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成都中冷低溫科技有限公司

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  • 使用高低溫沖擊試驗(yàn)箱需要注意什么?

    2025-01-16
     兩箱式冷熱沖擊試驗(yàn)箱（又名高低溫沖擊試驗(yàn)箱）是一種用于測(cè)試產(chǎn)品耐受能力的設(shè)備，通過(guò)不斷變換溫度，檢測(cè)產(chǎn)品是否出現(xiàn)受損情況，產(chǎn)生的熱效應(yīng)和冷卻效應(yīng)都會(huì)模擬各種極端場(chǎng)景中的氣候變化。在研制階段可用于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝缺陷，也可用于環(huán)境應(yīng)力篩選，剔除產(chǎn)品的早期故障，試驗(yàn)的嚴(yán)苛程度取決于高低溫范圍、駐留時(shí)間、溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間、循環(huán)數(shù)等因素。 那么使用高低溫沖擊試驗(yàn)箱需要注意什么呢？
    1.除非有必要，否則請(qǐng)不要打開(kāi)箱門(mén)，以保持試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度和濕度。
    2.當(dāng)運(yùn)行低溫試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡量避免打開(kāi)試驗(yàn)箱門(mén)，因?yàn)殚_(kāi)啟箱門(mén)易造成制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器及其它部位出現(xiàn)霜凍現(xiàn)象，尤其當(dāng)試驗(yàn)溫度越低狀況越嚴(yán)重，若必須打開(kāi)箱門(mén)，則應(yīng)盡量縮短開(kāi)門(mén)時(shí)間。
    3.使用設(shè)備完成低溫試驗(yàn)運(yùn)行后，必須將試驗(yàn)溫度條件設(shè)定為30℃進(jìn)行干燥處理約30小時(shí)后(回到常溫，溫度控制器可以設(shè)置該自動(dòng)功能) ，停止試驗(yàn)箱門(mén)進(jìn)行取出試驗(yàn)品等操作，以免影響下一個(gè)作業(yè)條件的試驗(yàn)性能。
    4.盡量避免頻繁啟動(dòng)和停止該設(shè)備(設(shè)備停止后5分鐘內(nèi)盡量不要再啟動(dòng))，為了不增加制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)的機(jī)械負(fù)荷，影響機(jī)單元的使用壽命。
    5.該設(shè)備在運(yùn)行前，試驗(yàn)箱門(mén)應(yīng)關(guān)閉，否則會(huì)導(dǎo)致工作室氣體泄漏，試驗(yàn)不符合性能要求。
    6.試驗(yàn)物的放置量不得影響工作室的氣流平衡和光滑。否則，會(huì)影響設(shè)備的性能和試驗(yàn)的真實(shí)性。與內(nèi)環(huán)流風(fēng)向垂直的任一截面，試件的總面積不超過(guò)工作室方向的1/3。
    7.高低溫沖擊試驗(yàn)箱高溫、濕運(yùn)行時(shí)，如不需要，禁止打開(kāi)箱門(mén)，否則可能會(huì)導(dǎo)致以下不良后果:
    高溫濕氣急劇沖出，容易造成傷害。箱門(mén)內(nèi)側(cè)、試驗(yàn)區(qū)、試料表面仍保持較高溫度，容易傷手！高溫空氣可能會(huì)觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警器，導(dǎo)致誤操作。
    該試驗(yàn)箱門(mén)開(kāi)啟操作: 操作人員開(kāi)啟時(shí)，必須沿開(kāi)啟方向與試驗(yàn)箱門(mén)向后移動(dòng)，以防機(jī)器在高溫試驗(yàn)后大量熱氣在箱內(nèi)涌出傷人。
    8.嚴(yán)禁在設(shè)備中測(cè)試易燃、易爆、揮發(fā)和腐蝕性物品，否則會(huì)造成機(jī)器損壞或試驗(yàn)結(jié)果故障。
    9.設(shè)備運(yùn)行時(shí)，請(qǐng)勿用手觸摸檢查機(jī)器系統(tǒng)部件，以免觸電或電機(jī)扭傷；因此，請(qǐng)?jiān)谛蘩砬巴Ｖ箼C(jī)器運(yùn)行并關(guān)閉電源。
    10.應(yīng)定期檢查電路斷路器、超溫保護(hù)器等是否正常。
     

  • 接觸式高低溫沖擊機(jī)的簡(jiǎn)易操作指南及安全事項(xiàng)

    2025-01-16
     接觸式高低溫沖擊機(jī)ATC系列采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和技術(shù)，具有廣泛的溫度范圍：- 75℃至+200℃，通過(guò)與接觸頭直接接觸，精確地持續(xù)刺激DUT達(dá)到所需的溫度。
    ThermoTST ATC系列通過(guò)接觸頭與DUT之間直接接觸，將DUT的溫度(殼溫或者結(jié)溫)調(diào)整到目標(biāo)溫度點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的性能測(cè)試。同時(shí)適用于已焊接的芯片和使用socket的芯片，可以真正做到只控制待測(cè)芯片溫度而不影響外圍電路，排除外圍電路引起的不確定性。
    接觸式高低溫沖擊機(jī)ThermoTST ATC系列在操作前應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
    1.設(shè)備工作位置:排風(fēng)散熱口及進(jìn)氣口,不可有阻擋物,距離障礙物0.6 米以上。
    2.電源要求:220-230V AC，1PH，50Hz，10A。
    3.供氣氣源要求(需要時(shí)),所供氣體的壓力露點(diǎn)/供氣壓力/流量不達(dá)標(biāo)有對(duì)設(shè)備造成損壞的風(fēng)險(xiǎn)!
    4.設(shè)備工作環(huán)境:潔凈:工作環(huán)境溫度+15℃至+25℃,相對(duì)濕度20%至65%。
    接觸式高低溫沖擊機(jī)使用安全事項(xiàng)：
    1.在連接電源之前，一定要確認(rèn)電力和其他公用設(shè)施符合設(shè)備的要求。
    2.在操作系統(tǒng)供氣之前一定要閱讀使用說(shuō)明書(shū)。
    3.在搬運(yùn)重型設(shè)備時(shí)，需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行吊裝。
    4.始終確保有授權(quán)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)制冷、傳熱、真空和電氣系統(tǒng)的維修。
    5.始終假定外部和內(nèi)部的部件非常熱/冷，使用個(gè)人防護(hù)裝備。
    6.始終確保供氣氣體的干燥和純凈(切勿使用易燃易爆氣體)。
    7.機(jī)組運(yùn)行時(shí)，禁止手或身體直接接觸設(shè)備進(jìn)氣和排氣口。
    8.確保不使用有毒、有腐蝕性、易燃材料，除非特殊的預(yù)防措施，以防止人員受傷或損壞設(shè)備。
     

