CN112856841A - 温控设备 - Google Patents

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CN112856841A CN202110168928.0A CN202110168928A CN112856841A CN 112856841 A CN112856841 A CN 112856841A CN 202110168928 A CN202110168928 A CN 202110168928A CN 112856841 A CN112856841 A CN 112856841A
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杜留洋
吴松华
封舒予
鲜大中
刘建平
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Abstract

本发明实施例公开了一种温控设备，包括：控制模块、第一循环模块、第二循环模块和热交换模块；第一循环模块包括用于存储温度控制剂的第一存储装置和与第一存储装置连通的第一循环管路，第二循环模块包括用于存储温度控制液的第二存储装置和与第二存储装置连通的第二循环管路；控制模块用于根据第二循环管路中温度控制液的温度控制进入到第一存储装置的温度控制剂的温度。通过控制模块实时控制进入到第一存储装置中温度控制剂的温度，将和温度控制剂热交换后的温度控制液输出至待温控装置进行温度控制，进而通过对温度控制剂温度的控制间接控制待温控装置的温度，实现对待温控装置的精准温度控制。

Description

温控设备
技术领域
本发明实施例涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种温控设备。
背景技术
随着信息时代的发展和科技的进步，围绕芯片制造发展起来的半导体行业飞速发展，芯片制造工艺越来越复杂，对加工和测试(比如封装测试)及其配套设备的功能性能要求也越来越高，对温度的控制精度和稳定性的要求越来越高。
传统温度控制设备采用风冷或者液化气体直接蒸发吸热的方式对封装测试芯片进行冷却。
但是风冷或者液化气体的方法，温度控制精度低，无法达到芯片封装测试时的对温度的精度要求。
发明内容
本发明提供一种温控设备，以实现精准地控制待温控装置的温度。
本发明实施例提供的温控设备包括控制模块、第一循环模块、第二循环模块和热交换模块；所述第一循环模块包括用于存储温度控制剂的第一存储装置和与所述第一存储装置连通的第一循环管路，所述第二循环模块包括用于存储温度控制液的第二存储装置和与所述第二存储装置连通的第二循环管路，所述第一存储装置和所述第二存储装置位于所述热交换模块中；
所述温度控制液用于对待温控装置进行温度控制；
所述控制模块分别与所述第一循环模块和所述第二循环模块连接，用于根据所述第二循环管路中所述温度控制液的温度控制由所述第一循环管路进入到所述第一存储装置的所述温度控制剂的温度。
可选的，所述第一循环管路包括第一温度循环管路、第二温度循环管路；所述第一温度循环管路连通所述第一存储装置的入口和出口，所述第一温度循环管路中设置有第一开关；
所述第一开关用于在所述控制模块的控制下，控制进入到所述第一存储装置的第一温度的所述温度控制剂的流量；
所述第二温度循环管路中设置有处理单元和第二开关，所述处理单元的入口与所述第一温度循环管路的入口连通，所述处理单元的出口通过所述第二开关与所述第一存储装置的入口连通，所述处理单元用于将第一温度的所述温度控制剂处理为第二温度的所述温度控制剂，其中，所述第一温度和所述第二温度大小不同；
所述第二开关用于在所述控制模块的控制下，控制进入到所述第一存储装置的第二温度的温度控制剂的流量；
所述控制模块用于根据所述第二循环管路中所述温度控制液的温度控制所述第一开关和所述第二开关的开度。
可选的，所述第二循环管路包括温度检测单元；
所述温度检测单元设置于所述第二循环管路，用于检测所述第二循环管路中的温度控制液的温度并传输至所述控制模块。
可选的，所述第二循环管路还包括均热存储单元和泵体；
所述均热存储单元的入口与所述第二存储装置的出口连通，所述泵体连通所述均热存储单元的出口以及所述第二循环管路的出口；
所述均热存储单元用于降低所述温度控制液的温度差异。
可选的，所述控制模块还与上位机通信连接，用于根据所述上位机的指令对所述第一循环模块和第二循环模块进行控制。
