专利名称：烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种环境控制装置，特别涉及一种用以对一对象加以烘烤，并在烘烤后将该对象维持在一低温干燥环境中的整合装置。
背景技术：
在进入纳米化工艺后，电子零件越来越走向微小精密，对环境中湿度的变化也越来越敏感。在某些特定的工艺中，只要有稍微的水气侵入，就会影响产品的良率。特别是对于湿度敏感装置(Moisture sensitive device ；MSD)而言，在现有的规范中多半会对一对象(如电子组件的原料、半成品或成品)本身的湿度，或制作环境的湿度加以严格要求，比如在J-STD-03;3B的规范中，即有相对应的要求，若不符合要求，则制作出来的产品极可能会被认定为不良品。环顾现有可降低湿度的设备，通常会选择利用烘烤箱来对上述的对象加以烘烤， 藉以降低湿度。然而，现有的烘烤箱却普遍存在以下几点眼下难以有效解决的问题。第一，在完成烘烤后，上述的对象逐渐冷却，致使烘烤箱内空气中的水分又开始凝结并附着在上述对象的表面，使烘烤的效果大打折扣。第二，为了有效防止烘烤箱内空气中的水分又开始凝结并附着在上述对象的表面，必须派遣人力在完成烘烤后，立即将上述的对象取出，并将其放置于一低温(室温)干燥环境中。此举，不仅相当不便利，更会造成无谓人力成本的增加。第三，在烘烤结束后，若立即将上述的对象取出并放置在低温(室温)环境中冷却，烘烤箱内的高温与室温之间的极大温差，容易使上述的对象因为承受极大的冷热冲击 (Thermal Shock)而损坏。在以上所述的背景下，本案发明人开发出一种新的环境控制装置，藉以对一对象加以烘烤，并在烘烤后将该对象维持在一低温(室温)干燥环境中的整合装置，藉以有效克服眼下所面对的上述三个问题。
发明内容
本发明所欲解决的技术问题与目的有鉴于在现有技术所提供的烘烤技术中，普遍存在上述“对象冷却后，造成的水分凝结与附着”、“必需派遣人力在完成烘烤后，立即将对象取出”以及“对象因为承受极大的冷热冲击而损坏”等三大问题；缘此，本发明的主要目的在于提供一种烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其同时具有一烘烤部与一干燥部，藉以在一烘烤阶段对一对象加以烘烤，并在烘烤阶段后的一低温干燥环境控制阶段，将完成烘烤后的对象维持在一低温干燥环境中。本发明解决问题的技术手段本发明为解决现有技术的问题，所采用的技术手段在于提供一种烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置(以下简称为“整合装置”)。整合装置是用以对一对象加以烘烤，并在烘烤后将该对象维持在一低温干燥环境中，并且包含一烘烤部、一干燥部与至少一干燥气流导入组件。烘烤部内部具有一第一空间，以供承置上述的对象并且包含一加热单元，藉以在一烘烤阶段对第一空间加热。干燥部内部具有一第二空间，并且包含一除湿单元(Dryer)， 藉以在烘烤阶段后的一低温干燥环境控制阶段对第二空间除湿，使第二空间中具有一低温干燥气体。干燥气流导入组件设置于第一空间与第二空间之间。在烘烤阶段时，干燥气流导入组件隔绝第一空间与第二空间。在该低温干燥环境控制阶段时，干燥气流导入组件将低温干燥气体自第二空间导入第一空间，藉以对对象提供低温干燥环境。在本发明较佳实施例中，干燥气流导入组件还可包含一干燥气流控制阀与一干燥气流导入风扇。干燥气流控制阀是在烘烤阶段时关闭，藉以隔绝第一空间与第二空间，并在低温干燥环境控制阶段时打开，藉以连通第一空间与第二空间。干燥气流导入风扇邻接于干燥气流控制阀，并在低温干燥环境控制阶段时运作，藉以将低温干燥气体自第二空间导入第一空间而形成一干燥气流。在本发明较佳实施例中，烘烤部还可包含一反馈气流导引组件，且该反馈气流导引组件包含一反馈气流控制阀与一反馈气流导引风扇。反馈气流控制阀在烘烤阶段时关闭，藉以隔绝第一空间与第二空间，并在低温干燥环境控制阶段时打开，藉以连通第一空间与第二空间。反馈气流导引风扇邻接于反馈气流控制阀，并在低温干燥环境控制阶段时运作，藉以将第一空间中的一工作气体导引至第二空间而形成一反馈气流。烘烤部内部还具有一热气流通道，并且包含一隔板结构。加热单元与热气流导引组件设置于热气流通道，隔板结构分隔热气流通道与第一空间，但保持热气流通道与第一空间彼此连通。