臂;22-升降杆;23-升降驱动装置;24-水平移动装置;25-吊臂驱动装置;31-支撑部;32-可动部;33-绝热材料;34-槽;41-干燥·脱粘接剂区域;42-烧结区域;43-炉体(上侧);44-炉体(下侧);45-入口侧开口部;46-出口侧开口部;51-入口;52-出口;61-红外加热器;62-近红外灯加热器;71-其它搬送线
具体实施方式
如上那样,本发明的连续式热处理炉从炉的入口侧朝向出口侧,依次设有进行被热处理物的干燥以及/或者脱粘接剂处理的至少一个干燥·脱粘接剂区域和进行被热处理物的烧结区域,所述被热处理物在所述干燥·脱粘接剂区域一边搬送一边进行干燥以及/或者脱粘接剂处理后,在所述烧结区域一边搬送一边进行烧结的连续式热处理炉,采用以下结构,作为用于搬送所述被热处理物的搬送机构,有沿着所述被热处理物的搬送方向配置的至少2个搬送机构,在所述干燥·脱粘接剂区域和所述烧结区域,利用各所述搬送机构搬送所述被热处理物,同时,设定所述各搬送机构的搬送速度使得在所述干燥·脱粘接剂区域的搬送速度和在所述烧结区域的搬送速度为不同的搬送速度的连续式热处理炉。
以下,参照附图对本发明的几个代表性的实施方式进行具体说明,但本发明并不限定于以下的实施方式,只要不脱离本发明的宗旨,基于本行业人员的常识,可进行适当的设计上的变更、改良等。
图1是展示本发明的连续式热处理炉的第一实施方式的示意说明图。如上那样,本发明的连续式热处理炉从炉的入口51侧朝向出口52侧,依次设有进行被热处理物1的干燥以及/或者脱粘接剂处理的干燥·脱粘接剂区域41,和进行被热处理物1的烧结区域42,被热处理物1在干燥·脱粘接剂区域41一边搬送一边进行干燥以及/或者脱粘接剂处理后,在烧结区域42一边搬送一边进行烧结,作为用于搬送被热处理物1的搬送机构,有第一搬送机构、第二搬送机构以及第三搬送机构3种搬送机构。还有,在本发明中,所谓[脱粘接剂处理]是指加热除去被热处理物中含有的粘接剂成分的处理。
在本实施方式中,第一搬送机构具备周期性地重复以一定的行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂2,在干燥·脱粘接剂区域41利用该第一搬送机构进行被热处理物1的搬送。此外,第二搬送机构是在炉长方向绷紧,周期性地重复以一定的行程前进、后退的动作的线材11,在烧结区域42利用该第二搬送机构进行被热处理物1的搬送,第三搬送机构是具备周期性地重复以一定的行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂21,用于把在烧结区域搬送后的被热处理物1搬送到炉外的所定位置。还有,对第一搬送机构来说,代替吊臂2而使用进行与吊臂2同样动作的线材或链也可以,或者,对第二搬送机构,代替线材11而使用进行与线材11同样动作的吊臂或链也可以,或者,对第三搬送机构,代替吊臂21而使用进行与吊臂21同样动作的线材或链也可以,但在本实施方式的说明中,对在第一搬送机构使用吊臂2,在第二搬送机构使用线材11,在第三搬送机构使用吊臂21的例子进行说明。
在被热处理物1是例如一条边为15cm左右的矩形太阳电池基板时,较好是使干燥·脱粘接剂区域41的长度为2m左右,使烧结区域42的长度为0.3m左右。希望干燥·脱粘接剂区域41利用设在炉顶部的红外(IR)加热器61等加热机构,氛围气温度被调整到300~500℃左右,烧结区域42被设在炉顶部以及/或者炉底部的近红外灯加热器62等加热机构,氛围气温度被调整到1000℃左右。干燥·脱粘接剂区域41可以做成图1那样1个区域来形成,也可以划分成多个干燥·脱粘接剂区域来构成。
如上那样,第一实施方式所使用的第一搬送机构具备周期性地重复以一定的冲程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂。图2是示意该第一搬送机构的实施方式的一个例子的说明图,在本例中,除进行所述那种动作的吊臂2外,还具备在该吊臂2处于下降状态(包括后退动作时)时,用于支撑被热处理物1的支撑体3。对该支撑体3可以使用例如图2所示那种T字形的柱体,在与炉长方向平行地配置的2根吊臂2之间,以使上部的水平杆3a朝向与炉长方向正交的方向的状态以所定的间隔竖立设置多个。
吊臂2是如图1所示那样,固定在吊臂支撑体4上。吊臂支撑体4的结构为利用驱动机构(未图示出)周期性地重复以一定的冲程上升、前进、下降、后退的动作,这样,吊臂2也进行同样的周期动作。
图3(a)~(e)是展示该第一搬送机构的动作的示意说明图。首先,如图3(a)所示那样,吊臂2处于下降了的状态,此时,被热处理物在干燥·脱粘接剂区域的入口附近放置在支撑体3上。其次,如图3(b)所示那样,吊臂2上升所定的冲程,在该上升过程中,被热处理物1从支撑体3上移置到吊臂2上。接下来,如图3(c)所示那样,吊臂上升时前进所定的冲程。接着,如图3(d)所示那样,吊臂2下降所定的冲程,在该下降过程中被热处理物被移置到支撑体3上。最后,如图3(e)所示那样,吊臂2下降时后退,返回最初的位置。通过周期性地重复这些动作,第一搬送机构在干燥·脱粘接剂区域进行被热处理物的搬送。
