JP2008197069A

JP2008197069A - Hydrogen concentration management method and chamber apparatus

Info

Publication number: JP2008197069A
Application number: JP2007035429A
Authority: JP
Inventors: Masaya Matsuura; 昌也松浦; Yuichi Shirai; 雄一白井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-08-28

Abstract

【課題】特殊な水素濃度センサ等を用いずに、安価で簡易な構成により、生産工程における水素濃度管理を容易に可能とする技術を提供する。
【解決手段】水素ガスが導入され、室内ガス中の水素濃度が可変に構成されるチャンバ室２内における水素濃度管理方法であって、チャンバ室２内のガスをサンプリングする工程（工程Ａ）と、サンプリングしたガスを燃焼させる工程（工程Ｂ）と、燃焼させたガスの燃焼温度を検知する工程（工程Ｃ）と予め設定されているガスの燃焼温度と水素濃度との関係を用いて、検知したガスの燃焼温度から、チャンバ室内のガスの水素濃度を求める工程（工程Ｄ）とを含む構成とする。
【選択図】図２The present invention provides a technology capable of easily managing hydrogen concentration in a production process with an inexpensive and simple configuration without using a special hydrogen concentration sensor or the like.
A method for managing hydrogen concentration in a chamber chamber 2 in which hydrogen gas is introduced and the hydrogen concentration in the indoor gas is variably configured, the step of sampling the gas in the chamber chamber 2 (step A); Detecting by using the relationship between the step of burning the sampled gas (step B), the step of detecting the combustion temperature of the burned gas (step C), and the preset gas combustion temperature and hydrogen concentration And a step (step D) of obtaining a hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber from the combustion temperature of the gas.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、水素濃度管理方法およびチャンバ装置の技術に関し、より詳しくは、水素濃度センサを使用せずに容易に水素濃度を検知し、水素濃度を管理する技術およびこの技術を採用したチャンバ装置の技術に関する。 The present invention relates to a hydrogen concentration management method and a chamber apparatus technique, and more specifically, a technique for easily detecting a hydrogen concentration without using a hydrogen concentration sensor and managing the hydrogen concentration, and a chamber apparatus employing this technique. Regarding technology.

従来、水素濃度を検知する水素濃度センサや、質量分析計を水素濃度の定量分析部として備える水素濃度測定装置等が開発されている。
例えば、光学的に透過光量の増減を検知することにより、水素濃度を検知する水素濃度センサに関する技術が公知となっている（特許文献１参照）。
特開平５−１９６５６９号公報 Conventionally, a hydrogen concentration sensor that detects a hydrogen concentration, a hydrogen concentration measuring device that includes a mass spectrometer as a quantitative analysis unit for the hydrogen concentration, and the like have been developed.
For example, a technique related to a hydrogen concentration sensor that detects a hydrogen concentration by optically detecting an increase or decrease in the amount of transmitted light is known (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-19669

前述した光学的に検知する水素濃度センサや水素濃度測定装置は高価であるとともに、例えば、大気圧近傍でしか正確な測定ができない、大気中の水素による影響を排除するために不活性ガス等によるリフレッシュを行う必要がある、またこれにより長時間のリフレッシュ時間を要する、測定時にはセンサ付近を高温に加熱する必要がある等、多くの問題点を有している。このため、前記各水素濃度センサ等は分析用機器の用途としては活用できるものの、維持管理の困難性や使用環境の制限等の問題があるため、生産工程の現場に導入して水素濃度管理等に活用することが困難であった。
そこで本発明では、このような現状を鑑み、特殊な水素濃度センサ等を用いずに、安価で簡易な構成により、生産工程における水素濃度管理を容易に可能とする技術を提供することを課題としている。 The above-described optically detected hydrogen concentration sensor and hydrogen concentration measuring device are expensive and, for example, can perform accurate measurement only near atmospheric pressure. For example, an inert gas is used to eliminate the influence of hydrogen in the atmosphere. There are a number of problems, such as the need to refresh, a long refresh time, and the need to heat the vicinity of the sensor to a high temperature during measurement. For this reason, although each of the hydrogen concentration sensors can be used as an analytical instrument, there are problems such as difficulty in maintenance management and restrictions on the usage environment. It was difficult to utilize.
Therefore, in the present invention, in view of such a current situation, it is an object to provide a technology that can easily manage the hydrogen concentration in the production process with an inexpensive and simple configuration without using a special hydrogen concentration sensor or the like. Yes.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１においては、水素ガスが導入され、室内ガス中の水素濃度が可変に構成されるチャンバ室内における水素濃度管理方法であって、前記チャンバ室内のガスをサンプリングする工程と、サンプリングしたガスを燃焼させる工程と、燃焼させたガスの燃焼温度を検知する工程と予め設定されているガスの燃焼温度と水素濃度との関係を用いて、検知したガスの燃焼温度から、チャンバ室内のガスの水素濃度を求める工程とを含む、ことを特徴としたものである。 That is, in claim 1, a hydrogen concentration management method in a chamber chamber in which hydrogen gas is introduced and the hydrogen concentration in the indoor gas is variably configured, the step of sampling the gas in the chamber chamber, and the sampling Using the relationship between the step of burning the gas, the step of detecting the combustion temperature of the burned gas, and the preset combustion temperature of the gas and the hydrogen concentration, the gas in the chamber chamber is determined from the detected combustion temperature of the gas. And a step of determining the hydrogen concentration of the catalyst.

請求項２においては、前記水素濃度管理方法は、さらに、前記チャンバ室内のガス圧力を検出する工程と、前記検出したガス圧力、および前記求めた水素濃度の値に基づいて、前記チャンバ室内のガスの水素濃度を調節する工程を含む、ことを特徴としたものである。 The hydrogen concentration management method according to claim 2, further comprising a step of detecting a gas pressure in the chamber chamber, and a gas in the chamber chamber based on the detected gas pressure and the obtained hydrogen concentration value. And a step of adjusting the hydrogen concentration of the catalyst.

請求項３においては、前記水素濃度管理方法は、水素ガスおよび窒素ガスが導入されるチャンバ室と、前記チャンバ室へ水素ガスを供給する水素ガス供給手段と、前記チャンバ室へ窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、前記チャンバ室内のガスの水素濃度を検出する水素濃度検知手段と、前記チャンバ室内のガス圧力を検出するチャンバ室圧検出手段と、制御手段と、前記制御手段により制御され、前記水素ガス供給手段からチャンバ室への水素ガス供給量を調節する水素ガス流量調整手段と、前記制御手段により制御され、前記窒素ガス供給手段からチャンバ室への窒素ガス供給量を調節する窒素ガス流量調整手段とを備え、前記水素濃度検知手段が、前記チャンバ室内のガスをサンプリングするサンプリングガス採取手段と、前記サンプリングガス採取手段によるサンプリングガスを燃焼させるサンプリングガス燃焼手段と、前記サンプリングガス燃焼手段にて燃焼されたサンプリングガスの燃焼温度を検知する燃焼温度検知手段と、前記燃焼温度検知手段にて検知されたサンプリングガスの燃焼温度を用いて前記チャンバ室内のガスの水素濃度を算出する水素濃度演算手段とを備えるチャンバ装置における水素濃度管理方法であって、前記サンプリングガス採取手段によりサンプリングガスを採取する工程と、前記サンプリングガス燃焼手段により前記サンプリングガスを燃焼させる工程と、前記燃焼温度検知手段により前記サンプリングガスの燃焼温度を検知する工程と、前記水素濃度演算手段に前記燃焼温度を入力し、該水素濃度演算手段により、予め設定されているガスの燃焼温度と水素濃度との関係を用いて、前記サンプリングガスの水素濃度を演算する工程と、演算された水素濃度を濃度フィードバック情報として前記制御手段に入力する工程と、前記濃度フィードバック情報に基づき前記制御手段により水素ガス流量調整手段および窒素ガス制御手段を制御する工程と、前記チャンバ室圧検出手段により前記チャンバ室の室圧変化を室圧フィードバック情報として前記制御手段に入力する工程と、前記室圧フィードバック情報に基づき前記制御手段により水素ガス流量調整手段および窒素ガス制御手段を制御する工程を含む、ことを特徴としたものである。 According to a third aspect of the present invention, the hydrogen concentration management method includes a chamber chamber into which hydrogen gas and nitrogen gas are introduced, hydrogen gas supply means for supplying hydrogen gas to the chamber chamber, and nitrogen gas to the chamber chamber. Controlled by a nitrogen gas supply means, a hydrogen concentration detection means for detecting the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber, a chamber chamber pressure detection means for detecting a gas pressure in the chamber chamber, a control means, and the control means, A hydrogen gas flow rate adjusting means for adjusting a hydrogen gas supply amount from the hydrogen gas supply means to the chamber chamber; and a nitrogen gas controlled by the control means for adjusting the nitrogen gas supply amount from the nitrogen gas supply means to the chamber chamber. A flow rate adjusting means, wherein the hydrogen concentration detecting means is a sampling gas collecting means for sampling the gas in the chamber chamber; The sampling gas combustion means for burning the sampling gas by the pulling gas sampling means, the combustion temperature detection means for detecting the combustion temperature of the sampling gas burned by the sampling gas combustion means, and the combustion temperature detection means A hydrogen concentration management method in a chamber apparatus comprising a hydrogen concentration calculation means for calculating a hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber using a combustion temperature of the sampling gas, the sampling gas sampling means collecting the sampling gas; A step of burning the sampling gas by the sampling gas combustion means; a step of detecting a combustion temperature of the sampling gas by the combustion temperature detection means; and a step of inputting the combustion temperature to the hydrogen concentration calculation means; Preset by the computing means Using the relationship between the combustion temperature of the gas and the hydrogen concentration, a step of calculating the hydrogen concentration of the sampling gas, a step of inputting the calculated hydrogen concentration to the control means as concentration feedback information, and the concentration feedback information A step of controlling the hydrogen gas flow rate adjusting means and the nitrogen gas control means by the control means, and a step of inputting a chamber pressure change of the chamber chamber to the control means as chamber pressure feedback information by the chamber chamber pressure detecting means; And a step of controlling the hydrogen gas flow rate adjusting means and the nitrogen gas control means by the control means based on the chamber pressure feedback information.