此外，烘烤部还包含一热气流导弓I组件、一温度传感器、一烘烤部进气阀、一烘烤部排气阀。热气流导引组件包含一热气流导引风扇，其配合加热单元运作而产生一热气流， 藉以对第一空间加热。温度传感器设置于第一空间，藉以感测第一空间中的温度。烘烤部进气阀设置于第一空间与一外界环境之间，藉以在烘烤阶段，将一外界气体导入第一空间， 藉以产生一进气流。烘烤部排气阀设置于第一空间与外界环境之间，藉以在烘烤阶段，将第一空间内的一工作气体排出，藉以产生一排气流。烘烤部进气阀可为一温度记忆合金控制阀或一电磁阀；且烘烤部排气阀也可为一温度记忆合金控制阀或一电磁阀。较佳者，烘烤部进气阀与烘烤部排气阀皆可为温度记忆合金控制阀。此外，在本发明较佳实施例中，干燥部还可包含一氮气控制阀、一相对湿度传感器与一氧气浓度感应器。氮气控制阀可在该低温干燥环境控制阶段时打开，藉以将一氮气流导入第二空间。相对湿度传感器与氧气浓度感应器分别用以感测第二空间的相对湿度与氧气浓度。较佳者，上述的整合装置还包含一控制单元，其电性连接于加热单元与除湿单元， 藉以控制加热单元在烘烤阶段对第一空间加热，并控制除湿单元在低温干燥环境控制阶段对第二空间除湿。此外，在本发明中，低温干燥气体的温度泛指低于对象被烘烤时的环境温度；在本发明中，低温干燥气体的温度是以15°C至35°C为佳。本发明对照先前技术的功效相较于现有技术所提供的烘烤箱，由于在本发明所提供的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置(以下简称为“整合装置”)中，同时包含上述的烘烤部、干燥部与干燥气流导入组件；因此，可在完成烘烤阶段，并进入低温干燥环境控制阶段时，将干燥气体自第二空间导入第一空间，藉以使上述的对象逐渐维持在低温干燥环境中。由此可知，本发明不仅可以在完成烘烤后，不必立即将对象取出而有效减少派遣人力的成本，更可有效杜绝水分凝结与附着，以及避免使对象因为承受极大的冷热冲击而损坏，确实具备有现有技术中所不可预期的特殊功效。通过以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为本发明较佳实施例的内部结构示意图；图2为本发明各运作阶段的相关工作组件工作状态、温度、相对湿度与氧气浓度对应图；图3为本发明在进入烘烤阶段时的工作原理示意图；以及图4为本发明在进入低温干燥环境控制阶段时的工作原理示意图。其中，附图标记100整合装置200物件1烘烤部11壳体111隔板结构12门板13隔热密封组件14a烘烤部进气阀14b烘烤部排气阀15加热单元16热气流导引组件161驱动马达162热气流导引风扇163传动单元17干燥气流导入组件171干燥气流控制阀172干燥气流导入风扇18反馈气流导引组件181反馈气流控制阀182反馈气流导引风扇19温度传感器2干燥部21除湿单元
22氮气控制阀23相对湿度传感器24氧气浓度感应器3控制室31控制单元32电流传感器PHP预热阶段BP烘烤阶段DP低温干燥环境控制阶段BS第一空间HAFP热气流通道DS第二空间HAF热气流AFin进气流AFout排气流DAF干燥气流FAF反馈气流NFin氮气流Tr室温Tvs气阀切换温度Tb烘烤温度Td干燥温度
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述由于本发明所提供的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置(以下简称为 “整合装置”)可广泛运用于对各种对象(如电子组件的原料、半成品或成品)加以烘干，并在完成烘干后，使上述的对象逐渐维持在低温干燥环境中；加以相关的组合实施方式更是不胜枚举，故在此不再一一赘述，仅列举其中一个较佳实施例加以具体说明。请参阅图1，其为显示本发明较佳实施例的内部结构示意图。如图所示，一整合装置100，包含一烘烤部1、一干燥部2与一控制室3。烘烤部1包含一壳体11、一门板12、一隔热密封组件13、一烘烤部进气阀14a、一烘烤部排气阀14b、一加热单元15、一热气流导引组件16、一干燥气流导入组件17、一反馈气流导引组件18与一温度传感器19。一壳体11包含一隔板结构111，藉以将烘烤部1内部分隔为一第一空间BS与一热气流通道HAFP，但仍保持热气流通道HAFP与第一空间BS通过隔板结构111上所开设的多个孔洞(未标示)彼此连通。