还有,对该第一搬送机构来说,如图2以及图3(a)~(e)所示那样,被热处理物1可以在与吊臂2直接接触的状态保持在吊臂2上来搬送,但在被热处理物1是太阳电池基板那种场合,较好是在吊臂2上安装用于保持被加热物1的保持部件,以该保持部件仅与被加热物的边缘部接触的状态保持被热处理物。太阳电池基板不仅在表面在背面也印刷了导电胶的图案,以搬送机构与其接触的状态放置在高温下的话,会对印刷面造成伤害或烧迹,对被热处理物的性能和外观造成坏影响,所以,希望使搬送机构相对于被热处理物的接触仅限定于没有印刷图案的被热处理物的边缘部。此外,在使用图2所示那种支撑体3的场合,根据同样的理由,在支撑体3上也安装同样的保持部件比较好。
图4是展示在第一搬送机构中在吊臂以及支撑体安装了各保持部件的状态。在本例中,吊臂2的保持部件5是具有向与吊臂2的轴向正交的方向延伸出来的爪状的部位的部件,在搬送方向隔开所定的间隔而在吊臂2上安装多个。该保持部件5具有向搬送路径的中间线L侧变低而倾斜的倾斜部位,在该倾斜部位仅与被热处理物1的边缘部接触,保持被热处理物1。支撑体3的保持部件6是具有向与T字形的支撑体上部的水平杆3a正交的方向延伸出的爪状的部位的部件。该保持部件6也成为其前端附近向下方稍稍倾斜的状态,在该倾斜部位仅与被热处理物1的边缘部接触,保持被热处理物1。
第一实施方式中使用的第二搬送机构具备在炉长方向绷紧、周期性地重复以一定的冲程前进、后退的动作的线材。图5是示意该第二搬送机构的实施方式的一个例子的说明图,在本例中,线材11在搬送路径的中间线L的左右两侧与炉长方向平行地各配置2根。这些线材11把端部固定在线材支架12上。线材11的端部由于通过卷簧13固定在线材支架12上,因此,一直被施与同样的张力。还有,在图5中,线材11的一个端部被省略了,但被省略的一侧的端部也同样固定在线材支架12上。
如图1所示,线材支架12固定在线材支撑体14上。线材支撑体的结构是利用驱动机构(未图示出)周期性地重复以一定的冲程前进、后退的动作,这样,线材11也进行同样周期的动作。
图6(a)以及图6(b)是展示该第二搬送机构的动作的示意说明图。如图6(a)所示那样,在烧结区域42的跟前,使从第一搬送机构移置到了第二搬送机构的被热处理物1以保持在线材11上的状态,线材11前进所定冲程,如图6(b)所示那样,把被热处理物1搬送到烧结区域42的出口附近。被搬送倒烧结区域的出口附近的被热处理物1利用后述的第三搬送机构的动作移置到该第三搬送机构,然后,第二搬送机构的线材11后退所定的冲程,返回最初的位置。通过周期性地重复这些动作,第二搬送机构在烧结区域进行被热处理物的搬送。
还有,对第二搬送机构来说,线材11的前进以及后退的冲程设定成比烧结区域的长度更长,这样,由于通过线材11的一次前进动作就使被热处理物1通过烧结区域42,所以短时间很快地实施被热处理物1通过烧结区域42变得容易,可以进行被热处理物1的急加热、急冷却。
还有,对第二搬送机构来说,如图5所示那样,被热处理物1可以在与线材11直接接触的状态保持在线材11上来搬送,但在被热处理物1是太阳电池基板那种场合,较好是在线材11上安装用于保持被加热物的保持部件,以该保持部件仅与被加热物的边缘部接触的状态保持被热处理物。理由与在所述第一搬送机构中保持部件的安装理由相同。
图7是展示第二搬送机构中在线材11上安装有保持部件15的状态。在本例中,保持部件15是具有向与线材11的轴向成直角的方向延伸出来的爪状的部位的部件,在搬送方向隔开所定的间隔而在线材11上安装多个。该保持部件15具有向搬送路径的中间线L侧变低而倾斜的倾斜部位,在该倾斜部位仅与被热处理物1的边缘部接触,保持被热处理物1。图8是展示保持部件15相对于线材11的安装状态的例子的说明图,保持部件16搭在分别平行设置于搬送路径的中间线的左右两侧的2根线材11上而被固定。这样把保持部件15安装成搭在2根线材11上的话,即使放置了被热处理物,也不会因其重量容易使位置移动,从而可以稳定地保持。还有,为了更加提高稳定性,而可以使配置在搬送路径中间线左右两侧的线材的根数分别在3根以上,把各保持部件固定在3根以上的线材上,但过度增加线材的根数的话,虽然安装的稳定性提高,但由于线材的热容量增加,所以,较好是如图7以及图8所示的例子那样各安装2根。
被热处理物从第一搬送机构到第二搬送机构的移送较好是设置用于进行移送的移送机构,用该移送机构来进行。图9是展示移送机构的一个例子的说明图。该移送机构从炉的侧面看去是由上部分叉成Y字形而倾斜的支撑部31和固定该支撑部31下端的可动部32构成。可动部32固定在第一搬送机构的吊臂2上,与该吊臂2一起,周期性地重复以一定的冲程上升、前进、下降、后退的动作,固定在可动部32上的支撑部31也进行同样的动作。利用第一搬送机构,被搬送到干燥·脱粘接剂区域的终了部,保持在该终了部的支撑体3上的被热处理物1利用可动部32的上升而移到支撑部31上,并且利用可动部32的前进一直进到烧结区域的最前部,然后,利用可动部32的下降从支撑部31上移到第二搬送机构。这样一来,把被热处理物1移置到第二搬送机构后,可动部32后退而回到原位。
