干燥炉培训1

干燥炉2019/9/16P-1•一、干燥炉的基本知识•二、干燥炉的结构•三、量产用干燥炉•四、COC干燥工艺P-2主要内容干燥炉的基本知识P-3P-4干燥炉的基本知识-干燥的目的1）印刷之后的样品，经过干燥炉干燥才能固定在玻璃基板上，干燥目的是去掉常温下不易挥发，高温下易挥发的稀释剂。2）温度并不是越高越好，只要能使稀释剂按要求挥发即可。3）印刷线条的宽度及厚度随干燥炉的温度不同而变化，为了得到均匀一致的图形，干燥炉的温度及其保温时间有所变化。4）特别是荧光粉的干燥工艺，它可以调整荧光粉在障壁上的分布状态，达到优化显示单元的目的。P-5PDP干燥设备为IR（红外）加热式的浆料干燥设备。42寸八面取级别的PDP用玻璃基板非常大，约为2300×1950mm，厚度约为2～5mm。此基板表面在丝网印刷工序印刷数10μm，在涂敷工序浆料涂敷到数百μm厚，在干燥工序中，浆料中的BCA/松油醇等的有机溶剂成分被蒸发。有机溶剂对IR的吸收率高，由于基板上整体被涂敷，所以可以说从基板上方进行IR加热的方式是最有效的、最适合的。干燥炉的基本知识-干燥方式P-6干燥炉的基本知识-干燥速度与温度曲线1）干燥速度要与溶剂挥发速度相同，必要时要延长保温时间。2）如果在不完全干燥状态下进入高的温度区，下层的溶剂部分急剧气化膨胀，造成裂痕和破裂。3）为了提高干燥效率，有必要采用阶梯状的干燥曲线(如下图)，控制厚度方向的干燥顺序。4）如果采用从基板上、下方同时加热的方法会更有效，由于浆料中的玻璃粉较厚，热传导慢，内部温度上升慢，热平衡容易破坏（加热过度）。P-7干燥炉的基本知识-循环送风干燥中将产生大量的蒸发溶剂成分，要一边排到炉外，一边控制温度。如果浆料涂敷上面的分界层由于蒸发而饱和的话，干燥速率急剧降低。PDP的干燥需要设定符合工艺要求的热风条件，并进行恒温控制，循环送风排气。排气分为有机排气和热排气两种。干燥炉的结构P-8P-9干燥炉的结构-主要组成（1）炉体（2）装载部（3）加热器（4）送气和排气系统（5）温度控制系统（6）传送系统P-10干燥炉的结构（1）－炉体1）加热炉的形态以遂道型为主流，在采用最适合干燥曲线设定的炉室内，使基板按照顺序通过，得到必要的温度分布。2）在升温、保温时为了一直保持高精度的温度分布，干燥曲线的中途要使加热器设定产生很大变化，用一个炉室的处理方法不合适。3）对于保持时间长、比较简单的加热曲线，考虑到节省空间，采用塔形的多层式炉，也有在一个炉室处理的。4）现在作为提高温度精度和节省空间的两全方法，更多地采用隧道型炉垒成2层、3层的多段连续炉。P-11干燥炉的结构－炉体示意图P-12干燥炉的结构（2）－加热器PDP用的玻璃基板由于其大小、厚度，在升降温过程中，中央部分与周围部分产生很大的温差，中央部分难以升温、难以降温。在保温过程中，相反中央部分易于升温、周围部分难以升温。在需要均匀热度的工序中，必须控制此温度差。当然也要控制基板的前后左右的温度均匀，考虑这些因素设计加热器温度是很重要的。P-13干燥炉的结构－远红外线加热机理当远红外线辐射到一个物体上时，可发生吸收、反射和透过。但是，不是所有的分子都能吸收远红外线的，只有对那些显示出电的极性分子才起作用。水、有机物质和高分子物质具有强烈的吸收远红外线的性能。当这些物质吸收远红外线辐射能量并使其分子、原子固有的振动和转动的频率与远红外线辐射的频率相一致时，极易发生分子、原子的共振或转动，导致运动大大加剧，所转换成的热能使内部升高温度，从而使得物质迅速得到软化或干燥。P-14干燥炉的结构－远红外线加热特点1）一般的加热方法是利用热的传导和对流，需要通过媒质传播，速度慢，能耗大，而远红外线加热是用热的辐射，中间无需媒质传播。2）由于辐射能与发热体温度的4次方成正比，因此，远红外加热不仅节约能源而且速度快、效率高。3）此外，远红外线具有一定的穿透能力，由于被加热的物质在一定深度的内部和表层分子同时吸收远红外辐射能，产生自发热效应，使溶剂或水分子蒸发。