專利名稱：半導(dǎo)體制造和測(cè)試過程的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻系統(tǒng)，特別適用于半導(dǎo)體制造或測(cè)試系統(tǒng)的渦流冷卻系統(tǒng)， 該系統(tǒng)用于提供適合半導(dǎo)體制造和測(cè)試的環(huán)境溫度。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體元件的制造和測(cè)試是一項(xiàng)花費(fèi)人力的工作，因?yàn)橹圃斓膹?fù)雜性，高失效率 可能會(huì)在制造元件時(shí)發(fā)生。因此，所述半導(dǎo)體元件必須在設(shè)定參數(shù)下做廣泛的測(cè)試，以確保 運(yùn)作正常。此外，半導(dǎo)體元件測(cè)試不只是需要測(cè)試半導(dǎo)體的性能，還需要測(cè)試該性能在不同 預(yù)期溫度下的運(yùn)作狀況。半導(dǎo)體元件可能會(huì)在非常大范圍的溫度狀態(tài)下操作，從極高溫度至低溫，以及，使 用者期望運(yùn)作所述半導(dǎo)體元件性能的任一預(yù)期溫度環(huán)境下。因此，會(huì)需要在所述預(yù)期溫度 范圍內(nèi)來測(cè)試所述半導(dǎo)體元件，以確保所述半導(dǎo)體元件的耐用性。例如，傳統(tǒng)測(cè)試半導(dǎo)體元件的方法包括渦流管，該渦流管用來冷卻所述待制造或 待測(cè)試的半導(dǎo)體元件在制造或測(cè)試時(shí)所需的環(huán)境溫度，其中，壓縮空氣被導(dǎo)入渦流管，最 后，冷空氣會(huì)排出到待測(cè)試和制造元件周圍，來冷卻其環(huán)境溫度。然而，因?yàn)闇u流管的空氣冷卻管和環(huán)境溫度的溫度差，水氣容易凝結(jié)在所述空氣 冷卻管的周圍，而所述凝結(jié)的水氣容易從所述渦流管的空氣冷卻管滴落到所述待制造或待 測(cè)試元件上，從而容易造成所述待測(cè)試或制造元件失效。一般所述渦流管常用隔熱材料包 裹在其外圍，但是水氣凝結(jié)仍容易發(fā)生在所述包裹的隔熱材料上。因此，則容易對(duì)所述半導(dǎo) 體制造和測(cè)試元件造成污染和損害。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種冷卻系統(tǒng)，并提供所述待測(cè)試和制造的半導(dǎo)體元 件的環(huán)境溫度，所述冷卻系統(tǒng)為有效且低成本的方法，并且，不需要其它移動(dòng)配件、電腦裝 置與冷媒，而不會(huì)有水氣凝結(jié)的問題。在本發(fā)明中，渦流管包括接收壓縮空氣的入口 ；熱空氣排出管，該熱空氣排出管 的排氣溫度高于所接收的壓縮空氣；冷空氣排出管，該冷空氣排出管的排氣溫度低于所述 接收的壓縮空氣；干空氣管連接于所述隔熱系統(tǒng)，并且所述干空氣管內(nèi)的干空氣會(huì)到所述 渦流管的冷空氣排氣管的排氣口排出，所述冷空氣排氣管連接至所述半導(dǎo)體加工元件處。 所以，所述半導(dǎo)體加工元件可以從所述渦流管接收冷空氣，該冷空氣可以提供適合所述半 導(dǎo)體制造和測(cè)試元件的環(huán)境溫度，以運(yùn)作其半導(dǎo)體功能。所述干空氣管在所述冷空氣排氣 管周圍可以作為隔熱層使用，所以在所述冷空氣排出管周圍不會(huì)有水氣凝結(jié)。因此，則不會(huì) 對(duì)所述半導(dǎo)體制造和測(cè)試元件造成污染和損害。


圖1是本發(fā)明的用于半導(dǎo)體制造測(cè)試過程的冷卻系統(tǒng)示意圖。
附圖標(biāo)記說明1渦流單元2渦流管3壓縮空氣4熱氣流5冷氣流6圓筒渦流產(chǎn)生器7圓周層氣流8中央層氣流9半導(dǎo)體制造和測(cè)試元件10冷氣流管11夾具12壓縮機(jī)13干空氣流14干空氣管15控制閥16冷氣口17熱氣口18控制器19半導(dǎo)體制造和測(cè)試機(jī)臺(tái)20溫度感測(cè)器
