TW201909358A - 熱交換裝置及其熱交換方法與氣相沉積設備 - Google Patents

熱交換裝置及其熱交換方法與氣相沉積設備 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種熱交換裝置及其熱交換方法與氣相沉積設備，所述熱交換裝置用於對待冷卻目標物進行降溫處理，其包括熱交換器、冷卻水路、循環水路、切換器，所述冷卻水路用於實現冷卻水與所述熱交換器的熱交換，所述循環水路用於對所述待冷卻目標物進行溫度控制，所述切換器用於斷開所述循環水路與所述待冷卻目標物的連接，同時實現所述冷卻水路與所述待冷卻目標物的連接。該熱量交換裝置除可以正常地通過熱交換器實現循環降溫外，還可以在其發生故障時通過冷卻水進水管提供的冷卻水實現降溫，從而保證待冷卻目標物尤其是工藝腔體在任何情況下能夠得到有效的冷卻，進而確保生產的正常進行。

Description

熱交換裝置及其熱交換方法與氣相沉積設備
本發明是關於半導體製造領域，具體是關於一種熱交換裝置及其熱交換方法與氣相沉積設備。
在半導體製造工藝中，通常採用熱交換裝置對高溫狀態下的主機台進行降溫。其中，圖1提供了一種現有的熱交換裝置，其通過廠務冷卻水和循環水實現與主機台的熱量交換。
如圖1所示，所述熱交換裝置的工作原理為：自水箱101流出的循環水經過水泵102的增壓後，依次經過溫度感測器104、壓力感測器105和流量計106流入反應腔室107，從而對所述反應腔室107進行冷卻，之後，被吸收熱量後的循環水流至熱交換器108，進而與廠務冷卻水進行熱交換後回流至水箱101。在此過程中，所述廠務冷卻水通過熱交換器108與所述循環水實現了熱量交換，具體的，所述廠務冷卻水從冷卻水進水管110流入經熱交換器108，並從冷卻水出水管111流出。當旁通球閥103打開時，可提升所述循環水與廠務冷卻水的換熱效率。其中，所述溫度感測器104用於測量所述循環水的溫度，所述壓力感測器105用於測量所述循環水的壓力，所述流量計106用於檢測所述循環水的流量，所述冷卻水進水管110上設置有兩通調節閥109並用於調節廠務冷卻水的流量，這些設置可實現反應腔室107溫度的智慧控制。
然而，發明人發現，一旦所述熱量交換裝置發生故障，循環水將會停止流動，導致所述反應腔室107的熱量無法轉移，進而在高溫狀態下（如1100°C）會導致所述反應腔室107損壞。
本發明的目的在於提供一種熱交換裝置及其熱交換方法與氣相沉積設備，以解決現有技術中的熱交換裝置在發生故障時無法工作，導致待冷卻目標物無法發生熱量轉移而損壞的問題。
為實現上述目的，本發明提供一種熱交換裝置，用於對待冷卻目標物進行降溫處理，其特徵在於，包括熱交換器、冷卻水路、循環水路、切換器，所述冷卻水路用於實現冷卻水與所述熱交換器的熱交換，所述循環水路用於對所述待冷卻目標物進行溫度控制，所述切換器用於斷開所述循環水路與所述待冷卻目標物的連接，同時實現所述冷卻水路與所述待冷卻目標物的連接。
可選的，所述冷卻水路包括與所述熱交換器相連接的冷卻水進水管、冷卻水出水管；所述循環水路包括循環水出水管、循環水回水管，所述熱交換器、所述循環水出水管、所述待冷卻目標物和所述循環水回水管串聯形成迴路。
可選的，所述切換器包括第一切換器和第二切換器，其中，所述第一切換器設置在所述冷卻水進水管和所述循環水出水管之間且用於斷開一部分所述循環水出水管與所述待冷卻目標物的連接，並同時接通所述冷卻水進水管和所述待冷卻目標物；所述第二切換器設置在所述冷卻水出水管和所述循環水回水管之間且用於斷開所述冷卻水出水管和所述熱交換器的連接，並同時接通所述冷卻水出水管與所述待冷卻目標物。