請求項４においては、水素ガスおよび窒素ガスが導入されるチャンバ室と、前記チャンバ室へ水素ガスを供給する水素ガス供給手段と、前記チャンバ室へ窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、前記チャンバ室内のガスの水素濃度を検出する水素濃度検知手段と、前記チャンバ室内のガス圧力を検出するチャンバ室圧検出手段と、制御手段と、前記制御手段により制御され、前記水素ガス供給手段からチャンバ室への水素ガス供給量を調節する水素ガス流量調整手段と、前記制御手段により制御され、前記水素ガス供給手段からチャンバ室への水素ガス供給量を調節する窒素ガス流量調整手段を備えるチャンバ装置において、前記水素濃度検知手段は、前記チャンバ室内のガスをサンプリングするサンプリングガス採取手段と、前記サンプリングガス採取手段によるサンプリングガスを燃焼させるサンプリングガス燃焼手段と、前記サンプリングガス燃焼手段にて燃焼されたサンプリングガスの燃焼温度を検知する燃焼温度検知手段と、前記燃焼温度検知手段にて検知されたサンプリングガスの燃焼温度に基づき、予め設定されているガスの燃焼温度と水素濃度との関係を用いて、前記チャンバ室内のガスの水素濃度を算出する水素濃度演算手段とを備える、ことを特徴としたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, a chamber chamber into which hydrogen gas and nitrogen gas are introduced, hydrogen gas supply means for supplying hydrogen gas to the chamber chamber, nitrogen gas supply means for supplying nitrogen gas to the chamber chamber, Hydrogen concentration detecting means for detecting the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber, chamber chamber pressure detecting means for detecting the gas pressure in the chamber chamber, control means, and the control means controlled by the hydrogen gas supply means to the chamber A chamber apparatus comprising: a hydrogen gas flow rate adjusting means for adjusting a hydrogen gas supply amount to the chamber; and a nitrogen gas flow rate adjusting means controlled by the control means for adjusting the hydrogen gas supply amount from the hydrogen gas supply means to the chamber chamber The hydrogen concentration detection means includes sampling gas sampling means for sampling the gas in the chamber chamber, and the sampler. Sampling gas combustion means for burning the sampling gas by the sampling gas sampling means, combustion temperature detection means for detecting the combustion temperature of the sampling gas burned by the sampling gas combustion means, and sampling detected by the combustion temperature detection means Hydrogen concentration calculation means for calculating the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber using a relationship between a preset gas combustion temperature and a hydrogen concentration based on the gas combustion temperature. Is.

請求項５においては、前記チャンバ装置においては、前記水素濃度演算手段にて算出された水素濃度を濃度フィードバック情報として前記制御手段に入力するとともに、前記チャンバ室圧検出手段により検出された前記チャンバ室の室圧変化を室圧フィードバック情報として前記制御手段に入力して、前記濃度フィードバック情報、および室圧フィードバック情報に基づき前記制御手段により水素ガス流量調整手段および窒素ガス制御手段を制御する、ことを特徴としたものである。 6. The chamber apparatus according to claim 5, wherein in the chamber apparatus, the hydrogen concentration calculated by the hydrogen concentration calculating means is input to the control means as concentration feedback information and the chamber chamber detected by the chamber chamber pressure detecting means. The control unit controls the hydrogen gas flow rate adjusting unit and the nitrogen gas control unit based on the concentration feedback information and the chamber pressure feedback information. It is a feature.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項１においては、水素ガス検知用の高価な専用センサ等を用いること無く、安価で簡易な構成で、チャンバ室内のガスの水素濃度を検知することができ、水素濃度を容易に管理することができる。 In claim 1, without using an expensive dedicated sensor or the like for detecting hydrogen gas, the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber can be detected with an inexpensive and simple configuration, and the hydrogen concentration can be easily managed. Can do.

請求項２においては、水素ガス検知用の高価な専用センサ等を用いること無く、安価で簡易な構成で、チャンバ室内のガスの水素濃度を検知するとともに、チャンバ室内のガスの水素濃度を調節することが可能となり、水素濃度を容易に管理することができる。 According to the second aspect of the present invention, the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber is detected and the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber is adjusted with an inexpensive and simple configuration without using an expensive dedicated sensor for detecting hydrogen gas. And the hydrogen concentration can be easily managed.

請求項３においては、水素ガス検知用の高価な専用センサ等を用いること無く、安価で簡易な構成で、チャンバ室内のガスの水素濃度を検知するとともに、チャンバ室内のガスの水素濃度を調節することが可能となり、水素濃度を容易に管理することができる。 According to the third aspect of the present invention, the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber is detected and the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber is adjusted with an inexpensive and simple configuration without using an expensive dedicated sensor or the like for detecting hydrogen gas. And the hydrogen concentration can be easily managed.

請求項４においては、水素ガス検知用の高価な専用センサ等を用いること無く、安価で簡易な構成で、チャンバ室内のガスの水素濃度を検知することができ、水素濃度を容易に管理することができる。
これにより、半田付に適した酸化還元雰囲気を容易に作り出すことができ、安定した半田付の品質を確保することができる。 In claim 4, without using an expensive dedicated sensor for detecting hydrogen gas, the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber can be detected with an inexpensive and simple configuration, and the hydrogen concentration can be easily managed. Can do.
Thereby, an oxidation-reduction atmosphere suitable for soldering can be easily created, and stable soldering quality can be ensured.

請求項５においては、水素ガス検知用の高価な専用センサ等を用いること無く、安価で簡易な構成で、チャンバ室内のガスの水素濃度を検知するとともに、チャンバ室内のガスの水素濃度を調節することが可能となり、水素濃度を容易に管理することができる。
これにより、半田付に適した酸化還元雰囲気を容易に作り出すことができ、安定した半田付の品質を確保することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber is detected and the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber is adjusted with an inexpensive and simple configuration without using an expensive dedicated sensor for detecting hydrogen gas. And the hydrogen concentration can be easily managed.
Thereby, an oxidation-reduction atmosphere suitable for soldering can be easily created, and stable soldering quality can be ensured.

