CN220064698U - 温控装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种温控装置。包括：温控机构，包括限位件和热电冷却件，热电冷却件的数量为多个并间隔设置限位件上；及承载机构，包括温度传感器和承载件，承载件设置在温控机构上并覆盖热电冷却件，承载件用于承载工件，温度传感器的数量为多个并间隔设置在承载件上，温度传感器用于检测承载件与不同热电冷却件对应的各区域的温度。温度传感器用于检测承载件与不同热电冷却件对应的各区域的温度。当温度传感器检测到承载件存在与工件所需的环境温度不一致的区域时，可以通过控制中心对与该区域对应的热电冷却件进行调节，从而使得该区域的温度最终等于工件所需的环境温度，确保承载件上各区域的温度保持一致，提高温控装置对温度控制的精度。

Description

温控装置

技术领域

本申请涉及自动化技术领域，特别是涉及一种温控装置。

背景技术

晶圆或芯片等工件必须在特定的环境温度下进行测试，通常将工件放置在温控装置上，通过对温控装置的温度进行调节和控制，使得温控装置为工件的测试提供相适应的环境温度。但是，对于传统的温控装置，通常存在对温度控制精度偏低的缺陷。

发明内容

本申请解决的一个技术问题是如何提高温控装置对温度控制的精度。

一种温控装置，包括：

温控机构，包括限位件和热电冷却件，所述热电冷却件的数量为多个并间隔设置所述限位件上；及

承载机构，包括温度传感器和承载件，所述承载件设置在所述温控机构上并覆盖所述热电冷却件，所述承载件用于承载工件，所述温度传感器的数量为多个并间隔设置在所述承载件上，所述温度传感器用于检测所述承载件与不同所述热电冷却件对应的各区域的温度。

在其中一个实施例中，所述限位件具有朝向所述承载件设置的限位面，所述热电冷却件均设置在所述限位面上，多个所述热电冷却件沿所述限位件的周向间隔排列。

在其中一个实施例中，所述温控机构还包括能够绝缘的隔离垫，所述隔离垫设置在所述限位面上，且所述隔离垫位于相邻两个所述热电冷却件之间。

在其中一个实施例中，所述温控机构还包括绝缘组件，所述绝缘组件覆盖所述热电冷却件和所述限位件，所述承载件叠置在所述绝缘组件上。

在其中一个实施例中，所述温控机构还包括均热件，所述绝缘组件包括第一绝缘膜和第二绝缘膜，所述均热件夹置在所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜之间，所述第一绝缘膜覆盖在所述热电冷却件和所述限位件上，所述承载件叠置在所述第二绝缘膜上。

在其中一个实施例中，所述温控机构还包吸热件，所述吸热件附着在所述限位件背向所述承载件设置的表面上，所述吸热件上开设有输入口和输出口，冷却液从所述输入口进入至所述吸热件内并从所述输出口输出。

在其中一个实施例中，所述吸热件内开设有供冷却液流通的吸热通道，所述吸热通道呈螺旋线状，所述吸热通道的两端形成所述输入口和所述输出口。

在其中一个实施例中，所述承载件具有承载面，所述承载面上开设有真空孔，所述真空孔能够产生真空以将工件吸附在所述承载面。

在其中一个实施例中，所述温控装置还包括陶瓷底座和保护罩，所述温控机构和所述承载机构位于所述陶瓷底座和所述保护罩之间，所述保护罩上开设有安装孔，工件自所述安装孔承载在所述承载件上。

在其中一个实施例中，所述温控装置还包括陶瓷底座和保护罩，所述温控机构和所述承载机构位于所述陶瓷底座和所述保护罩之间，所述保护罩上开设有安装孔，工件自所述安装孔承载在所述承载件上。

在其中一个实施例中，还包括如下方案中的至少一项：

所述温度传感器的数量与所述热电冷却件的数量相等，不同所述温度传感器用于检测所述承载件上不同区域的温度；

所述限位件上开设有限位槽，所述热电冷却件与所述限位槽配合。

本申请的一个实施例的一个技术效果是：鉴于热电冷却件的数量为多个并间隔设置限位件上，不同热电冷却件对承载件的不同区域进行加热或制冷，使得热电冷却件对承载件的不同区域的温度进行控制。温度传感器用于检测承载件与不同热电冷却件对应的各区域的温度。当温度传感器检测到承载件存在与工件所需的环境温度不一致的区域时，可以通过控制中心对与该区域对应的热电冷却件进行调节，从而使得该区域的温度最终等于工件所需的环境温度，确保承载件上各区域的温度保持一致，提高温控装置对温度控制的精度。

