JP2010272455A

JP2010272455A - 除湿除電装置

Info

Publication number: JP2010272455A
Application number: JP2009125154A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tanaka; 真田中; Katsumi Ebisu; 勝巳戎
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】被除電物（製品）が空気中の水分の付着により劣化するのを防ぎつつ、製品の静電気を除去することができる除湿除電装置を提供する。
【解決手段】部屋１４と、部屋１４に外気を除湿し供給する除湿機１２と、部屋１４と除湿機１２とを接続する除湿ダクト１６と、除湿ダクト１６の部屋１４と除湿機１２との間に接続されるイオンを発生させるイオン発生器２０と、から構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は除湿除電装置に係り、特に半導体製造工場やフラットパネルディスプレイを製造する製造工場のクリーンルーム内で発生する静電気を除去する除湿除電装置に関する。

従来、高性能化・高集積化が進む半導体デバイスや大型化が進むフラットパネルディスプレイの製造プロセスでは、静電気によるデバイスの破壊や塵埃の付着が問題となっている。

これらの静電気障害を防止するため、製造工程中の製造装置内部や搬送工程にイオンを含んだ空気を供給し、静電気を中和する除電装置が用いられる。また、このような製造プロセスでは、温度管理が重要である。

そこで、温度管理した空気をイオン化させる除電装置が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の除電装置は、温風又は冷風発生源からの温風又は冷風を、送風ダクト中に送り、送風ダクトの先端の吹出口より被除電物に供給することを特徴としている。

特開２００３−３６９９４号公報

しかしながら、特許文献１のような除電装置では、空気中の水分を取り除くことができないため、被除電物が空気中の水分の付着による劣化が問題となる有機デバイス等に対する静電気除去には適していないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被除電物（製品）が空気中の水分の付着により劣化するのを防ぎつつ、製品の静電気を除去することができる除湿除電装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、部屋と、前記部屋に外気を除湿し供給する除湿機と、前記部屋と前記除湿機とを接続する除湿ダクトと、前記除湿ダクトの前記部屋と前記除湿機との間に接続し、イオンを発生させるイオン発生器と、から構成されることを特徴とする除湿除電装置を提供する。

本発明によれば、外気を除湿する除湿機と除湿機が接続された部屋との間に、イオンを発生させるイオン発生器を配置することにより、部屋に除湿機で除湿された低露点空気とイオン発生器で発生されたイオンを供給することができるので、部屋内の被除電物（製品）が空気中の水分の付着により劣化するのを防ぎつつ、製品の静電気をイオンにより除去することができる。

この除湿除電装置において、前記除湿ダクトの前記除湿機と前記部屋との間の部分は、プラスイオンが添加されるプラスイオン除湿ダクトと、マイナスイオンが添加されるマイナスイオン除湿ダクトと、から成り、前記イオン発生器は、前記プラスイオン除湿ダクト途中に接続され、プラスイオンを発生させるプラスイオン発生器と、前記マイナスイオン除湿ダクト途中に接続され、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器と、から成ることが好ましい。

プラスイオンとマイナスイオンを別々のダクトで供給することで、ダクト内でのプラスイオンとマイナスイオンの再結合による減少を防ぐことができる。

また、本発明は、前記目的を達成するために、部屋と、前記部屋に外気を除湿し供給する除湿機と、前記部屋と前記除湿機とを接続する除湿ダクトと、前記部屋内の空気を循環する循環ダクトと、前記循環ダクトの途中に接続し、空気を循環させる送風機と、前記循環ダクトの前記送風機の下流に接続し、イオンを発生させるイオン発生器と、から構成されることを特徴とする除湿除電装置を提供する。

本発明によれば、部屋内の空気を循環する循環ダクトと、循環ダクト途中に接続し空気を循環させる送風機と、循環ダクトの送風機の下流に接続しイオンを発生させるイオン発生器を配置することにより、除湿機の給気風量を変えることなく、循環ダクトの風量を変化させることができるので、部屋に供給するイオン量を風量により変化させることができる。

この除湿除電装置において、前記循環ダクトは、プラスイオンが添加されるプラスイオン循環ダクトと、マイナスイオンが添加されるマイナスイオン循環ダクトと、から成り、前記イオン発生器は、前記プラスイオン循環ダクト途中に接続され、プラスイオンを発生させるプラスイオン発生器と、前記マイナスイオン循環ダクト途中に接続され、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器と、から成ることが好ましい。

