一種帶有排氣的冷卻水供給裝置及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶有排氣的冷卻水供給裝置及控制方法，供給裝置包括主管路，一端通過總控閥門連接至工廠冷卻水供給端，另一端連接一排氣支路；主管路并聯(lián)有若干冷卻水輸出口，冷卻水輸出口連接冷卻水支路，冷卻水支路通過閥門連接至各冷卻點的供水管路上；排氣支路可作為備用冷卻水支路，通過閥門連接至所需冷卻點的供水管路上。本發(fā)明用于半導(dǎo)體熱處理設(shè)備的水冷系統(tǒng)，通過控制模塊執(zhí)行對各閥門的啟閉組合模式，可及時排出管路中累積的空氣，有效避免了殘留空氣對冷卻水的精確控制造成的不利影響。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，控制方法易于操作，成本低廉，具備很好的實際推廣價值。
【專利說明】一種帶有排氣的冷卻水供給裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體熱處理設(shè)備的水冷系統(tǒng)，更具體地，涉及一種半導(dǎo)體熱處理設(shè)備水冷系統(tǒng)中帶有排氣功能的冷卻水供給管路裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]今天，循環(huán)水冷系統(tǒng)已廣泛運用于各類工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，特別是用于高溫設(shè)備的部件冷卻，起到重要的保護作用。在半導(dǎo)體行業(yè)中，由于工藝的多樣性，使得半導(dǎo)體設(shè)備種類繁雜，且技術(shù)含量很高。其中，在硅片熱處理設(shè)備中，冷卻系統(tǒng)是必不可少的部分。
[0003]目前，在半導(dǎo)體熱處理設(shè)備中使用的降溫冷卻方法，主要包括水冷和風(fēng)冷形式。而水冷方式因其冷卻速度快和效率較高，而被普遍采用。設(shè)備采用水冷方式就必然會涉及到冷卻水的供給、排放和精確控制。在半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)中，對溫度的要求極其嚴(yán)格，因此，對作為冷卻媒介的水的流量控制，就顯得尤為重要。在冷卻水的循環(huán)供給過程中，如果其流量因受不確定因素的干擾，而造成實際流量與控制要求有差異，就會導(dǎo)致設(shè)備冷卻部位溫度的異常，以致對工藝結(jié)果帶來不利影響。
[0004]傳統(tǒng)的半導(dǎo)體熱處理設(shè)備水冷系統(tǒng)，在冷卻水輸送過程中，特別是首次輸送時，管路中殘留有大量的空氣。管路中空氣的存在，會對冷卻水流量的精確控制造成嚴(yán)重的影響，因此，需要及時將冷卻水供給管路中的空氣排出。
[0005]現(xiàn)有的排氣手段，普遍的采取利用水流的驅(qū)趕作用，將供水管路中的空氣隨水流一起帶到回水總管路中排出。這種方法的缺陷一是因供水主管路與支路間存在一定的壓差，形成“死角”，所以，不能將空氣完全排出；二是冷卻水中本身溶解有空氣，在循環(huán)過程中會因溫差及壓差而析出，集聚在主管路中。
