专利名称：用于电加热炉的角度转换方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及用于处理例如微芯片的制品的炉。更确切地
说，本发明涉及一种用于处理在基本上连续的进料系统中接收的制品 的炉，该炉采用电加热技术来加热(即微波和电子束)。
背景技术：
现在对于炉有若干工业应用。例如，在半导体工业中，部分 用于微芯片的制造工艺包括在炉中处理微芯片。如许多工业一样，微 芯片制造需要制造大量单独的器件。人们希望找到可以一次处理大量 器件、并且减少在制造工艺中执行特定功能所需的占地面积的方法和 机构。在许多制造工艺中，所述制品以流水作业装配线式的方式在 系统中移动。物料处理系统使所述制品沿着制造工艺移动。例如，该 物料处理系统可以是一种输送系统。当制品在输送型系统上移动时，为了对制品执行操作，人们 希望保持该制品移动而不是使该制品停留在流水线上的特定地点。使 该制品停留在流水线上的特定地点能够具有流水作业装配线上游返回 到停止部分并且在制品运送的下游产生间隙的效果。因此，人们希望 尽可能地保持制品沿着装配线移动。当制品由于种种原因需要停止时，毫无疑问，需要使造成制 品停下来的操作迅速完成，以便该制品可以沿着流水作业装配线系统 继续移动。 一种用于测量在制造工艺中使用的特定装置的物料通过量 的计量，被称为单位每小时或"UPH"。 一般而言，人们希望装置具有 比较高的UPH，因此在工业中总是需要生产具有更高UPH的制品。同 时，为了减少占地面积及工艺中的相应费用，人们希望减少装置在制 造工艺中的占地面积。从而，需要提供一种方法和装置，所述方法和 装置可以提供用于处理制品的更高的UPH和/或比先前的炉减少占地 面积。
发明内容
前述的需要在很大程度上通过本发明来满足，其中在一个方 案中，本发明一些具体实施例提供的装置可以提供用于处理制品的增 加的UPH和/或与现有的炉相比减少的占地面积。根据本发明的一个具体实施例，提供了一种炉。在本发明的 一些具体实施例中，该炉包括入口提升机，其具有多个用于接收要 在炉中被加热的工件的接收隔室，其中所述接收隔室垂直地堆叠，并 且所述提升机被构造成向上或向下移动以对准接收隔室；工作筒，其 具有多个搁架，所述工作筒使一个搁架与入口提升机的一个隔室相对 应，每个搁架均被构造成支撑从入口提升机接收的工件，所述工作筒 被构造成在装料位置、焙烧位置和卸料位置之间在搁架上转动每个工 件；出口提升机，其具有多个用于卸下在炉中被加热的工件的接收隔 室，所述卸载隔室垂直地堆叠且所述提升枳4皮构造成向上或向下移动， 从而使卸载隔室与移动被加热工件的物料处理系统对准；电加热发生 器，其被构造成当该工件位于烘焙位置时，加热至少一个所述工件。才艮据本发明的一个具体实施例，提供了 一种用于加热物料的 方法。本发明的一些具体实施例中，用于加热物料的方法包括a)将 物料装载到入口等候区然后以垂直堆叠的方式装载到工作筒上；b)在 炉的加热部分用电加热技术加热物料；及c )将物料从工作筒转移到卸 载等候区，并且从该卸载等候区卸载物料；及d)将工作筒上的物料从 靠近入口等候区的区域旋转到加热区，再从所述加热区旋转到靠近卸 载等候区的区域，其中步骤a)到c)基本上同时进行。根据本发明的一个具体实施例，提供了一种炉。在本发明的 一些具体实施例中，该炉包括装载部件，其接收物料且垂直堆叠所 述物料，并以堆叠的方式将该堆叠物料输送到相邻构件；将堆叠物料 移动到炉的加热部分的部件；卸载部件，其从上述用于在非堆叠的单 列线上移动和输送物料的部件接收堆叠物料；以及当堆叠物料位于炉 的加热部分时用于加热堆叠物并牛的部件。