JP2755340B2 - Radiation control system and radiation control method - Google Patents

Radiation control system and radiation control method

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JP2755340B2 JP4272287A JP27228792A JP2755340B2 JP 2755340 B2 JP2755340 B2 JP 2755340B2 JP 4272287 A JP4272287 A JP 4272287A JP 27228792 A JP27228792 A JP 27228792A JP 2755340 B2 JP2755340 B2 JP 2755340B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は放射制御システム及び放
射制御方法に関し、特に放射装置を自動的に制御するシ
ステム及び方法について、マイクロ波放射によつて溶剤
を蒸発させた後にマイクロ波放射により前駆物質をイミ
ド化して溶剤内に溶けているポリアミド酸前駆物質から
ポリイミド重合体を得る場合のような物理的プロセス及
び化学反応にマイクロ波放射を適用する際に適用して好
適なものである。またこのシステムはコンピユータ制御
システムである。さらに本発明は前駆物質にマイクロ波
放射を適用してイミド化の速度及び程度を自動的に制御
し、かつオペレータの介入なしにそのままの位置におけ
る非破壊試験法によつてイミド化の程度の終点を正確に
決定する自動的方法及びシステムである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation control system and a radiation control method, and more particularly to a system and a method for automatically controlling a radiation device, wherein a solvent is evaporated by microwave radiation and then precursored by microwave radiation. It is suitable for application when applying microwave radiation to physical processes and chemical reactions, such as when a substance is imidized to obtain a polyimide polymer from a polyamic acid precursor dissolved in a solvent. This system is a computer control system. Further, the present invention applies microwave radiation to the precursor to automatically control the rate and degree of imidization, and to terminate the degree of imidization by in situ non-destructive testing without operator intervention. An automatic method and system for accurately determining

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロ回路のような集積回路の製造に
おいては、絶縁層は回路を覆うように設けられるか又は
サンドイツチ構造となるように用いられる。これらの絶
縁層はポリイミドフイルムを含む場合がある。このよう
に使用される従来のポリイミドはポリアミド酸基、ポリ
アミドエステル基又はそれらの組合わせを含む前駆物質
から作られる。この前駆物質はダイアンハイドライド(d
ianhydride) 及びジアミンの反応又はジエステル−二酸
二塩化物(diester-diacid dichloride) 及びジアミンの
反応によつて作られる。生成された前駆物質は通常の有
機溶剤に可溶であり、溶解して、種々の基板に被覆とし
て適用することができる。基板を被覆した後、被覆され
た基板に通常は熱を加えることによつて溶剤を取り除
き、さらに加熱して前駆物質をポリイミドフイルムに転
化する。このイミド化反応の生成物として水又はアルコ
ールの放出を伴う。得られたポリイミドフイルムは従来
の溶剤に容易には溶解せず極めて強く、優れた高温特性
を有し、大多数の基板に接着させることができる。この
傑出した物理的性質のために、ポリイミド樹脂は被覆の
用途に広範に使用されている。上述の反応におけるポリ
イミドの欠点の1つは最終的な機械的特性を発揮するま
でに長い硬化時間が必要なことであり、一般にこれは薄
いフイルムの場合に10ないし12時間にも達することがあ
る。
2. Description of the Related Art In the manufacture of integrated circuits such as microcircuits, an insulating layer is provided over the circuit or is used to form a San-Germanic structure. These insulating layers may include a polyimide film. Conventional polyimides used in this way are made from precursors containing polyamic acid groups, polyamide ester groups, or combinations thereof. This precursor is dianhydride (d
It is made by the reaction of ianhydride and diamine or the reaction of diester-diacid dichloride and diamine. The resulting precursor is soluble in common organic solvents and can be dissolved and applied as a coating to various substrates. After coating the substrate, the coated substrate is stripped of solvent, usually by applying heat, and further heated to convert the precursor to a polyimide film. This imidization reaction involves the release of water or alcohol as a product. The obtained polyimide film is not easily dissolved in a conventional solvent, is extremely strong, has excellent high-temperature characteristics, and can be adhered to most substrates. Due to their outstanding physical properties, polyimide resins are widely used in coating applications. One of the disadvantages of polyimides in the above reactions is that they require a long cure time to achieve their final mechanical properties, which can generally be as long as 10 to 12 hours for thin films. .

【0003】上述したようにこの前駆物質は反応の副産
物として水又はアルコールを放出してポリイミドに転化
される。通常このイミド化は約 150〔℃〕で始まるが、
脱水処理と呼ばれることがあるこの処理を完了するには
約 300〔℃〕の温度が必要であり、さらに幾つかのポリ
イミドの秩序転移処理を完了するには 400〔℃〕の温度
が必要となる。
As mentioned above, this precursor is converted to polyimide by releasing water or alcohol as a by-product of the reaction. Usually this imidation starts at about 150 ° C,
This process, which is sometimes referred to as dehydration, requires a temperature of about 300 ° C to complete, and a temperature of 400 ° C to complete some polyimide ordering processes. .

【0004】ポリイミド樹脂を形成するこの脱水処理に
よるポリアミド酸硬化においては、転化されつつあるポ
リアミド酸の全断面にわたる均一加熱を確保するよう注
意を払わなければならず、これはいつでも容易に達成で
きるものではない。例えばポリアミド酸フイルムが従来
の炉の中で加熱される場合にはフイルムはその最も外側
の面から内部に向かつて硬化し、硬化処理が余りに早く
進行した場合、フイルムの外側は、(1)中心部よりも
相当に早く硬化してその結果空隙を生ずる可能性があ
り、(2)係数の低下、膨張、溶剤吸収及びCTE(熱
膨張率)の増進のような機械的特性の劣化を招くことに
なる。
In curing the polyamic acid by this dehydration treatment to form the polyimide resin, care must be taken to ensure uniform heating over the entire cross section of the polyamic acid being converted, which can be easily achieved at any time. is not. For example, if the polyamic acid film is heated in a conventional furnace, the film will cure from its outermost surface toward the interior, and if the curing process proceeds too quickly, the exterior of the film will have (1) a center. May cure much faster than the part, resulting in voids, and (2) degrading mechanical properties such as reduced modulus, expansion, solvent absorption and enhanced CTE (coefficient of thermal expansion). become.

【0005】従来の技術はポリアミド酸前駆物質をポリ
イミドに転化するためにマイクロ波放射を使用すること
に関する一般的な開示を含んでいる(米国特許第 4,30
5,796号及び米国特許第 4,439,381号並びに米国特許第
4,681,654号)が、実際には前駆物質の50%以上をポリ
イミドに転化することは達成されていない。
The prior art includes general disclosures about using microwave radiation to convert a polyamic acid precursor to a polyimide (US Pat. No. 4,30,30).
5,796 and U.S. Pat.No. 4,439,381 and U.S. Pat.
No. 4,681,654), however, has not been achieved in practice to convert more than 50% of the precursor to polyimide.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ポリアミド酸からポリ
イミドへのマイクロ波硬化において遭遇する問題点は大
部分、用いられるマイクロ波装置に起因するものと考え
られている。この関連で従来用いられているマイクロ波
装置はその動作において「家庭用電子レンジ」と同様で
あり、すなわちマイクロ波放射をチヤンバ内に結合する
1つ又は2つ以上の磁電管(マグネトロン)をもつ大き
な多モードチヤンバである。一般的にこれらのシステム
はフルパワーで動作させて、これをオンオフすることに
より調節するものであるから、「パルス状」放射処理の
形式となる。この装置は移動に伴つて空間的に変化する
均一でないマイクロ波フイールド及び又は部分的硬化並
びに蒸発及び硬化の速度を制御することの困難さなどの
欠点を有する。これは微小レベルにおける不均一硬化を
生じさせることがあり、この材料は硬化の際に収縮する
ので、フイルム内の局部的歪みを増すことになる。さら
に溶剤の蒸発を制御することは困難なのでフイルムの品
質が劣つたものとなり、こうした構成においては十分に
高い電界強度(出力密度)を得てポリイミドの完全な硬
化又はほぼ完全な硬化を得ることは困難である。上述の
米国特許第 4,305,796号及び米国特許第4,439,381号は
この点に関連してマイクロ波放射のショートバーストの
使用について述べている。
It is believed that the problems encountered in the microwave curing of polyamic acids to polyimides are largely due to the microwave equipment used. Microwave devices conventionally used in this connection are similar in operation to "household microwave ovens", i.e. have one or more magnetrons that couple the microwave radiation into a chamber. It is a big multi-mode chamber. Generally, these systems operate at full power and are adjusted by turning them on and off, thus providing a form of "pulsed" radiation treatment. This apparatus has disadvantages such as non-uniform microwave fields that vary spatially with movement and / or partial curing and difficulty in controlling the rate of evaporation and curing. This can cause non-uniform curing at the microscopic level, and the material shrinks upon curing, thus increasing local distortion in the film. Further, it is difficult to control the evaporation of the solvent, so that the quality of the film is inferior. In such a configuration, it is not possible to obtain a sufficiently high electric field strength (power density) to obtain a complete or almost complete cure of the polyimide. Have difficulty. The above-mentioned US Pat. Nos. 4,305,796 and 4,439,381 describe in this regard the use of short bursts of microwave radiation.

【0007】かくしてマイクロ波硬化に伴つて遭遇する
困難に対する従来の技術の解決法はポリアミド酸からポ
リイミドへの部分的なイミド化にマイクロ波処理を用い
て、その後、得られた生成物をマイクロ波放射以外の手
段によつて加熱するものである。
[0007] Thus, prior art solutions to the difficulties encountered with microwave curing use microwave treatment for the partial imidization of polyamic acid to polyimide, after which the resulting product is microwaved. It is heated by means other than radiation.

【0008】従来の技術において遭遇する他の困難のう
ちの1つは、ポリアミド酸からポリイミドへのイミド化
の程度の確認にそのままの自然の位置で試験する手段を
用いることができないことである。生成物はイミド化反
応環境から除去されて、生成物中のカルボン酸基を確認
するために湿式分析法によつて又はFTIR分光分析及
びそれに類する分析法のような他の試験方法によつて試
験されなければならない。
One of the other difficulties encountered in the prior art is the inability to use in-situ natural means of testing to determine the degree of imidization of polyamic acid to polyimide. The product is removed from the imidation reaction environment and tested by wet analysis or other test methods such as FTIR spectroscopy and the like to identify carboxylic acid groups in the product. It must be.

【0009】またマイクロ波放射を用いるこれらの従来
の技術の方法は部分的イミド化からほぼ完全なイミド化
までの範囲に亘つてポリアミド酸からポリイミドへのイ
ミド化の速度及び程度を正確に制御することにより、イ
ミド化された生成物の機械的特性を最適化するには有用
ではない。
Also, these prior art methods using microwave radiation precisely control the rate and extent of polyimidic acid to polyimide imidization over a range from partial imidization to almost complete imidization. This is not useful for optimizing the mechanical properties of the imidized product.

【0010】またカプトン(Kapton、登録商標)ポリイ
ミドを覆う金属並びに金属配線及び金属パツドを伴うア
ルミナのような種々の金属酸化物又は金属含有PCボー
ドなどの基板上にポリイミド前駆物質が配設されたとき
に、このポリイミド前駆物質材料をマイクロ波放射に暴
露する従来の技術の方法の中にも開示されていない。通
常金属パツド間にアークが生じてパツド及び誘電体材料
を害するものとみなされている。
Also, a polyimide precursor is provided on a substrate such as a metal covering Kapton® polyimide and various metal oxides or metal-containing PC boards such as alumina with metal wiring and metal pads. At times, it is not disclosed in prior art methods of exposing this polyimide precursor material to microwave radiation. It is generally considered that an arc is created between the metal pads, harming the pads and the dielectric material.

【0011】本発明の装置においては単一モードマイク
ロ波アプリケータ内にワークピースが保持される。この
マイクロ波アプリケータをこれ以降は空洞と呼ぶ。放射
を適用した結果、ワークピースの物理的特性は変化する
が、反射されるマイクロ波出力を最小にすることによつ
て同調状態に維持される。またワークピースの温度対時
間の進捗状況は監視され、放射強度を制御することによ
つて予め定めたスケジユール通りになるように制御され
る。
[0011] In the apparatus of the present invention, the workpiece is held in a single mode microwave applicator. This microwave applicator is hereinafter referred to as a cavity. As a result of the application of the radiation, the physical properties of the workpiece change, but remain tuned by minimizing the reflected microwave power. The progress of the temperature of the workpiece versus time is monitored and controlled by controlling the radiation intensity so as to meet a predetermined schedule.

【0012】本発明の装置においては空洞内のワークピ
ースの温度対時間の進捗状況は監視され、放射強度を制
御することによつて予め定めたスケジユール通りに制御
されると同時に、放射を適用した結果としてワークピー
スの物理的特性はその時に変化するが、同時にワークピ
ースに対する放射源及び空洞シヨートの位置を変えるこ
とによつてその同一の空洞が同調状態に維持される。空
洞のQは監視され、温度−Qの履歴からワークピースが
何時予め定めた物理的状態に到達したかを確認し、放射
の適用を何時停止するかを決定する。従来の技術の方法
はこれらの様式の手続を手動により制御し、最善の場合
でもほんの部分的に自動化した制御を行うにすぎない。
本発明は完全に自動化した制御プロセスを提供する。
In the apparatus of the present invention, the progress of the temperature versus time of the workpiece in the cavity is monitored and controlled according to a predetermined schedule by controlling the radiation intensity while applying the radiation. As a result, the physical properties of the workpiece will then change, but at the same time changing the position of the radiation source and the cavity shot relative to the workpiece will keep that same cavity in tune. The cavity Q is monitored to determine from the temperature-Q history when the workpiece has reached a predetermined physical state and to determine when to stop applying radiation. Prior art methods control these types of procedures manually, and at best provide only partially automated controls.
The present invention provides a fully automated control process.

【0013】米国特許第 4,324,965号に開示されている
方法は、導波管内のトリプルスタブ同調器の動きを自動
化し、2つのスタブを異なる速度で同時に動かすもので
ある。これに比べ本発明は2つの軸を独立の速度で独立
の距離だけ独立に動かすのでかなり改善されている。
The method disclosed in US Pat. No. 4,324,965 automates the movement of a triple stub tuner in a waveguide and moves the two stubs at different speeds simultaneously. In comparison, the present invention is a significant improvement by moving the two axes independently at independent speeds and at independent distances.

【0014】米国特許第 4,667,076号はシリコンウエー
ハのアニール処理装置を説明しており、この装置は温度
及びガス環境を制御する要素を有する。幅射放出ホーン
を使用しているのでチヤンバを同調させる必要がない。
終点の検出に関してはいかなる教示も示唆もなされてい
ない。
US Pat. No. 4,667,076 describes an apparatus for annealing silicon wafers, which includes elements for controlling the temperature and gaseous environment. There is no need to tune the chamber because it uses a wide discharge horn.
No teaching or suggestion is made regarding endpoint detection.

【0015】米国特許第 4,760,228号は押出し成形機か
ら引き渡されるもののマイクロ波加熱について述べてい
るが、組込み式の制御要素は存在しない。反射される出
力はシステム設計により最小となるが、制御することは
できない。温度はマイクロ波出力を予め定めた値に固定
することによつて定常状態に調節される。
US Pat. No. 4,760,228 describes microwave heating, albeit delivered from an extruder, but there is no built-in control element. The reflected power is minimized by the system design but cannot be controlled. The temperature is adjusted to a steady state by fixing the microwave power to a predetermined value.

【0016】従つて本発明の目的はワークピースに放射
を適用する完全に自動的なシステムを提供することによ
り、何時ワークピースが予め定めた物理的状態に達した
かを確認し、放射の適用を何時停止すべきかを自動的に
決定することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fully automatic system for applying radiation to a workpiece to determine when a workpiece has reached a predetermined physical state and to apply the radiation. Automatically determine when to stop.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、空洞内にあるワークピースへの放
射の適用を制御するシステム30において、現在の時間
を追跡する時間追跡手段と、放射の適用された強度を示
す順方向パワー信号を受け取る手段と、放射の反射され
た強度を示す反射パワー信号を受け取る手段と、ワーク
ピースの温度を示す温度信号を受け取る手段と、反射強
度/順方向強度で与えられるαを予め定めたα値よりも
小さくし、αの現在の値が現在の時間に対応するように
なされたα最小化手段と、放射の強度を示す強度信号を
発生することにより、温度を予め定めた温度とほぼ等し
くなるように制御する温度制御手段と、上記ワークピー
スに対するQ(Qは共振周波数と、共振出力の半分の値
における周波数幅との比をいう)の現在値を確認する手
段と、上記ワークピースが予定の物理的状態に到達した
か否かを上記Qの現在値及び上記温度の現在値から決定
する手段と、上記ワークピースが上記予定の最終的な物
理的状態に到達したとき上記システムの動作を終了させ
る終了信号を発生する手段と、を設けるようにする。
According to the present invention, there is provided a system for controlling the application of radiation to a workpiece within a cavity, comprising: a time tracking means for tracking a current time; Means for receiving a forward power signal indicative of the applied intensity of the radiation, means for receiving a reflected power signal indicative of the reflected intensity of the radiation, means for receiving a temperature signal indicative of the temperature of the workpiece, and reflected intensity / forward. Α given by the intensity is smaller than a predetermined α value, α minimizing means adapted so that the current value of α corresponds to the current time, and by generating an intensity signal indicating the intensity of the radiation Temperature control means for controlling the temperature to be substantially equal to a predetermined temperature; Means for confirming the current value of the workpiece; determining whether or not the workpiece has reached a predetermined physical state from the current value of Q and the current value of the temperature; Means for generating an end signal for terminating the operation of the system when the predetermined final physical state is reached.

【0018】[0018]

【作用】本発明の特徴はワークピースの物理的パラメー
タは放射への暴露によつて変化するが、ワークピースを
含む空洞を共振状態に維持するシステムである。一段と
特定的な本発明の特徴は空洞内のワークピースに放射を
適用するシステムである。このシステムは空洞のQを示
す第1の信号を発生する手段と、ワークピースに適用さ
れる放射の強度を示す第2の信号を発生する手段と、ワ
ークピースの温度の変化速度を示す第3の信号を発生す
る手段と、第1、第2、第3及び第4の信号に応答して
空洞内の放射強度の値を示す信号を発生し、かつ空洞を
共振状態に維持する手段とを有する。
SUMMARY OF THE INVENTION A feature of the present invention is a system for maintaining the cavity containing a workpiece in resonance, while the physical parameters of the workpiece change with exposure to radiation. A more particular feature of the present invention is a system for applying radiation to a workpiece in a cavity. The system includes means for generating a first signal indicative of the Q of the cavity, means for generating a second signal indicative of the intensity of radiation applied to the workpiece, and a third means indicative of a rate of change of the temperature of the workpiece. Means for generating a signal indicative of the value of the radiation intensity in the cavity in response to the first, second, third and fourth signals, and means for maintaining the cavity in resonance. Have.

【0019】一段と特定的な本発明の他の特徴において
は第1、第2、第3及び第4の信号はコンピユータ内の
信号であり、コンピユータはこれらの信号に応答して空
洞内の放射強度の値を示すと共に、空洞を共振状態に維
持する信号を発生する。
In another more particular aspect of the present invention, the first, second, third and fourth signals are signals in a computer, and the computer responds to these signals by radiating intensity within the cavity. And generates a signal that maintains the cavity in resonance.

【0020】[0020]

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

【0021】便宜上、主としてポリアミド酸をポリイミ
ドに硬化させる場合の本発明の使用について説明する。
しかしながら本発明はこうした使用に限られるものでは
ない。本発明は物理的プロセス及び化学反応に対し制御
された手法でマイクロ波放射を適用してこれらの処理か
ら最短時間内にほぼ欠陥のない製品を得ることを含む。
For convenience, the use of the present invention in the case of curing a polyamic acid into a polyimide will be mainly described.
However, the invention is not limited to such use. The present invention involves applying microwave radiation in a controlled manner to physical processes and chemical reactions to obtain near defect-free products from these processes in a minimum amount of time.

【0022】マイクロ波放射の周波数はそれが試料によ
つて吸収されるように選択され、また電界強度Eは電界
強度Eで照射したときに得られる製品が最適の特性をも
つように経験的に求められた最小値(Emin )及び最大
値(Emax )間に選択される。この方法は例えばポリイ
ミド前駆物質からの溶剤除去又はセラミツク原料からの
水除去などの試料乾燥のような物理的プロセス及び又は
ポリイミド前駆物質のイミド化及びセラミツク原料の硬
化などの化学プロセスに適用することができる。
The frequency of the microwave radiation is selected so that it is absorbed by the sample, and the electric field strength E is empirically determined so that the product obtained when irradiated with the electric field strength E has optimal properties. A choice is made between the determined minimum (Emin) and maximum (Emax). This method can be applied to physical processes such as sample drying such as solvent removal from polyimide precursors or water removal from ceramic raw materials, or chemical processes such as imidization of polyimide precursors and curing of ceramic raw materials. it can.

【0023】また本発明は最短時間内にほぼ欠陥のない
製品を得るように硬化の質のフアクタ「Z」(後に定義
する)に基づいて、マイクロ波出力が時間と共に変化す
る調整可能なマイクロ波空洞内においてこうした物理的
プロセス及び化学反応にマイクロ波放射を適用すること
を含んでいる。Zフアクタすなわち硬化フラクシヨンは
本発明が適用される物理的プロセス又は化学反応などの
反応の完了すなわち硬化の質を意味する。
The present invention also provides a tunable microwave whose microwave output varies with time based on a cure quality factor "Z" (defined below) to obtain a substantially defect free product in a minimum amount of time. It involves applying microwave radiation to such physical processes and chemical reactions within the cavity. Z factor or cure fraction refers to the completion or cure quality of a reaction, such as a physical process or chemical reaction, to which the present invention applies.

