真空裝置以及真空裝置的真空容器內(nèi)的壓力控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供無(wú)需使用昂貴的質(zhì)量流量控制器、不會(huì)大量消耗導(dǎo)入氣體就能夠控制真空容器內(nèi)的壓力的真空裝置以及真空裝置的真空容器內(nèi)的壓力控制方法。真空裝置(1)具備真空容器(2)、測(cè)定真空容器(2)的內(nèi)部的壓力的真空計(jì)(3)、對(duì)真空容器(2)進(jìn)行真空排氣的第一真空泵(4)、傳導(dǎo)閥(5)、經(jīng)由傳導(dǎo)閥(5)與真空容器(2)連接的第二真空泵(6)、朝真空容器(2)供給氣體的氣體供給單元(7)、以及基于真空計(jì)(3)的輸出將真空容器(2)的內(nèi)部的壓力控制成控制壓力的控制裝置(8)。第二真空泵(6)是以?xún)?nèi)部的壓力高于真空容器(2)的內(nèi)部的壓力(控制壓力)的方式選定的干式真空泵，且構(gòu)成為由氣體供給單元(7)供給的氣體在泵內(nèi)部從排氣口(6b)朝吸氣口(6a)流通。
【專(zhuān)利說(shuō)明】真空裝置以及真空裝置的真空容器內(nèi)的壓力控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制真空容器的內(nèi)部的壓力的真空裝置以及真空裝置的真空容器內(nèi)的壓力控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在濺射、CVD等中使用的工業(yè)用真空裝置中，使用有用于控制真空容器的內(nèi)部的壓力的真空裝置。作為這種真空裝置，例如在日本特開(kāi)平9-158833號(hào)公報(bào)中公開(kāi)有如下的真空裝置:在朝真空容器導(dǎo)入氣體的系統(tǒng)中設(shè)置具有與真空容器的排氣系統(tǒng)獨(dú)立的排氣系統(tǒng)的中間室、和設(shè)置在該中間室與真空容器之間的可變傳導(dǎo)閥(conductance valve),利用通常使用的質(zhì)量流量控制器將來(lái)自氣體供給單元的導(dǎo)入氣體以一定流量導(dǎo)入中間室，進(jìn)而利用可變傳導(dǎo)閥調(diào)整從中間室流入真空容器內(nèi)的導(dǎo)入氣體量，由此，無(wú)需使用用于高精度地控制極微小的氣體導(dǎo)入量的昂貴的質(zhì)量流量控制器就能夠調(diào)整真空容器內(nèi)的壓力。
[0003]但是，在上述技術(shù)中，由于一邊將由氣體供給單元供給的氣體經(jīng)由中間室朝真空容器供給，一邊利用第二真空泵對(duì)中間室內(nèi)的氣體始終進(jìn)行排氣，因此由氣體供給單元供給的導(dǎo)入氣體的大部分并未到達(dá)真空容器就被朝裝置系統(tǒng)的外部，會(huì)消耗大量的氣體，存在運(yùn)轉(zhuǎn)成本高的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不使用昂貴的質(zhì)量流量控制器、不消耗大量的導(dǎo)入氣體就能夠控制真空容器內(nèi)的壓力的真空裝置以及真空裝置的真空容器內(nèi)的壓力控制方法。
[0005]在本發(fā)明中，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方式中，采用如下的技術(shù)手段:真空裝置具備:真空容器，將處理材料配置在該真空容器的內(nèi)部；排氣單元，該排氣單元對(duì)上述真空容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣；流量控制單元，該流量控制單元控制氣體的流量；以及減壓?jiǎn)卧?，該減壓?jiǎn)卧烧婵毡脴?gòu)成，該真空泵的吸氣口經(jīng)由上述流量控制單元與上述真空容器連接，上述減壓?jiǎn)卧獦?gòu)成為:該減壓?jiǎn)卧獌?nèi)部的壓力比利用上述排氣單元進(jìn)行真空排氣后的上述真空容器內(nèi)的壓力高，氣體能夠在上述減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部從排氣口側(cè)朝吸氣口側(cè)流通，通過(guò)將在上述減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部流通的氣體從上述吸氣口經(jīng)由上述流量控制單元導(dǎo)入上述真空容器來(lái)控制上述真空容器內(nèi)的壓力。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，利用排氣單元對(duì)真空容器內(nèi)進(jìn)行排氣，使內(nèi)部的壓力低于減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部的壓力，由此，使得減壓?jiǎn)卧奈鼩饪趥?cè)的壓力始終在減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部的壓力以下，由此，能夠使氣體從減壓?jiǎn)卧呐艢饪趥?cè)朝吸氣口側(cè)流通，能夠?qū)⒃跍p壓?jiǎn)卧膬?nèi)部流通的氣體經(jīng)由流量控制單元從吸氣口導(dǎo)入真空容器內(nèi)。
