烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置的製作方法
2023-06-15 09:47:01
專利名稱：烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種環境控制裝置，特別涉及一種用以對一對象加以烘烤，並在烘烤後將該對象維持在一低溫乾燥環境中的整合裝置。
背景技術：
在進入納米化工藝後，電子零件越來越走向微小精密，對環境中溼度的變化也越來越敏感。在某些特定的工藝中，只要有稍微的水氣侵入，就會影響產品的良率。特別是對於溼度敏感裝置(Moisture sensitive device ；MSD)而言，在現有的規範中多半會對一對象(如電子組件的原料、半成品或成品)本身的溼度，或製作環境的溼度加以嚴格要求，比如在J-STD-03;3B的規範中，即有相對應的要求，若不符合要求，則製作出來的產品極可能會被認定為不良品。環顧現有可降低溼度的設備，通常會選擇利用烘烤箱來對上述的對象加以烘烤， 藉以降低溼度。然而，現有的烘烤箱卻普遍存在以下幾點眼下難以有效解決的問題。第一，在完成烘烤後，上述的對象逐漸冷卻，致使烘烤箱內空氣中的水分又開始凝結並附著在上述對象的表面，使烘烤的效果大打折扣。第二，為了有效防止烘烤箱內空氣中的水分又開始凝結並附著在上述對象的表面，必須派遣人力在完成烘烤後，立即將上述的對象取出，並將其放置於一低溫(室溫)乾燥環境中。此舉，不僅相當不便利，更會造成無謂人力成本的增加。第三，在烘烤結束後，若立即將上述的對象取出並放置在低溫(室溫)環境中冷卻，烘烤箱內的高溫與室溫之間的極大溫差，容易使上述的對象因為承受極大的冷熱衝擊 (Thermal Shock)而損壞。在以上所述的背景下，本案發明人開發出一種新的環境控制裝置，藉以對一對象加以烘烤，並在烘烤後將該對象維持在一低溫(室溫)乾燥環境中的整合裝置，藉以有效克服眼下所面對的上述三個問題。
發明內容
本發明所欲解決的技術問題與目的有鑑於在現有技術所提供的烘烤技術中，普遍存在上述「對象冷卻後，造成的水分凝結與附著」、「必需派遣人力在完成烘烤後，立即將對象取出」以及「對象因為承受極大的冷熱衝擊而損壞」等三大問題；緣此，本發明的主要目的在於提供一種烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其同時具有一烘烤部與一乾燥部，藉以在一烘烤階段對一對象加以烘烤，並在烘烤階段後的一低溫乾燥環境控制階段，將完成烘烤後的對象維持在一低溫乾燥環境中。本發明解決問題的技術手段本發明為解決現有技術的問題，所採用的技術手段在於提供一種烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置(以下簡稱為「整合裝置」)。整合裝置是用以對一對象加以烘烤，並在烘烤後將該對象維持在一低溫乾燥環境中，並且包含一烘烤部、一乾燥部與至少一乾燥氣流導入組件。烘烤部內部具有一第一空間，以供承置上述的對象並且包含一加熱單元，藉以在一烘烤階段對第一空間加熱。乾燥部內部具有一第二空間，並且包含一除溼單元(Dryer)， 藉以在烘烤階段後的一低溫乾燥環境控制階段對第二空間除溼，使第二空間中具有一低溫乾燥氣體。乾燥氣流導入組件設置於第一空間與第二空間之間。在烘烤階段時，乾燥氣流導入組件隔絕第一空間與第二空間。在該低溫乾燥環境控制階段時，乾燥氣流導入組件將低溫乾燥氣體自第二空間導入第一空間，藉以對對象提供低溫乾燥環境。在本發明較佳實施例中，乾燥氣流導入組件還可包含一乾燥氣流控制閥與一乾燥氣流導入風扇。