CN103970164A - 超调控制加热方法 - Google Patents

Abstract

一种超调控制加热方法，包含有下列步骤：a)提供密闭的加热腔体、加热器以及控制加热器温度的温度控制器，加热器及受热物设置于加热腔体内，且加热器及受热物温度回馈传输至温度控制器；b)设定目标温度、误差容许值以及与目标温度相差在误差容许值内的有效温度范围；c)将加热器温度调升至高于有效温度范围上限的第一设定温度；以及d)在受热物温度进入有效温度范围后，将加热器温度调降至第二设定温度，且加热器温度持续高于受热物温度；藉此，该方法的加热效率高、较为节能，并可达到快速加热的制程条件，且能有效定义出受热物持温的时间。

Description

超调控制加热方法

技术领域

本发明是与加热方法有关，特别是关于一种超调控制加热方法。

背景技术

在半导体制程中，时常包含有加热的步骤，例如CIGS（Copper Indium Gallium Selenide）太阳能电池中的铜铟镓硒玻璃板，其玻璃基板溅镀铜、铟、镓等金属后，需再进行加热硒化的步骤，以合成出CIGS半导体。

现有的加热方法，是提供一内部设有加热器（例如红外线加热器）的密闭加热腔体，并将受热物设置于该加热腔体内，如图1所示，将该加热器温度T₁提高至一目标温度，使得该受热物温度T₂因加热器的热辐射作用而逐渐提高至与该目标温度相差在误差容许值内的有效温度范围。然而，该受热物温度T₂提高至某一程度后，其升温速度会变得相当缓慢，因此该受热物温度T₂自开始加热到进入该有效温度范围所需的升温时间t₀相当长。

换言之，现有的加热方法效率低，不但浪费能量，且无法达到快速加热的制程条件。而且，由于受热物温度T₂曲线后段趋于平缓，实际上相当难以定义出其进入该有效温度范围的时间，造成其后续维持在该有效温度范围的持温时间亦难以定义。

发明内容

有鉴于上述缺失，本发明的主要目的在于提供一种超调控制加热方法，其加热效率高，因而较为节能并可达到快速加热的制程条件，且能有效定义出受热物持温的时间。

为达成上述目的，本发明所提供的超调控制加热方法，包含有下列步骤：a)提供一密闭的加热腔体、一加热器以及一控制该加热器温度的温度控制器，该加热器及一受热物设置于该加热腔体内，且该加热器温度及该受热物温度回馈传输至该温度控制器；b)设定一目标温度、一误差容许值以及与该目标温度相差在该误差容许值内的一有效温度范围；c)将该加热器温度在一段时间内随时间增加而调升至一第一设定温度，且该第一设定温度高于该有效温度范围的上限；以及d)在该受热物温度进入该有效温度范围后，将该加热器温度调降至一第二设定温度，且该加热器温度持续高于该受热物温度。

藉此，该受热物温度会在该步骤c)中快速地提高至该有效温度范围，并在该步骤d)之后稳定维持在该有效温度范围内，甚至可稳定维持在该目标温度。换言之，该超调控制加热方法的加热效率高，因而较为节能并可达到快速加热的制程条件，而且，由于受热物温度曲线在进入有效温度范围时仍维持相当程度的斜率，因而易于定义出其进入该有效温度范围的时间，进而能有效定义出受热物持温的时间。

有关本发明所提供的超调控制加热方法的详细构造、特点、组装或使用方式，将于后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本发明领域中具有通常知识者应能了解，该等详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明，并非用以限制本发明之专利申请范围。

