CN219934668U - 水冷电极和高温炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水冷电极和应用该水冷电极的高温炉，所述水冷电极包括电极和支撑座，所述电极包括第一段和第二段，所述第一段适于与石墨加热器相连，所述第二段适于与电缆相连；所述支撑座套设于所述第一段的外周侧，所述支撑座内设有第一冷却通道，所述第一冷却通道沿所述电极的周向延伸，并适于供冷却液流通以冷却所述第一段。本实用新型实施例的水冷电极具有冷却效率较高的优点。

Description

水冷电极和高温炉

技术领域

本实用新型涉及半导体制备设备技术领域，具体地，涉及一种水冷电极和应用该水冷电极的高温炉。

背景技术

SiC高温炉的炉体内工作温度在1200℃以上，短时间内可达到2000℃，目前此类高温炉采用石墨电阻加热，通过电流的热效应对石墨电阻进行加热，从而使炉体内温度升高。相关技术中的水冷电极的冷却效果不高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种水冷电极，该水冷电极具有冷却效率较高的优点。

本实用新型的实施例还提出一种高温炉。

本实用新型实施例的水冷电极包括电极，所述电极包括第一段和第二段，所述第一段适于与石墨加热器相连，所述第二段适于与电缆相连；支撑座，所述支撑座套设于所述第一段的外周侧，所述支撑座内设有第一冷却通道，所述第一冷却通道沿所述电极的周向延伸，并适于供冷却液流通以冷却所述第一段。

本实用新型实施例的水冷电极具有冷却效率较高的优点。

在一些实施例中，所述第二段内设有第二冷却通道，所述第二冷却通道沿所述电极的长度方向延伸，且所述第二冷却通道的进液端和排液端都设于所述第二段背离所述第一段的一端，所述第二冷却通道适于供冷却液流通以冷却所述第二段。

在一些实施例中，所述第一冷却通道的宽度尺寸和所述第二冷却通道的长度尺寸之和大于或等于所述电极的长度尺寸。

在一些实施例中，所述水冷电极包括端盖，所述端盖设有进液管和排液管，所述端盖与所述电极密封连接，且所述进液管与所述第二冷却通道的一端连通，所述排液管与所述第二冷却通道的另一端连通。

在一些实施例中，所述电极内设有长孔，所述长孔沿所述电极的长度方向延伸，所述端盖包括导流管，所述导流管装配于所述长孔内，所述导流管的外壁与所述长孔内壁之间具有环形间隙，所述导流管的一端与所述长孔的孔底之间具有间隙，且所述导流管远离所述孔底的一端的内腔与所述排液管相连，所述环形间隙远离所述孔底的一端与所述进液管相连。

在一些实施例中，所述第一冷却通道与所述第二冷却通道相连，以供冷却液在所述第一冷却通道与所述第二冷却通道之间流通。

在一些实施例中，所述水冷电极包括壳体，所述壳体套设于至少部分所述第二段的外周侧并沿所述电极的长度方向延伸，所述壳体包括第一腔和第二腔，所述端盖设于所述第一腔内，所述第二段设有连接件，以供所述电缆和所述第二段连接，所述连接件位于所述第二腔内。

在一些实施例中，所述壳体内设有环形凸缘，所述环形凸缘的内缘与所述电极外壁之间设有第一密封圈，以在所述环形凸缘的两侧密封分隔形成所述第一腔和所述第二腔。

在一些实施例中，所述壳体靠近所述支撑座的一端设有多个密封圈，所述密封圈的内缘与所述电极的外周壁密封相连。

本实用新型实施例的高温炉包括炉体和水冷电极，所述水冷电极可以为上述任一实施例中所述的水冷电极，所述水冷电极设于所述炉体的内壁。

附图说明

图1是本实用新型实施例的水冷电极的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的水冷电极的剖视示意图。

附图标记：

电极1；第一段11；第二段12；长孔121；连接件122；

端盖2；进液管21；排液管22；导流管23；

支撑座3；第一冷却通道31；

壳体4；第一腔41；第二腔42；密封圈43。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型实施例的水冷电极包括电极1和支撑座3。

电极1包括第一段11和第二段12，第一段11适于与石墨加热器相连，第二段12适于与电缆相连。

具体地，电极1为圆柱状，电极1沿竖直方向延伸，第一段11的直径小于第二段12的直径，第一段11位于第二段12的下端，第一段11的下端与石墨加热器连接，第二段12的外壁与电缆相连，电极1为导体，可将电缆的中的电流输送至石墨加热器中，石墨加热器产生焦耳热，从而对炉体的炉腔进行加热。