还有,支撑部31由于其上部的倾斜成Y字形的部位仅与被热处理物1的边缘部位接触,所以,即使被热处理物是太阳电池基板那种在背面印刷有图案的物体,也不会因与其接触而造成不良影响。
如前所述那样,第二搬送机构用于在烧结区域的被热处理物的搬送,在该第一实施方式中,在其烧结区域,用绝热材料围住第二搬送机构的线材周围的至少一部分,并且,通过在线材的周围送入冷却用空气来冷却线材比较好。具体地说,例如,如图10所示,在绝热部件33上设置槽34,线材11通过槽34内,这样来构成,微量的冷却用空气流过槽34内比较好。在把烧结区域的氛围温度设定为1000℃左右的高温时,即使使用高耐热性的金属材料做成的线等作为线材11时劣化也加剧,寿命变短,但通过使用这种冷却结构可以增加线材11的寿命。还有,在第二搬送机构中,在代替线材11而使用进行与线材11同样动作的吊臂或链时,较好的也是用绝热材料围住它们周围的至少一部分,并且,通过在线材的周围送入冷却用空气来冷却吊臂或链。
此外,至少对该烧结区域,做成把炉体上下分割的结构,通过向上下方向驱动上侧的炉体以及/或者下侧的炉体,而使得烧结区域的入口侧以及出口侧的开口部的高度可以变更比较好。图11是这样把炉体做成上下分割结构的烧结区域的示意剖面图。在本例中,使分割成上下的炉体43、44中的上侧的炉体43能够在上下方向驱动,这样使得烧结区域42的入口侧45以及出口侧的开口部46的高度可以变更。
在第一实施方式中,在第二搬送机构的线材11仅进行前后方向的水平动作,由于不伴随着活动梁那种上下方向的动作,从而可以使烧结区域42的入口侧以及出口侧的开口部的高度非常低,这样,抑制烧结区域内的热通过该开口部逃逸到外部,能够稳定烧结区域内的温度,同时,能够抑制保持烧结区域内的温度所需要的能量。所述那样使烧结区域42的入口侧45以及出口侧的开口部45、46的高度可以变更的话,即使被热处理物的尺寸等变更,也很容易在不与被热处理物干涉的范围调整使得开口部的高度极低。还有,如上所述那样,对第二搬送机构,也可以代替线材11而使用进行与线材11同样动作的吊臂,但从能量消耗的观点来说希望使用线材或链。
在第一实施方式使用的第三搬送机构具备周期性地重复以一定的冲程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂。图12是示意该第三搬送机构的实施方式的一个例子的说明图,在本例中,第三搬送机构具有使升降杆22上升以及下降的升降驱动装置23、使安装在升降杆22上的吊臂21向前后方向移动的吊臂驱动装置25、使升降驱动装置本身向前后方向水平移动的水平移动装置24,利用这些装置,吊臂21能够周期性地重复以一定的冲程上升、前进、下降、后退的动作。
图13(a)~(e)是展示该第三搬送机构从所述第二搬送机构接过被热处理物并搬送到炉外的所定位置的动作的示意说明图。首先,如图13(a)所示,吊臂21在下降了的状态,如图13(b)所示,利用第二搬送机构在被热处理物1被搬送到烧结区域的出口附近时,开始上升。在该上升过程中,被热处理物1从第二搬送机构的线材11移置到吊臂21上。其次,如图13(c)所示那样,吊臂21上升时前进,通过该前进动作,吊臂21上的被热处理物1被搬送到炉外的所定位置。接着,如图13(d)所示那样,吊臂21下降,在该下降过程中,被热处理物从吊臂21上移置到设置于所述所定位置用于后续工程的其它搬送线71等上。最后,如图13(d)所示那样,吊臂21下降时后退,返回最初的位置。通过周期性地重复这些动作,第三搬送机构从第二搬送机构接过被热处理物,能够搬送直到炉外的所定位置。
图14是展示本发明的连续式热处理炉的第二实施方式的示意说明图。该第二实施方式的连续式热处理炉也和所述第一实施方式的连续式热处理炉同样,从炉的入口51侧朝向出口52侧,依次设有进行被热处理物1的干燥以及/或者脱粘接剂处理的干燥·脱粘接剂区域41,进行被热处理物1的烧结区域42,被热处理物1一边在干燥·脱粘接剂区域41搬送一边进行干燥以及/或者脱粘接剂处理后,在烧结区域42一边搬送一边进行烧结,作为用于搬送被热处理物1的搬送机构,有第一搬送机构、第二搬送机构以及第三搬送机构3种搬送机构。