  • 晶圓溫循可靠性測(cè)試的種類(lèi)和測(cè)試條件

    2025-01-16
     可靠性測(cè)試的種類(lèi) (Kinds of Reliability Test)
    1.預(yù)處理測(cè)試Precon Test(Preconditioning Test)
    預(yù)處理測(cè)試的目的：了解半導(dǎo)體器件焊接后的可制造性。
    模擬從封裝廠到客戶(hù)處的運(yùn)輸及在線路板上的焊接。
    預(yù)處理實(shí)驗(yàn)后的故障缺陷有：封裝面的開(kāi)裂、分層、開(kāi)路/短路。
    2.可靠性測(cè)試Reliability Test
    可靠性測(cè)試的目的：了解半導(dǎo)體器件貼裝后在實(shí)際情況下的可靠性，可由實(shí)際用戶(hù)進(jìn)行歸納。
    可靠性試驗(yàn)流程：
    1）溫度循環(huán)測(cè)試 T/C Test(Temperature Cycling Test)
    目的：了解半導(dǎo)體封裝承受高、低溫?zé)崦浝淇s的耐久性。
    測(cè)試條件：溫度: +150/-65℃；時(shí)間: 15分/區(qū)間；讀取點(diǎn): 1000次循環(huán)；測(cè)量；開(kāi)短路測(cè)試。
    溫度循環(huán)測(cè)試后的失效故障：由于打線鍵合的剝離或鍵球頸表面被破壞導(dǎo)致開(kāi)路，芯片開(kāi)裂導(dǎo)致短路。
    溫度循環(huán)測(cè)試后的開(kāi)路失效故障：芯片頂部脫層和球頸斷裂。
    2）熱沖擊測(cè)試(迅速冷熱交替)T/S Test(Thermal Shock Test)
    測(cè)試條件：溫度：+150/-65℃；時(shí)間: 15分/區(qū)間；讀取點(diǎn)：1000次循環(huán)；測(cè)量；開(kāi)短路測(cè)試。
    3）高溫倉(cāng)測(cè)試（可以置于空氣或者氮?dú)夤裰校〩TST(High Temperature Storage Test)
    目的：了解半導(dǎo)體封裝長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫下的耐久性。
    測(cè)試條件：溫度：150℃；讀取點(diǎn)：1000小時(shí)；測(cè)量；開(kāi)短路測(cè)試。
    4）T&H Test(Temperature & Humidity Test) 溫度及濕度測(cè)試（潮濕環(huán)境,腐蝕，電解質(zhì)置換Au. A.基板銅層可能開(kāi)路short,焊盤(pán)pad Al腐蝕；b.bond鍵合點(diǎn)斷開(kāi)）
    目的：了解半導(dǎo)體封裝在高溫高濕環(huán)境下的耐久性。
    測(cè)試條件：溫度：85℃； 濕度：85％；讀取點(diǎn)：1000小時(shí)；測(cè)量；開(kāi)短路測(cè)試。
    5）PCT(Pressure Cooker Test) 高壓鍋測(cè)試（飽和蒸汽，100%RH,主要用于QFP產(chǎn)品）
    目的：了解EMC和L/F之間存在的差距。
    測(cè)試條件：溫度：121℃；濕度：100％；壓力：2ATM；讀取點(diǎn)：168小時(shí)；測(cè)量；開(kāi)短路測(cè)試。
    6）高加速應(yīng)力測(cè)試（不飽和蒸汽，80%RH,主要用于BGA產(chǎn)品）HAST(Highly Accelerated Stress Test)
    目的：了解EMC與基板之間間隙的存在關(guān)系。
    測(cè)試條件：溫度：130℃；濕度：100 ％；壓力：33.3Psi；讀取點(diǎn)：96小時(shí)；測(cè)量；開(kāi)短路測(cè)試。
     

  • 常見(jiàn)的晶圓背冷方式有哪些？

    2025-01-16
     溫度管理是半導(dǎo)體制造中的一個(gè)關(guān)鍵因素。一個(gè)微小的溫度變化就可能導(dǎo)致晶圓工藝參數(shù)的巨大偏差，進(jìn)一步影響芯片的性能。晶圓背冷技術(shù)作為一種有效的溫度管理手段，不僅保證了晶圓溫度的均勻性，還增強(qiáng)了晶圓處理過(guò)程中的穩(wěn)定性。
    在一些蝕刻、沉積或者離子注入過(guò)程中，晶圓可能產(chǎn)生大量的熱量。如果不加以適當(dāng)控制，這些熱量可能會(huì)引起晶圓溫度的不均勻，從而影響到芯片的一致性。這個(gè)時(shí)候就需要將晶圓冷卻降溫，將晶圓溫度維持在設(shè)定的溫度。因此會(huì)選擇背冷的方式。背冷是通過(guò)晶圓的背面，也就是其非工作面，來(lái)進(jìn)行冷卻的。
    為什么是背冷，而不是正面冷卻？因?yàn)榫A的正面是工作面，如果正面冷卻會(huì)干擾工藝的進(jìn)行。而通過(guò)背冷，首先不會(huì)干擾到工藝的正常進(jìn)行，而且將冷卻系統(tǒng)集成到吸盤(pán)上，可供選擇的冷卻方式更多，冷取的效率更高，對(duì)工藝的影響小。
    晶圓背冷的方式有哪些？
    氣體背冷：通過(guò)在晶圓的背面噴射冷卻氣體，氣體與晶圓背面接觸，吸收晶圓多余的熱量，然后將熱量傳遞到機(jī)臺(tái)冷卻系統(tǒng)以降溫。通過(guò)調(diào)節(jié)氣體的壓力和流量，可以準(zhǔn)確地控制晶圓的溫度。在晶圓背冷方面，氦氣是常見(jiàn)的背冷氣體。氦氣的熱導(dǎo)率非常高，遠(yuǎn)高于大多數(shù)氣體，包括氮?dú)獾取＿@使得氦氣能夠迅速并有效地從晶圓中傳遞熱量，確保有效的冷卻。氦氣不與晶圓或機(jī)器部件發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)槿魏位瘜W(xué)反應(yīng)都可能導(dǎo)致晶圓表面的缺陷或污染。
    液體背冷：液體背冷通過(guò)流動(dòng)的液體冷卻劑直接或間接與晶圓背面接觸，將晶圓產(chǎn)生的熱量迅速傳遞到冷卻劑中。通過(guò)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，液體被送到冷卻器中進(jìn)行冷卻，然后再流入晶圓背面進(jìn)行冷卻，形成一個(gè)閉合的冷卻循環(huán)。液體背冷比氣體背冷具有更高的冷卻效率，但是液體背冷系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，成本更高。
    液體冷卻劑應(yīng)具備良好的熱傳導(dǎo)性能、化學(xué)穩(wěn)定性等，通常是比熱容較大的中性液體。一般為：水、水和乙二醇混合物、有機(jī)冷卻液等。
    水是常用的液體冷卻劑之一，因?yàn)樗哂袃?yōu)異的熱傳導(dǎo)性能并且成本低廉。但是，水可能會(huì)與某些材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以它可能需要添加緩蝕劑等。
    水和乙二醇混合物常用于需要低溫冷卻的應(yīng)用。乙二醇也可以降低水的腐蝕性。
    有機(jī)冷卻液如油基冷卻液，具有良好的熱傳遞特性并且化學(xué)穩(wěn)定。它們通常用于不與晶圓直接接觸的冷卻系統(tǒng)。
    選擇液體冷卻還是氣冷要依賴(lài)于許多因素，一般要考慮冷卻需求，成本等因素。
     

