JP2005069598A - 真空乾燥装置及びこれを用いた真空乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 加熱効率を向上させることができる真空乾燥装置を得る。
【解決手段】 乾燥すべき被処理物１を収容する処理槽２と、処理槽２を空間２０を介して包囲するカバー２１と、カバー２１の一方の熱風供給部２５より熱風発生機４の熱風を供給すると共に処理槽２を介して反対側のカバー２１の他方の熱風排出部２６より熱風を排出する熱風供給排出機構２７と、熱風供給部２５に対応した処理槽２に設けた熱風入口開閉部３１と、熱風排出部２６に対応した処理槽２に設けた熱風出口開閉部３４と、処理槽２に接続して内部の真空引きをする真空ポンプ５とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、半導体基板、液晶基板、プラズマ・ディスプレイ・パネル基板（ＰＤＰ基板）、エレクトロ・ルミネセンス基板（ＥＬ基板）等の電子部品、機械加工部品或いは精密部品等の洗浄後の乾燥に用いて好適な真空乾燥装置及びこれを用いた真空乾燥方法に関するものである。

例えば、半導体基板、液晶基板、ＰＤＰ基板、ＥＬ基板等の電子部品、機械加工部品或いは精密部品等を洗浄した後等において、当該洗浄した部品等の被処理物を乾燥処理する際の一つの手段として、加熱した被処理物を真空にして該被処理物に付着している洗浄液を蒸発させて乾燥する真空乾燥装置がある。

従来の真空乾燥装置の構成を図５にて説明する。この真空乾燥装置は、乾燥すべき被処理物１を収容する処理槽２を有し、この処理槽２は被処理物１の出し入れのために開閉蓋３を備えている。被処理物１は、水洗工程を経た後にこの処理槽２内に収容されるようになっている。処理槽２の外部には、熱風発生機４、真空ポンプ５及び図示しないがコンプレッサ等の高圧空気源が接続されている。処理槽２内には、熱風発生機４に接続されて熱風を配管６及びバルブ７を経て被処理物１に吹き付けるノズル８が設けられており、また図示しない高圧空気源から高速高圧空気を配管９及びバルブ１０を経て被処理物１に吹き付けるノズル１１が設けられている。真空ポンプ５は、配管１２及びバルブ１３を経て処理槽２に接続されている。また、処理槽２内の熱風及び高圧空気を外部に逃がすために配管１４がバルブ１５を有して接続されている。また、真空になった処理槽２内に大気を取り入れる配管１６がリークバルブ１７を有して接続されている。さらに、処理槽２には圧力計１８及び真空計１９が接続されている（例えば、特許文献１参照。）。

このような真空乾燥装置は、バルブ７，１０，１３，１５，１７が閉となっている状態から操作が始まる。処理槽２内に被処理物１をセットした後、熱風発生機４で熱風を発生させ、バルブ７を開にしてノズル８から熱風を処理槽２内に供給し、被処理物１に吹き付ける。これとほぼ同時に、バルブ１０を開にし、高圧空気を配管９から処理槽２内に供給し、ノズル１１から被処理物１に吹き付ける。熱風の吹き付けと高圧空気の吹き付けにより被処理物１から水滴が吹き飛ばされ、処理槽２内で気化する。処理槽２内がある程度高圧になると、バルブ１５を開にして処理槽２内の空気を槽外に逃がす。

続いて、バルブ７，１０，１５を閉にして真空ポンプ５を起動し、バルブ１３を開にして処理槽２内の空気を槽外に排出する。これにより被処理物１に残留している水滴を完全に蒸発させて槽外に排出させ、被処理物１を完全に乾燥する。

最後に、真空ポンプ５の運転を停止し、バルブ１３を閉にし、リークバルブ１７を開にする。これにより処理槽２内に大気が流入して大気圧となり、開閉蓋３を開けて被処理物１を外に取り出す。
特開平６−３３９６６８号公報（図１）

しかしながら、このような構造の真空乾燥装置では、バルブ７を開いて熱風発生機４の熱風をノズル８で被処理物１に吹き付けて加熱すると同時に処理槽２も加熱していたが、被処理物１の加熱が終了するとバルブ７を閉じていたので、次の被処理物１の加熱をする際に処理槽２の温度が下がってしまい、再び被処理物１の加熱を行わねばならず、このため被処理物１の加熱にかなりの時間が必要になり、加熱効率が悪い問題点があった。

