[发明专利]用于半导体设备反应腔体控温的热交换器和直冷机

说明书

用于半导体设备反应腔体控温的热交换器和直冷机，制冷芯片包括若干制冷模块，制冷模块包括P型、N型材料，所述P型、N型材料两端分别由金属导体连接；在制冷芯片的热端表面连接散热块的底座，散热块的散热面接通热交换板内部的冷却液体；制冷芯片的冷端接通反应腔体。直冷机包括热交换器、冷却液罐、泵和若干管道，冷却液罐中的冷却液经泵加压并通过管道输送到热交换器的热交换板中，且在带走热量后回流到冷却液罐；而另一热交换板接通反应腔体。本发明利用半导体控温芯片对反应腔体进行温控，使得控温精度以及能耗有一个明显的改善。

技术领域

本发明涉及一种用于半导体生产的精确控温设备，具体地说是一种用于半导体设备反应腔体控温的热交换器和直冷机。

背景技术

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，且温控的精度很差，不能满足高精度的半导体生产要求。

CN 201320656711.5号中国专利提供了一种半导体温控储存装置，包括一箱体，箱体中设置有：半导体制冷系统，包括一半导体制冷片，半导体制冷片的一端与水冷头连接，与水冷头中的液体进行热交换，另一端与一散热片连接，与箱体的外部进行热交换；水循环系统，与半导体制冷片实现热交换，向箱体内提供冷风或热风；控制芯片，包括一单片机，驱动水循环系统和半导体制系统，制造成本低，适合于较小体积的物品的恒温密封保存。

发明内容

本发明为解决现有的问题，旨在提供一种用于半导体设备反应腔体控温的热交换器和直冷机。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括制冷芯片、散热块和热交换板，其中：

制冷芯片包括若干制冷模块，所述制冷模块包括P型、N型材料，所述P型、N型材料两端分别由金属导体连接；

在所述制冷芯片的一端表面连接散热块的底座，散热块的散热面接通热交换板内部的冷却液体；制冷芯片的另一端接通反应腔体。

其中，包括若干个电性并联的制冷芯片，所述相邻的制冷芯片之间共用一个热交换板，即所述热交换板的两侧分别连接两个散热块的散热面；而制冷芯片的另一端分别接通反应腔体。

其中，包括若干个电性串联的制冷芯片，即一个热交换板设若干个制冷芯片，其一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；而制冷芯片的另一端接通反应腔体。

其中，所述热交换板内部设有液冷通道，所述液冷通道浸没所述散热块的散热面。

其中，液体通道在热交换板侧边的两端分别开设有进水口和出水口，所述进水口、出水口之间设有液冷通道；所述液冷通道浸没散热快的四周和散热面之间的空间。

其中，还包括密封圈，所述热交换板设有安装口，所述安装口的一侧接通冷却液体，安装口的另一侧连接散热块，散热块的散热面浸没于冷却液体中，而安装口和散热块的底座的连接面上设有密封圈。

其中，所述制冷芯片的冷端、热端表面分别设有防潮、防腐蚀和防静电的PTFE层。

其中，所述制冷芯片的另一端通过散热块连接另一热交换板，另一热交换板接通反应腔体。

本发明还提供一种用于半导体设备反应腔体控温的直冷机，包括上述的热交换器，还包括冷却液罐、泵和若干管道，其中，冷却液罐中的冷却液经泵加压并通过管道输送到热交换器的热交换板中，且在带走热量后回流到冷却液罐，以此形成液体循环；而另一热交换板接通反应腔体。

其中，还包括单向阀，所述单向阀设于用于液体循环的任一管道上。

其中，还包括过温保护装置，所述过温保护装置包括温度开关和加热电路，所述温度开关固定在热交换器的外表面上；所述温度开关设于加热电路总线上；温度开关可依据设定的温度范围而断开、连通加热电路。