附图说明

图1为现有的加热方法的温度曲线示意图；

图2为本发明一较佳实施例所提供的超调控制加热方法所使用的装置的示意图；以及

图3为本发明该较佳实施例所提供的超调控制加热方法的温度曲线示意图。

具体实施方式

请参阅图2及图3，本发明一较佳实施例所提供的超调控制加热方法，包含有下列步骤：

a)提供一密闭的加热腔体10、一加热器20以及一控制该加热器20温度的温度控制器30，该加热器20及一受热物40设置于该加热腔体10内，且该加热器20温度及该受热物40温度回馈传输至该温度控制器30。该加热器20可为红外线加热器，用以藉由热辐射作用而对该受热物40进行加热，但该加热器20的种类并不以此为限。

b)设定一目标温度、一误差容许值以及与该目标温度相差在该误差容许值内的一有效温度范围。举例而言，该目标温度设定为摄氏560度，该误差容许值设定为摄氏10度，该有效温度范围为550度至570度。

c)将该加热器温度T₃在一段时间内随时间增加而调升至一第一设定温度，且该第一设定温度系高于该有效温度范围之上限。此步骤系为了使该加热器20与该受热物40具有较大之温差，进而使该受热物温度T₄快速升高，因此该第一设定温度应相当程度地高于该目标温度，但为了避免该受热物40因温度升高速度过快而破裂，该第一设定温度亦不宜设定得过高，因此，该第一设定温度可介于1.1至1.2倍之该目标温度。延续前述例子，该第一设定温度可为摄氏630度。

d)在该受热物温度T₄进入该有效温度范围后，将该加热器温度T₃调降至一第二设定温度，且该加热器温度T₃持续高于该受热物温度T₄。此步骤是为了将该受热物温度T₄维持在该有效温度范围内，该加热器20较佳的降温方式是以数个阶段先快后慢地下降，例如图3中该加热器温度T₃自该第一设定温度下降至该第二设定温度的过程分成三阶段，每一阶段中该加热器温度T₃是等速度下降，且该三阶段的降温速度是先快后慢，因而该加热器温度T₃的曲线在降温过程呈现斜率由大至小的三直线段。延续前述例子，该第二设定温度可为摄氏580度，藉由如前述的有效的温度控制，该受热物温度T₄会一直维持在该有效温度范围，甚至最终可稳定维持在该目标温度。

值得一提的是，本发明所提供的超调控制加热方法的步骤d)中，该加热器温度T₃下降的方式并不以前述方式为限，例如亦可维持等速度地自该第一设定温度下降至该第二设定温度，只要该加热器温度T₃持续高于该受热物温度T₄即可。

综上所陈，本发明所提供的超调控制加热方法可使受热物40的温度快速地提高至有效温度范围，并可稳定维持在该有效温度范围内，甚至可稳定维持在目标温度。因此，本发明所提供的超调控制加热方法的加热效率高，因而较为节能并可达到快速加热的制程条件，而且，由于受热物温度T₄曲线在进入有效温度范围时仍维持相当程度的斜率，因而易于定义出其进入该有效温度范围的时间，进而能有效定义出受热物持温的时间。

最后，必须再次说明，本发明于前揭实施例中所揭露的构成元件，仅为举例说明，并非用来限制本案的保护范围，其它等效元件的替代或变化，亦应为本案申请专利范围所涵盖。

Claims (5)

1.一种超调控制加热方法，其特征在于，包含有下列步骤：

a)提供一密闭的加热腔体、一加热器以及一控制该加热器温度的温度控制器，该加热器及一受热物设置于该加热腔体内，且该加热器温度及该受热物温度回馈传输至该温度控制器；

b)设定一目标温度、一误差容许值以及与该目标温度相差在该误差容许值内的一有效温度范围；

c)将该加热器温度在一段时间内随时间增加而调升至一第一设定温度，且该第一设定温度高于该有效温度范围的上限；以及

d)在该受热物温度进入该有效温度范围后，将该加热器温度调降至一第二设定温度，且该加热器温度持续高于该受热物温度。

2.根据专利权利要求1所述的超调控制加热方法，其特征在于，该步骤d)使该加热器温度以数个阶段先快后慢地下降。

3.根据专利权利要求1所述的超调控制加热方法，其特征在于，该步骤d)使该加热器温度等速度地下降。

4.根据专利权利要求1所述的超调控制加热方法，其特征在于，该第一设定温度介于1.1至1.2倍的该目标温度。

5.根据专利权利要求1所述的超调控制加热方法，其特征在于，该误差容许值为摄氏10度。