[0007]由此，能夠在將氣體減壓至減壓?jiǎn)卧牡竭_(dá)壓力后的狀態(tài)下經(jīng)由流量控制單元導(dǎo)入真空容器，因此，即便不使用昂貴的質(zhì)量流量控制器也能夠精密地控制導(dǎo)入真空容器的氣體的量，因此能夠高精度地控制真空容器內(nèi)的壓力。[0008]并且，能夠?qū)⒃跍p壓?jiǎn)卧魍ú⒈粚?dǎo)入真空容器的氣體的所有的量導(dǎo)入真空容器，因此不存在將氣體朝系統(tǒng)外排出而白白地消耗的情況，能夠?qū)⑦\(yùn)轉(zhuǎn)成本抑制得較低。
[0009]在本發(fā)明的第二方式中采用如下的技術(shù)手段:在本發(fā)明的第一方式的真空裝置中，上述減壓?jiǎn)卧恼婵毡檬歉墒秸婵毡谩?br> [0010]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，減壓?jiǎn)卧筛墒秸婵毡脴?gòu)成，因此，導(dǎo)入真空容器的氣體處于潔凈狀態(tài)，真空容器內(nèi)不會(huì)被污染。
[0011]在本發(fā)明的第三方式中采用如下的技術(shù)手段:在本發(fā)明的第一或者第二方式的真空裝置中，上述真空裝置具備氣體供給單元，該氣體供給單元連接于上述減壓?jiǎn)卧呐艢饪?，?duì)減壓?jiǎn)卧┙o氣體。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，由于能夠?qū)臍怏w供給單元供給的氣體導(dǎo)入真空容器，因此能夠朝真空容器內(nèi)導(dǎo)入任意的氣體。
[0013]在本發(fā)明的第四方式中采用如下的技術(shù)手段:在本發(fā)明的第一或者第二方式的真空裝置中，上述減壓?jiǎn)卧呐艢饪诔髿獬ㄩ_(kāi)。
[0014]在真空容器內(nèi)的氣體氛圍可以不是特定氣體的情況下，能夠像本發(fā)明的第四方式那樣采用減壓?jiǎn)卧呐艢饪诔髿獬ㄩ_(kāi)的結(jié)構(gòu)，由此，能夠使裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而降低裝置成本，并且不需要使用昂貴的氣體，因此能夠以便宜的運(yùn)轉(zhuǎn)成本控制真空容器內(nèi)的壓力。
[0015]在本發(fā)明的第五方式中采用如下的技術(shù)手段:在本發(fā)明的第一或者第二方式的真空裝置中，真空裝置具備:真空計(jì)，該真空計(jì)測(cè)定上述真空容器內(nèi)的壓力；以及控制裝置，該控制裝置基于上述真空計(jì)的輸出控制上述流量控制單元，以使得上述真空容器內(nèi)的壓力成為預(yù)先設(shè)定的控制壓力。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，即便并不手動(dòng)地控制流量控制單元也無(wú)妨，因此能夠降低工時(shí)，并且能夠高精度地可靠地進(jìn)行真空容器的壓力控制。
[0017]在本發(fā)明的第六方式中采用如下的技術(shù)手段:在本發(fā)明的第一方式的真空裝置中，上述減壓?jiǎn)卧歉裟け谩?br> [0018]當(dāng)像本發(fā)明的第六方式那樣構(gòu)成為減壓?jiǎn)卧歉裟け脮r(shí)，由于隔膜泵的到達(dá)真空度一般為3X 104pa至3X 103pa左右，因此能夠適用于欲將真空容器的內(nèi)部的壓力控制為3X104pa至20Pa左右的情況。
[0019]并且，隔膜泵是真空泵中最便宜的種類(lèi)的真空泵，因此能夠抑制裝置成本。
[0020]在本發(fā)明的第七方式中采用如下的技術(shù)手段:在本發(fā)明的第一方式的真空裝置中，上述減壓?jiǎn)卧菧u旋泵。
[0021]當(dāng)像本發(fā)明的第七方式那樣構(gòu)成為減壓?jiǎn)卧菧u旋泵時(shí)，由于渦旋泵是在能夠單獨(dú)使用的干式真空泵中的到達(dá)壓力最低的種類(lèi)的真空泵，到達(dá)真空度通常為20Pa至IPa左右，因此能夠適用于欲將真空容器的內(nèi)部的壓力控制為20Pa至4.0X 10_2Pa左右的情況。
[0022]在本發(fā)明的第八方式中采用如下的技術(shù)手段:在本發(fā)明的第一方式的真空裝置中，上述減壓?jiǎn)卧前瑱C(jī)械增力泵的排氣單元。
