一种大功率高效半导体直冷机制造技术

本发明专利技术涉及半导体热电制冷技术领域，具体涉及一种大功率高效半导体直冷机，包括：壳体以及设置在壳体内的组合式热交换器，所述组合式热交换器内部包含冷、热两路液体流道；TANK箱，所述TANK箱安装在所述组合式热交换器的一侧；至少三个块状水槽，三个所述块状水槽分别安装在所述组合式热交换器的上侧、下侧以及所述TANK箱的顶部；磁力泵,所述磁力泵安装在壳体的底板上；带水槽支架，所述带水槽支架安装在所述壳体的底板上。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术整体结构优化，外观尺寸做到更小，可以在更小空间安装，满足芯片制造厂无尘洁净室狭小的空间条件；在内部集成度高，运动部件减少，可靠性更高，降低了成本；同时安装方便，便于维护。护。护。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率高效半导体直冷机


[0001]本专利技术涉及半导体热电制冷
，具体涉及一种大功率高效半导体直冷机。

技术介绍

[0002]现有运用于半导体芯片制造温度控制工艺的直冷机，请参阅图1和图2，主要零部件为热交换器A2
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5、TANK箱A2
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2、磁力泵A2
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1、连接不锈钢管A2
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3及管件A2
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4，受制冷功率影响，大功率的直冷机，系统内设计两套或多套独立系统相组合运行。
[0003]原方案中使用两套系统独立设计双泵，受与进出口相连设备位置的影响，结构空间布局受限，所连接管道无法使用软连接，进而使用不锈钢硬管连接，造成磁力泵A2
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5刚性连接，由于进出口管道连接配管尺寸存在公差，磁力泵A2
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5本体受到不同方向应力，导致磁力泵A2
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5的振动，磁力泵A2
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5故障率高，且磁力泵A2
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5管道接口长期受振动影响而易泄露；
[0004]整体内部存在冷热管共存，因受内部空间及结构限制，增加保温层生产工艺受限，导致冷热交换消耗，影响制冷、制热效率；
[0005]内部设备独立组合运行，硬性不锈钢管和管件零件多，布局受限，从而整体结构尺寸受限，无法满足部分现场安装需求；
[0006]泵与不锈钢管和管件系统，装配制造工序繁杂，生产效率低，可维修操作性差，维护保养不便；
[0007]内部双套系统独立运行，材料成本高。