【0024】物理的プロセス又は化学反応にマイクロ波
放射を適用して硬化の質のフアクタすなわちZに対する
予め定めた値を得る。調整可能なマイクロ波空洞におい
てZはQフアクタ(質フアクタとも呼ぶ)とシステムの
温度との関数である。Qフアクタはプロセスに適用され
るマイクロ波放射の吸収に基づいており、幾つもの周波
数すなわち空洞の種々の高さにおけるシステム内の印加
マイクロ波出力及び反射マイクロ波出力の比較によつて
計測される。またQフアクタは空洞内のワークピースに
ついての誘電損率に関わる。一般的にQフアクタは共振
周波数と共振の半分の高さにおける幅との比をとること
によつて共振空洞の周波数掃引から算出される。また一
定の周波数を使用し空洞の高さを変える方法もある。Q
フアクタと呼ぶ値を確認する場合には後者の手法を用い
るのが普通であり、最も簡単な様式においては共振点か
ら、予め選択した量例えば順方向出力の30〔%〕の反射
マイクロ波出力を生ずる点までの同調デイツプの幅を用
いて確認する。反射マイクロ波出力が最小(すなわち最
大限の量のマイクロ波出力が空洞内に伝送されることに
より、乾燥され硬化されている試料によつて吸収され、
最小限の量のマイクロ波出力がシステムによつて反射さ
れる)である場合、このシステムは臨界結合すなわち共
振の状態にあると言われ、これは望ましい状態である。
Qフアクタはシステムの物理的状態の変化及び温度に伴
つて変化する(すなわち、化学的及び又は物理的な変化
に起因して誘電率が変化する)ので、Qフアクタ自身が
単独で化学反応又は物理的プロセスへのマイクロ波放射
の適用から最大の結果を得るための十分な基盤を提供す
ることはない。従つて本発明はシステムの温度及びQフ
アクタの関数であるシステムのZを用いて、時間の経過
に伴つて(Zに基づいて)マイクロ波出力をどのように
変化させるべきかの指示を与えることにより、予め定め
た程度に正確に処理された製品を最小限の時間内で製造
する。従つてマイクロ波出力は最小限の時間内でほぼ欠
陥のない物質を製造し得るような方法によりZに基づい
て時間とともに変化し、物理的プロセス(例えば乾燥す
なわち溶剤除去)又は化学的プロセス(例えばセラミツ
ク材料の重合又は硬化)内でこの出力が適用される。
The application of microwave radiation to a physical process or chemical reaction provides a cure quality factor, ie, a predetermined value for Z. In a tunable microwave cavity, Z is a function of the Q factor (also called the quality factor) and the temperature of the system. The Q factor is based on the absorption of microwave radiation applied to the process and is measured by comparing the applied and reflected microwave powers in the system at several frequencies, ie, at various heights of the cavity. The Q factor also relates to the dielectric loss factor for the workpiece in the cavity. Generally, the Q factor is calculated from the frequency sweep of the resonant cavity by taking the ratio of the resonant frequency to the width at half the height of the resonance. There is also a method of changing the height of the cavity using a constant frequency. Q
The latter method is generally used to check the value called a factor. In the simplest form, the reflected microwave output of a preselected amount, for example, 30% of the forward output, is calculated from the resonance point. Check using the width of the tuning dip to the point where it occurs. The reflected microwave power is minimized (ie, the maximum amount of microwave power is transmitted into the cavity, thereby being absorbed by the dried and cured sample;
If the minimum amount of microwave power is reflected by the system), the system is said to be in critical coupling or resonance, which is the desired state.
Because the Q factor changes with changes in the physical state of the system and with temperature (ie, the dielectric constant changes due to chemical and / or physical changes), the Q factor itself is itself a chemical or physical reaction. It does not provide a sufficient basis for maximizing results from the application of microwave radiation to dynamic processes. Thus, the present invention uses the system Z, which is a function of the system temperature and Q factor, to provide an indication of how to change the microwave power over time (based on Z). Produces a product that has been processed accurately to a predetermined extent within a minimum amount of time. Thus, the microwave power varies over time based on Z in such a way as to be able to produce a substantially defect-free material in a minimum amount of time, and can be a physical process (eg, drying or solvent removal) or a chemical process (eg, This output is applied within the polymerization or curing of the ceramic material).

【0025】このシステムに関して(空洞などのマイク
ロ波装置と、前駆物質を乗せる基板と、イミド化の程度
によるが前駆物質及び又はポリイミドとに基づいて)Q
フアクタが確認され、これを試料温度と組み合わせて前
駆物質がほぼ完全にイミド化された時期又は何らかの程
度の部分的イミド化に到達した時期を指示する。従つて
イミド化が適度に正確な予定した終点に制御されること
ができると共に、ポリイミドをマイクロ波装置から除去
したり破壊的試験方法を用いたりせずにポリイミドへの
イミド化の程度を計測することができる。
With respect to this system (based on a microwave device such as a cavity, a substrate on which the precursor is loaded, and a precursor and / or polyimide depending on the degree of imidization)
Factors are identified and combined with the sample temperature to indicate when the precursor is almost completely imidized or when some degree of partial imidization has been reached. Thus, the imidization can be controlled to a reasonably accurate scheduled end point, and the degree of imidization to the polyimide can be measured without removing the polyimide from the microwave device or using destructive testing methods. be able to.

【0026】本発明の方法を用いることにより、処理時
間を30分の1にすることができた。本発明はマイクロ回
路のような集積回路をポリイミドフイルムにより被覆す
るプロセス又は絶縁基板内に金属及び又は電気的配線を
含んでいる半導体基板、電気的絶縁基板及びこれらの組
合わせなどの他の基板により被覆するプロセスにおいて
用いることができる。
By using the method of the present invention, the processing time was reduced to 1/30. The present invention is directed to a process for coating an integrated circuit such as a microcircuit with a polyimide film or other substrate such as a semiconductor substrate containing metal and / or electrical wiring in an insulating substrate, an electrically insulating substrate and combinations thereof. Can be used in the coating process.

【0027】本発明の一実施例を実行するには、処理中
にシステムを共振させるように調整し得る調整可能なマ
イクロ波共振空洞を含むマイクロ波装置を使用すること
が不可欠である。
To implement one embodiment of the present invention, it is essential to use a microwave device that includes an adjustable microwave resonant cavity that can be tuned to resonate the system during processing.

【0028】1つの実施例において本発明はマイクロ波
放射を前駆物質に適用するマイクロ波装置内にポリアミ
ド酸群、ポリアミドエステル群又はそれらの同等物を含
んでいるポリイミド前駆物質を導くことにより自動的に
ポリイミドを作るシステム及び装置を含んでいる。前駆
物質は作動装置を含むマイクロ波装置と組み合わせたワ
ークピースである。次にこのワークピースはマイクロ波
放射に照射される。ワークピースがポリアミド酸である
場合、このワークピースを照射してポリイミドに転化さ
せる。また放射を用いて前駆物質から溶剤を最初に除去
することにより、空隙及び表面の不規則性(例えば窪
み)などの前駆物質内の不完全性を回避することができ
る。このマイクロ波装置の1つの特徴は調整可能なマイ
クロ波共振空洞手段を含んでいることである。この装置
の他の特徴は出力を変化させることができる入力を用い
ることによつてイミド化中のマイクロ波放射の出力を調
整することにより、前駆物質のイミド化の程度及び速度
を制御することである。
In one embodiment, the present invention provides a method for automatically introducing a polyimide precursor containing a polyamic acid group, a polyamide ester group, or the like, into a microwave device that applies microwave radiation to the precursor. And systems and apparatus for making polyimide. The precursor is a workpiece in combination with a microwave device including an actuator. The workpiece is then exposed to microwave radiation. If the workpiece is a polyamic acid, the workpiece is irradiated to convert to polyimide. Also, by first removing the solvent from the precursor using radiation, imperfections in the precursor such as voids and surface irregularities (eg, depressions) can be avoided. One feature of this microwave device is that it includes tunable microwave resonant cavity means. Another feature of this device is to control the extent and rate of imidization of the precursor by adjusting the power of the microwave radiation during imidization by using inputs whose output can be varied. is there.

【0029】照射の結果としてワークピースの物理的特
性が変化すると作動装置のQフアクタも変化し、イミド
化中これを監視し得ることが本発明に基づいて分かつ
た。ワークピースがポリアミド酸である場合、新たに入
れた溶剤内の前駆物質からほぼ完了した硬化までの達成
すべき変化(イミド化)の程度次第によつてQフアクタ
と温度との幾つかの組合わせのうちのいずれか1つにお
いて処理サイクルを停止させることができる。
It has been found in accordance with the present invention that when the physical properties of the workpiece change as a result of the irradiation, the Q-factor of the actuator also changes and can be monitored during imidization. If the workpiece is a polyamic acid, depending on the extent of the change to be achieved (imidization) from the precursor in the freshly charged solvent to almost complete cure, some combinations of Q factor and temperature may be used. The processing cycle can be stopped in any one of them.

【0030】この明細書全体を通じて使用する表現にお
けるQフアクタは、その中にワークピースをもつている
マイクロ波空洞(ここでは作動空洞と呼ぶ)の質フアク
タであり、空洞の高さを変化させたとき空洞へのパワー
結合から反射されるマイクロ波出力を監視することによ
つて図4に示すようにして得られる共振デイツプの半分
の高さにおける幅の逆数から決定される。これを図4に
示し、反射パワーは空洞の高さに対して示されている。
A Q factor in the expression used throughout this specification is a quality factor of a microwave cavity (herein referred to as a working cavity) having a workpiece therein, which has changed the height of the cavity. Sometimes by monitoring the microwave power reflected from the power coupling into the cavity, it is determined from the reciprocal of the width at half the height of the resonant dip obtained as shown in FIG. This is shown in FIG. 4, where the reflected power is shown relative to the height of the cavity.

【0031】図4においてポリアミド酸(又はエステ
ル)を含む単一の前駆物質をこうした装置内においてマ
イクロ波放射に曝す場合の空洞の高さをX軸にとり、反
射されたパワーをY軸に示す。このプロセスの初期の位
相においては前駆物質が比較的強力にエネルギーを吸収
するので共振曲線(図4)の幅は比較的大きく、従つて
Qフアクタは低くなる。イミド化が進行し溶剤が除去さ
れるに従つて試料により吸収されるマイクロ波出力は少
なくなるので、図4の共振デイツプの幅は低減し、これ
はQが増加したことを意味する。マイクロ波エネルギー
の吸収は温度に依存するので、(損失係数)によつて支
配され、かつフイルムの物理的状態(例えばガラス又は
ゴム)によつても支配されるのでQフアクタもまた温度
に依存することになる。
In FIG. 4, the height of the cavity when a single precursor containing a polyamic acid (or ester) is exposed to microwave radiation in such a device is shown on the X-axis and the reflected power is shown on the Y-axis. In the initial phase of this process, the width of the resonance curve (FIG. 4) is relatively large, and therefore the Q factor is low, because the precursors absorb energy relatively strongly. As the imidization proceeds and the solvent is removed, the microwave power absorbed by the sample decreases, so the width of the resonance dip in FIG. 4 is reduced, which means that Q has increased. Since the absorption of microwave energy is temperature dependent, it is governed by the (loss factor) and also by the physical state of the film (eg, glass or rubber), so the Q factor is also temperature dependent. Will be.

【0032】図4の各時間間隔T1、T2及びT3にお
いて、ポリアミド酸の構造が変化するのでこの装置の調
整可能な空洞のマイクロ波共振が変化する。すなわちポ
リアミド酸/溶剤の組合わせは大部分を占めるポリアミ
ド酸及びポリイミド生成物並びに材料に残留した溶剤を
有する組合わせに転化されるからである。このポリアミ
ド酸及びポリイミド生成物並びに材料に残留した溶剤を
有する組合わせは2つの極値間の溶剤除去及び様々な程
度のイミド化を伴つてほぼ溶剤から解放されほぼ完全に
ポリイミドに重合される。このことは空洞の共振状態に
変化を生じさせるが、空洞が最大共振(臨界結合)とな
るように調整によつて補償され、最大共振は反射される
パワーが最小となる状態(又は反射パワーがゼロの状
態)に相当する。空洞の調整作業は処理過程の期間中に
マイクロ波装置のシヨート10を上方又は下方に移動さ
せたり結合プローブ22を空洞の内部又は外部に移動さ
せたりすることによつて実行される。
At each of the time intervals T1, T2 and T3 in FIG. 4, the microwave resonance of the tunable cavity of the device changes as the structure of the polyamic acid changes. That is, the polyamic acid / solvent combination is converted to a predominant polyamic acid and polyimide product and combination having residual solvent in the material. This combination of the polyamic acid and the polyimide product and the solvent remaining in the material is substantially freed from the solvent with almost no solvent removal between the two extremes and varying degrees of imidization and is almost completely polymerized to the polyimide. This causes a change in the resonant state of the cavity, which is compensated by tuning so that the cavity has maximum resonance (critical coupling), and the maximum resonance is a state in which the reflected power is minimum (or the reflected power is low). Zero state). Adjustment of the cavity is carried out by moving the microwave device shot 10 up or down and moving the coupling probe 22 into or out of the cavity during the course of the process.

【0033】一例として、図1の調整可能なマイクロ波
共振空洞装置2内の底部壁8上に配置された板上を被覆
している溶剤中に溶かされたポリアミド酸前駆物質に出
力レベルP1〜P4が適用される。4つの時間間隔の期
間中にパワーが適用されて8,000 、9,500 、10,000及び
10,500のQの値を発現させて最初にフイルムから溶剤を
追い出し、次いで部分的イミド化からほぼ完全なイミド
化へと進行させる。これらのステツプを要約して次表に
示す。
As an example, the power levels P1 to P1 of the polyamic acid precursor dissolved in a solvent coating on a plate arranged on the bottom wall 8 in the adjustable microwave resonant cavity device 2 of FIG. P4 applies. Power is applied during four time intervals of 8,000, 9,500, 10,000 and
The Q value of 10,500 is developed to drive off the solvent from the film first, then proceed from partial to almost complete imidization. The following table summarizes these steps.

【表1】 出力 Q 温度 P1 8,000 130-150 溶媒除去の開始 P2 9,500 170 一層の溶媒除去 P3 10,000 180 イミド化開始、残留溶媒の除去 P4 10,500 250-350 イミド化完了[Table 1] Output Q Temperature P1 8,000 130-150 Start of solvent removal P2 9,500 170 Further solvent removal P3 10,000 180 Imidation started, removal of residual solvent P4 10,500 250-350 Imidation completed

【0034】Qフアクタは試料温度と組み合わせられて
「硬化の質」フアクタ「Z」を提供する。この「Z」フ
アクタはシステムの硬化の状態(IR及びそれに類する
ものによつて確認される)を表わす1つの値である。
Z、Q及び温度間の解析的関係はFTIR及びその同等
物によつて確認し得る前駆物質からポリイミドへの転化
の程度、温度及びQの一連の計測から確認され得る。従
つてZフアクタは明確な温度及び明確な転化の程度にお
けるQの値を計測することによつて得られ、放射に曝す
ことによつてその物理的特性が変化する何らかのワーク
ピース及びマイクロ波装置を用いて反応物質について計
測することができる絶対値である。
The Q factor is combined with the sample temperature to provide a "hardening quality" factor "Z". This "Z" factor is a value that represents the state of cure of the system (as determined by IR and the like).
The analytical relationship between Z, Q and temperature can be ascertained from a series of measurements of the degree of conversion of precursor to polyimide, temperature and Q, which can be ascertained by FTIR and its equivalents. Thus, a Z factor is obtained by measuring the value of Q at a defined temperature and a defined degree of conversion, and any work piece or microwave device whose physical properties change upon exposure to radiation. It is an absolute value that can be measured for a reactant when used.

【0035】次にZフアクタを利用して部分的イミド化
を得るため又はほぼ完全なイミド化を得るためのその後
の運転におけるポリイミドへのイミド化の程度を明確に
表示することができ、これによつて材料をマイクロ波装
置から除去せずにイミド化の程度を計測する方法を提供
することができる。これはそのままの自然の位置でイミ
ド化の程度を確認する非破壊的試験方法であるが、イミ
ド化反応への利用だけに限定されるものではない。
The degree of imidization to polyimide in subsequent runs to obtain partial or almost complete imidization using the Z factor can then be clearly indicated, Thus, it is possible to provide a method for measuring the degree of imidization without removing the material from the microwave device. This is a non-destructive test method for confirming the degree of imidation at the natural position as it is, but is not limited to the use in the imidization reaction.

【0036】かくして本発明はマイクロ波エネルギーを
吸収するプロセスならばどのようなプロセスにも適用す
ることができる。マイクロ波装置の出力を時間の経過に
伴いZに基づいて変化させ、反応のほぼ正確な終点を最
短時間内に把握して所望の品質の製品、例えば空隙を持
たずほぼ均一な物理的特性及び電気的特性を有するもの
を得る。反応生成物(ポリアミド酸又はエステルの前駆
物質をポリイミドに転化する場合にはアルコール及び又
は水)の捕捉のために又は前駆物質を溶剤と組み合わせ
て使用するために泡を生じさせるポリマフイルムの製造
に対して本発明によるマイクロ波エネルギーを適用する
とき、マイクロ波出力を時間の経過に伴いZに基づいて
変化させてほぼ欠陥のないフイルムを最小限の時間内に
製造することができる。
Thus, the present invention can be applied to any process that absorbs microwave energy. The output of the microwave device is changed based on Z with the passage of time, and an almost accurate end point of the reaction is grasped in the shortest time to obtain a product of desired quality, for example, a substantially uniform physical property without voids and Obtain one having electrical characteristics. For the production of a polymer film which foams for the capture of the reaction product (alcohol and / or water if the polyamic acid or ester precursor is converted to a polyimide) or for the use of the precursor in combination with a solvent. In contrast, when applying the microwave energy according to the present invention, the microwave output can be varied based on Z over time to produce a film substantially free of defects in a minimum amount of time.

【0037】ポリイミドフイルム製造との関連で本発明
の方法を説明したが、いかなる化合物の製造にも本発明
を適用することができ、有機化合物の製造又は無機化合
物の製造のいずれにおいても試料又は反応環境がマイク
ロ波エネルギーを吸収する。例えばポリエステル、エポ
キシ、フエノール、アクリル及びそれに類するものに基
づく積層品の製造又はそうしたポリマ材料の非積層構造
体の製造に本発明のプロセスを使用してよい。同様に本
発明の方法を用いてセラミツク材料を乾燥させ及び又は
反応させてもよい。
Although the method of the present invention has been described in connection with the production of a polyimide film, the present invention can be applied to the production of any compound, and the sample or reaction can be carried out in either the production of an organic compound or the production of an inorganic compound. The environment absorbs microwave energy. For example, the process of the present invention may be used to make laminates based on polyesters, epoxies, phenols, acrylics and the like, or to make non-laminate structures of such polymeric materials. Similarly, the ceramic material may be dried and / or reacted using the method of the present invention.

【0038】マイクロ波出力を自動的に適用して硬化す
る前に前駆物質内の溶剤を除去する場合だけでなく、正
確なレベルへのフオトレジストからの溶剤除去、特に溶
剤除去が結晶物質の成長を促進するような物理的プロセ
ス又は化学反応の副産物からの溶剤又は液体反応媒体物
の除去及びそれらに類する種々の用途において他の材料
の乾燥のためにも本発明のプロセスを用いて基板から溶
剤を除去することができる。
The removal of the solvent from the photoresist to a precise level, especially when removing the solvent in the precursor prior to curing by automatically applying the microwave power, especially when removing the solvent is the growth of crystalline material. The process of the present invention can also be used to remove solvents or liquid reaction media from by-products of physical processes or chemical reactions and to dry other materials in various similar applications, such as to promote solvent removal from substrates using the process of the present invention. Can be removed.

【0039】空洞の高さ若しくは放射周波数又は空洞内
のプローブ22の位置を変えることによつてシステムの
共振を維持することができるようにした調整可能なマイ
クロ波空洞との関連で本発明を説明したが、マイクロ波
共振空洞を使用しないその他のシステムを用いて本発明
のプロセスを利用することもできる。マイクロ波放射の
周波数を変化させることによつてこの形式の装置がもつ
最高の特性を得ることができ、この後者の観点から掃引
発振システムが利用されている。例えば空洞内に入つて
いない試料がレーダーアンテナと同様の1つ又は2つ以
上のマイクロ波アンテナによつてマイクロ波放射に曝さ
れる。
The present invention is described in the context of an adjustable microwave cavity that can maintain resonance of the system by changing the height or radiation frequency of the cavity or the position of the probe 22 within the cavity. However, other systems that do not use a microwave resonant cavity can be used to utilize the process of the present invention. By changing the frequency of the microwave radiation, the best properties of this type of device can be obtained, and in this latter respect a swept oscillation system has been used. For example, a sample that does not enter the cavity is exposed to microwave radiation by one or more microwave antennas, similar to a radar antenna.