第二实施方式中的第一搬送机构具有与所述第一实施方式中的第一搬送机构基本同样的结构。即,第二实施方式中的第一搬送机构具备周期性地重复以一定的行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂2,在干燥·脱粘接剂区域41利用该第一搬送机构进行被热处理物1的搬送。第二搬送机构具备周期性地重复以一定的行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂8,在烧结区域42利用该第二搬送机构进行被热处理物1的搬送,第二实施方式中的第三搬送机构也具有与所述第一实施方式中的第一搬送机构基本同样的结构。即,具备周期性地重复以一定的行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂21,用于把在烧结区域42搬送后的被热处理物1搬送到炉外的所定位置。还有,对第一搬送机构、第二搬送机构、第三搬送机构来说,分别代替吊臂2、吊臂8、吊臂21而使用在炉长方向具有所定的张力而崩紧、进行与所述吊臂同样动作的线材或链也可以,但在本实施方式中,对第一搬送机构、第二搬送机构、第三搬送机构使用各吊臂的例子进行说明。
在被热处理物1为例如一条边是15cm左右的矩形太阳电池基板时,较好是使干燥·脱粘接剂区域41的长度为2m左右,使烧结区域42的长度为0.3m左右。希望干燥·脱粘接剂区域41利用设在炉顶部的红外(IR)加热器61等加热机构,将氛围温度被调整到300~500℃左右,烧结区域42利用以设在炉顶部以及/或者炉底部的近红外灯加热器为代表的电加热器62等加热机构,将氛围温度调整到1000℃左右。干燥·脱粘接剂区域41既可以做成1个区域来构成,也可以划分成多个干燥·脱粘接剂区域来构成。
如上所述,第二实施方式所使用的第一搬送机构具备周期性地重复以一定的冲程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂,其具体的结构和动作由于与所述第一实施方式使用的搬送机构相同而省略其说明。
本发明使用的第二搬送机构也和所述第一搬送机构同样,具备周期性地重复以一定的冲程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂。图15是示意该第二搬送机构的实施方式的一个例子的说明图,在本例中,除进行所述那种动作的吊臂8外,还具备在该吊臂8处于下降状态(包括后退动作时)时,用于支撑被热处理物1的支撑体17。对该支撑体17可以使用例如图15所示那种倒L字形的柱体,在与炉长方向平行地配置的2根吊臂8之间,以上部的稍微倾斜的支撑杆17a朝向与炉长平行的方向的状态竖立配置几个。
如图14所示,吊臂8固定在吊臂支撑体10上。吊臂支撑体10的结构是利用驱动机构(未图示出)周期性地重复以一定的冲程上升、前进、下降、后退的动作,这样,吊臂8也进行同样周期的动作。
与所述第一搬送机构同样,对于该第二搬送机构,在被热处理物1是太阳电池基板那种场合,较好是在吊臂8上安装用于保持被热处理物1的保持部件19,以该保持部件19仅与被热处理物1的边缘部位接触的状态保持被热处理物1。在图15的例子中,吊臂8的保持部件19是具有向与吊臂8的轴向成直角的方向延伸出来的爪状的部位的部件,以所定的间距在吊臂8上配置多个。该保持部件19具有向搬送路径的中间线侧变低而倾斜的倾斜部位,在该倾斜部位仅与被热处理物1的边缘部接触,保持被热处理物1。还有,在第二搬送机构,在代替吊臂8而使用线材或链时,较好是在该线材或链上安装起同样作用的保持部件。
图16是展示保持部件19相对于吊臂8的安装状态的例子的说明图,图15所示的第二搬送机构的结构由于是如后述那样在绝热部件33上设置槽34,使吊臂11通过槽34内,所以,在图16的安装例中,通过具有所定高度的脚部19a把保持部件19固定在吊臂8上,保持部件19不与槽34周围的绝热材料干涉。还有,在图15所示的第二搬送机构中,在支撑体17上没有像图4中的第一搬送机构的支撑体3那样安装保持部件,但如上所述,支撑体17上部的支撑杆稍稍倾斜,在该倾斜部仅与被热处理物1的边缘部接触,能够保持被热处理物1。
图17(a)~(e)是展示在第二实施方式中,被热处理物从第一搬送机构移送到第二搬送机构时的动作的示意说明图。首先,如图17(a)所示,在烧结区域42的跟前,第一搬送机构的吊臂2下降所定冲程,在该下降过程中,被热处理物1移送到干燥·脱粘接剂区域的最后部的支撑体3上。其次,如图17(b)所示,吊臂2后退所定的冲程,其后端部到达所述支撑体3的下方位置。接着,如图17(c)所示那样,吊臂8上升所定的冲程,在该上升过程中,被热处理物1从所述最后部的支撑体3上移置到吊臂8上。接着,如图17(d)所示那样,吊臂21上升时前进所定冲程,利用该前进动作,吊臂8上的被热处理物1被一直搬送到设在烧结区域42内的支撑体17上。然后,如图17(e)所示那样,吊臂8下降所定的冲程,在该下降过程中被热处理物1从吊臂8上移置到支撑体17上。通过周期性地重复这种动作,依次进行被热处理物从第一搬送机构到第二搬送机构的移送。此外,通过周期性地重复这种动作,移送到第二搬送机构的被热处理物1进一步朝向出口方向被搬送并通过烧结区域42,移送到后述的第三搬送机构。
