压力烤箱的温度调整方法以及压力烤箱与流程

1.本发明是关于一种烤箱及一种温度调整方法，且特别是有关于压力烤箱以及用于此压力烤箱的温度调整方法。


背景技术：

2.在工业制程之中，经常需要在不同的温度环境中进行作业。因此，加热制程以及冷却制程的速率将会影响制程的效率，加热和/或冷却速率愈快，则制程效率愈高。
3.习知的冷却制程包括非回流式及回流式冷却制程。熟知的非回流式冷却制程，例如，将原本的高温气体排空后再通入低温的气体以使腔体冷却。但此方法将耗费大量的气体而导致冷却成本提高。熟知的回流式冷却制程，例如，透过额外的管路将原本的高温气体在腔体外部冷却后再回流至腔体内而使腔体冷却。尽管回流式冷却制程可以重复利用气体而降低气体成本，但其冷却速度仍有改善空间。因此，如何兼顾非回流式及回流式冷却制程的优点，开发具有快速冷却且降低气体成本的冷却制程为本领域亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种压力烤箱的温度调整方法以及压力烤箱，能够压力烤箱据在高压环境下进行降温的功能，且缩短腔体的降温所需的时间。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种压力烤箱的温度调整方法，包括：
6.提供压力烤箱，其中所述压力烤箱包括腔体、设置于所述腔体内的加热器、连通于所述腔体的进气单元、设置于所述所述腔体的泄压阀以及位于所述腔体外且可开关地连通于所述腔体的冷却回流管路；
7.运行所述进气单元，以对所述腔体填充气体，而使所述腔体内的气压为第一压力，所述第一压力大于标准大气压。
8.在所述腔体内的气压大于标准大气压时，运行所述加热器，以对所述腔体进行升温程序，而使所述腔体内的温度由第一温度上升至第二温度；
9.在升温程序之后，开启所述泄压阀，以对所述腔体进行泄压程序，使所述腔体内的气体的一部分泄出，而使腔体内的气压下降至第二压力；
10.关闭泄压阀，进行降温程序，使所述腔体内的气体的至少一部分流入所述冷却回流管路而降温，且经由所述冷却回流管路再度回到所述腔体内，以使所述腔体内的温度下降至第三温度。
11.在一种可行的实现方法中，腔体内的气体的至少一部分是所述腔体内的气体在被所述泄压阀泄出之后的剩余部分。
12.在一种可行的实现方法中，所述第二压力大于标准大气压。
13.在一种可行的实现方法中，所述第二压力与所述第一压力的比值介于10％至90％之间。
14.在一种可行的实现方法中，所述第二压力与所述第一压力的比值介于30％至70％
之间。
15.在一种可行的实现方法中，在所述腔体内的气体流入所述冷却回流管路之前，还包括：
16.将外部气体填充至所述腔体，而使所述腔体内的气压由所述第二压力上升至第三压力，其中外部气体的温度低于所述第二温度。
17.在一种可行的实现方法中，外部气体与腔体内的气体在被所述泄压阀泄出之后的剩余部分一起流入所述冷却回流管路而降温，且经由所述冷却回流管路再度回到所述腔体内。
18.在一种可行的实现方法中，所述第二压力大于等于标准大气压。
19.在一种可行的实现方法中，所述第三压力小于等于所述第一压力。
20.相应地，本发明还提供了一种压力烤箱，包括：
21.腔体；
22.加热器，设置于所述腔体，以使所述腔体升温；
23.风扇，设置于所述腔体；
24.进气单元，连通于所述腔体，以对所述腔体充气而增压；
25.泄压阀，设置于所述腔体，以将所述腔体内的气体排出而减压；
26.冷却回流管路，位于所述腔体外且可开关地连通于所述腔体。
27.实施本发明，具有如下有益效果：
28.基于上述，在本发明的压力烤箱的温度调整方法中，在降温程序之前先执行泄压程序，以泄出腔体内的部分热能，且使腔体内的气压保持大于或等于标准大气压。接着，将腔体内的气体的至少一部分流入腔体外的冷却回流管路以执行降温程序，使腔体内的温度从第二温度快速下降至第三温度，以达到使腔体快速降温的目标。另外，在本发明的压力烤箱中，透过进气单元对腔体增压，在腔体内的气压大于标准大气压时，藉由腔体内的加热器对腔体执行升温程序且在升温程序之后藉由泄压阀对腔体执行泄压程序，而使腔体内的气压大于或等于标准大气压。接着，藉由腔体外的冷却回流管路执行降温程序，以使腔体内的温度下降至第三温度。由此可知，本发明的压力烤箱具备在高压环境下进行升温及降温的功能，且透过本发明的压力烤箱的温度调整方法，可缩短制程所需的时间。