部屋内の空気を循環させる際に、プラスイオンが添加されるプラスイオン循環ダクトと、マイナスイオンが添加されるマイナスイオン循環ダクトと、プラスイオン循環ダクト途中に接続しプラスイオンを発生させるプラスイオン発生器と、マイナスイオン循環ダクト途中に接続しマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器と、を配置することにより、プラスイオンとマイナスイオンを別々のダクトで供給することができるので、ダクト内でのプラスイオンとマイナスイオンの再結合による減少を防ぐことができる。

更に、前記プラスイオン循環ダクトの風量を調整するプラスイオン送風機と、前記マイナスイオン循環ダクトの風量を調整するマイナスイオン送風機と、前記部屋内の除電対象物の表面電位を測定する表面電位計と、前記表面電位計での測定値を前記プラスイオン送風機及び前記マイナスイオン送風機に伝達する信号線と、を有し、前記測定値によって前記プラスイオン及び前記マイナスイオンが前記除電対象物に到達する量を前記プラスイオン送風機及び前記マイナスイオン送風機で調整することが好ましい。

プラスイオン循環ダクトの風量を調整するプラスイオン送風機と、マイナスイオン循環ダクトの風量を調整するマイナスイオン送風機と、部屋内の被除電物（製品）の表面電位を測定する表面電位計と、表面電位計の測定値をプラスイオン送風機及びマイナスイオン送風機に伝達する信号線と、を配置することにより、被除電物の表面電位によってプラスイオン及びマイナスイオンの量を調整することができるので、被除電物の表面電位を低く保つことができる。

本発明によれば、被除電物（製品）が空気中の水分の付着により劣化するのを防ぎつつ、製品の静電気を除去することができる除湿除電装置を提供することができる。

本発明の除湿除電装置の第１の実施形態を示す図本発明の除湿除電装置の第１の実施形態の応用例を示す図本発明の除湿除電装置の第２の実施形態を示す図本発明の除湿除電装置の第２の実施形態の応用例を示す図図４の除湿除電装置の制御系を詳しく示す図イオン量と風量との関係を示す図表面電位と風量との関係を示す図図５の除湿除電装置で風量制御（調整）した場合の効果を示す図プラスイオン発生器の一例を示す図

以下、添付図面に従って、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の除湿除電装置の全体構成を示す概略図である。

図１に示すように、本実施形態の除湿除電装置１０は、主に、部屋１４と、部屋１４に外気を除湿し供給する除湿機１２と、部屋１４と除湿機１２とを接続する除湿ダクト１６と、除湿ダクト１６の除湿機１２と部屋１４との間に接続された、イオンを発生させるイオン発生器２０と、から構成されている。本実施形態において、イオン発生器２０は、プラスイオンとマイナスイオンを放出する。

除湿機１２から送られる低露点空気はイオン発生器２０でイオン化され、除湿ダクト１２を通って部屋１４に送られる。部屋１４内の製品２２はイオンを含んだ低露点空気により静電気を除去される。部屋１４内の空気は換気ダクト２４を通って除湿機１２に戻る。

このように、本発明では、部屋１４と除湿機１２との間にイオンを発生させるイオン発生器２０を配置することにより、部屋１４に低露点空気とイオンを供給することができるので、部屋１４内の被除電物（製品）２２が空気中の水分の付着により劣化するのを防ぎつつ、製品２２の静電気をイオンにより除去することができる。

次に、本発明の別の実施態様について説明する。

図２の本実施形態の除湿除電装置３０は、図１の除湿除電装置１０において、除湿機と部屋との間の除湿ダクト１６部分が、プラスイオンが添加されるプラスイオン除湿ダクト１６ａと、マイナスイオンが添加されるマイナスイオン除湿ダクト１６ｂと、から成り、イオン発生器２０が、プラスイオン除湿ダクト１６ａ途中に接続されたプラスイオンを発生させるプラスイオン発生器２０ａと、マイナスイオン除湿ダクト１６ｂ途中に接続されたマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器２０ｂと、から成っている。

除湿機１２から送られる低露点空気はプラスイオン発生器２０ａでプラスイオンを添加され、マイナスイオン発生器２０ｂでマイナスイオンを添加される。プラスイオンはプラスイオン除湿ダクト１６ａで、マイナスイオンはマイナスイオン除湿ダクト１６ｂで部屋１４に送られる。これによりダクト内でのプラスイオンとマイナスイオンの再結合による減少はなくなる。部屋１４内の製品２２はイオンを含んだ低露点空気により静電気を除去される。部屋内の空気は換気ダクト２４を通って除湿機１２に戻る。