支撑座3套设于第一段11的外周侧，支撑座3内设有第一冷却通道31，第一冷却通道31沿电极1的周向延伸，并适于供冷却液流通以冷却第一段11。

具体地，支撑座3套设于第一段11的外周侧，以支撑电极1的下端部，支撑座3为环形结构，且支撑座3内设有沿电极1的第一部的周向延伸的第一冷却通道31，第一冷却通道31内可供冷却液流动，当冷却液在第一冷却通道31内流动时，冷却液与支撑座3进行换热，将支撑座3内的热量带出第一冷却通道31，使支撑座3降温，进而对第一段11进行冷却。

本实用新型实施例的水冷电极设有带有第一冷却通道31的支撑座3，且支撑座3套设在电极1的第一段11的外周侧，以对电极1的第一段11进行降温散热，从而提高了电极1与石墨加热器连接处的散热效率，进而能够防止电极1与石墨加热器连接处受热不均匀引起故障，从而使本实用新型实施例的水冷电极具有冷却效率较高的优点。

在一些实施例中，第二段12内设有第二冷却通道，第二冷却通道沿电极1的长度方向延伸，且第二冷却通道的进液端和排液端都设于第二段12背离第一段11的一端，第二冷却通道适于供冷却液流通以冷却第二段12。

具体地，第二段12位于第一段11的上端，且第二段12沿竖直方向延伸，第二冷却通道位于第二段12内，且第二冷却通道沿竖直方向延伸，第二冷却通道具有进液端和排液端，进液端和排液端都位于第二段12的上端，第二冷却通道从第二段12的上端延伸至第二段12的下端，以供冷却液在第二段12内流动，以对第二段12进行冷却。

由此，第一冷却通道31供冷却液在第一段11内流动以对第一段11进行散热，第二冷却通道供冷却液在第二段12内流动以对第二段12进行散热，从而能够在电极1工作的同时对第一段11和第二段12进行散热，使电极1整体都处于额定温度以下，使本实用新型实施例的水冷电极具有较高的冷却效率。

在一些实施例中，第一冷却通道31的宽度尺寸和第二冷却通道的长度尺寸之和大于或等于电极1的长度尺寸。

具体地，第一冷却通道31的宽度尺寸为第一冷却通道31的内腔在上下方向上的尺寸，第二冷却通道的长度尺寸为第二冷却通道的最下端与第二段12的上端的间距，电极1的长度尺寸为电极1的上端和电极1的下端的间距。

由此，第一冷却通道31的宽度尺寸和第二冷却通道的长度尺寸之和大于或等于电极1的长度尺寸，使第一冷却通道31和第二冷却通道在竖直方向上能够完全覆盖电极1，使电极1上的任意位置都能在第一冷却通道31和第二冷却通道的冷却范围内，使电极1整体都处于额定温度以下，使本实用新型实施例的水冷电极具有较高的冷却效率。

在一些实施例中，水冷电极包括端盖2，端盖2设有进液管21和排液管22，端盖2与电极1密封连接，且进液管21与第二冷却通道的一端连通，排液管22与第二冷却通道的另一端连通。

具体地，端盖2设于第二段12的上端，端盖2内设有进液管21和排液管22，且进液管21的上端设有第一接口，排液管22的上端设有第二接口，进液管21和排液管22都沿竖直方向贯穿端盖2，端盖2可拆卸地与第二段12相连，且端盖2与第二段12之间密封相连，以在端盖2安装于电极1上时，保持进液管21和第二冷却通道之间、排液管22和第二冷却通道之间的密封性，避免冷却液从端盖2和第二段12之间漏出。

由此，端盖2与第二段12之间密封相连，且进液管21的上端设有第一接口，排液管22的上端设有第二接口，以便于将端盖2和冷却液供给系统可拆卸地相连，从而便于向第二冷却通道内通入冷却液。

在一些实施例中，电极1内设有长孔121，长孔121沿电极1的长度方向延伸，端盖2包括导流管23，导流管23装配于长孔121内，导流管23的外壁与长孔121内壁之间具有环形间隙，导流管23的一端与长孔121的孔底之间具有间隙，且导流管23远离孔底的一端的内腔与排液管22相连，环形间隙远离孔底的一端与进液管21相连。

具体地，长孔121的孔口位于第二段12的上端，长孔121的孔底向下延伸至第二段12的下端，导流管23从端盖2的下端向下侧延伸，且导流管23的直径小于长孔121的内径，使导流管23能够装配在长孔121内，并在导流管23的外壁与长孔121内壁之间产生环形间隙，导流管23的下端与长孔121的孔底之间具有设定间隙。

当冷却液在第一冷却通道31内流动时，从进液管21进入导流管23与长孔121内壁之间的环形间隙内，并从导流管23的下端与长孔121的孔底之间的设定间隙流至导流管23内，并从排液管22中流出。

由此，冷却液流至环形间隙内，与长孔121内壁进行换热，然后再从导流管23中流出，能够提高冷却液与第二段12之间的换热效果，进而提高冷却液对第二段12的冷却效果，使本实用新型实施例的水冷电极具有较高的冷却效率。