如前所述,第二搬送机构用于在烧结区域的被热处理物的搬送,但在该第二实施方式中,在其烧结区域,用绝热材料围住第二搬送机构的吊臂周围的至少一部分比较好。具体地说,例如做成如图15所示的那种结构,在绝热部件33上设置凹形的槽34,使吊臂8通过槽34内。在把烧结区域的氛围温度设定为1000℃左右的高温时,即使使用高耐热性的金属材料做成的吊臂等作为吊臂8时劣化也加剧,寿命变短,但通过使用这种冷却结构可以增加吊臂8的寿命。还有,在第二搬送机构中,在代替吊臂8而使用进行线材或链时,较好的也是同样用绝热材料围住该线材或链的周围至少一部分。
此外,在这种连续式热处理炉中,在对太阳电池基板等进行热处理时,为了调整干燥·脱粘接剂区域的氛围温度,有时从外部将空气导入到该区域。在本发明中,如图15所示,以在两端具有开口部的空心体(管状体)构成第二搬送机构的吊臂8,使位于炉的出口侧的一个开口部为空气供给口8a,位于炉的入口部的另一个开口部为空气排出口8b,使调整氛围温度用的空气通过吊臂8内部并送炉内比较好。这样,把吊臂8用作氛围气调整用的空气的导入管的话,吊臂8被该空气冷却,提高了吊臂8的寿命。此外,氛围气调整用的空气由于在通过吊臂8内的过程中适当地被加热,从而在导入前不需要预热。
此外,在第二实施方式中,与所述第一实施方式同样,至少对烧结区域,做成把炉体上下分割的结构,通过向上下方向驱动上侧的炉体以及/或者下侧的炉体,而使得烧结区域的入口侧以及出口侧的开口部的高度可以变更比较好。图18是这样把炉体做成上下分割结构的烧结区域的示意剖面图。在本例中,使上下分割的炉体43、44中的上侧的炉体43能够向上下方向驱动,这样使得烧结区域42的入口侧45以及出口侧的开口部46的高度可以变更。
烧结区域42内的热量由于易于从烧结区域42的入口侧开口部45以及出口侧开口部46逃逸,从而使这些开口部45、46的高度在不妨碍第二搬送机构的吊臂8的上下方向的动作的范围内尽可能低(窄),这从抑制保持烧结区域内的温度所需要的能量,稳定烧结区域内的温度来说是所希望的。像上述那样使烧结区域42的入口侧45以及出口侧的开口部45、46的高度可以变更的话,则容易调整到理想的高度。
第二实施方式中使用的第三搬送机构具备周期性地重复以一定的冲程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂,其具体结构和动作等与所述第一实施方式所使用的机构相同。
图19(a)~(e)是展示在第二实施方式中,该第三搬送机构从所述第二搬送机构接过被热处理物并搬送到炉外的所定位置的动作的示意说明图。首先,如图19(a)所示,吊臂21在下降了的状态,如图19(b)所示,利用第二搬送机构在被热处理物1被搬送到烧结区域的出口附近时,开始上升。在该上升过程中,被热处理物1从第二搬送机构的线材11移置到吊臂21上。其次,如图19(c)所示那样,吊臂21上升时前进所定的冲程,通过该前进动作,吊臂21上的被热处理物1被搬送到炉外的所定位置。接着,如图19(d)所示那样,吊臂21下降所定的冲程,在该下降过程中,被热处理物1从吊臂21上移置到设置于所述所定位置用于后续工程的其它搬送线71等上。最后,如图19(e)所示那样,吊臂21下降时后退,返回最初的位置。通过周期性地重复这些动作,第三搬送机构从第二搬送机构接过被热处理物,能够搬送直到炉外的所定位置。
还有,如图15所示,第三搬送机构的吊臂21在例如2根吊臂8之间的位置与吊臂8平行地配置以便与第二搬送机构的吊臂8相互不干涉。此外,在该图的例子中,以一根吊臂构成第三搬送机构的吊臂21,但也可以用多根吊臂构成。还有,如图15那样,在以一根吊臂构成第三搬送机构的吊臂21时,在从吊臂11接过热处理物1的吊臂21的前端部安装比被热处理物1更小一些的平板做成的承接板26来进行稳定的承接比较好。
其次,对本发明的连续式热处理炉的第三实施方式进行简单说明。本发明的连续式热处理炉的第三实施方式作为搬送被热处理物的搬送机构具有:具备周期性地重复以一定的行程前进、后退的动作的吊臂、线材或链的第一搬送机构;具备周期性地重复以一定的行程上升、下降的动作的吊臂、线材或链的第二搬送机构;具备周期性地重复以一定的行程前进、后退的动作的吊臂、线材或链的第三搬送机构。
在该第三实施方式中,较好是利用第一搬送机构进行在干燥·脱粘接剂区域41的被热处理物1的搬送,利用第三搬送机构进行在烧结区域的被热处理物1的搬送,通过第二搬送机构进行从第一搬送机构到第三搬送机构的移送。在第三实施方式中的第一搬送机构以及第三搬送机构重复以一定的行程前进、后退的前后方向的水平动作,其基本结构等与所述第一实施方式中的第二搬送机构相同。
利用第一搬送机构的前进动作,通过干燥·脱粘接剂区域一直被搬送到烧结区域跟前的被热处理物,利用到此为止处于下降状态的第二搬送机构的上升动作从第一搬送机构移送到第二搬送机构。然后,第三搬送机构后退,其后部到达第二搬送机构的下方位置时,第二搬送机构下降,在其下降动作的过程中,被热处理物从第二搬送机构移送到第三搬送机构。然后,第三搬送机构前进,通过该前进动作,被热处理物通过烧结区域。