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は実験結果により得た水素濃度と燃焼温度の相関を示すグラフ、図２は本発明の第一実施例に係るチャンバ装置の構成を示す模式図、図３は同じくチャンバ装置の運用手順（その１）を示す模式図、図４は同じくチャンバ装置の運用手順（その２）を示す模式図、図５は同じくチャンバ装置の運用手順（その３）を示す模式図、図６は同じくチャンバ装置の運用手順（その４）を示す模式図、図７は本発明の第二実施例に係るチャンバ装置の構成を示す模式図、図８は本発明の一実施例に係る半田付用チャンバ装置の全体構成を示す模式図である。 Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a graph showing the correlation between the hydrogen concentration obtained from the experimental results and the combustion temperature, FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the chamber apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram showing the operation procedure (part 2) of the chamber apparatus, FIG. 5 is a schematic diagram showing the operation procedure (part 3) of the chamber apparatus, and FIG. FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the chamber apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a schematic diagram of the soldering chamber apparatus according to one embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the whole structure.

まず始めに、本発明に係る水素濃度の推定原理について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、実験により、水素を含むガス（本実施例では、水素と窒素の混合気体としている）を燃焼させる場合、燃焼されるガスの水素濃度と燃焼温度には対数的な相関があり、対数グラフ上に略直線状のグラフとして表されることが判明している。
つまり、本発明では、水素を燃焼させて燃焼温度を検知することにより、実験結果により得られた水素濃度と燃焼温度の相関関係から、水素濃度を推定するようにしている。
この方法によれば、高価で取り扱いがデリケートである水素濃度センサ等を用いることなく、汎用的な防爆仕様の温度センサを用いることにより安価な構成で、容易に水素濃度を推定することが可能となるものである。 First, the principle of estimating the hydrogen concentration according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, when a gas containing hydrogen (in this embodiment, a mixed gas of hydrogen and nitrogen) is combusted by experiment, there is a logarithmic correlation between the hydrogen concentration of the combusted gas and the combustion temperature. It has been found that it is represented as a substantially linear graph on the logarithmic graph.
That is, in the present invention, hydrogen concentration is estimated from the correlation between the hydrogen concentration obtained from the experimental results and the combustion temperature by burning the hydrogen and detecting the combustion temperature.
According to this method, it is possible to easily estimate the hydrogen concentration with an inexpensive configuration by using a general-purpose explosion-proof temperature sensor without using an expensive and delicate hydrogen concentration sensor or the like. It will be.

但し、実験により、図１中に示す領域Ｘにおいては、燃焼に用いるガスの流量が過大となると、燃焼温度の計測が不可能となり、水素濃度を推定することができないという問題点が判明している。本実施例においては、燃焼に用いるガスの流量の上限値を設定し、ガスの流量を調節することにより、水素濃度が推定できないという問題を回避するようにしている。 However, an experiment has revealed that in the region X shown in FIG. 1, if the flow rate of the gas used for combustion becomes excessive, the combustion temperature cannot be measured and the hydrogen concentration cannot be estimated. Yes. In this embodiment, the upper limit value of the flow rate of the gas used for combustion is set, and the problem that the hydrogen concentration cannot be estimated is avoided by adjusting the gas flow rate.

次に、本発明の第一実施例に係るチャンバ装置１の全体構成について、図２を用いて説明をする。
図２に示す如く、本発明の第一実施例に係るチャンバ装置１は、水素ガスおよび窒素ガスが導入されるチャンバ室２、前記チャンバ室２を減圧可能な減圧ユニット３、前記チャンバ室２内におけるガスの水素濃度の管理を行う水素濃度管理ユニット４、前記チャンバ室２内のガス圧力を検出する室圧センサ５、各機器の制御手段となるコントローラ１４等により構成している。
さらに、チャンバ室２には、ユーティリティ配管として、水素ガス（Ｈ２）供給配管６および不活性ガスの供給手段たる窒素ガス（Ｎ２）供給配管７が接続されており、チャンバ室２内に水素および窒素を供給可能な構成としている。
尚、本実施例では、不活性ガスの供給手段として、窒素ガス供給配管７を用いているが、本発明に用いる不活性ガスの種類を窒素に限定するものではなく、ガスの性質上、水素との反応性がなく、チャンバ室２内での加工処理に影響を及ぼさない性質の不活性ガスであればよい。 Next, the overall configuration of the chamber apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, a chamber apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention includes a chamber chamber 2 into which hydrogen gas and nitrogen gas are introduced, a decompression unit 3 that can depressurize the chamber chamber 2, and an inside of the chamber chamber 2 The hydrogen concentration management unit 4 that manages the hydrogen concentration of the gas in the chamber, the chamber pressure sensor 5 that detects the gas pressure in the chamber 2, and the controller 14 that serves as a control means for each device.
Furthermore, a hydrogen gas (H 2) supply pipe 6 and a nitrogen gas (N 2) supply pipe 7 serving as an inert gas supply means are connected to the chamber chamber 2 as utility pipes. Can be supplied.
In the present embodiment, the nitrogen gas supply pipe 7 is used as the inert gas supply means. However, the type of the inert gas used in the present invention is not limited to nitrogen. And an inert gas having a property that does not affect the processing in the chamber 2.

チャンバ室２は、気密性を有する空間であり、前記減圧ユニット３等により、チャンバ室２内の室圧を大気圧以下に維持しつつ、前記水素濃度管理ユニット４や前記水素ガス供給配管６等により、室内に水素ガスおよび窒素ガスが導入されており、室内を水素雰囲気に維持することができるものである。
つまり、チャンバ室２内においては、該チャンバ室２の室圧や水素濃度を所望する条件に維持しながら、半田付処理等を行うことができる。 The chamber chamber 2 is an airtight space, and the hydrogen concentration management unit 4, the hydrogen gas supply pipe 6, and the like are maintained while the chamber pressure in the chamber chamber 2 is maintained at an atmospheric pressure or lower by the decompression unit 3 and the like. Thus, hydrogen gas and nitrogen gas are introduced into the room, and the room can be maintained in a hydrogen atmosphere.
That is, in the chamber chamber 2, it is possible to perform a soldering process or the like while maintaining the chamber pressure and hydrogen concentration of the chamber chamber 2 at desired conditions.

減圧ユニット３は、減圧ポンプ８、燃焼室９、イグナイタ１０、吸気管１１、排気管１２等により構成している。
減圧ポンプ８は、防爆仕様の真空ポンプやブロア等により構成され、チャンバ室２内から一定量の吸気を行うものであり、これにより、チャンバ室２内を負圧化することができる。また、減圧ポンプ８から排気される水素を含む混合気体（ガス）は燃焼性があるため、そのままでは排気せず、燃焼室９内でイグナイタ１０により着火して、水素を燃焼させた上で排気する構成としている。 The decompression unit 3 includes a decompression pump 8, a combustion chamber 9, an igniter 10, an intake pipe 11, an exhaust pipe 12, and the like.
The decompression pump 8 is configured by an explosion-proof vacuum pump, a blower, or the like, and performs a certain amount of intake air from the chamber chamber 2, thereby making it possible to reduce the pressure in the chamber chamber 2. Further, since the mixed gas (gas) containing hydrogen exhausted from the decompression pump 8 is combustible, it is not exhausted as it is, but is ignited by the igniter 10 in the combustion chamber 9 and combusted with hydrogen. It is configured to do.

