坚膜烘箱温度控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种坚膜烘箱温度控制系统，包括加热器、带PID控制的温度控制器、固态继电器和24V直流电源。加热器的电源端通过固态继电器的输出端和接触器的触点连接到220V交流电源，所述固态继电器的输入端连接温度控制器的输出端，温度控制器的输入端连接位于烘箱内的温度传感器。其优点是：本实用新型专利技术用带PID控制的数显温控器、固态继电器和24V直流电源控制温度，并使用新加热器，使得烘箱内温度的重复性和稳定性较好，有利于产品质量的稳定。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
坚膜烘箱温度控制系统
本技术涉及一种半导体工业控制系统，具体是一种坚膜烘箱温度控制系统。
技术介绍
现有的坚膜烘箱升温速度很慢:当烘箱温度稳定在设定值(145度左右)时，把门打开，取出处理好的晶片，装好待处理的晶片后关上门，要经过15分钟左右才能达到工艺温度下限值(140度)，而且这是在只放2片架晶片的情况下，如果放4个片架(该烘箱一次最多能放4个片架)，则要经过25分钟左右才能达到工艺温度下限值。在整个生产过程中，温度一直处于升温过程中。生产结束时，烘箱温度还没有达到稳定。导致在当前的条件下，每次最多只能处理2个片架晶片才能保证出来的产品是合格的，而该设备每次最大处理能力是4个片架，显然，设备的生产能力未得到充分利用。这种情况对产品质量和生产效率影响很大。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种坚膜烘箱温度控制系统，改善坚膜烘箱的升温速度和温度控制，确保工艺的稳定和充分利用该烘箱的生产能力。按照本技术提供的技术方案，所述坚膜烘箱温度控制系统包括加热器，所述加热器的电源端通过固态继电器的输出端和接触器的触点连接到220V交流电源，所述固态继电器的输入端连接温度控制器的输出端，温度控制器的输入端连接位于烘箱内的温度传感器，温度控制器的电源端接220V交流电源；所述接触器的线圈一端接公共地，接触器的线圈另一端分别连接第一时间继电器的第一输入端、第二时间继电器的第一输入端，所述接触器的线圈另一端还经过第二时间继电器的常开触点、第一时间继电器的常闭触点和停止按钮连接开关电源的输出正端，所述接触器的线圈另一端还经过开始按钮和第一时间继电器的常开触点接公共地，所述开关电源的输出负端接公共地，开关电源的输入端接220V交流电源；所述第一时间继电器的第二输入端以及第二时间继电器的第二输入端接公共地。所述温度控制器采用余姚温度仪表厂有限责任公司的型号为XMTA-7532的温度控制器，是带PID控制的数显温控器。所述加热器包括加热丝及支撑陶瓷架，所述加热丝缠绕在支撑陶瓷架上，加热丝功率为2KW。本技术的优点是:( I)使用新的温度控制系统后每次能做4个片架，生产效率得到大幅提高。(2)升温速度大大加快，而且即使有外部干扰，新的控制系统也能自动使实际温度迅速稳定在设定值，故温度的重复性和稳定性较好，从而产品质量的稳定性较好。(3)对原系统改造成本低，需要设备停机时间短。【附图说明】图1是本技术电路原理图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。经过对现有系统的分析，在烘箱主体结构不变的情况下，影响升温速度的因素主要有以下几种:(I)加热器功率；(2)温度控制系统的控制方式；(3) N2 (氮气)流量；(4)排风速度。以上几种因素中，其中第(3)项“N2(氮气)流量”由于工艺上已规定为50±5 SCFH,可调范围很小，而且对升温速度的影响有限，因此不考虑调整。第(4)项“排风速度”由于排风量目前不可调，即便改装成可调的，影响也不大，更何况排风量也不能调得太小，因此也不予考虑。至于第(2)项“温度控制系统的控制方式”，该烘箱的设定温度是用电位器设定的，再通过一块温度控制板来控制温度的:当实际温度比设定温度低较多(约5度左右)时，温度控制系统使加热器以最大功率加热，此时温度以最大速率上升；当实际温度比设定温度低但又接近设定温度时，控制系统使加热器以部分功率加热，实际温度越接近设定温度，加热功率就越低，这样就可使温度最后稳定在设定值。由此可见，在加热器功率不变的条件下，该温度控制系统对当烘箱温度小于工艺温度下限值时的升温速度没有影响，但对工艺温度下限值到工艺温度设定值这一段的升温速度影响很大。很显然，加热器功率对升温速度影响最大，加热器功率越大，升温速度越快。