[0023]在像本發(fā)明的第八方式那樣構(gòu)成為減壓?jiǎn)卧前瑱C(jī)械增力泵的排氣單元時(shí)，由于包含機(jī)械增力泵的排氣單元的到達(dá)真空度通常為4.0X 10_2Pa左右，因此能夠適用于欲將真空容器的內(nèi)部的壓力控制為4.0X 10_2pa以下的情況。作為包含機(jī)械增力泵的排氣單元，例如能夠使用在機(jī)械增力泵組合有渦旋泵等的單元。[0024]在本發(fā)明的第九方式中采用如下的技術(shù)手段:在本發(fā)明的第一或者第二方式的真空裝置中，上述真空容器是層疊體固定夾具，該層疊體固定夾具對(duì)層疊膜材料而成的層疊體進(jìn)行固定，以便利用加壓?jiǎn)卧搶?duì)層疊體進(jìn)行加壓接合來(lái)制造層疊接合體。
[0025]在制造層疊固體高分子膜、燃料極膜、以及空氣極膜并進(jìn)行接合而形成的固體高分子型燃料電池用的膜-電極接合體(Membrane-Electrode Assembly)等層疊接合體時(shí)使用對(duì)配置層疊體的空間進(jìn)行減壓而固定層疊體的方式的層疊體固定夾具的情況下，有時(shí)需要對(duì)配置層疊體的空間內(nèi)的壓力進(jìn)行控制。通過(guò)像本發(fā)明的第九方式這樣將真空容器構(gòu)成為層疊體固定夾具，能夠適用于這種層疊接合體的制造。
[0026]在本發(fā)明的第十方式中采用如下的技術(shù)手段:真空容器內(nèi)的壓力控制方法具備:排氣工序，準(zhǔn)備真空裝置，并利用上述真空裝置對(duì)上述真空容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣，使得上述真空容器內(nèi)的壓力低于減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部的壓力，其中，上述真空裝置具備:真空容器，將處理材料配置在該真空容器的內(nèi)部；排氣單元，該排氣單元對(duì)上述真空容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣；流量控制單元，該流量控制單元控制氣體的流量；以及上述減壓?jiǎn)卧?，該減壓?jiǎn)卧烧婵毡脴?gòu)成，該真空泵的吸氣口經(jīng)由上述流量控制單元與上述真空容器連接；氣體導(dǎo)入工序，使氣體通過(guò)上述減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部從排氣口側(cè)朝吸氣口側(cè)流通，并將在上述減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部流通的氣體經(jīng)由上述流量控制單元導(dǎo)入上述真空容器內(nèi)；以及壓力控制工序，通過(guò)對(duì)上述流量控制單元進(jìn)行控制來(lái)進(jìn)行真空容器內(nèi)的壓力控制。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第十方式，在排氣工序中利用上述排氣單元對(duì)上述真空容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣而使其壓力成為比上述減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部的壓力低的壓力，在氣體導(dǎo)入工序中使氣體通過(guò)減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部從排氣口側(cè)朝吸氣口側(cè)流通，并將在減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部流通的氣體經(jīng)由流量控制單元導(dǎo)入真空容器內(nèi)，并在壓力控制工序中通過(guò)對(duì)流量控制單元進(jìn)行控制，由此能夠進(jìn)行真空容器內(nèi)的壓力控制。
[0028]由此，能夠?qū)怏w在減壓至減壓?jiǎn)卧牡竭_(dá)壓力后的狀態(tài)下經(jīng)由流量控制單元導(dǎo)入真空容器，因此，即便不使用昂貴的質(zhì)量流量控制器也能夠精密地控制導(dǎo)入真空容器的氣體的量，因此能夠高精度地控制真空容器內(nèi)的壓力。
[0029]并且，在減壓?jiǎn)卧魍ú⒈粚?dǎo)入真空容器的氣體的所有的量均被導(dǎo)入真空容器，因此不會(huì)將氣體朝系統(tǒng)外排出而白白浪費(fèi)，能夠?qū)⑦\(yùn)轉(zhuǎn)成本抑制得較低。
