专利名称：无尘室用钢制地板的制造方法 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代晶圆厂高负载的需求。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」，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「合金钢地板结构改良」，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圆拱形杯面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底面上所设的各圆拱形杯面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。
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并在盖板上加负荷重块，然后通过一连续炉，同时焊接。
根据本发明，钢制地板的制程中，在焊接之前已先行进行一次热处理，消除框条与框条之间、及框条与盖板之间的应力，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。


图1a为本发明无尘室用钢制地板的制造方法的流程示意图。
图1b为补充图1a的流程示意图。
图1c为补充图1b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。

以下将配合实施例对本发明技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1a～图1c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1a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1a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1a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的角落处分别加一负荷重块41，然后进入热处理炉50内进行一次热处理(如图1a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℃至490℃之间，并经历100分钟至150分钟，优选的温度约为440℃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10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1b的步骤五所示)。
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的角落处分别加一负荷重块41，然后令其通过一连续炉60，同时焊接(如图1b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℃至900℃间的预热区、一温度约在900℃至1200℃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℃左右，该高热区的温度设定在约1050℃至1110℃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100的制程(如图1c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 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10’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1a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1a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1a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的角落处分别加一负荷重块41，然后进入热处理炉50内进行一次热处理(参考图1a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10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(参考图1b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10表面上铺设多块氧化铝板40，并在接近框架10的角落处分别加一负荷重块41，然后令其通过一连续炉60，同时焊接(参考图1b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10’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、10’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，使材料能完全发挥其特性，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吨以上的承载力，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，本发明钢制地板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、100’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、100’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。


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。