図２の除湿除電装置３０のように、プラスイオンとマイナスイオンを別々のダクトで供給することで、ダクト内でのプラスイオンとマイナスイオンの再結合による減少を防ぐことができる。

更に、本発明の別の実施態様について説明する。

図３の本実施形態の除湿除電装置４０は、主に、部屋１４と、部屋１４に外気を除湿し供給する除湿機１２と、部屋と除湿機とを接続する除湿ダクト１６と、部屋内の空気を循環する循環ダクト２６と、循環ダクト２６の途中に接続し空気を循環させる送風機２８と、循環ダクト２６において送風機２８の下流に接続されたイオンを発生させるイオン発生器２０と、から構成されている。除湿機１２から送られる低露点空気は除湿ダクト１６を通って、部屋１４に送られる。部屋１４内の空気は、循環ダクト２６を通り、イオン発生器２０でイオン化され、部屋１４内に戻される。部屋１４内の製品２２はイオンを含んだ低露点空気により静電気を除去される。部屋１４内の空気は換気ダクト２４を通って除湿機１２に戻る。

このように、図３の除湿除電装置４０では、部屋内の空気を循環する循環ダクト２６と、循環ダクト２６途中に接続し空気を循環させる送風機２８と、循環ダクト２６の送風機２８の下流に接続されたイオンを発生させるイオン発生器２０を配置することにより、除湿機１２の給気風量を変えることなく、循環ダクト２６の風量を変化させることができるので、容易に部屋１４に供給するイオン量を風量により変化させることができる。

図４の本実施形態の除湿除電装置５０は、図３の除湿除電装置４０において、循環ダクト２６が、プラスイオンが添加されるプラスイオン循環ダクト２６ａと、マイナスイオンが添加されるマイナスイオン循環ダクト２６ｂと、から成り、イオン発生器２０が、プラスイオン循環ダクト２６ａ途中に接続されたプラスイオンを発生させるプラスイオン発生器２０ａと、マイナスイオン循環ダクト２６ｂ途中に接続されたマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器２０ｂと、から成っている。

そして、図４の除湿除電装置５０は、プラスイオン循環ダクト２６ａの風量を調整するプラスイオン送風機２８ａと、マイナスイオン循環ダクト２６ｂの風量を調整するマイナスイオン送風機２８ｂと、部屋１４内の製品（除電対象物）２２の表面電位を測定する表面電位計５２と、表面電位計５２での測定値をプラスイオン送風機２８ａ及びマイナスイオン送風機２８ｂに伝達する信号線５４と、を有し、表面電位計５２での測定値によってプラスイオン及びマイナスイオンが製品２２に到達する量をプラスイオン送風機２８ａ及びマイナスイオン送風機２８ｂで調整することができるように構成されている。

部屋１４内の空気を循環させる際に、図４のように、プラスイオンが添加されるプラスイオン循環ダクト２６ａと、マイナスイオンが添加されるマイナスイオン循環ダクト２６ｂと、プラスイオン循環ダクト途中に接続しプラスイオンを発生させるプラスイオン発生器２０ａと、マイナスイオン循環ダクト途中に接続しマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器２０ｂと、を配置することにより、プラスイオンとマイナスイオンを別々のダクトで供給することができるので、ダクト内でのプラスイオンとマイナスイオンの再結合による減少を防ぐことができる。

また、プラスイオン循環ダクト２６ａの風量を調整するプラスイオン送風機２８ａと、マイナスイオン循環ダクト２６ｂの風量を調整するマイナスイオン送風機２８ｂと、部屋１４内の被除電物（製品）２２の表面電位を測定する表面電位計５２と、表面電位計５２の測定値をプラスイオン送風機２８ａ及びマイナスイオン送風機２８ｂに伝達する信号線５４と、を配置することにより、被除電物（製品）の表面電位によってプラスイオン及びマイナスイオンの量を調整することができるので、被除電物の表面電位を低く保つことができる。

図５は、図４の本実施形態の除湿除電装置５０を更に具体的な例を示した図である。ところで、プラスイオン発生器２０ａとマイナスイオン送風機２８ｂで発生するプラスイオンとマイナスイオンの発生量は同じ印加電圧であっても一般的に異なることが知られている。したがって、プラスイオン送風機２８ａとマイナスイオン送風機２８ｂで風量を同じように調整しても、プラスイオンとマイナスイオンとでは製品２２に到達するイオン量が異なる。図６は、プラスイオンとマイナスイオンが風量に対してどの程度のイオン濃度になるかを調べたグラフである。イオン濃度は、もちろん、イオンを部屋１４に吹き出す吹出口の高さにもよる。このように、予め図６のようにプラスイオン及びマイナスイオンの風量との関係を調べ、このデータを基に制御を行う。なお、この風量と製品２２の表面電位との関係は図７のようになる。