为了更好地理解对本发明的详细说明，以及为了更好地认识 本发明对现有技术的贡献，由此在此比较粗略地概括了本发明的某些 实施例。毫无疑问，本发明的另外的具体实施例将在下文中描述，并 将形成其后附加的权利要求的主题。在这方面，在详细说明本发明的至少一个具体实施例之前， 应当理解，本发明在应用上不局限于随后说明书所阐明的或附图所示 出的结构的细节和构件的设置。本发明可以是除了以各种不同方式描 述、被实施或执行的实施例之外的实施例。此外，应当理解，在此使 用的措辞和术语以及抽象概念，是为了说明的目的，而不应该认为是 限制。同样地，本领域技术人员将理解，本公开内容所基于的概念 很容易作为用于实现本发明若干发明目的的其它的结构、方法和系统
的设计的基础。因此，重要的是在等同结构不脱离本发明的精神和范 围的限度内，认为权利要求包括这样的等同结构。
图1是#4居本发明的炉的立体图。图2是图1所示的炉的俯视图。图3是图1中炉的侧视图。图4是沿图3中的线4-4得到的横截面视图。图5是由图4中的以标号5标记的虚线圓标明的细节的详图。
具体实施例方式参照附图对本发明进行描述，其中相同的附图标记通常指代 相同部件。根据本发明的具体实施例，提供了一种与物料处理系统合 并的炉，其中所述炉在基本上连续进料的底板上接收物料，对物料进图1示出了本发明的装置的一个具体实施例。立体图中示出 了角度转换炉(indexing oven) 10。所述角度转换炉10包括略成圆柱 形的圓柱形部12。该炉10由支腿14支撑。尽管图1中仅示出一个支 腿14,但其它的支腿是存在的，只是在图中没有显示。本发明的一些 具体实施例可以进一步包括其它的支腿构造。本领域技术人员可以确
定用于支撑炉的支腿14的数量。所述炉10的顶部上有电加热;^生器16，所述电加热发生器 16被支撑或安装在顶板18上。在本发明的一些具体实施例中，示出的 该电加热发生器16是微波发生器16。在本发明其它的具体实施例中， 电加热发生器可以是电子束(ebeam)发生器，并且被构造成对炉中的 对象进行加热。在一些具体实施例中电子束和微波均可使用。图1所示的炉10包括入口提升机20。入口提升机20具有 支撑柱22,支撑柱22又由支撑块24支撑。所述入口提升机20包括多 个如图1所示的在4皮此的顶部上堆叠的入口隔室26。入口隔室26的排 列被构造成沿着支撑柱22上下移动。所述入口隔室26的排列沿着所 述支撑柱22基本上在直线方向上移动，由此将其命名为提升机。本领域技术人员可以理解和选用引起入口提升机20上升、 下降和控制其停止在预定点的必需构件。虽然在附图中未示出，但传 动装置和驱动系统以及传感元件在本发明的一些具体实施例中是作为 提升冲几20的一部分而净皮包括的。所述入口提升机20可以以任何适当 的方式被控制，例如通过控制器来控制。所述控制器可以是微型控制 器或任何其它适当类型的控制器。入口物料处理系统28与所述入口提升机20连接。该入口物 料处理系统28通常不作为炉IO的一部分，而是炉IO在适当的位置连 接于物料处理系统28从而对被处理的制品进行加热处理。在本发明的 一些具体实施例中，被加热物料是微芯片。物料处理系统28主要作为物料处理系统的代表而示出，如 图所示的结构不认为对该构造系统的限制。物料处理系统20可以以某
种连续或均匀的方式提供要在炉中进行处理的制品。所述制品可以包 括有或者没有容器的待加热工件。当使用容器时，可以而并非必要的