乾燥氣流控制閥是在烘烤階段時關閉，藉以隔絕第一空間與第二空間，並在低溫乾燥環境控制階段時打開，藉以連通第一空間與第二空間。乾燥氣流導入風扇鄰接於乾燥氣流控制閥，並在低溫乾燥環境控制階段時運作，藉以將低溫乾燥氣體自第二空間導入第一空間而形成一乾燥氣流。在本發明較佳實施例中，烘烤部還可包含一反饋氣流導引組件，且該反饋氣流導引組件包含一反饋氣流控制閥與一反饋氣流導引風扇。反饋氣流控制閥在烘烤階段時關閉，藉以隔絕第一空間與第二空間，並在低溫乾燥環境控制階段時打開，藉以連通第一空間與第二空間。反饋氣流導引風扇鄰接於反饋氣流控制閥，並在低溫乾燥環境控制階段時運作，藉以將第一空間中的一工作氣體導引至第二空間而形成一反饋氣流。烘烤部內部還具有一熱氣流通道，並且包含一隔板結構。加熱單元與熱氣流導引組件設置於熱氣流通道，隔板結構分隔熱氣流通道與第一空間，但保持熱氣流通道與第一空間彼此連通。此外，烘烤部還包含一熱氣流導弓I組件、一溫度傳感器、一烘烤部進氣閥、一烘烤部排氣閥。熱氣流導引組件包含一熱氣流導引風扇，其配合加熱單元運作而產生一熱氣流， 藉以對第一空間加熱。溫度傳感器設置於第一空間，藉以感測第一空間中的溫度。烘烤部進氣閥設置於第一空間與一外界環境之間，藉以在烘烤階段，將一外界氣體導入第一空間， 藉以產生一進氣流。烘烤部排氣閥設置於第一空間與外界環境之間，藉以在烘烤階段，將第一空間內的一工作氣體排出，藉以產生一排氣流。烘烤部進氣閥可為一溫度記憶合金控制閥或一電磁閥；且烘烤部排氣閥也可為一溫度記憶合金控制閥或一電磁閥。較佳者，烘烤部進氣閥與烘烤部排氣閥皆可為溫度記憶合金控制閥。此外，在本發明較佳實施例中，乾燥部還可包含一氮氣控制閥、一相對溼度傳感器與一氧氣濃度感應器。氮氣控制閥可在該低溫乾燥環境控制階段時打開，藉以將一氮氣流導入第二空間。相對溼度傳感器與氧氣濃度感應器分別用以感測第二空間的相對溼度與氧氣濃度。較佳者，上述的整合裝置還包含一控制單元，其電性連接於加熱單元與除溼單元， 藉以控制加熱單元在烘烤階段對第一空間加熱，並控制除溼單元在低溫乾燥環境控制階段對第二空間除溼。此外，在本發明中，低溫乾燥氣體的溫度泛指低於對象被烘烤時的環境溫度；在本發明中，低溫乾燥氣體的溫度是以15°C至35°C為佳。本發明對照先前技術的功效相較於現有技術所提供的烘烤箱，由於在本發明所提供的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置(以下簡稱為「整合裝置」)中，同時包含上述的烘烤部、乾燥部與乾燥氣流導入組件；因此，可在完成烘烤階段，並進入低溫乾燥環境控制階段時，將乾燥氣體自第二空間導入第一空間，藉以使上述的對象逐漸維持在低溫乾燥環境中。由此可知，本發明不僅可以在完成烘烤後，不必立即將對象取出而有效減少派遣人力的成本，更可有效杜絕水分凝結與附著，以及避免使對象因為承受極大的冷熱衝擊而損壞，確實具備有現有技術中所不可預期的特殊功效。通過以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
圖1為本發明較佳實施例的內部結構示意圖；圖2為本發明各運作階段的相關工作組件工作狀態、溫度、相對溼度與氧氣濃度對應圖；圖3為本發明在進入烘烤階段時的工作原理示意圖；以及圖4為本發明在進入低溫乾燥環境控制階段時的工作原理示意圖。其中，附圖標記100整合裝置200物件1烘烤部11殼體111隔板結構12門板13隔熱密封組件14a烘烤部進氣閥14b烘烤部排氣閥15加熱單元16熱氣流導引組件161驅動馬達162熱氣流導引風扇163傳動單元17乾燥氣流導入組件171乾燥氣流控制閥172乾燥氣流導入風扇18反饋氣流導引組件181反饋氣流控制閥182反饋氣流導引風扇19溫度傳感器2乾燥部21除溼單元
