无尘室用钢制地板的制造方法

摘要

一种无尘室用钢制地板的制造方法，至少包括下列步骤：裁切步骤：将钢材胚料裁切成定尺寸的框条，并将钢材胚料裁切成固定尺寸的盖板；加工步骤：将每一片框条冲制出多个嵌接槽，并将盖板在对角相关位置钻出多个通气孔；组装步骤：将多片框条在石墨托板上成纵横方向排列组装，通过框条上的嵌接槽彼此上下插接成框架结构，并在此框架结构上覆设盖板；一次热处理步骤：将组装完成的框架在其盖板上加负荷重块，然后进入一次热处理炉内予以消除应力；上焊料步骤：将一次热处理完成的框架校正变形量之后，在该框架的接缝上焊料；焊接步骤：将上完焊料的框架放置在石墨托板上及在盖板上加负荷重块，然后通过一连续炉，同时焊接。

权利要求

1.一种无尘室用钢制地板的制造方法，该地板由一水平方向及垂直方向互为交叉的多个框条所构成的框架、及一置于框架上的盖板组成，其特征在于，该方法至少包括下列步骤： 裁切步骤：将钢材胚料裁切成定尺寸的框条，并将钢材胚料裁切成固定尺寸的盖板； 加工步骤：将每一片框条冲制出多个嵌接槽，并将盖板在对角相关位置钻出多个通气孔； 组装步骤：将多片框条在石墨托板上成纵横方向排列组装，通过框条上的嵌接槽彼此上下插接成框架结构，并在此框架结构上覆设盖板； 一次热处理步骤：将组装完成的框架在其盖板上加负荷重块，然后进入一次热处理炉内予以消除应力； 上焊料步骤：将一次热处理完成的框架校正变形量之后，在该框架的接缝上焊料； 焊接步骤：将上完焊料的框架放置在石墨托板上，并在盖板上负荷重块，然后通过一连续炉，同时焊接。

2. 如权利要求1所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，在该框架结构中，靠近四边的框条之间的间距比靠近中心的框条之间的间距小。

3. 如权利要求1所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该一次热处理炉的温度在400°。至490°。之间。

4. 如权利要求3所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该一次热处理经历100分钟至150分钟的时间。

5. 如权利要求1所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该连续炉根据框架行进方向，包括一预热区、 一高热区及一冷却区。

6. 如权利要求5所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该连续炉以每分钟150mm至250mm的输送速度前进。

7. 如权利要求5所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该预热区的温度在700。C至900。C之间。

8. 如权利要求5所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该高热区的温度在900。C至120(TC之间。

9. 如权利要求6所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该框架通过高热区时停驻有一时间周期。

10. 如权利要求9所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该停驻时间周期为3分钟至15分钟。

11. 如权利要求1所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该框架由SAE4130的合金钢或其他碳钢材料构成，该盖板由S45C碳钢材料构成。

12. —种无尘室用钢制地板的制造方法，该地板由一水平方向及垂直方向互为交叉的多个框条所构成的框架、及一置于框架上的盖板组成，其特征在于，该方法至少包括下列步骤：裁切步骤：将钢材胚料裁切成定尺寸的框条，并将钢材胚料裁切成固定尺寸的盖板；加工步骤：将每一片框条冲制出多个嵌接槽，并将盖板在对角相关位置钻出多个通气孔；組装步骤：将多片框条在石墨托板上成纵横方向排列组装，通过框条上的嵌接槽彼此上下插接成框架结构；一次热处理步骤：在组装完成的框架上加负荷重块，然后进入一次热处理炉内予以消除应力；上焊料步骤：将一次热处理完成的框架校正变形量之后，在该框架的接缝上焊料；焊接步骤：将上完焊料的框架放置在石墨托板上，并在框架上加负荷重块，然后通过一连续炉，同时焊接；二次焊接步骤：将焊接完成的框架与盖板焊接成一体。

13. 如权利要求12所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，在该框架结构中，靠近四边的框条之间的间距比靠近中心的框条之间的间距小。

14. 如权利要求12所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该一次热处理炉的温度在40(TC至490。C之间。

15. 如权利要求14所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该一次热处理经历100分钟至150分钟的时间。

16. 如权利要求12所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该连续炉根据框架行进方向，包括一预热区、 一高热区及一冷却区。

17. 如权利要求16所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该连续炉以每分钟150mm至250mm的输送速度前进。

18. 如权利要求16所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该预热区的温度在700°C至900°C之间。

19. 如权利要求16所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该高热区的温度在900。C至120(TC之间。

