特許 7553125 温度調整方法及び圧力オーブン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】温度調整方法及び圧力オーブン

(51)【国際特許分類】

   F27D 7/06 20060101AFI20240910BHJP

   F27D 9/00 20060101ALI20240910BHJP

   F27D 7/02 20060101ALI20240910BHJP

   F27D 19/00 20060101ALI20240910BHJP

   F27B 17/00 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

F27D7/06 C

F27D9/00

F27D7/02 Z

F27D19/00 D

F27B17/00 B

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022206959

(22)【出願日】2022-12-23

(65)【公開番号】P2023095836

(43)【公開日】2023-07-06

【審査請求日】2022-12-23

(31)【優先権主張番号】202111596738.5

(32)【優先日】2021-12-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】522500044

【氏名又は名称】南京屹立芯創半導体科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｅｌｅａｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ ２５８０， Ｈｕｅｙｉｎｇ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｎｏ． ９９， Ｔｕａｎｊｉｅ Ｒｏａｄ， Ｙａｎｃｈｕａｎｇｙｕａｎ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｃｈｉｎａ （Ｊｉａｎｇｓｕ） Ｐｉｌｏｔ Ｆｒｅｅ Ｔｒａｄｅ Ｚｏｎｅ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｃｉｔｙ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】張 景南

【審査官】國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１１－５０８６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０００９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２５０１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０３８８５４７５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｄ ７／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャビティと、前記キャビティ内に設けられた冷却器と、前記キャビティに連通される吸気ユニットと、を備える圧力オーブンを提供するステップと、
前記キャビティ内の空気圧が標準大気圧より大きくなるように前記キャビティをガス充填するために前記吸気ユニットを稼働させ、前記キャビティ内のガス分子の数を標準大気圧状態での前記キャビティのガス分子の数より多くするステップと、
前記キャビティ内の前記ガス分子の数が標準大気圧状態での前記キャビティのガス分子の数より多い場合、前記キャビティ内の前記冷却器を稼働して、前記キャビティ内の温度を低下させるために前記キャビティに対して前記キャビティ内のガスの循環に依存して降温工程を実行するステップと、を含み、
前記キャビティ内の前記ガス分子の数を標準大気圧状態での前記キャビティのガス分子の数より多くするステップにおいて、前記キャビティ内のガス分子の数は第１ガス分子の数であり、前記降温工程において、前記キャビティ内のガス分子の数が前記第１ガス分子の数のままであり、
前記降温工程が終了した後、前記キャビティ内の空気圧は標準大気圧よりも大きいか又は等しい
ことを特徴とする温度調整方法。

【請求項2】

前記圧力オーブンが前記キャビティ内に配置された第１加熱器をさらに備える場合、前記キャビティ内のガス分子の数を標準大気圧状態での前記キャビティのガス分子の数より多くするステップの後、かつ、前記降温工程の前に、前記キャビティ内の温度が第１温度から第２温度に上昇し、前記降温工程の後に、前記キャビティ内の温度が前記第２温度から第３温度に低下するように前記第１加熱器を稼働することを特徴とする請求項１に記載の温度調整方法。

【請求項3】

前記圧力オーブンが前記キャビティ外に配置された第２加熱器をさらに備える場合、前記第２加熱器が前記キャビティに入る前のガスを加熱し、加熱されたガスが前記キャビティに充填された後、前記キャビティ内のガス分子の数が標準大気圧状態での前記キャビティのガス分子の数より多くなり、前記キャビティ内の温度が第１温度から第２温度に上昇し、前記降温工程の後に、前記キャビティ内の温度が前記第２温度から第３温度に低下することを特徴とする請求項１に記載の温度調整方法。

【請求項4】

前記キャビティ内のガス分子の数を標準大気圧状態での前記キャビティのガス分子の数より多くするステップにおいて、前記キャビティ内のガス分子の数は第１ガス分子の数であり、前記キャビティ内のガス分子の数が第１ガス分子の数である場合、かつ、前記降温工程の前に、
前記キャビティ内のガスの一部を放出して、前記キャビティ内のガス分子の数を第２ガス分子の数に低下させ、前記第２ガス分子の数を標準大気圧状態での前記キャビティのガス分子の数より多いか又は等しいようにするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の温度調整方法。

【請求項5】

前記第２ガス分子の数が標準大気圧状態での前記キャビティのガス分子の数よりも多く、前記降温工程では、前記キャビティ内のガス分子の数が前記第２ガス分子の数のままであることを特徴とする請求項４に記載の温度調整方法。

【請求項6】

前記キャビティ内のガス分子の数が前記第２ガス分子の数に低下された後、前記降温工程の前に、
前記キャビティに外部ガスを充填して、前記キャビティ内のガス分子の数を第３ガス分子の数に増加させるステップをさらに含み、前記外部ガスの温度は第２温度よりも低いことを特徴とする請求項４に記載の温度調整方法。