  • 什么是HASS測(cè)試？

    2025-01-16
     HASS（High Accelerated Stress Screen）也稱(chēng)高加速應(yīng)力篩選實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)品通過(guò)HALT試驗(yàn)得出操作或破壞極限值后在生產(chǎn)線上做高加速應(yīng)力篩選，一般要求100％的產(chǎn)品參加篩選。其目的是為了使得生產(chǎn)的產(chǎn)品不存在任何隱含的缺陷或者在產(chǎn)品還沒(méi)出廠前找到并解決這些缺陷，HASS就是通過(guò)加速應(yīng)力方式以期在短時(shí)間內(nèi)找到有缺陷的產(chǎn)品,縮短糾正措施的周期，并找到具有同樣問(wèn)題的產(chǎn)品。
    HASS應(yīng)用于產(chǎn)品的生產(chǎn)階段，以確保所有在HALT中找到的改進(jìn)措施能夠得已實(shí)施。HASS還能夠確保不會(huì)由于生產(chǎn)工藝和元器件的改動(dòng)而引入新的缺陷。高加速應(yīng)力篩選(HASS) 測(cè)試的目的：在短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)批量生產(chǎn)的成品是否存在生產(chǎn)質(zhì)量上的缺陷。
    該試驗(yàn)包括三個(gè)主要試程：
    ● HASS Development （HASS試驗(yàn)計(jì)劃階段）
    ● Proof-of-Screen（計(jì)劃驗(yàn)證階段）
    ● Production HASS（HASS執(zhí)行階段）
    HASS中使用的振動(dòng)和溫度極限是基于HALT中找到的操作和破壞點(diǎn)，須在HASS之前執(zhí)行HALT才能定義這些。篩選的起點(diǎn)以及用于證明篩選安全性和有效性的篩選的驗(yàn)證（POS）過(guò)程，它遵循測(cè)試程序的行業(yè)敘述中常推薦的方法。有關(guān)典型的 HASS篩選過(guò)程曲線。
    HAST高加速壽命試驗(yàn)箱，用于調(diào)查分析何時(shí)出現(xiàn)電子元器件和機(jī)械零件的摩耗和使用壽命的問(wèn)題的試驗(yàn)設(shè)備，其目的是提高環(huán)境應(yīng)力與工作應(yīng)力、加快試驗(yàn)過(guò)程縮短產(chǎn)品或系統(tǒng)的壽命試驗(yàn)時(shí)間。廣泛用于IC半導(dǎo)體、連接器、線路板、磁性材料、高分子材料、EVA、光伏組件等相關(guān)行業(yè)。
    HAST高加速壽命試驗(yàn)箱特點(diǎn)：
    · 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)更安全：內(nèi)膽圓弧設(shè)計(jì)防止結(jié)露滴水，符合國(guó)家安全容器規(guī)范
    · 多重保護(hù)：各種超壓超溫、干燒漏電及誤操作等多重人機(jī)保護(hù)
    · 穩(wěn)定性更高：控制模式分為干濕球、不飽和、濕潤(rùn)飽和3種模式
    · 濕度自由選擇：飽和與非飽和自由設(shè)定
    · 智能化高：USB數(shù)據(jù)、曲線導(dǎo)出保存
     

  • 高低溫沖擊設(shè)備溫度試驗(yàn)“溫度偏差”指標(biāo)說(shuō)明

    2025-01-16
     定義：
    溫度偏差（temperature deviation）：試驗(yàn)箱（室）穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間各測(cè)量點(diǎn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)實(shí)測(cè)高溫度和低溫度與設(shè)定溫度的上下偏差。
    由GB/T 5170.1的標(biāo)準(zhǔn)的定義來(lái)看，溫度偏差的測(cè)量需要以下條件：
    1、（1）GB/T 5170.1的定義：試驗(yàn)箱（室）工作空間內(nèi)任意點(diǎn)的自身變化量達(dá)到設(shè)備本身性能指標(biāo)要求的狀態(tài)。
    （2） GB/T 5170.2指出到達(dá)設(shè)定值且穩(wěn)定30分鐘（穩(wěn)定時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)2小時(shí)）。
    2、（1）關(guān)于測(cè)量點(diǎn)數(shù)量，5170.2是根據(jù)試驗(yàn)箱容積來(lái)定的：
    1）小于0.05立方米，可以比9個(gè)點(diǎn)少
    2）小于2立方米時(shí)（同時(shí)不小于0.05立方米），9個(gè)點(diǎn)
    3）大于2立方米時(shí)（同時(shí)不大于50立方米），15個(gè)點(diǎn)
    4）大于50立方米時(shí)，應(yīng)該是要多于15個(gè)測(cè)量點(diǎn)
    （2）關(guān)于測(cè)量點(diǎn)空間分布，5170.2規(guī)定：
    1）分上、中、下三層
    2）每層設(shè)幾何中心點(diǎn)1個(gè)（1*3=3），上下層距相鄰箱壁各1/10距離（同時(shí)滿(mǎn)足大于50毫米，小于500毫米）處各設(shè)一點(diǎn)（共4*2=8個(gè)點(diǎn)），中層距箱壁1/10和1/2處各設(shè)一點(diǎn)（4點(diǎn)），即3+8+4=15個(gè)點(diǎn)。
    3）箱內(nèi)有樣品架或樣品車(chē)的時(shí)，下層的測(cè)量點(diǎn)可布于其上方10毫米。
    （3）關(guān)于檢驗(yàn)溫度值的選擇，5170.2里面分三種情況作了規(guī)定：
    1）2423.1（低溫）試驗(yàn)，-65，-40，-20，-10，5攝氏度等，
    2）2423.2（高溫）試驗(yàn)，30，50，125，200，250攝氏度等，
    3）用戶(hù)自定義的溫度點(diǎn)。
    3、在規(guī)定時(shí)間（一般是30分鐘），
    5170.2指出在設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)下開(kāi)始記錄，每隔1分鐘記錄一次，共30次，即30分鐘。
    4、實(shí)測(cè)高溫度與設(shè)定溫度的差為上偏差。
    各測(cè)量點(diǎn)中30次實(shí)測(cè)到的高溫度與設(shè)定溫度的差，即為上偏差，故前綴“+”號(hào)。
    5、實(shí)測(cè)低溫度與設(shè)定溫度的差為下偏差。
    各測(cè)量點(diǎn)中30次實(shí)測(cè)到的低溫度與設(shè)定溫度的差，即為下偏差，故前綴“-”號(hào)。
    上偏差和下偏差，應(yīng)該可以分開(kāi)表述，也可以合起來(lái)表述冠以“±”。比如：溫度偏差：±1.5℃。
    6、檢驗(yàn)結(jié)果的判定
    1） 5170.2指出符合2423.1、2423.2、2423.22或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、合同的要求，則為“合格”。
    2）部分點(diǎn)不滿(mǎn)足指標(biāo)要求時(shí)，允許適當(dāng)縮小設(shè)備的工作空間，縮小后應(yīng)能滿(mǎn)足指標(biāo)要求，也可判定為合格，但需要在報(bào)告中說(shuō)明。
    各種工業(yè)制品在研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)等各環(huán)節(jié)的試驗(yàn)需要通過(guò)桌上型高低溫試驗(yàn)箱提供恒定濕熱及高低溫交變等試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)條件，以測(cè)試各項(xiàng)性能指標(biāo)。適用于電子器件、機(jī)電產(chǎn)品、材料能源、醫(yī)藥化工、汽車(chē)等行業(yè)的廣泛需求。因機(jī)體小巧精致、移動(dòng)方便，可放桌面，通過(guò)架臺(tái)也可多臺(tái)疊加放置，充分利用有效空間。
    桌上型高低溫試驗(yàn)箱特點(diǎn)：
    ·桌面式放置
    ·溫度、制冷系統(tǒng)程序可編程
    ·連續(xù)工作500小時(shí)不結(jié)霜
    ·溫度偏差：±2℃（溫度≤100℃時(shí)）
    ·控溫精度低至±0.1℃
    ·溫度波動(dòng)度：±1℃
    ·高度靜音：≤55db
    ·網(wǎng)絡(luò)管理，遠(yuǎn)程可視化自動(dòng)控制等
     