また、被処理物１の加熱後の真空乾燥時に、熱風発生機４のヒータへの通電を停止していたので、次回の加熱時に再度予熱の時間が必要になり、必要以上に時間を要する問題点があった。

本発明の目的は、加熱効率を向上させることができる真空乾燥装置及びこれを用いた真空乾燥方法を提供することにある。

本発明に係る真空乾燥装置は、乾燥すべき被処理物を収容する処理槽と、該処理槽を空間を介して包囲するカバーと、該カバーの一方の熱風供給部より熱風発生機の熱風を供給すると共に前記処理槽を介して反対側の前記カバーの他方の熱風排出部より前記熱風を排出する熱風供給排出機構と、前記熱風供給部に対応した前記処理槽に設けられた熱風入口開閉部と、前記熱風排出部に対応した前記処理槽に設けられた熱風出口開閉部と、前記処理槽に接続されてその内部の真空引きをする真空ポンプとを備えていることを特徴とする。

この場合、前記熱風排出部から排出させる排出風を前記熱風発生機に戻す帰還路が設けられていることが好ましい。

また、前記処理槽と前記真空ポンプとの間に真空引きされた気体を冷却して液分を回収する液分回収機が設けられていることが好ましい。

また、前記処理槽内と前記カバー内を連通・遮断させるバルブと、前記処理槽内を外部に解放・遮断させるバルブと、前記カバー内を大気に解放・遮断させるバルブとが設けられていることが好ましい。

また、前記処理槽内で前記被処理物を回転させる回転機構が設けられていることが好ましい。

さらに、前記処理槽の内外面に複数の放熱フィンが突設されていることが好ましい。

また本発明に係る真空乾燥装置を用いた真空乾燥方法は、乾燥すべき被処理物を収容する処理槽と、該処理槽を空間を介して包囲するカバーと、該カバーの一方の熱風供給部より熱風発生機の熱風を供給すると共に前記処理槽を介して反対側の前記カバーの他方の熱風排出部より前記熱風を排出する熱風供給排出機構と、前記熱風供給部に対応した前記処理槽に設けられた熱風入口開閉部と、前記熱風排出部に対応した前記処理槽に設けられた熱風出口開閉部と、前記処理槽に接続されてその内部の真空引きをする真空ポンプとを備えた真空乾燥装置を用い、
前記熱風入口開閉部と前記熱風出口開閉部を閉じて、前記熱風発生機からの前記熱風を前記熱風供給部を経て前記カバー内に供給して前記処理槽を外側から加熱すると共に前記熱風排出部より前記カバーの外に排出し、
次に前記熱風入口開閉部と前記熱風出口開閉部を開いて前記処理槽内に前記熱風を通して前記被処理物を加熱し、
次に前記熱風入口開閉部と前記熱風出口開閉部を閉じて前記真空ポンプで前記処理槽内を真空引きすると共に前記カバー内を通る前記熱風で前記処理槽を外側から加熱することを特徴とする。

この場合、前記熱風排出部より排出する前記熱風を前記熱風発生機に戻して循環させることが好ましい。

本発明に係る真空乾燥装置では、乾燥すべき被処理物を収容する処理槽を空間を介してカバーで包囲し、該カバーの一方の熱風供給部より熱風発生機の熱風を供給すると共に処理槽を介して反対側のカバーの他方の熱風排出部より熱風を排出する熱風供給排出機構を設け、熱風供給部に対応した処理槽に熱風入口開閉部を設け、熱風排出部に対応した処理槽に熱風出口開閉部を設けているので、処理槽の熱風入口開閉部と熱風出口開閉部を閉じた状態でカバー内に熱風発生機の熱風を供給することにより処理槽をその外側から加熱することができる。次に、処理槽の熱風入口開閉部と熱風出口開閉部を開いて熱風発生機の熱風を供給することにより処理槽内の被処理物を加熱することができる。次に、処理槽の熱風入口開閉部と熱風出口開閉部を閉じた状態で、該処理槽内を真空ポンプで真空引きすることにより、被処理物を真空乾燥することができる。この場合、処理槽の外側が空間を介してカバーで包囲されているので、処理槽の冷却を防止することができる。また、処理槽内を真空引きしている際に、カバー内に熱風発生機の熱風を供給すると、処理槽の外側を加熱でき、このため乾燥された被処理物を処理槽の外に出し、次の被処理物を処理槽内に入れて次の乾燥処理をする際に、速やかに処理槽内の加熱に入れて、効率良く次の被処理物の乾燥を行うことができる。