[0006]中國專利CN102042073A帶有自動排氣功能的發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)裝置，公開了一種能在水循環(huán)系統(tǒng)中排出氣體的技術(shù)，在水循環(huán)管路中設(shè)置一文氏三通管，利用其特殊結(jié)構(gòu)形成的壓差，將經(jīng)過的冷卻水中的空氣分離并排出。但這種技術(shù)只能對經(jīng)過文氏三通管的冷卻水中的空氣進行分離，并不能對管路中存于“死角”、不隨水流流動的空氣產(chǎn)生影響，因此，仍然不能解決半導(dǎo)體熱處理設(shè)備水冷系統(tǒng)管路中殘存空氣的有效排出問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種可以快速、簡便排出積存在管路中的空氣的冷卻水供給裝置，通過在半導(dǎo)體熱處理設(shè)備水冷系統(tǒng)冷卻水供給的主管路上設(shè)置一具有雙重功能的排氣支路，可在冷卻水首次輸送時，將管路中殘留的大量空氣一次排出；當(dāng)水冷系統(tǒng)持續(xù)工作一段時間后，可通過壓力檢測和末端支路流量判斷是否有空氣的聚集，及時排出主管路中積累的空氣，有效避免殘留空氣對冷卻水的精確控制造成的不利影響。排氣支路還可以作為備用冷卻水支路使用。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種帶有排氣的冷卻水供給裝置，包括連接至工廠冷卻水供給端的冷卻水供給管路，所述供給管路包括一供給主管路，主管路的管徑和長度可根據(jù)實際需求來決定。所述主管路一端通過總控閥門連接至冷卻水供給端，另一端連接一排氣支路。排氣支路用于排放主管路中集聚的殘留空氣。排氣支路可作為備用冷卻水支路，通過閥門連接至所需冷卻點的供水管路上，在需要時可以用于供給冷卻水。所述主管路并聯(lián)有若干冷卻水輸出口，所述冷卻水輸出口連接冷卻水支路，用于對不同設(shè)備冷卻點的冷卻，其管徑和長度可根據(jù)實際需求選擇；所述冷卻水支路通過閥門連接至各冷卻點的供水管路上，各冷卻點的供水管路分別連接回水支路，最后匯集至工廠回水總管路。其中，各所述閥門在不同的工作狀態(tài)下具有相應(yīng)的啟閉組合模式，各所述閥門啟閉組合模式由控制模塊執(zhí)行，具體包括:
[0010]初次排氣時，總控閥門打開、各冷卻水支路閥門關(guān)閉、排氣支路閥門打開；
[0011]供水時，總控閥門打開、各冷卻水支路閥門打開、排氣支路閥門關(guān)閉；
[0012]供水過程中排氣時，總控閥門打開、各冷卻水支路閥門打開、排氣支路閥門打開；
[0013]當(dāng)排氣支路用于供水時，總控閥門打開、各冷卻水支路閥門打開、排氣支路閥門打開。
[0014]進一步地，所述排氣支路與所述主管路按軸向連接，以便于空氣的排放。
[0015]進一步地，所述排氣支路的管徑小于所述主管路管徑，以保持一定的工作壓力。
[0016]進一步地，所述排氣支路上裝有閥門，所述閥門為電磁閥或手閥，以控制排氣管路的通斷。
[0017]進一步地，所述排氣支路上裝有閥門，所述閥門為電磁閥或手閥，所述閥門的輸出端設(shè)有堵頭接頭。排氣結(jié)束后，用堵頭將接頭堵上，以確保冷卻水無泄漏。
[0018]進一步地，所述主管路并聯(lián)有至少二個冷卻水輸出口，所述冷卻水輸出口連接冷卻水支路，可用于對不同設(shè)備冷卻點的冷卻。
[0019]進一步地，所述冷卻水支路的管徑小于所述主管路管徑，以保持一定的工作壓力。
[0020]進一步地，所述冷卻水支路上裝有閥門，所述閥門為電磁閥或手閥，以控制各輸出口的通斷，使用時可根據(jù)具體的使用情況選擇輸出口的個數(shù)，不使用的輸出口關(guān)閉閥門即可。
[0021]進一步地，所述主管路通過總控閥門與冷卻水供給端連接，所述閥門為電磁閥或手閥，可以從總體上控制冷卻水的通斷。
[0022]進一步地，所述主管路上近冷卻水供給端與最接近的冷卻水支路之間設(shè)有壓力表支路，所述壓力表支路連接有壓力表。根據(jù)壓力顯示，及末端冷卻水支路水流量大小，可判斷主管路是否有空氣集聚，并及時排氣。