【請求項7】

キャビティと、
前記キャビティ内に配置され、前記キャビティを降温させる冷却器と、
前記キャビティ内に配置されるファンと、
前記キャビティに連通され、前記キャビティをガス充填して加圧する吸気ユニットと、
前記キャビティ内に充填されるガスを制御する圧力コントローラーと、
を備え、
前記吸気ユニットは、前記キャビティをガス充填し、前記キャビティ内の空気圧を標準大気圧よりも大きくし、前記冷却器は、前記キャビティ内の温度を下げるために前記キャビティに対して降温工程を実行し、
前記圧力コントローラーは、前記降温工程が終了した後、標準大気圧よりも大きいか又は等しいように前記キャビティ内の空気圧を制御し、
前記降温工程は前記キャビティ内のガスの循環に依存して実行される
ことを特徴とする圧力オーブン。

【請求項8】

前記キャビティ内のガスを排出して圧力を下げるために前記キャビティに配置される減圧弁をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の圧力オーブン。

【請求項9】

前記キャビティ内に配置されて前記キャビティを昇温させる加熱器をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の圧力オーブン。

【請求項10】

前記キャビティ外に配置されて前記キャビティに入る前のガスを加熱する加熱器をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の圧力オーブン。

【請求項11】

前記キャビティ内のガスを前記キャビティ外に導き出し、前記キャビティ内に戻すための冷却回流パイプラインを備えないことを特徴とする請求項７に記載の圧力オーブン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オーブンに関し、特に、温度調整方法及び圧力オーブンに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程では、多くの場合、異なる温度環境で作業する必要があり、加熱及び／又は冷却速度が速いほど、製造工程効率が高くなる。圧力室の既知の冷却方法は、キャビティ内の高温ガスを外部パイプラインに流し、外部パイプラインに冷却装置を配置してガスを冷却した後、外部パイプラインを介して冷却されたガスを再びキャビティ内に流すことでキャビティを冷却する。ガスを外部のパイプラインに案内して冷却する必要があるため、冷却用のパイプライン及び冷却装置を収容するために追加のスペースが必要になり、機器本体の体積を増加させる。キャビティの冷却効率をいかに向上させるかは、この分野で解決すべき喫緊の問題である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、圧力オーブンのキャビティ内のガス分子の数が標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数よりも多い場合、キャビティ内の冷却器によってキャビティ内の温度を急速に低下させ、キャビティの急速降温の目標を達成する温度調整方法を提供する。

【0004】

また、本発明は、キャビティ内に冷却器を備え、キャビティ内の空気圧が標準大気圧よりも大きい場合、キャビティ内の冷却器によって高圧環境下で降温する機能を備え、キャビティの降温に必要な時間が短縮される圧力オーブンを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の圧力オーブンの温度調整方法は、
キャビティと、キャビティ内に設けられた冷却器と、キャビティに連通される吸気ユニットと、を備える圧力オーブンを提供するステップと、
キャビティ内の空気圧が標準大気圧より大きくなるようにキャビティをガス充填するために吸気ユニットを稼働させ、キャビティ内のガス分子の数を標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数より多くするステップと、
キャビティ内のガス分子の数が標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数より多い場合、キャビティ内に位置する冷却器を稼働して、キャビティ内の温度を低下させるためにキャビティに対して降温工程を実行するステップと、を含む。

【0006】

本発明の一実施例において、圧力オーブンは、キャビティ内に配置された第１加熱器をさらに備える。キャビティ内のガス分子の数を標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数より多くするステップの後、かつ、降温工程の前に、キャビティ内の温度が第１温度から第２温度に上昇し、降温工程の後に、キャビティ内の温度が第２温度から第３温度に低下するように第１加熱器を稼働する。

【0007】

本発明の一実施例において、圧力オーブンは、キャビティ外に配置された第２加熱器をさらに備える。第２加熱器がキャビティに入る前のガスを加熱し、加熱されたガスがキャビティに充填された後、キャビティ内のガス分子の数が標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数より多くなり、キャビティ内の温度が第１温度から第２温度に上昇し、降温工程の後に、キャビティ内の温度が第２温度から第３温度に低下する。

【0008】

本発明の一実施例において、キャビティ内のガス分子の数を標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数より多くするステップにおいて、キャビティ内のガス分子の数は第１ガス分子の数であり、降温工程において、キャビティ内のガス分子の数が第１ガス分子の数のままである。

【0009】

本発明の一実施例において、キャビティ内のガス分子の数を標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数より多くするステップにおいて、キャビティ内のガス分子の数は第１ガス分子の数である。キャビティ内のガス分子の数が第１ガス分子の数である場合、かつ、降温工程の前に、キャビティ内のガスの一部を放出して、キャビティ内のガス分子の数を第２ガス分子の数に低下させ、第２ガス分子の数を標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数より多いか又は等しいようにするステップをさらに含む。