20. 如权利要求19所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该框架通过高热区时停驻有一时间周期。

21. 如权利要求20所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该停驻时间周期为3分钟至15分钟。

22. 如权利要求12所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，该框架由SAE 4130的合金钢或其他碳钢材料构成，该盖板由S45C碳钢材料构成。

23. 如权利要求12所述的无尘室用钢制地板的制造方法，其特征在于，二次焊接步骤是以氩焊将框架与盖板焊接成一体。

说明书

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无尘室用钢制地板的制造方法

技术领域

本发明涉及钢制地板的制造方法，特别涉及一种由钢铁材料以连续加工结合^5更焊及热处理^支术制成地板的方法，以符合未来
无尘室用地板高承载的需求。背景技术
近年来随着尖端科技的进步，在优良高品质的制造环境的殷
切需求下，无尘室（Clean Room)的观念及应用持续地扩张，特别是半导体制造业已是不可或缺的重要设施，且对于产品的品质、可靠性及合格率等影响息息相关。目前各工业国家无尘室地板皆采用铝合金以压铸或重力铸造法制成，由于铝合金强度的限制，承载有一定的限度，在负荷超过设计值时会产生碎裂，造成地板上设备的损失；传统铝铸地板以承受力而言，其单位面积600mm2每一点最大载重2吨在最大2mm变形量之下，尚能满足第3、 4代晶圆厂制造设备的需求。但是，由于半导体元件的演进，线路越来越密集，制程越来越精密及细小化，半导体制造设备随着精密化、自动化而有大型化的趋势，因此第5、 6代晶圆厂对于无尘室地板的负荷重量需求已大幅提升，传统铝铸地板因其单位面积承受力不足，已不敷第5、 6代晶圓厂高负载的需求。
现有技术例如图4所示，其转绘自日本第49306/1997号专利「无尘室用地板丄其揭示一种廉价、具有良好清洁性能且富实用性的无尘室用地板，铺设在工场地面所竖立的用来支承该地板高度的支柱上。该专利主要技术为，利用由普通钢材角钢所成的板框体2及铺设在板框体2上面的普通钢材板的主床面板3以构成具有地板所需强度的骨架部，接着在其主床面板3的上面将薄片
不锈钢板的表面被覆板4予以接合被覆，而完成了主床面板3与表面被覆板4实质上成为一体的多层面板构造，同时其特征是，根据需要在其多层面板上贯通配设有换气孔8的构造。
另外，图5为中国台湾实用新型专利公告第484640号「合金钢地;〖反结构改良丄其主要由上板12、下板10、面材14及收边条16等所组成，该上板12、下板10为合金钢板，下板10具有隆起的底面，沿底面周缘结合有一四角形的底框11，该底面上形成有多个内凹的圓拱形杯面102，于外缘面设有数个可供填充水泥用的开孔112;该下板10与上板12以点焊方式相结合，该面材12铺设于上板12外表面，并以收边条16嵌设于包覆有面材12之上，上板12、下板10四周边缘加以修饰整边；其中，下板10底面上所设的各圆换形杯面102由数个口径渐缩的锥形斜面所构成，借此以达到增加地板强度的功效。
上述公开等属于低负荷地板，以其每一点最大承受力而言，约500kg以下，只能用于OA办公室或厂房走道，不能用来承载设备等。