具體實(shí)施例方式參考圖1，其顯示本發(fā)明用渦流單元1來作為冷卻系統(tǒng)的示意圖。渦流管2接收 壓縮空氣3并且將其分為熱氣流4和冷氣流5，該壓縮空氣流3是從壓縮機(jī)12或制造工廠 的中央壓縮空氣系統(tǒng)而來。所述渦流管2中的圓筒渦流產(chǎn)生器6會(huì)產(chǎn)生第一旋轉(zhuǎn)氣流，該 第一旋轉(zhuǎn)氣流沿著渦流管壁被送至所述渦流管的尾端，所述第一旋轉(zhuǎn)氣流部分的圓周層氣 流7經(jīng)過控制閥15，會(huì)以熱空氣的形式排出，所述第一旋轉(zhuǎn)氣流的其余部分則從中央管路 回流，以形成中央層氣流8，所述第一旋轉(zhuǎn)氣流的中央層氣流8以相對(duì)于所述圓周層氣流7 反向且較慢的速度流動(dòng)，其中，在所述中央層氣流8的熱會(huì)被傳送至所述較快移動(dòng)的圓周 層氣流7。因此，可以降低所述中央層氣流8的溫度，所述中央層氣流8流過所述圓筒渦流 產(chǎn)生器6并從冷氣流管10排出，以形成冷氣流5。為了冷卻的目的，所述冷空氣流5被導(dǎo) 入至所述半導(dǎo)體制造或者測(cè)試元件9上。其中，在所述圓周層氣流7的角速度非常慢，而在 所述中央層氣流8中則非常快，此為所述渦流管2的運(yùn)作機(jī)制。在所述圓周層氣流7和所 述中央層氣流8之間的摩擦?xí)蛊浣档拖鄬?duì)的角速度，以形成完整的流體。這樣會(huì)使內(nèi)層 的中央層氣流8的角速度降低，并且會(huì)使外層的圓周層氣流7的角速度增加，結(jié)果就是所述 中央層氣流8會(huì)失去其動(dòng)能，并轉(zhuǎn)移至所述圓周層氣流7內(nèi)，所述中央層氣流8的溫度會(huì)降 低，而所述圓周層氣流7的溫度會(huì)升高。所以，可以在所述冷氣管10處形成該冷氣流5，所 述冷氣流管10在連接至位于半導(dǎo)體制造或者測(cè)試設(shè)備上的夾具11上，以用來冷卻所述半 導(dǎo)體元件9的溫度。參考圖1所示，本發(fā)明的渦流單元1的冷氣流管10外部包裹有干空氣管14，該干空氣管內(nèi)有干空氣流13，該干空氣流從壓縮機(jī)12或制造工廠的中央壓縮空氣系統(tǒng)而來，所 述干空氣流13的溫度介于所述熱氣流4和所述冷氣流5之間。所述干空氣流13環(huán)繞著所 述冷氣流管10的外部流過，并從所述冷氣流管10處導(dǎo)出。因?yàn)樗龈煽諝饬?3環(huán)繞著所 述冷氣流管10外部流過，所以不會(huì)有水氣凝結(jié)在所述冷氣流管10的外部，以至于凝結(jié)滴落 到上述制造或者測(cè)試區(qū)。因此，不會(huì)污染和損害到所述半導(dǎo)體制造和測(cè)試元件9和所述半 導(dǎo)體制造和測(cè)試機(jī)臺(tái)19。在干空氣管14內(nèi)的干空氣流13即形成良好的溫度隔絕層，并且 所述干空氣管14可以良好設(shè)計(jì)，以至于不會(huì)干擾所述冷空氣管10的溫度特性。并且，位于所述渦流管2的熱氣流出口的控制閥15可以用來控制所述冷氣流的比例，所述導(dǎo)入到冷氣流管10的冷氣流相對(duì)于所述導(dǎo)入渦流管2的壓縮氣流的比例為該冷氣 流的比例。因此，使用者通過控制所述控制閥15可以控制渦流管2的熱氣流4和冷氣流5 的流量，并且可以提供許多不同的比例。調(diào)整所述熱流管出口的熱氣口 17的流量可以設(shè)定 所述冷氣口 16的流量和溫度，當(dāng)所述熱氣口 17的氣流溫度因不同接收的壓縮氣體的壓力 變化而升高時(shí)，所述冷氣口 16的氣流溫度會(huì)下降。這是因?yàn)?，?dāng)越多的熱氣流4從熱氣口 17排出會(huì)使冷氣流5的排出比例降低，即降低所述冷氣流的比例，因此會(huì)更進(jìn)一步降低所 述冷氣口 16的冷氣流5的溫度；當(dāng)越少的熱氣流4從熱氣口 17排出會(huì)使冷氣流5的排出 比例升高，即提高所述冷氣流的比例，冷氣口 16的冷氣流5的溫度會(huì)降低得較少。在另一 方面，改變所述送入的壓縮氣體3的流量或壓力也會(huì)改變所述冷氣流5和所述熱氣流4的 溫度，增加所述壓縮氣體3的壓力并且維持較低的冷氣流的比例可以使所述冷氣流5的溫 度降低更多，并且所述熱氣流4的溫度并不會(huì)升高太多。相反地，增加所述壓縮氣體3的壓 力并且維持較高的冷氣流的比例可以使所述冷氣流5的溫度降低較少，并且所述熱氣流4 的溫度會(huì)升高較多，因此具有相當(dāng)大的操作彈性。控制器18連接至所述壓縮機(jī)12和所述 半導(dǎo)體制造和測(cè)試機(jī)臺(tái)19，以控制所述冷卻系統(tǒng)的運(yùn)作，所述控制閥15連接到在所述半導(dǎo) 體制造和測(cè)試機(jī)臺(tái)19上的溫度感測(cè)器20，這樣連接可以控制所述控制閥15。