29.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不是限制本技术。
附图说明
30.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理，并不构成对本技术的不当限定。
31.图1是本发明的一实施例的压力烤箱的示意图。
32.图2是本发明的一实施例的压力烤箱的温度调整方法的流程图。
33.图3是图1的压力烤箱在升温程序期间的腔体内的气体流动的示意图。
34.图4是图1的压力烤箱在泄压程序期间的泄压阀的管路内的气体流动的示意图。
35.图5是图4的压力烤箱在降温程序期间的冷却回流管路内的气体流动的示意图。
36.图6a是图4的压力烤箱在加压程序期间的进气单元的管路内的气体流动的示意
图。
37.图6b是图6a的压力烤箱在降温程序期间的冷却回流管路内的气体流动的示意图。
38.图中的附图标记：
39.200-压力烤箱；210-腔体；220-加热器；230-风扇；232-中央部；
40.234-扇叶；236-转轴；238-驱动马达；240-进气单元；242、262-管路；
41.250-冷却回流管路；254-冷却装置；256-冷却器；258-风扇；260-泄压阀；
42.270-压力控制器；280-压力感应装置；290-温度控制器；
43.310、320、340-气体；330-外部气体；
44.n1-第一气体分子数量；n2-第二气体分子数量；n3-第三气体分子数量；
45.p1-第一压力；p2-第二压力；p3-第三压力；
46.s110、s120、s130、s140、s150、s160、s162-步骤；
47.t1-第一温度；t2-第二温度；t3-第三温度。
48.具体实施方法
49.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方法做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方法来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
50.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
51.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
52.图1是根据本发明的一实施例的压力烤箱的示意图。为了清楚表示压力烤箱200的组件设置关系，图1的压力烤箱200的各组件未依比例绘制，且省略部分组件。
53.请参阅图1，本实施例的压力烤箱200包括腔体210、加热器220、风扇230、进气单元240、冷却回流管路250以及泄压阀260。加热器220及风扇230设置于腔体210，加热器220适于以使腔体210升温且风扇230适于使腔体210内的温度均匀分布。
54.进气单元240连通于腔体210，适于对腔体210填充气体310以使腔体210增压。泄压阀260设置于腔体210，适于将腔体210内的气体310的一部分泄出。冷却回流管路250位于腔体210外且可开关地连通于腔体210。
55.压力烤箱200还包括设置于冷却回流管路250的冷却装置254。本实施例的冷却装置254包括冷却器256以及风扇258，但本发明不限于此。冷却器256使气体320(图4)降温，风扇258适于在冷却装置254及腔体210之间形成压差，而使降温后的气体320沿冷却回流管路250回到腔体210内以使腔体210内的温度下降。
56.本实施例的风扇230包括中央部232、多个扇叶234、转轴236以及驱动马达238。扇叶234从中央部232延伸且扇叶234的转动范围为有风区。扇叶234适于吹动腔体210内的气
体310，而使气体310在腔体210内流动。转轴236连接中央部232及驱动马达238，以透过驱动马达238使扇叶234转动。
57.如图1所示，本实施例的加热器220配置于风扇230的前侧且风扇230的尺寸小于加热器220的尺寸。加热器220对风扇230所在的平面上的投影至少部分重迭于风扇230，特别是部分重迭于风扇230的扇叶234部分(有风区)。当然，在其他实施例中，风扇230的尺寸也可以等于或大于加热器220的尺寸。
58.压力烤箱200可选择地包括压力感应装置280、温度控制器290以及压力控制器270，但本发明不限于此。泄压阀260设置于腔体210，以将腔体210内的气体310排出而减压。压力感应装置280适于感测腔体210内的气压。温度控制器290适于确认腔体210内的温度，以监测腔体210的降温速率。压力控制器270适于控制充入腔体210内的气体310。