具体的には、表面電位計５２での測定値を読み取り、制御装置５６で製品２２の表面電位から除電するのに必要なプラスイオンとマイナスイオンの量を計算し、プラスイオン送風機２８ａとマイナスイオン送風機２８ｂの風量を設定する。この風量の設定値からプラスイオン送風機２８ａとマイナスイオン送風機２８ｂの風量を可変できるインバータ５７ａ、５７ｂの制御を、プラスイオンの制御装置５６ａ、マイナスイオンの制御装置５６ｂで行う。プラスイオンの制御装置５６ａとマイナスイオンの制御装置５６ｂには、それぞれ風速計５８ａ、５８ｂで計測された実際の風量の値がフィードバックされる。フィードバックされた風量の値から、さらにインバータ５７ａ、５７ｂの制御を行い、所望の風量に設定される。制御装置５６、５６ａ、５６ｂの制御方法としては、例えば、ＰＩＤ制御が採用される。

図８は、実際に図５の制御系５４で制御したものとそうではないものとを比較したときの製品２２の除電状態を示したグラフである。なお、ここで、製品２２としてはガラス基盤１．２ｍ×１．２ｍを用い、除湿機１２では１００ｍ^３／ｈの風速で露点温度−９０℃の空気を部屋２２に送った。部屋２２は２ｍ×２ｍ×２．８ｍＨのドライブースとし、除湿ダクト１６、プラスイオン循環ダクト２６ａ、及び、マイナスイオン循環ダクト２６ｂはドライエアダクトΦ１００を用い、イオン発生器２０ａ、２０ｂでイオンを放電する放電線としてはタングステンΦ０．１ｍｍを用いた。

そして、（ｉ）プラスイオンの風量とマイナスイオンの風量をそれぞれ２００ｍ^３／ｈで固定して除電したもの、（ｉｉ）プラスイオンの風量を５０ｍ^３／ｈ、マイナスイオンの風量を３５０ｍ^３／ｈで固定して除電したもの、（ｉｉｉ）図５に示した制御系で風量制御したもの、について比較した。

図８から分かるように、（ｉ）では除電するのに時間がかかり、（ｉｉ）では製品（ガラス基盤）に逆帯電してしまうが、（ｉｉｉ）では早く除電することができる。

以上説明したように、図１〜図４の除湿除電装置により、被除電物（製品）が空気中の水分の付着により劣化するのを防ぎつつ、製品の静電気を除去することができる。

なお、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神又は主要な特徴から逸脱することなく他のさまざまな形で実施することができる。

例えば、プラスイオン発生器２０ａやマイナスイオン発生器２０ｂは、図９のように構成することもできる。

プラスイオン発生器２０ａやマイナスイオン発生器２０ｂは、図９（ａ）に示すように、プラスイオン又はマイナスイオンを発生するイオン発生部５８と、このイオン発生部５８を内部に設置する放電部ダクト６０と、放電部ダクト６０の上流側に接続する上流部ダクト６２と、放電部ダクト６０の下流側に接続する下流部ダクト６４と、放電部ダクト６０に接続される放電部電源６６と、上流部ダクト６２に接続される上流部電源６８と、下流部ダクト６４に接続される下流部電源７０と、から構成されている。なお、図９（ａ）は、イオン発生部５８でプラスイオンを発生している図を示している。

ここで、図９のプラスイオン発生器２０ａは、プラスイオン除湿ダクト１６ａ（プラスイオン循環ダクト２６ａ）、放電部ダクト６０、上流部ダクト６２、下流部ダクト６４のダクト径を同径とする。放電部ダクト６０、上流部ダクト６２、下流部ダクト６４のダクト径を、プラスイオン除湿ダクト１６ａ（プラスイオン循環ダクト２６ａ）と同径にすることにより、プラスイオン発生器２０ａとプラスイオン除湿ダクト１６ａ（プラスイオン循環ダクト２６ａ）の接続部での気流の乱れやイオンのイオン発生チャンバ内面との接触が低減され、イオン量の減少を抑制することが可能となる。