所述容器可以被看作是待加热工件的一部分。物料处理系统28可以包 括输送机或类似的连续进料设备。制品可以在容器中输送，如装有待处理制品的船形容器30。 根据本发明，待加热制品可以是微芯片。所述装有物料的船形容器30 沿着物料处理系统28移动，直到进入入口提升机20的一个入口隔室 26。在本发明的一些具体实施例中，所述物料处理系统28可以使船形 容器30进入入口隔室26。在本发明其它的具体实施例中，炉10可以 包括一种装置或机构，以将船形容器30从物料处理系统28装载到入 口隔室26中。入口提升机28根据需要上下移动，以使空的入口隔室26导 向物料处理系统28,从而使船形容器30装载到入口隔室26中。只要 入口隔室26装载了船形容器30,入口提升机26就上升或下降以导向 另一个入口隔室26。当所有入口隔室26都已经装有船形容器30时， 船形容器30将从所述入口提升机20被输送，这将在下文中参照附图 3-5进行进一步详述。本发明的 一 些具体实施例中，初始位置是当所有入口隔室 26是空的并且入口提升机20处于沿着支撑柱22的最上面时的位置。 然后物料处理系统28会把船形容器30送到入口提升机20上的最低入 口隔室26。接着入口提升机20略下降从而允许紧挨着的入口隔室26 被船形容器30等填充，直到所有入口隔室26被填充完毕。如下文将 参考附图3-5而进行的详述，当所有入口隔室26都被装载时，入口提 升机20再一次上升到其最高的位置，使船形容器30被装入炉10的圆
柱形部12中。在本发明的其它具体实施例中，物料处理系统28可以被构 造成开始将船形容器30装入任何入口隔室26，只要入口提升机20能 够上升或下降以允许所有入口隔室26都被填充。在本发明的一些具体 实施例中，炉10配备有10个入口隔室；而在本发明其它的具体实施 例中，可以选取任何其它数量的入口隔室。附图l所示的是具有多个出口隔室34的出口提升机32。所 述出口提升机32沿支撑柱22上下移动。出口提升机32与出口物料处 理系统36连接。如下文将参考附图3-5而进行的详述，船形容器30 在炉10内被处理之后，所述船形容器30被装入出口4是升机32中。当所有出口隔室34都装载了装有^1加热的或^C处理的制品 的船形容器30时，于是出口隔室34将其船形容器30卸载到物料处理 系统36上。然后，出口提升机34向上或向下移动，从而导出另一个 装有待卸载的船形容器30的出口隔室34。在本发明的一些具体实施例中，入口4^升才几20也可以是出 口提升机32。根据本发明的炉，可以只有一个提升机，其作为入口和 出口提升机的功能取决于该提升机是要导入制品还是要导出制品。同 样地，物料处理系统可以导入工件(有待在炉中加热的物体)到这种 炉中并从炉中移出工件。这种单个提升机的炉由于其本身的低成本和 较小的占地面积可以是人们需要的。本领域技术人员参照此公开内容 可以作出适当的设计选择，以构造和控制这样的炉和物料处理系统达 到预期的效果。在本发明的一些具体实施例中，炉IO包括适当的传动装置 和机构，以允许船形容器30从出口提升机32内的出口隔室34卸载到 出口物料处理系统36上。在本发明的一些具体实施例中，卸载装置可 以包括靠压缩空气、电力、液力或其它任何适当的方式驱动的推杆和 气缸。在参照本文中上述连续的信息之后，本领域技术人员能够选取 用于进行炉IO的特定安装的想要的构件，以使上述构件执行将船形容 器30卸载到出口物料处理系统36上的功能。附图2是如附图1所示的炉10的俯^L图。所述炉12的圆柱 形部以及入口提升机20和出口提升机32均由顶板18遮盖。微波产生 装置16安装在顶板18的顶部。此外，示出了物料处理系统28和36。附图3是炉IO的侧视图，并且还示出了位于该炉IO的圆柱 形部12内的搁架38。在图3中以4-4标记的虚线说明的是剖面沿其获 取并且该剖面在图4中#1示出的线。附图4示出了位于炉10内的圓柱形部12。同时示出了具有 相应的隔室26和34的入口提升机20和出口提升机32。搁架38设于 炉10的圓柱形部12内。