可选的，所述温度控制剂为制冷剂，所述处理单元为冷凝器。
可选的，所述的温控设备还包括至少一个分支管路，每个所述分支管路中设置有温度控制板体；
所述温度控制板体两侧的管路分别与所述第二循环管路的出口和入口连通，用于将所述温度控制液传输至所述温度控制板体和将流入所述温度控制板体的所述温度控制液传输回所述第二循环管路；
所述温度控制板体还与所述待温控装置接触，用于对所述待温控装置进行温度控制。
可选的，所述待温控装置为芯片。
可选的，所述温度控制液为电子氟化液。
可选的，所述第二存储装置和所述第二循环管路均为不锈钢材质。
本发明实施例提供的温控设备包括控制模块、第一循环模块、第二循环模块和热交换模块；第一循环模块包括用于存储温度控制剂的第一存储装置和与第一存储装置连通的第一循环管路，第二循环模块包括用于存储温度控制液的第二存储装置和与第二存储装置连通的第二循环管路，热交换模块包括第一存储装置和第二存储装置；温度控制液用于对待温控装置进行温度控制；控制模块分别与第一循环模块和第二循环模块连接，用于根据第二循环管路中温度控制液的温度控制由第一循环管路进入到第一存储装置的温度控制剂的温度。本实施例通过热交换模块对温度控制剂和温度控制液进行热交换，控制模块实时控制进入到第一存储装置中温度控制剂的温度，将和温度控制剂热交换后的温度控制液输出至待温控装置进行温度控制，进而通过对温度控制剂温度的控制间接控制待温控装置的温度，实现对待温控装置的精准温度控制。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种温控设备的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的另一种温控设备的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的另一种温控设备的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的另一种温控设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种温控设备的结构示意图，参考图1，可选的，该温控设备包括控制模块100、第一循环模块200、第二循环模块300和热交换模块400；第一循环模块200包括用于存储温度控制剂的第一存储装置210和与第一存储装置210连通的第一循环管路220，第二循环模块300包括用于存储温度控制液的第二存储装置310和与第二存储装置310连通的第二循环管路320，第一存储装置210和第二存储装置310位于热交换模块400中；
温度控制液用于对待温控装置进行温度控制；
控制模块100分别与第一循环模块200和第二循环模块300连接，用于根据第二循环管路320中温度控制液的温度控制由第一循环管路220进入到第一存储装置210的温度控制剂的温度。
热交换模块400可以为一较大容器可容纳第一存储装置210和第二存储装置310，图1示例性的示出第一存储装置210和第二存储装置310无交叉的左右并列排布放置的情况，也可以上下并列排布放置，或者第一存储装置210完全包围第二存储装置320放置，值得注意的是，第一存储装置210和第二存储装置310之间不连通，只进行热量交换不进行质量交换。
第一循环管路220为温度控制剂流通的管路，第一存储装置210中的温度控制剂在热交换完成后可经第一循环管路220进行一定处理后重新进入第一存储装置210再次进行热交换，温度控制剂经第一循环管路220可一直重复利用。其中，温度控制剂可以为制冷剂，温控设备对待温控装置进行降温，温度控制剂也可以为制热剂，温控设备对待温控装置升温，本实施例在此不做具体限定。
第二循环管路320为温度控制液流通的管路，第二存储装置310中的温度控制液在热交换完成后可经第二循环管路320输出，用于对待温控装置进行升温或降温，升温或降温完成后再经第二循环管路320传输回第二存储装置310，从而实现对温度控制液的重复利用。
控制模块100可以为单片机、控制芯片或其他可实现控制功能的装置。控制模块100在获取到第二循环管路320中温度控制液的温度后，控制由第一循环管路220进入到第一存储装置210的温度控制剂的温度，在第二循环管路320中温度控制液的温度高于预设值时，通过控制进入第一存储装置210的温度控制剂的温度使其温度降低，从而使第二循环管路320中温度控制液的温度降低或者在第二循环管路320中温度控制液的温度低于预设值时，通过控制进入第一存储装置210的温度控制剂的温度使其温度升高，从而使第二循环管路320中温度控制液的温度升高。