水素濃度管理ユニット４は、サンプリングポンプ１３、コントローラ１４、燃焼室１５、イグナイタ１６、温度センサ１７、サンプリング管１８、排気管１９、流量調整弁２０・２１等により構成している。
サンプリングポンプ１３は、防爆仕様の真空ポンプやブロア等により構成され、チャンバ室２内から室内雰囲気のガスを一定量吸気するものであり、水素を含むガスをサンプリングし、燃焼室１５側へと送気するものである。サンプリングポンプ１３の容量選定に留意したり、または、排気管１９にバルブ等を配設して流量を制限したりすることにより、サンプリングするガスの流量が過大にならないように設定することができる。あるいは、サンプリングポンプ１３の回転数（排気速度）をインバータ等により制御することにより、ガスのサンプリング量を調整する構成とすることもできる。このように、燃焼されるガスの流量を調節し、上限を設けることにより、水素濃度が推定できないという問題を回避するようにしている。 The hydrogen concentration management unit 4 includes a sampling pump 13, a controller 14, a combustion chamber 15, an igniter 16, a temperature sensor 17, a sampling pipe 18, an exhaust pipe 19, flow rate adjusting valves 20, 21 and the like.
The sampling pump 13 is composed of an explosion-proof vacuum pump, a blower, or the like, and sucks a certain amount of indoor atmosphere gas from the chamber chamber 2, samples gas containing hydrogen, and sends it to the combustion chamber 15 side. I care. By paying attention to the capacity selection of the sampling pump 13 or by restricting the flow rate by disposing a valve or the like in the exhaust pipe 19, the flow rate of the sampling gas can be set so as not to be excessive. Alternatively, the gas sampling amount can be adjusted by controlling the rotation speed (exhaust speed) of the sampling pump 13 with an inverter or the like. Thus, the problem that the hydrogen concentration cannot be estimated is avoided by adjusting the flow rate of the burned gas and providing an upper limit.

また、減圧ユニット３の場合と同様に、サンプリングポンプ１３からの排気は、燃焼室１５内でイグナイタ１６により着火して、水素を燃焼させた上で排気する構成としている。ここでは、燃焼温度の計測を行うために、水素を含むガスを燃焼するようにしている。 Similarly to the case of the decompression unit 3, the exhaust from the sampling pump 13 is ignited by the igniter 16 in the combustion chamber 15, and is exhausted after hydrogen is combusted. Here, in order to measure the combustion temperature, a gas containing hydrogen is burned.

排気管１９には、ダクト挿入型の防爆仕様の温度センサ１７を配設しており、燃焼室１５後の排気温度（即ち、燃焼温度）を検知するようにしている。そして、温度センサ１７が検知した燃焼温度の情報をコントローラ１４の演算部１４ａに入力している。尚、温度センサ１７は、排気管１９内の排気に偏流がなく、かつ、温度降下が無視できる範囲内（燃焼室１５に極力近づけて）に配設することが望ましい。もちろん、前記条件が整えば燃焼室１５に直接温度センサ１７を挿入する構成としてもよい。
演算部１４ａには、実験結果に基づく燃焼温度と水素濃度の相関がマップ情報や計算式として予め記憶されており、入力された燃焼温度の情報から水素濃度の推定値を算出するようにしている。 The exhaust pipe 19 is provided with a duct insertion type explosion-proof temperature sensor 17 so as to detect the exhaust temperature after the combustion chamber 15 (that is, the combustion temperature). Information on the combustion temperature detected by the temperature sensor 17 is input to the calculation unit 14 a of the controller 14. It is desirable that the temperature sensor 17 be disposed within a range where the exhaust in the exhaust pipe 19 has no drift and the temperature drop can be ignored (as close as possible to the combustion chamber 15). Of course, the temperature sensor 17 may be inserted directly into the combustion chamber 15 if the above conditions are met.
In the calculation unit 14a, the correlation between the combustion temperature and the hydrogen concentration based on the experimental result is stored in advance as map information or a calculation formula, and an estimated value of the hydrogen concentration is calculated from the inputted combustion temperature information. .

水素ガス供給配管６および窒素ガス供給配管７の途中には流量調整弁２０・２１がそれぞれ設けられている。
そして、コントローラ１４により、所望する水素濃度の設定値と導出された水素濃度の推定値を比較し、この偏差に基づいて、流量調整弁２０・２１を調整している。例えば、水素濃度の推定値が水素濃度の設定値に比して高い場合には、水素ガス供給配管６側の流量調整弁２０の開度を下げて、かつ、窒素ガス供給配管７側の流量調整弁２１の開度を上げるようにしている。反対に、水素濃度の推定値が水素濃度の設定値に比して低い場合には、水素ガス供給配管６側の流量調整弁２０を上げて、かつ、窒素ガス供給配管７側の流量調整弁２１の開度を下げるようにしている。このように、導出した水素濃度の推定値をコントローラ１４にフィードバックすることにより、水素濃度を所望する設定値に調整し、チャンバ室２内の水素濃度を所望する濃度に維持する構成としている。 In the middle of the hydrogen gas supply pipe 6 and the nitrogen gas supply pipe 7, flow rate adjusting valves 20, 21 are provided.
Then, the controller 14 compares the set value of the desired hydrogen concentration with the estimated value of the derived hydrogen concentration, and adjusts the flow rate adjusting valves 20 and 21 based on this deviation. For example, when the estimated value of the hydrogen concentration is higher than the set value of the hydrogen concentration, the opening degree of the flow rate adjustment valve 20 on the hydrogen gas supply pipe 6 side is lowered and the flow rate on the nitrogen gas supply pipe 7 side is reduced. The opening degree of the regulating valve 21 is increased. On the other hand, when the estimated value of the hydrogen concentration is lower than the set value of the hydrogen concentration, the flow rate adjustment valve 20 on the hydrogen gas supply pipe 6 side is raised and the flow rate adjustment valve on the nitrogen gas supply pipe 7 side. The opening of 21 is lowered. In this way, the estimated value of the derived hydrogen concentration is fed back to the controller 14 so that the hydrogen concentration is adjusted to a desired setting value and the hydrogen concentration in the chamber chamber 2 is maintained at the desired concentration.

室圧センサ５は、防爆仕様の圧力センサ等で構成しており、チャンバ室２内の室圧を検知し、検知した室圧情報をコントローラ１４に出力している。
チャンバ装置１は、室圧の変動要因になる要素として、減圧ポンプ８、サンプリングポンプ１３、水素ガス供給配管６および窒素ガス供給配管７を備えている。本実施例では、減圧ポンプ８およびサンプリングポンプ１３は一定量の排気をする構成としているため、水素ガス供給配管６および窒素ガス供給配管７からの水素および窒素の供給量に応じてチャンバ室２内の室圧が変動する構成としている。
つまり、チャンバ室２の室圧は、減圧ポンプ８およびサンプリングポンプ１３による排気量と、水素ガス供給配管６および窒素ガス供給配管７による水素および酸素の供給量とのバランスによって決定づけられており、水素および窒素の供給量が変化することにより、チャンバ室２内の室圧も変化するものである。 The chamber pressure sensor 5 is configured by an explosion-proof pressure sensor or the like, detects the chamber pressure in the chamber chamber 2, and outputs the detected chamber pressure information to the controller 14.
The chamber apparatus 1 includes a decompression pump 8, a sampling pump 13, a hydrogen gas supply pipe 6, and a nitrogen gas supply pipe 7 as elements that cause fluctuations in the room pressure. In this embodiment, since the decompression pump 8 and the sampling pump 13 are configured to exhaust a certain amount of exhaust gas, the inside of the chamber chamber 2 corresponds to the supply amount of hydrogen and nitrogen from the hydrogen gas supply pipe 6 and the nitrogen gas supply pipe 7. The chamber pressure is varied.
That is, the chamber pressure of the chamber chamber 2 is determined by the balance between the exhaust amount by the decompression pump 8 and the sampling pump 13 and the supply amount of hydrogen and oxygen by the hydrogen gas supply pipe 6 and the nitrogen gas supply pipe 7. The chamber pressure in the chamber 2 also changes as the supply amount of nitrogen changes.

