JP7112629B2 - 設置面積を減少した製造環境のための垂直マルチ・バッチ磁気アニールシステム - Google Patents
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Description
この出願は、2017年5月8日に出願された米国特許出願第15/589,613の優先権を主張し、その全内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。
Claims (30)
- ワークピースの複数のバッチをアニールする製造システムであって、前記製造システムは、製造床上で位置決めされる第1アニールシステム及び前記製造床上で位置決めされる第2アニールシステムを備え、
前記第1アニールシステムは、
処理スペースを有する垂直炉と、
少なくとも100のワークピースを担持するワークピースボートと、
前記垂直炉の下に配置され、前記ワークピースボートを垂直に並進させ、前記処理スペース内で前記ワークピースを位置決めするように構成されるボートローダと、
前記垂直炉の外側に位置決めされ、前記処理スペース内で磁場を生成するように構成される磁石と、
を備え、
前記第2アニールシステムは、
処理スペースを有する垂直炉と、
少なくとも100のワークピースを担持するワークピースボートと、
前記垂直炉の下に配置され、前記ワークピースボートを垂直に並進させ、前記処理スペース内で前記ワークピースを位置決めするように構成されるボートローダと、
前記垂直炉の外側に位置決めされ、前記処理スペース内で磁場を生成するように構成される磁石と、
を備え、
前記第1及び第2アニールシステムは、9.5m2(平方メートル)未満の組み合わせた設置面積を有するように前記製造床上で位置決めされる、
製造システム。 - 前記第1アニールシステムのための前記磁石及び前記第2アニールシステムのための前記磁石は、各々、垂直な受動磁石を備える、
請求項1に記載の製造システム。 - 前記第1及び第2アニールシステムは、3.5メートルから4.2メートルの高さ制限未満の組み合わせた垂直設置面積を有するようにさらに構成される、
請求項1に記載の製造システム。 - 前記第1アニールシステムのための前記磁石及び前記第2アニールシステムのための前記磁石は、各々、前記磁石の中間の垂直軸から距離(X)内で5-ガウスに減少する磁場を有し、0.4メートル≦X≦1.1メートルである、
請求項1に記載の製造システム。 - 前記第1アニールシステムのための前記磁石及び前記第2アニールシステムのための前記磁石は、各々、各アニールシステムのための前記処理スペース内でレベル(M)までの磁場を提供し、M≧1テスラである、
請求項4に記載の製造システム。 - 前記第2アニールシステムに関連付けられた5-ガウス力線は、前記第1アニールシステムに関連付けられた5-ガウス力線にオーバラップしない、又は、前記第1アニールシステムに関連付けられた前記5-ガウス力線に前記距離(X)の10パーセント以下でオーバラップする、
請求項5に記載の製造システム。 - 前記第2アニールシステムに関連付けられた5-ガウス力線は、前記第1アニールシステムに関連付けられた5-ガウス力線にオーバラップしない、又は、前記第1アニールシステムに関連付けられた前記5-ガウス力線に前記距離(X)の0.2パーセント以下でオーバラップする、
請求項5に記載の製造システム。 - 前記第1及び第2アニールシステムは、オフセットされ、並んだ配置で位置決めされる、
請求項1に記載の製造システム。 - 前記製造システムは、
前記第1アニールシステムに隣接して位置する電気、ガス及び水システムの第1セットと、
前記第2アニールシステムに隣接して位置する電気、ガス及び水システムの第2セットと、
をさらに備える、
請求項8に記載の製造システム。 - 前記製造システムは、
前記第1及び第2アニールシステムの第1端に隣接して位置する、前記第1アニールシステムへのアクセスのための第1サービスエリアと、
前記第1及び第2アニールシステムの第2端に隣接して位置する、前記第2アニールシステムへのアクセスのための第2サービスエリアと、
をさらに備える、
請求項8に記載の製造システム。 - 前記製造システムは、製造床上で位置決めされる第3アニールシステム及び前記製造床上で位置決めされる第4アニールシステムをさらに備え、
前記第3アニールシステムは、
処理スペースを有する垂直炉と、
少なくとも100のワークピースを担持するワークピースボートと、
前記垂直炉の下に配置され、前記ワークピースボートを垂直に並進させ、前記処理スペース内で前記ワークピースを位置決めするように構成されるボートローダと、
前記垂直炉の外側に位置決めされ、前記処理スペース内で磁場を生成するように構成される磁石と、
を備え、