【0040】ポリアミド酸前駆物質のイミド化のような
最高の結果を得るためのマイクロ波エネルギーの適用又
は試料からの溶剤又は液体の除去を必要とする物理的プ
ロセスを制御する物理的パラメータは放射周波数(すな
わち試料によつて吸収されるに違いない放射)及び電界
強度の両方である。放射のパワーは電界強度の2乗に関
わる。ポリイミド前駆物質のような試料が表面上に堆積
されて厚さ「d」の表面層が形成される。放射が適用さ
れると前駆物質の分子などの試料が放射を吸収して分子
上の放射を吸収した場所に熱を発生する。この熱は発生
した点から流出して試料を加熱する。薄いフイルムは
(その体積に比し)大きな表面積を有しておりこの熱の
多くが表面において失われるので、試料は液体又は溶剤
を除去し、かつ前駆物質のイミド化のようなプロセスを
継続するのに十分な温度に到達できない。従つて溶剤又
は液体を除去してイミド化のような次のプロセスが生じ
ることができるようになる以前に電界は最小値Emin に
達しなければならない。同じ厚さ「d」において電界が
最大値Emax を超過すると、試料温度が余りにも早く上
昇し、試料内の溶剤又は液体が沸騰して泡が発生し、ポ
リアミド酸前駆物質のイミド化の場合には粘度が増すの
で泡が捕捉され、溶剤は追い出される。この結果試料に
泡が発生する。従つて試料の厚さが「d」でありEmax
及びEmin が「d」への関数依存性を有するとき、試料
が一段と厚くなるに従つて、発生した揮発物すなわち捕
捉されているガスが解き放たれる試料表面までの移動距
離すなわち拡散距離が一段と長くなるので、「d」が増
加するとEmax は減少する。試料の厚さが増加するとこ
の材料の体積も増加するので、試料の厚さの増加に従つ
てEmin 曲線は増加を示す。適用されるパワーはEに比
例する。所与のEにおいて厚さが増加すれば、一段と多
い材料によつてパワーが吸収されるので温度はそれほど
上昇しない。かくして厚さが増加すると、溶剤の追出し
及びそれに続くイミド化期間のためにEmin が増加しな
ければならない。このことを図5のグラフに示す。シス
テムを真空のもとに置くことによつてEmin の絶対値は
減少し、圧力を加えればEmin の絶対値は増加するが、
この原理は依然として有効である。
The physical parameters that control the physical processes that require the application of microwave energy or the removal of solvents or liquids from the sample to obtain the best results, such as the imidization of the polyamic acid precursor, are radiation frequencies. (Ie, radiation that must be absorbed by the sample) and field strength. The power of the radiation is related to the square of the electric field strength. A sample, such as a polyimide precursor, is deposited on the surface to form a surface layer of thickness "d". When radiation is applied, a sample, such as a precursor molecule, absorbs the radiation and generates heat at the location on the molecule where the radiation was absorbed. This heat flows out of the point where it is generated and heats the sample. Because thin films have a large surface area (relative to their volume) and much of this heat is lost at the surface, the sample removes liquids or solvents and continues processes such as precursor imidization. Can't reach enough temperature. Thus, the electric field must reach a minimum Emin before the solvent or liquid can be removed and the next process such as imidization can take place. If the electric field exceeds the maximum value Emax at the same thickness "d", the sample temperature rises too quickly, causing the solvent or liquid in the sample to boil and generate bubbles, resulting in the imidization of the polyamic acid precursor. As the viscosity increases, bubbles are trapped and the solvent is expelled. As a result, bubbles are generated in the sample. Therefore, if the thickness of the sample is "d" and Emax
And Emin have a function dependence on "d", the thicker the sample, the longer the evolved volatiles, i.e., the distance traveled or diffused to the sample surface where the trapped gas is released. Therefore, as "d" increases, Emax decreases. As the thickness of the sample increases, the volume of this material also increases, so the Emin curve shows an increase as the thickness of the sample increases. The applied power is proportional to E. If the thickness increases at a given E, the temperature will not increase much as power is absorbed by more material. Thus, as the thickness increases, Emin must increase due to solvent bleed and subsequent imidization periods. This is shown in the graph of FIG. Placing the system under a vacuum reduces the absolute value of Emin, and increasing the pressure increases the absolute value of Emin.
This principle is still valid.

【0041】溶剤が蒸発した後に進行するプロセスには
最大のE及びイミド化を開始させる最小のEがあり、最
大のEを越えた場合には、イミド化期間中の溶剤蒸気発
生速度が試料外への溶剤の拡散速度を上回つて溶剤蒸気
が試料内に捕捉され、気泡を生じたり試料内に裂け目を
生ずる原因となる。
The process that proceeds after the solvent evaporates has a maximum E and a minimum E that initiates imidation. If the maximum E is exceeded, the rate of solvent vapor generation during the imidization period is outside the sample. Solvent vapors are trapped in the sample above the rate of diffusion of the solvent into the sample, causing air bubbles and cracks in the sample.

【0042】ここに開示した装置を用い本発明に従つて
イミド化を導く際に、イミド化の過程において作られる
蒸気がこのシステムから除去されない場合、形成されつ
つあるポリアミド酸及び又はポリイミドの表面上に凝縮
して最終的にポリイミドの物理的特性に悪影響を及ぼす
表面上の不規則性を生じさせることが観測された。さら
に処理中にフイルム上に溶剤が凝縮することによつてフ
イルムの品質、空隙の発生頻度及び平面性などに悪影響
を与える。
In directing imidization in accordance with the present invention using the apparatus disclosed herein, if the vapors formed during the imidization process are not removed from the system, the surface of the polyamic acid and / or polyimide being formed To form surface irregularities which eventually adversely affect the physical properties of the polyimide. Further, the condensation of the solvent on the film during processing adversely affects the quality of the film, the frequency of occurrence of voids, and the flatness.

【0043】こうした観点から見た蒸気には水蒸気及び
又はポリイミド前駆物質を溶かすために用いる溶剤を包
含しているが、水蒸気はポリアミド酸からポリイミドへ
のイミド化を進行させる脱水機構が主な原因となって存
在するものである。
Steam from this viewpoint includes water vapor and / or a solvent used for dissolving the polyimide precursor. Water vapor is mainly caused by a dehydration mechanism that promotes imidization of polyamic acid to polyimide. It exists.

【0044】従つてマイクロ波共振空洞に蒸気除去手段
を設け、この蒸気除去手段は孔をあけたシヨート10を
使用するか又は孔あきシヨート10の代わりにスクリー
ンを使用して蒸気をチヤンバから除去することができ
る。チヤンバの内部と連絡するポートが戦略的にチヤン
バの縁の周りに配置される。これらのポートは真空手
段、加圧ガス又はそれらの双方に接続される。例えば窒
素のような不活性ガスを用いて試料の周辺を不活性雰囲
気にすることができる。
Accordingly, the microwave resonant cavity is provided with vapor removal means, which uses a perforated short 10 or uses a screen in place of the perforated short 10 to remove the vapor from the chamber. be able to. Ports communicating with the interior of the chamber are strategically located around the edge of the chamber. These ports are connected to vacuum means, pressurized gas or both. For example, an inert atmosphere can be provided around the sample by using an inert gas such as nitrogen.

【0045】前駆物質からポリイミドに活発に転化する
前に溶剤を除去するプロセスを導入すればフイルムの品
質を改善できることを発見した。このプロセスにおける
マイクロ波装置の初期のパワーを調整することによつて
これを達成することができ、前駆物質の温度を十分に上
昇させてイミド化が完了する前に溶剤を蒸気として制御
された速度で追い出し、前駆物質及び形成されるポリマ
が空隙及び溶剤からほぼ解放されるようにする。また蒸
気を追い出している間フイルムの発泡を十分に防ぐよう
に装置のパワーが調整されるので、前駆物質及び形成さ
れるポリマは泡のない製品となる。すなわち得られる製
品はほぼ空隙及び溶剤に冒されていない。一般的に前駆
物質を2分間で乾燥させることができ、これは溶剤を除
去するために対流乾燥器を用いて試料を 130〔℃〕で1
時間処理する従来の技術とは対照的である。
It has been discovered that film quality can be improved by introducing a process to remove the solvent prior to active conversion of the precursor to polyimide. This can be achieved by adjusting the initial power of the microwave device in this process, allowing the temperature of the precursors to rise sufficiently to control the solvent as a vapor before imidization is complete. To allow the precursor and the formed polymer to be substantially free of voids and solvents. Also, because the power of the device is adjusted to sufficiently prevent foaming of the film while driving the vapor, the precursor and the polymer formed are foam-free products. That is, the resulting product is substantially free of voids and solvents. In general, the precursor can be dried in 2 minutes, using a convection dryer to remove the solvent at 130 ° C. for 1 minute to remove the solvent.
This is in contrast to the conventional technique of time processing.

【0046】本発明のプロセスは基板に対するポリイミ
ド被覆の適用に理想的に適合し、マイクロ回路へのフイ
ルム層の被覆若しくは適用又はサンドウイツチ状マイク
ロ回路構造の製造に特に適合する。従つて導電体をもつ
半導体材料又は電気的絶縁体及びこれらの組合わせに対
し本発明のプロセス及び装置を用いてポリイミドを適用
することができ、こうしたプロセスは特にアルミナセラ
ミツクス、ガラスセラミツクス、シリカマグネシウムア
ルミナ、内部金属配線をもつシリカマグネシウムアルミ
ナ、金属配線及びパツドをもつアルミナ、カプトン(登
録商標)ポリイミドを覆う金属ライン、パツド等に良く
適合する。
The process of the present invention is ideally suited for applying a polyimide coating to a substrate, and is particularly suited for coating or applying a film layer to a microcircuit or manufacturing a sandwich-like microcircuit structure. Thus, polyimides can be applied to semiconductor materials or electrical insulators with electrical conductors and combinations thereof using the process and apparatus of the present invention, such as alumina ceramics, glass ceramics, silica magnesium alumina. It is well suited for silica magnesium alumina with internal metal wiring, alumina with metal wiring and pads, metal lines and pads covering Kapton® polyimide.

【0047】また通常使われる処理時間の数分の一の時
間でアセチレンが末端を占めるポリイミドを生成するの
に、ここに開示し説明した本発明のプロセス及び装置を
効果的に使用できることが分かつた。アセチレン又はサ
ーミツド(Thermid 、登録商標)615 、601 、PMR -15
(登録商標)などの他の機能的に終結したポリイミド又
はポリマ(米国特許第 3,845,018号、第 3,864,309号及
び第 3,879,349号によつて説明されている)のための前
駆物質を処理する鍵は、イソイミド及びアセチレン末端
基間又はアミド酸及びアセチレン末端基間で異なる反応
度を達成する能力にある。通常これは前駆物質を極めて
ゆつくりと加熱することによつて達成される。速い加熱
は双方の基の同時反応をもたらし、機械的特性の劣る高
応力ポリマフイルムを生ずる。
It has also been found that the process and apparatus of the present invention disclosed and described herein can be effectively used to produce acetylene terminated polyimides in a fraction of the commonly used processing time. . Acetylene or thermistor (Thermid®) 615, 601, PMR-15
The key to treating precursors for other functionally terminated polyimides or polymers, such as US Pat. No. 3,845,018, 3,864,309 and 3,879,349 is isoimide And the ability to achieve different degrees of reactivity between acetylene end groups or between amic acid and acetylene end groups. Usually this is achieved by very slowly heating the precursor. Fast heating results in a simultaneous reaction of both groups, resulting in a high stress polymer film with poor mechanical properties.

【0048】本発明の方法及び装置を用いることによつ
て、制御された手法によりイミド化が進行する。すなわ
ち、サーミツド(登録商標)615 フイルム内に存在する
アミド酸上のアミド酸又はイソイミド基はアセチレン基
の反応なしに3〜5分のうちにほとんど完全にイミド形
式に転化され溶剤除去をほとんど完了する。アセチレン
が端末を占めるこれらのポリアミド酸物質をゆつくりと
加熱する従来技術の方法はポリイミドの形成ばかりでな
く、アセチレン基を介して行われる分子の重合をも生じ
させた。かくして物質の新しい組成が得られ、このクラ
スの材料内のポリアミド酸基はほとんど重合されておら
ず次の重合に利用し得るアセチレン末端基を有するポリ
イミドにほぼ転化される。この後の重合は従来の乾燥器
又はマイクロ波システム、特に調整可能なマイクロ波空
洞を有するマイクロ波システム又は他の適切な加熱手段
を用いてこれらの材料を後焼成することによつて得られ
る。最初のマイクロ波処理ステツプにおいてイミド化反
応が完了しなくてもこの後焼成によつて完了し、アセチ
レン末端基が反応する。さらにこのプロセスの第1段階
において溶剤の全てが除去されなくても、これは後硬化
の間に除去され得る。処理時間の総計は従来技術の方法
を用いた場合8時間であるのに対して20分(本発明のプ
ロセスによる前駆物質をマイクロ波放射に曝すための約
3分ないし5分を含む)である。
By using the method and apparatus of the present invention, imidization proceeds in a controlled manner. That is, the amide acid or isoimide group on the amide acid present in the THERMIT (registered trademark) 615 film is almost completely converted to the imide form in 3 to 5 minutes without reaction of the acetylene group, and the solvent removal is almost completed. . Prior art methods of slowly heating these polyamic acid materials occupied by acetylene not only resulted in the formation of polyimides, but also resulted in the polymerization of the molecules being effected via acetylene groups. A new composition of the material is thus obtained, in which the polyamic acid groups in this class of material are hardly polymerized and are almost converted into polyimides having acetylene end groups available for subsequent polymerization. Subsequent polymerization is obtained by post-firing these materials using conventional dryers or microwave systems, particularly those having adjustable microwave cavities, or other suitable heating means. Even if the imidization reaction is not completed in the first microwave treatment step, it is completed by calcination, and the acetylene end group reacts. Furthermore, even if not all of the solvent is removed in the first stage of the process, it can be removed during post-cure. The total processing time is 20 minutes (including about 3 to 5 minutes for exposing the precursor from the process of the present invention to microwave radiation) compared to 8 hours using the prior art method. .

【0049】これらのアセチレン末端ポリイミドをその
後本発明のプロセスに従つて硬化させたものがもつ機械
的特性をDMTAクロマトグラム及び応力−歪み分析に
よつて観測することができる。こうした材料の特性は従
来の加熱手段によつて硬化された試料の特性と比較され
る。ガラス転移温度は同じ(実験誤差の範囲内)であ
り、初期の引張り強さは同じであり、ガラス転移温度以
上における引張り強さも同じである。さらにTgは 400
〔℃〕において暴露を長引かせると増加し、4〔℃〕/
時間においてはマイクロ波処理をした材料と従来の処理
をした材料との双方で厳密に同じであることが観測され
る。これはこのクラスのアセチレン末端ポリイミドに対
する本発明の加速された硬化サイクルがこの材料の機械
的特性に害を与えることがなく、極めて急速な高温での
熱硬化を用いる場合とは異なることを示している。さら
に失敗における伸びは同じであり、本発明のマイクロ波
による試料と従来技術のゆつくりした熱による試料との
間で同じ靭性を示す。
The mechanical properties of these acetylene-terminated polyimides subsequently cured according to the process of the present invention can be observed by DMTA chromatograms and stress-strain analysis. The properties of these materials are compared to those of samples cured by conventional heating means. The glass transition temperatures are the same (within experimental error), the initial tensile strength is the same, and the tensile strength above the glass transition temperature is the same. Furthermore, Tg is 400
It increases with prolonged exposure at [° C] and increases at 4 [° C] /
It is observed that the time is exactly the same for both the microwave treated material and the conventional treated material. This shows that the accelerated cure cycle of this invention for this class of acetylene-terminated polyimides does not harm the mechanical properties of this material and is different from using extremely rapid thermal curing at elevated temperatures. I have. Furthermore, the elongation at failure is the same, showing the same toughness between the microwave sample of the present invention and the prior art loose heat sample.

【0050】図1は本発明による調整可能なマイクロ波
共振空洞装置2を示す。共振空洞装置2は円筒状の側壁
4、上部壁6及び底部壁8を有し、底部壁8の内側表面
にポリアミド酸前駆物質の試料を配置することができ
る。また共振空洞装置2の側壁4には開口9及びニツプ
ル29によつて口が設けられているが、側壁4ではなく
他の構造物、例えば底部壁8を貫通するように設けても
よい。側壁4の内側を滑動し得るようにプレート状シヨ
ート10が設けられ、プレート状シヨート10の周縁に
は摺動シール11が設けられている。側壁4はステンレ
ス鋼で構成され、その内側を高度に磨いてマイクロ波放
射が効果的に反射し得るようにする。また側壁4の内側
はマイクロ波放射を高度に反射させるが酸化されにくい
物質、例えば金、銀−金合金又はそれらに類するもので
被覆してよい。プレート状シヨート10は全面に亘つて
設けられた孔12を有するのでプレート状シヨート10
の上下の面、側壁4、上部壁6及び底部壁8によつて形
成されるチヤンバ内の蒸気はプレート状シヨート10を
通過することができる。プレート状シヨート10の代わ
りに「シヨート」として機能するスクリーンを使用して
もよい。側壁4、プレート状シヨート10及び底部壁8
間に形成されるチヤンバ内の側壁4及び開口を貫いてい
るニツプル29を用いてコンジツト20が形成される。
制御棒14はシヨート10に堅固に取り付けられ、その
中に開口18を有するプレート16によつて制御棒14
同士が相互に一定の間隔を有するように保持されてい
る。上部壁6に設けられた孔は制御棒14を滑動し得る
ように受け止めているので制御棒14は上部壁6を通つ
て滑動することができる。マイクロ波プローブ22は側
壁4の基部に滑動できるように実装されているので、シ
ヨート10の下面、底部壁8及び側壁4間に形成される
チヤンバの内側又は外側に移動することができる。原動
機28と機能的に結合しているラツク24及びピニオン
26又はねじ組立体を用いてマイクロ波プローブ22を
移動させることができる。コンピユータ制御若しくは手
動制御の電気モータ又は手動によつて原動機28を動か
してよい。マイクロ波プローブ22の外側の端部(すな
わち、装置2に突入していない方の端部)においてマイ
クロ波プローブ22はマイクロ波源に機能的に接続され
る。マイクロ波処理システム30を示す図2を参照する
ことによつてマイクロ波源を一段と良く理解することが
できる。
FIG. 1 shows an adjustable microwave resonant cavity device 2 according to the present invention. The resonant cavity device 2 has a cylindrical side wall 4, a top wall 6 and a bottom wall 8, on the inner surface of the bottom wall 8 of which a sample of a polyamic acid precursor can be arranged. The side wall 4 of the resonance cavity device 2 is provided with an opening through the opening 9 and the nipple 29, but may be provided so as to penetrate not the side wall 4 but another structure, for example, the bottom wall 8. A plate-shaped short 10 is provided so as to be able to slide inside the side wall 4, and a sliding seal 11 is provided on a peripheral edge of the plate-shaped short 10. The side wall 4 is made of stainless steel and its interior is highly polished so that microwave radiation can be effectively reflected. Also, the inside of the side wall 4 may be coated with a material that reflects microwave radiation to a high degree but does not readily oxidize, such as gold, silver-gold alloy or the like. Since the plate-shaped short 10 has holes 12 provided over the entire surface, the plate-shaped short 10
The vapor in the chamber formed by the upper and lower surfaces, the side wall 4, the top wall 6 and the bottom wall 8 can pass through the plate-shaped shot 10. Instead of the plate-shaped short 10, a screen functioning as a "short" may be used. Side wall 4, plate-shaped short 10 and bottom wall 8
Conduit 20 is formed using nipples 29 that penetrate the side walls 4 and openings in the chamber formed therebetween.
The control rod 14 is rigidly attached to the shot 10 and is controlled by a plate 16 having an opening 18 therein.
They are held so as to have a certain distance from each other. The hole provided in the upper wall 6 receives the control rod 14 so as to be slidable, so that the control rod 14 can slide through the upper wall 6. Since the microwave probe 22 is slidably mounted at the base of the side wall 4, it can move in or out of the chamber formed between the lower surface of the shot 10, the bottom wall 8 and the side wall 4. The microwave probe 22 can be moved using a rack 24 and pinion 26 or screw assembly operatively coupled to the prime mover 28. The prime mover 28 may be operated by a computer controlled or manually controlled electric motor or manually. At the outer end of microwave probe 22 (ie, the end that does not protrude into device 2), microwave probe 22 is operatively connected to a microwave source. The microwave source can be better understood by referring to FIG. 2, which shows a microwave processing system 30.

【0051】マイクロ波出力は5〔ワツト〕から 1,000
〔ワツト〕のどの辺りでも良く、特に50〔ワツト〕から
600〔ワツト〕であつて良い。一般的に本発明の一実施
例においては 500〔ワツト〕の電源を用いる。マイクロ
波装置のマイクロ波周波数としては 300〔MHz 〕から 1
20〔GHz 〕までの周波数のうちのいずれかの周波数を使
用しても良く、特に有用な周波数は 915〔MHz 〕、 2,4
50〔MHz 〕及び28〔GHz 〕である。
The microwave output is from 5 [watts] to 1,000
[Water] can be anywhere, especially from 50 [Water]
600 [wat] may be sufficient. Generally, in one embodiment of the present invention, a 500 [watt] power supply is used. The microwave frequency of microwave equipment is 300 [MHz] to 1
Any of the frequencies up to 20 [GHz] may be used, and particularly useful frequencies are 915 [MHz], 2,4
50 [MHz] and 28 [GHz].

【0052】図2のマイクロ波処理システム30はフエ
ライト(Ferrite)コントロール No.2620のような3ポー
トサーキユレータ34と機能的に結合するマイクロナウ
(Micro-Now 、登録商標)モデル420B1のようなマイク
ロ波源32を有する。3ポートサーキユレータ34はコ
ネクタ36によつてナーダ(NARDA)368BN のような疑似
負荷38と機能的に結合している。また3ポートサーキ
ユレータ34はNARDA3043Bのような方向性カプラ42に
機能的に結合しており、方向性カプラ42はヒユーレツ
トパツカード(Hewlett Packard)社の HP435装置のよう
な出力計及びセンサ44及び46と機能的に結合してい
る。次に方向性カプラ42は同軸ケーブル又は適切な導
波管48によつてマイクロ波プローブ22と機能的に結
合している。図1に示したシヨート10は原動機(例え
ば電気モータ)50によつて共振空洞装置2内で上方又
は下方に動かされる。原動機50は当分野において周知
の手法によりウオームドライブ52と機能的に結合して
いる。コンピユータを含むコントローラ54はコンジツ
ト56によつてマイクロ波源32と、コンジツト58及
び60によつて出力計及びセンサ44及び46と、コン
ジツト61によつて原動機28と、コンジツト62によ
つて原動機50と、コンジツト64及び70によつてI
R高温計66及び光高温計68とそれぞれ機能的に結合
している。
The microwave processing system 30 of FIG. 2 is such as a Micro-Now.RTM. Model 420B1 operatively coupled to a three-port circulator 34 such as Ferrite Control No. 2620. It has a microwave source 32. The three-port circulator 34 is operatively connected by a connector 36 to a dummy load 38, such as a NARDA 368BN. Also, the three-port circulator 34 is operatively coupled to a directional coupler 42, such as a NARDA 3043B, which includes a power meter and a sensor, such as an HP435 device from Hewlett Packard. Functionally coupled to 44 and 46. The directional coupler 42 is then operatively coupled to the microwave probe 22 by a coaxial cable or a suitable waveguide 48. The short 10 shown in FIG. 1 is moved upward or downward in the resonance cavity device 2 by a prime mover (for example, an electric motor) 50. Prime mover 50 is operatively coupled to worm drive 52 in a manner well known in the art. A controller 54, including a computer, controls the microwave source 32 via conduit 56, power meters and sensors 44 and 46 via conduits 58 and 60, the prime mover 28 via conduit 61, and the prime mover 50 via conduit 62. I by conduits 64 and 70
It is functionally coupled to the R pyrometer 66 and the optical pyrometer 68, respectively.