本発明では、コントローラ１４により、所望するチャンバ室２の室圧設定値と室圧センサ５により検知する室圧を比較し、この偏差に基づいて、各流量調整弁２０・２１の開度を調整している。例えば、チャンバ室２の室圧設定値が室圧センサ５の検知値に比して高い場合には、各流量調整弁２０・２１の開度を上げて加圧し、反対に、チャンバ室２の室圧設定値が室圧センサ５の検知値に比して低い場合には、各流量調整弁２０・２１の開度を下げて減圧するようにしている。
このように、室圧センサ５により検知したチャンバ室２の室圧をコントローラ１４にフィードバックすることにより、チャンバ室２内の室圧を所望する室圧設定値に調整し、室圧を一定に維持する構成としている。尚、減圧ポンプ８およびサンプリングポンプ１３の回転数（排気速度）をインバータ等により制御することにより、チャンバ室２の室圧（負圧度）を調整する構成とすることもできる。 In the present invention, the controller 14 compares the desired chamber pressure setting value of the chamber chamber 2 with the chamber pressure detected by the chamber pressure sensor 5, and adjusts the opening of each flow rate adjustment valve 20, 21 based on this deviation. is doing. For example, when the chamber pressure setting value of the chamber chamber 2 is higher than the detection value of the chamber pressure sensor 5, the flow rate adjusting valves 20, 21 are increased in pressure and pressurized. When the chamber pressure set value is lower than the detected value of the chamber pressure sensor 5, the opening of each of the flow rate adjustment valves 20, 21 is reduced to reduce the pressure.
Thus, by feeding back the chamber pressure of the chamber chamber 2 detected by the chamber pressure sensor 5 to the controller 14, the chamber pressure in the chamber chamber 2 is adjusted to a desired chamber pressure setting value, and the chamber pressure is kept constant. It is configured to do. In addition, it can also be set as the structure which adjusts the chamber pressure (negative pressure degree) of the chamber chamber 2 by controlling the rotation speed (exhaust speed) of the decompression pump 8 and the sampling pump 13 with an inverter.

次に、水素濃度の管理方法について、図３乃至図６を用いて説明をする。
図３に示す如く、まず始めに、水素ガス供給配管６および窒素ガス供給配管７の各流量調整弁２０・２１を「開」とし、チャンバ室２内に水素および窒素を供給する。
このとき、同時に減圧ポンプ８についても起動するとともに、減圧ポンプ８の排気ガス（水素と窒素の混合気体）をイグナイタ１０により着火して燃焼させて、排気中に含まれる水素を除去した上で、屋外等に排気するようにしている。
またこのとき、チャンバ室２内の室圧を室圧センサ５により検知し、検知した室圧情報をコントローラ１４にフィードバックしている。そして、コントローラ１４により、チャンバ室２の室圧が予め設定されている室圧設定値となるように各流量調整弁２０・２１の開度を調整している。
尚、この時点では、未だチャンバ室２内の水素濃度は不明である。 Next, a method for managing the hydrogen concentration will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, first, the flow rate adjusting valves 20 and 21 of the hydrogen gas supply pipe 6 and the nitrogen gas supply pipe 7 are set to “open”, and hydrogen and nitrogen are supplied into the chamber chamber 2.
At this time, the decompression pump 8 is started simultaneously, and the exhaust gas (mixed gas of hydrogen and nitrogen) of the decompression pump 8 is ignited and burned by the igniter 10 to remove hydrogen contained in the exhaust, The air is exhausted outdoors.
At this time, the chamber pressure in the chamber chamber 2 is detected by the chamber pressure sensor 5, and the detected chamber pressure information is fed back to the controller 14. And the opening degree of each flow regulating valve 20 * 21 is adjusted by the controller 14 so that the chamber pressure of the chamber chamber 2 becomes a preset chamber pressure setting value.
At this time, the hydrogen concentration in the chamber 2 is still unknown.

図４に示す如く、次にコントローラ１４の指令によりサンプリングポンプ１３を起動して、チャンバ室２内よりガス（水素および窒素の混合気体）のサンプリングを開始する（工程Ａ）。
それと同時にサンプリングポンプ１３の排気ガス（水素と窒素の混合気体）をコントローラ１４の指令によりイグナイタ１６を用いて着火して、排気中に含まれる水素を燃焼させて除去した上で、屋外等に排気するようにしている（工程Ｂ）。 As shown in FIG. 4, next, the sampling pump 13 is activated by a command from the controller 14, and sampling of gas (mixed gas of hydrogen and nitrogen) is started from the chamber chamber 2 (step A).
At the same time, the exhaust gas (mixed gas of hydrogen and nitrogen) of the sampling pump 13 is ignited by using the igniter 16 in accordance with a command from the controller 14, and the hydrogen contained in the exhaust gas is burned and removed, and then exhausted outdoors. (Step B).

そして、図５に示す如く、温度センサ１７により、サンプリングポンプ１３の排気の燃焼温度を検知し（工程Ｃ）、燃焼温度の検知情報をコントローラ１４の演算部１４ａに入力するようにしている。
演算部１４ａでは、入力された燃焼温度の検知情報と、該演算部１４ａに予め記憶されている水素濃度と燃焼温度の相関情報（マップ情報や演算式）に基づき、水素濃度の推定値を導出するようにしている（工程Ｄ）。
つまり、この時点で、チャンバ室２内の水素濃度の推定値を得ることができる。 As shown in FIG. 5, the temperature sensor 17 detects the combustion temperature of the exhaust gas from the sampling pump 13 (step C), and inputs the detection information of the combustion temperature to the calculation unit 14 a of the controller 14.
The calculation unit 14a derives an estimated value of the hydrogen concentration based on the detected combustion temperature detection information and the correlation information (map information and calculation formula) between the hydrogen concentration and the combustion temperature stored in advance in the calculation unit 14a. (Step D).
That is, at this time, an estimated value of the hydrogen concentration in the chamber 2 can be obtained.

即ち、水素ガスが導入され、室内ガス中の水素濃度が可変に構成されるチャンバ室２内における水素濃度管理方法であって、チャンバ室２内のガスをサンプリングする工程（工程Ａ）と、サンプリングしたガスを燃焼させる工程（工程Ｂ）と、燃焼させたガスの燃焼温度を検知する工程（工程Ｃ）と予め設定されているガスの燃焼温度と水素濃度との関係を用いて、検知したガスの燃焼温度から、チャンバ室内のガスの水素濃度を求める工程（工程Ｄ）とを含む構成としている。
これにより、水素ガス検知用の高価な専用センサ等を用いること無く、安価で簡易な構成で、チャンバ室内のガスの水素濃度を検知することができ、水素濃度を容易に管理することができるのである。 That is, a hydrogen concentration management method in the chamber chamber 2 in which hydrogen gas is introduced and the hydrogen concentration in the indoor gas is variably configured, the step of sampling the gas in the chamber chamber 2 (step A), and the sampling Gas detected by using the relationship between the step of burning the burned gas (step B), the step of detecting the combustion temperature of the burned gas (step C), and the preset combustion temperature of the gas and hydrogen concentration And a step (step D) of obtaining the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber from the combustion temperature.
As a result, the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber can be detected with an inexpensive and simple configuration without using an expensive dedicated sensor for hydrogen gas detection, and the hydrogen concentration can be easily managed. is there.

そして、図５に示す如く、導出したチャンバ室２内の水素濃度の推定値をコントローラ１４に入力し（工程Ｅ）、該推定値とコントローラ１４に予め設定されているチャンバ室２内の水素濃度設定値を比較し、この偏差に応じて、各流量調整弁２０・２１を調整するようにしている（工程Ｆ）。これにより、チャンバ室２内の水素濃度を、所望する濃度に維持するようにしている。 Then, as shown in FIG. 5, the derived estimated value of the hydrogen concentration in the chamber 2 is input to the controller 14 (step E), and the estimated value and the hydrogen concentration in the chamber 2 preset in the controller 14 are input. The set values are compared, and the flow rate adjusting valves 20 and 21 are adjusted according to the deviation (step F). Thereby, the hydrogen concentration in the chamber 2 is maintained at a desired concentration.