可選的，所述第一切換器和所述第二切換器均為三通閥。
可選的，所述循環水回水管包括第一循環水回水管和第二循環水回水管，所述循環水出水管包括第一循環水出水管和第二循環水出水管；
所述第一循環水出水管的第一端連接所述熱交換器，所述第一循環水出水管的第二端連接所述第一切換器；所述第二循環水出水管的第一端連接所述第一切換器，所述第二循環水出水管的第二端連接所述待冷卻目標物；所述冷卻水進水管通過第一支路連接所述第一切換器；
所述第一循環水回水管的第一端連接所述第二切換器，所述第一循環水回水管的第二端連接所述待冷卻目標物；所述第二循環出進水管路的第一端連接所述熱交換器，所述第二循環出進水管路的第二端連接所述第二切換器；所述冷卻水出水管通過第二支路連接所述第二切換器。
可選的，所述三通閥為氣控式三通閥。
可選的，所述氣控式三通閥具有用於允許壓縮氣體通過的輸送通道，所述輸送通道中設置有壓力錶和壓力報警器，所述壓力錶用於測量所述壓縮氣體的壓力值，所述壓力報警器用於當所述壓縮氣體的壓力值低於一設定值時報警。
可選的，所述第一切換器包括第一常閉式電磁閥和第一常開式電磁閥；所述第二切換器包括第二常閉式電磁閥和第二常開式電磁閥。
可選的，所述冷卻水進水管通過第一支路與所述循環水出水管相連，且所述第一支路上設置有所述第一常開式電磁閥，所述循環水出水管上設置有所述第一常閉式電磁閥；所述冷卻水出水管通過第二支路與所述循環水回水管相連，且所述第二支路上設置有所述第二常開式電磁閥，所述循環水回水管上設置有所述第二常閉式電磁閥。
可選的，所述冷卻水進水管通過第一支路與所述循環水出水管相連，且所述第一支路上設置有所述第一常閉式電磁閥，所述循環水出水管上設置有所述第一常開式電磁閥；所述冷卻水出水管通過第二支路與所述循環水回水管相連，且所述第二支路上設置有所述第二常閉式電磁閥，所述循環水回水管上設置有所述第二常開式電磁閥。
可選的，所述的熱交換裝置還包括一控制器，用於控制所述第一和第二常閉式電磁閥和所述第一和第二常開式電磁閥的通電和斷電。
可選的，所述循環水路設置有溫度感測器、壓力感測器以及流量計中的一個或多個。
可選的，所述待冷卻目標物為一工藝腔體。
進一步的，本發明還提供一種所述熱交換裝置的熱交換方法，包括：
通過第一切換器斷開一部分所述循環水出水管與所述待冷卻目標物的連接，並同時接通所述冷卻水進水管與所述待冷卻目標物，以使冷卻水依次通過冷卻水進水管、一部分所述循環水出水管流入所述待冷卻目標物；以及
通過第二切換器斷開所述熱交換器與所述待冷卻目標物的連接，並同時接通所述冷卻水出水管與所述待冷卻目標物，以使流出所述待冷卻目標物的冷卻水依次通過循環水回水管、冷卻水出水管流出，實現所述冷卻水與所述待冷卻目標物的熱量交換。
可選的，所述第一切換器和第二切換器均為三通閥，其中，實現所述冷卻水進水管、所述冷卻水出水管與所述待冷卻目標物相連接的方法包括：
通過一氣動執行單元控制所述第一切換器，以斷開所述循環水路與所述待冷卻目標物的連接，並同時接通所述冷卻水進水管和所述待冷卻目標物；以及
通過所述氣動執行單元控制所述第二切換器，以斷開所述熱交換器與所述待冷卻目標物的連接，並同時接通所述通冷卻水出水管和所述待冷卻目標物。
可選的，所述第一切換器包括第一常閉式電磁閥和第一常開式電磁閥；所述第二切換器包括第二常閉式電磁閥和第二常開式電磁閥，其中，實現冷卻水進水管、冷卻水出水管與待冷卻目標物相連接的方法包括：
所述第一和第二常開式電磁閥閉合，以接通所述待冷卻目標物和所述冷卻水進水管、冷卻水出水管；以及
所述第一和第二常閉式電磁閥開啟，以斷開所述目標冷卻物和所述循環水路以及所述熱交換器的連接。
