作为传热流体的氢氟醚制造技术

本发明专利技术提供一种设备，其包括器件和包括氢氟醚传热流体用于传热的机械系统，其中该传热流体由下面的结构代表：Ｒ↓［ｆ］－Ｏ－Ｒ↓［ｈ］－Ｏ－Ｒ↓［ｆ］′，其中：Ｏ是氧；Ｒ↓［ｆ］和Ｒ↓［ｆ］′独立地是氟代脂肪族基团，其中每个Ｒ↓［ｆ］和Ｒ↓［ｆ］′含有１个氢原子；Ｒ↓［ｈ］独立地是具有２～约８个碳原子和至少４个氢原子的直链、支链或环状亚烷基，和其中该氢氟醚化合物不含－Ｏ－ＣＨ↓［２］－Ｏ－。本发明专利技术的另一个实施方案是其方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氢氟醚流体和它们作为传热流体的用途。
技术介绍
现在各种流体被用于传热中。传热流体的适宜性取决于使用方法。例如，一些电子应用需要在很宽温度范围内为惰性，具有高介电强度，低毒性，环境友好，和好传热性能的传热流体。其他应用需要精确温度控制，因而传热流体需要在整个操作温度范围内是单相，并需要预测传热流体性能，即组成需要相对稳定，从而可以预测粘度，沸点等，这样保持精确温度，也可相应地设计设备。在半导体工业中，有许多器件或过程需要具有选定性能的传热流体。传热流体可用于除去热量、加入热量或保持温度。下面所述的每种半导体过程都涉及到器件或工件，并从中除去热量或加入热量。与除去热量或加入热量相关的传热可以发生在很宽的温度范围内。因此，在每种情况下优选使用的传热流体需要具有对″操作员友好的″其他性能。为使传热流体被认为是″操作员友好的″，传热流体优选表现出低毒性和低可燃性。对于自动测试设备(ATE)而言，该设备被用于测试半导体芯片的性能。芯片是从半导体基底晶片上切下的″芯片″。芯片从半导体制造厂出来后必须进行检测，以确保它们能满足功能性需求和加工速度需求。这种测试被用于从不满足性能要求的芯片中分拣出″良品芯片″(KGD)。这种测试通常在约-80℃～约100℃的温度下进行。在一些情况下一个接一个地测试芯片，并将各芯片置于卡盘中。卡盘的一部分设计中具有冷却芯片的结构。在其他情况下，将几个芯片置于卡盘中，并连续或平行地进行测试。在这种情况下，卡盘在测试过程中冷却几个芯片。优选在高温下测试芯片，从而确定它们在高温下的性能。在这种情况下，有利的是在室温以上具有良好传热性能的冷却剂。在一些情况下，在极低温度下测试芯片。例如，互补金属氧化物半导体(″CMOS″)器件在较低温度下操作尤其快。如果ATE设备使用″在板″上的CMOS器件作为它的永久逻辑硬件的一部分，那么优选将逻辑硬件保持在低温下。因此，为使ATE发挥最大的功能，传热流体优选在低温和高温下都能发挥作用(即，优选在很宽的温度范围内都具有良好的传热性能)，并且在整个操作温度范围内是惰性的(即，不燃，低毒性，无化学活性)，具有较高介电强度，对环境影响很小，并具有可预测的传热性能。蚀刻机在约70℃～约150℃的温度范围内工作。在此过程中，反应性等离子体用于在晶片中蚀刻各向异性的特征。待处理的晶片在每一选定的温度下保持恒温。因此，传热流体优选在整个温度范围内是单相。此外，传热流体优选在整个温度范围内具有可预测的性能，从而可精确地保持温度。灰化机在约40℃～约150℃的温度范围内工作。这是除去光敏有机″掩膜″的过程。步进式光刻机在约40℃～约80℃的温度范围内工作。这是半导体制造中的加工步骤，其中形成加工需要的原版。原版用于制造暴露光敏掩膜所需的光暗图案。步进式光刻机中所用的薄膜通常保持在约+/-0.2℃的温度窗内，从而使得到的原版具有良好的性能。PECVD(等离子体增强的化学气相沉积)室在约50℃～约150℃的温度范围内工作。在该过程中，通过含有硅和或1)氧；2)氮；或3)碳的反应气体混合物引发的化学反应，在晶片上形成氧化硅，氮化硅，和碳化硅薄膜。在每一选定的温度下，放置晶片的卡盘保持在均匀恒定的温度下。目前用于这些半导体应用的传热流体包括全氟碳化物(PFC)，全氟聚醚(PFPE)，全氟胺(PFA)，全氟醚(PFE)，水/二醇类混合物，去离子水，硅油和烃油。然而，这些传热流体的每一种都有一些缺点。PFC，PFPE，PFA和PFE的大气寿命值大于500年，甚至达到5,000年。此外，这些材料具有较高的全球变暖趋势(″GWP″)。GWP是指在给定时间期内，相对于1千克CO2引起的变暖而言，1千克样品化合物引起的变暖能力的积分值。水/二醇类混合物受温度限制，即，这种混合物的通常温度下限是-40℃。