【0053】使用に際してはポリアミド酸前駆物質を溶
剤中に溶かしてマイクロ回路のようなベース上を被覆
し、このようにして被覆されたマイクロ回路は共振空洞
装置2の底部壁8、側壁4及びシヨート10間の空洞内
に配置される。マイクロ波源32はターンオンされ、共
振空洞装置2のチヤンバ内部にプローブ22からマイク
ロ波が放射される。システムの誘電率が変化するので、
チヤンバ内又はチヤンバ外にプローブ22が移動してシ
ステムのインピーダンスを整合させる。パワーは光高温
計68によつて計測された共振空洞装置2内の試料の温
度及びIR高温計66又はその同等物によつて監視され
たチヤンバの温度に応答するプログラムされたコントロ
ーラ54によつて制御される。共振空洞装置2から反射
されたパワーは出力計及びセンサ44及び46によつて
測定され、次にこの出力計及びセンサ44及び46がこ
の情報をコントローラ54に中継する。コントローラ5
4はプログラムされた応答を原動機50に伝送すること
により、シヨート10は上方又は下方に移動され、プロ
ーブ22は共振空洞装置2内のマイクロ波共振チヤンバ
の内側又は外側に移動され、これにより反射パワーを最
小にしてここに定義されているシステムのようにこのシ
ステムの臨界結合を達成する。1つの例においては、図
3に示すように時間経過に伴う温度分布を得るようなパ
ワーを装置に提供するようにコントローラ54はプログ
ラムされる。また図3に示すような温度を得るためのパ
ワーの適用と臨界結合を得るためのシヨート10の移動
とはコントローラ54の利用によるのではなく手動によ
つても効果的である。
In use, the polyamic acid precursor is dissolved in a solvent and coated on a base such as a microcircuit, and the microcircuit thus coated is connected to the bottom wall 8, side wall 4 and short-circuit of the resonant cavity device 2. It is located in a cavity between ten. The microwave source 32 is turned on, and the microwave is radiated from the probe 22 into the chamber of the resonance cavity device 2. Since the dielectric constant of the system changes,
Probe 22 moves into or out of the chamber to match the impedance of the system. The power is provided by a programmed controller 54 responsive to the temperature of the sample in the resonant cavity device 2 measured by the optical pyrometer 68 and the temperature of the chamber monitored by the IR pyrometer 66 or equivalent. Controlled. The power reflected from the resonant cavity device 2 is measured by a power meter and sensors 44 and 46, which then relay this information to a controller 54. Controller 5
4 transmits the programmed response to the prime mover 50 so that the shot 10 is moved up or down, and the probe 22 is moved inside or outside the microwave resonance chamber in the resonance cavity device 2, whereby the reflected power To achieve the critical coupling of this system as in the system defined herein. In one example, controller 54 is programmed to provide power to the device to obtain a temperature distribution over time, as shown in FIG. Also, the application of power to obtain the temperature and the movement of the shot 10 to obtain the critical coupling as shown in FIG. 3 are effective not only by using the controller 54 but also manually.

【0054】共振空洞装置2の1つの特徴は蒸気(例え
ば溶剤及び又は水)が凝縮して処理されつつある試料上
に再堆積されないように装置のチヤンバから蒸気を除去
する手段を含んでいることである。図1に示すように孔
12が設けてあり、孔12はシヨート10の下方のチヤ
ンバ(そのチヤンバがここに定義される)内の試料を処
理している間に生じた蒸気が上部チヤンバ内を通過でき
るようにする。蒸気は上部チヤンバ内に凝縮するか又は
開口9若しくはコンジツト20を介して排出される。コ
ンジツト20は真空ポンプと機能的に結合してさらに蒸
気を抜き、シヨート10の下方のチヤンバを一段と完璧
に空にすることができる。乾燥した埃のない清浄な空気
又は同様のガスなどの外部流体が側壁4の下部にあけた
開口9又はニツプル29を通つて装置2の下部に入り、
コンジツト20を介して排出される。またシヨート10
は孔のあいていないプレート(その中に全く開口をもた
ないプレート)を含むようにし、一連のコンジツトを側
壁4の長さ方向に沿つて戦略的に配置して、側壁4の内
面に沿う上方又は下方へのシヨート10の移動によつて
チヤンバの体積が変更されているときにシヨート10の
上又は下のチヤンバを空にするように一連のコンジツト
が同時にすなわち並列に作動して共振空洞装置2を空に
することができる。
One feature of the resonant cavity device 2 is that it includes means for removing vapors (eg, solvent and / or water) from the chamber of the device so that they do not condense and redeposit on the sample being processed. It is. As shown in FIG. 1, a hole 12 is provided in which the vapor generated during processing of the sample in the chamber below the shot 10, which chamber is defined here, passes through the upper chamber. Allow to pass. The vapor condenses into the upper chamber or is discharged via opening 9 or conduit 20. Conduit 20 is operatively associated with a vacuum pump to further evacuate steam and further empty the chamber below shot 10 more completely. External fluid such as dry, dust-free clean air or similar gas enters the lower part of the device 2 through the opening 9 or nipple 29 opened in the lower part of the side wall 4 and
Discharged via conduit 20. In addition, short 10
Include a non-perforated plate (a plate having no openings therein) and strategically place a series of conduits along the length of the side wall 4 along the inner surface of the side wall 4. A series of conduits operate simultaneously or in parallel to empty the chamber above or below the chamber 10 when the volume of the chamber is being changed by movement of the chamber 10 upward or downward, and the resonant cavity arrangement. 2 can be empty.

【0055】プレート16に設けた開口18とシヨート
10とは整合しているので、高温計68は上部壁6の開
口とシヨート10とを介して試料を狙い、そこに焦点を
合わせることができる。上述とは異なり高温計の代わり
にフアイバーオプテイツク温度プローブを使用し、側壁
4に設けた開口を介して試料上に焦点を結ぶようにして
も良い。
Since the opening 18 provided in the plate 16 and the short 10 are aligned, the pyrometer 68 can aim at the sample through the opening of the upper wall 6 and the short 10 and focus on the sample. Alternatively, a fiber optic temperature probe may be used in place of the pyrometer, and the focus may be focused on the sample through the opening provided in the side wall 4.

【0056】本発明はコンピユータを使用してマイクロ
波の反射パワーを監視し、滑動するシヨート10及び入
力プローブ22を調整することによつて反射パワーを最
小にするように動作させることによつて空洞の共振を維
持するシステムに関するものでもある。
The present invention uses a computer to monitor the reflected power of the microwave and adjust the sliding shot 10 and input probe 22 to operate to minimize the reflected power, thereby reducing the cavity. Also, the present invention relates to a system for maintaining resonance.

【0057】最初に、コントローラ54内にプログラム
されている本発明のシステムは滑動するシヨート10を
所望の共振点の下方の「ホーム」ポジシヨンに戻らせ
る。次にシヨート10を一歩づつ上昇させ、それらの各
ステツプの後の反射パワーを計器44及び46から読み
取る。反射パワーがしきい値未満に減少して図4に示す
ような共振デイツプへの接近を示す場合、ステツプサイ
ズは減らされると共に、最後の2つのデータ点間の差の
符号とそれら2つのパワーの値を計測した際のシヨート
の絶対位置との如何によつてステツプの方向が制御され
る。他のしきい値未満に反射パワーが減少し続けると
き、ステツプサイズはさらに小さくなる。反射パワーが
極小に達したとき、コントローラ54内のコンピユータ
プログラムは反射パワー及び絶対位置間の同様の差を用
いて、反射パワーをさらに低減するにはいずれの方向に
動かすべきかを確認し、入力プローブ22を動かしてキ
ヤビテイのインピーダンスを整合させる信号を発生させ
る。
Initially, the system of the present invention, programmed in controller 54, causes sliding shot 10 to return to the "home" position below the desired resonance point. The shot 10 is then raised one step at a time, and the reflected power after each of those steps is read from instruments 44 and 46. If the reflected power decreases below the threshold indicating an approach to a resonant dip as shown in FIG. 4, the step size is reduced and the sign of the difference between the last two data points and the power of the two data points is reduced. The direction of the step is controlled depending on the absolute position of the shot when the value is measured. As the reflected power continues to decrease below other thresholds, the step size becomes even smaller. When the reflected power reaches a minimum, the computer program in controller 54 uses the same difference between the reflected power and the absolute position to determine which direction to move further to further reduce the reflected power, and input The probe 22 is moved to generate a signal that matches the impedance of the cavity.

【0058】このルーチンはキヤビテイから反射される
マイクロ波出力を順方向パワーの 0.1〔%〕未満に低減
することができる。さらに重要なことは、このルーチン
が硬化ポリマシステムを「追跡」し、その結果処理サイ
クル全体に亘つてシステムの共振が維持される。
This routine can reduce the microwave output reflected from the cavity to less than 0.1% of the forward power. More importantly, this routine "tracks" the cured polymer system so that the system remains in resonance throughout the processing cycle.

【0059】コントローラ54内にプログラムされてい
る第2のシステムは大きな距離を移動して共振デイツプ
を越えるようにシヨート10に要求すると共に、反射パ
ワーのレベルを記録して最小を見いだした位置にシヨー
ト10を戻す。反射パワーがゼロでなければ、プロセツ
サ54から出力された同様のルーチンが入力プローブ2
2に働きかけてその軸についての最小を見いだし、プロ
グラム実行が少しの間戻されて反射パワーの最小の位置
を探す。反射パワーがゼロになるまでこの繰返しは続
く。その後処理サイクルの残部についての共振を維持す
るためにこの第2のルーチン又は上述の第1のルーチン
を呼び出すことができる。一般的にこれらのルーチンは
共振を見いだすのに約15〔秒〕しかかからない。
A second system, programmed in controller 54, requests the shot 10 to travel a large distance and cross the resonance dip, and also records the level of reflected power to locate the minimum at the location where the minimum is found. Return 10. If the reflected power is not zero, a similar routine output from processor 54 will
Work on 2 to find the minimum for that axis and the program execution is briefly returned to find the location of the minimum reflected power. This repetition continues until the reflected power becomes zero. This second routine or the first routine described above can then be called to maintain resonance for the remainder of the processing cycle. Generally, these routines only take about 15 seconds to find a resonance.

【0060】図6は本発明による制御システム全体の設
計についてのフローチヤートである。本発明の制御シス
テムは例えばIBM 370コンピユータ、PC/AT又は一段
と複雑なモデルなどのIBMパーソナルコンピユータ及
び同様の能力を有する他の独立型コンピユータなどいか
なるコンピユータ上においてでも動作させることができ
る。本発明による制御システムをプログラムするために
用いられるプログラム言語はベーシツク、フオートラ
ン、アセンブリ言語、C言語及びそれに類する言語等、
適正な言語であればどれでも良い。
FIG. 6 is a flowchart for designing the entire control system according to the present invention. The control system of the present invention can be run on any computer, such as an IBM 370 computer, an IBM personal computer such as a PC / AT or more complex models, and other stand-alone computers with similar capabilities. The programming languages used to program the control system according to the present invention include basic, autorun, assembly language, C language and similar languages.
Any suitable language is acceptable.

【0061】図6のブロツク100はシステムコール、
すなわち制御システムを実行させる指令を示す。ライン
102は制御をブロツク104に渡す信号を示す。ブロ
ツク104は出力計44及び46のためのA/Dコンバ
ータの初期化を示す。このA/Dコンバータは16チヤネ
ルのA/Dコンバータ(メトラバイト(Metrabyte)によ
つて製造されたモデルDAS-16)である。このA/Dコン
バータは少なくも3つの入力を必要とする。すなわち1
つは温度、1つは入射するパワー、1つは反射する放射
パワーのためである。方向性カプラ42は入力パワーの
1〔%〕と反射パワーの1〔%〕とを分けてそれぞれの
出力計及びセンサ44及び46に向かわせる(これらの
計器はヒユーレツト・パツカード社のマイクロ波出力セ
ンサ用計器、モデルHP-435B である)。A/Dコンバー
タが最初に初期化されると、マルチプレクサは入射パワ
ー及び反射パワーをプログラム内に指定されている予め
定められた受信レートで読み取るように設定され、毎秒
約20ないし30回であるのが好ましい。高温計68によつ
て監視された温度をA/Dコンバータに送るか又はRS-2
32Cインターフエース若しくはその類似物を経由してコ
ントローラに伝送する。出力計及びセンサ44からA/
Dコンバータへの入力は図2のライン58、出力計及び
センサ46からA/Dコンバータへの入力はライン6
0、高温計68からA/Dコンバータへの入力はライン
70である。出力計及びセンサ44及び46並びに高温
計68からの出力はA/Dコンバータへの入力を発生
し、A/Dコンバータは制御システムが走つているコン
ピユータ内に入力パワー、反射パワー及び温度を示す信
号を発生する。またブロツク104はプログラムの走行
時間に対応するコンピユータのタイマの初期化に相当す
る。1秒の1/18がタイマ内の1カウントに相当する。従
つてプログラム呼出しの最初にゼロに初期化されるカウ
ンタは1/18秒の時間間隔ごとに「1」だけ増える。ブロ
ツク104は制御システムの走行中に使用される次の割
込みの準備に対応する。事象をカウントするサブルーチ
ンを示すシステムタイマ割込みをセツトする。事象(例
えば、画面上へのデータのプロツト)を許可するのに十
分なカウントを受け取ると、割込みルーチン内にフラグ
がセツトされ、このフラツグが後に読み取られて正常動
作中にプログラムにより実行される。割込みルーチンが
実行された後、割込みが生じた点においてプログラムの
実行が再開される。
Block 100 in FIG. 6 is a system call,
That is, it indicates a command to execute the control system. Line 102 indicates the signal that passes control to block 104. Block 104 illustrates the initialization of the A / D converter for power meters 44 and 46. The A / D converter is a 16-channel A / D converter (model DAS-16 manufactured by Metrabyte). This A / D converter requires at least three inputs. That is, 1
One for temperature, one for incident power, and one for reflected radiation power. The directional coupler 42 separates 1% of the input power and 1% of the reflected power to the respective output meters and sensors 44 and 46 (these instruments are microwave output sensors from Hewlett-Packard Company). Instrument, model HP-435B). When the A / D converter is initialized for the first time, the multiplexer is set to read the incoming and reflected powers at the predetermined receive rate specified in the program, about 20 to 30 times per second. Is preferred. The temperature monitored by the pyrometer 68 is sent to the A / D converter or the RS-2
Transmit to controller via 32C interface or similar. A /
The input to the D converter is line 58 in FIG. 2, and the input from the power meter and sensor 46 to the A / D converter is line 6
0, input from pyrometer 68 to A / D converter is line 70. The outputs from the power meters and sensors 44 and 46 and the pyrometer 68 generate inputs to the A / D converter, which provides signals indicating input power, reflected power and temperature in the computer on which the control system is running. Occurs. Block 104 corresponds to the initialization of a computer timer corresponding to the running time of the program. 1/18 of one second corresponds to one count in the timer. Thus, the counter, which is initialized to zero at the beginning of a program call, increases by "1" every 1/18 second. Block 104 corresponds to preparing for the next interrupt to be used during the running of the control system. Set a system timer interrupt indicating a subroutine to count events. Upon receiving a count sufficient to allow an event (eg, plotting data on the screen), a flag is set in the interrupt routine, which is later read and executed by the program during normal operation. After execution of the interrupt routine, execution of the program is resumed at the point where the interrupt occurred.

【0062】図2のコントローラ54は原動機28及び
原動機50に使用されるステツパモータ(コンピユモー
タ(Compumotor) により製造されたモデル番号57-51 )
への出力のための標準直列インタフエースデイジタル通
信ポートRS232Cによつてマイクロ波プローブ22の原動
機28及びシヨート10の原動機50と相互に影響しあ
う。
The controller 54 of FIG. 2 is a stepper motor (model numbers 57-51 manufactured by Compumotor) used for the prime mover 28 and the prime mover 50.
Interacts with the prime mover 28 of the microwave probe 22 and the prime mover 50 of the short 10 by a standard serial interface digital communication port RS232C for output to the MPU.

【0063】ライン106はブロツク108へのシステ
ム制御の信号通過を示す。ボツクス108はIBMパー
ソナルコンピユータのCTRデイスプレイのような表示
手段へのオプシヨン画面の提示を示す。C言語によるオ
プシヨン画面の作成は例えば、ボーランドターボC参照
ガイド(Borland Turbo C Reference Guide 、Borland
International)内に説明されている。幾らかの合理的な
数のオプシヨンがこのレベルにおいて提供され、このう
ちの7つが活動化されて、この制御システムのオペレー
タによつて選択される。オプシヨン1は温度対時間、順
方向パワー対時間及び反射パワー対時間をプロツトする
表示用末端装置への出力を制御する。垂直軸及び水平軸
のスケールはオプシヨン1内にセツトされる。オプシヨ
ン2は空洞のQ対時間のプロツトを制御する。Q対時間
プロツトの水平軸及び垂直軸はオプシヨン2内において
制御される。オプシヨン3においてはオプシヨン1のプ
ロツトのための温度対時間データをもたらすセンサをセ
ツトすることができる。ここに提示する好適な実施例に
おいては、以下に説明する制御ルーチンにおいてワーク
ピースのためのただ1つの温度監視が利用される。オプ
シヨン4は、時間に対する温度、順方向パワー及び反射
パワーのデータだけが温度制御ルーチン又は診断ルーチ
ンを呼び出すことなく獲得されることを指定する。これ
ら2つのルーチンについては図9及び図10を参照して
後に説明する。オプシヨン5においては温度制御ルーチ
ン又は後に定義される同調診断ルーチンを走らせること
なく反射パワーを最小にする自動調整ルーチンだけを選
択し得、それと同時にオプシヨン4において述べたデー
タを獲得する。オプシヨン6においてオペレータは診断
ルーチンを選択せずに温度制御ルーチン及び自動調整ル
ーチンの実行を選択することができる。オプシヨン7に
おいてオペレータは完全な制御システムとして定義され
た診断ルーチン、温度制御ルーチン及び自動調整ルーチ
ンを選択することができる。
Line 106 indicates the passage of system control signals to block 108. Box 108 shows the presentation of an option screen on a display means such as a CTR display of an IBM personal computer. The creation of an option screen in the C language is described in, for example, Borland Turbo C Reference Guide, Borland Turbo C Reference Guide.
International). Some reasonable number of options are provided at this level, seven of which are activated and selected by the operator of the control system. Option 1 controls the output to the display terminal which plots temperature versus time, forward power versus time, and reflected power versus time. The vertical and horizontal scales are set in option 1. Option 2 controls the Q vs. time plot of the cavity. The horizontal and vertical axes of the Q vs. time plot are controlled in option 2. In Option 3, a sensor can be set that provides temperature versus time data for the Option 1 plot. In the preferred embodiment presented herein, only one temperature monitor for the workpiece is utilized in the control routine described below. Option 4 specifies that only temperature, forward power, and reflected power data over time will be obtained without invoking a temperature control or diagnostic routine. These two routines will be described later with reference to FIGS. In option 5, only the automatic adjustment routine that minimizes the reflected power can be selected without running a temperature control routine or a tuning diagnostic routine defined later, while obtaining the data described in option 4. In Option 6, the operator can select to execute the temperature control routine and the automatic adjustment routine without selecting the diagnostic routine. Option 7 allows the operator to select a diagnostic routine, a temperature control routine and an automatic adjustment routine defined as a complete control system.

【0064】後に詳述する温度制御サブシステムは適用
された温度対時間スケジユールについてのデータを含む
データセツトを参照する。一例として図11は温度対時
間スケジユールのプロツトを概略的に示す。このための
データは3つの数の群を有するデータセツト内に配置さ
れる。最初の数は第1の時間間隔のための初期温度であ
り、第2の数は温度変化の線形時間率であり、第3の数
は一定温度維持すなわち均熱の期間時間である。図11
の時間スケジユールに対応しているフアイルから読み取
られるデータはT1、m1及びt2−t1とT2、m3及びO
とT3、m4及びOである。必要な時間t2−t1は上述の
カウンタの現在値によつて決定される。時間t1及び時
間t2間の時間期間における温度変化の時間率m2 はゼ
ロであり、このことはワークピースが時間t2−t1の間
温度T2に保持されることを意味し、通常これを温度T
2 における保持すなわち均熱と呼ぶ。時間に対する温度
の変化は正値若しくは負値又はゼロをとることができ
る。ブロツク104に示されるようにプログラムはカウ
ンタをインクリメント動作させるフラグを1/18秒ごとに
セツトアツプするので、プログラムは自身の時間を保持
することができる。温度、順方向パワー及び反射パワー
について計測されたデータを保管してプロツトする画面
を毎秒1回更新する。従つて画面上のプロツトに毎秒1
回付加データ点が加えられ、結局プロツトは完全に一杯
にされる。Qは5秒ないし30秒に1回ずつ確認される
(Qを確認する頻度、すなわち何秒に1回確認するかが
ボツクス108のオプシヨン2において決定される)。
カウンタ内のNの値によつて時間が確認される。ここで
真の時間はN÷18である。Nが18のとき、これは1秒に
相当する。Qの数値を求める時間間隔はブロツク108
の結果として提供される数を画面上にタイプすることに
よつてセツトされる。この時間間隔についての値が全く
入力されない場合、デフオルト値がロードされる。
The temperature control subsystem, described in more detail below, references a data set containing data on the applied temperature versus time schedule. As an example, FIG. 11 schematically illustrates a plot of a temperature versus time schedule. The data for this is arranged in a data set having three groups of numbers. The first number is the initial temperature for the first time interval, the second number is the linear time rate of temperature change, and the third number is the time duration of constant temperature maintenance or soaking. FIG.
The data read from the file corresponding to the time schedule of T 1 , m 1 and t 2 -t 1 and T 2 , m 3 and O
And T 3 , m 4 and O. Required time t 2 -t 1 is by connexion determined the current values of the above-mentioned counter. Time rate m 2 of the temperature change in the time period between time t 1 and time t 2 is zero, meaning this is that the workpiece is held between the temperature T 2 of the time t 2 -t 1, Usually this is the temperature T
Called retention at 2 or soaking. The change in temperature over time can be positive or negative or zero. As shown in block 104, the program sets up a flag that increments the counter every 1/18 second, so that the program can hold its own time. The screen for storing and plotting the data measured for the temperature, the forward power and the reflected power is updated once every second. Therefore, one per second on the screen
An additional data point is added, and the plot is eventually completely filled. The Q is checked once every 5 to 30 seconds (the frequency of checking the Q, ie, how often to check once is determined in option 2 of box 108).
The time is confirmed by the value of N in the counter. Here, the true time is N ÷ 18. When N is 18, this corresponds to one second. The time interval for finding the value of Q is block 108
Is set by typing on the screen the number provided as a result of If no value is entered for this time interval, a default value is loaded.

