一种扩散炉的冷却装置的制作方法

1.本实用新型涉及扩散炉冷却技术领域，具体为一种扩散炉的冷却装置。


背景技术：

2.扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备之一，主要用于半导体器件、分立器件、光电子器件、金属管壳等产品的烧结、封装、氧化、热处理等工艺。
3.大多数扩散炉是由控制系统、进出舟系统、炉体加热系统和气体控制系统等组成。其中炉体加热系统共有六层。顶层配置有水冷散热器及排热风扇，每层加热炉体间也配置一层水冷系统，隔绝每层炉管的温度相互影响。工件在恒温区内保温结束后，会被拉送到冷却段进行降温，降温到一定温度，拉出炉口取走工件。
4.目前市面上扩散炉所用的大多是水冷装置，水冷冷却结构较为复杂，需配备发动机、水循环系统、水箱等装置。其中水箱还需额外的场地放置，不利于成本的控制；而且水冷系统长期使用也存在安全隐患，如漏水等问题。因此，为解决这一现状，需对其进行改进。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种扩散炉的冷却装置，解决了水冷冷却结构较为复杂，需配备发动机、水循环系统、水箱等装置。其中水箱还需额外的场地放置，不利于成本的控制；而且水冷系统长期使用也存在安全隐患，漏水的问题。
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种扩散炉的冷却装置，包括固定架，固定架的内部设置石英管，其中，石英管为出料通道，所述石英管的外侧设置保温层，保温层固定于石英管外侧，所述保温层的外侧设置隔离层，隔离层套设于保温层外侧，其表面开设散热孔，散热孔贯穿隔离层并延伸至隔离层内部，所述隔离层的外侧设置冷却层，冷却层包括气冷段以及自然过渡段，冷却层的顶部设置进气管，其底部设置出气管，进气管与出气管均与冷却层连通设置，进气管源头位置连通压缩机。
7.进一步的，所述气冷段为不锈钢套，不锈钢套套设于石英管外表面，不锈钢套之间设置套管，套管固定于不锈钢套外表面。
8.进一步的，所述进气管与出气管分别连通不锈钢套与套管，且不锈钢套与套管之间不连通。
9.进一步的，所述套管内部设置散热板，散热板套设于石英管外表面，且石英管与散热板之间设置滚珠，滚珠形成对散热板的支撑。
10.进一步的，所述不锈钢套的内部设置螺旋板，螺旋板固定于不锈钢套内部并形成风道，进气管连通风道端部，出气管连通风道尾部。
11.进一步的，所述风道端部设置于不锈钢套靠近套管的一端，风道尾部设置于不锈钢套背离套管的一端，且螺旋板与石英管贴合。
12.进一步的，所述不锈钢套向石英管出料位置延伸，且不锈钢套内部设置隔离套的一端为自然过渡段，所述不锈钢套固定于固定架外表面。
13.有益效果
14.本实用新型提供了一种扩散炉的冷却装置。与现有技术相比具备以下有益效果：
15.1、本实用新型采用的气冷冷却装置，气氛环境稳定，能达到跟水冷同样的效果，满足批量性产品的工艺要求；在结构上，无需增加任何配置，节约了水资源，降低了成本，使用上也更为安全。
16.2、本实用新型通过多段式冷却来加快工件在其冷端位置的冷却，使工件能够快速的降低的一定的稳定，以保证对工件的冷却效率，且通过进气管对气体的分流，能够使气冷段中部位置被快速冷却。
附图说明
17.图1为本实用新型的正视图；
18.图2为本实用新型的正剖图；
19.图3为本实用新型的套管结构侧剖图；
20.图4为本实用新型的隔离层结构侧剖图。
21.图中：1石英管、2保温层、3隔离层、4冷却层、5压缩机、6进气管、7出气管、8螺旋板、9散热板、10套管、11滚珠、12固定架。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1-4，本实用新型提供一种扩散炉的冷却装置，包括固定架12，固定架12的内部设置石英管1，其中，石英管1为出料通道，石英管1的外侧设置保温层2，保温层2固定于石英管1外侧，保温层2的外侧设置隔离层3，隔离层3套设于保温层2外侧，其表面开设散热孔，散热孔贯穿隔离层3并延伸至隔离层3内部，隔离层3的外侧设置冷却层4，冷却层4包括气冷段以及自然过渡段，冷却层4的顶部设置进气管6，其底部设置出气管7，进气管6与出气管7均与冷却层4连通设置，进气管6源头位置连通压缩机5。
24.在本实用新型中，压缩机5为空气压缩机5，外部的空气由压缩机5压缩之后进入到进气管6内部，从而为冷却持续提供冷空气。
25.在一种实施例中，气冷段为不锈钢套，不锈钢套套设于石英管1外表面，不锈钢套之间设置套管10，套管10固定于不锈钢套外表面。
26.在本实施例中，不锈钢套固定于固定架12的内部，形成对石英管1的支撑，且套管10的尺寸大于不锈钢套的尺寸，其中，不锈钢套为对称设置，其中一个设置于套管10背离石英管1进料位置的一侧，该段不锈钢管背离套管10的一端为开放式，而隔离层3延伸至不锈钢管内部，而另一个为密封式。
27.在一种实施例中，进气管6与出气管7分别连通不锈钢套与套管10，且不锈钢套与套管10之间不连通。
28.在本实施例中，进气管6为三个，两个设置于不锈钢套外侧以及设置于套管10外
侧，出气管7为两个，一个设置于密封式不锈钢套外侧，另一个设置于套管10外侧。