第一空间BS是供承置一对象200。此处的对象200是泛指各种需要烘干，并在完成烘干后，逐渐维持在低温干燥环境中的对象(如电子组件的原料、半成品或成品)。门板12为闭合于壳体11，二者之间以隔热密封组件13加以密封。在打开门板12后，可将对象200放入第一空间BS，或将对象200自第一空间BS中取出。烘烤部进气阀14a 与烘烤部排气阀14b设置于第一空间BS与外界环境(图未示)之间，并且可为一温度记忆合金控制阀或一电磁阀。较佳者，烘烤部进气阀Ha与烘烤部排气阀14b皆可为温度记忆合金控制阀。加热单元15可为一电热式加热器，并且设置于热气流通道HAFP。热气流导引组件16包含一驱动马达161、一热气流导引风扇162与一传动单元163。驱动马达161设置于控制室3，热气流导引风扇162设置于热气流通道HAFP，传动单元163则分别连结驱动马达161与热气流导引风扇162。干燥气流导入组件17设置于第一空间BS与干燥部2内部的一第二空间DS之间， 并且包含一干燥气流控制阀171与一干燥气流导入风扇172。干燥气流控制阀171设置于第一空间BS与第二空间DS之间，干燥气流导入风扇172则邻接于干燥气流控制阀171。反馈气流导引组件18也设置于第一空间BS与第二空间DS之间，并且包含一反馈气流控制阀 181与一反馈气流导引风扇182。反馈气流控制阀181设置于第一空间BS与第二空间DS 之间，反馈气流导引风扇182邻接于反馈气流控制阀181。温度传感器19设置于第一空间 BS0干燥部2包含一除湿单元(Dryer) 21、一氮气控制阀22、一相对湿度传感器23与一氧气浓度感应器对。除湿单元21用以对第二空间DS除湿；氮气控制阀22连接第二空间DS与一氮气源(图未示)；相对湿度传感器23与氧气浓度感应器M分别用以感应第二空间DS中的相对湿度与氧气浓度。控制室3中具有一控制单元31与一电流传感器32。控制单元31分别电性连结于加热单元15、驱动马达161、干燥气流导入组件17、反馈气流导引组件18、温度传感器19、除湿单元21、氮气控制阀22、相对湿度传感器23、氧气浓度感应器M与电流传感器32。当烘烤部进气阀Ha与烘烤部排气阀14b为电磁阀时，控制单元31也须电性连结于烘烤部进气阀Ha与烘烤部排气阀14b。此外，电流传感器32可用于感测整合装置100运作时的工作电流，据以计算出整合装置100运作时所耗电量。请参阅图2，其为显示本发明各运作阶段的相关工作组件工作状态、温度、相对湿度与氧气浓度对应图。如图1与图2所示，本发明可概分为一预热阶段(Preheat Period) PHP、一烘烤阶段(Baking Period) BP与一低温干燥环境控制阶段(Low Temperature Dry Conditioning Period)DP。在预热阶段PHP，控制单元31会控制加热单元15与驱动马达 161，使加热单元15升温，并使驱动马达161配合加热单元15的运作而驱动热气流导引风扇162，藉以产生一热气流HAF (标示于图幻，热气流HAF是沿热气流通道HAFP流向第一空间BS，藉以对第一空间BS加热。同时，第一空间BS的温度会自一室温Tr逐步上升至一气阀切换温度Tvs，并且进入烘烤阶段BP。请参阅图3，其为显示本发明在进入烘烤阶段时的工作原理示意图。如图2与图3 所示，在烘烤阶段BP后，若烘烤部进气阀1 与烘烤部排气阀14b皆可为切换温度为气阀切换温度Tvs的温度记忆合金控制阀，则会自动打开。若烘烤部进气阀Ha与烘烤部排气阀14b皆可为电磁阀，则烘烤部进气阀Ha与烘烤部排气阀14b会受控制单元31的控制而打开。在烘烤部进气阀Ha与烘烤部排气阀14b打开后，可将一外界气体(图未示)导入第一空间BS，藉以产生一进气流AFin，并将第一空间BS内的一工作气体(图未示)排出，藉以产生一排气流AFout。此时，第一空间BS内的温度会继续上升至一烘烤温度Tb，干燥气流导入组件17的干燥气流控制阀171、反馈气流导引组件18的反馈气流控制阀181以及氮气控制阀22皆处于关闭状态。干燥气流导入风扇172与反馈气流导引风扇182尚未开始运作，且第一空间 BS与第二空间DS彼此隔绝。在进入烘烤阶段BP的尾声时，控制单元32会控制加热单元15与驱动马达161使加热单元15与热气流导引风扇162停止运作。