[0030]在本發(fā)明的第十一方式中采用如下的技術(shù)手段:真空裝置具備:真空容器，將處理材料配置在該真空容器的內(nèi)部；第一真空泵，該第一真空泵與上述真空容器內(nèi)連通連接；流量控制單元，該流量控制單元與上述真空容器內(nèi)連通連接，并控制氣體的流量；以及第二真空泵，該第二真空泵與上述流量控制單元連通連接，且具備連通排氣口和吸氣口的內(nèi)部路徑，上述第二真空泵構(gòu)成為:上述內(nèi)部路徑內(nèi)的壓力高于利用上述第一真空泵產(chǎn)生的上述真空容器內(nèi)的被真空排氣后的壓力，并且，氣體能夠在上述第二真空泵的內(nèi)部從上述排氣口側(cè)朝上述進(jìn)氣口側(cè)流通，在上述第二真空泵內(nèi)流通的氣體經(jīng)由上述流量控制單元被導(dǎo)入上述真空容器。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的第十一方式，通過(guò)利用第一真空泵對(duì)真空容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣而使其內(nèi)部的壓力低于連通第二真空泵的排氣口和吸氣口的內(nèi)部路徑的壓力，使第二真空泵的吸氣口側(cè)的壓力始終在第二真空泵的內(nèi)部路徑的壓力以下，由此，能夠使氣體在內(nèi)部路徑中從排氣口側(cè)吸氣口側(cè)流通，并將在第二真空泵內(nèi)流通的氣體從吸氣口經(jīng)由流量控制單元導(dǎo)入真空容器內(nèi)。由此，能夠?qū)怏w在減壓至第二真空泵的內(nèi)部路徑的到達(dá)壓力后的狀態(tài)下經(jīng)由流量控制單元導(dǎo)入真空容器，因此，即便不使用昂貴的質(zhì)量流量控制器也能夠精密地控制導(dǎo)入真空容器的氣體的量，因此能夠高精度地控制真空容器內(nèi)的壓力。并且，能夠?qū)⒃诘诙婵毡脙?nèi)流通并被導(dǎo)入真空容器的氣體的所有的量導(dǎo)入真空容器，因此不會(huì)將氣體朝系統(tǒng)外排出而白白地浪費(fèi)，能夠?qū)⑦\(yùn)轉(zhuǎn)成本抑制得較低。
[0032]該申請(qǐng)基于2011年11月16日在日本國(guó)提出申請(qǐng)的日本特愿2011-250334號(hào)，其內(nèi)容構(gòu)成本申請(qǐng)的內(nèi)容的一部分。
[0033]并且，通過(guò)以下的詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)當(dāng)能夠更完全地理解本申請(qǐng)。然而，詳細(xì)的說(shuō)明以及特定的實(shí)施例只不過(guò)是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，僅僅是為了進(jìn)行說(shuō)明的目的而記載的。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)該詳細(xì)說(shuō)明清楚知曉各種變更、改變。
[0034] 申請(qǐng)人:并不意圖將所記載的實(shí)施方式中的任一個(gè)奉獻(xiàn)于公眾，所公開(kāi)的改變、替代方案中的在文字上并未包含于權(quán)利要求的范圍的方案，在等同論下也屬于本發(fā)明的一部分。
[0035]在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)或者權(quán)利要求書(shū)的記載中，對(duì)于名詞以及同樣的指示語(yǔ)的使用，只要并未特意指示、或者根據(jù)上下文明確否定，則應(yīng)當(dāng)解釋為包含單數(shù)以及復(fù)數(shù)的雙方。在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中提供的任一個(gè)示例或者示例性用語(yǔ)(例如“等”)的使用也只不過(guò)是意圖使得易于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，只要并未特意記載于權(quán)利要求書(shū)中，就不對(duì)本發(fā)明的范圍施加限制。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1是示出本發(fā)明的真空裝置的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖2是示出真空裝置的真空容器內(nèi)的壓力控制方法的工序圖。
[0038]圖3是示出作為真空容器使用的層疊體固定夾具的構(gòu)造的說(shuō)明圖。圖3(A)是第一固定部件以及密封部件的俯視說(shuō)明圖，圖3(B)是第二固定部件的俯視說(shuō)明圖。
[0039]圖4是示出將層疊體配置于層疊體固定夾具后的狀態(tài)的俯視說(shuō)明圖。
