專利名稱：潔凈室的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備，尤其涉及一種潔凈室的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體代工廠中，潔凈室為整條生產(chǎn)線提供恒溫潔凈的環(huán)境，是硅芯片賴以生 產(chǎn)加工的最基本條件。所述潔凈室是指將一定空間范圍內(nèi)空氣中的微粒子、有害空氣、細(xì) 菌等污染物排除，并將室內(nèi)的溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動(dòng)及照 明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)，而所給予特別設(shè)計(jì)的房間。不論外在空氣條件如何變化， 潔凈室的室內(nèi)均能維持原先所設(shè)定要求的潔凈度、溫濕度及壓力等性能的特性。潔凈室最 主要的作用在于控制產(chǎn)品(如硅芯片等)所接觸大氣的潔凈度以及溫度、濕度，使產(chǎn)品能在 一個(gè)良好的環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造。潔凈室系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)硅芯片品質(zhì)和良率的影響舉 足輕重。隨著集成電路尺寸不斷縮小，對(duì)潔凈室的環(huán)境要求越來越嚴(yán)格，對(duì)潔凈室溫度、濕 度的要求也越來越高。在實(shí)際生產(chǎn)制造過程，在潔凈室中運(yùn)行各種大型設(shè)備時(shí)產(chǎn)生較高的熱量，然而通 常潔凈室所需要的溫、濕度條件為20 溫度與40 50%濕度。故需要冷卻系統(tǒng)對(duì)潔 凈室進(jìn)行降溫、冷卻。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中潔凈室的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述冷卻系統(tǒng)包 括冷卻塔205，、若干組制冷機(jī)201，，所述冷卻塔205，與所述制冷機(jī)201，通過管道連通，所 述制冷機(jī)201，與所述潔凈室100，通過管道連通，其中所述制冷機(jī)201，的出水口與所述潔 凈室100’的進(jìn)水口連通，所述制冷機(jī)201’的進(jìn)水口與所述潔凈室100’的出水口之間設(shè)有 第一水泵203，。在第一水泵203，的推動(dòng)下，所述潔凈室100，中的水流入制冷機(jī)201，進(jìn)行 冷卻，冷卻后水回流至潔凈室100’，從而降低潔凈室100’的環(huán)境溫度；同時(shí)冷卻塔205’提 供自來水流入制冷機(jī)，與制冷機(jī)201’內(nèi)部的水相遇，從而進(jìn)一步加快制冷機(jī)201’內(nèi)部水降
ilm ο為保證潔凈室溫度、濕度，控制晶圓良好的生產(chǎn)環(huán)境，由于半導(dǎo)體生產(chǎn)中設(shè)備成本 非常高，故半導(dǎo)體加工都要常年M小時(shí)不停運(yùn)轉(zhuǎn)的，因此為除機(jī)臺(tái)及其他設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的 熱量，冷卻系統(tǒng)也是M小時(shí)不停工作的。為使?jié)嶌o室達(dá)到環(huán)境條件的要求，冷卻系統(tǒng)的功 率都非常大，每臺(tái)制冷機(jī)的功率通常為1000千瓦時(shí)，多臺(tái)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn) 轉(zhuǎn)消耗了大量的能源，冷卻系統(tǒng)耗能約占了半導(dǎo)體生產(chǎn)廠全部耗能的40%，占生產(chǎn)成本相 當(dāng)大的比重。并且現(xiàn)有技術(shù)中冷卻系統(tǒng)中使用的制冷液對(duì)環(huán)境有破壞作用，隨著制冷液泄 露或蒸發(fā)到大氣中，對(duì)環(huán)境造成巨大的破壞；同時(shí)由于冷卻系統(tǒng)常年不停止運(yùn)轉(zhuǎn)，無法對(duì)冷 卻系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)維護(hù)和保養(yǎng)，降低了冷卻系統(tǒng)的壽命，增加了設(shè)備的故障風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提高 維護(hù)的成本。因此如何降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本、節(jié)約能源成為半導(dǎo)體加工廠十分重視的課題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠節(jié)約能源、降低成本、降低設(shè)備故障的潔凈室的冷卻系統(tǒng)。為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種潔凈室的冷卻系統(tǒng)，包括冷卻塔、若干組制 冷機(jī)，所述冷卻塔與所述制冷機(jī)通過管道連通，所述制冷機(jī)與所述潔凈室通過管道連通，其 中所述制冷機(jī)與所述潔凈室之間還設(shè)有第一水泵，所述冷卻系統(tǒng)還包括若干組熱交換器， 所述熱交換器與所述冷卻塔通過管道連通，所述熱交換器與所述潔凈室通過管道連通，其 中所述熱交換器與所述潔凈室之間還設(shè)有第二水泵。較佳的，所述熱交換器的材質(zhì)為不銹鋼。較佳的，所述熱交換器的換熱面積為250m2 270m2。較佳的，所述熱交換器的流量為M0m3/h 300m3/h。