この場合、熱風排出部から排出させる排出風を熱風発生機に戻す帰還路が設けられていると、熱風発生機を熱効率良く運転することができる。

また、処理槽と真空ポンプとの間に真空引きされた気体を冷却して液分を回収する液分回収機が設けられていると、真空引きされた気体からの液分の回収を効率良く行うことができる。

また、処理槽内とカバー内を連通・遮断させるバルブと、処理槽内を外部に解放・遮断させるバルブと、カバー内を大気に解放・遮断させるバルブとが設けられていると、運転の各種制御を容易に行うことができる。

また、処理槽内で被処理物を回転させる回転機構が設けられていると、被処理物を回転して効率良く乾燥させることができる。

さらに、処理槽の内外面に複数の放熱フィンを突設すると、熱伝達が良好に行われて処理槽の熱効率を向上させることができる。

また本発明に係る真空乾燥装置を用いた真空乾燥方法では、熱風入口開閉部と熱風出口開閉部を閉じて、熱風発生機からの熱風を熱風供給部を経てカバー内に供給して処理槽を外側から加熱すると共に熱風排出部よりカバーの外に排出するので、処理槽をその外側から加熱することができる。次に、熱風入口開閉部と熱風出口開閉部を開いて処理槽内に熱風を通すことにより、被処理物を加熱することができる。次に、熱風入口開閉部と熱風出口開閉部を閉じて真空ポンプで処理槽内を真空引きすることにより、被処理物を真空乾燥することができる。この際に、カバー内を通る熱風で処理槽を外側から加熱することができる。このため、乾燥された被処理物を処理槽の外に出し、次の被処理物を処理槽内に入れて次の乾燥処理をする際に、速やかに処理槽内の加熱に入れて、効率良く次の被処理物の乾燥を行うことができる。

この場合、熱風排出部より排出する熱風を熱風発生機に戻して循環させると、熱風発生機を熱効率良く運転することができる。

図１乃至図３は本発明に係る真空乾燥装置を実施するための最良の形態の第１例を示したもので、図１は本例の真空乾燥装置の概略構成を示す縦断面図、図２は本例の真空乾燥装置でカバー内の処理槽の熱風入口開閉部と熱風出口開閉部を閉じた状態の横断面図、図３は本例の真空乾燥装置でカバー内の処理槽の熱風入口開閉部と熱風出口開閉部を開いた状態の横断面図である。

本例の真空乾燥装置は、乾燥すべき被処理物１を収容する処理槽２を有する。この処理槽２は、その上部が被処理物１の出し入れのために開閉蓋３で開閉されるようになっている。処理槽２は、上部を除いた側部と底部が空間２０を介してカバー２１で包囲されている。

処理槽２内の被処理物１は、載せ台２２に載せられ、載せ台２２はモータ２３で回転駆動されるようになっている。これら載せ台２２とモータ２３で、被処理物１を回転させる回転機構２４が構成されている。

カバー２１の一方には熱風供給部２５が設けられ、この熱風供給部２５には熱風発生機４から熱風が供給されるようになっている。この熱風供給部２５に処理槽２を介して反対側のカバー２１の部分には、熱風を排出する熱風排出部２６が設けられている。これら熱風供給部２５、熱風発生機４及び熱風排出部２６により熱風供給排出機構２７が構成されている。熱風排出部２６から排出させる排出風を熱風発生機４に戻して循環させる帰還路２８が設けられている。

熱風供給部２５に対応した処理槽２には、該処理槽２の開口部２９を蓋３０で自動的に開閉する熱風入口開閉部３１が設けられている。熱風排出部２６に対応した処理槽２は、該処理槽２の開口部３２を蓋３３で自動的に開閉する熱風出口開閉部３４が設けられている。