【0065】ライン110はブロツク108からブロツ
ク112へのプログラム制御転送についての信号を示
す。ブロツク112は上述のようにプロツトするための
画面を提供する。画面の左上部隅にはオプシヨンのリス
トがあり、このリストは実行開始、データ保管、マイク
ロ波出力変更、自動調整ルーチン実行開始/停止及びス
テツパーモータ(図2の28及び50)の(手動)動作
のステツパーモータ増分の変更を含んでいる。画面の右
上部隅には画面上にプロツトされつつあるデータの現在
値、すなわち現在温度、順方向パワー、反射パワー及び
加熱速度が提供される。この画面にはキーストロークを
押すことによつて解放されてプログラム制御実行開始が
許可されることを待機している保留が存在する。
Line 110 indicates the signal for a program control transfer from block 108 to block 112. Block 112 provides a screen for plotting as described above. In the upper left corner of the screen is a list of options, including start execution, data storage, microwave power change, start / stop automatic adjustment routine execution, and (manual) stepper motor (28 and 50 in FIG. 2). Includes changing the stepper motor increment of operation. In the upper right corner of the screen is provided the current value of the data being plotted on the screen, namely the current temperature, forward power, reflected power and heating rate. There is a hold on this screen that is released by pressing a keystroke and is waiting for the start of program control execution.

【0066】図3のプロツト形式はデータの全てを獲得
したときに表示画面上にプロツトする形式である。図3
のプロツトは時間の経過に伴つて作り直され、データは
毎秒1回更新される。ブロツク112において実行開始
以外の他のオプシヨンを選択することができる。これら
を制御するにはIBMパーソナルコンピユータのキーボ
ード上にあるFキーを使用すると便利である。プログラ
ム実行開始以外の他のオプシヨンはデータセツト又はデ
ータ記憶位置内にデータを保管すること、ブロツク10
8においてどのオプシヨンが既に選択されているかにか
かわらず自動調整ルーチンをターンオフ又はターンオン
させること及び適用すべき放射パワーをキーボードから
直接選択することである。これ以外のオプシヨンは当分
野の技術範囲内にあり、制御ルーチンのこの点に付加さ
れてよい。端末装置におけるFキー及び表示プロツトの
制御方法は何らかの言語マニユアル、例えばボーランド
・インターナシヨナル(Borland International)から出
されているターボC参照ガイド・バージヨン2.0 (Turb
o C Reference Guide Version 2.0)内に見いだすことが
できる。ブロツク112においてシヨート10を制御す
る原動機50を作動させて、できる限りワークピースに
接近するようにシヨート10を移動させる。原動機28
を作動させてマイクロ波プローブ22をできる限りキヤ
ビテイの外方に引き出すことにより、マイクロ波プロー
ブ22の位置のゼロを見いだし、次に原動機28を反射
パワーが最小となるマイクロ波プローブ22の位置への
始動位置として好適であると前もつて実験によつて確認
しておいた平均位置までワークピースの方に前進させ
る。この位置は制御プログラムによつて自動的に最適化
されるので、このマイクロ波プローブ22の実際の位置
を正確に知る必要はない。オペレータの介入によつて又
は空洞が空の場合の位置を用いることによつて始動位置
の近似値を知ることができる。
The plot format shown in FIG. 3 is a format for plotting on the display screen when all the data is acquired. FIG.
Are recreated over time and the data is updated once per second. At block 112, other options besides the start of execution can be selected. It is convenient to use the F key on the keyboard of the IBM personal computer to control these. Other options other than starting program execution include storing data in a data set or data storage location, block 10
At 8 is to turn off or turn on the automatic adjustment routine regardless of which option is already selected and to select directly from the keyboard the radiant power to be applied. Other options are within the skill of the art and may be added at this point in the control routine. The control method of the F key and the display plot in the terminal device is described in some language manual, for example, Turbo C Reference Guide Version 2.0 (Borb International, Borland International).
o Can be found in the C Reference Guide Version 2.0). At block 112, the prime mover 50 that controls the short 10 is actuated to move the short 10 as close as possible to the workpiece. Prime mover 28
To find the zero position of the microwave probe 22 by pulling the microwave probe 22 out of the cavity as much as possible, and then move the motor 28 to the position of the microwave probe 22 where the reflected power is minimized. It is advanced towards the workpiece to an average position which has previously been experimentally determined to be suitable as a starting position. Since this position is automatically optimized by the control program, it is not necessary to know the actual position of the microwave probe 22 exactly. An approximation of the starting position can be obtained by operator intervention or by using the position when the cavity is empty.

【0067】ライン114はシステム制御をブロツク1
16(図7)に渡す信号を示す。ブロツク116は、こ
のシステムが順方向パワー及び反射パワーのモニタとし
ての出力計及びセンサ46及び44並びに高温計68か
ら入力信号を受けるA/Dコンバータからデータを受け
取ることを示す。データはブロツク116の一部として
適用パワーレベル、反射パワーレベル及び試料温度を示
す信号としてシステムコントローラ内に連続的に与えら
れる。ライン118はプログラム制御をブロツク120
に渡す信号を示す。
Line 114 blocks system control.
16 (FIG. 7). Block 116 indicates that the system receives data from an A / D converter that receives input signals from power meters and sensors 46 and 44 and pyrometer 68 as monitors for forward and reflected power. The data is continuously provided in the system controller as a signal indicating the applied power level, the reflected power level and the sample temperature as part of block 116. Line 118 blocks program control 120
The signal to pass to is shown.

【0068】ブロツク120においては自動調整ルーチ
ンを呼び出すために自動調整フラグがセツトされている
か否かを確認する試験がなされる。上述のようにブロツ
ク108において自動調整ルーチンフラグがセツトされ
る。自動調整サブシステムフラグがセツトされていない
場合、ライン122で示される信号によつてブロツク1
24にシステム制御を渡す。ブロツク124において試
験が行われて割込みサブルーチンによつて画面フラグが
セツトされているか否か及び記憶されたデータ変数を更
新するフラグがセツトされているか否かを確認する。記
憶変数更新又は画面更新のためのフラグがセツトされて
いない場合、ライン126により示す信号によつてプロ
グラム制御はブロツク124からブロツク116に戻
る。
At block 120, a test is made to see if the automatic adjustment flag is set to invoke the automatic adjustment routine. The automatic adjustment routine flag is set at block 108 as described above. If the auto adjust subsystem flag is not set, block 1 is asserted by the signal shown on line 122.
24 to pass system control. A test is performed at block 124 to determine if the screen flag has been set by the interrupt subroutine and if the flag for updating the stored data variable has been set. If the flag for the stored variable update or screen update is not set, the signal indicated by line 126 causes program control to return from block 124 to block 116.

【0069】ブロック120に戻って、自動調整フラグ
がセツトされていると(一般的にセツトされているとい
うことは「1」にセツトされているということであ
る)、ライン128により示す信号によつてプログラム
制御はブロツク120からブロツク130に送られる。
ブロツク130は図8に示す自動調整ルーチンへの呼出
しである。この自動調整ルーチンへのプログラム制御の
移動はライン131により示す信号によりなされる。
Returning to block 120, if the automatic adjustment flag has been set (generally, being set is being set to "1"), the signal indicated by line 128 indicates that the automatic adjustment flag has been set. Program control is then sent from block 120 to block 130.
Block 130 is a call to the automatic adjustment routine shown in FIG. The transfer of program control to this automatic adjustment routine is made by the signal indicated by line 131.

【0070】図8のライン131は自動調整サブシステ
ムへの呼出しを示し、これはブロツク132に導く。こ
こでαは反射パワー対順方向パワーの比の値にセツトさ
れる。ブロツク132においてキヤビテイを同調させる
ために移動させられるべきシヨート10及びマイクロ波
プローブ22の第1のグループがシヨート10に対する
デフオルト値として与えられる。ブロツク134におい
て試験が行われて放射パワーがオンであるか否かを確認
する。放射パワーがオンでないとき、プログラム制御は
ライン136により示す信号によつてブロツク139に
送られる。ブロツク139はライン176により示すよ
うにブロツク130(図7)へのリターン信号であり、
このときブロツク130は自動調整ルーチンを呼出す。
ブロツク134における試験の結果、マイクロ波出力が
オンであると確認されたとき、プログラム制御はライン
138によつてブロツク140に送られる。ブロツク1
40において試験が行われて共振空洞装置20が調整さ
れているか否かを確認する。予め定めた値よりもαが小
さい場合、この共振空洞装置20は同調しているものと
定義され、この予め定めた値は 0.1〔%〕であるのが好
ましい。この試験の結果共振空洞装置20が同調してい
ると分かつたならば、ライン142により示す信号によ
つてプログラム制御はブロツク139に送られる。ブロ
ツク139は自動調整ルーチンを呼び出した図7のブロ
ツク130に制御を戻す。共振空洞装置20が同調して
いない場合、ライン144により示す信号によつてブロ
ツク146にシステム制御信号が送られる。
Line 131 in FIG. 8 shows a call to the auto-tuning subsystem, which leads to block 132. Where α is set to the value of the ratio of the reflected power to the forward power. The first group of shots 10 and microwave probes 22 to be moved to tune the cavities at block 132 are provided as default values for the shots 10. A test is performed at block 134 to determine if the radiated power is on. When the radiant power is not on, program control is sent to block 139 by the signal indicated by line 136. Block 139 is the return signal to block 130 (FIG. 7) as indicated by line 176;
At this time, block 130 calls the automatic adjustment routine.
When the test at block 134 indicates that the microwave output is on, program control is sent to block 140 via line 138. Block 1
A test is performed at 40 to determine if the resonant cavity device 20 has been adjusted. If α is less than a predetermined value, the resonant cavity device 20 is defined as tuned, and the predetermined value is preferably 0.1%. If, as a result of this test, resonant cavity device 20 is found to be tuned, program control is sent to block 139 by the signal indicated by line 142. Block 139 returns control to block 130 of FIG. 7 which called the automatic adjustment routine. If the resonant cavity device 20 is out of tune, the signal indicated by line 144 sends a system control signal to block 146.

【0071】ブロツク146において図2の原動機28
及び原動機50についてのステツプサイズは以下の式に
従つてセツトされる。これらの原動機28及び50はモ
デル57-51 コンピユモータ(Compumotor) であり、1回
転 360°当たり12,800ステツプである。αの試験に基づ
いて進められるステツプの合計数は増分と呼ばれる。こ
の試験は次のようになる。0.1 ≦α≦0.25のとき増分は
50ステツプ、0.25≦α≦0.4 のとき増分は80ステツプ、
0.4 ≦α≦0.65のとき増分は 130ステツプ、0.65≦α≦
0.8 のとき増分は 180ステツプ、0.8 ≦α≦1のとき増
分は 250ステツプである。またこの増分を、反射パワー
対順方向パワーの比(α)に定数を掛けてオフセツトを
足したものに等しく設定することができる。ここでこの
定数及びオフセツトは図6のブロツク108によつて示
されるオプシヨン画面に入力することができる入力であ
る。
At block 146, the prime mover 28 of FIG.
And the step size for the prime mover 50 is set according to the following equation: These prime movers 28 and 50 are Model 57-51 Compumotors, with 12,800 steps per 360 ° revolution. The total number of steps advanced based on the test of α is called an increment. This test is as follows. When 0.1 ≤ α ≤ 0.25, the increment is
50 steps, when 0.25 ≦ α ≦ 0.4, the increment is 80 steps,
When 0.4 ≤ α ≤ 0.65, the increment is 130 steps, 0.65 ≤ α ≤
When 0.8, the increment is 180 steps, and when 0.8≤α≤1, the increment is 250 steps. Also, this increment can be set equal to the ratio of reflected power to forward power (α) multiplied by a constant plus offset. Here, these constants and offsets are inputs that can be entered on the options screen shown by block 108 in FIG.

【0072】ライン148により示す信号によつてシス
テム制御はブロツク146からブロツク150に送られ
る。ブロツク150において試験が行われて反射パワー
が減少しているか否かを確認する。反射パワーが減少し
ていないとき、すなわち反射パワーの現在値が反射パワ
ーの前の値よりも大きいとき、ライン152により示す
信号によつてプログラム制御はブロツク154に送られ
る。ブロツク154において現在制御されている原動機
28又は50に信号を送つて方向を逆転させる。ライン
156及び160により示す信号によつてシステム制御
はブロツク162に送られる。ブロツク162において
試験が行われて反射パワーの現在値が極小であるか否か
を確認する。αの現在値がMINIMUM の値よりも小さいと
き、MINIMUM はαの現在値に更新され、変数COUNT はゼ
ロに等しくセツトされる。αの現在値がMINIMUM よりも
小さくないときMINIMUM は更新されず、変数COUNT はCO
UNT +1に等しくセツトされる(ブロツク104(図
6)においてCOUNT =0であり、最小はブロツク104
の大きな値にセツトされる)。COUNT が予め定めた値
(好ましくは「15」) よりも大きくないとき、極小が存
在しないことが確認され、プログラム制御はライン16
4により示す信号によつてブロツク162からブロツク
158に送られる。ブロツク162においてCOUNT が
「15」よりも大きいとき、極小が存在することが確認さ
れ、システム制御はライン166により示す信号によつ
てブロツク168に送られる。ブロツク168は原動機
の制御を原動機50から原動機28に又は原動機28か
ら原動機50に変更し、これによつて共振空洞装置20
を自動的に同調させるために調整する軸を変更する。プ
ログラム制御はライン170により示す信号によつてブ
ロツク168からブロツク158に送られる。ブロツク
158において、ブロツク162及び168において決
定された軸の上でブロツク150及びブロツク154に
おいて決定された方向に、ブロツク146において決定
された増分を実行する。その後プログラム実行はブロツ
ク139に送られる。ブロツク139は図7のブロツク
130へのリターンを示す。またライン172により示
す信号はブロツク130に直接戻るのではなくライン1
74により示されるようにブロツク140に戻り、これ
によつて共振空洞装置20がブロツク140のα条件を
満たして図7のメインプログラムのブロツク130に戻
るためのブロツク139にプログラム制御を渡す信号
(ライン142により示す)が生ずるまで図7のメイン
ルーチンに戻ることができない。
System control is passed from block 146 to block 150 by the signal indicated by line 148. A test is performed at block 150 to determine if the reflected power has decreased. When the reflected power is not decreasing, that is, when the current value of the reflected power is greater than the previous value of the reflected power, program control is sent to block 154 by the signal indicated by line 152. Block 154 sends a signal to the currently controlled prime mover 28 or 50 to reverse direction. System control is sent to block 162 by the signals indicated by lines 156 and 160. A test is performed at block 162 to determine if the current value of the reflected power is minimal. When the current value of α is less than the value of MINIMUM, MINIMUM is updated to the current value of α and the variable COUNT is set equal to zero. When the current value of α is not smaller than MINIMUM, MINIMUM is not updated, and the variable COUNT becomes CO
Set equal to UNT +1 (COUNT = 0 in block 104 (FIG. 6), minimum is block 104
Is set to a large value). When COUNT is not greater than a predetermined value (preferably "15"), it is confirmed that no local minimum exists and program control returns to line 16
The signal indicated by block 4 is sent from block 162 to block 158. If COUNT is greater than "15" at block 162, then a local minimum is confirmed and system control is passed to block 168 by the signal indicated by line 166. Block 168 changes the control of the prime mover from prime mover 50 to prime mover 28 or from prime mover 28 to prime mover 50, and thereby resonant cavity device 20.
Change the axis to adjust to automatically tune. Program control is passed from block 168 to block 158 by the signal indicated by line 170. At block 158, the increment determined at block 146 is performed on the axis determined at blocks 162 and 168, in the direction determined at block 150 and block 154. Thereafter, program execution is sent to block 139. Block 139 indicates a return to block 130 of FIG. Also, the signal represented by line 172 does not return directly to block 130, but
Returning to block 140, as indicated by 74, the signal (line) which passes program control to block 139 which causes the resonant cavity device 20 to satisfy the .alpha. Condition of block 140 and return to block 130 of the main program of FIG. (Indicated by 142), it is not possible to return to the main routine of FIG.

【0073】ブロツク130から自動調整ルーチンへの
信号出力はライン131により示され、自動調整ルーチ
ンからブロツク130への入力信号はライン176によ
り示される。
The signal output from block 130 to the automatic adjustment routine is indicated by line 131, and the input signal to block 130 from the automatic adjustment routine is indicated by line 176.

【0074】図7においてシステム制御は自動調整ルー
チンへの呼出しの後ライン178により示す信号によつ
てブロツク130からブロツク180に送られる。ブロ
ツク180において温度制御フラグがブロツク108に
おいてセツトされたか否かを試験する。温度制御フラグ
がセツトされているとき、プログラム制御はライン18
2により示す信号によつてブロツク184に送られる。
ブロツク184においてタイマフラグがセツトされてい
るか否かを試験する。タイマフラグは割込みサブルーチ
ン内においてセツトされる。この時点で試験が行われ、
温度制御ルーチンを呼び出すべきか否かについて決定す
る。ブロツク116により示されているデータ収集は1
秒当たり20ないし30回行われる。温度制御ルーチンは周
期的には実行されない。データ収集及び自動調整ルーチ
ンは破線186内に含まれている。この外郭線186内
にある制御及び信号のシーケンスは1秒当たり20ないし
30回実行される。温度制御ルーチンが頻繁にこれを呼び
出すと、システムは温度を過度に制御しようとする。温
度制御ルーチンは好適には毎秒1回ないし2回呼び出さ
れるのが好ましい。従つて外郭線186により示される
システムのデータ収集セグメントは頻繁に呼び出され
る。上述のようにタイムカウンタは1/18秒毎に更新され
て温度制御ルーチンを毎秒2回呼び出す。温度制御ルー
チンはタイムカウンタが9で割り切れるときに呼び出さ
れる。タイマカウンタが9で割り切れるとき、プログラ
ム制御はライン185により示す信号によつて温度制御
ルーチンの呼出しであるブロツク188に送られる。タ
イマカウンタが9で割り切れないとき、システム制御は
ライン190により示す信号によつてブロツク192に
送られる。ブロツク188から出ているライン194は
システム制御をブロツク188から図9のブロツク19
8に送る信号を示す。
In FIG. 7, system control is passed from block 130 to block 180 by a signal indicated by line 178 after a call to the automatic adjustment routine. At block 180, a test is made to see if the temperature control flag was set at block 108. When the temperature control flag is set, program control returns to line 18
2 is sent to block 184 by the signal indicated by.
A test is made at block 184 as to whether the timer flag is set. The timer flag is set in the interrupt subroutine. At this point the test is performed,
A determination is made as to whether a temperature control routine should be invoked. The data collection indicated by block 116 is 1
Performed 20 to 30 times per second. The temperature control routine is not executed periodically. The data collection and self-adjustment routine is contained within dashed line 186. The sequence of controls and signals within this outline 186 is between 20 and 20 per second.
Executed 30 times. If the temperature control routine calls this frequently, the system will attempt to control the temperature excessively. The temperature control routine is preferably called once or twice per second. Thus, the data collection segment of the system, indicated by outline 186, is frequently invoked. As described above, the time counter is updated every 1/18 second and the temperature control routine is called twice per second. The temperature control routine is called when the time counter is divisible by nine. When the timer counter is divisible by nine, program control is passed by a signal indicated by line 185 to block 188, which calls the temperature control routine. When the timer counter is not divisible by nine, system control is sent to block 192 by the signal indicated by line 190. Line 194 exiting block 188 directs system control from block 188 to block 19 of FIG.
8 shows a signal to be sent.

【0075】ブロツク198において試験が行われて温
度が上述のように温度スケジユール入力によつて指定さ
れる保持状態(保持温度又は均熱温度と呼ばれる)にあ
るか否かを確認する。温度スケジユールの通りに温度が
均熱状態にあるとき、プログラム制御はライン200に
より示す信号によつてブロツク202に送られる。ブロ
ツク202において現在時間が均熱が始まつた時間と比
較されて均熱モードにより既に経過した時間を確認す
る。システム制御はライン204により示す信号によつ
てブロツク202からブロツク206に送られる。ブロ
ツク206において入力温度スケジユールによつて指定
されている時間と現在の均熱時間とを比較して、現在の
均熱時間が均熱状態の中に置かれる温度−時間入力スケ
ジユールから決定された所望の時間をすでに上回つてい
るか否かを確認する。
A test is performed at block 198 to determine if the temperature is in the holding state (called holding temperature or soaking temperature) specified by the temperature schedule input as described above. When the temperature is in the soaking state according to the temperature schedule, program control is sent to block 202 by the signal indicated by line 200. At block 202, the current time is compared to the time at which the soaking has begun to determine the time that has already elapsed in the soaking mode. System control is passed from block 202 to block 206 by a signal indicated by line 204. Comparing the time specified by the input temperature schedule with the current soak time in block 206, the desired soak determined from the temperature-time input schedule where the current soak time is placed in the soak state. To see if the time has already been exceeded.

【0076】均熱フラグは図6のブロツク104におい
て均熱状態にはないことを示す値ゼロに初期化される。
均熱フラグが「1」のとき、これは均熱状態にあること
を示す。
The soak flag is initialized at block 104 in FIG. 6 to a value of zero indicating no soak state.
When the soaking flag is “1”, this indicates that the device is in a soaking state.