進(jìn)一步的，所述制冷機(jī)的出水口與所述潔凈室的進(jìn)水口連通，所述制冷機(jī)的進(jìn)水 口與所述潔凈室的出水口之間設(shè)有所述第一水泵。進(jìn)一步的，所述熱交換器的出水口與所述潔凈室的進(jìn)水口相連，所述熱交換器的 進(jìn)水口與所述潔凈室的出水口之間設(shè)有所述第二水泵。較佳的，所述冷卻塔與所述制冷機(jī)之間還設(shè)置有第一水泵變頻器。較佳的，所述冷卻塔與所述熱交換器之間還設(shè)置有第二水泵變頻器。較佳的，所述管道的材質(zhì)為碳鋼。綜上所述，本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)中制冷機(jī)進(jìn)行冷卻的基礎(chǔ)上，增加熱交換器對(duì) 所述潔凈室進(jìn)行冷卻。當(dāng)所述冷卻塔出水溫度較低時(shí)，停止制冷機(jī)工作，采用所述熱交換器 對(duì)所述潔凈室進(jìn)行冷卻，從而節(jié)約了能源、降低成本，同時(shí)在所述制冷機(jī)停止工作時(shí)對(duì)所述 制冷機(jī)進(jìn)行維護(hù)，降低了熱交換器的故障發(fā)生率。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中潔凈室的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型中潔凈室的冷卻系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi) 容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本實(shí)用新型并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知 的一般替換也涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，本實(shí)用新型利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本實(shí)用新型實(shí)例時(shí)，為了 便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。本實(shí)用新型的核心思想是在現(xiàn)有技術(shù)中采用制冷機(jī)進(jìn)行冷卻的基礎(chǔ)上，增加熱 交換器對(duì)所述潔凈室進(jìn)行冷卻。在所述冷卻塔出水溫度較低時(shí)，停止制冷機(jī)工作，采用熱交 換器對(duì)所述潔凈室進(jìn)行冷卻，從而達(dá)到了節(jié)約了能源、降低成本的目的。為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種潔凈室的冷卻系統(tǒng)，包括冷卻塔205、若干 組制冷機(jī)201，所述冷卻塔205與所述制冷機(jī)201通過管道連通，所述制冷機(jī)201與所述潔 凈室100通過管道連通，其中所述制冷機(jī)201與所述潔凈室100之間還設(shè)有第一水泵203， 所述冷卻系統(tǒng)還包括若干組熱交換器207，所述熱交換器207與所述冷卻塔205通過管道連 通，所述熱交換器207與所述潔凈室100通過管道連通，其中所述熱交換器207與所述潔凈
4室100之間還設(shè)有第二水泵209。熱交換器是采用固體間隔壁(傳熱面)將不同溫度的流體隔開，兩種流體在流動(dòng) 過程中進(jìn)行熱交換，從而使溫度較高的流體降溫。所述潔凈室100流出的溫度較高的水與 冷卻塔205流出的溫度較低的水流入所述熱交換器207，在所述冷熱交換器207中完成熱交 換，潔凈室100流出的溫度較高的水經(jīng)過降溫后，流回到所述潔凈室100中，進(jìn)而維持潔凈 室100的內(nèi)部溫度。進(jìn)一步的，所述制冷機(jī)201的出水口與所述潔凈室100的進(jìn)水口連通，所述制冷機(jī) 201的進(jìn)水口與所述潔凈室100的出水口之間設(shè)有第一水泵203。在所述第一水泵203的 推動(dòng)下，所述潔凈室100中溫度較高的水從出水口經(jīng)過第一水泵203流入制冷機(jī)201，在制 冷機(jī)201中完成降溫后流回至潔凈室100。進(jìn)一步的，所述熱交換器207的出水口與所述潔凈室100的進(jìn)水口相連，熱交換器 207的進(jìn)水口與所述潔凈室100的出水口之間設(shè)有第二水泵209。在所述第二水泵209的 推動(dòng)下，所述潔凈室100中溫度較高的水從出水口經(jīng)過第二水泵209流入熱交換器207，與 流入到熱交換器207中的所述冷卻塔205的溫度較低的水進(jìn)行熱交換，降溫后流回至潔凈 室 100。進(jìn)一步的，所述熱交換器207的材質(zhì)為不銹鋼。采用不銹鋼材料不易老化生銹，進(jìn) 而提高所述熱交換器207的使用壽命。進(jìn)一步的，所述熱交換器207的換熱面積為250m2 270m2，所述熱交換器207的 體積流量為M0m3/h 300m3/h。采用本實(shí)施例中的尺寸是基于原制冷機(jī)的制冷能力，所選 尺寸和流量保證器換熱能力和一臺(tái)制冷劑的制冷能力一致。從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)潔 凈室的調(diào)節(jié)工藝不變，潔凈室的溫度濕度環(huán)境不變，更加適合半導(dǎo)體的生產(chǎn)。較佳的，所述冷卻塔205與所述制冷機(jī)201之間還設(shè)置有第一水泵變頻器211a。較佳的，所述冷卻塔205與所述熱交換器之間還設(shè)置有第二水泵變頻器211b。所 述第一水泵變頻器211a可以調(diào)節(jié)所述冷卻塔進(jìn)入所述制冷機(jī)201的水量，加快制冷機(jī)201 冷卻速度，所述第二水泵變頻器211b可以調(diào)節(jié)所述冷卻塔進(jìn)入所述熱交換器207的水量， 進(jìn)而調(diào)節(jié)所述熱交換器207的冷卻速度。