カバー２１内で処理槽２には、該処理槽２内とカバー２１内を連通・遮断させるバルブ３５が設けられている。また、処理槽２には、該処理槽２内を外部に解放・遮断させるバルブ３６が設けられている。このバルブ３６を経て処理槽２の外部から、Ｎ2 等の高圧気体や外気等の任意の大気開放用ガスが供給されるようになっている。カバー２１には、このカバー２１内を大気に解放・遮断させるバルブ３７が設けられている。

処理槽２には、その内部の真空引きをする真空ポンプ５が接続されている。処理槽２と真空ポンプ５との間には、真空引きされた気体を冷却して液分を回収する液分回収機３９が設けられている。液分回収機３９は、液分回収タンク４０と、この液分回収タンク４０内で気体（蒸気）を冷却して液分を液化する冷却パイプ４１と、液分回収タンク４０内に回収された液体４２を外部に排出するドレインバルブ４３と、液体４２を外部に排出する際に液分回収タンク４０内を大気に開放する大気開放バルブ４４とで構成されている。処理槽２内の気体を液分回収タンク４０内に導く配管４５には、真空開閉バルブ４６が設けられている。

次に、このような真空乾燥装置を用いた真空乾燥方法について説明する。

動作に先立ち、バルブ３５，３６，３７，４６は閉じた状態にしておく。

図２に示すように熱風入口開閉部３１と熱風出口開閉部３４を閉じて、熱風発生機４からの熱風を熱風供給部２５を経てカバー２１内に供給して処理槽２を外側から加熱すると共に熱風排出部２６よりカバー２１の外に排出する。これにより、カバー２１内で処理槽２を外側から加熱する。熱風排出部２６より排出した熱風は、帰還路２８を介して熱風発生機４に戻して循環させる。

次に、開閉蓋３を開いて処理槽２内の載せ台２２の上に被処理物１を載せ、開閉蓋３を閉じる。かかる状態で、図３に示すように熱風入口開閉部３１と熱風出口開閉部３４を開いて処理槽２内に熱風を通して被処理物１を加熱する。この際に、回転機構２４により被処理物１を回転させる。

次に、熱風入口開閉部３１と熱風出口開閉部３４を閉じ、バルブ４６を開き、真空ポンプ５で処理槽２内を真空引きすると共にカバー２１内を通る熱風で処理槽２を外側から加熱する。真空引きされた気体（蒸気）は液分回収機３９に入り、冷却パイプ４１で冷却されて液分が液化されて液体４２となって冷却パイプ４１内の底部に溜まる。

所定の時間、真空乾燥した後、バルブ４６を閉じ、真空ポンプ５を停止させ、大気開放バルブ４４を開き、バルブ３５，３６を開く。この際に、バルブ３５の開によりカバー２１内の熱風が処理槽２内に入り、大気開放が可能になる。またこの際に、処理槽２内とカバー２１内とに圧力差が生ずるが、バルブ３７を開くことにより圧力差をなくすことができる。

また、バルブ４３を開き、回収した液体４２を液分回収タンク４０の外に排出する。

処理槽２内が大気圧になったなら、回転機構２４を停止させ、開閉蓋３を開き、乾燥した被処理物１を処理槽２内から取り出し、次の被処理物１を処理槽２内の載せ台２２に載せる。

この間も、処理槽２の外側はカバー２１内に供給されている熱風で加熱が継続されているので、熱風入口開閉部３１と熱風出口開閉部３４を開くことにより次の被処理物１の加熱を直ちに行うことができる。

なお、熱風排出部２６より排出した熱風は、熱風発生機４に戻さずに、大気中に放出する構成にすることもできる。

図４は本発明に係る真空乾燥装置を実施するための最良の形態の第２例を示した要部縦断面図である。なお、図１と対応する部分には、同一符号を付けて示している。

本例の真空乾燥装置では、処理槽２の内外面に複数の放熱フィン４７が突設されている。

このように処理槽２の内外面に複数の放熱フィン４７を突設すると、熱の伝達が良好に行われて処理槽２の熱効率を向上させることができる。

本発明に係る真空乾燥装置を実施するための最良の形態の第１例の概略構成を示す縦断面図である。 本例の真空乾燥装置でカバー内の処理槽の熱風入口開閉部と熱風出口開閉部を閉じた状態の横断面図である。 本例の真空乾燥装置でカバー内の処理槽の熱風入口開閉部と熱風出口開閉部を開いた状態の横断面図である。 本発明に係る真空乾燥装置を実施するための最良の形態の第２例を示した要部縦断面図である。 従来の真空乾燥装置の縦断面図である。