ところでこのとき、水素および窒素の供給量が変動すると、チャンバ室２内の室圧も変動するため、チャンバ室２の室圧を再度調整する必要が生じてくる。
このため、図６に示す如く、チャンバ室２内の室圧変動を室圧センサ５により検知し、検知した室圧情報の変動をコントローラ１４に再度フィードバックするようにしている（工程Ｇ）。
そして、コントローラ１４により、チャンバ室２の室圧が予め設定されている室圧設定値となるように再度各流量調整弁２０・２１の開度を調整している。
その後、流量調整弁２０・２１の開度調整により、水素濃度および室圧の調整を繰り返して、水素濃度および室圧の設定値との偏差が、双方とも許容範囲内に収束するのを待って、水素濃度および室圧の制御が安定したものと判断するようにしている（工程Ｈ）。そして、この状態に至ると、チャンバ装置１が使用可能な状態であると判断するようにしている。 At this time, if the supply amounts of hydrogen and nitrogen vary, the chamber pressure in the chamber chamber 2 also varies, so that the chamber pressure in the chamber chamber 2 needs to be adjusted again.
For this reason, as shown in FIG. 6, a change in the chamber pressure in the chamber chamber 2 is detected by the chamber pressure sensor 5, and the detected change in the chamber pressure information is fed back to the controller 14 again (step G).
And the opening degree of each flow regulating valve 20 * 21 is adjusted again by the controller 14 so that the chamber pressure of the chamber chamber 2 becomes a preset chamber pressure setting value.
After that, the adjustment of the hydrogen concentration and the chamber pressure is repeated by adjusting the opening of the flow rate adjusting valves 20 and 21, and the deviation from the set values of the hydrogen concentration and the chamber pressure both waits within an allowable range. Then, it is determined that the control of the hydrogen concentration and the chamber pressure is stable (step H). When this state is reached, it is determined that the chamber apparatus 1 is in a usable state.

即ち、本実施例の水素濃度管理方法は、さらに、チャンバ室２内のガス圧力を検出する工程（工程Ｇ）と、検出したガス圧力、および前記求めた水素濃度の値に基づいて、前記チャンバ室内のガスの水素濃度を調節する工程（工程Ｈ）を含む構成としている。
これにより、水素ガス検知用の高価な専用センサ等を用いること無く、安価で簡易な構成で、チャンバ室内のガスの水素濃度を検知するとともに、チャンバ室内のガスの水素濃度を調節することが可能となり、水素濃度を容易に管理することができるのである。 That is, the hydrogen concentration management method of the present embodiment further includes a step (step G) of detecting the gas pressure in the chamber 2, the detected gas pressure, and the obtained hydrogen concentration value. It is set as the structure including the process (process H) which adjusts the hydrogen concentration of indoor gas.
This makes it possible to detect the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber and adjust the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber with an inexpensive and simple configuration without using an expensive dedicated sensor for hydrogen gas detection. Thus, the hydrogen concentration can be easily managed.

次に、本発明の第二実施例に係るチャンバ装置２２の全体構成について、図７を用いて説明をする。
図７に示す如く、本発明の第二実施例に係るチャンバ装置２２は、前記第一実施例に係る減圧ユニット３と水素濃度管理ユニット４を統合し、水素濃度管理ユニット４０のみとする構成としている。 Next, the overall configuration of the chamber apparatus 22 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7, the chamber apparatus 22 according to the second embodiment of the present invention has a configuration in which the decompression unit 3 and the hydrogen concentration management unit 4 according to the first embodiment are integrated and only the hydrogen concentration management unit 40 is provided. Yes.

第二実施例に係る水素濃度管理ユニット４０は、サンプリングポンプ１３、コントローラ１４、燃焼室１５、イグナイタ１６、温度センサ１７、サンプリング管１８、排気管１９、流量調整弁２０・２１等により構成しており、前記減圧ユニット３の機能を併せ持つ構成としている。
サンプリングポンプ１３は、第一実施例の場合と同様に、真空ポンプやブロア等により構成され、チャンバ室２内から室内雰囲気のガスを一定量吸気するものであり、チャンバ室２内の室圧を減圧しつつ、水素を含むガスをサンプリングし、燃焼室１５側へと送気するものである。
つまり、サンプリングポンプ１３を減圧ポンプとして機能させることにより、別途減圧ユニット３を設けずにチャンバ室２内の室圧を調整する構成としている。
そして、第一実施例の場合と同様に、サンプリングポンプ１３からの排気は、燃焼室１５内でイグナイタ１６により着火して、水素を燃焼させた上で排気する構成とし、燃焼温度の計測を行いつつ、水素を除去した上でガスを排気するようにしている。
また、第二実施例に係るチャンバ装置２２は、第一実施例に係るチャンバ装置１をより簡略化した構成としているが、第一実施例に係るチャンバ装置１と同様の運用により水素濃度管理を行うことが可能である。 The hydrogen concentration management unit 40 according to the second embodiment is constituted by a sampling pump 13, a controller 14, a combustion chamber 15, an igniter 16, a temperature sensor 17, a sampling pipe 18, an exhaust pipe 19, flow rate adjusting valves 20, 21 and the like. The pressure reducing unit 3 has a function.
As in the case of the first embodiment, the sampling pump 13 is constituted by a vacuum pump, a blower, or the like, and sucks a certain amount of indoor atmosphere gas from the chamber chamber 2. While decompressing, a gas containing hydrogen is sampled and sent to the combustion chamber 15 side.
In other words, the sampling pump 13 is made to function as a decompression pump, so that the chamber pressure in the chamber chamber 2 is adjusted without providing the decompression unit 3 separately.
As in the case of the first embodiment, the exhaust from the sampling pump 13 is ignited by the igniter 16 in the combustion chamber 15 and combusted with hydrogen, and the combustion temperature is measured. However, the gas is exhausted after removing the hydrogen.
Further, the chamber device 22 according to the second embodiment has a simplified configuration of the chamber device 1 according to the first embodiment, but the hydrogen concentration management is performed by the same operation as the chamber device 1 according to the first embodiment. Is possible.

即ち、本実施例の水素濃度管理方法は、チャンバ室２と、水素ガス供給配管６と、窒素ガス供給配管７と、水素濃度管理ユニット４と、室圧センサ５と、コントローラ１４と、コントローラ１４により制御する流量調整弁２０・２１を備えるチャンバ装置１（あるいはチャンバ装置２２）における水素濃度管理方法であって、水素濃度管理ユニット４（あるいは水素濃度管理ユニット４０）が、サンプリングポンプ１３と、燃焼室１５およびイグナイタ１６と、温度センサ１７と、演算部１４ａを備えるとともに、前記水素濃度管理方法が、サンプリングポンプ１３によりサンプリングガスを採取する工程（工程Ａ）と、燃焼室１５およびイグナイタ１６により前記サンプリングガスを燃焼させる工程（工程Ｂ）と、温度センサ１７により前記サンプリングガスの燃焼温度を検知する工程（工程Ｃ）と、演算部１４ａに前記燃焼温度を入力し水素濃度を演算する工程と（工程Ｄ）、演算された水素濃度を濃度フィードバック情報としてコントローラ１４に入力する工程（工程Ｅ）と、前記濃度フィードバック情報に基づきコントローラ１４により流量調整弁２０・２１を制御する工程（工程Ｆ）と、室圧センサ５によりチャンバ室２の室圧変化を室圧フィードバック情報としてコントローラ１４に入力する工程（工程Ｇ）と、前記室圧フィードバック情報に基づきコントローラ１４により流量調整弁２０・２１を制御する工程（工程Ｈ）を含んでいる。
これにより、水素ガス検知用の高価な専用センサ等を用いること無く、安価で簡易な構成で、チャンバ室２内のガスの水素濃度を検知するとともに、チャンバ室２内のガスの水素濃度を調節することが可能となり、水素濃度を容易に管理することができるのである。 That is, the hydrogen concentration management method of the present embodiment includes the chamber chamber 2, the hydrogen gas supply pipe 6, the nitrogen gas supply pipe 7, the hydrogen concentration management unit 4, the chamber pressure sensor 5, the controller 14, and the controller 14. The hydrogen concentration management method in the chamber apparatus 1 (or the chamber apparatus 22) including the flow rate adjusting valves 20 and 21 controlled by the above-described method is the hydrogen concentration management unit 4 (or the hydrogen concentration management unit 40), the sampling pump 13, and the combustion The chamber 15 and the igniter 16, the temperature sensor 17, and the calculation unit 14 a are provided. The hydrogen concentration management method includes a step of collecting a sampling gas by the sampling pump 13 (step A), and the combustion chamber 15 and the igniter 16 The process of burning the sampling gas (process B) and the temperature sensor 17 A step of detecting the combustion temperature of the sampling gas (step C), a step of calculating the hydrogen concentration by inputting the combustion temperature to the calculation unit 14a (step D), and the calculated hydrogen concentration as concentration feedback information to the controller 14 An input step (step E), a step (step F) of controlling the flow rate adjusting valves 20 and 21 by the controller 14 based on the concentration feedback information, and a chamber pressure feedback of the change in the chamber pressure in the chamber 2 by the chamber pressure sensor 5. It includes a step (step G) of inputting information to the controller 14 and a step (step H) of controlling the flow rate adjusting valves 20 and 21 by the controller 14 based on the chamber pressure feedback information.
As a result, the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber 2 is detected and the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber 2 is adjusted with an inexpensive and simple configuration without using an expensive dedicated sensor for detecting hydrogen gas. The hydrogen concentration can be easily managed.