以上是本发明的连续式热处理炉的代表性的实施方式,但在此之外,也可以例如把所述第一~第三实施方式中的某个搬送机构替换成连续移动的传送带或滚轮等其它搬送机构。但是,如第一实施方式和第二实施方式中的第二搬送机构那样,对使用于需要急速加热的区域的搬送机构较好是避免使用热容量大的传送带或滚轮。
本发明的连续式热处理炉具有以上说明的多个搬送机构,特别是在干燥·脱粘接剂区域和烧结区域,由于采用利用不同的搬送机构搬送被热处理物的结构,所以,通过这些搬送机构的搬送速度设定成不同,能够使在干燥·脱粘接剂区域的被热处理物的搬送速度与在烧结区域的被热处理物的搬送速度不同。如上所述,为了在太阳电池基板的热处理中得到理想的干燥、烧结曲线,希望在烧结区域的被热处理物的搬送速度比在干燥·脱粘接剂区域的被热处理物的搬送速度更高,短时间很快地通过氛围温度保持在1000℃左右高温的烧结区域,但在本发明中,通过分别设定各搬送机构的搬送速度,可以实现这种理想的烧结曲线。
此外,为了使被热处理物的制品特性(品质)均匀,使烧结区域稳定保持在恒定的高温是重要的课题,但在本发明中,通过对在烧结区域的被热处理物的搬送采用使用了所述那种吊臂、线材或链的搬送机构,可以达到所述目的。即,如上述实施方式那样,作为烧结区域的搬送机构,使用热容量比网带式输送机那种搬送机构更小的吊臂、线材或链的话,能够将伴随着搬送机构的移动的烧结区域内的温度变化抑制到很小。
此外,在第一实施方式中,第二搬送机构中的线材、吊臂或链仅进行前后方向的水平动作,由于不伴随着活动梁那种上下方向的动作,所以,能够降低烧结区域的入口侧以及出口侧的开口部的高度,尽可能减小该开口部的面积,这样,能够抑制烧结区域内的热量通过该开口部逃逸到外部并稳定烧结区域内的温度,同时,抑制保持烧结区域内的温度所需要的能量消耗,而具有节能的优点。
并且,如上所述,由于在每个区域使用不同的搬送机构,在各区域,可以独立自由地设置管道间距(搬送机构1个循环动作中被热处理物移动的距离)和搬送速度,结果,具有在炉的设计阶段,对炉长的设计的自由度增加,局部缩短炉长等而容易制作省空间的炉等优点。
要在本发明的连续式热处理炉进行热处理的被热处理物在例如是一条边15cm左右的矩形太阳电池基板、氛围温度被调整到300~500℃左右的干燥·脱粘接剂区域41的长度为2m左右、氛围温度被调整到1000℃左右的烧结区域42的长度为0.3m左右时,较好是被加热处理物在70~90秒左右通过干燥·脱粘接剂区域,然后用5秒左右通过烧结区域并一直搬送到炉外。
作为用于本发明的搬送机构的吊臂的材质,较好是耐热性和耐热冲击性优良的材质,能够使用例如碳化硅系列的陶瓷材料做成的材质。此外,作为用于本发明的搬送机构的线材和链,只要是具有可耐炉内温度的耐热性、能给与必要的张力,对其材质或形状没有特别限制,例如,可以使用镍铬铁耐热合金、钛等金属的线,或由直径为1~2mm的细棒做成的线,或者,由同样耐热性优良的金属或陶瓷做成的链。
作为本发明的连续式热处理炉的热处理对象的被热处理物没有特别限定,但特别适合用于太阳电池基板那样的比较小型的平板状的制品的热处理。
本发明的热处理方法是使用所述本发明的热处理炉进行被热处理物的热处理的方法,使利用所述某个搬送机构的所述被热处理物在烧结区域的搬送展现加速、减速、再加速、停止之类的动作,同时,在所述被热处理物的部位之内在烧结区域内中的加热时间最长的部位和最短的部位的加热时间之差在0~1秒的范围内。
如所述那样,本发明的热处理炉是在干燥·脱粘接剂区域和烧结区域,利用各自独立的搬送机构搬送被热处理物来构成,能够短时间很快地实施在烧结区域的被热处理物的搬送,为了得到良好的制品特性,不是仅仅简单地很快进行搬送,而是确保必要的加热时间,并且,使在烧结区域内的被加热物整体的加热时间几乎均匀也是重要的。
对此,在本方法中,利用某种搬送机构的被热处理物在烧结区域的搬送是做成展示加速、减速、再加速、停止之类的动作,同时,在被热处理物的部位之内在烧结区域内的加热时间最长的部位和最短的部位的加热时间之差在0~1秒的范围内。还有,所谓利用某个搬送机构的被加热物在烧结区域的搬送,例如,在利用所述第一实施方式的连续式热处理炉时,是指被热处理物从第一搬送机构移送到第二搬送机构后,在被热处理物从第二搬送机构移送到第三搬送机构之间第二搬送机构对被热处理物的搬送。
加速、减速、再加速、停止各动作开始的位置只要所述加热时间差在0~1秒的范围内可以任意选择,但作为较好的一个例子是如图20所示那样,采用使进行被加热物1从第一搬送机构移送到第二搬送机构的位置为加速位置A,被热处理物1的后端到达烧结区域42的入口侧开口部45的内部侧开口端的位置为减速位置B,被热处理物1的前端到达烧结区域42的出口侧开口部46的内部侧开口端的位置为再加速位置C,进行被热处理物1从第二搬送机构移送到第三搬送机构的位置为停止位置D那种配置。
还有,在使各动作的开始位置为这以外的配置的场合,在减速开始时的被热处理物1的位置(减速位置B)和在再加速开始时的被热处理物1的位置(再加速位置C)相对于在搬送方向平分烧结区域42的直线I成线对称,较好是使被热处理物1的各部位在烧结区域42内的加热时间均匀化。