【0010】

本発明の一実施例において、第２ガス分子の数が標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数よりも多く、降温工程では、キャビティ内のガス分子の数が第２ガス分子の数のままである。

【0011】

本発明の一実施例において、キャビティ内のガス分子の数が第２ガス分子の数に低下された後、降温工程の前に、キャビティに外部ガスを充填して、キャビティ内のガス分子の数を第３ガス分子の数に増加させるステップをさらに含む。外部ガスの温度は第２温度よりも低い。

【0012】

本発明の圧力オーブンは、キャビティと、冷却器と、ファンと、吸気ユニットと、を備える。冷却器は、キャビティ内に配置され、キャビティを降温させる。ファンは、キャビティ内に配置される。吸気ユニットは、キャビティに連通され、キャビティをガス充填して加圧する。吸気ユニットは、キャビティ内の空気圧が標準大気圧より大きくなるようにキャビティをガス充填する。冷却器は、キャビティ内の温度を下げるためにキャビティに対して降温工程を実行する。

【0013】

本発明の一実施例において、圧力オーブンは、キャビティ内のガスを排出して圧力を下げるためにキャビティに配置される減圧弁をさらに備える。

【0014】

本発明の一実施例において、圧力オーブンは、キャビティ内に配置されてキャビティを昇温させる加熱器をさらに備える。

【0015】

本発明の一実施例において、圧力オーブンは、キャビティ外に配置されてキャビティに入る前のガスを加熱する加熱器をさらに備える。

【0016】

本発明の一実施例において、圧力オーブンは、キャビティ内のガスをキャビティ外に導き出し、キャビティ内に戻すための冷却回流パイプラインをさらに備えない。

【発明の効果】

【0017】

以上より、本発明の圧力オーブンの温度調整方法によれば、キャビティ内のガス分子の数が標準大気圧のガス分子の数よりも多いか又は等しいように維持されるため、キャビティ内の空気圧が標準大気圧よりも大きいか又は等しいように維持され、キャビティはキャビティ内の冷却器によって降温工程を直接実行することで、キャビティ内の温度が第２温度から第３温度に急速に低下し、キャビティの急速降温の目標を達成する。また、本発明の圧力オーブンにおいて、吸気ユニットによってキャビティを加圧し、キャビティ内の空気圧が標準大気圧よりも大きい場合、キャビティ内の加熱器によってキャビティに対して昇温工程を実行し、かつ、キャビティ内の冷却器によってキャビティに対して降温工程を実行するため、圧力オーブンは高圧環境下で降温する機能を有し、昇温及び降温工程に必要な時間を短縮する。

【0018】

本発明の上記特徴及び利点をより明瞭できるようにするために、以下の特定の実施例を図面と併せて詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

ここでの図面は明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成し、本出願の実施例に該当し、本出願の不適切な限定を構成せず、明細書と共に本出願の原理を解釈するために使用される。

【図1】本発明の一実施例による圧力オーブンの模式図である。

【図2】本発明の一実施例による加熱器及び冷却器の設置の正面模式図である。

【図3】本発明の一実施例による圧力オーブンの温度調整方法のフローチャートである。

【図4A】昇温工程中の図１の圧力オーブンのキャビティ内のガスフローパターンの模式図である。

【図4B】本発明の他の実施例による圧力オーブンの模式図である。

【図5】降温工程期間の図４Ａの圧力オーブンのキャビティ内のガスフローパターンの模式図である。

【図6】減圧工程期間の図４Ａの圧力オーブンのパイプライン内のガスフローパターンの模式図である。

【図7】降温工程期間の図６の圧力オーブンのキャビティ内のガスフローパターンの模式図である。

【図8A】加圧工程期間の図６の圧力オーブンのパイプライン内のガスフローパターンの模式図である。

【図8B】降温工程期間の図８Ａの圧力オーブンのキャビティ内のガスフローパターンの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の上記の目的、特徴及び利点をより明確に理解できるために、本発明の特定の実施形態について図面を参照しながら以下で詳細に説明する。以下の説明では、本発明の完全な理解を容易にするために、多くの特定の詳細が示される。しかし、本発明は、ここで説明したものとは異なる多くの他の形態で実施することができ、当業者であれば、本発明の構想から逸脱することなく、同様の改良を行うことができるので、本発明は以下に開示される特定の実施例によって限制されない。

【0021】

なお、構成要素が別の構成要素に「固定されている」と言われる場合、別の構成要素上に直接存在してもよいし、又は介在する構成要素が存在してもよい。１つの構成要素が別の構成要素に「接続される」と認識される場合、別の構成要素に直接接続されてもよいし、又は同時に介在する構成要素が存在してもよい。本明細書で使用される「垂直」、「水平」、「左」、「右」などのような用語は、単に説明の目的のためである。