[0023]本發(fā)明同時還提供了上述帶有排氣的冷卻水供給裝置的控制方法，依次包括以下步驟:
[0024]步驟SOl:控制開始時，先關(guān)閉總控閥門、冷卻水支路閥門和排氣支路閥門，確定需要的冷卻水支路數(shù)量，將各支路分別連接到冷卻水支路閥門的出水端；
[0025]步驟S02:然后，將總控閥門連接到工廠冷卻水供給端的冷卻水供給管路上，并拆除排氣支路上的閥門輸出端接頭處安裝的堵頭，連接事先準(zhǔn)備的裝水容器；
[0026]步驟S03:待所有管路連接完畢，打開總控閥門，觀察設(shè)于主管路上近冷卻水供給端與最接近的冷卻水支路之間的壓力表支路連接的壓力表的讀數(shù)，然后打開排氣支路閥門，當(dāng)排氣支路的水流平穩(wěn)流出，說明氣體已排出時，關(guān)閉排氣支路閥門；
[0027]步驟S04:此時主管路中的空氣已排出，再打開所需的各冷卻水支路的閥門，給各支路供水，不使用的冷卻水支路的閥門依然保持關(guān)閉的狀態(tài)，作為備用。
[0028]進一步地，所述冷卻水供給裝置持續(xù)供水一段時間后，若出現(xiàn)末端冷卻水支路水流量減小，而壓力表讀數(shù)不變時，此種情況是由于水流中殘留的氣體釋放出來，長時間積存在主管路末端，此時，只需打開排氣支路閥門排出積存的氣體即可。
[0029]進一步地，排氣支路可作為備用冷卻水支路，當(dāng)作為冷卻水支路使用時，打開排氣支路的閥門，主管路末端的氣體會隨著水流從該支路中排出，最終進入到工廠回水總管路中。
[0030]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過在半導(dǎo)體熱處理設(shè)備水冷系統(tǒng)冷卻水供給的主管路上設(shè)置一具有排氣、冷卻水支路雙重功能的排氣支路，可在冷卻水首次輸送時，將管路中殘留的大量空氣一次排出；當(dāng)水冷系統(tǒng)持續(xù)工作一段時間后，可通過壓力檢測和末端支路流量判斷是否有空氣的聚集，及時排出主管路中積累的空氣，有效避免殘留空氣對冷卻水的精確控制造成的不利影響。排氣支路還可以作為備用冷卻水支路使用。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，控制方法易于操作，成本低廉，具備很好的實際推廣價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明一種帶有排氣的冷卻水供給裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中1、總控閥門，2、主管路，3、壓力表支路，4、壓力表，7、排氣支路，8、排氣閥門，9、接頭，10、堵頭，11?16、冷卻水支路，17?22、冷卻水支路閥門。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細(xì)說明。
[0034]請參閱圖1，圖1為本發(fā)明一種帶有排氣的冷卻水供給裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本發(fā)明的冷卻水供給裝置的供給管路包括一供給主管路2，作為本冷卻水供給裝置的主通道，材質(zhì)可以是鑄鐵、不銹鋼、銅、塑料等，管徑和長度可根據(jù)實際需求來決定。
[0035]主管路2的首端通過總控閥門I連接至冷卻水供給端、即工廠供水總管路上的冷卻水供給管路(圖中略)，可以從總體上控制冷卻水的通斷。末端同軸連接一排氣支路7，材質(zhì)可與主管路2—致。排氣支路7用于排放主管路2中集聚的殘留空氣。排氣支路7與主管路2按軸向連接，便于空氣的排放。排氣支路7的管徑小于所述主管路2管徑，以保持一定的工作壓力。排氣支路7 —端通過焊接或接頭9連接到主管路2末端，排氣支路7的另一端裝有排氣閥門8，以控制排氣管路的通斷。閥門8的輸出端設(shè)有安裝堵頭10的接頭