【0077】ブロツク206において現在時間が均熱状
態に置かれるべき所望の時間よりも大きいとき、プログ
ラム制御はライン208により示す信号によつてブロツ
ク210に送られる。ブロツク210において均熱では
ない状態を表わすゼロに均熱フラグがリセツトされる。
プログラム制御はライン212により示す信号によつて
ブロツク210からブロツク214に送られる。ブロツ
ク214において試験が行われて温度−時間入力スケジ
ユールの終りに温度が達したか否かを確認する。この終
りは温度−時間入力スケジユールのセグメントが最早存
在しない場合に生ずる。これは均熱フラグをオフにリセ
ツトするブロツク210を通る最終パスが行われた場合
にのみ実行され得る。温度プログラムが完了しないと、
システム制御はライン216により示す信号によつてブ
ロツク214からブロツク218に送られる。ブロツク
218は図9及び図7のライン196により示すように
温度制御ルーチン呼出しのブロツク188へのリターン
を示す。プログラムが制御をブロツク214からライン
216を介してブロツク218に送るとき、温度制御フ
ラグは「1」すなわち「YES 」にセツトされ、プログラ
ム制御は図7のブロツク186により示す流れの残部を
通つて循環する。これはブロツク180の通過を含み、
温度制御フラグはまだ「1」すなわち「YES 」にセツト
されており、システム制御はライン182により示すよ
うにブロツク184に送られる。
When the current time at block 206 is greater than the desired time to be soaked, program control is passed to block 210 by a signal indicated by line 208. At block 210, the soak flag is reset to zero, indicating a non-soak state.
Program control is passed from block 210 to block 214 by the signal indicated by line 212. A test is performed at block 214 to determine if the temperature has reached the end of the temperature-time input schedule. This end occurs when there is no longer a segment of the temperature-time input schedule. This can only be performed if the last pass through block 210 resets the soak flag. If the temperature program is not completed,
System control is passed from block 214 to block 218 by a signal indicated by line 216. Block 218 indicates the return of the temperature control routine call to block 188, as indicated by line 196 in FIGS. When the program sends control from block 214 to block 218 via line 216, the temperature control flag is set to "1" or "YES" and program control is cycled through the remainder of the flow indicated by block 186 in FIG. I do. This includes the passage of block 180,
The temperature control flag is still set to "1" or "YES" and system control is passed to block 184 as indicated by line 182.

【0078】図9において温度制御スケジユールが完了
している、すなわち入力制御スケジユールから読み込ま
れるべきデータが最早存在しないとき、システム制御は
ライン220により示す信号によつてブロツク214か
らブロツク222に送られる。ブロツク222はブロツ
ク108において「1」に初期化されたプログラムフラ
グの終りをリセツトする。図9のブロツク222におい
てプログラムフラグの終りがゼロに設定されたとき、そ
れはプログラム停止のための信号であるのでシステム制
御がライン224により示す信号によつてブロツク22
2からリターンブロツク218に進み、さらにライン1
96により示す信号によつて図7の温度制御呼出しブロ
ツク188に進んだとき、システム制御は図7の破線外
郭線186内に収められているルーチンを通つて循環し
ライン126により示す信号によつてブロツク116に
到達する。ブロツク116においてプログラムフラグの
終りはゼロでありプログラムは終了する。またプログラ
ム実行が例えばブロツク108に戻つて新しいオプシヨ
ン設定等を待ち受けてもよい。
In FIG. 9, when the temperature control schedule is complete, that is, when there is no more data to be read from the input control schedule, system control is passed from block 214 to block 222 by a signal indicated by line 220. Block 222 resets the end of the program flag initialized to "1" in block 108. When the end of the program flag is set to zero in block 222 of FIG. 9, it is a signal to stop the program, so system control is performed by the signal indicated by line 224.
From 2 go to return block 218 and continue to line 1
Proceeding to the temperature control call block 188 of FIG. 7 by the signal indicated by 96, system control is cycled through the routine contained within the dashed outline 186 of FIG. Block 116 is reached. At block 116, the end of the program flag is zero and the program ends. The program execution may return to block 108, for example, to wait for a new option setting or the like.

【0079】図9において、ブロツク198において均
熱フラグがゼロの場合、プログラム制御はライン226
により示す信号によつてブロツク228に送られる。1
つの試験を行うことによつてプログラムの流れが簡単化
され、例えば次のステージが(均熱ではなくて)ランプ
である場合、ブロツク198(均熱=0)通過後にプロ
グラムは先に送られる。次の入力「セグメント」(1つ
の傾斜部及び1つの均熱部で構成される)の初期温度を
見ることによつて、必要であれば輪郭クーリング及び循
環を許容することができる。
In FIG. 9, if the soak flag is zero at block 198, program control returns to line 226.
Is sent to block 228 by the signal indicated by. 1
Performing one test simplifies the program flow, for example, if the next stage is a ramp (rather than a soak), the program is forwarded after passing block 198 (soak = 0). By looking at the initial temperature of the next input "segment" (consisting of one ramp and one soak), contour cooling and circulation can be allowed if necessary.

【0080】現在温度が次の均熱温度よりも高いとき、
システム制御はライン230により示す信号によつてブ
ロツク232に送られ、ブロツク232において均熱フ
ラグは「1」すなわち「YES 」にセツトされる。システ
ム制御はライン234により示す信号によつてブロツク
232からブロツク236に送られる。ブロツク236
において現在の均熱の初めにおける最初の時間が記録さ
れ、これは均熱が初期化されたときだけ生ずるブロツク
236通過の度ごとにタイムカウンタ内に記録されるタ
イムに相当する。システム制御はライン238により示
す信号によつてブロツク236からブロツク202に送
られる。ブロツク202において現在時間がブロツク2
36においてセツトされた最初の時間と比較され、これ
を所望の均熱時間と比較する。温度プロフアイル内の時
間は均熱時間だけを含む(均熱がない場合には「0」に
セツトする)。これは時間比較がなされて均熱内の時間
に充当する唯一の点である。システム制御はライン20
4により示す信号によつてブロツク202からブロツク
206に送られ、このブロツク206において試験が行
われて均熱内の時間が所望の時間よりも大きいか否かを
確認する。均熱内の時間が所望の時間よりも大きいと
き、システム制御は上述のようにライン208により示
す信号によつてブロツク206からブロツク210に送
られる。均熱時間がゼロにセツトされており、すなわち
均熱が必要とされていないとき、プログラムは上述のよ
うにライン208を経由してブロツク210に移動し、
均熱フラグをリセツトする。現在の均熱内経過時間が所
望の均熱内経過時間よりも大きくないとき、システム制
御はライン240により示す信号によつてブロツク20
6からブロツク242に送られる。ブロツク242にお
いて温度の現在値の、温度時間スケジユールの現在のセ
グメント時間における所望の時間に対する試験が行われ
る。温度が所望の温度と違つていないとき、システム制
御はライン244及びライン212により示すようにブ
ロツク242からブロツク214に送られる。ブロツク
242において温度が所望の温度と違つていたとき、シ
ステム制御はライン246により示すようにブロツク2
42からブロツク248に送られる。ブロツク248に
おいて試験が行われて温度が所望の時間より高いか低い
かを確認する。温度が所望の温度より低いとき、図2に
示すコントローラ54からマイクロ波源32に信号ライ
ン56に沿つて出力信号が送出される。現在の温度が所
望の温度よりも高いとき、出力信号はマイクロ波源32
のパワー出力を減少させるように指示する。現在の温度
が所望の温度よりも低いとき、出力信号はマイクロ波源
32のパワー出力を増加させるように指示する。多数の
温度制御アルゴリズムを使用することができるが、次の
ような方法が好ましい。次の関係に従つてパワーを変化
させる。
When the current temperature is higher than the next soaking temperature,
System control is passed to block 232 by a signal indicated by line 230, where the soak flag is set to "1" or "YES". System control is passed from block 232 to block 236 by a signal indicated by line 234. Block 236
The first time at the beginning of the current soak is recorded at, which corresponds to the time recorded in the time counter for each pass of block 236 that occurs only when the soak is initialized. System control is passed from block 236 to block 202 by a signal indicated by line 238. The current time in block 202 is block 2
It is compared to the initial time set at 36, which is compared to the desired soaking time. The time in the temperature profile includes only the soaking time (set to "0" if no soaking). This is the only point at which a time comparison is made to cover the time within the soak. System control is on line 20
The signal indicated by block 4 is sent from block 202 to block 206 where a test is performed to determine if the time within the soak is greater than the desired time. When the time within the soak is greater than the desired time, system control is passed from block 206 to block 210 by the signal indicated by line 208 as described above. When soaking time is set to zero, i.e., when soaking is not required, the program moves to block 210 via line 208 as described above,
Reset the soak flag. When the current in-soak time is not greater than the desired in-soak time, system control is initiated by a signal indicated by line 240 to block
6 to block 242. At block 242, a test is made of the current value of the temperature to the desired time in the current segment time of the temperature time schedule. When the temperature is not different from the desired temperature, system control is passed from block 242 to block 214 as indicated by lines 244 and 212. When the temperature at block 242 is different from the desired temperature, system control returns to block 2 as indicated by line 246.
From 42 is sent to block 248. A test is performed at block 248 to determine if the temperature is higher or lower than the desired time. When the temperature is lower than the desired temperature, an output signal is sent from the controller 54 shown in FIG. When the current temperature is higher than the desired temperature, the output signal is
To reduce the power output of When the current temperature is lower than the desired temperature, the output signal indicates to increase the power output of the microwave source 32. Although a number of temperature control algorithms can be used, the following method is preferred. The power is changed according to the following relationship.

【0081】新しいパワー=現在のパワー×(所望の温
度/実際の温度)システム制御はライン250及びライ
ン212により示す信号によつてブロツク248からブ
ロツク214に送られる。温度制御ルーチンの残部は上
述のようにブロツク214を通過する。
New power = current power × (desired temperature / actual temperature) System control is passed from block 248 to block 214 by signals indicated by lines 250 and 212. The remainder of the temperature control routine passes through block 214 as described above.

【0082】図9のブロツク228において現在の温度
が次の均熱温度よりも低いとき、システム制御はライン
252により示す信号によつてブロツク228からブロ
ツク254に送られる。ブロツク254において温度対
時間の連続するデータポイントに対し最小2乗線形フイ
ツトを行つて加熱速度を決定する。このデータポイント
は5つであるのが好ましい。加熱速度を決定した後、シ
ステム制御はライン256により示す信号によつてブロ
ツク258に送られる。ブロツク258において加熱速
度が所望の速度に比べ大きいか小さいかの確認がなされ
る。加熱速度が所望の加熱速度に比べ大きくも小さくも
ないとき、ライン260により示す信号によつてシステ
ム制御はブロツク214に送られる。加熱速度が所望の
加熱速度よりも大きいか又は小さいとき、ライン262
により示す信号によつてシステム制御はブロツク258
からブロツク264に送られる。所望の加熱速度は上述
のように入力データセツトから時間/温度スケジユール
内に記入される加熱速度である。ブロツク264におい
て図2のマイクロ波源32のパワー出力は次のように増
加又は減少させられる。すなわち新しいパワーは現在の
パワーに現在の速度と所望の速度との比を掛けたものに
等しくする。他の方法としてはパワーに一定量だけの増
分を与える方法があり、この一定量は例えば5ワツトで
あり、図6のブロツク108においてこの一定量をセツ
トすることができる。ブロツク264においてマイクロ
波源32の現在のパワー出力の増加又は減少を指示する
信号は図2のコントローラ54からマイクロ波源32の
入力にライン56に沿つて伝送される0〜10〔V〕入力
の信号によつて制御される。10〔V〕はフルパワーに相
当する。この信号電圧は上述のDAS-16(メトラバイト、
Metrabyte)カードのデイジタル−アナログセクシヨンに
よつて発生される。ブロツク264において所望のパワ
ー変更がなされ、システム制御はライン266により示
す信号によつてブロツク214に送られる。温度制御ル
ーチンの、ブロツク214から先の残部については上述
した。
When the current temperature is below the next soak temperature in block 228 of FIG. 9, system control is passed from block 228 to block 254 by a signal indicated by line 252. In block 254, a least squares linear fit is performed on successive data points of temperature versus time to determine the heating rate. This data point is preferably five. After determining the heating rate, system control is passed to block 258 by the signal indicated by line 256. At block 258, a check is made as to whether the heating rate is greater or less than the desired rate. When the heating rate is neither greater nor less than the desired rate, system control is sent to block 214 by the signal indicated by line 260. When the heating rate is greater than or less than the desired heating rate, line 262
The system control is controlled by the signal indicated by block 258.
Is sent to block 264. The desired heating rate is the heating rate entered in the time / temperature schedule from the input data set as described above. At block 264, the power output of the microwave source 32 of FIG. 2 is increased or decreased as follows. That is, the new power is equal to the current power times the ratio of the current speed to the desired speed. Another method is to give the power a fixed amount increment, for example 5 watts, which can be set in block 108 in FIG. In block 264, the signal indicating an increase or decrease in the current power output of microwave source 32 is a signal at 0-10 volts input transmitted along line 56 from controller 54 to the input of microwave source 32 from controller 54 of FIG. Controlled by 10 [V] corresponds to full power. This signal voltage is DAS-16 (metrabyte,
Generated by the digital-analog section of the Metrabyte card. The desired power change is made at block 264 and system control is sent to block 214 by the signal indicated by line 266. The remainder of the temperature control routine beyond block 214 has been described above.

【0083】システム制御はライン196により示す信
号によつて温度制御ルーチンの図9のリターンブロツク
218から図7のブロツク188に送られる。システム
制御はライン268により示す信号によつてブロツク1
88からブロツク192に送られる。ブロツク192に
おいて診断フラグがセツトされているか否かの試験を行
う。診断フラグがセツトされていないとき、システム制
御はライン270により示す信号によつてブロツク12
4に送られる。ブロツク124において温度、時間、順
方向パワー及び反射パワーの現在値が記憶位置に格納さ
れているかを確認すると共に、ブロツク112において
セツトアツプされた画面上へのプロツトが更新されてい
るかを確認する。このようになつている場合、プログラ
ム実行はライン271を用いてブロツク272に移り、
現在のデータポイントのデータが上述のようにブロツク
112において画面設定上において更新される。システ
ム制御はライン274及びライン126により示す信号
によつてブロツク272からブロツク116に送られ、
このポイントにおいてプログラム制御フラグがゼロすな
わちオフにセツトされているときプログラムは停止す
る。
System control is passed from the return block 218 of FIG. 9 to the block 188 of FIG. 7 of the temperature control routine by a signal indicated by line 196. System control is controlled by signal indicated by line 268.
88 to block 192. At block 192, a test is performed to determine whether the diagnostic flag has been set. When the diagnostics flag is not set, system control is activated by the signal indicated by line 270.
4 At block 124, it is checked whether the current values of the temperature, time, forward power, and reflected power are stored in the storage locations, and at block 112, it is checked whether the plot on the screen set up is updated. If this is the case, program execution moves to block 272 using line 271 and
The data for the current data point is updated on the screen settings in block 112 as described above. System control is passed from block 272 to block 116 by signals indicated by lines 274 and 126, and
At this point, the program stops when the program control flag is set to zero or off.

【0084】ブロツク192において診断フラグが
「1」にセツトされているとき、システム制御はライン
276により示す信号によつてブロツク278に送られ
る。ブロツク278において試験が行われてタイマフラ
グがセツトされているか否かを確認する。診断ルーチン
を走らせるのには数秒かかるので、診断ルーチンは温度
制御ルーチン又は自動調整ルーチンよりもかなり低い周
波数で呼び出される。診断ルーチンは5秒ないし30秒ご
とに呼び出される。上述のようにタイムカウンタが「1
8」であるときこれは1秒に相当するので、診断ルーチ
ンが5秒ごとに呼び出されるとき、プログラム制御はラ
イン280により示す信号によつてブロツク278から
ブロツク282に送られる。このときカウンタはN×5
×18に等しい値を有し、ここでNは整数である。
When the diagnostic flag is set to "1" at block 192, system control is passed to block 278 by the signal indicated by line 276. A test is performed at block 278 to determine if the timer flag has been set. Since it takes a few seconds to run the diagnostic routine, the diagnostic routine is called at a much lower frequency than the temperature control routine or the automatic adjustment routine. The diagnostic routine is called every 5 to 30 seconds. As described above, the time counter is set to "1
When "8" this corresponds to one second, so when the diagnostic routine is called every five seconds, program control is passed from block 278 to block 282 by the signal indicated by line 280. At this time, the counter is N × 5
It has a value equal to × 18, where N is an integer.

【0085】この条件が満たされない場合、システム制
御はライン284により示す信号によつてブロツク27
8からブロツク124に送られ、ブロツク124から先
のシステム実行は上述したところと同様である。プログ
ラム制御がブロツク282に送られると、診断ルーチン
が呼び出されてシステム制御はライン286により示す
信号によつて図10のブロツク288に送られる。ブロ
ツク288においてシステムは反射パワーが計器44か
ら受け取る信号の30〔%〕であることを示す入力をシス
テムが出力計及びセンサ46から受け取るまでシヨート
10をワークピースの近くに移動させるよう指示する信
号を原動機50に送る。これらはステツパーモータの最
小ステツプサイズである。従来、空洞のQは半分の高さ
における反射パワーの幅から測定される。しかしながら
半分の高さに満たない部分における幅を測定することに
よつてQに類似の値を入手し得ることを確認した。共振
空洞装置2のQは30〔%〕の離調をもたらすためにシヨ
ート10が移動しなければならない距離の2倍として求
められる。従つてブロツク288はQの現在値の確認に
相当する。システム制御はライン290により示す信号
によつてブロツク288からブロツク292に送られ
る。現在、共振空洞装置2は調整ルーチンを呼び出すこ
とによつて再度調整される。反射パワーが順方向パワー
の1〔%〕を下回るまでシステムは調整ルーチン内を循
環する。共振空洞装置2が戻された後、システム制御は
ブロツク292に戻される。ライン294によつて示す
ようにシステム制御はブロツク292から調整ルーチン
に送られる。ライン296により示されるようにシステ
ム制御は信号によつて調整ルーチンからブロツク292
に戻される。システム制御はライン300により示すよ
うにブロツク292からブロツク298に送られる。
[0085] If this condition is not met, system control is activated by the signal indicated by line 284.
8 is sent to block 124, and the execution of the system from block 124 onward is similar to that described above. When program control is sent to block 282, the diagnostic routine is called and system control is sent to block 288 of FIG. At block 288, the system issues a signal to move the short 10 closer to the workpiece until the system receives an input from the output meter and sensor 46 indicating that the reflected power is 30% of the signal received from the meter 44. Send to prime mover 50. These are the minimum step sizes of the stepper motor. Conventionally, the Q of a cavity is measured from the width of the reflected power at half height. However, it was confirmed that a value similar to Q could be obtained by measuring the width in less than half the height. The Q of the resonant cavity device 2 is determined as twice the distance that the shot 10 must travel to provide 30% detuning. Accordingly, block 288 corresponds to confirming the current value of Q. System control is passed from block 288 to block 292 by a signal indicated by line 290. Currently, the resonant cavity device 2 is adjusted again by calling an adjustment routine. The system cycles through the adjustment routine until the reflected power falls below 1% of the forward power. After the resonant cavity device 2 is returned, system control is returned to block 292. System control is passed from block 292 to the adjustment routine, as indicated by line 294. As shown by line 296, system control is signaled from the adjustment routine to block 292.
Is returned to. System control is passed from block 292 to block 298 as indicated by line 300.

【0086】上述のように実験的観測によつて経験的な
Zフアクタが決定される。Zは試料の硬化の百分率に相
当する。例えばワークピースがポリイミドに硬化されつ
つあるポリアミド酸である場合、Zはポリイミドへのパ
ーセント硬化に相当する。Z、Q及びT間の関係はマイ
クロ波放射を停止して、処理中に生ずる物理的又は化学
的プロセスに一段の変化が生ずることなく試料を冷却す
ることができるポイントにおいて試料を処理することに
よつて最も良く確認することができる。この期間中(低
出力により短時間マイクロ波を同調させることによつ
て)Q及びTを監視する。次にこのプロセスは結果がZ
=f(Q、T)を与える曲線に適合するまで反復され
る。これは関数を決定するための式が適合し得る経験的
データを表わしており、ここでZ=f(Q、T)であ
り、このデータに適合する曲線によつてfが決定され
る。経験的データの分析からZの変化が急速に生ずるQ
−Tデータ領域の存在が知られており、好ましいZ対T
の履歴を決定することができる。これを曲線308によ
つて図12に概略的に示す。曲線308はZ対Tの履歴
であり、ワークピースに対し最も有効に作用するために
望まれる好適な期待される履歴である。例えば上述のポ
リアミド酸からポリイミドへの硬化の場合には、図14
に示すようにZが急速に変化する領域が2つ存在し、こ
の領域においてはポリアミド酸を乾燥させて溶剤を除去
して溶剤のなくなつたポリアミド酸をポリイミドに硬化
させる際にZを一段と注意深く制御することが望まれ
る。以下の説明において期待されるZとは、図12に示
す308のような形式の一般的な曲線を意味する。
As described above, an empirical Z factor is determined by experimental observation. Z corresponds to the percentage of cure of the sample. For example, if the workpiece is a polyamic acid that is being cured to a polyimide, Z corresponds to the percent cure to the polyimide. The relationship between Z, Q and T is to stop the microwave radiation and process the sample at a point where the sample can be cooled without any change in the physical or chemical processes occurring during processing. Can be best confirmed. During this period, Q and T are monitored (by tuning the microwave for a short time with low power). This process then results in Z
= F (Q, T). This represents empirical data to which the formula for determining the function can be fit, where Z = f (Q, T), and f is determined by a curve that fits this data. From the analysis of empirical data, Q where the change in Z occurs rapidly
-The presence of the T data area is known and the preferred Z vs. T
History can be determined. This is shown schematically in FIG. Curve 308 is the history of Z vs. T, which is the preferred expected history desired to work most effectively on the workpiece. For example, in the case of curing the above-mentioned polyamic acid to polyimide, FIG.
There are two regions where Z changes rapidly, as shown in Figure 2; in this region, when the polyamic acid is dried and the solvent is removed to cure the solvent-free polyamic acid into polyimide, Z is further carefully taken. It is desired to control. In the following description, expected Z means a general curve of a type like 308 shown in FIG.