次に、本発明の一実施例に係る半田付用チャンバ装置３１について、図８を用いて説明をする。
半田付用チャンバ装置３１は、チャンバ室内を半田付に適した酸化還元雰囲気とするために、該チャンバ室内の水素濃度を所望する濃度に維持しつつ、該チャンバ室内で半田付処理を行うための装置である。
図８に示す如く、半田付用チャンバ装置３１は、前記第一実施例および第二実施例に係るチャンバ装置１・２２と同様の構成であり、かつ、同様の水素濃度管理方法により運用されるものであって、さらに、チャンバ室２内に加熱装置３２および冷却装置３３を備えるものである。 Next, a soldering chamber device 31 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The soldering chamber device 31 performs a soldering process in the chamber chamber while maintaining the hydrogen concentration in the chamber chamber at a desired concentration so that the chamber chamber has an oxidation-reduction atmosphere suitable for soldering. Device.
As shown in FIG. 8, the soldering chamber apparatus 31 has the same configuration as the chamber apparatuses 1 and 22 according to the first and second embodiments, and is operated by the same hydrogen concentration management method. Further, a heating device 32 and a cooling device 33 are provided in the chamber chamber 2.

加熱装置３２は、電気ヒータ等により構成しており、通電することによりヒータ温度が上昇し、対象部品Ｘ（基盤３４・素子３５・半田３６等）を適温に加熱することができるものである。
冷却装置３３は、冷却コイル等により構成しており、冷却水を通水することにより、加熱処理された前記対象物等を適温に冷却することができるものである。 The heating device 32 is composed of an electric heater or the like, and the heater temperature rises when energized to heat the target component X (the substrate 34, the element 35, the solder 36, etc.) to an appropriate temperature.
The cooling device 33 is configured by a cooling coil or the like, and can cool the heat-treated object or the like to an appropriate temperature by passing cooling water.

加熱装置３２および冷却装置３３により対象部品Ｘを加熱および冷却するタイミングにおいては、チャンバ室２内が半田付に適した酸化還元雰囲気であることが望ましいため、本発明に係る半田付用チャンバ装置３１では、加熱装置３２および冷却装置３３の作動タイミングを水素濃度管理ユニット４により制御する構成としており、簡易な構成で、容易に半田付に適した酸化還元雰囲気下で半田付処理を行うことが可能となっている。 At the timing of heating and cooling the target component X by the heating device 32 and the cooling device 33, it is desirable that the chamber chamber 2 has an oxidation-reduction atmosphere suitable for soldering. Therefore, the soldering chamber device 31 according to the present invention. In the configuration, the operation timing of the heating device 32 and the cooling device 33 is controlled by the hydrogen concentration management unit 4, and the soldering process can be easily performed in an oxidation-reduction atmosphere suitable for soldering with a simple configuration. It has become.

次に、半田付用チャンバ装置３１の運用方法について、図８を用いて説明をする。
図８に示す如く、コントローラ１４が半田付用チャンバ装置３１が使用可能な状態であると判断すると、コントローラ１４より調整部３７に指令を与えて、加熱装置３２に通電をし、ヒータ温度を上昇させるようにしている。これにより、半田付に適した酸化還元雰囲気下で容易に半田付を行うことができる。
また、半田付が終了した場合には、コントローラ１４より流量調整弁３８に指令を与えて、冷却装置３３に冷却水を通水し、冷却コイル温度を下降させて、対象部品Ｘを冷却するようにしている。
尚、本実施例では、加熱装置３２および冷却装置３３をそれぞれ電気ヒータ・冷却コイルで構成する例を示しているが、本発明を適用する半田付用チャンバ装置に用いる加熱装置および冷却装置の種類をこれに限定するものではない。 Next, an operation method of the soldering chamber device 31 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 8, when the controller 14 determines that the soldering chamber device 31 is in a usable state, the controller 14 gives a command to the adjustment unit 37 to energize the heating device 32 and raise the heater temperature. I try to let them. Thereby, it can solder easily in the oxidation reduction atmosphere suitable for soldering.
Further, when the soldering is completed, a command is given from the controller 14 to the flow rate adjusting valve 38, the cooling water is passed through the cooling device 33, the cooling coil temperature is lowered, and the target component X is cooled. I have to.
In the present embodiment, an example in which the heating device 32 and the cooling device 33 are respectively constituted by an electric heater and a cooling coil is shown. However, the types of the heating device and the cooling device used in the soldering chamber device to which the present invention is applied. However, the present invention is not limited to this.

尚、加熱装置３２の作動中（即ち、半田付処理中）においても水素濃度の管理および室圧の検知を継続するようにしており、何らかの不具合により水素濃度および室圧が許容値の範囲から外れるような場合には、速やかに半田付処理を中断することも可能である。係る場合には、加熱装置３２への通電を中止するとともに、冷却装置３３への通水を行い、これにより、対象部品Ｘへの半田付を中止し、不具合品となった対象部品Ｘを冷却した上で除去した後に、次の対象部品Ｘの半田付処理に速やかに移行することができる。 It should be noted that the hydrogen concentration management and the chamber pressure detection are continued even during the operation of the heating device 32 (that is, during the soldering process), and the hydrogen concentration and the chamber pressure are out of the allowable range due to some trouble. In such a case, the soldering process can be interrupted promptly. In such a case, energization to the heating device 32 is stopped and water is passed to the cooling device 33, thereby stopping the soldering to the target component X and cooling the target component X which has become a defective product. Then, after the removal, it is possible to promptly shift to the soldering process for the next target component X.

即ち、本実施例の半田付用チャンバ装置３１は、チャンバ室２と、水素ガス供給配管６と、窒素ガス供給配管７と、水素濃度管理ユニット４と、室圧センサ５と、コントローラ１４と、コントローラ１４により制御する流量調整弁２０・２１を備える半田付用チャンバ装置３１において、水素濃度管理ユニット４が、サンプリングポンプ１３と、燃焼室１５およびイグナイタ１６と、温度センサ１７と、演算部１４ａを備えるとともに、水素濃度管理方法が、サンプリングポンプ１３によりサンプリングガスを採取する工程（工程Ａ）と、燃焼室１５およびイグナイタ１６により前記サンプリングガスを燃焼させる工程（工程Ｂ）と、温度センサ１７により前記サンプリングガスの燃焼温度を検知する工程（工程Ｃ）と、演算部１４ａに前記燃焼温度を入力し水素濃度を演算する工程と（工程Ｄ）を含む構成としている。
さらに、演算された水素濃度を濃度フィードバック情報としてコントローラ１４に入力する工程（工程Ｅ）と、前記濃度フィードバック情報に基づきコントローラ１４により流量調整弁２０・２１を制御する工程（工程Ｆ）と、室圧センサ５によりチャンバ室２の室圧変化を室圧フィードバック情報としてコントローラ１４に入力する工程（工程Ｇ）と、前記室圧フィードバック情報に基づきコントローラ１４により流量調整弁２０・２１を制御する工程（工程Ｈ）を含む構成としている。
このように、温度センサ１７を用いて、水素を含むガスの燃焼温度を検知することにより、水素ガス検知用の高価な専用センサ等を用いること無く、安価で簡易な構成の半田付用チャンバ装置３１により、チャンバ室２内のガスの水素濃度を検知するとともに、チャンバ室２内のガスの水素濃度を調節することが可能となり、水素濃度を容易に管理することができるのである。さらに、半田付に適した酸化還元雰囲気を容易に作り出すことができ、安定した半田付の品質を確保することができるのである。 That is, the soldering chamber device 31 of the present embodiment includes a chamber chamber 2, a hydrogen gas supply pipe 6, a nitrogen gas supply pipe 7, a hydrogen concentration management unit 4, a chamber pressure sensor 5, a controller 14, In the soldering chamber device 31 including the flow rate adjusting valves 20 and 21 controlled by the controller 14, the hydrogen concentration management unit 4 includes a sampling pump 13, a combustion chamber 15, an igniter 16, a temperature sensor 17, and a calculation unit 14a. The hydrogen concentration management method includes a step of collecting sampling gas by the sampling pump 13 (step A), a step of burning the sampling gas by the combustion chamber 15 and the igniter 16 (step B), and the temperature sensor 17 A step of detecting the combustion temperature of the sampling gas (step C); It has a configuration including a step of calculating an input hydrogen concentration baked temperature (step D).
Further, a step of inputting the calculated hydrogen concentration as concentration feedback information to the controller 14 (step E), a step of controlling the flow rate adjusting valves 20 and 21 by the controller 14 based on the concentration feedback information (step F), A step of inputting the chamber pressure change of the chamber 2 by the pressure sensor 5 to the controller 14 as chamber pressure feedback information (step G), and a step of controlling the flow rate adjusting valves 20 and 21 by the controller 14 based on the chamber pressure feedback information (step G). The process H) is included.
As described above, by detecting the combustion temperature of the gas containing hydrogen using the temperature sensor 17, a soldering chamber apparatus having an inexpensive and simple configuration without using an expensive dedicated sensor or the like for detecting hydrogen gas. 31 can detect the hydrogen concentration of the gas in the chamber 2 and adjust the hydrogen concentration of the gas in the chamber 2 so that the hydrogen concentration can be easily managed. Furthermore, an oxidation-reduction atmosphere suitable for soldering can be easily created, and stable soldering quality can be ensured.