  • 晶圓真空吸盤(pán)的原理和特點(diǎn)有哪些？

    2025-01-16
    晶圓真空吸盤(pán)通常由堅(jiān)硬的表面構(gòu)成，表面上有許多小孔或通道。通過(guò)這些小孔，吸盤(pán)可以與真空泵連接，從而產(chǎn)生真空效應(yīng)。當(dāng)晶圓放置在吸盤(pán)上時(shí)，真空泵被打開(kāi)，通過(guò)小孔抽取空氣，從而在晶圓和吸盤(pán)之間產(chǎn)生真空。這個(gè)真空效應(yīng)產(chǎn)生了足夠的吸力，將晶圓牢固地吸附到吸盤(pán)表面上。
    晶圓真空吸盤(pán)通常是圓形的，并且比晶圓尺寸稍大。常見(jiàn)尺寸范圍為直徑50毫米至300毫米以上，大多數(shù)真空吸盤(pán)采用同心圓環(huán)真空設(shè)計(jì)。真空吸盤(pán)通常與晶圓的標(biāo)準(zhǔn)尺寸相匹配，且不同尺寸的晶圓對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)尺寸的吸盤(pán)，一般不能混用。例如，150 毫米（6 inch）吸盤(pán)可以固定150 毫米晶圓，如果要兼容4inch晶圓，可能需要安裝夾具。
    真空吸盤(pán)的材質(zhì)一般有鋁、黃銅/青銅、陶瓷和碳化硅等復(fù)合材料。鋁制吸盤(pán)由鋁制成，鋁是一種相對(duì)柔軟、輕質(zhì)、無(wú)磁性、耐腐蝕的材料。使用鋁卡盤(pán)以避免損壞工件。鋁和鋁合金的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性非常好。
    黃銅/青銅——吸盤(pán)由黃銅或青銅制成或內(nèi)襯黃銅或青銅。黃銅卡盤(pán)和青銅卡盤(pán)可避免工件損壞，同時(shí)仍提供適當(dāng)?shù)膭傂院途_的固定和定位。銅和一些銅合金的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性非常好，在冷卻或加熱應(yīng)用中會(huì)快速導(dǎo)熱。黃銅不適合用于高真空和高溫腔室環(huán)境中的晶圓卡盤(pán)，因?yàn)辄S銅合金中的鋅很容易蒸發(fā)。
    陶瓷– 陶瓷表面通常用于需要高純度和化學(xué)穩(wěn)定性的應(yīng)用。陶瓷是通過(guò)礦物高溫融合而生產(chǎn)的材料。一般來(lái)說(shuō)，陶瓷是電絕緣體或半導(dǎo)體，并且具有高抗熱擊穿、侵蝕和損傷的能力。
    真空吸盤(pán)主要有非熱卡盤(pán)和熱卡盤(pán)兩種類(lèi)型。非熱卡盤(pán)在室溫下運(yùn)行，沒(méi)有加熱或冷卻功能。熱卡盤(pán)具有整體加熱或冷卻功能，可在加工過(guò)程中將晶圓保持在特定溫度。
    真空吸盤(pán)重要的規(guī)格指標(biāo)包含外徑、平整度、溫度范圍、熱穩(wěn)定性、熱均勻性、電容。
    外徑——外徑或?qū)挾葲Q定了可以固定的晶圓的尺寸。
    平整度——晶圓吸盤(pán)的平整度是一個(gè)重要的指標(biāo)，通常以微米為單位。對(duì)于極紫外光刻，需要具有高平坦度的晶圓卡盤(pán)進(jìn)行聚焦。
    溫度范圍——對(duì)于熱吸盤(pán)，這表明熱吸盤(pán)可以提供的溫度控制范圍。對(duì)于非熱吸盤(pán)，溫度范圍表示吸盤(pán)可以在不損壞的情況下運(yùn)行的極限溫度。
    熱穩(wěn)定性——熱穩(wěn)定性表示熱晶圓吸盤(pán)的溫度控制水平。
    熱均勻性——整個(gè)晶圓表面溫度控制的均勻性。具有高熱均勻性的熱卡盤(pán)不會(huì)有熱點(diǎn)或冷點(diǎn)。
    電容——晶圓卡盤(pán)的電容是電氣測(cè)試或探測(cè)中使用的卡盤(pán)的一個(gè)重要參數(shù)。低電容更適合測(cè)試或探測(cè)。
    高低溫度卡盤(pán)TC200 系列特點(diǎn)：
    • -65ºC 到 +200ºC 擴(kuò)展溫度范圍，低噪聲，直流控制系統(tǒng)。
    • 在前面板上可設(shè)置多達(dá)5個(gè)溫度和斜坡/浸泡/循環(huán)熱循環(huán)裝置。
    • LAN ， RS232；可選:GPIB.
    • 無(wú)需液氮或任何其它消耗性制冷劑.
    • 高效的冷卻系統(tǒng)，用于可靠、低溫測(cè)試混合動(dòng)力車(chē)和其他高功率設(shè)備
    高低溫度卡盤(pán):
    • 溫度控制真空卡盤(pán)可容納300毫米的晶圓.
    • 高精度，控溫性好，穩(wěn)定性均勻.
    • 可提供標(biāo)準(zhǔn)、高隔離性和防護(hù)配置.
    • 先進(jìn)的卡盤(pán)設(shè)計(jì)提供了低雜散電容和高接地電阻，直流電源能使電噪聲小化.
    • 可與手動(dòng)或自動(dòng)探測(cè)站、激光切割器或檢查站進(jìn)行接口。
     

  • 蝕刻工藝的基礎(chǔ)是什么？有哪些指標(biāo)？

    2025-01-16
     等離子體蝕刻可能是半導(dǎo)體制造中重要的工藝，也可能是僅次于光刻的所有晶圓廠操作中是復(fù)雜的。幾乎一半的晶圓制造步驟都依賴(lài)于等離子體，一種高能電離氣體來(lái)完成它們的工作。
    為了可持續(xù)地制造出具有納米級(jí)精度和正確結(jié)構(gòu)的芯片，晶圓廠設(shè)備制造商需要突破等離子體物理、材料工程和數(shù)據(jù)科學(xué)的界限，提供所需的設(shè)備解決方案。這一點(diǎn)在等離子體蝕刻中較為明顯，等離子體蝕刻與光刻技術(shù)攜手合作，在晶圓上創(chuàng)造出精確、可重復(fù)的特征。
    蝕刻工藝與光刻技術(shù)協(xié)同工作。蝕刻通常在沉積薄膜之前。通常，CVD薄膜涂有光刻膠，然后使用光學(xué)光刻通過(guò)圖案化掩模版（掩模）曝光。抵抗發(fā)展然后揭示模式。在單晶片等離子體蝕刻室中，通常蝕刻化學(xué)物質(zhì)和離子轟擊并去除光致抗蝕劑缺失的CVD膜（在正色調(diào)抗蝕劑中）。蝕刻后，抗蝕劑灰化、濕式化學(xué)清洗和/或濕式蝕刻去除殘留物。
    等離子體蝕刻工藝可以大致分為電介質(zhì)、硅或?qū)w蝕刻。二氧化硅和氮化硅等電介質(zhì)使用氟化氣體蝕刻，而硅和金屬層與氯化學(xué)反應(yīng)好。基本上有三種干法蝕刻模式——反應(yīng)離子蝕刻、等離子體蝕刻和濺射蝕刻（離子束）。蝕刻工藝都是關(guān)于化學(xué)反應(yīng)物、等離子體和晶片材料之間的復(fù)雜相互作用。當(dāng)RF偏壓施加到反應(yīng)性氣體時(shí)，電子和帶正電的離子轟擊晶片以物理地去除（蝕刻）材料，而化學(xué)物質(zhì)和自由基與暴露的材料反應(yīng)以形成揮發(fā)性副產(chǎn)物。蝕刻可以是各向同性（垂直和水平反應(yīng)相等）、各向異性（僅垂直）或介于兩者之間。從finFET到GAA的轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)了關(guān)鍵的各向同性選擇性蝕刻要求。
    蝕刻工程師關(guān)心的指標(biāo)是蝕刻速率、輪廓控制、均勻性（整個(gè)晶片）和蝕刻選擇性，因?yàn)檫@些都會(huì)影響產(chǎn)量和生產(chǎn)率。蝕刻選擇性只是要蝕刻的材料相對(duì)于其底層的去除率，例如硅上的SiO2。在蝕刻期間，不去除過(guò)多的光致抗蝕劑也是有利的。但在這種情況下，通常在將圖案轉(zhuǎn)移到下面的膜之前，將其轉(zhuǎn)移到硬掩模（二氧化硅、氮化硅、SiOC、TiN）。選擇性規(guī)格從2:1到1000:1不等（高度選擇性蝕刻）。隨著每個(gè)新節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)，這些規(guī)范變得更加嚴(yán)格。隨著高NA EUV在未來(lái)四年內(nèi)開(kāi)始取代常規(guī)EUV，焦點(diǎn)要低得多，所以不能再暴露厚的光刻膠，但仍然需要在下面對(duì)相同的膜厚度進(jìn)行構(gòu)圖。
    對(duì)于許多工具制造商來(lái)說(shuō)，棘手的步驟的蝕刻工藝優(yōu)化可能需要一年或更長(zhǎng)時(shí)間才能完成，工藝建模在蝕刻工藝開(kāi)發(fā)中起著關(guān)鍵作用。能幫助工具制造商縮短上市時(shí)間，同時(shí)降低晶圓和掩模成本。
     