更進一步的，本發明還提供一種氣相沉積設備，包括所述熱交換裝置，所述熱交換裝置用於對所述氣相沉積設備進行溫控。
綜上所述，在本發明提供的熱交換裝置及其熱交換方法與化學氣相沉積設備中，所述熱交換裝置包包括熱交換器、冷卻水路、循環水路、切換器，所述冷卻水路在所述熱交換器對所述循環水路進行熱交換，所述循環水路對所述待冷卻目標物進行溫控，所述切換器用於斷開所述循環水路與所述待冷卻目標物的連接，同時實現所述冷卻水路與所述待冷卻目標物的連接。
那麼，當所述熱交換裝置發生故障時，所述切換器斷開所述循環水路與所述待冷卻目標物的連接，同時實現所述冷卻水路與所述待冷卻目標物的連接，這樣可以通過冷卻水路為待冷卻目標物提供冷卻水進行降溫，從而保證所述待冷卻目標物尤其是化學/物理氣相沉積的反應腔室，在任何情況下都能夠得到有效的冷卻，進而確保生產的正常進行。
下面將結合示意圖對本發明的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列之記載和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
以下描述中，為了便於敘述，以熱交換裝置運用到化學氣相沉積設備的反應腔室為示意，來詳細說明本發明的熱交換裝置的結構以及工作過程，然而本發明包括但不限於待冷卻目標物為所述化學氣相沉積設備的反應腔室。
實施例1
圖2為本發明實施例一提供的一種熱交換裝置100與反應腔室107連接後的結構示意圖，如圖2所示，所述熱交換裝置100包括熱交換器108、水箱101、冷卻水進水管110、冷卻水出水管111、循環水出水管30、循環水回水管40、第一切換器201和第二切換器202。所述冷卻水進水管110和冷卻水出水管111均連接所述熱交換器108，冷卻水通過冷卻水進水管110進入熱交換器108，經過熱量交換後的冷卻水又通過冷卻水出水管111流出。所述熱交換器108、水箱101、循環水出水管30、反應腔室107和循環水回水管40依次串聯形成迴路。所述冷卻水進水管110和所述冷卻水出水管111組成冷卻水路，所述循環水出水管30和所述循環水回水管40組成循環水路。
其中，所述第一切換器201和所述第二切換器202均為三通閥，所述三通閥受氣動執行單元203控制實現切換動作，且所述氣動執行單元203可通過外部設備提供的壓縮氣體對所述第一切換器201和第二切換器202進行控制。即所述三通閥可以是氣控式三通閥，第一切換器201和第二切換器202可由同一個氣動執行單元203驅動，此時第一切換器201和第二切換器202構成雙聯氣控式三通閥。可選的，所述氣動執行單元203具有一進氣管路，該進氣管路中設置有用於控制所述進氣管路通斷的電磁閥204。所述進氣管路中還可設置調壓閥205，所述調壓閥205用於調節所述壓縮氣體的壓力，使所述壓縮氣體的壓力滿足要求，這種設置使得所述壓縮氣體的壓力可調，使所述三通閥的控制更靈活。所述進氣管路中還優選設置有壓力錶206，可即時檢測所述壓縮氣體的壓力，並可與所述調壓閥205配合使用，以此準確控制所述壓縮氣體的壓力。在所述進氣管路中還可設置壓力報警器207，當所述壓縮氣體的壓力低於設定值時，所述壓力報警器207發出報警，以提示相關操作人員，這樣使得所述熱交換裝置100的操作更具人性化。
