(57)【要約】【課題】  常に高い除湿能力を保持しつつ、冷却パネルに堆積した水分の凝固物を取り除くことが可能な、冷却トラップを提供すること。【解決手段】  冷却トラップは、冷凍機と、冷凍機と接続部材を介して接続することにより冷却され、冷却対象から放出される水分を吸着凝固させる冷却パネルと、冷却パネルを振動させる振動モータと、を有する。【選択図】  図１
2011137616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍機と、
前記冷凍機と熱的に接続された冷却パネルと、
前記冷却パネルを振動させる振動手段と、
を有することを特徴とする冷却トラップ。
【請求項２】
前記冷却パネルに吸着凝固した凝固物の量を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき前記振動手段の動作を制御する制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の冷却トラップ。
【請求項３】
前記冷却パネルは、前記冷凍機との間で熱の伝わりを維持しつつ、前記振動手段により励起された振動が前記冷凍機に伝わらないような構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の冷却トラップ。
【請求項４】
前記冷却パネルから前記振動手段への熱の伝わりを抑制するために、前記振動手段と前記冷却パネルとの間には、熱絶縁部材が取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至３のいずれか１項に記載の冷却トラップ。
【請求項５】
冷却対象に面する前記冷却パネルの反対側の面には、断熱材が貼付されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却トラップ。
【請求項６】
第一の容器を更に備え、
前記冷凍機は、前記第一の容器の外部に取り付けられ、
前記冷却パネルは、前記第一の容器の内部に取り付けられ、
前記振動手段は前記第一の容器の内部及び外部のいずれか一方に位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の冷却トラップ。
【請求項７】
前記冷凍機はスターリング冷凍機あることを特徴とする請求項1乃至６のいずれか１項に記載の冷却トラップ。
【請求項８】
請求項６に記載の冷却トラップと、
前記第一の容器と連通し、被収納物が収納される第二の容器と、を有することを特徴とするデシケータ。
【請求項９】
請求項８に記載のデシケータを使用する工程を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却トラップ、冷却トラップを有するデシケータ、デシケータを用いた電子デバイスの製造方法に関する。特に、水分を嫌う部品、器材等を保管するためのデシケータや、水分を取り除くための乾燥ボックスに接続され、庫内を低い湿度あるいは安定した湿度に保つために使用される除湿用の冷却トラップに関する。あるいは、冷凍機を停止させずにヒータによる冷却パネルの加熱昇温などを行うことなく、振動モータの振動によって冷却パネルに固化されて霜や氷となった水分を振り落として処理する機構を備えた冷凍機付の冷却トラップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水分を嫌う部品、器材等を保管するデシケータや、水分を取り除くための乾燥ボックスでは、庫内を低い湿度や安定した湿度に保つために、保管する部材、器材等から放出される水分や庫内に含まれる気体中の水分が様々な方法で取り除かれている。例えば、庫内に設置されたシリカゲルなどの乾燥剤や除湿剤で気体中の水分を吸蔵して除湿する方法がある。高分子電解質膜により庫内の水分を電気分解して除湿する方法もある。庫内を乾燥窒素やドライエアーなどによりガス置換して水分を追い出す方法や、庫内を真空ポンプにより減圧して、水分を蒸発させ除去する方法もある。また、電子冷却素子や各種冷凍機などを組み込んだ冷却トラップユニットにより庫内の水分を固化して除湿する方法など多様である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２に、スターリング冷凍機３を搭載した冷却トラップユニット１を、デシケータ２に取り付けた図を示す。冷却トラップユニット１は、開口部８を設けたデシケータ２の側面に固定されている。冷却トラップユニット１の上部には冷却部４を下方に向けたスターリング冷凍機３が設置されている。冷却部４には水分を固化するための冷却パネル５が取り付けられており、その周囲は外部と遮断するためのカバー７で覆われている。スターリング冷凍機３を運転すると、冷却部４の温度が降下する。このとき、冷却部４で汲み上げられた熱はスターリング冷凍機３の放熱フィン６から放出される。冷却部４を通じて温度が降下した冷却パネル５では、デシケータ２の開口部８から流れ込んだ気体に含まれる水分が固化されて堆積し、デシケータ２内が除湿される。スターリングサイクルは従来から非常に効率が良いことで知られており、スターリングサイクルを用いた小型冷凍機を使用することにより、短時間で冷却パネル５の温度を、水分が固化できる温度まで降下させることが可能となり、低消費電力で除湿能力が高いデシケータや乾燥ボックスを提供することができる。