本发明实施例提供的温控设备包括控制模块、第一循环模块、第二循环模块和热交换模块；第一循环模块包括用于存储温度控制剂的第一存储装置和与第一存储装置连通的第一循环管路，第二循环模块包括用于存储温度控制液的第二存储装置和与第二存储装置连通的第二循环管路，热交换模块包括第一存储装置和第二存储装置；温度控制液用于对待温控装置进行温度控制；控制模块分别与第一循环模块和第二循环模块连接，用于根据第二循环管路中温度控制液的温度控制由第一循环管路进入到第一存储装置的温度控制剂的温度。本实施例通过热交换模块对温度控制剂和温度控制液进行热交换，控制模块实时控制进入到第一存储装置中温度控制剂的温度，将和温度控制剂热交换后的温度控制液输出至待温控装置进行温度控制，进而通过对温度控制剂温度的控制间接控制待温控装置的温度，实现对待温控装置的精准温度控制。
图2为本发明实施例提供的另一种温控设备的结构示意图，参考图2，可选的，第一循环管路220包括第一温度循环管路221、第二温度循环管路222；第一温度循环管路221连通第一存储装置210的入口A1和出口B1，第一温度循环管路221中设置有第一开关T1；
第一开关T1用于在控制模块100的控制下，控制进入到第一存储装置210的第一温度的温度控制剂的流量；
第二温度循环管路222中设置有处理单元2221和第二开关T2，处理单元2221的入口A2与第一温度循环管路221的入口A3连通，处理单元2221的出口B2通过第二开关T2与第一存储装置210的入口A1连通，处理单元2221用于将第一温度的温度控制剂处理为第二温度的温度控制剂，其中，第一温度和第二温度大小不同；
第二开关T2用于在控制模块100的控制下，控制进入到第一存储装置210的第二温度的温度控制剂的流量；
控制模块100用于根据第二循环管路320中温度控制液的温度控制第一开关T1和第二开关T2的开度。
可选的，温度控制剂为制冷剂，处理单元2221为冷凝器。
当温度控制剂为制冷剂时，第一循环管路220还包括压缩机223，压缩机223连接于第一存储装置210的出口B1和第一温度循环管路221的入口A3之间。压缩机223用于将热交换完成后的低压低温的气态制冷剂压缩，排出高温高压的气体，使第一循环管路220建立高低压差，为制冷剂循环提供动力。压缩机223和第一开关T1的公共端可以作为第一温度循环管路221的入口A3。冷凝器用于冷却从压缩机223排出的高温高压气体，将高温高压气体冷却为常温高压液体。第二温度循环管路222还可包括过滤器2222和毛细管2223，过滤器2222连接于处理单元2221的出口B2和第二开关T2之间，用于将经冷凝器液化后的温度控制剂进行过滤，毛细管2223连接于第二开关T2和第一温度循环管路221之间，用于将从冷凝器出来的高压液态制冷剂通过节流膨胀使其成为低压的液态制冷剂后再进入第一存储装置210。
当温度控制剂为制冷剂时，热交换模块400可以为蒸发器，使第一存储装置210中的制冷剂蒸发，制冷剂蒸发吸热从而降低第二存储装置310中温度控制液的温度，从而使制冷剂和温度控制液完成热交换。完成热交换后的制冷剂蒸发为气体从第一存储装置210的出口B1流出，经第一温度循环管路221、第一开关T1重新传输回第一存储装置210，从第一开关T1流出的制冷剂的蒸汽的温度为第一温度。其中，第一开关T1可以为阀门。
从压缩机230流出的制冷剂的蒸汽一部分经第一开关T1流入第一存储装置210，另一部分经冷凝器冷凝为液体，经冷凝器冷凝为液体的温度控制剂的温度为第二温度，第二温度下的温度控制剂再经过滤器2222过滤后经第二开关T2、毛细管2223流入第一存储装置210中。其中，第二开关可以为电磁阀。
控制模块100根据第二循环管路320中温度控制液的温度控制第一开关T1和第二开关T2的开度。示例性的，当第二循环管路320中温度控制液温度高于设定温度时，控制模块100控制第一开关T1使其开度减小，同时控制第二开关T2使其开度变大，从而使流入第一存储装置210的温度控制剂的蒸汽量即热量减小、液化后的温度控制剂流量即冷气量变大，从而使热交换模块400中的温度控制剂蒸发后带走更多热量，进一步使第二循环管路320中温度控制液的温度降低。