  • 什么是HALT標(biāo)準(zhǔn)？其作用是什么？

    2025-01-16
     2007年，IPC(國(guó)際電子工業(yè)聯(lián)接協(xié)會(huì) )發(fā)布了IPC-9592,"電源轉(zhuǎn)換裝置設(shè)備的性能參數(shù)"。該標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是協(xié)調(diào)供應(yīng)商對(duì)設(shè)計(jì)、認(rèn)證和生產(chǎn)測(cè)試實(shí)踐的要求。它包括可靠性設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)和驗(yàn)證測(cè)試、質(zhì)量程序和生產(chǎn)制造一致性測(cè)試的指南。
    2010年，IPC修訂了9592并發(fā)布了9592A。在9592A中，包括對(duì)HALT的要求和對(duì)HASS的建議，HALT的描述得到了顯著擴(kuò)展，包括其實(shí)施的更多細(xì)節(jié)。這些變化來(lái)自行業(yè)內(nèi)對(duì)于未明確定義的程序的澄清和指定的期望。它定義了高加速壽命測(cè)試(HALT)以及高加速應(yīng)力篩選(HASS)的程序。
    HALT主要是盡快找到設(shè)計(jì)薄弱點(diǎn)，然后修復(fù)它們。在改進(jìn)一個(gè)薄弱點(diǎn)之后，發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)下一個(gè)設(shè)計(jì)薄弱點(diǎn)，依此類(lèi)推，直到產(chǎn)品已經(jīng)沒(méi)有導(dǎo)致使用現(xiàn)場(chǎng)故障的薄弱點(diǎn)存在。在HALT期間，產(chǎn)品受到超出產(chǎn)品規(guī)格的應(yīng)力...快速加速并識(shí)別設(shè)計(jì)薄弱點(diǎn)。HALT不是通過(guò)/失敗測(cè)試，而是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的一系列測(cè)試，以幫助提高產(chǎn)品的可靠性。
     
    HALT需要具備重復(fù)沖擊（RS）6自由度（DOF）振動(dòng)，在溫度和振動(dòng)組合環(huán)境中對(duì)產(chǎn)品施加應(yīng)力的測(cè)試系統(tǒng)。規(guī)定振動(dòng)水平需達(dá)到至少50gRMS，以及至少 -80°C 至 +170°C 的寬溫度范圍。該溫度范圍需要結(jié)合每分鐘至少 40°C溫度變化率的快溫變，需要使用直接注入液氮制冷。HALT測(cè)試需需要能夠監(jiān)控和記錄熱電偶、加速度計(jì)、電壓和電流測(cè)量的多個(gè)通道的功能測(cè)試。
    HALT的功能測(cè)試盡管在許多情況下一個(gè)應(yīng)力下測(cè)試且未失效的單元可用于另一個(gè)測(cè)試，每個(gè)應(yīng)力還是定義為三個(gè)單元的樣本數(shù)量。它包括分別施加溫度應(yīng)力和振動(dòng)應(yīng)力，然后綜合應(yīng)力，每個(gè)應(yīng)力以逐步方式施加。
    除了這些標(biāo)準(zhǔn)HALT應(yīng)力外，還描述了 PSU 測(cè)試特有的輸入和輸出負(fù)載應(yīng)力。它們首先與溫度步進(jìn)應(yīng)力中確定的溫度極限一起施加，使PSU承受溫度、振動(dòng)、輸出和輸入應(yīng)力的組合。這些額外的應(yīng)力使 HALT測(cè)試對(duì)于 PSU 測(cè)試比簡(jiǎn)單地使用溫度應(yīng)力和振動(dòng)應(yīng)力更有效。
    在HALT中，在實(shí)施糾正措施后重復(fù)測(cè)試并不罕見(jiàn)。因?yàn)榧铀俣扔?jì)置放點(diǎn)或軟件修訂版本的細(xì)微之處可能會(huì)影響測(cè)試結(jié)果，從而導(dǎo)致重復(fù)測(cè)試時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)效。
    實(shí)際的HALT測(cè)試，包括識(shí)別測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生的故障模式，只是HALT中要完成的工作的開(kāi)始。程序中重要的部分是進(jìn)行故障根本原因分析并實(shí)施糾正措施。應(yīng)分析在 HALT 測(cè)試期間發(fā)現(xiàn)的所有故障，以找出其根本原因。HALT 的關(guān)鍵輸出是故障模式。如果忽略這些故障模式，理解不足或響應(yīng)不足，那么HALT的大部分好處可能會(huì)喪失。作為程序的一部分，必須確保正確響應(yīng)故障模式，同時(shí)必須記錄根本原因分析過(guò)程，以及分析結(jié)果和采取的糾正措施。
    中冷研發(fā)的快速溫度變化試驗(yàn)箱（應(yīng)力篩選試驗(yàn)箱ESS）用于模擬不同氣候條件變化對(duì)產(chǎn)品的影響，評(píng)價(jià)產(chǎn)品的可靠性和耐久性的儀器設(shè)備。是考察產(chǎn)品熱機(jī)械性能引起的失效，構(gòu)成產(chǎn)品各部件的材料熱匹配較差，或部件內(nèi)應(yīng)力較大時(shí)，溫變?cè)囼?yàn)可引發(fā)產(chǎn)品由機(jī)械結(jié)構(gòu)缺陷劣化產(chǎn)生的失效。快速溫變?cè)囼?yàn)是環(huán)境應(yīng)力篩選的有力手段，可有效剔除產(chǎn)品的早期失效。
    快速溫度變化試驗(yàn)箱特點(diǎn)：
    · 自主技術(shù)：數(shù)據(jù)連接，選購(gòu)接 口可網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控
    · 運(yùn)行效率高：高溫變率可達(dá)15℃/分
    · 控溫更均勻：風(fēng)量風(fēng)速可選自動(dòng)調(diào)節(jié)、高速處理溫度控制器及電子膨脹閥等先進(jìn)技術(shù)
    · 低噪音設(shè)計(jì)：≤65db
    · 防結(jié)露功能：可選配干風(fēng)吹掃機(jī)，防止產(chǎn)品結(jié)露
     

     