59.本实施例的压力烤箱200可应用于需要快速升温及降温的制程，例如除泡制程。透过压力烤箱200去除腔体210内的组件(未示出)在晶粒黏着(die attached)、灌注封胶(potting)、底部填胶(underfill)、印刷涂胶(printing)或光学膜贴附(oca lamination)等制程工艺中产生的气泡(void)，且透过一种温度调整方法使得压力烤箱200的腔体210快速降温，以增进制程效率。
60.图2是根据本发明的一实施例的压力烤箱的温度调整方法的流程图。请同时参阅图1及图2，图1对应于图2的步骤s110。运行进气单元240以执行增压程序(步骤s110)。如图1所示，进气单元240透过管路242将气体310充入腔体210中。
61.请参阅图1，此时腔体210内的气体分子数量为第一气体分子数量n1，而使腔体210内的气压为第一压力p1，第一压力p1大于标准大气压。本实施例的第一压力p1例如是9个标准大气压，但本实施例不以此为限。在此，腔体210内的温度为第一温度t1。
62.图3是图1的压力烤箱在升温程序期间的腔体内的气体流动的示意图。请同时参阅图2及图3，图3对应于图2的步骤s120。在腔体210内的气压大于标准大气压下，运行加热器220及风扇230以对腔体进行升温程序(步骤s120)。加热器220加热气体310，且风扇230使气体310沿箭头方向在腔体210内流动，而使腔体210内的温度均匀地由第一温度t1(图1)上升至第二温度t2(步骤s120)。此时腔体210内的气体分子数量保持第一气体分子数量n1，而使腔体210内的气压大于标准大气压。在此阶段，位于腔体210内的待加热组件可快速地被加热。
63.图4是图1的压力烤箱在泄压程序期间的泄压阀的管路内的气体流动的示意图。请同时参阅图4及图2，图4对应于图2的步骤s130。在升温程序(步骤s120)结束且腔体210需要降温时，关闭加热器220且开启泄压阀260以执行泄压程序(步骤s130)。藉由泄压阀260将腔体210内的具有高热能的气体310的一部分透过管路262从腔体210内泄出。
64.如图4所示，气体310的一部分沿箭头方向在管路262中流动至泄压阀260，并透过泄压阀260离开腔体210，而使腔体210内的气体分子数量下降，直到腔体210内的气体分子数量下降至第二气体分子数量n2，而使腔体210内的气压下降至第二压力p2时，关闭泄压阀260(步骤s130)。此处的第二压力p2大于等于标准大气压。在本实施例中，第二压力p2例如是6个标准大气压，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第二压力p2例如是标准大气压。
65.由于具有高热能的气体310的一部分被泄压阀260泄出，故步骤s130的腔体210(图4)内的热能小于或等于步骤s120的腔体210(图3)内的热能。在本实施例中，第二压力p2与
第一压力p1的比值介于10％至90％之间，但本发明不限于此。例如，在其他实施例中，第二压力p2与第一压力p1的比值介于30％至70％之间。
66.图5是图4的压力烤箱在降温程序期间的冷却回流管路内的气体流动的示意图。请同时参阅图2及图5，图5对应于图2的步骤s140、s150。此处的气体320为气体310在被泄压阀260泄出之后的剩余部分。将冷却回流管路250及腔体210连通以执行降温程序(步骤s140)，以使具有高热能的气体320从腔体210流入冷却回流管路250中。
67.如图5所示，气体320沿箭头方向在冷却回流管路250中流动且进入冷却装置254。气体320的气体分子与冷却装置254的冷却器256进行热交换而使气体320降温。接着，将降温后的气体320透过冷却回流管路250送回腔体210内(步骤s150)。
68.气体320在腔体210及冷却回流管路250内不断循环，直到腔体210内的温度下降至第三温度t3(步骤s160)。此时腔体210内的气体分子数量维持第二气体分子数量n2，腔体210内的气压大于或等于标准大气压。
69.由此可知，本实施例的压力烤箱200为开放回路，充入腔体210内的气体310(图1)的一部分可透过泄压阀260泄出。在本实施例的压力烤箱200的升温程序(步骤s120)、泄压程序(步骤s130)及降温程序(步骤s140)期间，腔体210内的气压始终大于标准大气压。换言之，压力烤箱200是在正压状态下进行升温及降温，而可上升升温与降温的速率及效能。