发明内容

本发明的主要目的在于以不同的制造方法提供一种无尘室用钢制地板的制造方法，可以通过连续加工及热处理制程制造出高
承载负荷的钢制地板。
为了达成上述目的及其他目的，本发明提供第一种无尘室用钢制地板的制造方法，该方法至少包括下列步骤：
裁切步骤：将钢材胚料裁切成定尺寸的框条，并将钢材胚料裁切成固定尺寸的盖板；
6加工步骤：将每一片框条冲制出多个嵌接槽，并将盖板在对角相关位置钻出多个通气孔；
组装步骤：将多片框条在石墨托板上成纵横方向排列组装，通过框条上的嵌接槽彼此上下插接成框架结构，并在此框架结构上覆设盖板；
一次热处理步骤：将组装完成的框架在其盖板上加负荷重块，然后进入 一次热处理炉内予以消除应力；
上焊料步骤：将一次热处理完成的框架校正变形量之后，在该框架的接缝上焊料；
焊接步骤：将上完焊料的框架放置在石墨托板上并在盖板上加负荷重块，然后通过一连续炉，同时焊接。
另外，本发明还提供第二种无尘室用钢制地板的制造方法，该方法至少包括下列步骤：
裁切步骤：将钢材胚料裁切成定尺寸的框条，并将钢材胚料裁切成固定尺寸的盖板；
加工步骤：将每一片框条冲制出多个嵌接槽，并将盖板在对角相关位置钻出多个通气孔；
组装步骤：将多片框条在石墨托板上成纵横方向排列组装，通过框条上的嵌接槽彼此上下插接成框架结构；
一次热处理步骤：在组装完成的框架上加负荷重块，然后进入 一 次热处理炉内予以消除应力；
上焊料步骤：将一次热处理完成的框架校正变形量之后，在该框架的接缝上焊料；
焊接步骤：将上完焊料的框架放置在石墨托板上，并在框架上加负荷重块，然后通过一连续炉，同时焊接；
二次焊接步骤：将焊接完成的框架与盖板焊接成一体。
根据本发明，钢制地板的制程中，在焊接之前已先行进行一
7，使 材料能完全发挥其特性，因此焊接之后稳定性更佳、结构更强固。
以单位面积承受力而言，本发明钢制地板600mm2的承载力比传统 铝铸地板600mm2的最高承载力2吨高出许多；若以相同载重而言， 本发明钢制地板的重量比传统铝铸地板更轻。这是本发明的第二 目的。
根据本发明，钢制地板的制程中包括两次热处理，因此使钢 铁材料机械性质大幅提升，借以改善传统铝合金地板负荷超过设 计值时容易碎裂的缺点；即使本发明钢制地板负荷超过设计值时， 先期会有变形前兆而不致产生破裂，不会即时发生危险。这是本 发明的第三目的。
根据本发明，钢制地板的连续加工及热处理制程中，焊接及 热处理同时完成，相较于传统一般钢材加工完成才热处理，本发 明的制程简单、制造效率高、并能降低成本。这是本发明的第四 目的。

附图说明

图la为本发明无尘室用钢制地板的制造方法的流程示意图。 图lb为补充图la的流l呈示意图。 图lc为补充图lb的流程示意图。
图2为本发明无尘室用钢制地板的制造方法的方块图。
图3为本发明无尘室用钢制地板的制造方法的另 一 实施形态。
图4为现有技术，转绘自日本专利第49306/1997号「无尘室
用地板」的示意图。
图5为现有技术，转绘自中国台湾实用新型专利公告第
484640号「合金钢地板结构改良」的示意图。