【0022】

特に定義されていない限り、本明細書で使用される全ての技術及び科学用語は本発明の技術分野に属する技術者が一般的に理解しているのと同じ意味である。本明細書において、本発明の明細書で使用される用語は、単に特定の実施例を説明する目的でのみ使用され、本発明を限定するものではない。本明細書で使用される「及び／又は」という用語は、関連するリスト項目の１つ又は複数の任意及び全ての組み合わせを含む。

【0023】

本実施例の図面を参照して本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明は、本明細書に記載された実施例に限定されるものではなく、様々な形態で実現することができる。同一又は類似の符号は、同一又は類似の構成要素を示しており、以下の段落ではさらに繰り返さない。

【0024】

図１は、本発明の一実施例による圧力オーブンの模式図である。圧力オーブン２００ａの構成要素の配置関係を明確に示すために、図１の圧力オーブン２００ａの各部材は一定の縮尺で描かれておらず、一部の構成要素は省略されている。

【0025】

図１を参照すると、本実施例の圧力オーブン２００ａは、キャビティ２１０と、第１加熱器２２０ａと、冷却器２３０と、ファン２４０と、吸気ユニット２５０ａと、を備える。第１加熱器２２０ａ、冷却器２３０、及びファン２４０は、キャビティ２１０内に配置されるが、第１加熱器２２０ａの位置は本実施例に限定されない。例えば、他の実施例において、第１加熱器２２０ａはキャビティ２１０の外側に配置されてもよい。第１加熱器２２０ａは、キャビティ２１０を昇温させることに適合し、冷却器２３０は、キャビティ２１０を降温させることに適合する。吸気ユニット２５０ａはキャビティ２１０に連通され、吸気ユニット２５０ａは、キャビティ２１０にガス３１０を充填してキャビティ２１０内の空気圧を高めることに適合する。

【0026】

図２は、本発明の一実施例による加熱器及び冷却器の設置の正面模式図である。図１及び図２を参照すると、図１の第１加熱器２２０ａ及び冷却器２３０を図２の第１加熱器２２０ａ及び冷却器２３０と見なすことができる側面模式図である。第１加熱器２２０ａは、例えば、抵抗型加熱器であるが、本発明はこれに限定されるものではない。第１加熱器２２０ａは、本体２２４ａと、複数のコイル２２６ａと、本体２２４ａを貫通する開口部２２２ａと、を含み、第１加熱器２２０ａはＯ字型を呈する。コイル２２６ａは本体２２４ａに巻き付けられ、昇温工程期間に、外部装置（不図示）がコイル２２６ａに電流を印加して熱を発生させることにより、キャビティ２１０の温度を上昇させる。

【0027】

冷却器２３０は、例えば、水冷型冷却器であるが、本発明はこれに限定されるものではない。冷却器２３０は、複数のフィン２３２と、少なくとも１つの水冷却パイプ２３４と、を含み、水冷却パイプ２３４はそれらのフィン２３２間に貫設されている。水冷却パイプ２３４は、外部循環装置（不図示）と連通する水入口２３５及び水出口２３６をさらに含む。液体（不図示）は外部循環装置を介して水入口２３５から水冷却パイプ２３４に流入し、液体がフィン２３２を介してキャビティ２１０と熱交換した後、高い熱エネルギーを有する液体は水出口２３６からキャビティ２１０の外側に排出される。

【0028】

昇温工程期間で、水冷却パイプ２３４内の液体はキャビティ２１０の外側に排出され、その時、冷却器２３０は冷却機能を有さず、第１加熱器２２０ａの熱放散に影響を与えない。降温工程期間で、低温の液体は、外部循環装置を介して冷却器２３０の水冷却パイプ２３４に流入し、降温工程を実行する。

【0029】

なお、他の実施例では、第１加熱器２２０ａ及び冷却器２３０の位置は互いに交換することができる。即ち、冷却器２３０は第１加熱器２２０ａの外側にある。言い換えれば、本発明の第１加熱器２２０ａ及び冷却器２３０の配置形態は、本実施例に限定されず、キャビティ２１０を昇温及び降温させる任意の配置形態であってもよい。

【0030】

図１に戻ると、本実施例のファン２４０は、回転軸２４６及び駆動モーター２４８をさらに含む。回転軸２４６は、中央部２４２及び駆動モーター２４８に連結されてファン２４０が回動するように駆動する。ファン２４０は、キャビティ２１０内のガス３１０を吹き付けることに適合する。ガス３１０は、キャビティ２１０内の温度が均一に分布するようにキャビティ２１０内を流れる。

【0031】

本実施例の第１加熱器２２０ａと冷却器２３０は、ファン２４０の前に交互に配置され、ファン２４０のサイズは、第１加熱器２２０ａのサイズより小さいか又は等しい。もちろん、第１加熱器２２０ａ、冷却器２３０及びファン２４０の形状、サイズ及び配置形態は、本実施例に限定されない。本実施例では、ファン２４０が存在する平面上の第１加熱器２２０ａと冷却器２３０の投影は、少なくとも部分的にファン２４０と重なる。