如圖4a所示，當所述熱交換裝置100工作在正常狀態時：所述第一切換器201通過所述循環水出水管30將所述水箱101與所述反應腔室107接通，同時所述第二切換器202通過所述循環水回水管40將所述熱交換器108與所述反應腔室107接通。進而，廠務冷卻水從所述冷卻水進水管110流入至所述熱交換器108並與進入熱交換器108的循環水進行熱量交換。所述廠務冷卻水的溫度穩定性低於所述循環水溫度的穩定性。那麼，經過熱量交換的冷卻水從所述熱交換器108中流出並經所述冷卻水出水管111流出，以及經過熱量交換的循環水流入水箱101後再次通過循環水出水管30流入反應腔室107進行熱量交換。並且，流入反應腔室107並經過熱量交換後的循環水經所述循環水回水管40回流至所述熱交換器108，如此，便可循環地為反應腔室107提供循環水進行降溫。
圖3為圖2所示的熱交換裝置100工作在故障狀態時的結構示意圖，如圖3所示，並結合圖4b，當所述熱交換器100工作在故障狀態時：所述第一切換器201斷開水箱101與反應腔室107的連接，並同時接通冷卻水進水管110與反應腔室107；與此同時，所述第二切換器202切斷熱交換器108與反應腔室107的連接，並同時接通冷卻水出水管111與反應腔室107；通過上述連接的轉換，廠務冷卻水可直接通過冷卻水進水管110和循環水出水管30流入反應腔室107，而且，與反應腔室107經過熱量交換後的冷卻水在流出反應腔室107後，依次通過循環水回水管40和冷卻水出水管111流出，由此實現了通過廠務冷卻水冷卻反應腔室107的目的。
本實施例中，所述循環水出水管30包括第一循環水出水管301和第二循環水出水管302，所述第一循環水出水管301的一端連接所述水箱101，另一端連接所述第一切換器201，所述第二循環水出水管302的一端連接第一切換器201，另一端連接反應腔室107。由此，當所述熱交換器100工作在故障狀態時：所述第一切換器201斷開第一循環水出水管301與水箱101連接的同時，將第二循環水出水管302與所述冷卻水進水管110接通，具體的，所述冷卻水進水管110通過第一支路與第二循環水出水管302接通。
本實施例中，所述循環水回水管40包括第一循環水回水管401和第二循環水回水管402，所述第二循環水回水管402的一端連接所述熱交換器108，另一端連接所述第二切換器202，所述第一循環水回水管401的一端連接第二切換器202，另一端連接反應腔室107。由此，當所述熱交換器100工作在故障狀態時：所述第二切換器202斷開第二循環水回水管402與熱交換器108連接的同時，將第一循環水回水管401與所述冷卻水出水管111接通，具體的，所述冷卻水出水管111通過第二支路與第一循環水回水管401接通。
結合上述結構來說，當所述熱交換器100工作在故障狀態時：廠務冷卻水從所述冷卻水進水管110流入，經所述第一支路和所述第二循環水出水管302流至所述反應腔室107，對所述反應腔室107進行降溫；之後，從所述反應腔室107流出的廠務冷卻水經所述第一循環水回水管401、所述第二支路和所述冷卻水出水管111流出，從而實現了對所述反應腔室107的降溫。
上述實施例中，所述循環水回水管40和循環水出水管30中的一個或多個上，設置有溫度感測器104、壓力感測器105以及流量計106中的一個或多個，以監控所述熱交換裝置100的工作情況。所述氣動執行單元203通過氣路通道112對第一切換器201和第二切換器202進行通氣，以控制第一切換器201和所述第二切換器202的方向切換。
實施例2
圖5為本發明實施例二提供的熱交換裝置200與反應腔室107連接後的結構示意圖，如圖5所示，所述熱交換裝置200包括熱交換器108、水箱101、冷卻水進水管110、冷卻水出水管111、循環水出水管30、循環水回水管40、第一切換器201和第二切換器202。所述冷卻水進水管110和冷卻水出水管111均連接所述熱交換器108，冷卻水通過冷卻水進水管110進入熱交換器108，經過熱量交換後的冷卻水又通過冷卻水出水管111流出。所述熱交換器108、水箱101、循環水出水管30、反應腔室107和循環水回水管40依次串聯形成迴路。