[0040]圖5是示出將層疊體配置于層疊體固定夾具后的狀態(tài)的剖視說(shuō)明圖。圖5(A)是沿著圖4的A-A線的從箭頭方向觀察的剖視圖，圖5(B)是沿著圖4的B-B線的從箭頭方向觀察的剖視圖，圖5(C)是沿著圖4的C-C線的從箭頭方向觀察的剖視圖，圖5(D)是沿著圖4的D-D線的從箭頭方向觀察的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041](第一實(shí)施方式)
[0042]其次，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的真空裝置1具備:真空容器2，將在真空中處理的處理材料配置在該真空容器2的內(nèi)部；真空計(jì)3，該真空計(jì)3測(cè)定真空容器2的內(nèi)部的壓力；第一真空泵4，該第一真空泵4對(duì)真空容器2進(jìn)行真空排氣；傳導(dǎo)閥5，該傳導(dǎo)閥5能夠通過(guò)控制閥的開(kāi)度來(lái)控制氣體流量；第二真空泵6，該第二真空泵6經(jīng)由傳導(dǎo)閥5與真空容器2連接；氣體供給單元7，該氣體供給單元7供給用于導(dǎo)入真空容器2的氣體；以及控制裝置8，該控制裝置8通過(guò)基于真空計(jì)3的輸出控制傳導(dǎo)閥5的開(kāi)度而將真空容器2的內(nèi)部的壓力控制成預(yù)先設(shè)定的控制壓力。[0043]此處，第一真空泵1相當(dāng)于本發(fā)明的第一方式的排氣單元，第二真空泵6相當(dāng)于減壓?jiǎn)卧?，傳?dǎo)閥5相當(dāng)于流量控制單元。
[0044]第一真空泵4要考慮真空容器2的控制壓力來(lái)選定。在本實(shí)施方式中，為了將真空容器2的內(nèi)部的壓力減壓至4.0 X 10_2Pa以下，采用在渦輪分子泵作為輔助泵組合有旋轉(zhuǎn)泵的排氣單元。另外，作為第一真空泵4，能夠采用干式真空泵、濕式真空泵等各種形式的栗。
[0045]第二真空泵6是以其內(nèi)部的壓力高于利用第一真空泵4減壓后的真空容器2內(nèi)部的壓力(控制壓力)的方式選定的干式真空泵。第二真空泵6的吸氣口 6a經(jīng)由傳導(dǎo)閥5與真空容器2連接，排氣口 6b與氣體供給單元7連接。
[0046]此處，所謂“第二真空泵6的內(nèi)部的壓力”，后面即將敘述，表示供從氣體供給單元7供給的氣體流通的連通排氣口 6b和吸氣口 6a的內(nèi)部路徑的真空度。
[0047]第二真空泵6構(gòu)成為由氣體供給單元7供給的氣體能夠在泵內(nèi)部從排氣口 6b朝吸氣口 6a流通，能夠使用隔膜泵、渦旋泵、或者包含在機(jī)械增力泵組合渦旋泵等而成的機(jī)械增力泵的排氣單元等。此處，雖然在圖中并未示出，但也能夠設(shè)置有與排氣口 6b側(cè)連通的排氣用的分支的配管。
[0048]氣體供給單元7由用于供給用于在真空容器2中形成所需要的氛圍的氣體(例如惰性氣體)的、例如具備壓力計(jì)的儲(chǔ)氣罐等構(gòu)成。
[0049]并且，在無(wú)需將真空容器2形成為特定的氣體氛圍的情況下，也可以并不設(shè)置氣體供給單元7，而使第二真空泵6的排氣口 6b朝大氣敞開(kāi)。
[0050]能夠在真空容器2、第一真空泵4、第二真空泵6以及氣體供給單元7之間適當(dāng)?shù)卦O(shè)置閥。
[0051]對(duì)利用本結(jié)構(gòu)的真空裝置1進(jìn)行的真空容器2的壓力控制方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，在圖2所示的排氣工序中，啟動(dòng)第一真空泵4以及第二真空泵6，對(duì)真空容器2的內(nèi)部進(jìn)行真空排氣而使壓力成為在控制裝置8中設(shè)定的控制壓力(例如4.0X10_2pa)以下的10_3pa左右。在作為第二真空泵6使用渦旋泵的情況下，第二真空泵6的內(nèi)部的壓力(到達(dá)真空度)為20?IPa左右，真空容器2內(nèi)被真空排氣至比第二真空泵6的內(nèi)部的壓力低的壓力。
[0052]在接下來(lái)的氣體導(dǎo)入工序中，將第二真空泵6與真空容器2連接，利用氣體供給單元7朝第二真空泵6供給氣體。于是，由于吸氣口 6a側(cè)的壓力低于排氣口 6b側(cè)的壓力，因此從氣體供給單元7供給的氣體通過(guò)第二真空泵6的內(nèi)部從排氣口 6b朝吸氣口 6a流動(dòng)，并通過(guò)傳導(dǎo)閥6被導(dǎo)入真空容器2內(nèi)。
[0053]在接下來(lái)的壓力控制工序中，通過(guò)控制傳導(dǎo)閥5的開(kāi)度來(lái)進(jìn)行真空容器2內(nèi)的壓力控制。在本實(shí)施方式中，控制裝置8基于來(lái)自真空計(jì)3的輸出調(diào)整傳導(dǎo)閥5的開(kāi)度，將真空容器2內(nèi)的壓力控制成預(yù)先設(shè)定的控制壓力。通過(guò)以上的工序，能夠控制真空容器2內(nèi)的壓力。