【0032】

図１に示すように、圧力オーブン２００ａは、減圧弁２６０、圧力感知装置２７０、温度コントローラー２８０、及び圧力コントローラー２９０を選択的に含むことができるが、本発明はこれに限定されるものではない。減圧弁２６０は、キャビティ２１０内のガス３１０を排出して圧力を下げるようにキャビティ２１０に配置される。圧力感知装置２７０は、キャビティ２１０内の空気圧を感知するのに適している。温度コントローラー２８０は、キャビティ２１０内の温度を確認してキャビティ２１０の降温速度をモニタリングするのに適している。圧力コントローラー２９０は、キャビティ２１０内に充填されるガス３１０を制御するのに適している。

【0033】

本実施例の圧力オーブン２００ａは、脱泡工程などの急速な昇温及び降温を必要とする工程に適用することができる。圧力オーブン２００ａによって、キャビティ２１０内の構成要素（不図示）のダイアタッチ（ｄｉｅ ａｔｔａｃｈｅｄ）、ポッティング（ｐｏｔｔｉｎｇ）、アンダーフィル（ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）、プリンティング（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、及び光学膜ラミネーション（ＯＣＡ ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）等の製造工程で発生した気泡（ｖｏｉｄ）を高温で除去し、プロセス効率を向上させるために、温度調整方法によって圧力オーブン２００ａのキャビティ２１０を急速に降温させる。

【0034】

図３は、本発明の一実施例による圧力オーブンの温度調整方法のフローチャートである。図１及び図３を同時に参照すると、図１は図３のステップＳ１１０に対応する。吸気ユニット２５０ａは、パイプライン２５２ａを介してキャビティ２１０にガス３１０を充填し、キャビティ２１０内のガス分子の数を第１ガス分子の数Ｎ１とし、キャビティ２１０内の温度を第１温度Ｔ１とする（ステップＳ１１０）。ここで、第１ガス分子の数Ｎ１は、標準大気圧状態でのキャビティ２１０のガス分子の数よりも多く、キャビティ２１０内の空気圧は第１圧力Ｐ１となる。第１圧力Ｐ１は標準大気圧よりも大きい。本実施例の第１圧力Ｐ１は、例えば、９気圧であるが、本発明はこれに限定されない。

【0035】

図４Ａは、昇温工程中の図１の圧力オーブンのキャビティ内のガスフローパターンの模式図である。図３及び図４Ａを同時に参照すると、図４は図３のステップＳ１２２に対応する。キャビティ２１０内のガス分子の数が第１ガス分子の数Ｎ１である場合、第１加熱器２２０ａ及びファン２４０を稼働させてキャビティ２１０に対して昇温工程を実行し、キャビティ２１０内の温度を第１温度Ｔ１から第２温度Ｔ２に上昇させる（ステップＳ１２２）。昇温工程中、キャビティ２１０内のガス３１０はファン２４０によって送風され、矢印の方向に沿って流れ、第１加熱器２２０ａによって加熱し、高い熱エネルギーを有するガス３１０をキャビティ２１０内に均一に分配させてキャビティ２１０内の温度分布を均一にする。この段階で、キャビティ２１０内にある被加熱部品を急速に加熱することができる。

【0036】

図４Ｂは、本発明の他の実施例による圧力オーブンの模式図である。図４Ａ及び図４Ｂを同時に参照すると、本実施例の圧力オーブン２００ｂは上記実施例の圧力オーブン２００ａと類似しており、両者の相違点は、本実施例の第２加熱器２２０ｂがキャビティ２１０の外側に配置され、第２加熱器２２０ｂが吸気ユニット２５０ｂのパイプライン２５２ｂと連結される点である。第２加熱器２２０ｂは、ガス３１０がパイプライン２５２ｂ内を流れるとき、かつ、ガス３１０がキャビティ２１０に入る前に、ガス３１０を加熱することに適している。本実施例の第２加熱器２２０ｂの配置は、一例に過ぎず、これに限定されるものではない。例えば、他の実施例では、第２加熱器２２０ｂはパイプライン２５２ｂを取り囲んでもよい。また、本実施例の圧力オーブン２００ｂの配置形態は本実施例に限定されるものではない。例えば、他の実施例では、キャビティ２１０の昇温効率を向上させるために、追加の第２加熱器２２０ｂをキャビティ２１０内に設けてもよい。

【0037】

図３及び図４Ｂを同時に参照すると、図４Ｂは図３のステップＳ１１０及びステップＳ１２４に対応する。図４Ｂは、圧力オーブン２００ｂの別の昇温工程を示す。本実施例の圧力オーブン２００ｂの昇温工程は、キャビティ２１０の外側の第２加熱器２２０ｂによってキャビティ２１０の外側でガス３１０を加熱する。

