CN111322902A - 一种两级换热精密温控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两级换热精密温控系统，包括一级换热器和二级换热器，一级换热器和二级换热器在第一循环流体侧串联，在第二循环流体侧并联，第一循环流体与第二循环流体在一级换热器中换热完成初调节，在二级换热器中换热完成细调节，通过调节厂务水流量调节阀，控制第二循环流体的温度精度，进而保证第一循环流体的控温精度达到±0.01℃，同时，两级换热器可以分开布置，通用性强，还可以满足第一循环流体特殊的需求。

Description

一种两级换热精密温控系统

技术领域

本发明涉及半导体温控系统，特别涉及一种两级换热精密温控系统。

背景技术

黄光是在半导体行业里，将硅片等晶片进行涂胶、软烘、曝光、显影、硬烤，使其光刻出一定图形的工艺。黄光区是指TFT工厂或者半导体工厂中的光刻区，包含光刻胶涂布、曝光、显影及刻蚀工序。黄光制程是指通过对涂覆在玻璃表面的光敏性物质(又称为光刻胶或光阻)，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后进行蚀刻脱膜并最终获得永久性图形的过程。

黄光制程的精确性和稳定性是直接影响产品品质的关键。为了保证黄光制程的质量，部分工艺步骤需要提供温控设备，控制其工作温度波动必须在规定范围内，因此需要配套高精密的恒温控制技术。

现有的温控设备采用单级热交换器，由于其换热效率低，且受机台空间尺寸的限制，换热器的换热面积很难做大，导致控温精度不理想，严重影响黄光工艺制程的效果。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种两级换热精密温控系统满足黄光工艺制程中对温控精度的要求。

技术方案：本发明所述的一种两级换热精密温控系统，包括第一循环流体系统、第二循环流体系统以及厂务水系统；第二循环流体系统和厂务水系统之间设置有板式换热器，第一循环流体系统和第二循环流体系统之间设置有一级换热器和二级换热器，一级换热器和二级换热器均包括第一循环流体进口、第一循环流体出口、第二循环流体进口、第二循环流体出口，二级换热器的第一循环流体出口与第一循环流体系统的出液侧连通，二级换热器的第一循环流体进口与一级换热器的第一循环流体出口相连，一级换热器的第一循环流体进口与第一循环流体系统的进液侧连通，第二循环流体系统的第二循环流体出口与一级换热器的第二循环流体进口和二级换热器的第二循环流体进口并联，第二循环流体系统的第二循环流体进口与一级换热器的第二循环流体出口和二级换热器的第二循环流体出口并联，第一循环流体系统的第一循环流体的流动方向与第二循环流体系统的第二循环流体的流动方向相反。

进一步的，第二循环流体系统包括水箱、设置在水箱上的水泵、内置于水箱中的加热部件，第二循环流体系统的第二循环流体进口的管路上设置有第一过滤器和流量计。

进一步的，第二循环流体系统还包括检测水泵出口第二循环流体温度的第一温度传感器，检测二级换热器出口第二循环流体温度的第二温度传感器，检测一级换热器出口第二循环流体温度的第三温度传感器。

进一步的，第二循环流体系统还包括检测水泵出口第二循环流体压力的压力传感器。

进一步的，第二循环流体系统还包括排液管路，所述排液管路上设置有截止阀。

进一步的，厂务水系统的进口管路上设置有流量调节阀和第二过滤器。

有益效果：本发明一种两级换热精密温控系统采用两级换热器实现第一循环流体与第二循环流体的换热，通过控制第二循环流体的温度精度，进而保证第一循环流体的控温精度；

本发明一种两级换热精密温控系统采用两级换热器，一级换热器主要完成控温精度的初调节，换热面积大，放置位置可以远离机台，二级换热器主要完成控温精度的细调节，换热面积小，占用机台空间小，整体布置方便。

本发明一种两级换热精密温控系统采用两种独立的第一循环流体和第二循环流体，第一循环流体和第二循环流体互不混合，保证第一循环流体特殊的需求，通用性强。

附图说明

图1是本实施例的系统原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种两级换热精密温控系统，包括第一循环流体系统、第二循环流体系统以及厂务水系统。

第二循环流体系统和厂务水系统之间设置有板式换热器7，厂务水系统的进口管路上设置有流量调节阀13和第二过滤器14。

第一循环流体系统和第二循环流体系统之间设置有一级换热器3和二级换热器1，一级换热器3和二级换热器1均包括第一循环流体进口、第一循环流体出口、第二循环流体进口、第二循环流体出口，二级换热器1的第一循环流体出口与第一循环流体系统的出液侧连通，二级换热器1的第一循环流体进口与一级换热器3的第一循环流体出口相连，一级换热器3的第一循环流体进口与第一循环流体系统的进液侧连通，第二循环流体系统的第二循环流体出口与一级换热器3的第二循环流体进口和二级换热器1的第二循环流体进口并联，第二循环流体系统的第二循环流体进口与一级换热器3的第二循环流体出口和二级换热器1的第二循环流体出口并联，第一循环流体系统的第一循环流体的流动方向与第二循环流体系统的第二循环流体的流动方向相反。