技术实现思路

[0008]针对问题，本专利技术提供了一种大功率高效半导体直冷机，包括：
[0009]壳体以及设置在壳体内的组合式热交换器，所述组合式热交换器内部包含冷、热两路液体流道；
[0010]TANK箱，所述TANK箱安装在所述组合式热交换器的一侧；
[0011]至少三个块状水槽，三个所述块状水槽分别安装在所述组合式热交换器的上侧、下侧以及所述TANK箱的顶部；
[0012]磁力泵,所述磁力泵安装在壳体的底板上；
[0013]带水槽支架，所述带水槽支架安装在所述壳体的底板上，且块状水槽设置在带水槽支架上。
[0014]作为本专利技术的再进一步技术方案是：所述块状水槽包含冷端、热端两路水槽，冷端分别连接组合式热交换器的冷端出口和TANK箱的出口；还包括外接冷却水接头，热端分别连接有组合式热交换器的热端进、出口和外接冷却水接头的出、进口。
[0015]作为本专利技术的再进一步技术方案是：还包括软硬管转换接头，所述软硬管转换接头通过耐高低温丁晴橡胶软管与所述磁力泵的进口端相连接，磁力泵的出口端通过耐高低温丁晴橡胶软管与客户使用端连接。
[0016]作为本专利技术的再进一步技术方案是：所述软硬管转换接头安装在TANK箱的上方，
所述软硬管转换接头与所述TANK箱之间通过孔联通，在其结合处使用O型圈密封。
[0017]作为本专利技术的再进一步技术方案是：所述组合式热交换器包括：
[0018]上壳体和下壳体；
[0019]中间换热模组，所述中间换热模组位于上壳体和下壳体之间；
[0020]一对整体散热块，一对所述整体散热块对称布置在所述中间换热模组的两侧位置处，且一对所述整体散热块与所述中间换热模组焊接成一个整体，形成三个独立的带换热腔的整体结构，换热腔内注入有冷却液；
[0021]至少两个半导体芯片，所述半导体芯片对称安装在整体散热块与中间换热模组之间的位置处。
[0022]作为本专利技术的再进一步技术方案是：一对所述整体散热块通过螺栓分别与上壳体、下壳体连接；所述整体散热块上均布置有用于密封的第一O型密封圈。
[0023]作为本专利技术的再进一步技术方案是：所述中间换热模组还包括散热模组外腔、整体散热块上和整体散热块下，其中，所述整体散热块上和整体散热块下对称布置在散热模组外腔的两侧，且所述整体散热块上和整体散热块下的结构相同。
[0024]作为本专利技术的再进一步技术方案是：所述整体散热块上包括铝制散热块外板、铝制散热块翅片和两块铝制散热块基板，其中，所述铝制散热块翅片布置在所述铝制散热块外板上，铝制散热块基板对称安装在铝制散热块外板上。
[0025]作为本专利技术的再进一步技术方案是：所述整体散热块包括散热模组外腔、翅片散热块、进出水口、固定螺栓以及第二O型密封圈，所述翅片散热块至少设置有两组，其均设置在所述散热模组外腔内部，所述第二O型密封圈通过固定螺栓将所述翅片散热块密封在所述散热模组外腔内部。
[0026]作为本专利技术的再进一步技术方案是：所述翅片散热块包括铜制散热块外板、铜制散热块基板和至少两组铜制散热块翅片，所述铜制散热块基板设置在所述铜制散热块外板上，且铜制散热块翅片固定在铜制散热块基板上。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术整体结构优化，外观尺寸做到更小，可以在更小空间安装，满足芯片制造厂无尘洁净室狭小的空间条件；内部集成度高，运动部件减少，可靠性更高，降低了成本；同时安装方便，便于维护；
[0029]本专利技术在减小整体结构尺寸的同时，可以通过模块化组合，实现更大功率的制冷、制热功能；
[0030]本专利技术是主要运用于半导体芯片生产刻蚀工艺反应腔内的温度控制，可实现制冷、制热快速切换，热惯性可小于3s，并满足0.1℃精确控温；在反应腔来料时，快速制冷带走热量；当在来料之间的间歇过程时，须对反应腔进行加热，以维持反应腔内的温度恒定；
[0031]组合式热交换器与中间换热模组通过焊接成型工艺制作，减少安装工序，装配更加简便；且没有接触密封面，消除了泄露的风险，提高了设备的可靠性，降低了售后维修工作；
[0032]因接触密封面减消、安装配合工序减少，半导体芯片排布方式可以设计双排，结构更紧凑、布局更合理；在半导体芯片数量相同的情况下，增加了整体散热块与冷却液的接触面积，整体散热块的表面温度相比独立的散热块更加均匀，同时减少了冷却液与整体散热
块的边界损失效应，这提升了整体散热性能近三成。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其它的附图。
[0034]图1为本专利技术现有技术的结构示意图；
[0035]图2为本专利技术图1中的侧视图；
[0036]图3为本专利技术的结构示意图；
[0037]图4为本专利技术图3的左侧视图；
[0038]图5为本专利技术组合式热交换器的立体结构示意图；
[0039]图6为本专利技术图5的剖视图。
[0040]图7为本专利技术中间换热模组的结构示意图；
[0041]图8为本专利技术中间换热模组的外观图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率高效半导体直冷机，其特征在于，包括：壳体(B1)以及设置在壳体(B1)内的组合式热交换器(B2)，所述组合式热交换器(B2)内部包含冷、热两路液体流道；TANK箱(B3)，所述TANK箱(B3)安装在所述组合式热交换器(B2)的一侧；至少三个块状水槽(B5)，三个所述块状水槽(B5)分别安装在所述组合式热交换器(B2)的上侧、下侧以及所述TANK箱(B3)的顶部；磁力泵(B4),所述磁力泵(B4)安装在壳体(B1)的底板上；带水槽支架(B7)，所述带水槽支架(B7)安装在所述壳体(B1)的底板上，且块状水槽(B5)设置在带水槽支架(B7)上。2.根据权利要求1所述的大功率高效半导体直冷机，其特征在于，所述块状水槽(B5)包含冷端、热端两路水槽，冷端分别连接组合式热交换器(B2)的冷端出口和TANK箱(B3)的出口；还包括外接冷却水接头(B9)，热端分别连接有组合式热交换器(B2)的热端进、出口和外接冷却水接头(B9)的出、进口。3.根据权利要求1所述的大功率高效半导体直冷机，其特征在于，还包括软硬管转换接头(B6)，所述软硬管转换接头(B6)通过耐高低温丁晴橡胶软管(B8)与所述磁力泵(B4)的进口端相连接，磁力泵(B4)的出口端通过耐高低温丁晴橡胶软管(B8)与客户使用端连接。4.根据权利要求3所述的大功率高效半导体直冷机，其特征在于，所述软硬管转换接头(B6)安装在TANK箱(B3)的上方，所述软硬管转换接头(B6)与所述TANK箱(B3)之间通过孔联通，在其结合处使用O型圈密封。5.根据权利要求1所述的大功率高效半导体直冷机，其特征在于，所述组合式热交换器(B2)包括：上壳体(1)和下壳体(3)；中间换热模组(2)，所述中间换热模组位于上壳体(1)和下壳体(3)之间；一对整体散热块(5)，一对所述整体散热块(5)对称布置在所述中间换热模组(2)的两侧位置处，且一对所述整体散热块(5)与所述中间换热模组(2)焊接成一个整体，形成三个独立的带换热腔的整体结构，换热腔内注入有冷却液；至少两个半导体芯片(4)，所述半导体芯片(4)对称安装在整体散热块(5)与中间换热模组(2)之间的位置处。6.根据权利要求5所述的大功率高效半导体直冷机，其特征在于，一对所述整体散热块(5)通过螺栓分别与上壳体(1)、下壳体(3)连接；所述整体散热块(5)上均布置有用于密封的第一O型密封圈(6)。7.根据权利要求5所述的大功率高效半导体直冷机，其特征在于，所述中间换热模组(2)还包括散热模组外腔(2
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1)、整体散热块上(2
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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓波，张安邦，高扬，
申请(专利权)人：安徽中科新源半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：