前記第4アニールシステムは、
処理スペースを有する垂直炉と、
少なくとも100のワークピースを担持するワークピースボートと、
前記垂直炉の下に配置され、前記ワークピースボートを垂直に並進させ、前記処理スペース内で前記ワークピースを位置決めするように構成されるボートローダと、
前記垂直炉の外側に位置決めされ、前記処理スペース内で磁場を生成するように構成される磁石と、
を備え、
前記第3及び第4アニールシステムは、9.5m2(平方メートル)未満の組み合わせた設置面積を有するように前記製造床上で位置決めされる、
請求項1に記載の製造システム。 - 前記第1アニールシステムのための前記垂直炉及び前記第2アニールシステムのための前記垂直炉は、各々、内側円筒状絶縁管及びその外表面を囲む少なくとも1つの加熱要素を備え、前記内側円筒状絶縁管は、前記処理スペースを画定する、
請求項1に記載の製造システム。 - 前記第1及び第2アニールシステムの各々のための前記少なくとも1つの加熱要素は、前記複数のワークピースの温度を約600℃までの範囲のピーク温度まで上昇させるように構成される、
請求項12に記載の製造システム。 - 前記製造システムは、
2つのワークピースを前記第1アニールシステムのための前記ワークピースボートに一度にロード及びアンロードするように構成される第1ワークピース・ハンドリングロボットと、
2つのワークピースを前記第2アニールシステムのための前記ワークピースボートに一度にロード及びアンロードするように構成される第2ワークピース・ハンドリングロボットと、
をさらに備える、
請求項1に記載の製造システム。 - 前記第1及び第2アニールシステムの各々のための前記ワークピース・ハンドリングロボットは、2つのワークピースを前記ワークピースボートに一度にロードするように構成される、
請求項14に記載の製造システム。 - 前記第1及び第2アニールシステムの各々のための前記ワークピース・ハンドリングロボットは、2つのワークピースを前記ワークピースボートから一度にアンロードするように構成される、
請求項14に記載の製造システム。 - 前記第1及び第2アニールシステムのための前記磁石は、各々、超電導磁石、電磁石、永久磁石、ソレノイド磁石又はヘルムホルツ磁石の少なくとも1つを備える、
請求項1に記載の製造システム。 - 前記第1及び第2アニールシステムは、各々、前記垂直炉の下に配置されるワークピースボート・ターンテーブルをさらに備え、前記ワークピースボート・ターンテーブルは、少なくとも2つのワークピースボートを支持し、処理位置とロード/アンロード位置との間で前記少なくとも2つのワークピースボートにインデックスを付けるように構成される、
請求項1に記載の製造システム。 - 前記第1及び第2アニールシステムの各々のための前記ボートローダは、
垂直に配向され、前記垂直炉内で前記ワークピースボートを位置付けるのに十分に長い長さ(La)によって特徴付けられるローディングアームと、
前記ローディングアームの遠位端に位置し、前記ワークピースボートを前記垂直炉にロードするとき及び前記ワークピースボートを前記垂直炉からアンロードするとき、前記ワークピースボートを係合し、支持するように構成されるプラットフォームと、
前記ローディングアームの対向する遠位端に位置し、前記ワークピースボートを垂直に並進させるように構成される駆動システムと、
を備える、
請求項1に記載の製造システム。 - 前記第1及び第2アニールシステムの各々のための前記ローディングアームは、後退可能なローディングアームである、
請求項19に記載の製造システム。 - ワークピースの複数のバッチをアニールする方法であって、
製造床上で位置決めされる第1アニールシステムのための第1ワークピースボートに少なくとも100のワークピースをロードし、
前記第1アニールシステムは、
処理スペースを有する垂直炉と、
前記垂直炉の下に配置され、前記第1ワークピースボートを垂直に並進させ、前記処理スペース内で前記ワークピースを位置決めするように構成されるボートローダと、
前記垂直炉の外側に位置決めされ、前記処理スペース内で磁場を生成するように構成される磁石と、
をさらに備え、
製造床上で位置決めされる第2アニールシステムのための第2ワークピースボートに少なくとも100のワークピースをロードし、
前記第2アニールシステムは、
処理スペースを有する垂直炉と、
前記垂直炉の下に配置され、前記第2ワークピースボートを垂直に並進させ、前記処理スペース内で前記ワークピースを位置決めするように構成されるボートローダと、
前記垂直炉の外側に位置決めされ、前記処理スペース内で磁場を生成するように構成される磁石と、
をさらに備え、
前記第1及び第2アニールシステムのための前記ボートローダを用いて、前記第1及び第2ワークピースを前記垂直炉の前記処理スペース内に垂直に並進させ、