由于附图4示出了所述炉的水平横截面，因 此在附图4中仅有一个搁架38可见。然而，回头参考附图3，在示出 的具体实施例中存在若干个搁架38。实际上，在本发明的一些具体实 施例中，设有10个搁架。其它的具体实施例可以具有其它数量的搁架 38。所述搁架38是可转动的且作为单元旋转，所述单元被称为芯筒 (mandrill) 41。所述搁架38可以连接在一起形成芯筒41。在附图4示出的具体实施例中，每个搁架38都包括三个船 形容器托盘42。船形容器托盘42是被构造成接收船形容器30的搁架 38的一部分。如附图4所示，所述船形容器托盘42 #_此呈大约120。
排列。当芯筒41停止时， 一个船形容器托盘42对准入口隔室26，另 一个船形容器托盘42对准出口隔室34。与入口提升机20或出口提升 机32中的任何一个都不对准的第三个船形容器托盘42位于焙烧位置， 在该焙烧位置所述第三个船形容器托盘42通过微波发生器16发出的 微波而接收热量。在本发明的一些具体实施例中，船形容器30中的元 件也通过惯用的加热方法来接收热量(即对流、传导和辐射加热)。因 此，根据本发明的炉可以主要使用对流、主要使用微波或者使用对流 和微波加热的结合。附图5是以5标记的包围着所述装置的部分的虚线圓所示 的，图4的所述部分的放大详图。附图5示出了入口提升机20的多个入口隔室26中的一个。 芯筒41被定位以便使搁架38的船形容器托盘42与入口隔室26对准。 同样示出的入口物料处理系统28与入口隔室26对准。靠近入口隔室 26设置有间歇滚筒46。该间歇滚筒46是具有平面部位(flat spot) 48 的基本为圆形的部件。当该间歇滚筒46被致动时，其绕枢轴点50旋 转，以便将船形容器30 (见附图1 )从入口隔室26装载到船形容器托 盘42。根据本发明的一些具体实施例，物料处理系统28将船形容 器30装入入口隔室26内。当船形容器30^皮装入入口隔室26中时， 间歇滚筒46的平面部位48被定位以与船形容器30的 一个侧面相平行。 当船形容器30已经;故装入入口隔室26中时，附图5所示的间歇滚筒 46将逆时针旋转。间歇滚筒46接合船形容器30,并且随着间歇滚筒 46继续旋转，所以所述间歇滚筒46将船形容器30装载到搁架38的船 形容器托盘42上。滑行块(glider) 44^皮安装到入口隔室26的一个侧面上， 以便当间歇滚筒46旋转且将船形容器30从入口隔室26移动到船形容 器托盘42时，为船形容器30提供相对表面以反向推动。所述滑行块 44提供緩冲表面和相对低摩擦的表面以允许相对容易地将船形容器30 从入口隔室26移动到船形容器托盘42。可以想到，在本发明的一些具体实施例中，物4+处理系统 28以某种连续的方式将船形容器30输送到入口提升机20。入口提升 机20在支撑柱22上上下移动，以便向所述物料处理系统28提供空的 入口隔室26,直到所有入口隔室26都装有船形容器30。在本发明的一些具体实施例中，当入口提升机20装载有船 形容器30时，所述入口提升机20将上升到完全高出的位置，在此位 置所有入口隔室26与位于芯筒41的不同搁架38上的船形容器托盘42 排列在一起。于是同时，或几乎是同时，间歇滚筒46旋转并将所有船 形容器30卸载到搁架38的船形容器托盘42上。然后，提升机20恢 复到其装载入口隔室26的顺序。—旦船形容器30被装载到芯筒41上，芯筒41便旋转大约 120。。在本发明的具有多于三个的船形容器托盘42设置在搁架38上 的其它具体实施例中，所述搁架38旋转其它的角度。滚筒41旋转量 与位于搁架38上的船形容器托盘42的数量有关。在本发明的具有多 于三个的船形容器托盘42的具体实施例中，可能具有多于一个的加热 位置，或具有除了装载、加热和卸载位置以外的其它位置。在本发明 的仅有两个船形容器托盘42和一个提升机的具体实施例中，芯筒41 在加热位置和装载/卸载位置之间旋转。
