一种内嵌管道的冷却盘及其制备方法技术

本发明专利技术涉及冷却盘技术领域，公开了一种内嵌管道的冷却盘及其制备方法，其包括：U型底盘、盘芯、螺旋水道盖板、螺旋水道、出水管、进水管、出水避让孔、进水避让孔、定位销孔和通孔，且这些部件均采用PVDF材质，通过热熔焊和红外激光焊接技术，将冷却盘的部件进行无缝隙焊接，通过自身基材的焊接和结合，确保自身材质之间的最小排斥和提高每个部件之间的紧密结合，该冷却盘可以大大改善晶圆冷却的效果和时效，大大提高冷却盘的耐久性和无损晶圆片，可以避免晶圆片加工时的杂质引入等。以避免晶圆片加工时的杂质引入等。以避免晶圆片加工时的杂质引入等。

【技术实现步骤摘要】
一种内嵌管道的冷却盘及其制备方法


[0001]本专利技术涉及冷却盘
，具体涉及一种内嵌管道的冷却盘及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，随着科技的快速发展，集成电路的产业越来越蓬勃发展，现如今市场上的芯片主要以硅基或化合物半导体材质，硅基或化合物半导体的芯片现在已经采用6寸、8寸和12寸的晶圆片进行设计和制造，在这些集成电路芯片的生产制造中，会经常有加热和降温的工序，加热一般是对晶圆片进行沉积各种薄膜或掺杂离子等，在薄膜沉积或掺杂离子后，如果采用自然冷却，需要冷却较长时间，晶圆片的冷却的效果和冷却的时间是整个芯片加工中的重要环节，这对于集成电路的制造的时效性有极大的影响；如果采用冷却设备进行冷却，成本较高，且冷却设备一般采用冷却管道进行蛇形走线或环形走线，这种管道走线虽然可以降温、一体成型的管线可以避免焊接和渗漏的影响，但管道的冷却却不均匀，占用空间比较大等，集成电路在微纳尺寸内就会布局若干个芯片单元，若冷却不均匀就会对芯片的良率产生很大的影响。
[0003]在冷却盘中，经常采用水循环进行冷却，在水道内部的流量和强度将直接影响盘体的散热效率，且水道不能出现焊接缺陷、渗漏等异常问题。这就对冷却盘的材质要求严格，对其材质的加工要求严格，对其材质的后期使用要求严格，故：找寻合理的冷却盘材料，也是至关重要的。聚偏氟乙稀(PVDF)是一种高度非反应性热塑性含氟聚合物，其可通过1，1
‑
二氟乙烯的聚合反应合成，具有抗老化、耐化学药品、耐气候、耐紫外光辐射等优良性能。可用作工程塑料，用于制密封圈耐腐蚀设备、电容器，也用作涂料、绝缘材料和离子交换膜材料等。在对聚偏氟乙烯材质进行加工出大面积的冷却盘是相当有难度的，传统的加工工艺很难加工出性能优良的冷却盘。