前記第1ワークピースボートにロードされた前記少なくとも100のワークピースのための温度及び前記第2ワークピースボートにロードされた前記少なくとも100のワークピースのための温度を上昇させ、
前記第1アニールシステムのための前記磁石を用いて、前記第1アニールシステムのための前記処理スペース内で磁場を生成するとともに、前記第2アニールシステムのための前記磁石を用いて、前記第2アニールシステムのための前記処理スペース内で磁場を生成し、
前記第1及び第2アニールシステムは、9.5m2(平方メートル)未満の組み合わせた設置面積を有するように前記製造床上で位置決めされる、
方法。 - 前記第1アニールシステムのための前記磁石及び前記第2アニールシステムのための前記磁石は、各々、垂直な受動磁石を備える、
請求項21に記載の方法。 - 前記第1及び第2アニールシステムは、3.5メートルから4.2メートルの高さ制限未満の組み合わせた垂直設置面積を有するようにさらに構成される、
請求項21に記載の方法。 - 前記第1アニールシステムのための前記磁石及び前記第2アニールシステムのための前記磁石は、各々、前記磁石の中間の垂直軸から距離(X)内で5-ガウスに減少する磁場を有し、0.4メートル≦X≦1.1メートルである、
請求項21に記載の方法。 - 前記第1アニールシステムのための前記磁石及び前記第2アニールシステムのための前記磁石は、各々、各アニールシステムのための前記処理スペース内でレベル(M)までの磁場を提供し、M≧1テスラである、
請求項24に記載の方法。 - 前記第2アニールシステムに関連付けられた5-ガウス力線は、前記第1アニールシステムに関連付けられた5-ガウス力線にオーバラップしない、又は、前記第1アニールシステムに関連付けられた前記5-ガウス力線に前記距離(X)の10パーセント以下でオーバラップする、
請求項25に記載の方法。 - 前記第2アニールシステムに関連付けられた5-ガウス力線は、前記第1アニールシステムに関連付けられた5-ガウス力線にオーバラップしない、又は、前記第1アニールシステムに関連付けられた前記5-ガウス力線に前記距離(X)の0.2パーセント以下でオーバラップする、
請求項25に記載の方法。 - 前記第1及び第2アニールシステムは、オフセットされ、並んだ配置で位置決めされる、
請求項21に記載の方法。 - 前記方法は、
前記第1及び第2アニールシステムの第1側に位置する第1サービスエリアから前記第1アニールシステムにサービスするために前記第1アニールシステムにアクセスすることと、
前記第1及び第2アニールシステムの第2側に位置する第2サービスエリアから前記第2アニールシステムにサービスするために前記第2アニールシステムにアクセスすることと、
をさらに含む、
請求項28に記載の方法。 - 製造床上で位置決めされる第3アニールシステムのための第3ワークピースボートに少なくとも100のワークピースをロードし、
前記第3アニールシステムは、
処理スペースを有する垂直炉と、
前記垂直炉の下に配置され、前記第3ワークピースボートを垂直に並進させ、前記処理スペース内で前記ワークピースを位置決めするように構成されるボートローダと、
前記垂直炉の外側に位置決めされ、前記処理スペース内で磁場を生成するように構成される磁石と、
をさらに備え、
製造床上で位置決めされる第4アニールシステムのための第4ワークピースボートに少なくとも100のワークピースをロードし、
前記第4アニールシステムは、
処理スペースを有する垂直炉と、
前記垂直炉の下に配置され、前記第4ワークピースボートを垂直に並進させ、前記処理スペース内で前記ワークピースを位置決めするように構成されるボートローダと、
前記垂直炉の外側に位置決めされ、前記処理スペース内で磁場を生成するように構成される磁石と、
をさらに備え、
前記第3及び第4アニールシステムのための前記ボートローダを用いて、前記第3及び第4ワークピースを前記垂直炉の前記処理スペース内に垂直に並進させ、
前記第3ワークピースボートにロードされた前記少なくとも100のワークピースのための温度及び前記第4ワークピースボートにロードされた前記少なくとも100のワークピースのための温度を上昇させ、
前記第3アニールシステムのための前記磁石を用いて、前記第3アニールシステムのための前記処理スペース内で磁場を生成するとともに、前記第4アニールシステムのための前記磁石を用いて、前記第4アニールシステムのための前記処理スペース内で磁場を生成し、
前記第3及び第4アニールシステムは、9.5m2(平方メートル)未満の組み合わせた設置面積を有するように前記製造床上で位置決めされる、
請求項21に記載の方法。
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