  • 芯片使用前需要進(jìn)行哪些主要測(cè)試？

    2025-01-15
     在芯片設(shè)計(jì)階段，就需要考慮如何支撐芯片的測(cè)試要求，測(cè)試人員需要在芯片設(shè)計(jì)之初就準(zhǔn)備好TestPlan，根據(jù)各自芯片的規(guī)格參數(shù)規(guī)劃好測(cè)試內(nèi)容和測(cè)試方法，并和DFT工程師及其他設(shè)計(jì)人員討論；而DFT邏輯通常包含SCAN、Boundary SCAN、各類(lèi)BIST、各類(lèi)Function Test Mode以及一些Debug Mode。
    那芯片使用前需要進(jìn)行哪些主要測(cè)試？
    DC性能測(cè)試
    ·Continuity Test
    ·Continuity Test
    ·Leakage Test (IIL/IIH)
    ·Power Supply
    ·Current Test (IDDQ)
    ·Other Current/Voltage Test (IOZL/IOZH, IOS, VOL/IOL, VOH/IOH)
    ·LDO，DCDC 電源測(cè)試
    以Continuity測(cè)試舉例，主要是檢查芯片的引腳以及和機(jī)臺(tái)的連接是否完好。測(cè)試中，DUT（Device Under Test）的引腳都掛有上下兩個(gè)保護(hù)二極管，根據(jù)二極管單向?qū)ㄒ约敖刂岭妷旱奶匦裕瑢?duì)其拉/灌電流，然后測(cè)試電壓，看起是否在設(shè)定的limit范圍內(nèi)，整個(gè)過(guò)程是由ATE里的instruments PE(Pin Electronics)完成。
    AC參數(shù)測(cè)試
    主要是AC Timing Tests，包含Setup Time, Hold Time, Propagation Delay等時(shí)序的檢查
    特別外設(shè)功能測(cè)試(ADC/DAC)
    主要是數(shù)模/模數(shù)混合測(cè)試，檢查ADC/DAC性能是否符合預(yù)期，主要包括靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試：
    Static Test – Histogram method (INL, DNL)
    Dynamic Test – SNR, THD, SINAD
    數(shù)字功能測(cè)試
    這部分的測(cè)試主要是跑測(cè)試向量（Pattern），Pattern則是設(shè)計(jì)公司的DFT工程師用ATPG（auto test pattern generation）工具生成的。
    Pattern測(cè)試基本就是加激勵(lì)，然后捕捉輸出，再和期望值進(jìn)行比較。與Functional Test相對(duì)應(yīng)的的是Structure Test，包括Scan，Boundary Scan等。
    SCAN是檢測(cè)芯片邏輯功能是否正確
    Boundary SCAN則是檢測(cè)芯片管腳功能是否正確
    BIST(Build In Self Test)，檢查內(nèi)部存儲(chǔ)的讀寫(xiě)功能是否正確
     

     

  • 高低溫?zé)崃鲀x應(yīng)用于汽車(chē)芯片可靠性測(cè)試

    2025-01-15
    AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的推出對(duì)汽車(chē)行業(yè)具有重要意義。首先，它提供了一套統(tǒng)一的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，使得芯片供應(yīng)商和汽車(chē)制造商可以在相同的基準(zhǔn)下進(jìn)行芯片評(píng)估和選擇。這有助于提高整個(gè)供應(yīng)鏈的效率和準(zhǔn)確性。

    其次，AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的要求嚴(yán)苛，旨在確保芯片在惡劣的汽車(chē)環(huán)境中能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。這對(duì)提高汽車(chē)的可靠性和安全性至關(guān)重要。通過(guò)符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，芯片制造商能夠證明其產(chǎn)品具備在汽車(chē)應(yīng)用中的高可靠性和穩(wěn)定性。

    此外，AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的使用還有助于提高芯片行業(yè)的整體水平和技術(shù)水平。芯片制造商為了滿(mǎn)足AEC-Q100的要求，需要不斷改進(jìn)其設(shè)計(jì)和制造工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。這推動(dòng)了芯片技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步，進(jìn)而推動(dòng)了整個(gè)汽車(chē)電子行業(yè)的發(fā)展。

    AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)分為5個(gè)產(chǎn)品等級(jí)，其中第 0級(jí)的環(huán)境工作溫度范圍為-40~150°C；第1級(jí)的環(huán)境工作溫度范圍為-40~125°C：第2級(jí)的環(huán)境工作溫度范圍為-40~105°C：第3級(jí)的環(huán)境工作溫度范圍為-40~85°C；第4級(jí)的環(huán)境工作溫度范圍為 0~70°C。

    ThermoTST TS560是一臺(tái)精密的高低溫?zé)崃鲀x，具有更廣泛的溫度范圍-70℃到+225℃，提供了很強(qiáng)的溫度轉(zhuǎn)換測(cè)試能力。溫度轉(zhuǎn)換從-55℃到+125℃之間轉(zhuǎn)換約10秒 ; 滿(mǎn)足AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的各個(gè)等級(jí)環(huán)境工作溫度范圍。TS560是純機(jī)械制冷，無(wú)需液氮或任何其他消耗性制冷劑。高低溫?zé)崃鲀x針對(duì) PCB 電路板上眾多元器件中的某一單個(gè)IC(模塊), 可單獨(dú)進(jìn)行高低溫沖擊, 而不影響周邊其它器件；對(duì)測(cè)試機(jī)平臺(tái)load board上的IC進(jìn)行溫度循環(huán)/沖擊；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)待測(cè)元件真實(shí)溫度，可隨時(shí)調(diào)整沖擊氣流溫度，讓芯片測(cè)試實(shí)現(xiàn)高效和經(jīng)濟(jì)。

     

  • 高低溫循環(huán)沖擊機(jī)濾芯更換指南

    2025-01-15
    ThermoTST 系列高低溫循環(huán)沖擊機(jī)的設(shè)計(jì)和制造是為了給客戶(hù)提供多年的無(wú)故障服務(wù)。通過(guò)遵循日常維護(hù)計(jì)劃的指導(dǎo)方針，操作人員可以對(duì) ThermoTST 系列高低溫循環(huán)沖擊機(jī)的使用壽命產(chǎn)生顯著的積極影響。

    ThermoTST高低溫循環(huán)沖擊機(jī)建議每 12 個(gè)月進(jìn)行一次保養(yǎng)及溫度校準(zhǔn)工作，更換如濾芯之類(lèi)的耗材，時(shí)間間隔也取決于設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境和使用時(shí)間。

    準(zhǔn)備工作

    ● 內(nèi)六角螺絲刀 1把

    ● 清潔布一張

    ● 購(gòu)買(mǎi)的優(yōu)質(zhì)空氣濾芯5個(gè)

    Step.1

    提前斷開(kāi)氣源和電源開(kāi)關(guān)。

    取下機(jī)箱外部螺絲防塵蓋，使用內(nèi)六角螺絲刀，依次取下機(jī)箱正面、右側(cè)蓋板。

    *注意：阻對(duì)設(shè)備進(jìn)行清潔前，務(wù)必拔掉氣源、電源。

    Step.2

    準(zhǔn)備拆卸空調(diào)濾清器濾芯，注意遮擋的空調(diào)主機(jī)線束。

    將線束向左側(cè)撥開(kāi)，露出空氣濾清器濾芯。

    將濾芯限位卡扣向下取出插槽，同時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)取出濾芯

    取下后可更換或清理空氣濾清器濾芯。

    換上全新的空氣濾芯
     

    *注意：更換濾芯時(shí)，一定請(qǐng)使用本公司的原裝零部件。切勿購(gòu)買(mǎi)劣質(zhì)濾芯。在安裝濾芯時(shí)，要注意正反面，如果濾芯裝反，可能起不到過(guò)濾空氣的作用，購(gòu)買(mǎi)時(shí)記得咨詢(xún)一下商家。