[0054]第二真空泵6能夠考慮真空容器2的控制壓力等適當(dāng)選擇。
[0055]隔膜泵的到達(dá)真空度通常為3X 104pa至3X 103pa左右，因此能夠適用于欲將真空容器2的內(nèi)部的壓力控制為3X 104pa至20Pa左右的情況。并且，隔膜泵是真空泵中最便宜的種類(lèi)的真空泵，因此能夠抑制裝置成本。渦旋泵是在能夠單獨(dú)使用的干式真空泵中的到達(dá)壓力最低的種類(lèi)的真空泵，到達(dá)真空度通常為20Pa至IPa左右，因此能夠適用于欲將真空容器2的內(nèi)部的壓力控制為20Pa至4.0X 10_2Pa左右的情況。包含機(jī)械增力泵的排氣單元的到達(dá)真空度通常為4.0X 10_2pa左右，因此能夠適用于欲將真空容器2的內(nèi)部的壓力控制為4.0X l(T2pa以下的情況。
[0056]在本實(shí)施方式中示出了真空裝置1具備控制裝置8的結(jié)構(gòu)，但也能夠采用不具備控制裝置8而手動(dòng)調(diào)整傳導(dǎo)閥5的結(jié)構(gòu)。并且，作為流量控制單元使用了傳導(dǎo)閥5，但并不限定于此，例如也能夠采用電-氣調(diào)壓閥等。
[0057]【第一實(shí)施方式的效果】
[0058]根據(jù)本實(shí)施方式的真空裝置1以及真空裝置1的真空容器2內(nèi)的壓力控制方法，能夠在將氣體減壓至第二真空泵6的到達(dá)壓力后的狀態(tài)下經(jīng)由傳導(dǎo)閥5導(dǎo)入真空容器2，因此，無(wú)需使用昂貴的質(zhì)量流量控制器就能夠精密地控制導(dǎo)入真空容器2的氣體的量，因此能夠高精度地控制真空容器2內(nèi)的壓力。
[0059]并且，對(duì)于在第二真空泵6的內(nèi)部流動(dòng)并被導(dǎo)入真空容器2的氣體，由于能夠?qū)⑺械牧康臍怏w導(dǎo)入真空容器2，因此不會(huì)將氣體朝系統(tǒng)外排出而白白地浪費(fèi)，能夠抑制運(yùn)轉(zhuǎn)成本降低。
[0060]此外，在利用干式真空泵構(gòu)成第二真空泵6的方式中，被導(dǎo)入真空容器2的氣體處于潔凈狀態(tài)，真空容器2內(nèi)不會(huì)被污染。
[0061](第二實(shí)施方式)
[0062]在本實(shí) 施方式中，以下對(duì)作為真空容器2采用層疊體固定夾具的情況進(jìn)行說(shuō)明，該層疊體固定夾具對(duì)對(duì)層疊膜材料而成的層疊體進(jìn)行固定，以便利用輥式?jīng)_壓機(jī)等加壓?jiǎn)卧獙?duì)層疊體進(jìn)行加壓接合從而制造層疊接合體。此處，作為層疊接合體的例子，能夠舉出層疊固體高分子膜、燃料極膜、以及空氣極膜并進(jìn)行接合而成的固體高分子型燃料電池用的膜 _ 電極接合體(Membrane-Electrode Assembly)。
[0063]參照?qǐng)D3至5對(duì)層疊體固定夾具的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。層疊體固定夾具100具備連接第一真空泵4以及第二真空泵6的第一固定部件10、與第一固定部件10組合使用的第二固定部件20、以及密封部件30。
[0064]第一固定部件10通過(guò)在以與朝向輥式?jīng)_壓機(jī)等加壓?jiǎn)卧妮斔头较虼笾缕叫械姆绞脚渲玫男纬蔀槔庵鶢畹牡谝恢鶢畈考?1、11之間張緊架設(shè)由具有撓性的帶狀部件構(gòu)成的第一片材12而形成。第一片材12例如由作為金屬材料的不銹鋼形成。
[0065]第一片材12與密封部件30 —起，各個(gè)的端部借助板狀的第一按壓部件13分別被固定于第一柱狀部件11的沿長(zhǎng)邊方向延伸的面之一(圖5(A))。
[0066]在第一柱狀部件11形成有排氣路14，該排氣路14經(jīng)由排氣孔16與真空泵連接，且與后述的收納空間S連通。此處，一方的第一柱狀部件11經(jīng)由排氣孔16與第一真空泵4連接，另一方的第一柱狀部件11經(jīng)由排氣孔16與第二真空泵6連接。
[0067]在第一片材12的與第一柱狀部件11抵接的區(qū)域，與排氣路14開(kāi)口的位置對(duì)應(yīng)地貫通形成有排氣孔12a。排氣孔12a分別經(jīng)由真空墊15與排氣路14連通。
[0068]在第一柱狀部件11設(shè)置有用于確定與第一柱狀部件11對(duì)置配置的第二柱狀部件21的位置的定位銷(xiāo)17。