22氮氣控制閥23相對溼度傳感器24氧氣濃度感應器3控制室31控制單元32電流傳感器PHP預熱階段BP烘烤階段DP低溫乾燥環境控制階段BS第一空間HAFP熱氣流通道DS第二空間HAF熱氣流AFin進氣流AFout排氣流DAF乾燥氣流FAF反饋氣流NFin氮氣流Tr室溫Tvs氣閥切換溫度Tb烘烤溫度Td乾燥溫度
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述由於本發明所提供的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置(以下簡稱為 「整合裝置」)可廣泛運用於對各種對象(如電子組件的原料、半成品或成品)加以烘乾，並在完成烘乾後，使上述的對象逐漸維持在低溫乾燥環境中；加以相關的組合實施方式更是不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉其中一個較佳實施例加以具體說明。請參閱圖1，其為顯示本發明較佳實施例的內部結構示意圖。如圖所示，一整合裝置100，包含一烘烤部1、一乾燥部2與一控制室3。烘烤部1包含一殼體11、一門板12、一隔熱密封組件13、一烘烤部進氣閥14a、一烘烤部排氣閥14b、一加熱單元15、一熱氣流導引組件16、一乾燥氣流導入組件17、一反饋氣流導引組件18與一溫度傳感器19。一殼體11包含一隔板結構111，藉以將烘烤部1內部分隔為一第一空間BS與一熱氣流通道HAFP，但仍保持熱氣流通道HAFP與第一空間BS通過隔板結構111上所開設的多個孔洞(未標示)彼此連通。第一空間BS是供承置一對象200。此處的對象200是泛指各種需要烘乾，並在完成烘乾後，逐漸維持在低溫乾燥環境中的對象(如電子組件的原料、半成品或成品)。門板12為閉合於殼體11，二者之間以隔熱密封組件13加以密封。在打開門板12後，可將對象200放入第一空間BS，或將對象200自第一空間BS中取出。烘烤部進氣閥14a 與烘烤部排氣閥14b設置於第一空間BS與外界環境(圖未示)之間，並且可為一溫度記憶合金控制閥或一電磁閥。較佳者，烘烤部進氣閥Ha與烘烤部排氣閥14b皆可為溫度記憶合金控制閥。加熱單元15可為一電熱式加熱器，並且設置於熱氣流通道HAFP。熱氣流導引組件16包含一驅動馬達161、一熱氣流導引風扇162與一傳動單元163。驅動馬達161設置於控制室3，熱氣流導引風扇162設置於熱氣流通道HAFP，傳動單元163則分別連結驅動馬達161與熱氣流導引風扇162。乾燥氣流導入組件17設置於第一空間BS與乾燥部2內部的一第二空間DS之間， 並且包含一乾燥氣流控制閥171與一乾燥氣流導入風扇172。乾燥氣流控制閥171設置於第一空間BS與第二空間DS之間，乾燥氣流導入風扇172則鄰接於乾燥氣流控制閥171。反饋氣流導引組件18也設置於第一空間BS與第二空間DS之間，並且包含一反饋氣流控制閥 181與一反饋氣流導引風扇182。反饋氣流控制閥181設置於第一空間BS與第二空間DS 之間，反饋氣流導引風扇182鄰接於反饋氣流控制閥181。溫度傳感器19設置於第一空間 BS0乾燥部2包含一除溼單元(Dryer) 21、一氮氣控制閥22、一相對溼度傳感器23與一氧氣濃度感應器對。除溼單元21用以對第二空間DS除溼；氮氣控制閥22連接第二空間DS與一氮氣源(圖未示)；相對溼度傳感器23與氧氣濃度感應器M分別用以感應第二空間DS中的相對溼度與氧氣濃度。控制室3中具有一控制單元31與一電流傳感器32。控制單元31分別電性連結於加熱單元15、驅動馬達161、乾燥氣流導入組件17、反饋氣流導引組件18、溫度傳感器19、除溼單元21、氮氣控制閥22、相對溼度傳感器23、氧氣濃度感應器M與電流傳感器32。