图3为本发明实施例提供的另一种温控设备的结构示意图，参考图3，在上述实施例的基础上，可选的，第二循环管路320包括温度检测单元321；
温度检测单元321设置于第二循环管路320，用于检测第二循环管路320中的温度控制液的温度并传输至控制模块100。
温度检测单元321可以为温度传感器，可以实时检测第二循环管路320中温度控制液的温度，并将检测出的温度上传至控制模块100，控制模块100根据获取到的温度控制液的温度控制第一开关T1和第二开关T2的开度。
继续参考图3，可选的，第二循环管路320还包括均热存储单元322和泵体323；
均热存储单元322的入口A4与第二存储装置310的出口B3连通，泵体323连通均热存储单元322的出口B4以及第二循环管路320的出口B5；
均热存储单元322用于降低温度控制液的温度差异。
均热存储单元322还包括液位开关3221，液位开关3221用于调整均热存储单元322的液位，均热存储单元322可以为水箱或其他可用于存储温度控制液的装置，第二存储装置310中的温度控制液在热交换完成后可能存在上下部分的液体间温度不一致的问题，均热存储单元322可以使温度控制液的上下部分的液体温度一致，降低温度控制液的温度差异。泵体323用于将均热存储单元322中的温度控制液传输至第二循环管路320的出口B5，对待温控装置进行升温或降温。
第二循环管路320还包括流量检测单元324、温度控制液开关T3、压力检测单元325和输入管路326，流量检测单元324连接于泵体323和第二循环管路320的出口B5之间，用于检测流出第二循环管路320的温度控制液的流量，流量检测单元324可以为流量传感器，温度控制液开关T3连接于流量检测单元324和输入管路326之间，用于控制第二循环管路320的出口B5处的温度控制液的流量，压力检测单元325可以为压力传感器，设置于第二循环管路320，用于检测第二循环管路320中的压力并上传至控制模块100。输入管路326连接于待温控装置和第二存储装置310的入口A5之间，用于将完成对待温控装置温度控制后的温度控制液传输回第二存储装置310以便重复利用。
第二循环管路320的出口B5包括第一出口B51和第二出口B52，第二存储装置310中热交换完成后的温度控制液可直接传输至第一出口B51进行输出，但是这样无法消除第二存储装置310上下部分的温度控制液间的温度差异，第二存储装置310中热交换完成后的温度控制液经均热存储单元322、泵体323、传输至第二出口B52进行输出，可以降低第二存储装置310上下部分的温度控制液间的温度差异，使得对待温控装置的温度控制精度更高。同时，控制模块100可根据待温控装置的温度调节温度控制液开关T3的开度，进而控制第二循环管路的出口B5处的温度控制液的流量。示例性的，当待温控装置温度高于设定温度时，控制模块100控制温度控制液开关T3开度减小，使得流入输入管路326的温度控制液减少，流入第二循环管路的出口B5处的温度控制液流量变大，进而使待温控装置温度降低。
继续参考图3，可选的，控制模块100还与上位机500通信连接，用于根据上位机500的指令对第一循环模块200和第二循环模块300进行控制。
控制模块100将待温控装置的温度和压力检测单元325获取的压力值传输至上位机，若温度超过或低于安全温度值又或者压力值过高超过安全压力值，则上位机向控制模块100发送停机指令，控制模块100控制第一循环模块200和第二循环模块300的所有开关关闭，停止工作，实现安全互锁，避免发生事故。同时，控制模块100还可接收上位机开始工作等指令，控制第一循环模块200和第二循环模块300执行对应的动作，具有较好的远程交互的性能。
图4为本发明实施例提供的另一种温控设备的结构示意图，参考图4，可选的，温控设备还包括至少一个分支管路，每个分支管路中设置有温度控制板体610；
温度控制板体610两侧的管路分别与第二循环管路320的出口B5和入口A6连通，用于将温度控制液传输至温度控制板体610和将流入温度控制板体610的温度控制液传输回第二循环管路320；
温度控制板体610还与待温控装置700接触，用于对待温控装置700进行温度控制。
分支管路包括至少一个分液管620和一个集液管630，图4示例性的示出包括两个分液管620和两个温度控制板体610的情况，每个分液管620分别连接一个温度控制板体610，温度控制液经两个分液管620分别流入与分液管620对应连接的温度控制板体610中，对与每个温度控制板体610接触的待温控装置700进行升温或降温，升温或降温完成后温度控制液经温度控制板体610流出，两个温度控制板体610流出的温度控制液经集液管630重新传输回第二存储装置310中以便重复利用。