実験結果により得た水素濃度と燃焼温度の相関を示すグラフ。The graph which shows the correlation of the hydrogen concentration and combustion temperature which were obtained by the experimental result. 本発明の第一実施例に係るチャンバ装置の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the chamber apparatus which concerns on the 1st Example of this invention. 同じくチャンバ装置の運用手順（その１）を示す模式図。The schematic diagram which similarly shows the operation procedure (the 1) of a chamber apparatus. 同じくチャンバ装置の運用手順（その２）を示す模式図。The schematic diagram which similarly shows the operation procedure (the 2) of a chamber apparatus. 同じくチャンバ装置の運用手順（その３）を示す模式図。The schematic diagram which similarly shows the operation procedure (the 3) of a chamber apparatus. 同じくチャンバ装置の運用手順（その４）を示す模式図。The schematic diagram which similarly shows the operation procedure (the 4) of a chamber apparatus. 本発明の第二実施例に係るチャンバ装置の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the chamber apparatus which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の一実施例に係る半田付用チャンバ装置の全体構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the whole structure of the chamber apparatus for soldering concerning one Example of this invention.

Explanation of symbols

１チャンバ装置
２チャンバ室
３減圧ユニット
４水素濃度管理ユニット
５室圧センサ
６水素ガス供給配管
７窒素ガス供給配管
１３サンプリングポンプ
１４コントローラ
１４ａ演算部
１５燃焼室
１６イグナイタ
１７温度センサ
２０流量調整弁
２１流量調整弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber apparatus 2 Chamber room 3 Pressure reduction unit 4 Hydrogen concentration management unit 5 Room pressure sensor 6 Hydrogen gas supply piping 7 Nitrogen gas supply piping 13 Sampling pump 14 Controller 14a Operation part 15 Combustion chamber 16 Igniter 17 Temperature sensor 20 Flow control valve 21 Flow rate tuning valve

Claims

A hydrogen concentration management method in a chamber chamber in which hydrogen gas is introduced and the hydrogen concentration in the indoor gas is variably configured,
Sampling the gas in the chamber chamber;
Burning the sampled gas; and
A step of detecting the combustion temperature of the burned gas, and a step of determining the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber from the detected combustion temperature of the gas using the relationship between the preset combustion temperature of the gas and the hydrogen concentration; including,
The hydrogen concentration management method characterized by the above-mentioned.

The hydrogen concentration management method includes:
A step of detecting a gas pressure in the chamber;
Adjusting the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber based on the detected gas pressure and the determined hydrogen concentration value;
The hydrogen concentration management method according to claim 1, wherein:

The hydrogen concentration management method includes:
A chamber chamber into which hydrogen gas and nitrogen gas are introduced;
Hydrogen gas supply means for supplying hydrogen gas to the chamber chamber;
Nitrogen gas supply means for supplying nitrogen gas to the chamber chamber;
Hydrogen concentration detecting means for detecting the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber;
Chamber chamber pressure detecting means for detecting a gas pressure in the chamber chamber;
Control means;
Hydrogen gas flow rate adjusting means that is controlled by the control means and adjusts the amount of hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply means to the chamber;
Nitrogen gas flow rate adjusting means that is controlled by the control means and adjusts the nitrogen gas supply amount from the nitrogen gas supply means to the chamber chamber,
The hydrogen concentration detection means,
Sampling gas sampling means for sampling the gas in the chamber chamber;
Sampling gas combustion means for burning the sampling gas by the sampling gas sampling means;
Combustion temperature detection means for detecting the combustion temperature of the sampling gas burned by the sampling gas combustion means;
A hydrogen concentration management method in a chamber apparatus comprising hydrogen concentration calculation means for calculating a hydrogen concentration of gas in the chamber chamber using a combustion temperature of the sampling gas detected by the combustion temperature detection means,
Sampling the sampling gas by the sampling gas sampling means;
Burning the sampling gas by the sampling gas combustion means;
Detecting the combustion temperature of the sampling gas by the combustion temperature detection means;
Inputting the combustion temperature to the hydrogen concentration calculating means, and calculating a hydrogen concentration of the sampling gas by using the relationship between a preset combustion temperature of the gas and the hydrogen concentration by the hydrogen concentration calculating means; ,
Inputting the calculated hydrogen concentration to the control means as concentration feedback information;
Controlling the hydrogen gas flow rate adjusting means and the nitrogen gas control means by the control means based on the concentration feedback information;
A step of inputting a change in the chamber pressure of the chamber chamber to the control unit as chamber pressure feedback information by the chamber chamber pressure detecting unit;
Controlling the hydrogen gas flow rate adjusting means and the nitrogen gas control means by the control means based on the room pressure feedback information,
The hydrogen concentration management method according to claim 2, wherein:

A chamber chamber into which hydrogen gas and nitrogen gas are introduced;
Hydrogen gas supply means for supplying hydrogen gas to the chamber chamber;
Nitrogen gas supply means for supplying nitrogen gas to the chamber chamber;
Hydrogen concentration detecting means for detecting the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber;
Chamber chamber pressure detecting means for detecting a gas pressure in the chamber chamber;
Control means;
Hydrogen gas flow rate adjusting means that is controlled by the control means and adjusts the amount of hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply means to the chamber;
In a chamber apparatus comprising a nitrogen gas flow rate adjusting means that is controlled by the control means and adjusts a hydrogen gas supply amount from the hydrogen gas supply means to the chamber chamber,
The hydrogen concentration detecting means includes
Sampling gas sampling means for sampling the gas in the chamber chamber;
Sampling gas combustion means for burning the sampling gas by the sampling gas sampling means;
Combustion temperature detection means for detecting the combustion temperature of the sampling gas burned by the sampling gas combustion means;
Based on the combustion temperature of the sampling gas detected by the combustion temperature detection means, the hydrogen concentration for calculating the hydrogen concentration of the gas in the chamber chamber using the relationship between the preset combustion temperature of the gas and the hydrogen concentration An arithmetic means,
A chamber apparatus.

In the chamber apparatus,
While inputting the hydrogen concentration calculated by the hydrogen concentration calculation means to the control means as concentration feedback information,
The chamber pressure change detected by the chamber chamber pressure detection means is input to the control means as room pressure feedback information,
Controlling the hydrogen gas flow rate adjusting means and the nitrogen gas control means by the control means based on the concentration feedback information and the chamber pressure feedback information;
The chamber apparatus according to claim 4.