29.在一种实施例中，套管10内部设置散热板9，散热板9套设于石英管1外表面，且石英管1与散热板9之间设置滚珠11，滚珠11形成对散热板9的支撑。
30.在本实施例中，散热板9内侧为环形设置，套设于石英管1外表面吸收石英管1的热量，且通过滚珠11的设置能够减少散热板9在转动过程中产生的摩擦，保证散热板9在工作过程中的稳定性。
31.在一种实施例中，不锈钢套的内部设置螺旋板8，螺旋板8固定于不锈钢套内部并形成风道，进气管6连通风道端部，出气管7连通风道尾部。
32.在本实施例中，螺旋板8能够对空气的流动进行导向，使其能够在不锈钢套内部按风道的路径运动，以便于进行热量的扩散，使热量能够在套管10的位置集中冷却。
33.在一种实施例中，风道端部设置于不锈钢套靠近套管10的一端，风道尾部设置于不锈钢套背离套管10的一端，且螺旋板8与石英管1贴合。
34.在本实施例中，将风道端部设置于靠近套管10的一侧，由套管10的位置开始集中散热，三个进气管6的位置均靠近套管10的一侧开始，保证套管10位置的散热效果。
35.在一种实施例中，不锈钢套向石英管1出料位置延伸，且不锈钢套内部设置隔离套的一端为自然过渡段，不锈钢套固定于固定架12外表面。
36.本实用新型实施例还提供一种冷却装置的工作原理，在使用时，压缩机5供风，空气进入到进气管6内部，经过进气管6的分流，其中一部分进入到套管10内部，另一部分进入到不锈钢套内部，压缩机5持续供气，散热板9在套管10内部转动，热空气在散热板9的转动过程中进入到出气管7内部，从而对散热板9进行冷却，散热板9持续吸收石英管1的热量，另一部分空气在风道内部循环，由靠近套管10的位置向外扩散，由出气管7位置被排出，将工件降至一定温度，拉出炉口取走工件。
37.本实用新型中涉及到电路和电子元器件均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对于内部结构和方法的改进，需要说明的是，本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，发明人在此不再详述。
38.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
39.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种扩散炉的冷却装置，包括固定架(12)，固定架(12)的内部设置石英管(1)，其中，石英管(1)为出料通道，所述石英管(1)的外侧设置保温层(2)，保温层(2)固定于石英管(1)外侧，其特征在于：所述保温层(2)的外侧设置隔离层(3)，隔离层(3)套设于保温层(2)外侧，其表面开设散热孔，散热孔贯穿隔离层(3)并延伸至隔离层(3)内部，所述隔离层(3)的外侧设置冷却层(4)，冷却层(4)包括气冷段以及自然过渡段，冷却层(4)的顶部设置进气管(6)，其底部设置出气管(7)，进气管(6)与出气管(7)均与冷却层(4)连通设置，进气管(6)源头位置连通压缩机(5)。2.根据权利要求1所述的一种扩散炉的冷却装置，其特征在于：所述气冷段为不锈钢套，不锈钢套套设于石英管(1)外表面，不锈钢套之间设置套管(10)，套管(10)固定于不锈钢套外表面。3.根据权利要求2所述的一种扩散炉的冷却装置，其特征在于：所述进气管(6)与出气管(7)分别连通不锈钢套与套管(10)，且不锈钢套与套管(10)之间不连通。4.根据权利要求3所述的一种扩散炉的冷却装置，其特征在于：所述套管(10)内部设置散热板(9)，散热板(9)套设于石英管(1)外表面，且石英管(1)与散热板(9)之间设置滚珠(11)，滚珠(11)形成对散热板(9)的支撑。5.根据权利要求3所述的一种扩散炉的冷却装置，其特征在于：所述不锈钢套的内部设置螺旋板(8)，螺旋板(8)固定于不锈钢套内部并形成风道，进气管(6)连通风道端部，出气管(7)连通风道尾部。6.根据权利要求5所述的一种扩散炉的冷却装置，其特征在于：所述风道端部设置于不锈钢套靠近套管(10)的一端，风道尾部设置于不锈钢套背离套管(10)的一端，且螺旋板(8)与石英管(1)贴合。7.根据权利要求3所述的一种扩散炉的冷却装置，其特征在于：所述不锈钢套向石英管(1)出料位置延伸，且不锈钢套内部设置隔离套的一端为自然过渡段，所述不锈钢套固定于固定架(12)外表面。

技术总结
本实用新型公开了一种扩散炉的冷却装置，包括固定架，固定架的内部设置石英管，其中，石英管为出料通道，所述石英管的外侧设置保温层，保温层固定于石英管外侧，所述保温层的外侧设置隔离层，隔离层套设于保温层外侧，其表面开设散热孔，散热孔贯穿隔离层并延伸至隔离层内部，所述隔离层的外侧设置冷却层，冷却层包括气冷段以及自然过渡段，冷却层的顶部设置进气管。本实用新型采用的气冷冷却装置，气氛环境稳定，能达到跟水冷同样的效果，满足批量性产品的工艺要求；在结构上，无需增加任何配置，节约了水资源，降低了成本，使用上也更为安全。全。全。


技术研发人员：陈龙飞 陈真 余小龙
受保护的技术使用者：合肥伊丰电子封装有限公司
技术研发日：2022.12.23
技术公布日：2023/8/5