多个分支管路和多个温度控制板体610可同时对多个待温控装置700进行升温或降温操作，提高工作效率。
继续参考图3，可选的，待温控装置为芯片。
芯片在封装或测试过程中需要对封装或测试环境的温度进行精准的控制，一般要求封装或测试环境的温度在设定温度范围的±0.002℃/5min，控制模块100根据待温控装置的温度对第一循环模块200和第二循环模块300进行控制，以使待温控装置的温度维持稳定。
可选的，温度控制液为电子氟化液。
电子氟化液不具有导电性，当待温控装置为芯片时，即使温控设备出现泄露，温度控制液渗入芯片时，也不会影响芯片的性能，同时避免发生触电事故。
可选的，第二存储装置和第二循环管路均为不锈钢材质。
当温度控制液为电子氟化液时，电子氟化液的流经管路及用于存储电子氟化液的第二存储装置的材料为不锈钢材质，耐热耐腐蚀，连接处首选焊接，保证设备不会有泄露风险。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种温控设备，其特征在于，包括：控制模块、第一循环模块、第二循环模块和热交换模块；所述第一循环模块包括用于存储温度控制剂的第一存储装置和与所述第一存储装置连通的第一循环管路，所述第二循环模块包括用于存储温度控制液的第二存储装置和与所述第二存储装置连通的第二循环管路，所述第一存储装置和所述第二存储装置位于所述热交换模块中；
所述温度控制液用于对待温控装置进行温度控制；
所述控制模块分别与所述第一循环模块和所述第二循环模块连接，用于根据所述第二循环管路中所述温度控制液的温度控制由所述第一循环管路进入到所述第一存储装置的所述温度控制剂的温度。
2.根据权利要求1所述的温控设备，其特征在于，所述第一循环管路包括第一温度循环管路、第二温度循环管路；所述第一温度循环管路连通所述第一存储装置的入口和出口，所述第一温度循环管路中设置有第一开关；
所述第一开关用于在所述控制模块的控制下，控制进入到所述第一存储装置的第一温度的所述温度控制剂的流量；
所述第二温度循环管路中设置有处理单元和第二开关，所述处理单元的入口与所述第一温度循环管路的入口连通，所述处理单元的出口通过所述第二开关与所述第一存储装置的入口连通，所述处理单元用于将第一温度的所述温度控制剂处理为第二温度的所述温度控制剂，其中，所述第一温度和所述第二温度大小不同；
所述第二开关用于在所述控制模块的控制下，控制进入到所述第一存储装置的第二温度的温度控制剂的流量；
所述控制模块用于根据所述第二循环管路中所述温度控制液的温度控制所述第一开关和所述第二开关的开度。
3.根据权利要求1所述的温控设备，其特征在于，所述第二循环管路包括温度检测单元；
所述温度检测单元设置于所述第二循环管路，用于检测所述第二循环管路中的温度控制液的温度并传输至所述控制模块。
4.根据权利要求3所述的温控设备，其特征在于，所述第二循环管路还包括均热存储单元和泵体；
所述均热存储单元的入口与所述第二存储装置的出口连通，所述泵体连通所述均热存储单元的出口以及所述第二循环管路的出口；
所述均热存储单元用于降低所述温度控制液的温度差异。
5.根据权利要求4所述的温控设备，其特征在于，所述控制模块还与上位机通信连接，用于根据所述上位机的指令对所述第一循环模块和第二循环模块进行控制。
6.根据权利要求2所述的温控设备，其特征在于，所述温度控制剂为制冷剂，所述处理单元为冷凝器。
7.根据权利要求1所述的温控设备，其特征在于，还包括至少一个分支管路，每个所述分支管路中设置有温度控制板体；
所述温度控制板体两侧的管路分别与所述第二循环管路的出口和入口连通，用于将所述温度控制液传输至所述温度控制板体和将流入所述温度控制板体的所述温度控制液传输回所述第二循环管路；
所述温度控制板体还与所述待温控装置接触，用于对所述待温控装置进行温度控制。
8.根据权利要求1所述的温控设备，其特征在于，所述待温控装置为芯片。
9.根据权利要求8所述的温控设备，其特征在于，所述温度控制液为电子氟化液。
10.根据权利要求1-9任一项所述的温控设备，其特征在于，所述第二存储装置和所述第二循环管路均为不锈钢材质。
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