4）远红外线发热均匀，避免了由于热胀程度不同而产生的形变和质变，使物质外观。物理机械性能、牢度和色泽等保持完好。P-15干燥炉的结构－远红外线加热器的特点1）加热速度快2）清洁3）加热均匀4）节能5）远红外线具有光的一切性质6）具有穿透能力，内部和外部同时加热7）通过发射元件的选择和组合，对形状复杂、体积庞大、死角多―立体加热8）设备费用低（与高频加热和微波加热相比），对人体伤害小9）向周围环境散射的能量少P-16干燥炉的结构－远红外陶瓷加热器的类型电器式：热源是电，有两种形状，棒状和片状，温度控制精度高。热媒式：热源是蒸汽或热煤油，是唯一防爆的加热器，最适合用在高易燃材料的加热，如有机溶剂。气体式：热源是气体的燃烧热，它是最廉价的，适合消耗量大的场合。P-17干燥炉的结构（3）－送气和排气系统为了维持炉内的清洁、去除蒸发溶剂，炉内需进行送气和排气。送气是经过预热的空气使其通过HEPA（高效过滤器）后、从基板的上面向浆料涂敷表面附近以较低风速供给。为了除去蒸发溶剂部分，从设置在炉内的下方侧面的排气管进行排气。靠这种送气和排气，使炉内产生一定方向的稳定气流，提高干燥效率、保持炉内空气环境稳定。送气和排气的作用P-18干燥炉的结构（3）－送气和排气系统从涂层上面除去的蒸发溶剂部分要排放到炉外，根据涂敷的溶剂量和处理的片数决定排气量。蒸发溶剂成分滞留在炉内，不光会降低干燥效率，而且会产生结霜/滴露的现象，也会再次附着在处理过程中的基板上，所以必须采取积极的排气控制方法。排气示意图•浓度高的蒸发溶剂成分向炉外排气的话，排气管道内会产生大量的溶剂露水，是难以处理的。•为了环保，尽量在设备内进行回收，在排气管道上安装冷凝交换器，冷却去除溶剂后再排气。P-19干燥炉的结构（3）－送气和排气系统P-20干燥炉的结构（4）－温度控制系统温度控制器的构造温度控制器主要有三部分组成：1、温度调节器。2、继电器：一般是固态继电器。固态继电器(SolidStateRelay，SSR)与机电继电器相(ElectromechanicalRelay,EMR)比，是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与机电继电器本质上相同的功能。3、温度传感器：热电偶。P-21干燥炉的结构（5）－传送系统搬运方式采用移动梁方式或者滚轴传送带方式。根据干燥曲线条件、加热炉形态来选择，总之要炉内不产生粉尘的构造，必须满足1000等级的洁净度。为减少对基板的热影响，基板接触部分使用耐热树脂。多层式的IR干燥炉不宜采用移动梁方式，而是采用滚轴传送带方式，流水线搬运时会受到振动，容易控制基板的温度均匀。从加热炉排出的基板难以自然冷却，冷却到室温需要几十分钟。下一工序是曝光工序时，必须使基板降到环境温度，为此使用水冷式冷却板，在2～3分钟使基板温度降低到室温。流水线中，为了防止基板在高温状态下直接放在水冷式冷却板上而造成破裂，水冷组件前面设置由风扇吹风的空冷组件，先将基板冷却到不会破裂的温度80℃，再进行水冷。量产用干燥炉P-22量产用干燥炉玻璃基板尺寸42”×850”×6前玻璃基板(mm)1964*2252*2.8/1.82328*1950*2.8/1.8后玻璃基板(mm)1926*2328*2.8/1.82288*2010*2.8/1.8P-23干燥炉的作用在印刷/涂敷/喷涂等工序完成后，去除基板上面浆料产生的溶剂，并均匀地进行干燥。