【0038】

図４Ｂに示すように、圧力オーブン２００ｂは、吸気ユニット２５０ｂによってキャビティ２１０にガス３１０を充填し（ステップＳ１１０）、ガス３１０がキャビティ２１０に充填される前に、パイプライン２５２ｂと連結される第２加熱器２２０ｂによってパイプライン２５２ｂ内でガス３１０を加熱する。加熱後、高い熱エネルギーを有するガス３１０がパイプライン２５２ｂを介してキャビティ２１０内に充填され、キャビティ２１０内の温度を第２温度Ｔ２まで上昇させ、キャビティ２１０内のガス分子の数が第１ガス分子の数Ｎ１になる。このとき、キャビティ２１０内の圧力は標準大気圧よりも大きい。

【0039】

要するに、図３を参照すると、ステップＳ１２２及びステップＳ１２４の相違点はキャビティ２１０の昇温方法にある。ステップＳ１２２は、キャビティ２１０内に設けられた第１加熱器２２０ａ（図４Ａ）によってキャビティ２１０を昇温させる。ステップＳ１２４は、キャビティ２１０の外側に設けられた第２加熱器２２０ｂ（図４Ｂ）によってキャビティ２１０の外側でガス３１０を昇温させた後、ガス３１０をキャビティ２１０内に通過させてキャビティ２１０を昇温させる。

【0040】

ステップＳ１２２又はステップＳ１２４は、いずれもキャビティ２１０内の温度を第２温度Ｔ２まで上昇させ、キャビティ２１０内のガス分子の数が第１ガス分子の数Ｎ１になる。なお、ステップＳ１２２は、キャビティ２１０内のガス分子の数が第１ガス分子の数Ｎ１である場合、第１加熱器２２０ａをオンにして昇温工程を実行するため（図４Ａ）、ステップＳ１２２は、ガス３１０がキャビティ２１０内に充填されるまでの待ち時間を待ち、操作者は、要件に応じて必要な操作を選択するステップをさらに含む。

【0041】

以下、図４Ａの圧力オーブン２００ａを例として、昇温工程（Ｓ１２２）後の圧力オーブン２００ａの後続工程（例えば、加圧工程、減圧工程及び降温工程）の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態は、図４Ｂの圧力オーブン２００ｂにも適用可能であり、圧力オーブン２００ｂのキャビティ２１０内の温度を第２温度Ｔ２から第３温度Ｔ３に低下させることに留意されたい。

【0042】

図５は、降温工程中の図４Ａの圧力オーブンのキャビティ内のガスフローパターンの模式図である。図３及び図５を同時に参照すると、図５は図３のステップＳ１３０、Ｓ１４０に対応する。昇温工程（ステップＳ１２２）終了後、降温する必要がある場合、キャビティ２１０内のガス分子の数が第１ガス分子の数Ｎ１を維持していると、第１加熱器２２０ａをオフにし、キャビティ２１０に対して降温工程を実行するために、冷却器２３０を稼働させる（ステップＳ１３０）。

【0043】

降温工程中、ファン２４０が継続的に作動し、キャビティ２１０内のガス３００は矢印の方向に沿って流れ、冷却器２３０と熱交換する。従って、キャビティ２１０内の温度は、キャビティ２１０内の温度が第２温度Ｔ２から第３温度Ｔ３に低下するまで急速に低下する（ステップＳ１４０）。このとき、キャビティ２１０内の空気圧は標準大気圧よりも大きい。

【0044】

本実施例の昇温工程及び降温工程の間（ステップＳ１１０、Ｓ１２２、Ｓ１３０、Ｓ１４０）、圧力オーブン２００ａのキャビティ２１０内のガス分子の数は、第１ガス分子の数Ｎ１に維持されている。言い換えれば、キャビティ２１０内の空気圧が標準大気圧よりも大きい（正圧状態）場合、昇温工程及び降温工程が実行される。圧力オーブン２００ａのキャビティ２１０内のガス分子の数が標準大気圧のガス分子の数よりも多いので、昇温及び降温の速度及び効率を高めることができる。

【0045】

また、本実施例の降温工程中のガス３１０が排出されないため、次の昇温工程の準備時間を短縮することができる。例えば、再びガス３１０を充填する必要がなく直接昇温工程を実行することができるので、圧力オーブン２００ａのプロセス効率を向上させる。

【0046】

また、本実施例の圧力オーブン２００ａは、キャビティ２１０内のガス３１０をキャビティ２１０の外側に導き出し、再びキャビティ２１０内に戻すための冷却回流パイプラインを備えていない。従って、キャビティ２１０内の降温速度は、冷却のためにパイプライン全体に亘って流れる必要性によって影響を受けることはなく、より急速に降温することができる。例えば、既知の冷却回流パイプラインを有する圧力オーブンのキャビティの温度が２００℃から８０℃に低下するには約１５分かかる。本実施例の圧力オーブン２００ａのキャビティ２１０の温度が２００℃から８０℃に低下するには約７分かかる。