采用水泵變頻器具有以下優(yōu)點(diǎn)1、可以確保系 統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)調(diào)節(jié)；2、保證供應(yīng)參數(shù)的穩(wěn)定；3、將根據(jù)外界的溫度時(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行頻 率，可以將節(jié)能工作最大化；4.同時(shí)降低設(shè)備運(yùn)行負(fù)載，延長(zhǎng)使用壽命，降低維護(hù)成本。進(jìn)一步的，所述管道的材質(zhì)為碳鋼。采用不碳鋼材料，硬度合適且不易老化生銹， 進(jìn)而提高所述管道的使用壽命。在使用本實(shí)用新型所述冷卻設(shè)備時(shí)，當(dāng)外界環(huán)境焓值(enthalpy)小于25KJ/Kg 時(shí)，冷卻塔205出水溫度小于6°C，即為通常每年冬季，第一水泵203停止運(yùn)轉(zhuǎn)，第二水泵 209運(yùn)轉(zhuǎn)，所述潔凈室100中的溫度較高的水流向熱交換器207，同時(shí)冷卻塔205中溫度較 低的水也流向熱交換器207，在熱交換器207中進(jìn)行熱交換，溫度較高的水被冷卻后流回到 潔凈室100中，從而達(dá)到了自然冷卻。綜上所述，本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)中制冷機(jī)進(jìn)行冷卻的基礎(chǔ)上，增加熱交換器對(duì) 所述潔凈室進(jìn)行冷卻。當(dāng)所述冷卻塔出水溫度較低時(shí)，停止制冷機(jī)工作，采用所述熱交換器 對(duì)所述潔凈室進(jìn)行冷卻，從而節(jié)約了能源、降低成本，同時(shí)在所述制冷機(jī)停止工作時(shí)對(duì)所述 制冷機(jī)進(jìn)行維護(hù)，降低了熱交換器的故障發(fā)生率。[0033] 雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何 所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更 動(dòng)與潤飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種潔凈室的冷卻系統(tǒng)，包括冷卻塔、若干組制冷機(jī)，所述冷卻塔與所述制冷機(jī)通過 管道連通，所述制冷機(jī)與所述潔凈室通過管道連通，其中所述制冷機(jī)與所述潔凈室之間還 設(shè)有第一水泵，其特征在于，還包括若干組熱交換器，所述熱交換器與所述冷卻塔通過管道 連通，所述熱交換器與所述潔凈室通過管道連通，其中所述熱交換器與所述潔凈室之間還 設(shè)有第二水泵。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器的材質(zhì)為不銹鋼。
3.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器的換熱面積為250m2 270m2。
4.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器的流量為240m3/h 300m 3A ο
5.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷機(jī)的出水口與所述潔凈室的 進(jìn)水口連通，所述制冷機(jī)的進(jìn)水口與所述潔凈室的出水口之間設(shè)有所述第一水泵。
6.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器的出水口與所述潔凈室 的進(jìn)水口相連，所述熱交換器的進(jìn)水口與所述潔凈室的出水口之間設(shè)有所述第二水泵。
7.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻塔與所述制冷機(jī)之間還設(shè)置 有第一水泵變頻器。
8.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻塔與所述熱交換器之間還設(shè) 置有第二水泵變頻器。
9.如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述管道的材質(zhì)為碳鋼。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種潔凈室的冷卻系統(tǒng)，包括冷卻塔、若干組制冷機(jī)，還包括若干組熱交換器，所述熱交換器與所述冷卻塔通過管道連通，所述熱交換器與所述冷卻塔通過管道連通，所述熱交換器與所述潔凈室通過管道連通，其中所述熱交換器與所述潔凈室之間還設(shè)有第二水泵。本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置制冷機(jī)的基礎(chǔ)上，增加熱交換器對(duì)所述潔凈室進(jìn)行冷卻。當(dāng)冷卻塔出水溫度較低時(shí)，停止制冷機(jī)工作，采用熱交換器對(duì)潔凈室進(jìn)行冷卻，從而節(jié)約了能源、降低成本，同時(shí)在所述制冷機(jī)停止工作時(shí)對(duì)制冷機(jī)進(jìn)行維護(hù)，降低了冷卻系統(tǒng)的故障發(fā)生率。
文檔編號(hào)F24F5/00GK201844482SQ20102050605
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者楊瑞成 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司