量产产品尺寸量产用干燥炉－干燥炉设备清单设备名称TactTime数量Layer备注ITOPRDryer100sec13Total：12台BUS(B)Electrode&BSDryer90sec13BUS(W)ElectrodeDryer90sec13FrontDielectricDryer100sec13AddressElectrodeDryer90sec13RearDielectricDryer100sec13BarrierRibDryer1#100sec11BarrierRibDryer2#100sec11BarrierRibPRDryer100sec13Phosphor-RDryer200sec11Phosphor-GDryer200sec11Phosphor-B&SealLineDryer200sec11P-24量产用干燥炉－干燥炉设备清单P-251－stagedryerfurnace(单层干燥式干燥炉)BarrierRibDryer1#BarrierRibDryer2#Phosphor-RDryerPhosphor-GDryerPhosphor-B&SealLineDryer3－stagedryerfurnace(三层干燥式干燥炉)ITOPRDryerBUS(B)Electrode&BSDryerBUS(W)ElectrodeDryerFrontDielectricDryerAddressElectrodeDryerRearDielectricDryerBarrierRibPRDryerP-26干燥炉升温、保温Zone剖面图供气流动方向HeatingAir流动方向排气流动方向量产用干燥炉基本构成－炉体量产用干燥炉基本构成－炉体P-27干燥炉徐冷Zone剖面图Filtering的Air流入排气口Air流动方向排气流动方向量产用干燥炉基本构成－传送系统P-28传送系统：RollerConveyor的In-Line方式1）Roller可以防止Scratch和冲击的Roller。2）蛇行量蛇行误差：左/右±20mm以内（COC干燥炉最大长度基准）3）驱动方式加热、保温Zone是连续式驱动，徐冷Zone是间歇式驱动4）Heater、Roller应是便于进行维修的形式。量产用干燥炉－加热器、温度控制器P-29炉体内Sensor的设置：炉体内温度探测T/C的设置：包括升温Zone和KeepingZone。为了测定炉内的温度，温度Sensor(热偶)设置在内部。温度Sensor测定炉子内的温度，进行FeedBack控制。加热器：采用IRHeater辐射加热方式加热。量产用干燥炉－供气/排气系统AirFlow分布Zone供气数排气数Valve风速CheckHole备注EA/ZoneEA/ZoneEA/ZoneEA/Zone升温2222排气：直接排气左-1、右-1保温2222徐冷（2）（2）（2）（2）P-30供气使用的空气是洁净间的空气量产用干燥炉－有机排气示意图P-31量产用干燥炉－干燥炉的基本流程Flow基本作用及内容备注入口lifter可以根据生产量，向升温Zone移送Panel3层炉子使用heating按照给定的HeatingRate进行加热、通过供气/排气去除Solvent，炉内一直保持Clean状态。连续驱动keeping按照温度曲线进行保温、通过供气/排气去除Solvent，炉内一直保持Clean状态。连续驱动徐冷zone以间歇方式驱动,用Setting(设定)的温度进行徐冷。间歇驱动出口lifter将徐冷区移送过来的Panel搬送到炉外部的Conveyor。3层炉子使用P-32量产用干燥炉-炉温曲线排气口炉体加热棒传送滚轮基板装载部升温区保温区降温区卸载部隧道式干燥炉示意图（单层）P-33温度曲线量产用干燥炉－各Zone的温度及规格Zone分类常用温度规格入口lifter常用温度:23℃①Glass移送：Tact驱动(3层炉子)升温zone常用温:23～150℃①升温Rate：参照温度曲线②温度Unifomity：参照温度保证规格③炉体Insulation的内外壁材料：使用SUS304Polishing④温度控制方式：PID控制⑤Glass移送及速度移送方式：连续驱动；移送速度：400～1300mm/min⑥Heater的Max设计规格：200℃⑦Heater位置：上部，对各Zone进行分别控制保温zone常用温度:110～150℃徐冷Zone常用温度:150～80℃①冷却Rate：参考温度Prof