此时，热气流HAF会逐渐减弱，使第一空间 BS内的温度逐渐下降，当第一空间BS内的温度下降至气阀切换温度Tvs时，烘烤部进气阀 14a与烘烤部排气阀14b会自动关闭或受控制单元31的控制而关闭，并且进入低温干燥环境控制阶段DP。请参阅图4，其为显示本发明在进入低温干燥环境控制阶段时的工作原理示意图。 如图2与图4所示，在进入低温干燥环境控制阶段DP时，控制单元会控制除湿单元21，使除湿单元21开始运作。为了在进入低温干燥环境控制阶段DP之前，使第二空间DS具有较低的湿度，在本实施例中，在烘烤阶段BP结束之前，由控制单元31预先控制除湿单元21，使除湿单元21提前开始运作，藉以在烘烤阶段BP时，使第二空间DS内具有较干燥的一干燥气体(图未示)。在进入低温干燥环境控制阶段DP时，控制单元31会控制干燥气流导入组件17与反馈气流导引组件18，使干燥气流控制阀171与反馈气流控制阀181皆处于开启状态，藉以使第一空间BS与第二空间DS彼此连通。此时，干燥气流导入风扇172与反馈气流导引风扇182也会受控制单元31的控制而开始运转，藉以将第二空间DS中的干燥气体导入第一空间BS而形成一干燥气流DAF，并将第一空间BS中的工作气体导引至第二空间DS而形成一反馈气流FAF。其中，干燥气流DAF可对第一空间BS提供一低温干燥控制环境，使位于第一空间BS的对象200处于低温干燥控制环境，使低温干燥控制环境的温度降至一干燥温度 TcL更重要的是干燥气流DAF与反馈气流FAF可以组成一封闭性的循环气流，藉以使第一空间BS中的工作气体与第二空间DS中的干燥气体具有相同或相近的温度、湿度与氧气浓度。因此，低温干燥控制环境的温度、相对湿度与氧气浓度可分别通过温度传感器19、 相对湿度传感器23与氧气浓度感应器M而获得。此外，若必须对对象200提供抗氧化功能，则可在进入低温干燥环境控制阶段DP 时，可通过控制单元31控制氮气控制阀22，使氮气控制阀打开，藉以将一氮气流NFin导入第二空间DP，藉以利用干燥气流DAF与反馈气流FAF所组成的封闭性的循环气流而降低上述低温干燥控制环境中的氧气浓度，进而对对象200提供抗氧化功能。最后必须声明的是，在本发明中，上述干燥温度Td是泛指低于对象200被烘烤时的环境温度；在本发明中，干燥温度Td是以15°C至35°C为佳。上述的气阀切换温度Tvs可以设定在70°C，上述的烘烤温度可以设定在150°C。然而，在实际应用上，各相关温度皆非以上述所列的温度为限，可因应实际需要而进行必要的匹配或调整。在阅读本发明所揭露的技术后，相信举是在所属技术领域中普通技术人员应该更容易理解，相较于现有技术所提供的烘烤箱，由于在本发明所提供的整合装置100中，同时包含烘烤部1、干燥部2与干燥气流导入组件17 ；因此，可在完成烘烤阶段BP，并进入低温干燥环境控制阶段DP时，可将干燥气体自第二空间DS导入第一空间BS，藉以使上述的对象 200逐渐维持在低温干燥环境中。由此可知，本发明不仅可以在完成烘烤后，不必立即将对象200取出而有效减少派遣人力的成本，更可有效杜绝冷却时，水分凝结与附着于对象200上而使对象200沦为不良品。同时，更可避免使对象200因为承受极大的冷热冲击而损坏，确实具备有现有技术中所不可预期的特殊功效。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，用以对一对象加以烘烤，并在烘烤后将该对象维持在一低温干燥环境中，其特征在于，该烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置包含一烘烤部，内部具有一第一空间，以供承置该对象并且包含一加热单元，在一烘烤阶段对该第一空间加热；一干燥部，内部具有一第二空间，并且包含一除湿单元，在该烘烤阶段后的一低温干燥环境控制阶段对该第二空间除湿，使该第二空间中具有一低温干燥气体；至少一干燥气流导入组件，设置于该第一空间与该第二空间之间，在该烘烤阶段时，隔绝该第一空间与该第二空间；并在该低温干燥环境控制阶段时，将该低温干燥气体自该第二空间导入该第一空间，藉以对该对象提供该低温干燥环境。
2.根据权利要求1所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于， 该干燥气流导入组件还包含一干燥气流控制阀，在该烘烤阶段时关闭，藉以隔绝该第一空间与该第二空间，并在该低温干燥环境控制阶段时打开，藉以连通该第一空间与该第二空间；以及一干燥气流导入风扇，邻接于该干燥气流控制阀，并在该低温干燥环境控制阶段时运作，藉以将该低温干燥气体自该第二空间导入该第一空间。