與實施例一所區別的是：本實施例的第一切換器201包括一個常閉式電磁閥2011和一個常開式電磁閥2012，且所述第二切換器202相應包括一個常閉式電磁閥2021和一個常開式電磁閥2022。
所述常閉式電磁閥2011、2021以及常開電磁閥2012、2022均可由電路控制，當所述熱交換裝置200處於正常工作狀態時：所述常閉式電磁閥2021、2011正常通電，同時打開，同時常開式電磁閥2022、2012正常通電，出於關閉狀態；此時，冷卻水進水管110與反應腔室107並未接通，而所述熱交換器108與反應腔室107接通，並且，冷卻水出水管111與反應腔室107斷開，而所述水箱101與反應腔室107連接，在這種情況下，所述熱交換裝置200的熱交換過程與實施例一的熱交換裝置100在正常工作狀態下的熱交換過程相同，此處不再具述。
當所述熱交換裝置200處於故障狀態時：所述常閉式電磁閥2021、2011和所述常開式電磁閥2012、2022同時斷電，所述常閉式電磁閥2021、2011閉合，同時所述常開式電磁閥2012、2022打開；此時，所述第一切換器201的常閉式電磁閥2011打開後，使所述第一循環水出水管301與水箱101斷開；所述第一切換器201的常開式電磁閥2012打開後，使所述冷卻水進水管110與所述第二循環水出水管302接通；所述第二切換器202的常閉式電磁閥2021打開後，使所述第二循環水回水管402與熱交換器108斷開；所述第二切換器202的常開式電磁閥2022打開後，使所述冷卻水出水管111與所述第一循環水回水管301接通；同理，所述熱交換裝置200於故障狀態時的熱交換過程具體參見實施例一的熱交換裝置100於故障狀態時的熱交換過程，此處不再具述。
所述常閉式電磁閥2011、2021以及常開電磁閥2012、2022還可以由外部控制器（未圖示）控制其工作狀態，所述控制器能實現將所述常閉式電磁閥2021、2011打開的同時，關閉所述常開式電磁閥2022、2012。所述控制器可以是一般的邏輯控制器，例如PLC控制器，在本申請公開的基礎上，本領域的技術人員應當知曉如何實現控制器對電磁閥的控制。
具體來說，當所述熱交換裝置200處於正常工作狀態時：所述控制器相應處於正常工作狀態，因此，所述控制器控制第二切換器202的常閉式電磁閥2021和第一切換器201的常閉式電磁閥2011同時打開，並同時控制第二切換器202的常開式電磁閥2022和第一切換器201的常開式電磁閥2012關閉；此時，冷卻水進水管110與反應腔室107並未接通，而所述熱交換器108與反應腔室107接通，並且，冷卻水出水管111與反應腔室107斷開，而所述水箱101與反應腔室107連接，在這種情況下，所述熱交換裝置200的熱交換過程與實施例一的熱交換裝置100在正常工作狀態下的熱交換過程相同，此處不再具述。
當所述熱交換裝置200處於故障狀態時：所述控制器相應處於故障工作狀態，隨著所述控制器發生故障而斷電，所述第二切換器202的常閉式電磁閥2021和第一切換器201的常閉式電磁閥2011同時閉合，且所述第二切換器202的常開式電磁閥2022和第一切換器201的常開式電磁閥2012同時打開；此時，所述第一切換器201的常閉式電磁閥2011打開後，使所述第一循環水出水管301與水箱101斷開；所述第一切換器201的常開式電磁閥2012打開後，使所述冷卻水進水管110與所述第二循環水出水管302接通；所述第二切換器202的常閉式電磁閥2021打開後，使所述第二循環水回水管402與熱交換器108斷開；所述第二切換器202的常開式電磁閥2022打開後，使所述冷卻水出水管111與所述第一循環水回水管301接通；同理，所述熱交換裝置200於故障狀態時的熱交換過程具體參見實施例一的熱交換裝置100於故障狀態時的熱交換過程，此處不再具述。