そして、図９のプラスイオン発生器２０ａは、放電部ダクト６０、上流部ダクト６２、及び、下流部ダクト６４の電圧を、それぞれのダクトに設けられた放電部電源６６、上流部電源６８、及び、下流部電源７０で制御する。放電部ダクト６０、上流部ダクト６２、及び、下流部ダクト６４の電圧制御により、放電部ダクト内、上流部ダクト内、及び、下流部ダクト内の電界を制御し、電界によりイオンにイオン搬送部ダクト方向の力を加えて、イオン量を増加させることができる。図９（ａ）のプラスイオン発生器２０ａは、図９（ｂ）に示すように放電線であり、その放電線に設けられた高圧直流電源７２によってプラスイオンを放出するように構成されている。この放電線は、放電部ダクト６０の中心であって放電部ダクトの長さ方向に配置され、コロナ放電によりプラスイオンを発生する。

なお、放電部電源６６、上流部電源６８、及び、下流部電源７０の電圧は、イオン発生部５８でプラスイオンを発生するときには＋１〜＋５ｋＶの範囲、マイナスイオンを発生するときには−１〜−５ｋＶの範囲が好ましい。また、プラスイオン発生器２０ａ又はマイナスイオン発生器２０ｂが放電線の場合、高圧直流電源７２の電圧は、プラスイオンを発生するときには＋６〜＋３０ｋＶの範囲、マイナスイオンを発生するときには−６〜−３０ｋＶの範囲が好ましい。プラスイオン又はマイナスイオンを発生させる方法としては、図９では放電線を用いているが、放電針や平面電極などの他の形状の放電電極を用いても良い。

１０…除湿除電装置、１２…除湿機、１４…部屋、１６…除湿ダクト、１６ａ…プラスイオン除湿ダクト、１６ｂ…マイナスイオン除湿ダクト、２０…イオン発生器、２０ａ…プラスイオン発生器、２０ｂ…マイナスイオン発生器、２２…製品、２４…換気ダクト、２６…循環ダクト、２６ａ…プラスイオン循環ダクト、２６ｂ…マイナスイオン循環ダクト、２８…送風機、２８ａ…プラスイオン送風機、２８ｂ…マイナスイオン送風機、３０…除湿除電装置、４０…除湿除電装置、５０…除湿除電装置、５２…表面電位計、５４…信号線（制御系）、６０…放電部ダクト、６２…上流部ダクト、６４…下流部ダクト、６６…放電部電源、６８…上流部電源、７０…下流部電源、７２…高圧直流電源

Claims

部屋と、
前記部屋に外気を除湿し供給する除湿機と、
前記部屋と前記除湿機とを接続する除湿ダクトと、
前記除湿ダクトの前記部屋と前記除湿機との間に接続し、イオンを発生させるイオン発生器と、
から構成されることを特徴とする除湿除電装置。
前記除湿ダクトの前記除湿機と前記部屋との間の部分は、
プラスイオンが添加されるプラスイオン除湿ダクトと、
マイナスイオンが添加されるマイナスイオン除湿ダクトと、から成り、
前記イオン発生器は、
前記プラスイオン除湿ダクト途中に接続し、プラスイオンを発生させるプラスイオン発生器と、
前記マイナスイオン除湿ダクト途中に接続し、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器と、から成ることを特徴とする請求項１に記載の除湿除電装置。
部屋と、
前記部屋に外気を除湿し供給する除湿機と、
前記部屋と前記除湿機とを接続する除湿ダクトと、
前記部屋内の空気を循環する循環ダクトと、
前記循環ダクトの途中に接続し、空気を循環させる送風機と、
前記循環ダクトの前記送風機の下流に接続し、イオンを発生させるイオン発生器と、から構成されることを特徴とする除湿除電装置。
前記循環ダクトは、
プラスイオンが添加されるプラスイオン循環ダクトと、
マイナスイオンが添加されるマイナスイオン循環ダクトと、から成り、
前記イオン発生器は、
前記プラスイオン循環ダクト途中に接続し、プラスイオンを発生させるプラスイオン発生器と、
前記マイナスイオン循環ダクト途中に接続し、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器と、から成ることを特徴とする請求項３に記載の除湿除電装置。
前記プラスイオン循環ダクトの風量を調整するプラスイオン送風機と、
前記マイナスイオン循環ダクトの風量を調整するマイナスイオン送風機と、前記部屋内の除電対象物の表面電位を測定する表面電位計と、
前記表面電位計での測定値を前記プラスイオン送風機及び前記マイナスイオン送風機に伝達する信号線と、を有し、
前記測定値によって前記プラスイオン及び前記マイナスイオンが前記除電対象物に到達する量を前記プラスイオン送風機及び前記マイナスイオン送風機で調整することを特徴とする請求項４に記載の除湿除電装置。