在一些实施例中，第一冷却通道31与第二冷却通道相连，以供冷却液在第一冷却通道31与第二冷却通道之间流通。

具体地，第一冷却流道可与第二冷却流道串联连接，即冷却液在第二冷却流道内流动，对第二段12进行冷却后，从第二冷却流道的排液端流出，并流至第一冷却流道内，对第一段11进行冷却。

在一些实施例中，水冷电极包括壳体4，壳体4套设于至少部分第二段12的外周侧并沿电极1的长度方向延伸，壳体4包括第一腔41和第二腔42，端盖2设于第一腔41内，第二段12设有连接件122，以供电缆和第二段12连接，连接件122位于第二腔42内。

壳体4内设有环形凸缘，环形凸缘的内缘与电极1外壁之间设有第一密封圈43，以在环形凸缘的两侧密封分隔形成第一腔41和第二腔42。

具体地，壳体4分为第一腔41和第二腔42，第一腔41和第二腔42互不连通，端盖2和部分第二段12位于第一腔41内，以对电极1进行水冷，电极1与电缆的连接处设有连接件122，连接件122将电缆的端部固定与电极1的表面，以使电极1与电缆导通，连接件122和部分第二段12位于第二腔42内。

由此，第一腔41和第二腔42不互通，能够在第一腔41中的冷却液漏出后，避免冷却液流至第二腔42内引起第二腔42的短路等故障，提高了本实用新型实施例的水冷电极在对电极1进行水冷的可靠性。

在一些实施例中，壳体4靠近支撑座3的一端设有多个密封圈43，密封圈43的内缘与电极1的外周壁密封相连。

本实用新型实施例的高温炉包括炉体和水冷电极，水冷电极可以为上述任一实施例中的水冷电极，水冷电极设于炉体的内壁。

具体地，水冷电极的下端设有石墨加热器，通过石墨的电阻特性产生焦耳热，使炉体内温度升高，水冷电极设于炉体的上侧，且石墨加热器设于炉体的炉腔内，以对炉腔进行加热。

本实用新型实施例的水冷电极具有较高的冷却效率，能够在炉体内高温环境下正常工作，从而降低了本实用新型实施例的高温炉的故障率。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种水冷电极，其特征在于，包括：

电极，所述电极包括第一段和第二段，所述第一段适于与石墨加热器相连，所述第二段适于与电缆相连；

支撑座，所述支撑座套设于所述第一段的外周侧，所述支撑座内设有第一冷却通道，所述第一冷却通道沿所述电极的周向延伸，并适于供冷却液流通以冷却所述第一段；

所述第二段内设有第二冷却通道，所述第二冷却通道沿所述电极的长度方向延伸，且所述第二冷却通道的进液端和排液端都设于所述第二段背离所述第一段的一端，所述第二冷却通道适于供冷却液流通以冷却所述第二段。

2.根据权利要求1所述的水冷电极，其特征在于，所述第一冷却通道的宽度尺寸和所述第二冷却通道的长度尺寸之和大于或等于所述电极的长度尺寸。

3.根据权利要求1所述的水冷电极，其特征在于，包括端盖，所述端盖设有进液管和排液管，所述端盖与所述电极密封连接，且所述进液管与所述第二冷却通道的一端连通，所述排液管与所述第二冷却通道的另一端连通。

4.根据权利要求3所述的水冷电极，其特征在于，所述电极内设有长孔，所述长孔沿所述电极的长度方向延伸，所述端盖包括导流管，所述导流管装配于所述长孔内，所述导流管的外壁与所述长孔内壁之间具有环形间隙，所述导流管的一端与所述长孔的孔底之间具有间隙，且所述导流管远离所述孔底的一端的内腔与所述排液管相连，所述环形间隙远离所述孔底的一端与所述进液管相连。

5.根据权利要求1所述的水冷电极，其特征在于，所述第一冷却通道与所述第二冷却通道相连，以供冷却液在所述第一冷却通道与所述第二冷却通道之间流通。

6.根据权利要求4所述的水冷电极，其特征在于，包括壳体，所述壳体套设于至少部分所述第二段的外周侧并沿所述电极的长度方向延伸，所述壳体包括第一腔和第二腔，所述端盖设于所述第一腔内，所述第二段设有连接件，以供所述电缆和所述第二段连接，所述连接件位于所述第二腔内。

7.根据权利要求6所述的水冷电极，其特征在于，所述壳体内设有环形凸缘，所述环形凸缘的内缘与所述电极外壁之间设有第一密封圈，以在所述环形凸缘的两侧密封分隔形成所述第一腔和所述第二腔。

8.根据权利要求7所述的水冷电极，其特征在于，所述壳体靠近所述支撑座的一端设有多个密封圈，所述密封圈的内缘与所述电极的外周壁密封相连。

9.一种高温炉，其特征在于，包括炉体和水冷电极，所述水冷电极为权利要求1-8中任一项所述的水冷电极，所述水冷电极设于所述炉体的内壁。