實施例二中未提及的實施方式可具體參閱實施例一，此處同樣不再具體贅述。
實施例3
參照圖5，實施例三提供的熱交換裝置200與反應腔室107連接後的結構示意圖，所述熱交換裝置200包括熱交換器108、水箱101、冷卻水進水管110、冷卻水出水管111、循環水出水管30、循環水回水管40、第一切換器201和第二切換器202。所述冷卻水進水管110和冷卻水出水管111均連接所述熱交換器108，冷卻水通過冷卻水進水管110進入熱交換器108，經過熱量交換後的冷卻水又通過冷卻水出水管111流出。所述熱交換器108、水箱101、循環水出水管30、反應腔室107和循環水回水管40依次串聯形成迴路。
與實施例二所區別的是：本實施例的第一切換器201包括一個常閉式電磁閥2012和一個常開式電磁閥2011，且所述第二切換器202相應包括一個常閉式電磁閥2022和一個常開式電磁閥2021，以及一外部或內部控制器。
具體來說，當所述熱交換裝置200處於正常工作狀態時：所述四個電磁閥不通電狀態，即常閉式電磁閥2012、2022關閉，常開式電磁閥2011、2021打開；當所述熱交換裝置200處於故障狀態時：由控制器發出指令向所述常閉式電磁閥2012、2022、常開式電磁閥2011、2021通電，所述常閉式電磁閥2012、2022打開，其他結構的工作狀態及原理參見實施例2，以實現冷卻迴路切換。
基於上述實施例所提供的熱交換裝置，本實施例還提供了一種化學氣相沉積設備，其包括熱交換裝置和化學氣相沉積設備，該化學氣相沉積設備包括一反應腔室，該反應腔室用於實施化學氣相沉積。由於本實施例的化學氣相沉積設備包括本實施例的熱交換裝置，故而化學氣相沉積設備由熱交換裝置帶來的有益效果請相應參考上述實施例。
綜上所述，在本發明提供的熱交換裝置及其熱交換方法與氣相沉積設備中，所述熱交換裝置包括熱交換器、水箱、冷卻水進水管、冷卻水出水管、循環水出水管、循環水回水管、第一切換器和第二切換器，所述冷卻水進水管和冷卻水出水管均連接所述熱交換器，且所述熱交換器、水箱、循環水出水管、待冷卻目標物（即所述氣相沉積設備的反應腔室）和循環水回水管依次串聯形成迴路，所述冷卻水進水管和循環水出水管之間設置有所述第一切換器，所述冷卻水出水管和循環水出水管之間設置有所述第二切換器。
當所述熱交換裝置正常工作時，所述第一切換器接通所述水箱與所述待冷卻目標物的連接，同時斷開所述冷卻水進水管和所述待冷卻目標物之間的連接；所述第二切換器接通所述冷卻水出水管和熱交換器的連接，同時斷開所述冷卻水出水管與所述待冷卻目標物的連接，以此可以通過與待冷卻目標物串聯的水箱和熱交換器，為待冷卻目標物提供循環水進行降溫。
那麼，當所述熱交換裝置發生故障時，所述第一切換器斷開所述水箱與所述待冷卻目標物的連接，同時接通所述冷卻水進水管和所述待冷卻目標物之間的連接；所述第二切換器斷開所述冷卻水出水管和熱交換器的連接，同時接通所述冷卻水出水管與所述待冷卻目標物的連接，這樣可以通過與待冷卻目標物串聯的冷卻水進水管和冷卻水出水管，為待冷卻目標物提供冷卻水進行降溫，從而保證所述待冷卻目標物尤其是氣相沉積的反應腔室，在任何情況下都能夠得到有效的冷卻，進而確保生產的正常進行。所述氣相沉積設備可以是化學氣相沉積設備、物理氣相沉積設備。所述待冷卻目標還可以是其他設備需要冷卻的結構。
