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中科新源半导体直冷机,精准掌握温度的变化

爱集微 ·2021-01-27 00:00·电子工程世界
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中科新源作为本土唯一进入大功率热电温控系统应用的领先者,其生产的半导体直冷机反应灵敏且精确度高,能够使控温精度以及能耗有一个明显的改善。

在半导体制造行业中,工艺反应腔体(即晶片卡盘)控温通常采用直冷机。而现有的直冷机通常采用常规的压缩机,不仅能耗较大,而且温控的精度很差,不能满足高精度的半导体生产要求。

为此,中科新源于2019年1月11日申请了一项名为“用于半导体设备反应腔体控温的热交换器和直冷机”的发明专利(申请号: 201910026792.2),申请人为江苏中科新源半导体科技有限公司。

图1 热交换器结构示意图

图1为热交换器的结构示意图,即单个单元的热交换器,包括制冷芯片、散热块和热交换板,其中,制冷芯片包括若干制冷模块,制冷模块又包括P型、N型材料,P型、N型材料两端分别由金属导体连接。

在制冷芯片的冷端接通反应腔体,热端表面连接散热块的底座,而散热块的散热面接通热交换板内部的冷却液体。制冷芯片在通电后(接通制冷芯片的两个引脚)工作,施加到N型材料的正电压将电子从P型驱动到N型材料并且回到电压源。此时冷端的温度随着吸热而降低,然后热量传导到热端并通过散热器耗散。若电压反向,上述过程亦反向。制冷芯片对反应腔体进行温控时的控温精度、能耗有一个明显的改善。

当热交换器包括两个电性并联的制冷芯片时,相邻的制冷芯片之间共用一个热交换板,即热交换板的两侧分别连接两个散热块的散热面;而制冷芯片的冷端分别接通反应腔体。其工作原理与单个单元的热交换器相同;其电路根据并联关系设置,可以调整其制冷效果。

当热交换器包括十二个电性串联的制冷芯片时,即热交换板设置六个串联的制冷芯片,其中有两个并联关系的热交换板,因此制冷芯片共计十二个。制冷芯片的热端表面连接散热块的一侧,散热块的散热面分别接通热交换板内部的冷却液体;而制冷芯片的冷端接通反应腔体。其工作原理依旧与单个单元的热交换器相同;而其电路根据串联关系设置,可以调整其制冷效果;并且可以根据实际需要,增加或者减少制冷芯片的数量,进一步优化制冷效果。

图2 液冷通道结构示意图

图2为液冷通道的结构示意图,上述任一热交换器中的热交换板内部设有液冷通道,液冷通道浸没散热块的散热面。而散热面为多个并排且平行的散热板。在热交换板侧边的两端分别开设有进水口和出水口,之间为液冷通道。液冷通道浸没散热块的四周和散热面之间的空间,其中的冷却液可以快速地带走从散热面处出来的热量,热交换板设有安装口,安装口的一侧接通冷却液体,另一侧连接散热块,散热块的散热面浸没于冷却液体中,安装口和散热块的底座连接面上设有密封圈。密封圈将冷却液体和制冷芯片隔开,保证了水密性。

简而言之,中科新源的半导体直冷机专利,利用半导体控温芯片对反应腔体进行温控,使控温精度以及能耗有一个明显的改善。

中科新源是热电温控系统产品及解决方案的提供商,其核心团队拥有近20年半导体领域工作经验,在半导体行业同类产品的竞争中处于绝对领先的地位。展望未来,中科新源将以半导体领域为护城河,不断向外探索扩展当前研究领域和市场。


关键字: 半导体 编辑:北极风 引用地址: http://news.eeworld.com.cn/xfdz/ic524739.html
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