在被热处理物1的各部位之内在烧结区域的加热时间最长的部位和最短的部位的加热时间之差可通过所述各动作的开始位置、特别是减速位置B和再加速位置C来控制,通过适当调整这些位置,能够使所述加热时间差在0~1秒的范围内。还有,在本发明中,所谓[在烧结区域内的加热时间]是指被热处理物1的各部位停留在烧结区域42内(入口侧开口部45内以及出口侧开口部46内除外)的时间。所述加热时间之差超过1秒的话,在被加热物1的加热状态产生起伏而难以得到良好的制品特性。
在加速位置A和减速位置B之间,以及再加速位置C和停止位置D之间,根据缩短在烧结区域42中的被加热处理物1的搬送时间整体的观点而以比较高的速度进行搬送,在减速位置B和再加速位置C之间,为了能够确保必要的加热时间而以比较低的速度进行搬送。这样,进行加速和减速来使在烧结区域42内的被热处理物1的搬送速度变化,同时,调整减速位置B和再加速位置C等,通过像上述那样使被热处理物1各部位的加热时间之差在所定范围内,即使以短时间很快地实施在烧结区域42中的被热处理物1的搬送,也可确保必要的烧结时间,并且使被加热物1整体的加热时间几乎均匀。
【实施例】
以下基于实施例对本发明进行更加详细的说明,不过本发明并不限定于这些实施例。
(参考例)
在所述第一实施方式的热处理炉中,如图21所示,使烧结区域42的长度为L1、被热处理物1在搬送方向的长度为Y、形成入口侧开口部45和出口侧开口部46的炉壁的厚度各为L2,使Y和L1相等。使在被热处理物1从第一搬送机构移送到第二搬送机构后,在被热处理物1从第二搬送机构移送到第三搬送机构之间第二搬送机构对被热处理物的搬送展示出加速、减速、再加速、停止之类的举动,使进行被加热物1从第一搬送机构移送到第二搬送机构的位置为加速位置A,被热处理物1的前端到达烧结区域42的入口侧开口部45的内部侧开口端的位置为减速位置B,被热处理物1的前端到达烧结区域42的出口侧开口部46的内部侧开口端的位置为再加速位置C,进行被热处理物1从第二搬送机构移送到第三搬送机构的位置为停止位置D,从加速位置A到加速位置B的搬送速度等于v1,从减速位置B到再加速位置C的搬送速度等于v2、从再加速C到停止位置D的搬送速度等于v1。在此,使被热处理物1的后端为0(最小值),被热处理物1在搬送方向的长度Y为最大值,导入独立变数y的话,离被热处理物1后端的距离为y的部位在烧结区域42内的加热时间T(y)由下式(1)求出。
T(y)=L1/v2-(Y-y)/v2+(Y-y)/v1    (1)
在下述条件,根据上式(1),计算出被热处理物1的各部分的加热时间,将其结果图形化并表示在图25中。
L1=0.4(m)
L2=0.15(m)
Y=0.15(m)
v1=15(m/分)
v2=4(m/分)
如图25所示那样,在本例中,被热处理物1的前端(离被热处理物1的后端的距离为150mm的部位)是加热时间最长的部位,被热处理物1的后端(离被热处理物1的后端的距离为0mm的部位)是加热时间最短的部位,两者的加热时间之差为1.65秒(=6秒-4.35秒)。
此外,以上述条件实施热处理,以被热处理物的前端、中央(离被热处理物1的后端的距离为75mm的部位)、后端为测定点,利用热电偶测量温度,将其结果图形化并表示在图29中。如该图所示那样,在本例中,在被热处理物的前端、中央、后端对最高温度产生大的差,加热时间短的部位,最高温度低。
(实施例1)
如图22所示,除以被加热物1的中央到达入口侧开口部45的内部侧开口端的位置为减速位置B,被热处理物1的中央到达出口侧开口部46的内部侧开口端的位置为再加速位置C以外,其他条件与所述参考例相同的条件,利用下式(2)(y<0.075m时)以及下式(3)(y>0.075m时)求出离被加热物1的后端的距离为y的部位在烧结区域42内的加热时间T(y),将其结果图形化并表示在图26中。
T(y)=L1/v2+(y-Y/2)(1/v2-1/v1)    (2)
T(y)=L1/v2-(y-Y/2)(1/v2-1/v1)    (3)
如图26所示那样,在本例中,在本例中,被热处理物1的中央是加热时间最长的部位,被热处理物1的前端以及后端是加热时间最短的部位,两者的加热时间之差为0.825秒(=6秒-5.175秒)。
此外,以上述条件实施热处理,以被热处理物的前端、中央、后端为测定点,利用热电偶测量温度,将其结果图形化并表示在图30中。如该图所示那样,在本例中,在被热处理物的前端、中央、后端虽然对最高温度产生一些差,但是,该差与所述参考例的结果(图29)相比的话变小。
(实施例2)
如图23所示,除以被加热物1的后端到达入口侧开口部45的内部侧开口端的位置为减速位置B,被热处理物1的前端到达出口侧开口部46的内部侧开口端的位置为再加速位置C以外,其他条件与所述参考例相同的条件,利用下式(4)求出离被加热物1的后端的距离为y的部位在烧结区域42内的加热时间T(y),将其结果图形化并表示在图27中。