加热循环结束，芯筒41再次旋转，以使一个船形容器托盘 42与出口提升机32对准，而另 一个船形容器托盘42与出口隔室34对 准。进而将船形容器30从船形容器托盘42卸载到出口隔室34。在本 发明的一些具体实施例中，可以完成这些过程以使所有出口隔室34基 本上同时具有船形容器30。—旦船形容器30位于出口隔室34中，如附图4所示，第二 间歇滚筒52就将船形容器30从出口隔室34卸载到出口物料处理系统 36。 一旦将所有船形容器30都从船形容器托盘42卸载，则芯筒41能 够再次旋转以使卸载的船形容器托盘42与入口隔室26对准。在本发明的一些具体实施例中，三个船形容器托盘42中的 每一个都能够同时工作。即， 一个船形容器托盘42能够被卸载，同时 另一个船形容器托盘42正在被加热，而此时第三个船形容器托盘42 正在卸载。在本发明的 一些具体实施例中，控制器被编程以具有为装 载、加热和卸载提供同样的时间的循环时间。例如，入口提升机20的 装载可以占用大约五分钟。在所述五分钟期间，芯筒41静止，同时一 个船形容器托盘42与入口隔室26对准，并且第二个船形容器托盘42 与出口托盘44对准，而第三个船形容器托盘42位于使装在船形容器 中的制品被加热并处理的加热位置。在例示性的5分钟时间间隔结束时，芯筒41旋转大约120。 而到达使搁架38上的一个船形容器托盘42与提升机20对准、并且另 一个船形容器托盘42与提升机34对准的位置。在本发明的一些具体 实施例中，芯筒41大约为每5分钟旋转大约120。。因此，经过15分
钟的间隔，芯筒41将完全旋转一圈，并且船形容器30的一个装载将 通过炉30循环。尽管示出的设备的实例使用的是炉，但是依据本发明，应当 理解，可以使用其它的设备。事实上，根据本发明的原理能够用于任 何设备，在该设备中单独的操作需要在通过基本连续的物料处理系统 传送的部件上执行。根据详细说明，本发明的多个特征和优点变得显而易见，因 此，通过附加的权利要求能够覆盖落入本发明的实际精神和范围内的 本发明的所有特征和优点。进一步地，因为本领域技术人员容易得到 多种改进和变化，因此不希望将本发明限定于所示的和描述的确切结 构与操作，因而，所有的适当改进和等同替换都被认为落入本发明的 保护范围。
权利要求
1、一种炉，包括入口提升机，其具有多个用于接收要在炉中加热的工件的接收隔室，其中所述接收隔室垂直地堆叠，并且所述提升机被构造成向上或向下移动以对准接收隔室；工作筒，其具有多个搁架，所述工作筒使一个搁架与入口提升机的一个隔室相对应，每个搁架均被构造成支撑从入口提升机接收的工件，所述工作筒被构造成在装料位置、焙烧位置和卸料位置之间在搁架上转动每个工件；出口提升机，其具有多个用于卸载在炉中被加热的工件的接收隔室，所述卸载隔室垂直地堆叠，并且所述提升机被构造成向上或向下移动，从而使卸载隔室与移动被加热工件的物料处理系统对准；电加热发生器，其被构造成当所述工件位于烘焙位置时，加热至少一个所述工件。
2、 如权利要求1所述的炉，其特征在于所述入口提升机和出口提 升机是相同的提升机，但是当从物料处理系统接收工件并将所述工件 装载到搁板上时所述提升机是入口提升机，而当将被加热的工件卸载 到物料处理系统时所述提升机是出口提升机。
3、 如权利要求l所述的炉，其特征在于所述工作筒从所述装载位 置移动到所述焙烧位置时旋转大约120°，从所述焙烧位置移动到所述 卸载位置时又在相同旋转方向上旋转另 一个大约120°。