もちろん、スターリング以外の冷凍機を使用していてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７４９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２に基づいて、従来のスターリング冷凍機を搭載した冷却トラップを装備したデシケータについて説明する。スターリング冷凍機３は冷却効率が良く、そのため気体を凝縮、凝固又は吸着することにより、高い除湿能力を得られるる。冷却パネル５に固化された水分が蓄積すると、カバー７やデシケータ２の開口部８の周辺の壁面に、凝固物１３が形成される。そして、凝固物１３が開口部８の周辺の壁面に接触して入熱するため、スターリング冷凍機３は、その本来の能力を発揮することができない。また、接触部９での水分の気化再放出によってデシケータ２の除湿能力が低下する。スターリング冷凍機３以外の冷凍機を使用した場合でも課題は同様である。冷却パネル５で霜や氷となった水分を取り除くための方法として、解氷のために温度を上昇させることがあるが、スターリング冷凍機３の運転停止や、ヒータ（図示せず）による昇温等を状況に応じて行う必要がある。この一連の除霜を行っている間は、除湿ができなくなってしまうため、保管品を安定した低湿度環境で保管することが難しくなり、デシケータや乾燥ボックスを利用する上で非常に不便な状況となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、常に高い除湿能力を保持しつつ、冷却パネルに堆積した凝固物を取り除くことが可能な、冷却トラップ、冷却トラップを有するデシケータ、デシケータを用いた電子デバイスの製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
上記の目的を達成する本発明の一つの側面にかかる冷却トラップは、冷凍機と、
前記冷凍機と熱的に接続された冷却パネルと、
前記冷却パネルを振動させる振動手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明よれば、常に高い除湿能力を保持しつつ、冷却パネルに堆積した水分等の凝固物を取り除くことが可能な、冷却トラップ、冷却トラップを有するデシケータ、デシケータを用いた電子デバイスの製造方法を提供することが可能になる。
【０００９】
本発明よれば、冷凍機の運転を停止することなく、冷却パネルが冷えた状態のままで、固化された水分の凝固物を連続的に振り落とすことができるため、例えば、デシケータの壁面や冷却トラップのカバーに付着した凝固物が大きく成長する前に振り落とすことができるので、該凝固物が壁面や冷却トラップのカバーに接触することもなく、常にデシケータを高い除湿能力で連続運転することが可能となり、除湿能力の低下もなく、長期的に安定した冷却トラップの使用が可能になる。
【００１０】
あるいは、ヒータによる解氷の場合と比較しても、一時的にモータを動作させる電力のみで済むため消費電力を抑えることができる。あるいは、冷却パネルと振動モータの間に熱絶縁材料の部材を挟むことにより、モータの振動を冷却パネルにしっかりと伝えて水分を振り落としながら、冷却パネルからモータへと熱が逃げることを防げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係わるスターリング冷凍機及び振動モータを搭載した冷却トラップユニットをデシケータに取り付けた構成を例示する図である。
【図２】従来のスターリング冷凍機を搭載した冷却トラップユニットをデシケータに取り付けた構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明者が鋭意研究した結果、−１００℃程度に冷却された冷却パネルに吸着凝固した水分は、冷却パネルにフワッと軽く積もった雪のようで、冷却パネルを振動させれば、容易に振り落とすことが出来るのではないかと発明者は推定した。そして、その推定に基づき、水分が凝固した冷却パネルを振動する実験を行ったところ、推定通り凝固した水分が冷却パネルから上手く振り落ちるとの知見を得た。本発明は、そのような新規の知見に基づき発明したもので、庫内を低い湿度あるいは安定した湿度を保つことが出来、且つ冷凍機を停止させることなく連続運転できる冷却トラップに係わるものである。
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１４】
図１は、本発明実施形態として、側面に開口部８を設けたデシケータ２にスターリング冷凍機３と振動モータ１６を搭載した冷却トラップユニット１を取り付けた構成を例示する図である。スターリング冷凍機３の低温部となる冷却部４が下向きに配置されている。冷却部４は、熱伝導の良い金属例えば銅で作られている。そして、冷却部４には熱伝導の良い薄板金属で作られた冷却パネル５がネジ止め(図示せず)などにより密着した状態で固定されている。スターリング冷凍機３には冷却部４から汲み上げた熱を放出するための放熱フィン６があり、放熱フィン６の外周部には、スターリング冷凍機３を覆うように冷凍機用カバー１０が取り付けてある。冷凍機用カバー１０の上部には空冷ファン１２が取り付けてあり、これを動作させると、矢印１１に示すように、スターリング冷凍機３の下側から放熱フィン６へと空気が流れ込み、放熱フィン６の熱を奪いながら冷凍機用カバー１０とスターリング冷凍機３の空間を抜けて外部へと吐出されるため、冷却部４で汲み上げた熱が効率良く放出される。
【００１５】
