一種溫控設備及溫控方法技術

技術編號：43348084 閱讀：14 留言：0更新日期：2024-11-15 20:47

本發明專利技術的實施例提供了一種溫控設備及溫控方法，涉及半導體加工技術領域。該溫控設備包括制冷系統和循環系統，制冷系統包括壓縮機、冷凝器、第一膨脹閥、儲液器、蒸發器和氣液分離器，壓縮機的出口與冷凝器的入口連通，冷凝器的出口與儲液器的入口連通，儲液器的出口與第一膨脹閥的入口連通，第一膨脹閥的出口與蒸發器的第一入口連通，蒸發器的第一出口與氣液分離器的入口連通，氣液分離器的出口與壓縮機的入口連通。壓縮機的出口與氣液分離器的入口連通。壓縮機的入口與氣液分離器的出口之間設置有第一溫度傳感器和第一壓力傳感器。該溫控設備面對負載端的變化，能夠較快且平穩地達到目標溫度，且控制精度高。

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【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體加工，具體而言，涉及一種溫控設備及溫控方法。

技術介紹

1、半導體溫控設備是半導體制造過程中的重要設備，對溫度控制精度要求較高。在芯片的生產過程中需要提供溫度穩定的冷凍液到達負載端，同時由于芯片加工過程所需要的冷凍液溫度根據工藝的不同溫度要求也不同，同時在具體工藝中負載端的變化也是多樣的。因此，溫控設備需要在面對負載端變化時，快速響應切換溫度并且穩定輸出供液溫度。

2、但是目前的溫控設備負載端的狀態下設備運行溫度波動大，且面對負載端的變化，其反應較慢。此外，目前的溫控設備大多只要求了設備的性能，未考慮能耗的問題，能耗一般較高。

技術實現思路

1、本專利技術提供了一種溫控設備及溫控方法，其能夠快速響應以達到并維持在負載端所需的目標溫度。

2、本專利技術的實施例可以這樣實現：

3、本專利技術的實施例提供了一種溫控設備，其包括：

4、制冷系統，所述制冷系統包括壓縮機、冷凝器、第一膨脹閥、儲液器、蒸發器和氣液分離器，所述壓縮機的出口與所述冷凝器的入口連通，所述冷凝器的出口與所述儲液器的入口連通，所述儲液器的出口與所述第一膨脹閥的入口連通，所述第一膨脹閥的出口與所述蒸發器的第一入口連通，所述蒸發器的第一出口與所述氣液分離器的入口連通，所述氣液分離器的出口與所述壓縮機的入口連通；所述壓縮機的出口與所述氣液分離器的入口連通；

5、所述壓縮機的入口與所述氣液分離器的出口之間設置有第一溫度傳感器和第一壓力傳感器；

6、循環系統，所述循環系統包括水箱、第二溫度傳感器、水泵和加熱器，所述蒸發器的第二出口與所述水箱的入口連通，所述水箱的出口與所述水泵連通，所述水泵與所述加熱器連通，所述加熱器用于與負載端的入口端連通；所述蒸發器的第二入口用于與所述負載端的出口端連接；所述水箱的出口與所述水泵之間設置有第二溫度傳感器。

7、在上述實施方式中，通過設置制冷系統，制冷和加熱同時參與溫度控制，可提高溫度控制精度，且響應速度更快。在制冷系統主路上設置第一膨脹閥可便于調控第一膨脹閥的開度，從而對制冷系統進行溫度控制，以實現對整個溫控設備的溫度控制，滿足負載端所需的目標溫度。在壓縮機的入口與氣液分離器的出口之間設置有第一溫度傳感器，便于對冷卻循環進壓縮機的氣體進行溫度檢測。此外，在壓縮機的入口與氣液分離器的出口之間設置有第一壓力傳感器，可根據制冷劑的物理性質，在該壓力下查取飽和狀態時對應的溫度值，將飽和狀態時對應的溫度值與我們實際第一溫度傳感器的測量值進行比較，可以獲得過熱度。控制過熱度，可保證在第一膨脹閥動作時，壓縮機依舊能夠正常工作，從而保證溫度控制的準確性。通過設置循環系統，可控制并維持負載端所需的目標溫度。且，在水箱出口處設置有第二溫度傳感器，便于檢測經蒸發器流入水箱中的冷卻水的溫度，從而便于調節控制蒸發器內的溫度。

8、本專利技術的實施例還提供了一種控溫方法，所述方法包括：

9、獲得所述第二溫度傳感器的第二溫度設定值為sv0；

10、獲取所述第二溫度傳感器的實時第二溫度測定值pv0；

11、獲得所述第二溫度設定值sv0與所述第二溫度測定值pv0的差值x：

12、若所述差值x為正值，則所述第一膨脹閥的開度減小；

13、若所述差值x為負值，則所述第一膨脹閥的開度增大；

14、判斷所述差值x所處的區間,根據所述差值x所處的區間范圍，對所述第一膨脹閥的開度進行階梯式調整：

15、若a≤x≤b，則對所述第一膨脹閥的開度調整m％；

16、若c≤x＜a或b＜x≤d，則對所述第一膨脹閥的開度調整n％；

17、若x＜c或x＞d，則對所述第一膨脹閥的開度調整p％。

18、在上述實施方式中，通過控制第一膨脹閥的開度，可對溫度進行調控。第一膨脹閥開度的增大和減小由x的正負決定。根據溫度高了，增大第一膨脹閥的開度以增加制冷劑的量；溫度低了，則減小第一膨脹閥開度以減小制冷劑的量的原理進行調節。且采用階梯式調節，既能節能降耗，也能提高溫度控制的精確度。