    Step.3

    完成更換后，裝配過(guò)程與拆卸過(guò)程步驟相反，裝配中需注意零部件避免損壞。

    Step.4

    連接干燥空氣和電源，測(cè)試各功能是否正常，若無(wú)異常情況則設(shè)備可以正常使用。

  • 基于遺傳算法的20K氦制冷機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及其熱力學(xué)分析

    2020-12-30
            近年來(lái)，隨著超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展、太空探索等科學(xué)項(xiàng)目的需要，氦制冷/液化系統(tǒng)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。大型氦制冷系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)部件較多，流程復(fù)雜且功耗大，因此建造的較少，這方面的理論模擬和研究工作也相對(duì)較少，并且很多研究成果和結(jié)論只適用于特定的流程結(jié)構(gòu)，不具備通用性。為了減少系統(tǒng)熱力計(jì)算量，且快速找到使得系統(tǒng)性能優(yōu)的組合解，本文采用遺傳算法對(duì)一臺(tái)已有的氦制冷機(jī)進(jìn)行優(yōu)化分析，得到了對(duì)實(shí)際系統(tǒng)有指導(dǎo)意義的結(jié)論。


              研究的系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖在圖1中給出。該流程采用液氮預(yù)冷，一個(gè)制冷級(jí)含有一臺(tái)透平膨脹機(jī)和節(jié)流閥，這里節(jié)流閥的安裝是必須的，首先可以在變工況的情況下調(diào)節(jié)進(jìn)入膨脹機(jī)的工質(zhì)流量以控制膨脹機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)速，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；其次是可以通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)膨脹機(jī)的進(jìn)口壓力，從而可以很好地適應(yīng)系統(tǒng)有無(wú)液氮預(yù)冷的工況。 

     


    熱力學(xué)計(jì)算：

    系統(tǒng)假設(shè)：

    （1）換熱器熱端壓降為2 kPa，冷端壓降為1 kPa；

    （2）透平等熵效率為70%，且不隨壓力和溫度等變化；

    （3）系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

            系統(tǒng)的制冷系數(shù)定義為：

    式中：Q為制冷量，kW；W為壓縮機(jī)功耗，kW。

    工質(zhì)的比定義為：

    式中：h和s分別為工質(zhì)的比焓和比熵，T0是參考溫度（300 K），h0和s0分別為參考狀態(tài)下工質(zhì)的比焓和比熵（T=300 K，P0=101 kPa）。

    壓縮機(jī)、冷箱以及系統(tǒng)的效率分別為：

    式中：m為壓縮機(jī)入口流量，mLN為液氮耗量。

     

    主要參數(shù)的熱力學(xué)分析：        

    （1）膨脹比對(duì)系統(tǒng)效率的影響

     

     

    （2）系統(tǒng)入口壓力對(duì)系統(tǒng)效率的影響

     

          

    遺傳算法優(yōu)化參數(shù)

            遺傳算法是一種借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機(jī)制的隨機(jī)搜索算法。遺傳算法模擬了自然選擇和遺傳中發(fā)生的復(fù)制、交叉和變異等現(xiàn)象，從任一初始種群出發(fā)，通過(guò)隨機(jī)選擇、交叉和變異操作，產(chǎn)生一群更適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體，使群體進(jìn)化到搜索空間中越來(lái)越好的區(qū)域，這樣一代一代地不斷繁衍進(jìn)化，收斂到一群適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體，求得問(wèn)題的優(yōu)解。

     

     

     

     

    主要結(jié)論

     

    增加膨脹機(jī)入口壓力可使系統(tǒng)的制冷系數(shù)和效率增大，膨脹機(jī)的膨脹比增大使得焓降增大，因此系統(tǒng)制冷量增大，但增大膨脹比會(huì)使膨脹機(jī)內(nèi)部不可逆損失增大，因此膨脹機(jī)的效率下降。對(duì)于節(jié)流閥而言，壓力降的減小使其效率大大增加，因此整個(gè)系統(tǒng)的效率也是增加的。

     

    壓縮機(jī)入口壓力提高，即提高系統(tǒng)壓力水平，系統(tǒng)的制冷系數(shù)增大，然而整體的效率卻降低了，這是因?yàn)閴嚎s比減小帶來(lái)壓縮機(jī)功耗減低，但提高壓縮機(jī)入口壓力會(huì)使壓縮機(jī)的等溫壓縮效率降低，從而導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低。

     

    采用遺傳算法對(duì)壓縮機(jī)和透平膨脹機(jī)的入口壓力進(jìn)行優(yōu)化，以制冷機(jī)制冷系數(shù)和效率的加權(quán)值作為目標(biāo)函數(shù)，得到了優(yōu)組合參數(shù)。一方面證明了將遺傳算法應(yīng)用于流程優(yōu)化中是可實(shí)現(xiàn)的，另外優(yōu)化計(jì)算結(jié)果可用作大型氦制冷/液化流程參數(shù)選取的對(duì)照。

     

    采用遺傳算法優(yōu)化在理論設(shè)計(jì)階段具有重要的指導(dǎo)和參考意義，實(shí)際工程應(yīng)用中還需要根據(jù)工程需求和工藝制造水平等限制因素做出符合實(shí)際的決定。

     

  • BEPCII氦制冷機(jī)冷箱故障分析和維護(hù)

    2020-12-30
         BEPCII（北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)重大改造項(xiàng)目）低溫系統(tǒng)采用2臺(tái)Linde公司制造的TCF50S制冷機(jī)，每套低溫系統(tǒng)分別由1臺(tái)ESD441 SFC型螺桿壓縮機(jī)、1臺(tái)TCF50S型500 W/4.5 K氦制冷機(jī)以及連接制冷機(jī)與超導(dǎo)設(shè)備之間的低溫傳輸管線和分配閥箱等組成。其中一臺(tái)制冷機(jī)(制冷機(jī)A)為超導(dǎo)磁體提供冷量，另一臺(tái)制冷機(jī)(制冷機(jī)B)為超導(dǎo)腔提供冷量，這兩套制冷機(jī)從2005年開(kāi)始投入使用,到目前為止已經(jīng)運(yùn)行了12年之久。

            制冷機(jī)主壓縮機(jī)采用的是雙螺桿變頻調(diào)速壓縮機(jī)。考慮BEPCII低溫系統(tǒng)每年需要連續(xù)運(yùn)行10個(gè)月，壓縮機(jī)故障停機(jī)后處理的時(shí)間較長(zhǎng)，嚴(yán)重的影響B(tài)EPCII的運(yùn)行。所以2009年夏季檢修期間，增加了一臺(tái)備用壓縮機(jī)，備用壓縮機(jī)可以代替壓縮機(jī)A，也可以代替壓縮機(jī)B運(yùn)行，所以目前兩套系統(tǒng)有3臺(tái)壓縮機(jī)可交替運(yùn)行，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。但冷箱還是兩套，沒(méi)有備件。

            冷箱包括：換熱器、吸附器、透平、閥門(mén)和管道等部件。透平、閥門(mén)都可以從冷箱頂部取出進(jìn)行維護(hù)。運(yùn)行這些年，更換過(guò)透平幾次，更換過(guò)閥門(mén)墊圈。但冷箱內(nèi)部到目前為止還沒(méi)有維護(hù)過(guò)。圖1為冷箱外觀圖，從外觀看冷箱的體積比較龐大，要維護(hù)一次需要大量的人力和物力。

     

     