在低温下，水/二醇类混合物也表现出较高的粘度。在低温下较高的粘度会产生较高的泵功率。去离子水的温度下限是0℃。硅油和烃油通常是可燃的。从电子器件中除去热已成为进一步提高处理器性能的最大障碍。由于这些器件的功能变得更加强大，因此每单位时间产生的热量也增加。因此，传热机械系统在处理器性能方面起到重要作用。传热流体优选具有良好的传热性能，良好的电学相容性(即使用在″间接接触″应用中，如用于冷板中)，以及低毒性，低(或无)可燃性和环境影响很小。良好的电学相容性要求传热流体候选物表现出较高的介电强度，较高的体积电阻，和对极性材料的溶解度较差。此外，传热流体候选物必须具有良好的机械相容性，即，它必须对普通的结构材料没有不利作用。在这种应用中，如果传热流体候选物的物理性能随时间推移而不稳定，那么其不是合格的候选物。目前用作用于冷却电子或电气设备的传热流体的材料包括PFC，PFPE，硅油，和烃油。每一种传热流体都有一些缺点。PFC和PFPE在环境中保持过久。硅油和烃油通常可燃。热冲击测试通常在约-65℃～约150℃的温度下进行。可能要求温度在部件或器件中快速循环以模拟在例如发射导弹过程中所产生的热变化。在其它物体中，用在军事导弹中的电子设备需要热冲击测试。有许多军事规格涉及到多种电子元件和组件的热冲击测试。这种测试在部件或电子器件中使用能进行快速温度变化的各种装置。一种这样的器件使用液体传热流体或保存在极端温度的不同蓄液室中的多种液体传热流体，其中部件交替地浸入其内以对测试的部件产生热冲击。通常，操作人员将元件或组件放入热冲击设备中并从中取出。因此，重要的是，在这种应用中使用的传热流体具有低毒性，低可燃性，和环境影响很小。对于热冲击测试优选在很宽温度范围内是液体并具有低毒性，低可燃性，和环境影响很小的传热流体。目前用作液体/液体热冲击测试浴的传热流体的材料包括液氮，PFC，和PFPE。每一种传热流体都有一些缺点。液氮体系在低温端提供有限的温度选择性。PFC和PFPE在环境中保持过久。恒温浴通常在很宽的温度范围内操作。因此，需要的传热流体优选具有很宽的液体范围和良好的低温传热特性。具有这种性能的传热流体使恒温浴有更广的操作范围。通常，大多数测试流体要求流体在很宽的极端温度范围内无变化。此外，良好的温度控制对于精确地预测传热流体的物理性能也很关键。目前在这种应用中所用的传热流体包括全氟碳化物(PFC)，全氟聚醚(PFPE)，水/二醇类混合物，去离子水，硅油，烃油和烃醇。然而，每一种传热流体都有一些缺点。PFC和PFPE在环境中保持过久。水/二醇类混合物受温度限制，即，这种混合物的通常温度下限是-40℃。在低温下，水/二醇类混合物也表现出较高的粘度。去离子水的温度下限是0℃。硅油，烃油和烃醇通常是可燃的。对于需要惰性流体的传热操作而言，经常使用氟化材料。氟化材料通常具有低毒性，并且基本上不会刺激皮肤，没有化学反应性，不可燃，并具有高介电强度。氟化材料如全氟碳化物，全氟聚醚，和氢氟醚的额外优点是，不破坏同温层中的臭氧层。如上所述，全氟碳化物，全氟聚醚，和一些氢氟醚已被用于传热。全氟碳化物(PFC)对于上述应用具有几个显著优点。PFC具有较高的介电强度和较高的体积电阻。PFC是不可燃的，并且通常与结构材料机械相容，溶解性有限。此外，PFC通常毒性低，操作友好。按这种方式制造PFC得到具有较窄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种需要传热的设备，其包括：　　　　（ａ）器件；和　　　　（ｂ）包括使用传热流体用于将热量传到该器件或从该器件传出热量的机械系统，　　　　其中该传热流体由下面的结构代表：　　　　Ｒ↓［ｆ］－Ｏ－Ｒ↓［ｈ］－Ｏ－Ｒ↓［ｆ］′　　　　其中：　　　　Ｏ是氧；　　　　Ｒ↓［ｆ］和Ｒ↓［ｆ］′独立地是氟代脂肪族基团，其中每个Ｒ↓［ｆ］和Ｒ↓［ｆ］′含有１个氢原子；　　　　Ｒ↓［ｈ］独立地是具有２～约８个碳原子和至少４个氢原子的直链、支链或环状亚烷基，和　　　　其中该氢氟醚化合物不含－Ｏ－ＣＨ↓［２］－Ｏ－。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔G科斯特洛，理查德M弗林，弗雷德里克E贝尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]