具体实施方式

以下将配合实施例对本发明4支术特点作进 一 步说明，该实施例仅为较佳代表的范例，并非用来限定本发明的实施范围，通过 参考附图，结合下列详细说明而获得最好的理解。
首先，请参考图la〜图lc并对照图2，本发明无尘室用钢制
地板100，是针对未来无尘室高承载负荷的需求，而以例如碳钢或
合金钢等钢铁材料所制成；根据本发明的制造方法，其第一种实 施例至少包括下列步骤：
裁切步骤：先准备钢材例如SAE 4130合金钢或其他碳钢材料 等，将此钢材胚料裁切成定尺寸的框条11;另外，准备例如S45C 碳钢材料，将该钢材胚料裁切成固定尺寸的盖板20(如图la的步 骤一所示）。
加工步骤：将每一片框条11冲制出多个嵌接槽12，该嵌接槽 12越接近边端其间距越小；另外，将盖板20在对角相关位置上钻 出根据设计需要的通气孔21，以利于集尘时的气体流动（如图la 的步骤一所示）。
组装步骤：将多片框条11在石墨托板30上成纵横方向排列 组装，通过框条11的嵌接槽12彼此上下插接成框架10结构，并 在此框架10结构上覆设盖板20(如图la的步骤二、步骤三所示）。
一次热处理步骤：将组装完成的框架10在其盖板20表面上 铺设多块氧化铝板40，并在该氧化铝板40上接近于框架10的角 落处分別加一负荷重块41，然后进入热处理炉50内进行一次热处 理（如图la的步骤四所示）。根据本发明，该一次热处理经测试， 根据其材料性质，允许温度在400。C至490。C之间，并经历100分 钟至150分钟，优选的温度约为440。C左右，在此温度环境保温约 125分钟，并经历一冷却时间后出炉，以消除框条11与框条11之 间、及框条11与盖板20之间的应力。
上焊料步骤：将一次热处理完成的框架IO校正变形量之后， 在该框架10的接缝上焊料，例如C-698铜膏等（如图lb的步骤五 所示）。
9焊接步骤：将上完焊料的框架10放置在石墨托板30上，并 于盖板20表面上铺设多块氧化铝板40，并在该氧化铝板40上接 近于框架10的角落处分別加一负荷重块41，然后令其通过一连续 炉60，同时焊接（如图lb的步骤六所示）。根据本发明，该连续炉 60根据框架10的行进方向，包括 一 温度约700°C至900°C间的预 热区、 一温度约在900。C至1200。C间的高热区、及一冷却区（图中 未示出），且该连续炉60以每分钟约150mm至250mm的输送速度 前进，在一次优选的测试中，最佳的状态为，该预热区的温度设 定在800。C左右，该高热区的温度设定在约105(TC至1110。C之间， 且该连续炉60以每分钟约200mm的输送速度前进；其中，该框 架通过高热区时停驻有约3分钟至15分钟的时间周期；最后，以 略快的输送速度通过冷却区而出炉，完成钢制地板IOO的制程（如 图lc的步骤七所示）。按照本发明，在多次实验中归纳得到较佳的 加工条件的度量值，列表如下：
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另外，图3是根据本发明的钢制地板100，制造方法的第二种 实施例，本实施例的不同之处在于，先将框架IO，经过前述方法完 成焊接之后再与盖板20，焊接成一体。根据本发明的制造方法，其
第二种实施例至少包括下列步骤（由于本实施例基本上与前述实
施例相同，因此未以另外附图表示）：
裁切步骤：先准备钢材例如SAE 4130合金钢或其他^碳钢材料 等，将此钢材胚料裁切成定尺寸的框条11;另外，准备例如S45C 碳钢材料，将该钢材胚料裁切成固定尺寸的盖板20(参考图la的 步骤一）。
加工步骤：将每一片框条11冲制出多个嵌接槽12，该嵌接槽 12越接近边端其间距越小；另外，将盖板20在对角相关位置上钻 出根据设计需要的通气孔21，以利于集尘时的气体流动（参考图 la的步骤一）。
组装步骤：将多片框条11在石墨托板30上成纵横方向排列 组装，通过框条11的嵌接槽12彼此上下插接成框架10结构（参考 图la的步骤二）。
一次热处理步骤：将组装完成的框架10在其盖板20表面上 铺设多块氧化铝板40，并在该氧化铝板40上接近于框架10的角 落处分別加一负荷重块41，然后进入热处理炉50内进行一次热处 理（参考图la的步骤四），以消除框条11与框条11之间的应力（其 热处理的温度及时间等条件因素与前述实施例相同，因此不再赘 述）。
上焊料步骤：将一次热处理完成的框架IO校正变形量之后， 在该框架10的接缝上焊料，例如C-69S铜膏等（参考图lb的步骤 五）。
焊接步骤：将上完焊料的框架10放置在石墨托板30上，于 框架IO表面上铺设多块氧化铝板40，并在接近框架10的角落处
11分別加一负荷重块41，然后令其通过一连续炉60，同时焊接（参 考图lb的步骤六）（其焊接的温度及时间等条件因素与前述实施例 相同，因此省略）。
二次焊接步骤：将焊接完成的框架IO，与盖板20，以氩焊等焊 接成一体（如图3所示）。
根据本发明，利用前述等方法制成的钢制地板100、 100，，其 框架10、 IO，结构中，靠近四个边的边缘框条11之间的间距比靠 近中心的框条11之间的间距小，即在四个角落及四个边强化其结 构；并且，该制程中，在焊接之前已先行进行一次热处理，消除 框条11与框条11之间、及框条11与盖板20之间的应力，使材 料能完全发撣其特性，因此焊接之后稳定性更佳、结构更强固， 以其单位面积内每一点承受力而言，600mm2可负荷2-4吃以上
的承载力，在变形量2mm以下，足以符合未来无尘室地板高载重 的需求，比传统铝铸地板600mm2的最高承载力2吨高出许多； 若以相同载重而言，本发明钢制地4反100的重量能比传统铝铸地 板更轻量化。
根据本发明，钢制地板100、 IOO，的制程中包括两次热处理， 因此使钢铁材料机械性质大幅提升，故即使负荷超过设计值时， 先期会有变形前兆而不致产生破裂，不会发生即时危险。另外， 本发明钢制地板100、 IOO，的连续加工及热处理制程中，焊接及热 处理同时完成，相对于传统一般钢材加工完成才热处理，本发明 的制程简单、制造效率高、并能降低成本。综上所示，本发明无 尘室用钢制地板的制造方法，确实为一新颖、进步且具产业利用 性的发明。 •
以上仅为本发明代表说明的较佳实施例，并不局限本发明实 施范围，即不偏离本发明范围所作的同等变化与修改，应仍属本 发明的涵盖范围。
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