當烘烤部進氣閥Ha與烘烤部排氣閥14b為電磁閥時，控制單元31也須電性連結於烘烤部進氣閥Ha與烘烤部排氣閥14b。此外，電流傳感器32可用於感測整合裝置100運作時的工作電流，據以計算出整合裝置100運作時所耗電量。請參閱圖2，其為顯示本發明各運作階段的相關工作組件工作狀態、溫度、相對溼度與氧氣濃度對應圖。如圖1與圖2所示，本發明可概分為一預熱階段(Preheat Period) PHP、一烘烤階段(Baking Period) BP與一低溫乾燥環境控制階段(Low Temperature Dry Conditioning Period)DP。在預熱階段PHP，控制單元31會控制加熱單元15與驅動馬達 161，使加熱單元15升溫，並使驅動馬達161配合加熱單元15的運作而驅動熱氣流導引風扇162，藉以產生一熱氣流HAF (標示於圖幻，熱氣流HAF是沿熱氣流通道HAFP流向第一空間BS，藉以對第一空間BS加熱。同時，第一空間BS的溫度會自一室溫Tr逐步上升至一氣閥切換溫度Tvs，並且進入烘烤階段BP。請參閱圖3，其為顯示本發明在進入烘烤階段時的工作原理示意圖。如圖2與圖3 所示，在烘烤階段BP後，若烘烤部進氣閥1 與烘烤部排氣閥14b皆可為切換溫度為氣閥切換溫度Tvs的溫度記憶合金控制閥，則會自動打開。若烘烤部進氣閥Ha與烘烤部排氣閥14b皆可為電磁閥，則烘烤部進氣閥Ha與烘烤部排氣閥14b會受控制單元31的控制而打開。在烘烤部進氣閥Ha與烘烤部排氣閥14b打開後，可將一外界氣體(圖未示)導入第一空間BS，藉以產生一進氣流AFin，並將第一空間BS內的一工作氣體(圖未示)排出，藉以產生一排氣流AFout。此時，第一空間BS內的溫度會繼續上升至一烘烤溫度Tb，乾燥氣流導入組件17的乾燥氣流控制閥171、反饋氣流導引組件18的反饋氣流控制閥181以及氮氣控制閥22皆處於關閉狀態。乾燥氣流導入風扇172與反饋氣流導引風扇182尚未開始運作，且第一空間 BS與第二空間DS彼此隔絕。在進入烘烤階段BP的尾聲時，控制單元32會控制加熱單元15與驅動馬達161使加熱單元15與熱氣流導引風扇162停止運作。此時，熱氣流HAF會逐漸減弱，使第一空間 BS內的溫度逐漸下降，當第一空間BS內的溫度下降至氣閥切換溫度Tvs時，烘烤部進氣閥 14a與烘烤部排氣閥14b會自動關閉或受控制單元31的控制而關閉，並且進入低溫乾燥環境控制階段DP。請參閱圖4，其為顯示本發明在進入低溫乾燥環境控制階段時的工作原理示意圖。 如圖2與圖4所示，在進入低溫乾燥環境控制階段DP時，控制單元會控制除溼單元21，使除溼單元21開始運作。為了在進入低溫乾燥環境控制階段DP之前，使第二空間DS具有較低的溼度，在本實施例中，在烘烤階段BP結束之前，由控制單元31預先控制除溼單元21，使除溼單元21提前開始運作，藉以在烘烤階段BP時，使第二空間DS內具有較乾燥的一乾燥氣體(圖未示)。在進入低溫乾燥環境控制階段DP時，控制單元31會控制乾燥氣流導入組件17與反饋氣流導引組件18，使乾燥氣流控制閥171與反饋氣流控制閥181皆處於開啟狀態，藉以使第一空間BS與第二空間DS彼此連通。此時，乾燥氣流導入風扇172與反饋氣流導引風扇182也會受控制單元31的控制而開始運轉，藉以將第二空間DS中的乾燥氣體導入第一空間BS而形成一乾燥氣流DAF，並將第一空間BS中的工作氣體導引至第二空間DS而形成一反饋氣流FAF。