第二循环流体系统包括水箱8、设置在水箱8上的水泵10、内置于水箱8中的加热部件，第二循环流体系统的第二循环流体进口的管路上设置有第一过滤器5和流量计6。

第二循环流体系统还包括检测水泵10出口第二循环流体温度的第一温度传感器12，检测二级换热器1出口第二循环流体温度的第二温度传感器2，检测一级换热器3出口第二循环流体温度的第三温度传感器4。

为了检测水泵10出口循环流体压力，第二循环流体系统还包括检测水泵10出口第二循环流体压力的压力传感器11。

为了便于清洗和处理第二循环流体内的流体和管道，第二循环流体系统还包括排液管路，所述排液管路上设置有截止阀15。

工作原理：用第一循环流体带走黄光工艺制程中产生的热量，经过两级换热器把热量转移到第二循环流体，通过控制第二循环流体的温度精度，调节第一循环流体的温度精度，进而实现对黄光工艺制程工作温度的精密控制。

过程中，通过第一温度传感器12采集的第二循环流体温度信号，由微电脑处理系统分析计算后控制厂务水流量调节阀13开度，进而控制厂务水流体的流量，并通过电加热部件9控温后，实现第二循环流体高精度控制，保证第二循环流体的温度波动在±0.01℃以内。

过程中，通过第二温度传感器2采集的二级换热器出口第二循环流体的温度信号和第三温度传感器4采集的一级换热器出口第二循环流体的温度信号，由微电脑处理系统分析计算后控制水泵的频率，进而调节水泵第二循环流体的流量。黄光工艺制程中第一循环流体带出的热量先在一级换热器3内与±0.01℃的第二循环流体换热，完成第一循环流体温度的初调节，带走大部分黄光工艺制程产生的热量。然后第一循环流体经过一级换热器3换热后再进入二级换热器1，在二级换热器1内与±0.01℃的第二循环流体继续换热，完成控温精度的细调节，保证第一循环流体的控温精度达到±0.01℃，进而保证工艺制程的工作温度。

Claims (6)

1.一种两级换热精密温控系统，包括第一循环流体系统、第二循环流体系统以及厂务水系统；第二循环流体系统和厂务水系统之间设置有板式换热器(7)，其特征在于第一循环流体系统和第二循环流体系统之间设置有一级换热器(3)和二级换热器(1)，一级换热器(3)和二级换热器(1)均包括第一循环流体进口、第一循环流体出口、第二循环流体进口、第二循环流体出口，二级换热器(1)的第一循环流体出口与第一循环流体系统的出液侧连通，二级换热器(1)的第一循环流体进口与一级换热器(3)的第一循环流体出口相连，一级换热器(3)的第一循环流体进口与第一循环流体系统的进液侧连通，第二循环流体系统的第二循环流体出口与一级换热器(3)的第二循环流体进口和二级换热器(1)的第二循环流体进口并联，第二循环流体系统的第二循环流体进口与一级换热器(3)的第二循环流体出口和二级换热器(1)的第二循环流体出口并联，第一循环流体系统的第一循环流体的流动方向与第二循环流体系统的第二循环流体的流动方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种两级换热精密温控系统，其特征在于第二循环流体系统包括水箱(8)、设置在水箱(8)上的水泵(10)、内置于水箱(8)中的加热部件，第二循环流体系统的第二循环流体进口的管路上设置有第一过滤器(5)和流量计(6)。

3.根据权利要求2所述的一种两级换热精密温控系统，其特征在于第二循环流体系统还包括检测水泵(10)出口第二循环流体温度的第一温度传感器(12)，检测二级换热器(1)出口第二循环流体温度的第二温度传感器(2)，检测一级换热器(3)出口第二循环流体温度的第三温度传感器(4)。

4.根据权利要求3所述的一种两级换热精密温控系统，其特征在于第二循环流体系统还包括检测水泵(10)出口第二循环流体压力的压力传感器(11)。

5.根据权利要求4所述的一种两级换热精密温控系统，其特征在于第二循环流体系统还包括排液管路，所述排液管路上设置有截止阀(15)。

6.根据权利要求1所述的一种两级换热精密温控系统，其特征在于厂务水系统的进口管路上设置有流量调节阀(13)和第二过滤器(14)。

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