雖然本發(fā)明已經(jīng)以前面所述的最佳實(shí)施方式進(jìn)行揭示，然而其并不用于限制本發(fā) 明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明做出各種變動(dòng) 和修改。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求中所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種冷卻系統(tǒng)，特別是用于半導(dǎo)體制造和測(cè)試過程的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括 渦流管單元，該渦流管單元從空氣入口接收壓縮空氣；熱空氣排出管，該熱空氣排出管排出溫度高于所述壓縮空氣的熱空氣流； 冷空氣排出管，該冷空氣排出管排出溫度低于所述壓縮空氣的冷空氣流； 干空氣管，該干空氣管包裹在所述冷空氣排出管外，其中，所述干空氣管中具有從所述 壓縮空氣分流的干空氣，該干空氣在所述干空氣管內(nèi)沿著所述冷空氣排出管的外部流過； 空氣壓縮系統(tǒng)，該空氣壓縮系統(tǒng)提供所述壓縮空氣至所述渦流管單元和所述干空氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述渦流管單元還包括控制閥，該控制閥位 于所述熱空氣排出管的末端，以控制所述熱空氣流和所述冷空氣流的流量比例。
3.一種渦流冷卻系統(tǒng)，特別是用于半導(dǎo)體制造和測(cè)試過程的冷卻系統(tǒng)，該渦流冷卻系 統(tǒng)包括渦流管單元，該渦流管單元從空氣入口接收壓縮空氣； 熱空氣排出管，該熱空氣排出管排出溫度高于所述壓縮空氣的熱空氣流； 冷空氣排出管，該冷空氣排出管排出溫度低于所述壓縮空氣的冷空氣流； 干空氣管，該干空氣管包裹在所述冷空氣排出管外，其中，所述干空氣管中具有從所述 壓縮空氣分流的干空氣，該干空氣在所述干空氣管內(nèi)沿著所述冷空氣排出管外部流過。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦流冷卻系統(tǒng)，其中，所述渦流管單元還包括控制閥，該控制 閥位于所述熱空氣排出管的末端，以控制所述熱空氣流和所述冷空氣流的流量比例。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造和測(cè)試系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，包括渦流管單元，該渦流管單元對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體加工元件來執(zhí)行半導(dǎo)體加工的功能，所述渦流管單元包括接收壓縮空氣的入口；熱空氣排出管，該熱空氣排出管的排氣溫度高于所述接收的壓縮空氣；冷空氣排出管，該冷空氣排出管的排氣溫度低于所述接收的壓縮空氣；以及包裹在所述冷空氣排出管的干空氣管，該干空氣管連接于空氣壓縮單元和所述渦流管單元，因此所述干空氣連續(xù)地流過所述冷空氣排出管，所以在所述冷空氣排出管周圍不會(huì)有水氣凝結(jié)。因此，不會(huì)對(duì)所述半導(dǎo)體制造和測(cè)試元件造成污染和損害。
文檔編號(hào)F25B9/04GK102080897SQ20101051822
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者孔祥漢, 莊慶文, 張修明 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司