19、本專利技術實施例的溫控設備及溫控方法的有益效果包括：

20、該溫控設備包括制冷系統和循環系統，制冷系統包括壓縮機、冷凝器、第一膨脹閥、第二膨脹閥、儲液器、蒸發器和氣液分離器，壓縮機的出口與冷凝器的入口連通，冷凝器的出口與儲液器的入口連通，儲液器的出口與第一膨脹閥的入口連通，第一膨脹閥的出口與蒸發器的第一入口連通，蒸發器的第一出口與氣液分離器的入口連通，氣液分離器的出口與壓縮機的入口連通。壓縮機的出口通過第二膨脹閥與氣液分離器的入口連通。壓縮機的入口與氣液分離器的出口之間設置有第一溫度傳感器和第一壓力傳感器。循環系統包括水箱、第二溫度傳感器、水泵和加熱器，蒸發器的第二出口與水箱的入口連通，水箱的出口與水泵連通，水泵與加熱器連通，加熱器用于與負載端的入口端連通；蒸發器的第二入口用于與負載端的出口端連接；水箱的出口與水泵之間設置有第二溫度傳感器。通過設置制冷系統，制冷和加熱同時參與溫度控制，可提高溫度控制精度，且響應速度更快。在制冷系統主路上設置第一膨脹閥可便于調控第一膨脹閥的開度，從而對制冷系統進行溫度控制，以實現對整個溫控設備的溫度控制，滿足負載端所需的目標溫度。在壓縮機的入口與氣液分離器的出口之間設置有第一溫度傳感器，便于對冷卻循環進壓縮機的氣體進行溫度檢測。此外，在壓縮機的入口與氣液分離器的出口之間設置有第一壓力傳感器，可根據制冷劑的物理性質，在該壓力下查取飽和狀態時對應的溫度值，將飽和狀態時對應的溫度值與第一溫度傳感器的實際測量值進行比較，可以獲得過熱度。控制過熱度，可保證在第一膨脹閥動作時，壓縮機依舊能夠正常工作，從而保證溫度控制的準確性。通過設置循環系統，可控制并維持負載端所需的目標溫度。且，在水箱出口處設置有第二溫度傳感器，便于檢測經蒸發器流入水箱中的冷卻水的溫度，從而便于調節控制蒸發器內的溫度。整個溫控設備具有快速響應、溫度控制精度高以及能耗低的優點。

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【技術保護點】

1.一種溫控設備，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的溫控設備，其特征在于，所述制冷系統(100)還包括第三膨脹閥(500)和第三溫度傳感器(600)，所述儲液器(150)的出口通過所述第三膨脹閥(500)與所述壓縮機(110)連通；所述第三溫度傳感器(600)設置于所述壓縮機(110)的出口處。

3.根據權利要求1所述的溫控設備，其特征在于，所述制冷系統(100)還包括第二膨脹閥(140)和第四膨脹閥(700)，所述壓縮機(110)的出口與所述氣液分離器(170)的入口之間設置有所述第二膨脹閥(140)；所述儲液器(150)的出口通過所述第四膨脹閥(700)與所述氣液分離器(170)的入口連通。

4.根據權利要求1所述的溫控設備，其特征在于，所述循環系統(200)還包括第四溫度傳感器(250)，所述第四溫度傳感器(250)設置于所述加熱器(240)和所述負載端(800)之間。

5.一種溫控方法，其特征在于，應用于權利要求1所述的溫控設備(1000)，所述方法包括：

6.根據權利要求5所述的溫控方法，其特征在于，

7.根據權利要求5或6所述的溫控方法，其特征在于，所述制冷系統(100)還包括第三膨脹閥(500)和第三溫度傳感器(600)，所述儲液器(150)的出口通過所述第三膨脹閥(500)與所述壓縮機(110)連通；所述第三溫度傳感器(600)設置于所述壓縮機(110)的出口處；

8.根據權利要求5或6所述的溫控方法，其特征在于，所述循環系統(200)還包括第四溫度傳感器(250)，所述第四溫度傳感器(250)設置于所述加熱器(240)的出口和所述負載端(800)之間；

9.根據權利要求8所述的溫控方法，其特征在于，根據所述差值Z控制所述加熱器(240)功率的輸出百分比包括：

10.根據權利要求5所述的溫控方法，其特征在于，所述方法還包括：

...

【技術特征摘要】

1.一種溫控設備，其特征在于，包括：

5.一種溫控方法，其特征在于，應用于權利要求1所述的溫控設備(1000)，所述方法包括：

6.根據權利要求5所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉明，曹位尚，
申請(專利權)人：上海盛劍半導體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：

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