上述僅為本發明的優選實施例而已，並不對本發明起到任何限制作用。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術方案的範圍內，對本發明揭露的技術方案和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術方案的內容，仍屬於本發明的保護範圍之內。
100‧‧‧熱交換裝置
101‧‧‧水箱
102‧‧‧水泵
103‧‧‧旁通球閥
104‧‧‧溫度感測器
105‧‧‧壓力感測器
106‧‧‧流量計
107‧‧‧反應腔室
108‧‧‧熱交換器
109‧‧‧兩通調節閥
110‧‧‧冷卻水進水管
111‧‧‧冷卻水出水管
112‧‧‧氣路通道
201‧‧‧第一切換器
202‧‧‧第二切換器
203‧‧‧啟動執行單元
204‧‧‧電磁閥
205‧‧‧調壓閥
206‧‧‧壓力錶
207‧‧‧壓力報警器
30‧‧‧循環水出水管
301‧‧‧第一循環水出水管
302‧‧‧第二循環水出水管
40‧‧‧循環水回水管
401‧‧‧第一循環水回水管
402‧‧‧第二循環水回水管
圖1為現有的熱交換裝置與反應腔室連接的結構示意圖； 圖2為本發明實施例一提供的熱交換裝置與反應腔室連接後的結構示意圖； 圖3為圖2所示的熱交換裝置工作在故障狀態時的結構示意圖； 圖4a為圖2所示的熱交換裝置工作在正常狀態時的第一切換器和第二切器的切換示意圖； 圖4b為圖2所示的熱交換裝置工作在故障狀態時的第一切換器和第二切器的切換示意圖； 圖5為本發明實施例二提供的熱交換裝置與反應腔室連接後的結構示意圖； 圖6為圖5所示的熱交換裝置工作在故障狀態時的結構示意圖。

Claims (17)

  1. 一種熱交換裝置，用於對待冷卻目標物進行降溫處理，其特徵在於：包括熱交換器、冷卻水路、循環水路、切換器，所述冷卻水路用於實現冷卻水與所述熱交換器的熱交換，所述循環水路用於對所述待冷卻目標物進行溫度控制，所述切換器用於斷開所述循環水路與所述待冷卻目標物的連接，同時實現所述冷卻水路與所述待冷卻目標物的連接。
  2. 如請求項1所述的熱交換裝置，其中所述冷卻水路包括與所述熱交換器相連接的冷卻水進水管、冷卻水出水管；所述循環水路包括循環水出水管、循環水回水管，所述熱交換器、所述循環水出水管、所述待冷卻目標物和所述循環水回水管串聯形成迴路。
  3. 如請求項2所述的熱交換裝置，其中所述切換器包括第一切換器和第二切換器；所述第一切換器設置在所述冷卻水進水管和所述循環水出水管之間且用於斷開一部分所述循環水出水管與所述待冷卻目標物的連接，並同時接通所述冷卻水進水管和所述待冷卻目標物； 所述第二切換器設置在所述冷卻水出水管和所述循環水回水管之間且用於斷開所述冷卻水出水管和所述熱交換器的連接，並同時接通所述冷卻水出水管與所述待冷卻目標物。
  4. 如請求項3所述的熱交換裝置，其中所述第一切換器和所述第二切換器均為三通閥。
  5. 如請求項4所述的熱交換裝置，其中所述循環水回水管包括第一循環水回水管和第二循環水回水管，所述循環水出水管包括第一循環水出水管和第二循環水出水管； 所述第一循環水出水管的第一端連接所述熱交換器，所述第一循環水出水管的第二端連接所述第一切換器；所述第二循環水出水管的第一端連接所述第一切換器，所述第二循環水出水管的第二端連接所述待冷卻目標物；所述冷卻水進水管通過第一支路連接所述第一切換器； 所述第一循環水回水管的第一端連接所述第二切換器，所述第一循環水回水管的第二端連接所述待冷卻目標物；所述第二循環出進水管路的第一端連接所述熱交換器，所述第二循環出進水管路的第二端連接所述第二切換器；所述冷卻水出水管通過第二支路連接所述第二切換器。