            故障分析：

    制冷機(jī)在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)控制液氮預(yù)冷的閥門(mén)CV3615A在自動(dòng)控制下開(kāi)度變小，同時(shí)級(jí)換熱器的溫度TI3610A無(wú)法維持在設(shè)定值而溫度升高，使得制冷能力降低。液氮供應(yīng)閥門(mén)CV3615A采用的PID控制，主要用來(lái)控制級(jí)換熱器的溫度TI3610A和氮?dú)獬隹诠艿罍囟萒I3605A，分別如圖3、圖4所示。

     

     

     

            正常情況下TI3610A，TI3605A都能工作在設(shè)定值，前幾年運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)TI3610A溫度低于設(shè)定值，PID的控制CV3615A開(kāi)度，使液氮流量減小，TI3610A溫度升高。即在原來(lái)流量下，液氮與級(jí)換熱器換熱不充分，導(dǎo)致液氮的冷量沒(méi)被換熱器帶走，被帶到液氮出口管道，所以液氮出口管道溫度降低，為了保證TI3610A達(dá)到設(shè)定值，PID要求CV3615A閥門(mén)開(kāi)度變小，流量減小，然而這樣引起TI3605A溫度高于設(shè)定值，TI3605A的PID控制邏輯又要求閥門(mén)CV3615A開(kāi)度增大。兩個(gè)矛盾的控制邏輯，CV3615的開(kāi)度只能取兩個(gè)控制邏輯的小值，所以在自動(dòng)控制下出現(xiàn)級(jí)換熱器溫度升高(如圖2)的現(xiàn)象。液氮管道與換熱器的換熱不充分，也就是說(shuō)換熱器換熱效率降低，導(dǎo)致級(jí)換熱器溫度升高，制冷能力下降。導(dǎo)致?lián)Q熱器換熱效率降低的因素有3點(diǎn)：（1）管道嚴(yán)重泄漏（2）管道堵塞（3）管道“結(jié)垢”。

     

            同樣在運(yùn)行維護(hù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)CV3130閥桿上存在活性炭粉末，2014年有一臺(tái)TGL16透平出現(xiàn)問(wèn)題，寄回廠家返修時(shí)，發(fā)現(xiàn)透平內(nèi)部很多活性炭粉末。級(jí)換熱器后端有兩個(gè)80 K吸附器，主要成分為活性炭，其主要功能是吸附氦氣中的雜質(zhì)氣體氮和水。吸附器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，由于高壓氦氣的沖刷，一部分活性炭變成了粉末，并隨著高壓氣流流入透平和冷箱后端。活性碳粉末的存在嚴(yán)重威脅了透平的可靠運(yùn)行，同時(shí)吸附器也不能起到它應(yīng)有的吸附效果，無(wú)法保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

            冷箱的維護(hù)：

            針對(duì)冷箱出現(xiàn)的這些現(xiàn)象，根據(jù)廠商提供的說(shuō)明及壓縮機(jī)油的性質(zhì)，決定選擇比較環(huán)保的Enasolv 365AZ清洗劑。在清洗前，先用干燥空氣吹掃每個(gè)管道，尤其吹掃二三級(jí)換熱器，有大量的活性炭粉末被吹出。首先清洗劑循環(huán)清洗2 h后，換新的清洗劑清洗，直到清洗完的清洗劑沒(méi)有分層，無(wú)油。清洗完的管道用熱氮?dú)獯祾撸ＷC入口溫度在70 ℃，出口溫度超過(guò)溶劑的沸點(diǎn)溫度到50 ℃后，繼續(xù)吹掃幾個(gè)小時(shí)，確保所有的清洗劑揮發(fā)掉。更換了兩個(gè)新的80 K吸附器，同時(shí)考慮運(yùn)行時(shí)間將20 K的吸附器也一并更換。

     

     

    結(jié)論：

            經(jīng)過(guò)測(cè)試，當(dāng)有液氮預(yù)冷時(shí)測(cè)試制冷能力為553 W，液化率215.8 L/h，如圖9所示，達(dá)到初圖9制冷機(jī)制冷能力和液化能力的驗(yàn)收指標(biāo)。改造后效果良好，目前制冷機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。

  • 小型室溫磁制冷系統(tǒng)的研制

    2020-12-30
        基于磁熱效應(yīng)的固態(tài)制冷技術(shù)-磁制冷技術(shù)，具有綠色環(huán)保、潛在高效、噪音小、振動(dòng)小等特點(diǎn)，有望成為競(jìng)爭(zhēng)力和有應(yīng)用前景的制冷技術(shù)之一。由于空間探測(cè)器等技術(shù)的需求，絕熱去磁低溫技術(shù)得以快速地發(fā)展，隨后室溫磁制冷技術(shù)逐漸興起。本文結(jié)合旋轉(zhuǎn)式Halbach磁路技術(shù)與多軸同步控制技術(shù)，搭建出一臺(tái)小體積、旋轉(zhuǎn)內(nèi)磁體式室溫磁制冷系統(tǒng)，并進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)研究。

     

            在變化磁場(chǎng)中某些磁性材料存在勵(lì)磁放熱、去磁吸熱的特性，這種特性被稱(chēng)為磁熱效應(yīng)。通常磁熱效應(yīng)有兩種表征參數(shù)，絕熱溫變ΔTad與等溫磁熵變ΔSM。磁制冷循環(huán)是基于材料的磁熱物性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。類(lèi)似于蒸汽壓縮式制冷循環(huán)，擁有磁熱效應(yīng)的工質(zhì)在低溫環(huán)境下去磁吸收熱量，并在高溫環(huán)境下磁化釋放熱量，從而形成了一個(gè)完整的制冷循環(huán)。主動(dòng)磁制冷循環(huán)是磁制冷中重要的應(yīng)用循環(huán)之一，由主動(dòng)磁回?zé)崞?Active Magnetic Regenerator，縮寫(xiě)AMR)與基本磁制冷循環(huán)構(gòu)成，如兩個(gè)等磁場(chǎng)過(guò)程和兩個(gè)等熵過(guò)程構(gòu)成的主動(dòng)磁Brayton循環(huán)，循環(huán)運(yùn)行過(guò)程如圖1所示。小型室溫磁制冷系統(tǒng)由同心Halbach永磁體組、主動(dòng)磁回?zé)崞鳌⒏叩蜏負(fù)Q熱器及換熱流體、驅(qū)動(dòng)控制與采集系統(tǒng)等組成。


    總  結(jié)：

             搭建了一臺(tái)小型旋轉(zhuǎn)式室溫磁制冷系統(tǒng)并進(jìn)行了初步性能實(shí)驗(yàn)研究。樣機(jī)選用了同軸Halbach永磁組，對(duì)主動(dòng)回?zé)崞鞫松w處進(jìn)行了雙通道設(shè)計(jì)，其多軸伺服驅(qū)動(dòng)器分別對(duì)磁體和水力活塞進(jìn)行時(shí)序相位控制。系統(tǒng)采用了0.55—0.80 mm的釓球作為磁制冷工質(zhì)、pH值11的NaOH溶液為換熱流體，在運(yùn)行頻率0.6 Hz下，獲得13.3 K的大無(wú)負(fù)荷制冷溫跨，在0.40 Hz運(yùn)行頻率下，獲得佳利用系數(shù)0.35，此時(shí)無(wú)負(fù)荷大制冷溫跨為12.1 K。通過(guò)對(duì)高低溫端制冷溫跨、利用系數(shù)等參數(shù)的初步研究，考察了室溫磁制冷系統(tǒng)運(yùn)行特性，尋找室溫樣機(jī)的優(yōu)工作參數(shù)，為下一步實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的改造和擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)參數(shù)測(cè)試提供指導(dǎo)，為其它磁制冷樣機(jī)的研究提供借鑒。
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