根据上述分析，我们采用新的温度控制系统，其一，增大加热器功率，以提高当烘箱温度小于工艺温度下限值时的升温速度，使温度快速达到工艺范围内；其二，改进温度控制系统的控制方式，以加快工艺温度下限值到工艺温度设定值这一段的升温速度，使升温快速稳定。如图1所示，本技术所述的坚膜烘箱温度控制系统包括加热器HEATER，加热器HEATER的电源端通过固态继电器SSR的输出端和接触器Contacter的触点连接到220V交流电源，所述固态继电器SSR的输入端连接温度控制器XMTA-7532的输出端，温度控制器的输入端连接位于烘箱内的温度传感器(采用钼热电阻PtlOO)，温度控制器的电源端接220V交流电源；所述接触器Contacter的线圈一端接公共地24V COMMON,接触器Contacter的线圈另一端分别连接第一时间继电器Timer Relayl的第一输入端、第二时间继电器Timer Relay2的第一输入端,所述接触器Contacter的线圈另一端还经过第二时间继电器Timer Relay2的常开触点、第一时间继电器Timer Relayl的常闭触点和停止按钮STOP连接开关电源24V DC POWER SUPPLY的输出正端，所述接触器Contacter的线圈另一端还经过开始按钮START和第一时间继电器Timer Relayl的常开触点接公共地24V COMMON，所述开关电源的输出负端接公共地24V COMMON，开关电源的输入端接220V交流电源；所述第一时间继电器Timer Relayl的第二输入端以及第二时间继电器Timer Relay2的第二输入端接公共地24V COMMON。[0021 ] 具体采用的零部件包括:①加热丝(加热器包括加热丝及支撑陶瓷架，新的加热丝直接缠绕在原加热器的支撑陶瓷架上):2KW, 220VAC,直径 5MM，耐氧化，无尘。②温度控制器:型号:XMTA-7532，规格:Ptl00，0?200.0 度。温度设定值和实际值双排数码显示，带驱动固态继电器的PID控制。制造厂家:余姚温度仪表厂有限责任公司。③固态继电器:输入电压:24VDC;输出功率:220VAC，40A。④固态继电器用散热器及导热硅脂。⑤开关电源:输入电压:220VAC;输出电压:24VDC;输出电流:5A。总之，本技术用带PID控制的数显温控器，固态继电器和24V直流电源控制温度，使用新加热器(电压为220V，功率为2KW〈25欧姆左右〉)。风机电源仍用120V交流电源，而加热器和温控器使用220V交流电源。改造后的温度控制系统是一种数字式的，具有闭环反馈控制和PID调节的温控系统，工艺温度可以用数字方式直接设定并显示，而且温度稳定时，实际温度值与设定值的温度偏差不超过±0.1度，并且即使外部条件，如N2 (氮气)流量，排风速度，环境温度等影响烘箱温度的因素发生变化，该温控系统也能自动进行调整，使实际温度值最后稳定在设定温度。因此，使用本温度控制系统，温度的重复性和稳定性较好，有利于产品质量的稳定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
坚膜烘箱温度控制系统，包括加热器，其特征是：所述加热器的电源端通过固态继电器的输出端和接触器的触点连接到220V交流电源，所述固态继电器的输入端连接温度控制器的输出端，温度控制器的输入端连接位于烘箱内的温度传感器，温度控制器的电源端接220V交流电源；所述接触器的线圈一端接公共地，接触器的线圈另一端分别连接第一时间继电器的第一输入端、第二时间继电器的第一输入端，所述接触器的线圈另一端还经过第二时间继电器的常开触点、第一时间继电器的常闭触点和停止按钮连接开关电源的输出正端，所述接触器的线圈另一端还经过开始按钮和第一时间继电器的常开触点接公共地，所述开关电源的输出负端接公共地，开关电源的输入端接220V交流电源；所述第一时间继电器的第二输入端以及第二时间继电器的第二输入端接公共地。

【技术特征摘要】
1.坚膜烘箱温度控制系统，包括加热器，其特征是:所述加热器的电源端通过固态继电器的输出端和接触器的触点连接到220V交流电源，所述固态继电器的输入端连接温度控制器的输出端，温度控制器的输入端连接位于烘箱内的温度传感器，温度控制器的电源端接220V交流电源；所述接触器的线圈一端接公共地，接触器的线圈另一端分别连接第一时间继电器的第一输入端、第二时间继电器的第一输入端，所述接触器的线圈另一端还经过第二时间继电器的常开触点、第一时间继电器的常闭触点和停止按钮连接开关电源的输出正端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖海涛，万明正，缪海兵，
申请(专利权)人：无锡邑文电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：