3.根据权利要求2所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于， 该烘烤部还包含一反馈气流导弓I组件，且该反馈气流导弓I组件包含一反馈气流控制阀，在该烘烤阶段时关闭，藉以隔绝该第一空间与该第二空间，并在该低温干燥环境控制阶段时打开，藉以连通该第一空间与该第二空间；以及一反馈气流导引风扇，邻接于该反馈气流控制阀，并在该低温干燥环境控制阶段时运作，藉以将该第一空间中的一工作气体导引至该第二空间。
4.根据权利要求1所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于， 该烘烤部还包含一热气流导引组件，且该热气流导引组件包含一热气流导引风扇，该热气流导引风扇配合该加热单元运作而产生一热气流，藉以对该第一空间加热。
5.根据权利要求4所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于， 该烘烤部内部还具有一热气流通道，并且包含一隔板结构，该加热单元与该热气流导引组件设置于该热气流通道，该隔板结构分隔该热气流通道与该第一空间，但保持该热气流通道与该第一空间彼此连通。
6.根据权利要求1所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于， 该烘烤部还包含一温度传感器，且该温度传感器设置于该第一空间，藉以感测该第一空间中的温度。
7.根据权利要求1所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于， 该烘烤部还包含一烘烤部进气阀，设置于该第一空间与一外界环境之间，藉以在该烘烤阶段，将一外界气体导入该第一空间，藉以产生一进气流；以及一烘烤部排气阀，设置于该第一空间与该外界环境之间，藉以在该烘烤阶段，将该第一空间内的一工作气体排出，藉以产生一排气流。
8.根据权利要求7所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于，该烘烤部进气阀为一温度记忆合金控制阀或一电磁阀；且该烘烤部排气阀为一温度记忆合金控制阀或一电磁阀。
9.根据权利要求1所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于， 该干燥部还包含一氮气控制阀，其在该低温干燥环境控制阶段时打开，藉以将一氮气流导入该第二空间。
10.根据权利要求1所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于， 该干燥部还包含一相对湿度传感器与一氧气浓度感应器，藉以分别感测该第二空间的相对湿度与氧气浓度。
11.根据权利要求1所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于， 还包含一控制单元，其电性连接于该加热单元与该除湿单元，藉以控制该加热单元在该烘烤阶段对该第一空间加热，并控制该除湿单元在该低温干燥环境控制阶段对该第二空间除湿。
12.根据权利要求1所述的烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，其特征在于， 该低温干燥气体的一干燥温度为15°C至35°C。
全文摘要
一种烘烤与烘烤后的低温干燥环境控制整合装置，包含一烘烤部、一干燥部与至少一干燥气流导入组件。烘烤部内部具有一用以承置一对象的第一空间，并在一烘烤阶段对第一空间加热以烘烤该对象。干燥部内部具有一第二空间，并在烘烤阶段后的一低温干燥环境控制阶段对第二空间除湿，藉以使第二空间中具有一低温干燥气体。干燥气流导入组件设置于第一空间与第二空间之间，在烘烤阶段时，隔绝第一空间与第二空间；并在低温干燥环境控制阶段时，将低温干燥气体自第二空间导入第一空间，藉以对该对象提供一低温干燥环境。
文档编号G05D27/02GK102467141SQ20101053075
公开日2012年5月23日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者曹敏人 申请人:汉唐科技股份有限公司