【0087】ブロツク298において現在の温度及び現
在のQを用いて現在のZフアクタの値を求める。現在の
Zフアクタは実験的観測に基づく式又はデータリストか
ら決定されるZフアクタを表す。システム制御はライン
310により示す信号によつてブロツク298からブロ
ツク312に送られる。ブロツク312において現在の
Zフアクタが現在の温度についての期待されるZフアク
タすなわち所望のZフアクタと比較される。現在のZフ
アクタが期待値よりも大きいとき、システム制御はライ
ン314により示す信号によつてブロツク312からブ
ロツク316に送られる。現在のZは期待されるZより
も物理的状態が先に進んでいることを示しているので、
ブロツク316においてライン56に沿つてコントロー
ラ54から信号を送つてマイクロ波源32のパワー出力
を変更するように指示する出力信号が制御される。温度
対時間プロフアイルの現在のセグメントが温度傾斜部
(ランプ部)を有する場合、この傾斜を増加させて温度
対時間プロフアイルのこのセグメントを一段と早く退出
させる。また温度対時間プロフアイルのこのセグメント
が均熱状態であるとき、この均熱を終了させて温度対時
間プロフアイルのこのセグメントを一段と速く退出させ
る。システム制御はライン318により示す信号によつ
てブロツク316からブロツク320に送られる。ブロ
ツク320において温度対時間プロフアイルの次のセグ
メントに継続する温度制御ルーチン呼出しである。シス
テム制御はライン324により示す信号によつてブロツ
ク320からブロツク322に送られる。ブロツク32
2は図7のメインルーチンのブロツク282へのリター
ンであり、ライン326はブロツク282へのリターン
信号を表わす。
At block 298, the current value of the Z factor is determined using the current temperature and the current Q. The current Z factor represents a Z factor determined from an equation or data list based on experimental observations. System control is passed from block 298 to block 312 by the signal indicated by line 310. In block 312, the current Z factor is compared to the expected or desired Z factor for the current temperature. When the current Z factor is greater than expected, system control is passed from block 312 to block 316 by the signal indicated by line 314. Since the current Z indicates that the physical state is ahead of the expected Z,
At block 316, an output signal is sent from controller 54 along line 56 to indicate that the power output of microwave source 32 should be changed. If the current segment of the temperature versus time profile has a temperature ramp, the ramp is increased to cause this segment of the temperature versus time profile to exit more quickly. Also, when the segment of the temperature versus time profile is in a soaking state, the soaking is terminated and the segment of the temperature versus time profile exits faster. System control is passed from block 316 to block 320 by a signal indicated by line 318. A temperature control routine call that continues at block 320 to the next segment of the temperature versus time profile. System control is passed from block 320 to block 322 by a signal indicated by line 324. Block 32
2 is the return to block 282 of the main routine of FIG. 7, and line 326 represents the return signal to block 282.

【0088】ブロツク312においてZの現在値がZの
期待値よりも小さいとき、これは現在の物理的状態が期
待された状態よりも遅れていることを示し、システム制
御はライン328により示す信号によつてブロツク31
2からブロツク330に送られる。ブロツク330にお
いて図2のライン56に沿つてコントローラ54からマ
イクロ波源32に信号を送出し、入力プロフアイルの傾
斜率を減少させて温度対時間プロフアイルの現在のセグ
メント内にいる時間を延長するか又は均熱時間を増やし
て温度対時間プロフアイルの均熱セグメントにおいて過
ごす時間を延長することによつて、現在のZを期待され
るZの値に引き上げる。プログラム制御はライン332
により示すようにブロツク330からブロツク320に
送られる。ブロツク320からのシステムの進行につい
ては既に述べた。ブロツク312において現在のZが期
待されるZと等しいとき、システム制御はライン334
により示す信号によつてブロツク312からブロツク3
22に送られる。ブロツク322においてライン326
により示す信号によつてブロツク282に制御を送り、
ブロツク282において診断ルーチンを呼び出す。この
ときシステム制御は図7においてライン328により示
す信号によつてブロツク282からブロツク124に送
られる。ブロツク124以降のプログラムの進行は既に
述べた。
When the current value of Z is less than the expected value of Z at block 312, this indicates that the current physical state is behind the expected state, and system control returns to the signal indicated by line 328. Block 31
2 to block 330. At block 330, a signal is sent from controller 54 to microwave source 32 along line 56 of FIG. 2 to reduce the slope of the input profile to extend the time within the current segment of the temperature versus time profile. Alternatively, the current Z is raised to the expected value of Z by increasing the soak time to extend the time spent in the soak segment of the temperature versus time profile. Program control is on line 332
Are sent from block 330 to block 320 as indicated by. The progress of the system from block 320 has already been described. When the current Z is equal to the expected Z at block 312, system control returns to line 334.
Block 312 to block 3 by the signal
22. Line 326 at block 322
Control is sent to block 282 by the signal indicated by
The diagnostic routine is called at block 282. At this time, system control is passed from block 282 to block 124 by the signal indicated by line 328 in FIG. The progress of the program since block 124 has already been described.

【0089】図13は図6、7、8、9及び10に詳細
に示した制御システムの要点をまとめた概略図である。
ブロツク330においてプログラムが初期化され、ブロ
ツク330においては図6の要素100、102、10
4、106、108、110、112、114が含まれ
る。ライン332は信号によるブロツク330からブロ
ツク334への制御の移動を表す。ブロツク334は制
御システムのデータ収集及び表示の機能を表わす。ブロ
ツク334はライン336により示すように順方向パワ
ーFPを示す信号を図2の出力計及びセンサ46から受
け取る。ブロツク334はライン338により示すよう
に、反射パワーを示す信号を図2の出力計及びセンサ4
4から受け取る。ブロツク334はライン340により
示すように、ワークピースの現在の温度を示す信号を図
2の高温計68から受け取る。システム制御はライン3
42により示す信号によつてブロツク334からブロツ
ク344の自動調整サブシステムに送られる。これら3
つの入力信号を用いて試験が行われ、反射パワー及び順
方向パワーの比が予め定めた値(好ましくは0.01)より
も小さいことを確認する。この条件が満たされていると
き、システム制御はライン346により示す信号によつ
てブロツク334のデータ収集及び表示機能に戻され
る。共振空洞装置2が同調しているか否かの試験が満足
されなかつたとき、先ず図2のシヨート10をどのよう
に移動させるかを指示する信号が原動機50に送られ
る。原動機50を動かした後に反射パワーの極小が見い
だされたとき、原動機28をどのように動かすべきかを
示す信号を与えてマイクロ波プローブ22の位置を制御
し、図2のマイクロ波プローブ22との関連で反射パワ
ーを最小にする(マイクロ波プローブ22及びシヨート
10の移動はどのような順序で行われても良く、何回繰
り返しても良い)。同調条件が満たされたとき、システ
ム制御はライン346により示す信号によつてブロツク
344からブロツク334により示される中央制御シス
テムに戻される。中央制御システムは温度対時間スケジ
ユールを読み込む。温度制御が呼び戻され、システム制
御はライン348により示す信号によつてブロツク33
4から温度制御ルーチンであるブロツク350に送られ
る。温度対時間スケジユールの終りに達したとき、シス
テム制御はライン352により示すようにブロツク35
0から中央制御ユニツト334に送られて、システムは
終了する。温度対時間スケジユールの終りに達していな
いとき、試験が行われて現在の温度が温度制御スケジユ
ールによつて指示されている温度であるか否かを確認す
る。温度が温度制御スケジユールによつて指示されてい
る温度と違うとき、温度を温度制御スケジユールに合致
させるためにパワーをいかに制御すべきかを指示する信
号が図2のライン56を介してマイクロ波源32に送ら
れる。現在の温度が温度対時間スケジユールによつて指
定されている温度と等しいとき、システム制御はライン
352により示す信号によつて温度制御ユニツト350
から中央制御ユニツト334に送られる。終了点検出サ
ブシステムが必要な場合、システム制御はライン354
により示す信号によつて中央制御ユニツト334からブ
ロツク356に送られる。ブロツク356は終了点検出
ルーチンを表わす。反射パワーが順方向パワーの30
〔%〕になるまでシヨート10を試料の方に移動させる
ことを指示する信号をライン62に沿つて原動機50に
送ることによつて、Qの現在値が測定される。システム
制御はライン358により示す信号によつてブロツク3
56から自動調整ルーチン344に渡され、共振空洞装
置2は同調状態に戻る。ライン360により示すよう
に、プログラム制御は自動調整ルーチン344から終了
点検出ルーチン356に戻される。現在のQの値及び現
在のTの値を用いて現在のZの値が決定され、この値は
期待されるZの値と比較される。現在のZの値が期待さ
れるZの値と等しいとき、システム制御はライン357
により示す信号によつてブロツク356の終了点検出ル
ーチンからブロツク334の中央ルーチンに移される。
現在のZの値が期待されるZの値と等しくないとき、適
用するパワーを増加又は減少させて温度の傾斜率を変更
するか又は均熱を延長することを指示する信号が図2の
ライン56を介してマイクロ波源32に送られる。それ
ぞれ順方向パワー、反射パワー及び温度を示す入力信号
360、362及び364は1秒あたりNl 回監視され
る。デイスプレイの更新を指示する出力信号366は1
秒あたりNd 回出力される。ブロツク344により示す
自動調整ルーチンは1秒あたりNa 回呼び出される。ブ
ロツク350により示す温度制御ルーチンは1秒あたり
r 回呼び出される。ブロツク356により示す終了点
検出ルーチンは1秒あたりNe 回呼び出される。一般に
次の不等式を適用することができる。Nl>Na>Nr
e。Nd は1秒当たり1回であつて良い。
FIG. 13 is a schematic diagram summarizing the main points of the control system shown in FIGS. 6, 7, 8, 9 and 10 in detail.
In block 330, the program is initialized, and in block 330, elements 100, 102, 10 of FIG.
4, 106, 108, 110, 112, 114. Line 332 represents the transfer of control from block 330 to block 334 by a signal. Block 334 represents the data collection and display functions of the control system. Block 334 receives a signal indicative of forward power FP, as indicated by line 336, from the power meter and sensor 46 of FIG. Block 334 provides a signal indicative of the reflected power, as indicated by line 338, in the power meter and sensor 4 of FIG.
Receive from 4. Block 334 receives a signal from pyrometer 68 of FIG. 2 indicating the current temperature of the workpiece, as indicated by line 340. System control is line 3
The signal indicated by 42 is sent from block 334 to the automatic adjustment subsystem of block 344. These three
A test is performed with two input signals to confirm that the ratio of reflected power to forward power is less than a predetermined value (preferably 0.01). When this condition is met, system control is returned to the data collection and display function of block 334 by the signal indicated by line 346. When the test of whether the resonant cavity device 2 is tuned is not satisfied, a signal indicating how to move the shot 10 of FIG. When a minimum in the reflected power is found after moving the prime mover 50, a signal indicating how the prime mover 28 should be moved is provided to control the position of the microwave probe 22 and to control the position of the microwave probe 22 in FIG. Relatedly, the reflected power is minimized (the movement of the microwave probe 22 and the shot 10 may be performed in any order and may be repeated many times). When the tuning condition is satisfied, system control is returned from block 344 to the central control system, indicated by block 334, by the signal indicated by line 346. The central control system reads the temperature versus time schedule. Temperature control is reinstated, and system control is turned on by the signal indicated by line 348.
4 is sent to a block 350 which is a temperature control routine. When the end of the temperature versus time schedule is reached, system control returns to block 35 as indicated by line 352.
From 0 to the central control unit 334, the system ends. If the end of the temperature versus time schedule has not been reached, a test is performed to determine if the current temperature is the temperature dictated by the temperature control schedule. When the temperature differs from the temperature indicated by the temperature control schedule, a signal indicating how power should be controlled to match the temperature to the temperature control schedule is transmitted to microwave source 32 via line 56 in FIG. Sent. When the current temperature is equal to the temperature specified by the temperature versus time schedule, system control is initiated by the signal indicated by line 352 to the temperature control unit 350.
To the central control unit 334. If an end point detection subsystem is required, system control is transferred to line 354
Are sent from the central control unit 334 to the block 356 by the signal indicated by. Block 356 represents the end point detection routine. The reflected power is 30 of the forward power
The current value of Q is measured by sending a signal along line 62 to prime mover 50 indicating that shot 10 should be moved toward the sample until [%]. System control is controlled by a signal indicated by line 358 in block 3.
From 56, the automatic tuning routine 344 is passed, and the resonant cavity device 2 returns to the tuning state. As indicated by line 360, program control returns from the automatic adjustment routine 344 to the end point detection routine 356. The current Z value is determined using the current Q value and the current T value, and this value is compared to the expected Z value. When the current Z value is equal to the expected Z value, system control returns to line 357.
The control is moved from the routine for detecting the end point of the block 356 to the central routine of the block 334 by the signal indicated by.
When the current Z value is not equal to the expected Z value, a signal indicating that the applied power is to be increased or decreased to change the temperature ramp rate or to extend the soaking is indicated by the line in FIG. It is sent to the microwave source 32 via 56. Each forward power, input signals 360, 362 and 364 shows the reflected power and temperature are monitored N l times per second. The output signal 366 instructing the display update is 1
Output Nd times per second. The auto-adjustment routine, indicated by block 344, is called Na times per second. The temperature control routine represented by block 350 is called Nr times per second. The end point detection routine indicated by block 356 is called N e times per second. In general, the following inequality can be applied: N l > N a > N r >
Ne . N d may be filed at once per second.

【0090】要約すると自動調整サブシステムは基本的
に次のような手法によつて反射パワーを最小にする。す
なわち、先ず反射パワー対順方向パワーの比を用いて最
小(局部的又は大域的)に向かつて接近しつつあるか又
は離れつつあるかを決定し、調整の状態を確認する。次
に上述のことに基づいて、モータを回転させるべき方向
を決定する(最初はデフオルト値を与える)。次に採用
すべきステツプサイズを決定する。同調状態に近づいた
ならばステツプサイズを小さめにする。次に作動させる
ことが必要か否かを決定する(同調している場合は必要
ない)。次に(1つの極小に達しているため)軸を変更
すべきか否かを決定する。次にシヨート10又はマイク
ロ波プローブ22を所望の方向に所望の距離だけ移動さ
せる。またシヨート10又はマイクロ波プローブ22を
かなり大きな範囲に亘つて掃引してから最小の位置に戻
し、その後他の軸をこれと同様に動かすか又は上述した
手法のように動かす。これら2つの手法を組み合わせて
適用することができ、例えば比αが減少し始めるまでは
原動機を段階的に動かし、次に原動機を大きく掃引させ
るようにする。移動を開始する位置が同調に近い位置な
ので、掃引のサイズを小さくすることができる。
In summary, the auto-tuning subsystem basically minimizes the reflected power in the following manner. That is, the ratio of reflected power to forward power is first used to determine whether approaching or moving away to a minimum (local or global) and confirm the state of adjustment. Next, based on the above, the direction in which the motor should be rotated is determined (the default value is initially given). Next, the step size to be adopted is determined. If you get closer to tuning, reduce the step size. Next, determine if it needs to be activated (not required if synchronized). Next, it is determined whether the axis should be changed (since one minimum has been reached). Next, the shot 10 or the microwave probe 22 is moved in a desired direction by a desired distance. Also, the shot 10 or the microwave probe 22 is swept over a fairly large range and then returned to its minimum position, after which the other axes are moved in the same way or in the manner described above. These two approaches can be applied in combination, for example, by moving the prime mover stepwise until the ratio α begins to decrease, and then causing the prime mover to sweep significantly. Since the position where the movement is started is close to the tuning, the size of the sweep can be reduced.

【0091】要約すると温度制御サブシステムは次のよ
うな動作を行う。先ず温度、好ましくは表面温度を測定
する。次に加熱速度を確認して、これを入力された温度
プロフアイルと比較する。次に適切な加熱速度又は適切
な定常状態温度を得るためにマイクロ波出力を増減させ
る。変化量はマイクロ波発生器を制御するシステムによ
り決定され、このときアナログ信号を用いるのが好まし
い。加熱サイクルが完了するとシステムは(例えばフラ
グをリセツトすることによつて)停止する。要約すると
終了点検出サブシステムは次のような動作を行う。先ず
温度を確認する。次にQの値又は空洞/ワークピースに
対する同様の値を確認する。次にZフアクタ又は同様の
フアクタを計算する。次にZフアクタ又はQ及び温度の
組合わせを所望のプロフアイルと比較する。次に現在の
セグメントを終了(次のセグメントに移動)すべきか又
はプログラム実行を終了すべきかを決定する。Z又は温
度及びQの組合わせが期待通りでなかつたとき、セグメ
ントを延長すべきか否かを決定する。
In summary, the temperature control subsystem operates as follows. First, the temperature, preferably the surface temperature, is measured. Next, the heating rate is checked and compared with the input temperature profile. The microwave power is then increased or decreased to obtain a suitable heating rate or a suitable steady state temperature. The amount of change is determined by the system controlling the microwave generator, preferably using an analog signal. When the heating cycle is complete, the system shuts down (eg, by resetting a flag). In summary, the endpoint detection subsystem operates as follows. First, check the temperature. Then check the value of Q or a similar value for the cavity / workpiece. Next, a Z factor or similar factor is calculated. The Z factor or Q and temperature combination is then compared to the desired profile. Next, it is determined whether the current segment should be ended (moved to the next segment) or the program execution should be ended. If the combination of Z or temperature and Q is not as expected, determine whether to extend the segment.

【0092】上述の通り本発明をその最適な実施例に基
づいて図示、説明したが、本発明の精神及び範囲から脱
することなく詳細構成について種々の変更を加えてもよ
い。
As described above, the present invention has been shown and described based on the preferred embodiments, but various modifications may be made to the detailed configuration without departing from the spirit and scope of the present invention.

【0093】[0093]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、共振空洞
装置内のワークピースの温度対時間の進捗状況を監視
し、放射強度を制御することによつて予め定めたスケジ
ユール通りにこの進捗状況を制御すると同時に、マイク
ロ波を照射した結果としてワークピースの物理的特性が
その時に変化するが、同時にワークピースに対するマイ
クロ波源及び共振空洞装置のシヨートの位置を変えるこ
とによつてその同一の共振空洞装置を同調状態に保持す
ることができ、共振空洞装置のQを監視し、温度−Qの
履歴からワークピースが何時予定の物理的状態に到達し
たかを確認し、マイクロ波の照射を何時停止するかを決
定することができる。かくしてマイクロ波源の出力を時
間の経過に従つてZに基づいて変化させることによつて
反応がほぼ正確な時点を最短時間内に把握して所望の品
質の製品を簡易かつ確実に得ることができる。
As described above, according to the present invention, the progress of temperature versus time of a workpiece in a resonant cavity device is monitored and the progress of the radiation intensity is controlled to achieve this progress according to a predetermined schedule. At the same time as controlling the situation, the physical properties of the workpiece change as a result of the microwave irradiation, but at the same time by changing the position of the microwave source and the resonant cavity device shot relative to the workpiece, to the same resonance. The cavity device can be kept in tune, the Q of the resonant cavity device can be monitored, the temperature-Q history can be used to determine when the workpiece has reached the expected physical state, You can decide to stop. Thus, by changing the output of the microwave source based on Z over time, it is possible to easily and reliably obtain a product of a desired quality by knowing the point at which the reaction is almost accurate within the shortest time. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明の一実施例による調整可能なマイ
クロ波空洞処理システムを示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating an adjustable microwave cavity processing system according to one embodiment of the present invention.

【図2】図2はマイクロ波源、3ポートサーキユレー
タ、方向性カプラ、出力計、疑似負荷、高温計及びパワ
ー出力、ワークピースの温度及びマイクロ波空洞のQフ
アクタを監視するコンピユータコントローラの、調整可
能なマイクロ波空洞への接続を示す略線図である。
FIG. 2 is a computer controller for monitoring a microwave source, a three-port circulator, a directional coupler, a power meter, a pseudo load, a pyrometer and power output, a workpiece temperature and a Q factor of a microwave cavity, FIG. 4 is a schematic diagram illustrating connection to an adjustable microwave cavity.

【図3】図3は図1の共振空洞装置に適用されたマイク
ロ波出力(Y軸)の時間(X軸)に対するプロツト並び
にその期間に得られる前駆物質及び又はポリマの温度の
プロツトであり、このようなマイクロ波出力を継続的に
2回適用した場合のグラフである。
FIG. 3 is a plot of microwave power (Y-axis) versus time (X-axis) applied to the resonant cavity device of FIG. 1 and plots of precursor and / or polymer temperatures obtained during that time; It is a graph at the time of applying such a microwave output twice continuously.

【図4】図4は図1の装置のキヤビテイの高さに対する
反射されたマイクロ波出力のプロツトを示すグラフであ
り、システムのQフアクタはキヤビテイへの結合部から
反射されるマイクロ波出力を監視することによつて得ら
れる(一定の周波数入力に対する)共振デイツプの半分
の高さにおける幅の逆数に関係する。
FIG. 4 is a graph showing the plot of reflected microwave power against the height of the cavity of the device of FIG. 1, wherein the Q factor of the system monitors the reflected microwave power from the coupling to the cavity. The reciprocal of the width at half the height of the resonance dip (for a constant frequency input) obtained by the operation.

【図5】図5は本発明により用いられるマイクロ波放射
の電界強度Eのプロツトを示すグラフであり、こうした
放射のパワーはEの2乗に直接的に関連し、電界Eは溶
剤内に溶かされたポリイミド前駆物質に対するEmax 及
びEmin 間にあるY軸上の値であり、沸騰させずにすな
わち発泡させずに溶剤を除去し得るところを突き止める
ことによつて得ることができる。電界Eは溶剤を除去し
て乾燥させるには余りにも小さな電界Emin と溶媒を沸
騰させてポリアミド酸の泡を生じてしまうような値Ema
x との間の値であり、X軸に沿つてプロツトした種々の
厚さ「d」に対してこれらの値を求めてある。
FIG. 5 is a graph showing a plot of the electric field strength E of microwave radiation used in accordance with the present invention, the power of such radiation being directly related to the square of E, the electric field E being dissolved in the solvent. The value on the Y-axis between Emax and Emin for the polyimide precursor obtained, which can be obtained by locating where solvent can be removed without boiling, ie, without foaming. The electric field E is too small to remove the solvent and is dried, and the value Ema is such that the solvent is boiled and the polyamic acid bubbles are generated.
and these values are determined for various thicknesses "d" plotted along the X-axis.