【0047】

図６は、減圧工程中の図４Ａの圧力オーブンのパイプライン内のガスフローパターンの模式図である。図３及び図６を同時に参照すると、図６は図３のステップＳ１５０に対応する。本実施例の圧力オーブン２００ａの温度調整方法は、減圧工程をさらに含む。昇温工程（ステップＳ１２２）が終了し、加熱器をオフにした後、降温工程（ステップＳ１３０）の前に、ガス３１０（図４）の一部を放出するために減圧弁２６０をオンにする。

【0048】

図６に示すように、ガス３１０の一部が矢印の方向に沿ってパイプライン２６２内を流れ、減圧弁２６０によってガス３１０の一部をキャビティ２１０から放出させて、キャビティ２１０内のガス分子の数を第１ガス分子の数Ｎ１から第２ガス分子の数Ｎ２に低下させ（ステップＳ１５０）、第２ガス分子の数Ｎ２は標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数よりも多いか又は等しい。このとき、キャビティ２１０内の空気圧は第２圧力Ｐ２であり、第２圧力Ｐ２は標準大気圧よりも大きいか又は等しい。本実施例の第２圧力Ｐ２は、例えば、６気圧であるが、本発明はこれに限定されない。

【0049】

ガス３１０の一部を放出すると同時に、キャビティ２１０内の熱エネルギーの一部がガス３１０の一部と共に放出されるので、キャビティ２１０内の熱エネルギーは僅かに低下する。キャビティ２１０内には高い熱エネルギーを有する構成要素（不図示）があるので、キャビティ２１０内の温度をさらに低下させるために、降温工程（ステップＳ１３０）が依然として必要である。

【0050】

図７は、降温工程中の図６の圧力オーブンのキャビティ内のガスフローパターンの模式図である。図３及び図７を同時に参照すると、図７は図３のステップＳ１３０、１４０に対応する。このとき、キャビティ２１０内のガス３２０は、減圧弁２６０によって放出された後のガス３１０（図４）の残りの部分であり、キャビティ２１０内のガス分子の数は第２ガス分子の数Ｎ２である。

【0051】

ファン２４０及び冷却器２３０を稼働させて降温工程を実行する（ステップＳ１３０）。図７に示すように、キャビティ２１０内のガス３２０が矢印の方向に沿って流れ、キャビティ２１０内の温度を第３温度Ｔ３に低下させ（ステップＳ１４０）、このとき、キャビティ２１０内の圧力は標準大気圧よりも大きいか又は等しい。

【0052】

なお、図３に戻ると、本実施例では、降温工程の前に減圧工程（ステップＳ１５０）をさらに含み、ステップＳ１５０のキャビティ２１０（図６）内の熱エネルギーの一部はガス３１０の一部と共にキャビティ２１０の外側に排出されるため、先の実施例で説明したステップＳ１２２から直接ステップＳ１３０までの降温方法と比較して、本実施例では、降温工程（ステップＳ１３０）を実行する前に、減圧工程（ステップＳ１５０）を実行して、第２ガス分子の数Ｎ２を有するキャビティ２１０（図６）内の熱エネルギーはステップＳ１２２で述べた第１ガス分子の数Ｎ１を有するキャビティ２１０（図５）内の熱エネルギーよりも小さくなる。従って、降温工程の前に、ステップＳ１５０が実行されてキャビティ２１０内の熱エネルギーが少なくなり、その後の降温が容易になる。

【0053】

もちろん、降温工程はキャビティ２１０内のガス３１０、３２０の循環に依存するので、ガス３１０、３２０の分子の数はキャビティ２１０の降温性能に影響を与える。即ち、第１ガス分子の数Ｎ１が第２ガス分子の数Ｎ２よりも多いため、降温工程中、キャビティ２１０内に第１ガス分子の数Ｎ１が第２ガス分子の数Ｎ２よりも多いガス分子が存在すると、冷却器２３０と熱交換することができ、より良い降温性能を有することができる。従って、ステップＳ１２２から直接ステップＳ１３０へ、又はステップＳ１２２、Ｓ１５０からステップＳ１３０へのいずれの場合でも、降温に役立つという利点があり、操作者は要件に応じて必要な操作ステップを選択することができる。

【0054】

図８Ａは、加圧工程中の図６の圧力オーブンのパイプライン内のガスフローパターンの模式図である。図３及び図８Ａを同時に参照すると、図８Ａは図３のステップＳ１５２に対応する。減圧工程（ステップＳ１５０）の後、かつ、降温工程（ステップＳ１３０）の前に、加圧工程（ステップＳ１５２）が実行される。