70.此外，在本实施例的降温程序中，腔体210的降温是依靠气体320在冷却回流管路250中与冷却装置254进行热交换后再回到腔体210内而使腔体210降温。因此，气体320的气体分子数量大于标准大气压的分子数量而可提升腔体210的降温效能。
71.另外，由于在本实施例的泄压程序中仅泄出一部分的气体310，因此可缩短下一次的升温程序的准备时间，例如，仅需要充入少量气体使腔体210内的气压达到第一压力p1后，即可进行升温程序，以增进压力烤箱200的制程效率。
72.图6a是图4的压力烤箱在加压程序期间的进气单元的管路内的气体流动的示意图。请同时参阅图2及图6a，图6a对应于图2的步骤s160。压力烤箱200的温度调整方法可选择的包括加压程序(步骤s160)。
73.在关闭泄压阀260(步骤s130)之后且在降温程序(s162)之前，藉由进气单元240将一外部气体330填充至腔体210内，直到腔体210内的气体分子数量从第二气体分子数量n2上升至第三气体分子数量n3，而使气压由第二压力p2上升至第三压力p3(步骤s160)后，关闭进气单元240。
74.本实施例的第三压力p3大于标准大气压，且第三压力p3小于等于第一压力p1。第三压力p3例如是9个标准大气压，但本发明不以此为限。例如，在其他实施例中，第三压力p3大于第一压力p1。
75.图6b是图6a的压力烤箱在降温程序期间的冷却回流管路内的气体流动的示意图。请参阅图2及图6b，图6b对应于图2的步骤s162、s150。在加压程序(步骤s160)之后执行降温程序(步骤s162)。在此，气体340包括外部气体330与气体310(图1)在被泄压阀260泄出之后的剩余部分。将冷却回流管路250与腔体210连通以执行降温程序(步骤s162)。
76.气体340从腔体210流入冷却回流管路250，且透过冷却装置254降温。最终，降温后的气体340经由冷却回流管路250再度回到腔体210内(步骤s162)，直到腔体210内的温度下降至第三温度t3(步骤s150)。此时腔体210内的气体分子数量维持第三气体分子数量n3，而
使腔体210内的气压大于标准大气压。
77.在本实施例中，外部气体330的温度低于第二温度t2。换言之，在透过冷却回流管路250进行降温之前，先透过具有低热能的外部气体330与具有高热能的气体320混合以形成气体340，使腔体210内的热能降低之后再执行降温程序，以增进腔体210的降温效率。
78.值得一提的是，请回到图2，本实施例在降温程序(步骤s162)之前还包括了加压程序(步骤s160)。由于步骤s160将外部气体330充入腔体210(图6a)内，因此相较于前一实施例所描述地由步骤s130、s140到步骤s150的降温方法，步骤s162的腔体210内的气体分子数量(第三气体分子数量n3)大于步骤s130中所提到的腔体210内的气体分子数量(第二气体分子数量n2)。
79.由于降温程序的降温效能与气体320、340的气体分子数量有关，且第三气体分子数量n3大于第二气体分子数量n2，因此步骤s162的腔体210具有较多的气体分子可与冷却器230进行热交换，而可具有较佳的降温效能。无论是由步骤s130、s140直接到步骤s150或是由步骤s130、s160、s162到步骤s150，均具有有助于降温的优点。
80.需要注意的是，由于在步骤s160中需要额外充入额外的外部气体330，因此在步骤s160中还包括额外的等待时间以使腔体210内的气体分子数量上升至第三气体分子数量n3后，才能进行降温程序，操作者可视需求选择所需操作的步骤。
81.综上所述，在本发明的压力烤箱的温度调整方法中，在降温程序之前先执行泄压程序，以泄出腔体的部分热能而缩短降温程序所需要的时间，增进制程效率。在降温程序期间的腔体的气压(例如，第二压力、第三压力)大于或等于标准大气压，而使腔体在降温程序结束后可快速的再次执行升温程序，以增进压力烤箱的制程效率。
82.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
83.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方法，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。