Кмера тепла Советский патент 1976 года по МПК H01L21/66 

(54) КАМЕРА ТЕПЛА

Камера тепла нредназначеиа для нспользования в электронной промышленпости. Известные камеры тепла, применяемые для нспытания полупроводннковых орнборов, нагреваются обдувающим их горячим воздухом. При этом нагрев воздуха, иоддержанне его заданной температуры, неремешшваНне и реверсирование потоков воздуха на поверхности камеры осуществляют с помощью весьма громоздкой и сложной электромеханической системы. Недостатками таких камер являются большие габарнты; низкнй тепловой к. п. д., что приводит к высокому Расходу электроэнергии; длительность достижеагия заданной температуры -внутри камеры; невысокая точность поддержания заданной температуры в рабочем пространстве камеры; колебания температуры достигают ±1°С, а перепад температуры по пространству камеры +2°С. С щелью устранения указанных недостатков }1агрев по.верхностн камеры тепла производят с помощью замкнутой нароиснарительной системы, образованной двумя рядами изогнутых по форме камеры тепловых трубок, паро вые каналы которых соединены верхним и нижним коллекторами. Па фиг. 1 ноказа-на предложенная камера тенла, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, продольный разрез. СОбСтвенно камера имеет цилиндрическую изотермическую поверхность, образованную снстемон металлических, нанр)1мер модных, трубок 1, нижний коллектор-нагреватель 2 и верхний -соединительный коллектор 3. Па внутр- нней новерхностн трубок 1 расноложен слой норнстого .материала - стекловолокна -1, прижимаемый -стальной ц 1линдрическсй ст1нраль)о 5. Полая часть трубки образует СКВОЗНОЙ канал G. Трубки 1 изгнбают в виде полуколец и -соединяют в нилпндр с помощью верхнего и -нижнего соеднните.чьных ко.члекторов 3 н 2; места -со-единепп герметически пропаивают. Верхний коллектор 3 представляет еобой трубу, один конец которой наглухо занаяп, а к другому припаян откачной штуцер 7. Нижний коллектор-нагреватель 2 выполнен в виде блока, изготовленного, наирнмер, из меди. Внутри блока проходит глухой канал S, соединенный внутренними канала-мн 6 трубок с -полостью коллектора 3. В нижней части коллектора-нагревателя 2 и.меется полость 9. в которую -помещена снираль электрического наг гвателя (на чертеже не показана). Полость 9 закрывается крышкой 10. Внутренние полости трубок 1 и коллекторов 2 и 3 сообщаются с внешней средой только через откачной штуцер 7. Пространство между трубками 1 запаивают с помощью изогнутых в полукольца медных полосок 11. Задняя стенка камеры состоит из двух круглых медных лластип 12, которые трипаиваются с двух сторон к крайнему левому кольцу трубок 1. Полость 13 между пла стинами 12 заполняется -стекловатой. Загрузочное окно камеры состоит из двух металлических, например медных, плоских колец 14 и 15. Кольцо 14 притаивается к правой стороне второго с левого торца кольца трубок 1, а кольцо 15 - к левой стороне крайнего кольца трубок 1. К кольцам 14-15 юрипаивается коническое кольцо 16. Полость 17 заполняется стекловатой. Аналогично монтируется заслоика 18 загрузочного окна.

После сборки камеры внутренняя полость трубок 1 и коллекторов 2 и 3 через штуцер 7 подключается к вакуумному насосу, и из нее выкачивают воздух до разрежения 1-10 мм :рт. ст., затем методом шлюзования заливают -рабочую жидкость, например этиловый спирт, в количестве, необходимом для заполнения -пор стекловоло-кна 4 и образования открытой ванны в канале нижнего коллектора 2, .после чего входную трубку штуцера 7 запаивают. Камеру -помещают в металлический кожух, между камерой и кожухом прокладывают теплоизоляцию из стекловаты и паралона.

Камера работает следующим образом. При включении нагревателя спирт в канале 8 нижнего коллектора 2 начинает испаряться, поглошая Т6ПЛО нагревателя. Пары спирта под со-бственным давлением устремляются в каналы 6 трубок 1, где конденсируются па холодных участках, отдавая им скрытую теплоту парообразования. Конденсат по каниллярам стекловолокна 4 в трубках 1 под действием собственного веса и сил поверхностного натяжения в капиллярах -возв-ращается в нижний коллектор-нагреватель 2, где опять подвергается испарению.

Интенсивное испарение спирта продолжается до тех пор, пока температура внутри камеры не достигнет заданного з-начения. При этом для сокращения времени достижения заданной температуры электрический нагреватель работает на максимальной мощности. Когда температура рабо-чего пространства камеры достигнет заданной величины, нагреватель переключается на мощность, достаточную лищь для компенсации тепловых потерь. Температуру измеряют термопарой, укрепленной на внутренней поверхности камеры, регулируют с .помощью милливольтметра, регулирующие контакты которого через управляемые вентили .включают питание электрического нагревателя.

Камера тепла как объект регулирования температуры обладает высокими динамическими свойствами. Поэто.му даже с позиционным регулированием достигается весьма высокая точность регулирования температуры.

Спосо-бность системы трубок перераспределять тепло между неравномерно нагретыми участками с помощью испарения и конденсации паров теплоносителя о-беспечивает устранение градиентов температуры по всей поверхности камеры и, в конечном счете, внутри нее.

Формула изобретения

Камера тепла, например, для испытания полупроводниковых приборов, состоящая из собственно -камеры, системы нагрева с системой терморегулирования и теплоизоляции, отличающаяся тем, что, с целью снижения перепадов температуры внутри камеры, повышения производительности и экономичности, система нагрева выполнена в виде замкнутой пароиопарительной системы, образованной двумя рядами изогнутых по форме камеры тепловых трубок, паровые каналы которых соединены верхним и нижним коллекторами, причем на нижнем коллекторе размещен нагреватель.