其中，乾燥氣流DAF可對第一空間BS提供一低溫乾燥控制環境，使位於第一空間BS的對象200處於低溫乾燥控制環境，使低溫乾燥控制環境的溫度降至一乾燥溫度 TcL更重要的是乾燥氣流DAF與反饋氣流FAF可以組成一封閉性的循環氣流，藉以使第一空間BS中的工作氣體與第二空間DS中的乾燥氣體具有相同或相近的溫度、溼度與氧氣濃度。因此，低溫乾燥控制環境的溫度、相對溼度與氧氣濃度可分別通過溫度傳感器19、 相對溼度傳感器23與氧氣濃度感應器M而獲得。此外，若必須對對象200提供抗氧化功能，則可在進入低溫乾燥環境控制階段DP 時，可通過控制單元31控制氮氣控制閥22，使氮氣控制閥打開，藉以將一氮氣流NFin導入第二空間DP，藉以利用乾燥氣流DAF與反饋氣流FAF所組成的封閉性的循環氣流而降低上述低溫乾燥控制環境中的氧氣濃度，進而對對象200提供抗氧化功能。最後必須聲明的是，在本發明中，上述乾燥溫度Td是泛指低於對象200被烘烤時的環境溫度；在本發明中，乾燥溫度Td是以15°C至35°C為佳。上述的氣閥切換溫度Tvs可以設定在70°C，上述的烘烤溫度可以設定在150°C。然而，在實際應用上，各相關溫度皆非以上述所列的溫度為限，可因應實際需要而進行必要的匹配或調整。在閱讀本發明所揭露的技術後，相信舉是在所屬技術領域中普通技術人員應該更容易理解，相較於現有技術所提供的烘烤箱，由於在本發明所提供的整合裝置100中，同時包含烘烤部1、乾燥部2與乾燥氣流導入組件17 ；因此，可在完成烘烤階段BP，並進入低溫乾燥環境控制階段DP時，可將乾燥氣體自第二空間DS導入第一空間BS，藉以使上述的對象 200逐漸維持在低溫乾燥環境中。由此可知，本發明不僅可以在完成烘烤後，不必立即將對象200取出而有效減少派遣人力的成本，更可有效杜絕冷卻時，水分凝結與附著於對象200上而使對象200淪為不良品。同時，更可避免使對象200因為承受極大的冷熱衝擊而損壞，確實具備有現有技術中所不可預期的特殊功效。當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，用以對一對象加以烘烤，並在烘烤後將該對象維持在一低溫乾燥環境中，其特徵在於，該烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置包含一烘烤部，內部具有一第一空間，以供承置該對象並且包含一加熱單元，在一烘烤階段對該第一空間加熱；一乾燥部，內部具有一第二空間，並且包含一除溼單元，在該烘烤階段後的一低溫乾燥環境控制階段對該第二空間除溼，使該第二空間中具有一低溫乾燥氣體；至少一乾燥氣流導入組件，設置於該第一空間與該第二空間之間，在該烘烤階段時，隔絕該第一空間與該第二空間；並在該低溫乾燥環境控制階段時，將該低溫乾燥氣體自該第二空間導入該第一空間，藉以對該對象提供該低溫乾燥環境。
2.根據權利要求1所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於， 該乾燥氣流導入組件還包含一乾燥氣流控制閥，在該烘烤階段時關閉，藉以隔絕該第一空間與該第二空間，並在該低溫乾燥環境控制階段時打開，藉以連通該第一空間與該第二空間；以及一乾燥氣流導入風扇，鄰接於該乾燥氣流控制閥，並在該低溫乾燥環境控制階段時運作，藉以將該低溫乾燥氣體自該第二空間導入該第一空間。
3.根據權利要求2所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於， 該烘烤部還包含一反饋氣流導弓I組件，且該反饋氣流導弓I組件包含一反饋氣流控制閥，在該烘烤階段時關閉，藉以隔絕該第一空間與該第二空間，並在該低溫乾燥環境控制階段時打開，藉以連通該第一空間與該第二空間；以及一反饋氣流導引風扇，鄰接於該反饋氣流控制閥，並在該低溫乾燥環境控制階段時運作，藉以將該第一空間中的一工作氣體導引至該第二空間。