附图说明

图1为一实施例提供的温控装置的立体结构示意图。

图2为图1所示温控装置的分解结构示意图。

图3为图1所示温控装置的立体剖视结构示意图。

图4为图1所示温控装置中吸液件的断面结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“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，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。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；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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义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。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1、图2和图3，本申请一实施例中提供的一种温控装置10用于对圆晶或芯片等工件在测试过程中提供相适应的环境温度。温控装置10包括承载机构100、温控机构200、陶瓷底座310和保护罩320，保护罩320盖设在陶瓷底座310上，显然，陶瓷底座310采用陶瓷材料制成。温控机构200和承载机构100位于陶瓷底座310和保护罩320之间，使得温控机构200和承载机构100两者的至少部分收容在陶瓷底座310和保护罩320所围成的腔体中。保护罩320上开设有安装孔321，承载机构100的一部分能够通过安装孔321暴露，使得工件通过安装孔321放置在承载机构100上。

参阅图1、图2和图3，在一些实施例中，承载机构100包括承载件110、温度传感器120和气管接头130。承载件110可以大致为圆形的板状结构，温度传感器120的数量为多个，多个温度传感器120可以沿承载件110的周向间隔设置在承载件110上，温度传感器120用于检测承载件110上各个区域的温度。承载件110内可以开设气腔，气管接头130连接在气腔的开口位置处，承载件110具有承载面111，承载面111与安装孔321对应，使得承载面111能够通过安装孔321暴露在外。承载面111上开设有真空孔112，真空孔112连通气腔，真空孔112的数量为多个，多个真空孔112可以均匀分布在承载面111。当对气管接头130对气腔进行抽真空时，真空孔112内将产生真空，使得放置在承载面111上的工件被吸附在承载面111上，从而实现整个温控装置10对工件的固定。承载面111上的热量将传递至工件，使得工件的温度等于承载面111的温度，故承载面111的温度可以理解为工件在测试过程中所需的环境温度。

参阅图1、图2和图3，在一些实施例中，温控机构200包括限位件210和热电冷却件220(即Thermo-Electric Cooler TEC)，限位件210可以采用绝缘材料制成，限位件210可以大致为圆形板状结构。限位件210具有限位面211，限位面211为限位件210厚度方向并朝向承载件110设置的表面。限位面211上凹陷形成有限位槽212，限位槽212的数量与热电冷却件220的数量相等，使得限位槽212和热电冷却件220两者形成一一对应关系。热电冷却件220与限位槽212配合，不同的热电冷却件220与不同的限位槽212配合。热电冷却件220沿限位件210的周向间隔排列，例如热电冷却件220的数量可以为六个等，承载件110能够覆盖全部热电冷却件220，承载件110和热电冷却件220之间能够产生热交换。

热电冷却件220具有位于自身厚度方向上的正面和背面，正面朝向承载件110设置，背面背向承载件110设置。热电冷却件220对承载件110具有加热功能，也具有制冷功能。当热电冷却件220对承载件110加热时，热电冷却件220的正面放热而背面吸热，使得承载件110吸收正面的热量而升温，继而使得承载件110的温度与正面的高温相等。当热电冷却件220对承载件110制冷时，热电冷却件220的正面吸热而背面放热，使得承载件110的热量被正面吸收而降温，继而使得承载件110的温度与正面的低温相等。因此，通过热电冷却件220对承载件110进行加热或制冷，使得承载件110的温度升高或降低，从而实现热电冷却件220对承载件110的温度进行调控，承载件110温度的调节范围可以为-40℃至200℃，从而满足工件在测试过程中对环境温度的要求。温度传感器120的数量可以与热电冷却件220的数量相等，使得温度传感器120与热电冷却件220形成一一对应关系。

假如温控装置10采用假如电阻加热和液氮制冷的方案，将使得承载件110上各区域的温度不一致，即存在与工件所需环境温度不相同的区域，从而影响温控装置10对温度的控制精度。如此将导致与承载件110接触的工件存在与环境温度不一致的区域，最终将影响工件的测试精度。

而对于上述实施例中的温控装置10，在热电冷却件220加热或制冷的过程中，不同热电冷却件220对承载件110的不同区域进行加热或制冷，使得热电冷却件220对承载件110的不同区域的温度进行控制。温度传感器120用于检测承载件110上与不同热电冷却件220所对应的不同区域的温度。热电冷却件220可以与控制中心连接，当温度传感器120检测到承载件110存在与工件所需的环境温度不一致的区域时，可以使得控制中心对与该区域对应的热电冷却件220进行调节，从而使得该区域的温度最终等于工件所需的环境温度，确保承载件110上各区域的温度保持一致，提高温控装置10对温度控制的精度。

在一些实施例中，温控机构200还包括隔离垫230，隔离垫230可以采用陶瓷材料制成，隔离垫230具有绝缘性能，隔离垫230设置在限位面211上，隔离垫230位于相邻两个热电冷却件220之间，即任意相邻两个热电冷却件220之间可以存在一个隔离垫230。通过设置隔离垫230，可以防止相邻两个热电冷却件220之间产生短路，提高温控装置10的使用安全性。

参阅图1、图2和图3，在一些实施例中，温控机构200还包括绝缘组件240，绝缘组件240设置在热电冷却件220上，使得绝缘组件240同时对热电冷却件220和限位件210起到覆盖作用，承载件110叠置在绝缘组件240上，使得承载件110对绝缘组件240起到覆盖作用。换言之，绝缘组件240被夹置在承载件110和限位件210之间。绝缘组件240也起到绝缘作用，防止承载件110与热电冷却件220接触而产生短路。绝缘组件240可以采用耐高温的聚酰亚胺(即PI)材料制成。