4、 如权利要求3所述的炉，其特征在于每个所述搁架均被构造成 同时支撑三个工件， 一个工件在所述装载位置， 一个工件在所述焙烧 位置，以及一个工件在所述卸载位置。
5、 如权利要求4所述的炉，其特征在于所述工作筒被构造成大约 每5分钟将工件从一个位置转动到另一个位置。
6、 如权利要求l所述的炉，其特征在于所述入口提升机被构造成 将工件基本同时从所述接收隔室装载到所述搁架。
7、 如权利要求l所述的炉，其特征在于所述工作筒被构造成可旋 转以获得多于一个焙烧位置。
8、 如权利要求1所述的炉，其特征在于所述工作筒具有十个搁架。
9、 如权利要求l所述的炉，进一步地包括构造成控制工作筒、入 口提升机和出口提升机的运动的可编程控制器。
10、 如权利要求9所述的炉，进一步地包括运行地连接到所述控 制器的用于检测工件位置的传感器。
11、 如权利要求1所述的炉，其特征在于所述入口提升机和出口 提升机进一步地包括间歇滚筒，所述间歇滚筒被构造成当其旋转时从 隔室中移出工件。
12、 如权利要求1所述的炉，进一步包括用于使工件受到对流加 热的力o热单元。
13、 一种加热物料的方法，包括 a) 将物料装载到入口等候区，然后以垂直堆叠的方式装载到工作筒上；b) 在炉的加热部分用电加热技术加热物料；以及c) 将物料从工作筒转移到卸载等候区，然后从该卸载等候区卸载 物料；以及d) 将工作筒上的物料从靠近入口等候区的区域旋转到加热区，再 从所述加热区旋转到靠近卸载等候区的区域，其中步骤a)到c)基本上同时进行。
14、 如权利要求13所述的方法，进一步包括接收装载于船形容器 上的物料，并将船形容器堆叠到提升机中的隔室上，所述隔室位于垂 直的柱上。
15、 如权利要求14所述的方法，进一步包括基本上同时将所述船 形容器从所述提升机装载到所述工作筒上。
16、 如权利要求13所述的方法，进一步地包括加热一个加热元件， 以便当所述物料在加热区域内时基本只通过对流来向所述物料提供热 量。
17、 如权利要求13所述的方法，进一步包括在基本上是加热物料 达到要求的温度所需要的时间量内从所述炉装载和卸载所述物料。
18、 一种炉，包括装载部件，其用于接收物料并垂直堆叠所述物料，并且以堆叠的 方式将所述堆叠物料输送到相邻构件； 用于将所述堆叠物料移动到所述炉的加热部分的部件；卸载部件，其从用于在非堆叠的单列线上移动和传送物料的上述 部件接收所述堆叠物料；和当所述堆叠物料位于炉的加热部分时用于加热堆叠物料的部件。
19、 如权利要求18所述的炉，其特征在于所述装载部件、所述加 热部件和所述卸载部件同时作用于所述物料。
20、 如权利要求18所述的炉，其特征在于所述加热部件包括电加 热发生器。
全文摘要
一种炉，包括入口提升机，其具有多个用于接收要在炉中加热的工件的接收隔室，其中所述接收隔室垂直地堆叠，并且所述提升机被构造成向上或向下移动以对准接收隔室；工作筒，其具有多个搁架，所述工作筒使一个搁架与入口提升机的一个隔室相对应，每个搁架均被构造成支撑从入口提升机接收的工件，所述工作筒被构造成在装料位置、焙烧位置和卸料位置之间在搁架上转动每个工件；出口提升机，其具有多个用于卸载在炉中被加热的工件的接收隔室，所述卸载隔室垂直地堆叠且所述提升机被构造成向上或向下移动，从而使卸载隔室与移动被加热工件的物料处理系统对准；微波发生器，其被构造成当工件位于烘焙位置时，加热至少一个所述工件。本发明还提供了一种加热物料的方法。
文档编号F27D99/00GK101358812SQ20081013148
公开日2009年2月4日 申请日期2008年6月16日 优先权日2007年6月15日
发明者杰夫·耶利内克, 瑞安·哈德斯蒂 申请人:鲁奈尔有限公司