T(y)=(L1-Y)/v2+Y/v1    (4)
如图27所示那样,在本例中,被热处理物1的各部位的加热时间都相同(4.53秒),各部位的加热时间之差为0。
此外,以上述条件实际实施热处理,以被热处理物的前端、中央、后端为测定点,利用热电偶测量温度,将其结果图形化并表示在图31中。如该图所示那样,在本例中,在被热处理物的前端、中央、后端在最高温度几乎没有差。
(实施例3)
如图24所示,除以被加热物1的前端到达入口侧开口部45的内部侧开口端的位置为减速位置B,被热处理物1的后端到达出口侧开口部46的内部侧开口端的位置为再加速位置C以外,其他条件与所述参考例相同的条件,利用下式(5)求出离被加热物1的后端的距离为y的部位在烧结区域42内的加热时间T(y),将其结果图形化并表示在图28中。
T(y)=L1/v2    (5)
如图28所示那样,在本例中,被热处理物1的各部位的加热时间都相同(6秒),各部位的加热时间之差为0。
此外,以上述条件实际实施热处理,以被热处理物的前端、中央、后端为测定点,利用热电偶测量温度,将其结果图形化并表示在图32中。如该图所示那样,在本例中,在被热处理物的前端、中央、后端在最高温度几乎没有差。
以上,根据参考例以及实施例1~3的结果可知,如实施例2和实施例3那样配置减速位置和再加速位置的话,被热处理物整体的加热时间均匀从而最好。在实际处理时,采用实施例2和实施例3中哪个配置,可以根据必要的加热时间和作为目标的搬送的循环时间来决定。此外,实施例1不像实施例2和实施例3那样被热处理物各部位的加热时间之差为0,其差为参考例的1/2左右,在因各种情况难以采用实施例2或实施例3那种配置时,即使采用实施例1那种配置,也可得到足够均匀的加热。实施例1~3共通的是,如图22~24所示那样,减速位置B和再加速位置C相对于在搬送方向平分烧结区域的直线I成线对称。成为这种配置的话,即使被加热物的各部位的加热时间产生一个分布,它也是以被热处理物的长度方向的中心为最大加热时间的前后对称的分布,而不会像参考例那样在前端和后端对加热时间产生大的差值。
本发明的连续式热处理炉以及热处理方法能够使用于太阳电池基板等的热处理。

Claims (9)

1. 一种连续式热处理炉,从炉的入口侧朝向出口侧依次设有进行被热处理物的干燥以及/或者脱粘接剂处理的至少一个干燥·脱粘接剂区域,和进行被热处理物的烧结区域,所述被热处理物在所述干燥·脱粘接剂区域一边搬送一边进行干燥以及/或者脱粘接剂处理后,在所述烧结区域一边搬送一边进行烧结,其特征在于:
作为用于搬送所述被热处理物的搬送机构,具有通过使沿炉长方向设置的线材、吊臂或链移动而将在该线材、吊臂或链上放置的所述被热处理物搬送的第一搬送机构以及通过使吊臂、线材或链移动而进行在该吊臂、线材或链上放置的被热处理物的搬送的第二搬送机构,
在所述干燥·脱粘接剂区域,由所述第一搬送机构进行所述被热处理物的搬送,在所述烧结区域,由所述第二搬送机构进行所述被热处理物的搬送。
2. 根据权利要求1所述的连续式热处理炉,其特征在于:所述第一搬送机构具有以相对于所述连续式热处理炉进行互不相同动作的方式以预定间隔配置的两种线材、吊臂或链,或者具有以一种相对于所述热处理炉固定而另一种相对于所述热处理炉移动的方式互相之间以预定间隔配置的两种线材、吊臂或链。
3. 根据权利要求2所述的连续式热处理炉,其特征在于:所述两种线材、吊臂或链中,一种线材、吊臂或链在一定的移动行程内周期性地重复上升、前进、下降、后退的动作,另一种线材、吊臂或链在一定的移动行程内周期性地重复前进、后退的动作。
4.根据权利要求1所述的连续式热处理炉,其特征在于:所述第二搬送机 构具备相对于所述连续式热处理炉周期性地重复以一定的移动行程上升、前进、下降、后退的动作的吊臂、线材或链。
5. 根据权利要求2所述的连续式热处理炉,其特征在于:在所述第一搬送机构的吊臂、线材或链上安装有用于保持所述被热处理物的保持部件。
6. 根据权利要求4所述的连续式热处理炉,其特征在于:在所述第二搬送机构的吊臂、线材或链上安装有用于保持所述被热处理物的保持部件。
7. 根据权利要求5或6所述的连续式热处理炉,其特征在于:所述保持部件在分别配置于搬送路径的中间线左右两侧的所述吊臂、线材或链上,沿搬送方向隔开间隔安装有多个,并且,所述保持部件具有向搬送路径的中间线侧变低而倾斜的倾斜部位,在该倾斜部位仅与所述被热处理物的边缘部接触来支撑所述被热处理物。
8. 根据权利要求1所述的连续式热处理炉,其特征在于:在所述干燥·脱粘接剂区域和所述烧结区域之间,设有用于缓和这些区域之一受到来自另一区域的热影响的缓冲区域。
9. 根据权利要求1所述的连续式热处理炉,其特征在于:成为热处理对象的所述被热处理物是太阳电池基板。
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