【0055】

吸気ユニット２５０ａをオンにし、パイプライン２５２ａを介してキャビティ２１０内に外部ガス３３０を充填し、キャビティ２１０内のガス分子の数を第２ガス分子の数Ｎ２から第３ガス分子の数Ｎ３に上昇させて（ステップＳ１５２）、キャビティ２１０内の空気圧を第３圧力Ｐ３に上昇させ、第３圧力Ｐ３は標準大気圧よりも大きい。本実施例の第３圧力Ｐ３は、例えば、９気圧であるが、本発明はこれに限定されない。外部ガス３３０の温度は第２温度Ｔ２よりも低いため、キャビティ２１０内の温度は若干低下する。

【0056】

図８Ｂは、降温工程中の図８Ａの圧力オーブンのキャビティ内のガスフローパターンの模式図である。このとき、キャビティ２１０内のガス３４０は、外部ガス３３０と、減圧弁２６０によって放出された後のガス３１０（図４）の残りの部分であり、キャビティ２１０内のガス分子の数は第３ガス分子の数Ｎ３に維持されている。ファン２４０及び冷却器２３０を稼働させて降温工程を実行する（ステップＳ１３０）。図７に示すように、キャビティ２１０内のガス３４０が矢印の方向に沿って流れ、キャビティ２１０内の温度を第３温度Ｔ３に低下させる（ステップＳ１４０）。このとき、キャビティ２１０内の空気圧は標準大気圧よりも大きい。

【0057】

なお、図３に戻ると、本実施例では、減圧工程（ステップＳ１５０）の後、かつ、降温工程（Ｓ１３０）の前に、加圧工程（ステップＳ１５２）をさらに含む。ステップＳ１５２で外部ガス３３０をキャビティ２１０（図８Ａ）内に充填するため、先の実施例で説明したステップＳ１５０から直接ステップＳ１３０までの降温方法と比較して、ステップＳ１５２のキャビティ２１０内のガス分子の数（第３ガス分子の数Ｎ３）はステップＳ１５０で述べたキャビティ２１０内のガス分子の数（第２ガス分子の数Ｎ２）よりも多いので、ステップＳ１５２のキャビティ２１０は冷却器２３０と熱交換できるガス分子が多くなり、より良い降温性能を有することができる。ステップＳ１２２、Ｓ１５０から直接ステップＳ１３０へ、又はステップＳ１２２、Ｓ１５０、Ｓ１５２からステップＳ１３０へのいずれの場合でも、降温に役立つという利点があり、操作者は要件に応じて必要な操作ステップを選択することができる。

【0058】

以上より、本発明の圧力オーブンの温度調整方法によれば、降温工程中のキャビティのガス分子の数（例えば、第１ガス分子の数、第２ガス分子の数、及び第３ガス分子の数）は標準大気圧状態でのキャビティのガス分子の数よりも多いか又は等しいので、キャビティ内の圧力は標準大気圧よりも大きいか又は等しい。言い換えれば、キャビティは正圧状態下で降温工程を実行する。降温工程が終了した後、キャビティ内の空気圧は標準大気圧よりも大きいか又は等しいので、キャビティは再び昇温工程を迅速に実行でき、圧力オーブンのプロセス効率を向上させる。降温工程中、追加の冷却回流パイプラインを使用せずに、キャビティはキャビティ内のファンと冷却器のみを介して降温するため、本発明の圧力オーブンの降温プロセスの降温効率は外部パイプラインの影響を受けない。従って、キャビティをより急速に降温して降温プロセスに必要な時間を短縮できる。

【0059】

以上、本発明を実施例により開示してきたが、本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、変更および修正を行うことができる。したがって、本発明の保護範囲は、添付の特許出願の範囲によって定義されるべきである。

【符号の説明】

【0060】

Ｎ１ 第１ガス分子の数、Ｎ２ 第２ガス分子の数、Ｎ３ 第３ガス分子の数、Ｐ１ 第１圧力、Ｐ２ 第２圧力、Ｐ３ 第３圧力、Ｓ１１０、Ｓ１２２、Ｓ１２４、Ｓ１３０、Ｓ１４０、Ｓ１５０、Ｓ１５２ ステップ、Ｔ１ 第１温度、Ｔ２ 第２温度、Ｔ３ 第３温度、２００ａ、２００ｂ 圧力オーブン、２１０ キャビティ、２２０ａ 第１加熱器、２２０ｂ 第２加熱器、２２２ａ 開口部、２２４ａ 本体、２２６ａ コイル、２３０ 冷却器、２３２ フィン、２３４ 水冷却パイプ、２３５ 水入口、２３６ 水出口、２４０ ファン、２４６ 回転軸、２４８ 駆動モーター、２５０ａ、２５２ｂ 吸気ユニット、２５２ａ、２５２ｂ、２６２ パイプライン、２６０ 減圧弁、２７０ 圧力感知装置、２８０ 温度コントローラー、２９０ 圧力コントローラー、３１０、３２０、３４０ ガス、３３０ 外部ガス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】