9。排氣結(jié)束后，用堵頭將接頭堵上，以確保冷卻水無泄漏。排氣支路7可作為備用冷卻水支路，連接至設(shè)備所需冷卻點的供水管路上，在需要時可以用于供給冷卻水。
[0036]主管路2并聯(lián)有至少二個冷卻水輸出口，冷卻水輸出口連接冷卻水支路，用于對不同設(shè)備冷卻點的冷卻。冷卻水支路的材質(zhì)可與主管路2—致，其管徑小于所述主管路2管徑，以保持一定的工作壓力。長度可根據(jù)實際需求選擇。圖中例舉有六個冷卻水支路11?16，通向設(shè)備的不同冷卻點。冷卻水支路上裝有閥門17?22，以控制各輸出口的通斷，使用時可根據(jù)具體的使用情況選擇輸出口的個數(shù)，不使用的輸出口關(guān)閉閥門即可。冷卻水支路11?16通過閥門17?22連接至設(shè)備各冷卻點的供水管路上，各冷卻點的供水管路再分別連接回水支路，最后匯集到工廠回水總管路中。
[0037]上述閥門可以是電磁閥，根據(jù)需要也可以采用手閥。
[0038]在主管路2上近冷卻水供給端(近總控閥門I處)與最接近的冷卻水支路11之間設(shè)有壓力表支路3，所述壓力表支路連接有壓力表4。根據(jù)壓力顯示，及末端冷卻水支路16的水流量大小，可判斷主管路2中是否有空氣集聚，并及時排氣。
[0039]半導(dǎo)體熱處理設(shè)備水冷系統(tǒng)的管路中空氣的存在，會對冷卻水流量的精確控制造成嚴(yán)重的影響，因此，在冷卻水輸送過程中，特別是首次輸送時，需要及時將冷卻水供給管路中的空氣排出。
[0040]本發(fā)明中的各閥門在不同的工作狀態(tài)下具有相應(yīng)的啟閉組合模式，由控制模塊執(zhí)行?？刂颇K分別與各閥門的控制器連接，并通過工廠微機控制系統(tǒng)的人機交互界面輸入控制指令，實現(xiàn)對本發(fā)明控制裝置的供水及排氣的模式化控制。
[0041]下面詳細(xì)說明下本發(fā)明冷卻水供給裝置具體的使用控制方法。
[0042]在操作開始時，先關(guān)閉總控閥門1、冷卻水支路閥門17?22和排氣閥門8。確定需要的冷卻水支路數(shù)量，將各支路分別連接到閥門17?22的出水端。
[0043]然后，將總控閥門I連接到工廠冷卻水供給端的冷卻水供給管路上，并拆除堵頭10，連接事先準(zhǔn)備的裝水容器。
[0044]待所有管路連接完畢，打開總控閥門1，觀察壓力表4的讀數(shù)，然后打開排氣閥門8，當(dāng)排氣支路的水流平穩(wěn)流出，說明氣體已排出時，關(guān)閉排氣閥門8。
[0045]此時主管路2中的空氣已排出，再打開所需的各冷卻水支路的閥門，給各支路供水。不使用的冷卻水支路的閥門依然保持關(guān)閉的狀態(tài)，作為備用。
[0046]本裝置持續(xù)供水一段時間后，若出現(xiàn)末端冷卻水支路16水流量減小，而壓力表4讀數(shù)不變時，此種情況是由于水流中殘留的氣體釋放出來，長時間積存在主管路2末端，此時，只需打開排氣閥門8排出積存的氣體即可。
[0047]排氣支路7可作為備用冷卻水支路，當(dāng)作為冷卻水支路使用時，打開排氣支路7的閥門8，主管路2末端的氣體會隨著水流從該支路中排出，最終進入到工廠回水總管路中。