[0069]第二固定部件20通過(guò)在與第一柱狀部件11對(duì)置配置的第二柱狀部件21、21之間張緊架設(shè)由具有撓性的帶狀部件構(gòu)成的第二片材22而形成。第二柱狀部件21、21之間的第二片材22的外形形成為與第一柱狀部件11、11之間的第一片材12的外形大致相同。
[0070] 第二片材22沿著第二柱狀部件21被折彎，且從側(cè)面經(jīng)由按壓板23借助第二按壓部件24被固定。如圖5(A)以及(C)所示，在第二按壓部件24設(shè)置有插通于按壓板23以及第二片材22且用于將該第二按壓部件24與第二柱狀部件21進(jìn)行固定的固定螺釘25，以及用于調(diào)節(jié)按壓第二柱狀部件21的位置的調(diào)節(jié)螺釘26。
[0071]在第二按壓部件24貫通形成有定位孔27，第一固定部件10的定位銷(xiāo)17插通于該定位孔27,以便確定第二固定部件20的位置。
[0072]密封部件30配置在借助第一柱狀部件11、11和第二柱狀部件21、21以對(duì)置的方式定位的第一片材12和第二片材22之間。在密封部件30形成有:收納部30a，該收納部30a將第一片材12和第二片材22對(duì)置形成的空間劃分成能夠收納層疊體W ;以及排氣部30b，該排氣部30b形成為與收納部30a連通，用于對(duì)由第一片材12、第二片材22以及收納部30a劃分成的密閉空間亦即收納空間S的內(nèi)部進(jìn)行排氣。
[0073]密封部件130被夾在第一片材12和第二片材22之間，由此來(lái)發(fā)揮作為收納空間S的側(cè)壁的作用。
[0074]排氣部30b形成為:與收納部30a連通，朝第一柱狀部件11側(cè)突出，且面對(duì)第一片材12的排氣孔12a。并且，排氣口 30b形成為小于收納部30a，以使得被收納于收納部30a的層疊體W不會(huì)移動(dòng)。
[0075]對(duì)于層疊體固定夾具100，借助上述的結(jié)構(gòu)，通過(guò)將層疊體W配置于收納空間S，并利用第一真空泵4對(duì)收納空間S進(jìn)行排氣，利用傳導(dǎo)閥5、第二真空泵6、氣體供給單元7將收納空間S的內(nèi)部控制成規(guī)定的壓力，能夠使第一片材12以及第二片材22與配置于收納空間S的層疊體W密接而對(duì)層疊體W進(jìn)行固定。此處，能夠?qū)⑹占{空間S的內(nèi)部控制成規(guī)定的壓力，從而控制第一片材12以及第二片材22與層疊體W密接并進(jìn)行固定的力。
[0076]進(jìn)而，利用輥式?jīng)_壓裝置等加壓?jiǎn)卧獙?duì)被固定的層疊體W進(jìn)行加壓而將其接合，從而制造層疊接合體。
[0077]另外，除了在本實(shí)施例中示出的構(gòu)造的層疊體固定夾具以外，作為真空容器，也能夠采用對(duì)配置層疊體的空間進(jìn)行減壓而固定層疊體的方式的層疊體固定夾具。
[0078]【第二實(shí)施方式的效果】
[0079]在制造層疊固體高分子膜、燃料極膜、以及空氣極膜并進(jìn)行接合而形成的固體高分子型燃料電池用的膜-電極接合體(Membrane-Electrode Assembly)等層疊接合體時(shí)使用對(duì)配置層疊體的空間進(jìn)行減壓而固定層疊體的方式的層疊體固定夾具的情況下，有時(shí)需要對(duì)配置層疊體的空間內(nèi)的壓力進(jìn)行控制。通過(guò)像本實(shí)施方式這樣將真空容器2構(gòu)成為層疊體固定夾具100，能夠適用于這種層疊接合體的制造。
[0080]以下，匯總示出本說(shuō)明書(shū)以及附圖中使用的主要的標(biāo)號(hào)。
[0081]1:真空裝置；2:真空容器；3:真空計(jì)；4:第一真空泵；5:傳導(dǎo)閥；6:第二真空泵；6a:吸氣口 ；6b:排氣口 ；7:氣體供給單元；8:控制裝置；100:層疊體固定夾具；W:層疊體。
【權(quán)利要求】
1.一種真空裝置，其特征在于，所述真空裝置具備:真空容器，將處理材料配置在該真空容器的內(nèi)部；排氣單元，該排氣單元對(duì)所述真空容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣；流量控制單元，該流量控制單元控制氣體的流量；以及減壓?jiǎn)卧?，該減壓?jiǎn)卧烧婵毡脴?gòu)成，該真空泵的吸氣口經(jīng)由所述流量控制單元與所述真空容器連接，所述減壓?jiǎn)卧獦?gòu)成為:該減壓?jiǎn)卧獌?nèi)部的壓力比利用所述排氣單元進(jìn)行真空排氣后的所述真空容器內(nèi)的壓力高，氣體能夠在所述減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部從排氣口側(cè)朝吸氣口側(cè)流通，通過(guò)將在所述減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部流通的氣體從所述吸氣口經(jīng)由所述流量控制單元導(dǎo)入所述真空容器來(lái)控制所述真空容器內(nèi)的壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空裝置，其特征在于，所述減壓?jiǎn)卧恼婵毡檬歉墒秸婵毡谩?