技术实现思路

[0004]本专利技术选取PVDF材质，经过多工序的铣磨技术、钻取技术和焊接技术等，将加工出的U型底盘、盘芯、螺旋水道盖板、螺旋水道、出水管、进水管、出水避让孔、进水避让孔、定位销孔和通孔，结合热熔焊接技术和红外激光焊接技术，将冷却盘的各个部件进行对应的焊接拼接，以实现冷却盘的制备，该冷却盘可以耐久和高效地工作，对晶圆片进行均衡化冷却，不会带来杂质的引入，实现清洁冷却等。
[0005]一种内嵌管道的冷却盘，所述冷却盘包括：U型底盘、U型盘芯、螺旋水道盖板、螺旋水道、出水管、进水管、出水避让孔、进水避让孔、定位销孔和通孔，所述U型底盘的四周设有通孔，所述通孔用于限定U型底盘与关联设备的位置和U型底盘内杂物的排出，所述U型盘芯内固定连接所述螺旋水道，且所述U型盘芯与所述螺旋水道完全连接，在所述螺旋水道的两端分别连接所述出水管和进水管，且所述出水管和进水管均固定连接在所述U型盘芯上，所述螺旋水道盖板上分别设有出水避让孔和进水避让孔，所述出水避让孔和进水避让孔与对应地出水管和进水管相配合，所述螺旋水道盖板固定连接在装有所述螺旋水道的U型盘芯
上，所述U型盘芯固定连接在所述U型底盘上，所述定位销孔是贯穿于所述U型底盘、螺旋水道盖板和U型盘芯，所述U型盘芯、螺旋水道、螺旋水道盖板、出水管和进水管形成进水到出水的流畅水道，且形成除出水口和进水口之外的封闭空间。
[0006]进一步地，所述U型盘芯的中心与所述U型底盘的中心在同一直线上。
[0007]进一步地，所述U型盘芯、螺旋水道盖板和所述U型底盘均为圆形。
[0008]进一步地，所述U型盘芯、U型底盘、螺旋水道盖板、螺旋水道、出水管和进水管均采用有机材质。
[0009]进一步地，所述有机材质选取聚偏二氟乙烯(PVDF)。
[0010]进一步地，所述固定连接选取焊接技术加工的固定连接。
[0011]进一步地，所述固定连接选取热熔焊的焊接和/或红外激光器的焊接。
[0012]进一步地，所述热熔焊的焊接包括焊料和焊接加热器，所述焊料选取聚偏二氟乙烯(PVDF)材料。
[0013]进一步地，所述螺旋水道壁的厚度小于所述螺旋水道的宽度。
[0014]进一步地，所述螺旋水道壁的厚度为所述螺旋水道的宽度的0.4
‑
0.8倍。
[0015]进一步地，所述进水管固定连接在所述U型盘芯的中心处，所述出水管固定连接在所述U型盘芯的边缘处。
[0016]进一步地，所述螺旋水道壁为方形水道壁。
[0017]进一步地，所述U型盘芯的底板内侧为平面设置。
[0018]进一步地，所述U型底盘与所述U型盘芯固定连接的接触面均为平面设置。
[0019]进一步地，从所述U型底盘与所述U型盘芯连接边缘至U型底盘壁的内侧为斜面设置，所述斜面是向U型底盘壁进行向下倾斜。
[0020]进一步地，所述斜面的切斜角度选取5
‑
15
°
。
[0021]进一步地，所述U型盘芯选取6寸、8寸或12寸的盘芯。
[0022]进一步地，所述U型盘芯的直径与所述U型底盘的直径之比为2:3
‑
4:5。
[0023]一种内嵌管道的冷却盘的制备方法，所述步骤具体如下：
[0024]步骤1：制胚
[0025]按照胚料的不同规格，进行选取不同规格的PVDF材质的圆锭，将其放入切割机床上，按其对应的规格尺寸，采用切割机床上的大齿切割刀，再配合切割辅助液进行切割，切割出规格尺寸的盘胚，作为后续盘芯、螺旋水道盖板和底盘加工的原胚；
[0026]步骤2：制底盘
[0027]选取步骤1的底盘原胚，将其放入铣磨机床上，并用工装夹具将其稳定固定；采用铣磨机床上的平面铣刀和球面铣刀的相互配合，对底盘原胚进行多次铣磨；选取小径球形铣刀，将其运行的轨迹中心与底盘原胚的中心调整到中轴线上，将小径球形铣刀垂直于底盘原胚的表面，且与盘芯的外直径相对应的位置处，进行启动下刀，铣磨一圈，形成第一环槽体；选取大径球形铣刀，大径球形铣刀的运行轨迹的中心与底盘原胚的中心调整到中轴线上，大径球形铣刀可以进行自由切换运行轨迹的大小，将大径球形铣刀放入小径球形铣刀走过的轨迹上，进行启动下刀，大径球形铣刀铣磨出规格厚度和铣磨范围进行铣磨，完成第一次挖槽环节，形成浅槽U型盘胚；选取大型平面铣刀，将其中心与所述底盘原胚的中心调整到中轴线上，按照设置的厚度和范围，进行浅槽U型盘胚的平面修整和浅槽U型盘胚的