符号の説明

１ 被処理物
２ 処理槽
３ 開閉蓋
４ 熱風発生機
５ 真空ポンプ
６ 配管
７ バルブ
８ ノズル
９ 配管
１０ バルブ
１１ ノズル
１２ 配管
１３ バルブ
１４ 配管
１５ バルブ
１６ 配管
１７ リークバルブ
１８ 圧力計
１９ 真空計
２０ 空間
２１ カバー
２２ 載せ台
２３ モータ
２４ 回転機構
２５ 熱風供給部
２６ 熱風排出部
２７ 熱風供給排出機構
２８ 帰還路
２９ 開口部
３０ 蓋
３１ 熱風入口開閉部
３２ 開口部
３３ 蓋
３４ 熱風出口開閉部
３５，３６，３７ バルブ
３９ 液分回収機
４０ 液分回収タンク
４１ 冷却パイプ
４２ 液体
４３ ドレインバルブ
４４ 大気開放バルブ
４５ 配管
４６ 真空開閉バルブ
４７ 放熱フィン

Claims (8)

1. 乾燥すべき被処理物を収容する処理槽と、該処理槽を空間を介して包囲するカバーと、該カバーの一方の熱風供給部より熱風発生機の熱風を供給すると共に前記処理槽を介して反対側の前記カバーの他方の熱風排出部より前記熱風を排出する熱風供給排出機構と、前記熱風供給部に対応した前記処理槽に設けられた熱風入口開閉部と、前記熱風排出部に対応した前記処理槽に設けられた熱風出口開閉部と、前記処理槽に接続されてその内部の真空引きをする真空ポンプとを備えていることを特徴とする真空乾燥装置。
2. 前記熱風排出部から排出させる排出風を前記熱風発生機に戻す帰還路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の真空乾燥装置。
3. 前記処理槽と前記真空ポンプとの間に真空引きされた気体を冷却して液分を回収する液分回収機が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の真空乾燥装置。
4. 前記処理槽内と前記カバー内を連通・遮断させるバルブと、前記処理槽内を外部に解放・遮断させるバルブと、前記カバー内を大気に解放・遮断させるバルブとが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空乾燥装置。
5. 前記処理槽内で前記被処理物を回転させる回転機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空乾燥装置。
6. 前記処理槽の内外面に複数の放熱フィンが突設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の真空乾燥装置。
7. 乾燥すべき被処理物を収容する処理槽と、該処理槽を空間を介して包囲するカバーと、該カバーの一方の熱風供給部より熱風発生機の熱風を供給すると共に前記処理槽を介して反対側の前記カバーの他方の熱風排出部より前記熱風を排出する熱風供給排出機構と、前記熱風供給部に対応した前記処理槽に設けられた熱風入口開閉部と、前記熱風排出部に対応した前記処理槽に設けられた熱風出口開閉部と、前記処理槽に接続されてその内部の真空引きをする真空ポンプとを備えた真空乾燥装置を用い、
   前記熱風入口開閉部と前記熱風出口開閉部を閉じて、前記熱風発生機からの前記熱風を前記熱風供給部を経て前記カバー内に供給して前記処理槽を外側から加熱すると共に前記熱風排出部より前記カバーの外に排出し、
   次に前記熱風入口開閉部と前記熱風出口開閉部を開いて前記処理槽内に前記熱風を通して前記被処理物を加熱し、
   次に前記熱風入口開閉部と前記熱風出口開閉部を閉じて前記真空ポンプで前記処理槽内を真空引きすると共に前記カバー内を通る前記熱風で前記処理槽を外側から加熱することを特徴とする真空乾燥装置を用いた真空乾燥方法。
8. 前記熱風排出部より排出する前記熱風を前記熱風発生機に戻して循環させることを特徴とする請求項７に記載の真空乾燥装置を用いた真空乾燥方法。

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