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空裝置， 其特征在于，所述真空裝置具備氣體供給單元，該氣體供給單元連接于所述減壓?jiǎn)卧呐艢饪?，?duì)減壓?jiǎn)卧┙o氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空裝置，其特征在于，所述減壓?jiǎn)卧呐艢饪诔髿獬ㄩ_(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空裝置，其特征在于，所述真空裝置具備:真空計(jì)，該真空計(jì)測(cè)定所述真空容器內(nèi)的壓力；以及控制裝置，該控制裝置基于所述真空計(jì)的輸出控制所述流量控制單元，以使得所述真空容器內(nèi)的壓力成為預(yù)先設(shè)定的控制壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空裝置，其特征在于，所述減壓?jiǎn)卧歉裟け谩?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空裝置，其特征在于，所述減壓?jiǎn)卧菧u旋泵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空裝置，其特征在于，所述減壓?jiǎn)卧前瑱C(jī)械增力泵的排氣單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空裝置，其特征在于，所述真空容器是層疊體固定夾具，該層疊體固定夾具對(duì)層疊膜材料而成的層疊體進(jìn)行固定，以便利用加壓?jiǎn)卧獙?duì)該層疊體進(jìn)行加壓接合來(lái)制造層疊接合體。
10.一種真空容器內(nèi)的壓力控制方法,其特征在于，所述真空容器內(nèi)的壓力控制方法具備:排氣工序，準(zhǔn)備真空裝置，并利用所述真空裝置對(duì)所述真空容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣，使得所述真空容器內(nèi)的壓力低于減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部的壓力，其中，所述真空裝置具備:真空容器，將處理材料配置在該真空容器的內(nèi)部；排氣單元，該排氣單元對(duì)所述真空容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣；流量控制單元，該流量控制單元控制氣體的流量；以及所述減壓?jiǎn)卧?，該減壓?jiǎn)卧烧婵毡脴?gòu)成，該真空泵的吸氣口經(jīng)由所述流量控制單元與所述真空容器連接；氣體導(dǎo)入工序，使氣體通過(guò)所述減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部從排氣口側(cè)朝吸氣口側(cè)流通，并將在所述減壓?jiǎn)卧膬?nèi)部流通的氣體經(jīng)由所述流量控制單元導(dǎo)入所述真空容器內(nèi)；以及壓力控制工序，通過(guò)對(duì)所述流量控制單元進(jìn)行控制來(lái)進(jìn)行真空容器內(nèi)的壓力控制。
11.一種真空裝置，所述真空裝置具備:真空容器，將處理材料配置在該真空容器的內(nèi)部；第一真空泵，該第一真空泵與所述真空容器內(nèi)連通連接；流量控制單元，該流量控制單元與所述真空容器內(nèi)連通連接，并控制氣體的流量；以及第二真空泵，該第二真空泵與所述流量控制單元連通連接，且具備連通排氣口和吸氣口的內(nèi)部路徑，所述真空裝置的特征在于，所述第二真空泵構(gòu)成為:所述內(nèi)部路徑內(nèi)的壓力高于利用所述第一真空泵產(chǎn)生的所述真空容器內(nèi)的被真空排氣后的壓力，并且，氣體能夠在所述第二真空泵的內(nèi)部從所述排氣口側(cè)朝所述進(jìn)氣口側(cè)流通，在所述第二真空泵內(nèi) 流通的氣體經(jīng)由所述流量控制單元被導(dǎo)入所述真空容器。
【文檔編號(hào)】F04B37/16GK103635688SQ201280032872
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月16日
【發(fā)明者】長(zhǎng)坂政彥, 中島章五, 野澤孝行, 杉野修, 三島育人 申請(qǐng)人:新東工業(yè)株式會(huì)社