中心处深槽加工，加工出台阶状的槽体，完成第一次挖槽环节的修整，形成深槽U型盘胚，所述深槽U型盘胚的底面为平面；选取螺旋铣刀，将其运行的轨迹中心与所述底盘原胚的中心调整到中轴线上，对所述底盘原胚的台阶进行钻取通孔，按照设置的加工程序，螺旋铣刀在所述台阶上加工出所需通孔；选取小型平面铣刀，将其运行的轨迹中心与所述底盘原胚的中心调整到中轴线上，按照设置的加工线路，进行通孔壁的加工、台阶的切割以及斜面的制作，最终实现一定厚度的通孔壁和在台阶处出现内高外低的斜面，且该面的内侧是与深槽U型盘胚的底面相齐平，加工出盘胚底盘；采用铣磨机床上的倒角铣刀，对盘胚底盘上暴露出的四周边缘进行倒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内嵌管道的冷却盘，其特征在于，所述冷却盘包括：U型底盘、U型盘芯、螺旋水道盖板、螺旋水道、出水管、进水管、出水避让孔、进水避让孔、定位销孔和通孔，所述U型底盘的四周设有通孔，所述通孔用于限定U型底盘与关联设备的位置和U型底盘内杂物的排出，所述U型盘芯内固定连接所述螺旋水道，且所述U型盘芯与所述螺旋水道完全连接，在所述螺旋水道的两端分别连接所述出水管和进水管，且所述出水管和进水管均固定连接在所述U型盘芯上，所述螺旋水道盖板上分别设有出水避让孔和进水避让孔，所述出水避让孔和进水避让孔与对应地出水管和进水管相配合，所述螺旋水道盖板固定连接在装有所述螺旋水道的U型盘芯上，所述U型盘芯固定连接在所述U型底盘上，所述定位销孔是贯穿于所述U型底盘、螺旋水道盖板和U型盘芯，所述U型盘芯、螺旋水道、螺旋水道盖板、出水管和进水管形成进水到出水的流畅水道，且形成除出水口和进水口之外的封闭空间。2.根据权利要求1所述的一种内嵌管道的冷却盘，其特征在于，所述U型盘芯的中心与所述U型底盘的中心在同一直线上。3.根据权利要求1所述的一种内嵌管道的冷却盘，其特征在于，所述U型盘芯、螺旋水道盖板和所述U型底盘均为圆形。4.根据权利要求1所述的一种内嵌管道的冷却盘，其特征在于，所述U型盘芯、U型底盘、螺旋水道盖板、螺旋水道、出水管和进水管均采用有机材质。5.根据权利要求4所述的一种内嵌管道的冷却盘，其特征在于，所述有机材质选取聚偏二氟乙烯(PVDF)。6.根据权利要求5所述的一种内嵌管道的冷却盘，其特征在于，所述固定连接选取焊接技术加工的固定连接。7.根据权利要求6所述的一种内嵌管道的冷却盘，其特征在于，所述固定连接选取热熔焊的焊接和/或红外激光器的焊接。8.根据权利要求7所述的一种内嵌管道的冷却盘，其特征在于，所述热熔焊的焊接包括焊料，所述焊料选取聚偏二氟乙烯(PVDF)材料。9.根据权利要求1所述的一种内嵌管道的冷却盘，其特征在于，所述U型盘芯选取6寸、8寸或12寸的盘芯。10.一种内嵌管道的冷却盘的制备方法，其特征在于，所述步骤具体如下：步骤1：制胚按照胚料的不同规格，进行选取不同规格的PVDF材质的圆锭，将其放入切割机床上，按其对应的规格尺寸，采用切割机床上的大齿切割刀，再配合切割辅助液进行切割，切割出规格尺寸的盘胚，作为后续盘芯、螺旋水道盖板和底盘加工的原胚；步骤2：制底盘选取步骤1的底盘原胚，将其放入铣磨机床上，并用工装夹具将其稳定固定；采用铣磨机床上的平面铣刀和球面铣刀的相互配合，对底盘原胚进行多次铣磨；选取小径球形铣刀，将其运行的轨迹中心与底盘原胚的中心调整到中轴线上，将小径球形铣刀垂直于底盘原胚的表面，且与盘芯的外直径相对应的位置处，进行启动下刀，铣磨一圈，形成第一环槽体；选取大径球形铣刀，大径球形铣刀的运行轨迹的中心与底盘原胚的中心调整到中轴线上，大径球形铣刀可以进行自由切换运行轨迹的大小，将大径球形铣刀放入小径球形铣刀走过的轨迹上，进行启动下刀，大径球形铣刀铣磨出规格厚度和铣磨范围进行铣磨，完成第一次挖
槽环节，形成浅槽U型盘胚；选取大型平面铣刀，将其中心与所述底盘原胚的中心调整到中轴线上，按照设置的厚度和范围，进行浅槽U型盘胚的平面修整和浅槽U型盘胚的中心处深槽加工，加工出台阶状的槽体，完成第一次挖槽环节的修整，形成深槽U型盘胚，所述深槽U型盘胚的底面为平面；选取螺旋铣刀，将其运行的轨迹中心与所述底盘原胚的中心调整到中轴线上，对所述底盘原胚的台阶进行钻取通孔，按照设置的加工程序，螺旋铣刀在所述台阶上加工出所需通孔；选取小型平面铣刀，将其运行的轨迹中心与所述底盘原胚的中心调整到中轴线上，按照设置的加工线路，进行通孔壁的加工、台阶的切割以及斜面的制作，最终实现一定厚度的通孔壁和在台阶处出现内高外低的斜面，且该面的内侧是与深槽U型盘胚的底面相齐平，加工出盘胚底盘；采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁树海，
申请(专利权)人：厦门莱蔓新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：