  6. 如請求項4所述的熱交換裝置，其中所述三通閥為氣控式三通閥。
  7. 如請求項6所述的熱交換裝置，其中所述氣控式三通閥具有用於允許壓縮氣體通過的輸送通道，所述輸送通道中設置有壓力錶和壓力報警器，所述壓力錶用於測量所述壓縮氣體的壓力值，所述壓力報警器用於當所述壓縮氣體的壓力值低於一設定值時報警。
  8. 如請求項3所述的熱交換裝置，其中所述第一切換器包括第一常閉式電磁閥和第一常開式電磁閥；所述第二切換器包括第二常閉式電磁閥和第二常開式電磁閥。
  9. 如請求項8所述的熱交換裝置，其中所述冷卻水進水管通過第一支路與所述循環水出水管相連，且所述第一支路上設置有所述第一常開式電磁閥，所述循環水出水管上設置有所述第一常閉式電磁閥；所述冷卻水出水管通過第二支路與所述循環水回水管相連，且所述第二支路上設置有所述第二常開式電磁閥，所述循環水回水管上設置有所述第二常閉式電磁閥。
  10. 如請求項8所述的熱交換裝置，其中所述冷卻水進水管通過第一支路與所述循環水出水管相連，且所述第一支路上設置有所述第一常閉式電磁閥，所述循環水出水管上設置有所述第一常開式電磁閥；所述冷卻水出水管通過第二支路與所述循環水回水管相連，且所述第二支路上設置有所述第二常閉式電磁閥，所述循環水回水管上設置有所述第二常開式電磁閥。
  11. 如請求項9或10所述的熱交換裝置，其中還包括一控制器，用於控制所述第一和第二常閉式電磁閥和所述第一和第二常開式電磁閥的通電和斷電。
  12. 如請求項3所述的熱交換裝置，其中所述循環水路設置有溫度感測器、壓力感測器以及流量計中的一個或多個。
  13. 如請求項3所述的熱交換裝置，其中所述待冷卻目標物為一工藝腔體。
  14. 一種如請求項3至13中任一項所述的熱交換裝置的熱交換方法，其特徵在於包括： 通過第一切換器斷開一部分所述循環水出水管與所述待冷卻目標物的連接，並同時接通所述冷卻水進水管與所述待冷卻目標物，以使冷卻水依次通過冷卻水進水管、一部分所述循環水出水管流入所述待冷卻目標物；以及 通過第二切換器斷開所述熱交換器與所述待冷卻目標物的連接，並同時接通所述冷卻水出水管與所述待冷卻目標物，以使流出所述待冷卻目標物的冷卻水依次通過循環水回水管、冷卻水出水管流出，實現所述冷卻水與所述待冷卻目標物的熱量交換。
  15. 如請求項14所述的熱交換方法，其中所述第一切換器和第二切換器均為三通閥，其中，實現所述冷卻水進水管、所述冷卻水出水管與所述待冷卻目標物相連接的方法包括： 通過一氣動執行單元控制所述第一切換器，以斷開所述循環水路與所述待冷卻目標物的連接，並同時接通所述冷卻水進水管和所述待冷卻目標物；以及 通過所述氣動執行單元控制所述第二切換器，以斷開所述熱交換器與所述待冷卻目標物的連接，並同時接通所述通冷卻水出水管和所述待冷卻目標物。
  16. 如請求項14所述的熱交換方法，其中所述第一切換器包括第一常閉式電磁閥和第一常開式電磁閥；所述第二切換器包括第二常閉式電磁閥和第二常開式電磁閥；其中，實現冷卻水進水管、冷卻水出水管與待冷卻目標物相連接的方法包括： 所述第一和第二常開式電磁閥閉合，以接通所述待冷卻目標物和所述冷卻水進水管、冷卻水出水管；以及 所述第一和第二常閉式電磁閥開啟，以斷開所述目標冷卻物和所述循環水路以及所述熱交換器的連接。
  17. 一種氣相沉積設備，其特徵在於包括如請求項1至13中任一項所述的熱交換裝置，所述熱交換裝置用於對所述氣相沉積設備進行溫控。
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