【図6】図6は本発明によるマイクロ波装置を自動的に
制御する際に用いる本発明の制御システムの一部を示す
フローチヤートであり、所望のレベルのマイクロ波をワ
ークピースに適用することができる。
FIG. 6 is a flow chart illustrating a portion of a control system of the present invention used in automatically controlling a microwave device according to the present invention, wherein a desired level of microwave is applied to a workpiece. Can be.

【図7】図7は本発明によるマイクロ波装置を自動的に
制御する際に用いる本発明の制御システムの一部を示す
フローチヤートであり、所望のレベルのマイクロ波をワ
ークピースに適用することができる。
FIG. 7 is a flow chart showing a portion of a control system of the present invention used in automatically controlling a microwave device according to the present invention, applying a desired level of microwave to a workpiece. Can be.

【図8】図8は図6及び図7のシステムの自動調整サブ
システムのフローチヤートである。
FIG. 8 is a flow chart of the automatic adjustment subsystem of the system of FIGS. 6 and 7;

【図9】図9は図6及び図7のシステムの温度制御サブ
システムのフローチヤートである。
FIG. 9 is a flow chart of the temperature control subsystem of the system of FIGS. 6 and 7;

【図10】図10は図6及び図7のシステムの診断及び
終了点検出サブシステムのフローチヤートである。
FIG. 10 is a flowchart of the diagnostic and endpoint detection subsystem of the system of FIGS. 6 and 7;

【図11】図11は一般的な温度−時間プロフアイルを
示すグラフであり、所望のプロフアイルをプログラムに
入力するにはセグメントを使用する。
FIG. 11 is a graph showing a typical temperature-time profile, using segments to enter the desired profile into the program.

【図12】図12はZ及び温度に対するQの依存性を示
すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the dependence of Q on Z and temperature.

【図13】図13はツール制御用サブルーチン間の相互
接続を示す論理的ブロツク図である。
FIG. 13 is a logical block diagram showing interconnections between tool control subroutines.

【図14】図14は硬化処理の期間中に監視される一般
的なZフアクタ対温度のプロフアイルのプロツトであ
る。
FIG. 14 is a plot of a typical Z factor versus temperature profile monitored during the curing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…調整可能なマイクロ波共振空洞装置、4…円筒状の
側壁、6…上部壁、9、18…開口、10…シヨートプ
レート、11…摺動シール、12…孔、14…制御棒、
16…板、20、56、58、60、62、64、70
…コンジツト、22…結合プローブ、24…ラツク、2
6…ピニオン、28、50…原動機、29…ニツプル、
30…マイクロ波処理システム、32…マイクロ波源、
34…サーキユレータ、36…コネクタ、38…疑似負
荷、42…方向性カプラ、44、46…出力計及びセン
サ、48…同軸ケーブル又は導波管、52…ウオームド
ライブ、54…コントローラ、66…高温計、68…光
高温計。
2 ... adjustable microwave resonant cavity device, 4 ... cylindrical side wall, 6 ... upper wall, 9, 18 ... opening, 10 ... short plate, 11 ... sliding seal, 12 ... hole, 14 ... control rod,
16 ... plate, 20, 56, 58, 60, 62, 64, 70
... Conduit, 22 ... Binding probe, 24 ... Rack, 2
6 ... Pinion, 28, 50 ... Motor, 29 ... Nipple,
30 ... microwave processing system, 32 ... microwave source,
34 circulator, 36 connector, 38 pseudo load, 42 directional coupler, 44, 46 output meter and sensor, 48 coaxial cable or waveguide, 52 worm drive, 54 controller, 66 pyrometer , 68 ... Optical pyrometer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01P 7/06 H01P 7/06 11/00 11/00 G (72)発明者 デイビツド・アンドリユー・ルイス アメリカ合衆国、ニユーヨーク州10512、 カーメル、シー・ドウリユービル・ロー ド 451番地 (72)発明者 ジエーン・マーガレツト・シヨー アメリカ合衆国、コネチカツト州06877、 リツジフイールド、ウイルトン・ロー ド・ウエスト 336番地 (56)参考文献 特開 昭63−15502(JP,A) 特開 昭58−111295(JP,A) 特開 昭55−128289(JP,A) 特開 昭48−34347(JP,A) 特開 平2−202202(JP,A) 実開 昭49−11333(JP,U) 特公 昭60−28118(JP,B2) 特公 平3−75084(JP,B2) 特公 平3−75083(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 6/68 320 H05B 6/68 310 H05B 6/80 C08G 73/10 H01P 7/06 H01P 11/00──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01P 7/06 H01P 7/06 11/00 11/00 G (72) Inventor David André Louis Lewis, Carmel 10512, New York, United States No. 451, C. Dourieville Bill (72) Inventor Jane Margaret Sillot, 336 Wilton Road West, Ritzfield, Ritzi Field, 06877, Connecticut, United States (56) References JP-A-63-15502 (JP) JP-A-58-111295 (JP, A) JP-A-55-128289 (JP, A) JP-A-48-34347 (JP, A) JP-A-2-202202 (JP, A) 49-11333 (JP, U) JP 60-28118 (JP, B2) JP 3-75084 (JP, B2) JP 3-750 83 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H05B 6/68 320 H05B 6/68 310 H05B 6/80 C08G 73/10 H01P 7/06 H01P 11/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】空洞内にあるワークピースへのマイクロ波
の照射を制御するシステムにおいて、 現在の時間を追跡する時間追跡手段と、 上記マイクロ波の照射強度を示す順方向パワー信号を検
出する手段と、 上記マイクロ波の反射強度を示す反射パワー信号を検出
する手段と、 上記ワークピースの温度を示す温度信号を検出する手段
と、 上記検出された順方向パワー信号および上記反射パワー
に応答して反射パワー強度/順方向パワー強度で与えら
れるα値を最小化するために上記空洞の同調状態を調整
する手段と、 上記検出された温度信号に応答して、上記温度を予め定
めた温度とほぼ等しくするように上記マイクロ波の照射
強度を制御する温度制御手段と、 上記ワークピースに対するQ(Qは共振周波数と、共振
出力の半分の値における周波数幅との比をいう)の現在
値を確認する手段と、 上記ワークピースが予定の物理的状態に到達したか否か
を上記Qの現在値及び上記温度の現在値から決定する手
段と、 上記ワークピースが上記予定の最終的な物理的状態に到
達したとき上記システムの動作を終了させる終了信号を
発生する手段とを具えることを特徴とする放射制御シス
テム。
1. A system for controlling microwave irradiation on a workpiece in a cavity, comprising: a time tracking means for tracking a current time; and a means for detecting a forward power signal indicative of the microwave irradiation intensity. Means for detecting a reflected power signal indicating the reflection intensity of the microwave; means for detecting a temperature signal indicating the temperature of the workpiece; and responsive to the detected forward power signal and the reflected power. Means for adjusting the tuning of the cavity to minimize the α value given by the reflected power intensity / forward power intensity; and responsive to the detected temperature signal, the temperature is substantially equal to a predetermined temperature. Temperature control means for controlling the irradiation intensity of the microwave so as to be equal; Q (Q is a resonance frequency and a half of the resonance output) for the workpiece; Means for checking a current value of the frequency width) and means for determining whether the workpiece has reached a predetermined physical state from the current value of the Q and the current value of the temperature, Means for generating an end signal that terminates operation of the system when the workpiece reaches the predetermined final physical state.
【請求項2】さらに視覚表示手段上への視覚的表示用
の、上記順方向照射強度に対応する信号、上記反射強度
に対応する信号及び上記温度に対応する信号を発生する
手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の放射制御
システム。
And means for generating a signal corresponding to the forward irradiation intensity, a signal corresponding to the reflection intensity, and a signal corresponding to the temperature for visual display on a visual display means. The radiation control system according to claim 1, characterized in that:
【請求項3】上記空洞は空洞内で移動可能なショート及
びマイクロ波プローブを備え、 上記空洞の同調状態を調整する手段は、 上記α値を示す信号を受け取る手段と、 上記α値を示す信号に応答して上記α値が極小に達する
まで、上記マイクロ波プローブ又は上記ショートの一方
を移動させるための位置制御信号を伝送する手段とを具
えることを特徴とする請求項1に記載の放射制御システ
ム。
3. The cavity comprises a short and a microwave probe movable within the cavity, wherein the means for adjusting the tuning of the cavity comprises: means for receiving a signal indicating the α value; and a signal indicating the α value. Means for transmitting a position control signal for moving one of said microwave probe or said short circuit until said α value reaches a minimum in response to the radiation. Control system.
【請求項4】予め定めた温度対時間スケジユールとほぼ
合致するように上記温度を制御する上記温度制御手段
は、上記スケジユールの通りに上記温度を一定に保持す
べきとき温度保持信号200を発生し、上記スケジユー
ルの通りに上記温度を一定に保持すべきでないとき温度
試験信号226を発生する温度保持決定手段198と、 上記温度試験信号226を受け取つて上記現在の温度が
上記スケジユールによる次の保持温度よりも大きいとき
は温度持続時間信号230を発生し、上記現在の温度が
上記次の保持温度よりも大きくないときは加熱速度確認
信号252を発生する温度試験手段228と、 上記温度持続時間信号230を受け取つて温度保持状態
を示す信号を発生する手段232と、 温度保持状態を示す上記信号を受け取つて開始時間記録
信号を発生する手段236と、 上記開始時間記録信号を受け取り、かつ上記温度保持信
号を受け取つて上記現在の時間が上記温度を一定に保持
することを指示する上記スケジユールの領域内にあると
きは温度保持継続信号240を発生し、上記現在の時間
が上記温度を一定に保持しないことを指示する上記スケ
ジユールの領域にあるときは温度保持非継続信号208
を発生する手段と、 上記温度保持継続信号を受け取つて上記温度が上記現在
の時間に対して上記スケジユールによつて指示される温
度と異なるときは所望の信号と異なる温度を発生し、上
記温度が所望の温度と違わないときは所望の信号と違わ
ない温度を発生する手段242と、 所望の信号と異なる上記温度を受け取つて上記温度が上
記スケジユールによつて指示される温度よりも低いとき
は上記強度を増加させ、上記温度が上記スケジユールに
よつて指示される温度よりも高いときは上記強度を減少
させることにより、所望の信号と等しい温度を発生する
手段248と、 上記加熱速度確認信号を受け取つて現在の加熱速度を確
認することにより、温度レート比較信号を発生する手段
254と、 上記温度レート比較信号を受け取つて上記温度レートが
上記現在の時間に対して上記スケジユールによつて指示
される温度レートとほぼ等しいときは期待された信号と
等しい温度レート260を発生し、上記温度レートが上
記現在の時間に対して上記スケジユールによつて指示さ
れる温度レートと等しくないときは期待された信号と等
しくない温度レート262を発生する手段258と、 期待された信号と等しくない上記温度レートを受け取つ
て上記加熱速度が上記現在の時間に対して上記スケジユ
ールによつて指示される加熱速度よりも小さいときは上
記温度を増加するように指示する信号を発生し、上記加
熱速度が上記現在の時間に対して上記スケジユールによ
つて指示される加熱速度よりも大きいときは上記温度を
減少するように指示する信号を発生し、上記温度レート
が上記現在の時間に対して上記スケジユールによつて指
示される温度レートとほぼ等しいときは期待された信号
と等しい第2の温度レートを発生する手段264と、 上記現在の時間が何時上記スケジユールの終了時間とほ
ぼ等しくなるかを確認し、所望の信号と等しい上記温度
を受け取り、所望の信号と違わない上記温度を受け取
り、かつ上記温度保持非継続信号を受け取つて上記現在
の時間が上記終了時間より小さくないときはスケジユー
ル終了信号を発生し、上記現在の時間が上記終了時間よ
り小さいときはスケジユール非終了信号を発生する手段
214とを具えることを特徴とする請求項1に記載の放
射制御システム。
4. The temperature control means for controlling the temperature to substantially match a predetermined temperature versus time schedule generates a temperature hold signal 200 when the temperature is to be held constant as per the schedule. Temperature holding determining means 198 for generating a temperature test signal 226 when the temperature is not to be held constant as per the schedule; and receiving the temperature test signal 226 and setting the current temperature to the next hold temperature by the schedule. A temperature test means 228 for generating a temperature duration signal 230 if the current temperature is not greater than the next holding temperature, and a heating rate confirmation signal 252 if the current temperature is not greater than the next holding temperature; Receiving means for generating a signal indicating a temperature holding state; and receiving and opening the signal indicating the temperature holding state. Means 236 for generating a time recording signal; when the start time recording signal is received and the temperature holding signal is received and the current time is within the area of the schedule indicating that the temperature is to be kept constant. Generates a temperature holding continuation signal 240, and when the current time is in the area of the schedule indicating that the temperature is not held constant, the temperature holding non-continuation signal 208
Receiving the temperature holding continuation signal, and when the temperature is different from the temperature indicated by the schedule with respect to the current time, generating a temperature different from a desired signal; Means 242 for generating a temperature which is not different from the desired signal when the temperature is not different from the desired signal; and means for receiving the temperature different from the desired signal and when the temperature is lower than the temperature indicated by the scheduler. Means for generating a temperature equal to the desired signal by increasing the intensity and decreasing the intensity when the temperature is higher than the temperature indicated by the scheduler; and receiving the heating rate confirmation signal. Means 254 for generating a temperature rate comparison signal by confirming the current heating rate; and receiving the temperature rate comparison signal and receiving the temperature rate comparison signal. When the temperature rate is approximately equal to the temperature rate indicated by the schedule for the current time, a temperature rate 260 equal to the expected signal is generated, wherein the temperature rate is relative to the current time. Means 258 for generating a temperature rate 262 which is not equal to the expected signal when not equal to the temperature rate indicated by the schedule; and receiving said temperature rate which is not equal to the expected signal, and If the heating time is less than the heating rate instructed by the schedule, a signal instructing to increase the temperature is generated, and the heating rate is increased by the schedule with respect to the current time. If the heating rate is greater than the commanded heating rate, a signal is issued instructing to decrease the temperature, and the temperature rate is changed to the current rate. Means 264 for generating a second temperature rate equal to the expected signal when the temperature rate is substantially equal to the temperature rate indicated by the schedule for the current time; and when the current time is the end time of the schedule. It is confirmed that the current time is smaller than the end time by receiving the temperature equal to the desired signal, receiving the temperature not different from the desired signal, and receiving the temperature holding non-continuation signal. 2. The radiation control system according to claim 1, further comprising means for generating a schedule end signal when not present, and generating a schedule non-end signal when the current time is less than the end time.
【請求項5】上記ワークピースが何時予定の最終的な物
理的状態に到達したかを確認する上記手段は、 上記α値を最小化されていない状態に置く信号を発生す
ることにより、上記ワークピースに対するQ(Qは共振
周波数と、共振出力の半分の値における周波数幅との比
をいう)の現在値を確認する手段と、 上記空洞の同調状態を調整する手段により、上記α値を
最小に戻す手段と、 上記ワークピースが上記予定の物理的状態に到達したか
否かを上記Qの現在値及び上記現在の温度から決定する
手段とを具えることを特徴とする請求項3または4に記
載の放射制御システム。
5. The method of claim 1, wherein the means for determining when the workpiece has reached a predetermined final physical state comprises: generating a signal that places the α value in a non-minimized state. The α value is minimized by means for confirming the current value of Q (Q is the ratio of the resonance frequency to the frequency width at half the resonance output) for the piece and means for adjusting the tuning state of the cavity. And means for determining whether the workpiece has reached the predetermined physical state from the current value of Q and the current temperature. 3. The radiation control system according to claim 1.
【請求項6】上記空洞の同調状態を調整する手段は、 上記空洞を修正する信号を発生することにより、上記α
値を変更する手段と、 上記α値を変更する信号に応答して上記α値が増加しつ
つあるのか又は減少しつつあるのかを確認する手段と、 上記α値が増加しつつあるのか減少しつつあるのかにつ
いての上記確認に基づいて信号を発生することにより、
上記空洞を修正して上記α値を最小化する手段とを具
え、 上記温度制御手段は、 上記現在の時間の特定の時間値に対応する上記温度信号
の特定の温度値を受け取る手段と、 加熱速度の確認に基づいて、上記特定の温度値及び上記
特定の時間値から加熱速度信号を発生する手段と、 上記加熱速度信号と上記予め定めた温度対時間スケジユ
ールとの比較に基づいて比較信号を発生する手段と、 上記比較信号に応答して上記順方向パワーを修正する信
号を発生する手段とを具え、 上記ワークピースが何時予定の最終的な物理的状態に到
達したかを確認する上記手段は、 上記空洞に対する現在のQ(Qは共振周波数と、共振出
力の半分の値における周波数幅との比をいう)を確認す
る手段と、 上記現在のQ及び上記現在の温度を予め定めたQ及び温
度対ワークピースの物理的状態スケジユールの程度と比
較する手段とを具えることを特徴とする請求項1に記載
の放射制御システム。
6. The means for adjusting the tuning of the cavity comprises: generating a signal to modify the cavity to produce a signal for modifying the α.
Means for changing the value, means for checking whether the α value is increasing or decreasing in response to the signal for changing the α value, and means for checking whether the α value is increasing or decreasing. By generating a signal based on the above confirmation of what is going on,
Means for modifying the cavity to minimize the α value, wherein the temperature control means receives a particular temperature value of the temperature signal corresponding to a particular time value of the current time; Means for generating a heating rate signal from the specific temperature value and the specific time value based on the confirmation of the speed, and a comparison signal based on a comparison between the heating rate signal and the predetermined temperature versus time schedule. Generating means for generating a signal that corrects the forward power in response to the comparison signal, the means for determining when the workpiece has reached a predetermined final physical state. Means for confirming the current Q (Q is the ratio of the resonance frequency to the frequency width at half of the resonance output) for the cavity, and a Q that defines the current Q and the current temperature in advance. as well as Means for comparing temperature to a measure of a physical state schedule of the workpiece.
【請求項7】空洞内にあるワークピースへのマイクロ波
の照射を制御する方法において、 現在の時間を追跡する時間追跡ステップと、 上記マイクロ波の照射強度を示す順方向パワー信号を検
出するステップと、 上記マイクロ波の反射強度を示す反射パワー信号を検出
するステップと、 上記ワークピースの温度を示す温度信号を検出するステ
ップと、 上記検出された順方向パワー信号および上記反射パワー
に応答して反射パワー強度/順方向パワー強度で与えら
れるα値を最小化するために上記空洞の同調状態を調整
するステップと、 上記検出された温度信号に応答して、上記温度を予め定
めた温度とほぼ等しくするように上記マイクロ波の照射
強度を制御する温度制御ステップと、 上記ワークピースに対するQ(Qは共振周波数と、共振
出力の半分の値における周波数幅との比をいう)の現在
値を確認するステップと、 上記ワークピースが予定の物理的状態に到達したか否か
を上記Qの現在値及び上記温度の現在値から決定するス
テップと、 上記ワークピースが上記予定の最終的な物理的状態に到
達したとき上記システムの動作を終了させる終了信号を
発生するステップとを具えることを特徴とする放射制御
方法。
7. A method for controlling microwave irradiation on a workpiece within a cavity, the method comprising: tracking a current time; and detecting a forward power signal indicative of the microwave irradiation intensity. Detecting a reflected power signal indicating the reflected intensity of the microwave; detecting a temperature signal indicating the temperature of the workpiece; responding to the detected forward power signal and the reflected power. Adjusting the tuning of the cavity to minimize the α value given by the reflected power intensity / forward power intensity; responsive to the detected temperature signal, the temperature is substantially equal to a predetermined temperature. A temperature control step of controlling the irradiation intensity of the microwave so as to be equal, and Q (Q is a resonance frequency, Checking the current value of the Q value and the current value of the temperature to determine whether the workpiece has reached a predetermined physical state. And generating an end signal that terminates operation of the system when the workpiece reaches the predetermined final physical state.
【請求項8】上記空洞の同調状態を調整するステツプ
は、 上記空洞を修正することにより、上記α値を変更するス
テツプと、 上記α値の上記修正に基づいて上記α値が増加しつつあ
るのか又は減少しつつあるのかを確認するステツプと、 上記空洞を修正することにより、上記α値を最小化する
ステツプとを具え、 上記現在の温度を制御する上記ステツプは、 特定の時間値に対応する特定の温度値を監視するステツ
プと、 上記特定の温度値及び上記特定の時間値から加熱速度を
確認するステツプと、 上記加熱速度を上記予め定めた温度対時間スケジユール
と比較するステツプと、 上記比較に基づいて上記順方向パワーを修正するステツ
プとを具え、 上記ワークピースが何時予定の最終的な物理的状態に到
達したかを確認する上記ステツプは、 上記空洞に対する現在のQ(Qは共振周波数と、共振出
力の半分の値における周波数幅との比をいう)を確認す
るステツプと、 上記現在のQ及び上記現在の温度を、予め定めたQ及び
温度対ワークピースの物理的状態スケジユールの程度
と、比較するステツプとを具えることを特徴とする請求
項7に記載の放射制御方法。
8. The step of adjusting the tuning state of the cavity, the step of modifying the cavity to change the α value, and the step of increasing the α value based on the modification of the α value. And a step of minimizing the α value by modifying the cavity, wherein the step of controlling the current temperature corresponds to a specific time value. A step of monitoring a specific temperature value to be performed, a step of confirming a heating rate from the specific temperature value and the specific time value, and a step of comparing the heating rate with the predetermined temperature versus time schedule. Modifying the forward power based on the comparison to determine when the workpiece has reached a predetermined final physical state. Checking the current Q (where Q is the ratio of the resonance frequency to the frequency width at half the resonance output) for the cavity; and determining the current Q and the current temperature with predetermined Q and 8. A method according to claim 7, comprising the steps of comparing the temperature versus the physical state schedule of the workpiece and comparing.
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