参阅图1、图2和图3，在一些实施例中，温控机构200还包括均热件250，均热件250采用导热性能比较优良的材料制成。绝缘组件240包括第一绝缘膜241和第二绝缘膜242，均热件250夹置在第一绝缘膜241和第二绝缘膜242之间，第一绝缘膜241覆盖在热电冷却件220和限位件210上，承载件110叠置在第二绝缘膜242上。通过第一绝缘膜241和第二绝缘膜242的作用，可以防止均热件250和承载件110与热电冷却件220产生短路。热电冷却件220通过均热件250与承载件110进行热交换，鉴于均热件250的导热性能较高，使得热量能均匀分布在均热件250上，继而使得承载件110的各个区域与热量分布均匀的均热件250进行热交换，确保承载件110的各个区域的温度保持一致，进一步提高温控装置10对温度控制的精度。

参阅图2、图3和图4，在一些实施例中，温控机构200还包括吸热件260，吸热件260附着在限位件210背向承载件110设置的表面上，吸热件260内开设有吸热通道263，吸热通道263的两端在吸热件260上存在输入口261和输出口262，输入口261和输出口262上均可以设置液管接头270。吸热通道263可以呈螺旋线，该螺旋线可以为等距螺旋线或渐开螺旋线等，如此可以使得吸热通道263能够覆盖吸热件260的大部分区域。冷却液可以从输入口261处的液管接头270进入至吸热通道263内，并从输出口262处的液管接头270流出至吸热通道263外，即通过冷却液与吸热件260进行热交换，使得冷却液吸收吸热件260的热量，使得吸热件260降温。当然，降温后的吸热件260将吸收热电冷却件220的热量。冷却液可以采用水等液体。

可以理解的是，当需要使得调节装置从200℃降低至-40℃，通过电冷却件的作用难以使得承载件110快速降温，而通过设置吸热件260，当工件的测试需要较低的环境温度时，在热电冷却件220制冷而使承载件110降温的过程中，热电冷却件220的背面放热，通过在吸热件260内通入冷却液，冷却液将吸收吸热件260从热电冷却件220背面所吸收的热量，使得热电冷却件220的背面的放热速度提高，从而提高热电冷却件220的制冷速度，最终使得承载件110快速降温以满足工件所需的低温环境，从而有利于工件测试效率的提高。绝缘组件240和陶瓷底座310的设置也为抗电磁屏蔽干扰提供一定的保障。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种温控装置，其特征在于，包括：

温控机构，包括限位件和热电冷却件，所述热电冷却件的数量为多个并间隔设置所述限位件上；及

承载机构，包括温度传感器和承载件，所述承载件设置在所述温控机构上并覆盖所述热电冷却件，所述承载件用于承载工件，所述温度传感器的数量为多个并间隔设置在所述承载件上，所述温度传感器用于检测所述承载件与不同所述热电冷却件对应的各区域的温度。

2.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述限位件具有朝向所述承载件设置的限位面，所述热电冷却件均设置在所述限位面上，多个所述热电冷却件沿所述限位件的周向间隔排列。

3.根据权利要求2所述的温控装置，其特征在于，所述温控机构还包括能够绝缘的隔离垫，所述隔离垫设置在所述限位面上，且所述隔离垫位于相邻两个所述热电冷却件之间。

4.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述温控机构还包括绝缘组件，所述绝缘组件覆盖所述热电冷却件和所述限位件，所述承载件叠置在所述绝缘组件上。

5.根据权利要求4所述的温控装置，其特征在于，所述温控机构还包括均热件，所述绝缘组件包括第一绝缘膜和第二绝缘膜，所述均热件夹置在所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜之间，所述第一绝缘膜覆盖在所述热电冷却件和所述限位件上，所述承载件叠置在所述第二绝缘膜上。

6.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述温控机构还包吸热件，所述吸热件附着在所述限位件背向所述承载件设置的表面上，所述吸热件上开设有输入口和输出口，冷却液从所述输入口进入至所述吸热件内并从所述输出口输出。

7.根据权利要求6所述的温控装置，其特征在于，所述吸热件内开设有供冷却液流通的吸热通道，所述吸热通道呈螺旋线状，所述吸热通道的两端形成所述输入口和所述输出口。

8.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述承载件具有承载面，所述承载面上开设有真空孔，所述真空孔能够产生真空以将工件吸附在所述承载面。

9.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述温控装置还包括陶瓷底座和保护罩，所述温控机构和所述承载机构位于所述陶瓷底座和所述保护罩之间，所述保护罩上开设有安装孔，工件自所述安装孔承载在所述承载件上。

10.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，还包括如下方案中的至少一项：

所述温度传感器的数量与所述热电冷却件的数量相等，不同所述温度传感器用于检测所述承载件上不同区域的温度；

所述限位件上开设有限位槽，所述热电冷却件与所述限位槽配合。