4.根據權利要求1所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於， 該烘烤部還包含一熱氣流導引組件，且該熱氣流導引組件包含一熱氣流導引風扇，該熱氣流導引風扇配合該加熱單元運作而產生一熱氣流，藉以對該第一空間加熱。
5.根據權利要求4所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於， 該烘烤部內部還具有一熱氣流通道，並且包含一隔板結構，該加熱單元與該熱氣流導引組件設置於該熱氣流通道，該隔板結構分隔該熱氣流通道與該第一空間，但保持該熱氣流通道與該第一空間彼此連通。
6.根據權利要求1所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於， 該烘烤部還包含一溫度傳感器，且該溫度傳感器設置於該第一空間，藉以感測該第一空間中的溫度。
7.根據權利要求1所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於， 該烘烤部還包含一烘烤部進氣閥，設置於該第一空間與一外界環境之間，藉以在該烘烤階段，將一外界氣體導入該第一空間，藉以產生一進氣流；以及一烘烤部排氣閥，設置於該第一空間與該外界環境之間，藉以在該烘烤階段，將該第一空間內的一工作氣體排出，藉以產生一排氣流。
8.根據權利要求7所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於，該烘烤部進氣閥為一溫度記憶合金控制閥或一電磁閥；且該烘烤部排氣閥為一溫度記憶合金控制閥或一電磁閥。
9.根據權利要求1所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於， 該乾燥部還包含一氮氣控制閥，其在該低溫乾燥環境控制階段時打開，藉以將一氮氣流導入該第二空間。
10.根據權利要求1所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於， 該乾燥部還包含一相對溼度傳感器與一氧氣濃度感應器，藉以分別感測該第二空間的相對溼度與氧氣濃度。
11.根據權利要求1所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於， 還包含一控制單元，其電性連接於該加熱單元與該除溼單元，藉以控制該加熱單元在該烘烤階段對該第一空間加熱，並控制該除溼單元在該低溫乾燥環境控制階段對該第二空間除溼。
12.根據權利要求1所述的烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，其特徵在於， 該低溫乾燥氣體的一乾燥溫度為15°C至35°C。
全文摘要
一種烘烤與烘烤後的低溫乾燥環境控制整合裝置，包含一烘烤部、一乾燥部與至少一乾燥氣流導入組件。烘烤部內部具有一用以承置一對象的第一空間，並在一烘烤階段對第一空間加熱以烘烤該對象。乾燥部內部具有一第二空間，並在烘烤階段後的一低溫乾燥環境控制階段對第二空間除溼，藉以使第二空間中具有一低溫乾燥氣體。乾燥氣流導入組件設置於第一空間與第二空間之間，在烘烤階段時，隔絕第一空間與第二空間；並在低溫乾燥環境控制階段時，將低溫乾燥氣體自第二空間導入第一空間，藉以對該對象提供一低溫乾燥環境。
文檔編號G05D27/02GK102467141SQ20101053075
公開日2012年5月23日 申請日期2010年10月28日 優先權日2010年10月28日
發明者曹敏人 申請人:漢唐科技股份有限公司