[0048]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，因此凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有排氣的冷卻水供給裝置，包括連接至工廠冷卻水供給端的冷卻水供給管路，其特征在于，所述供給管路包括一供給主管路，所述主管路一端通過總控閥門連接至冷卻水供給端，另一端連接一排氣支路；所述主管路并聯(lián)有若干冷卻水輸出口，所述冷卻水輸出口連接冷卻水支路，所述冷卻水支路通過閥門連接至各冷卻點的供水管路上；所述排氣支路可作為備用冷卻水支路，通過閥門連接至所需冷卻點的供水管路上；其中，各所述閥門在不同的工作狀態(tài)下具有相應(yīng)的啟閉組合模式，各所述閥門啟閉組合模式由控制模塊執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻水供給裝置，其特征在于，所述排氣支路與所述主管路按軸向連接。
3.如權(quán)利要求1所述的冷卻水供給裝置，其特征在于，所述排氣支路的管徑小于所述主管路管徑。
4.如權(quán)利要求1~3任意一項所述的冷卻水供給裝置，其特征在于，所述排氣支路上裝有閥門，所述閥門為電磁閥或手閥。
5.如權(quán)利要求1~3任意一項所述的冷卻水供給裝置，其特征在于，所述排氣支路上裝有閥門，所述閥門為電磁閥或手閥，所述閥門的輸出端設(shè)有堵頭接頭。
6.如權(quán)利要求1所述的冷卻水供給裝置，其特征在于，所述主管路并聯(lián)有至少二個冷卻水輸出口，所述冷卻水輸出口連接冷卻水支路。
7.如權(quán)利要求1或6所述的冷卻水供給裝置，其特征在于，所述冷卻水支路的管徑小于所述主管路管徑。
8.如權(quán)利要求1或6所述的冷卻水供給裝置，其特征在于，所述冷卻水支路上裝有閥門，所述閥門為電磁閥或手閥。
9.如權(quán)利要求1所述的冷卻水供給裝置，其特征在于，所述主管路通過總控閥門與冷卻水供給端連接，所述閥門為電磁閥或手閥。
10.如權(quán)利要求1或6所述的冷卻水供給裝置，其特征在于，所述主管路上近冷卻水供給端與最接近的冷卻水支路之間設(shè)有壓力表支路，所述壓力表支路連接有壓力表。
11.一種如權(quán)利要求1所述的冷卻水供給裝置的控制方法，其特征在于，依次包括以下步驟: 步驟SOl:控制開始時，先關(guān)閉總控閥門、冷卻水支路閥門和排氣支路閥門，確定需要的冷卻水支路數(shù)量，將各支路分別連接到冷卻水支路閥門的出水端； 步驟S02:然后，將總控閥門連接到工廠冷卻水供給端的冷卻水供給管路上，并拆除排氣支路上的閥門輸出端接頭處安裝的堵頭，連接事先準(zhǔn)備的裝水容器； 步驟S03:待所有管路連接完畢，打開總控閥門，觀察設(shè)于主管路上近冷卻水供給端與最接近的冷卻水支路之間的壓力表支路連接的壓力表的讀數(shù)，然后打開排氣支路閥門，當(dāng)排氣支路的水流平穩(wěn)流出，說明氣體已排出時，關(guān)閉排氣支路閥門； 步驟S04:打開所需的各冷卻水支路的閥門，給各支路供水，不使用的冷卻水支路的閥門依然保持關(guān)閉的狀態(tài)，作為備用。
12.如權(quán)利要求11所述的冷卻水供給裝置的控制方法，其特征在于，所述冷卻水供給裝置持續(xù)供水一段時間后，若出現(xiàn)末端冷卻水支路水流量減小，而壓力表讀數(shù)不變時，打開排氣支路的閥門，排出積存的氣體。
13.如權(quán)利要求11或12所述的冷卻水供給裝置的控制方法，其特征在于，排氣支路可作為備用冷卻水支路，當(dāng)作為冷卻水支路使用時，打開排氣支路的閥門，主管路末端的氣體會隨著水流從該支路中排 出，最終進入到工廠回水總管路中。
【文檔編號】H01L21/02GK103715066SQ201310753017
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】張軍奎, 王麗榮, 宋新豐 申請人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司