一方、冷却部４を通じて冷却パネル５の温度が降下すると、デシケータ２の内部の空気中の水分や保管部材等（以下、これらを総称して「冷却対象」ともいう）から放出される水分等が冷却パネル５で固化される。水分等は徐々に冷却パネル５に堆積していく。ここで、冷却トラップユニット１のカバー７の内側に振動モータ１６を設置し、外部からスイッチ１８で動作できるようにしておく。振動モータ１６は冷却パネル５に直接接触するように配置しても良いが、本実施形態では、振動モータ１６に冷却パネル５と接触する大きさに加工した熱絶縁部材（例えば、PTFE（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｅｌｅｎｅの略）のブロック１７を取り付けてある。これにより、冷却パネル５から振動モータ１６への熱の伝わりを抑えることができ、熱のロスを低減できる。
【００１６】
なお、冷却パネル５とブロック１７は振動を確実に伝えるためにネジ等（図示せず）で固定しても良い。振動モータ１６をスイッチ１８により動作させると、その振動が冷却パネル５に伝わり、冷却パネル５に堆積した水分の凝固物が下方へと落下する。落下した水分の凝固物は冷却トラップユニット１の底部２１に液体もしくは固体の状態で溜まっていく。底部２１に溜まった液体もしくは固体（以下、「落下物」ともいう）１９はカバー７の下側に設けた扉２０から取り除けばよい。振動モータ１６の動作は、冷却パネル５に凝固する凝固物の量に応じて調整すればよく、定期的な運転、連続運転、手動のＯＮ／ＯＦＦによる運転を行っても良い。また、タイマ等による自動運転ができるようにして制御ユニット３０に接続して運転を制御してもよい。冷却パネル５に凝固物の量を非接触のセンサ（不図示）により検出し、その検出結果に基づいて、制御ユニット３０は、振動モータ１６の動作を制御することができる。
【００１７】
また、振動モータの動きと連動させ、落下した氷などの凝固物を取り除く時だけ扉２０が開くようにするとデシケータ２への水分流入を抑えることができ、デシケータ内の湿度管理が容易になる。冷却パネル５は、冷却部４の近傍に銅の網線１４等の柔軟な構造（柔軟構造）を有する接続部材を介して冷凍機３と熱的に接続する。冷却パネル５と冷却部４との間で熱の伝わりを維持しつつ、振動モータ１６により励起された振動を冷却パネル５に伝え、スターリング冷凍機３には伝えにくくする構造にしてもよい。冷却対象に対する冷却パネル５の反対側の面には、冷却パネル５の面からの熱の放出を抑制するための断熱材１５が貼付されている。例えば、冷却対象となるデシケータ２の反対側に位置する冷却パネル５の裏面に断熱材１５を貼付して冷却パネルへ熱が流れ込まないようにしても良い。
【００１８】
以上説明したように本実施形態よれば、常に高い除湿能力を保持しつつ、冷却パネルに堆積した水分の凝固物を取り除くことが可能な、冷却トラップを提供することが可能になる。
【００１９】
本実施形態よれば、冷凍機の運転を停止することなく、冷却パネルが冷えた状態のままで、固化された水分の凝固物を連続的に振り落とすことができるため、例えば、デシケータの壁面や冷却トラップのカバーに凝固物が接触することもなく、常にデシケータを高い除湿能力で連続運転することが可能となり、除湿能力の低下もなく、長期的に安定した冷却トラップの使用が可能になる。
【００２０】
あるいは、ヒータによる解氷の場合と比較しても、一時的にモータを動作させる電力のみで済むため消費電力を抑えることができる。あるいは、冷却パネルと振動モータの間に熱絶縁材料の部材を挟むことにより、モータの振動を冷却パネルにしっかりと伝えて水分を振り落としながら、冷却パネルからモータへと熱が逃げることを防げることができる。
【００２１】
（電子デバイスの製造方法）
本発明の実施形態にかかるデシケータを用いた電子デバイスの製造方法を説明する。本発明の実施形態にかかるデシケータは、冷却トラップと、冷却トラップの第一の容器と連通し、被収納物が収納される第二の容器と、を有することを特徴とし、電子デバイスを構成する、例えば、電極基板等の被収納物を低湿保持するのに好適である。
【００２２】
本発明に係わる冷却トラップを使用したデシケータを使用する工程を有する電子デバイスの製造法について説明する。以下では、合成樹脂基板を貼り合わせて作る液晶表示装置について説明する。
【００２３】
合成樹脂基板を貼り合わる工程は、一対の合成樹脂基板の片面上にそれぞれ導電膜を形成する導電膜形成工程と、各導電膜をパターン状に加工する加工工程と、加工工程後の両合成樹脂基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程とを含む。貼り合わせ工程において、導電膜形成工程の後、露光工程の前に、各合成樹脂基板を乾燥する工程を含む。
【００２４】
導電膜形成後の搬送時や保管時における合成樹脂基板の吸湿を抑制することよって、合成樹脂基板の含水量がより少ない状態で露光工程を行うことができる。それゆえ、合成樹脂基板の収縮量のばらつきを抑えることができる。その結果、合成樹脂基板の重ね合わせ精度（両合成樹脂基板間での導電膜パターンの位置合わせ精度；勘合精度とも呼ばれる）のばらつきを小さくすることができる。したがって、導電膜パターンずれの発生率を抑え、良品率を向上させることができる。
【００２５】
上述に乾燥工程に、本発明の冷却トラップを使用したデシケータを使用することにより、冷凍トラップを停止させることなく連続運転出来るため生産性を格段に向上させることが出来る。
【００２６】
以上では、合成樹脂基板を使用する液晶表示時装置の貼り合わせに工程への適用について説明したが、乾燥工程を有する電子デバイスの製造工程に本発明の冷却トラップを使用したデシケータを使用することは特に適している。
【図１】
2011137616.tif 000003
【図２】
2011137616.tif 000004