加热模块和加工设备的制作方法

本申请涉及半导体材料加工，尤其涉及一种加热模块和加工设备。

背景技术：

1、烧结炉是一种常用的加工设备，能够使半导体材料等通过烧结获得所需的物理、力学性能以及微观结构。烧结炉在烧结半导体材料时，需要对炉内的烧结温度进行精确控制，以确保半导体材料的成品质量。

2、现有的烧结炉常采用单相或两相电源调控的电加热元件。通电时，电加热元件能够产热，并在烧结炉内形成两个温区或三个温区。然而，由于温区数量较少，控温精度较低，因此容易导致炉内温度不均匀分布，进而影响到成品质量。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本申请提供了一种加热模块和加工设备。

2、本申请第一方面提出一种加热模块，包括两个加热单元，每一加热单元均包括三个分区加热组件和至少三个电极组件，三个电极组件与三相电源中的三相一一对应连接，每个分区加热组件用于在通电时产生热量；其中，六个分区加热组件间隔设置且呈环形排列，每个分区加热组件包括两个发热柱组，每一发热柱组包括至少两个发热柱；六个电极组件沿着分区加热组件的排列方向依次间隔排布，每个电极组件的第一端连接于一个发热柱组中的两个发热柱之间，每个电极组件的第二端连接于相邻的另一个发热柱组的两个发热柱之间，使得六个电极组件和六个分区加热组件共同构成环状结构。

3、在一种实施例中，每一加热单元均包括三个电极组件，每一电极组件的第一端所连接的发热柱组和第二端所连接的发热柱组位于同一分区加热组件；每一分区加热组件的两个发热柱组之间通过导电连接件连接；每一加热单元的三个分区加热组件之间通过导电连接件连接，使得每个加热单元均为星形连接。

4、在一种实施例中，电极组件和导电连接件均为石墨材质，分区加热组件为石墨材质或电阻率大于石墨的导电材质。

5、在一种实施例中，每一加热单元均包括四个电极组件，每一电极组件的第一端所连接的发热柱组和第二端所连接的发热柱组分别位于不同的分区加热组件；其中，四个电极组件中的两个电极组件为共用电极组件，两个共用电极组件分别位于每一加热单元的首端和末端且被两个加热单元共用，使得两个共用电极组件的第一端所连接的发热柱组和第二端所连接的发热柱组分别位于不同的加热单元；两个共用电极组件相连接，每个分区加热组件中的两个发热柱组之间通过导电连接件连接，使得每个加热单元均为三角形连接。

6、在一种实施例中，每一加热单元的三个分区加热组件之间通过绝缘连接件连接。

7、在一种实施例中，分区加热组件、电极组件和导电连接件均为石墨材质。

8、在一种实施例中，两个加热单元的首端通过绝缘连接件连接，两个加热单元的末端通过另外的绝缘连接件连接，使得两个加热单元为环形连接。

9、在一种实施例中，六个分区加热组件沿着环状结构的周向等分分布。

10、在一种实施例中，每个电极组件均设有电极柱，每个电极组件通过电极柱连接三相电源的其中一相接线端，用于将三相电源的其中一相交流电传输给对应一个分区加热组件。

11、在一种实施例中，电极柱与接线端螺纹连接。

12、本申请第二方面提出一种加工设备，包括炉体和第一方面或第一方面任一种实施例所述的加热模块，两个加热单元均设于炉体中，并用于加热炉体。

13、在一种实施例中，加工设备还包括两个三相电源，三相电源位于炉体外，三相电源与加热单元一一对应且电连接加热单元中的三个电极组件，两个三相电源用于对两个加热单元分别独立供电。

14、在一种实施例中，每个三相电源包括功率调控器和三相变压器，其中，功率调控器电连接三相变压器，功率调控器用于对三相交流电进行功率调整，并将功率调整后的三相交流电传输至对应的三相变压器；三相变压器电连接加热单元中的三个电极组件，三相变压器用于对功率调整后的三相交流电进行降压，并将降压后的三相交流电传输至三个电极组件。

15、在一种实施例中，在炉体的高度方向上，其中一个加热单元位于另一加热单元的上方，并且，位于上方的加热单元的功率小于位于下方的加热单元的功率。

16、在一种实施例中，加工设备还包括温度传感器、下位机和上位机，温度传感器设于炉体内，下位机和上位机设于炉体外；温度传感器连接下位机，温度传感器用于检测炉体内部的实际温度并发送给下位机；上位机连接下位机，上位机用于发送控制指令给下位机，控制指令用于指示炉体的预设加热温度；下位机还连接功率调控器，下位机用于根据控制信号和炉体内部的实际温度，发送控制信号给功率调控器，控制信号用于控制功率调控器进行功率调整。

17、与现有技术相比，本申请具有以下优点：

18、1、本申请加热模块通过设置两个加热单元，每个加热单元又进一步包括三个分区加热组件和至少三个电极组件，三个分区加热组件通过三个电极组件连接三相电源以通电产热，因此，两个加热单元可以形成两个大温区，三个分区加热组件可以形成三个小温区。故，本申请加热模块形成的温区数量可达六个。显然，相比于现有的由单相或两相电源调控以形成两个温区或三个温区的电加热元件，本申请加热模块能够提供更多数量的温区，并且，温度调控还能够精细化到大温区中的各小温区，控温精度更高，因此，当加热模块设于加工设备的炉体内时，本申请加热模块能够实现炉体内部温度均匀分布，如此有利于提升加工设备的加工效果和成品质量。

19、2、本申请通过将六个分区加热组件连成环状结构，使得加热模块整体结构稳定性强，也更能保持温度均匀性，不易出现局部升温快、局部高温的情况。

20、3、当本申请加热模块设于加工设备的炉体内时，在炉体高度方向上，两个加热单元可以呈上下分布，如此，炉内气体在被下方的加热单元加热后，可以向上流向上方的加热单元进行保温。因此，这样的布局可以与热量流动规律相符，可使得下方的加热单元相当于升温区，上方的加热单元相当于保温区，有利于炉膛的温度均匀性和稳定性。

21、4、本申请加热模块可以根据情况设置成双三角形连接结构，或双星形连接结构，可以采用合适材质的发热柱与结构相适配，可见，本申请加热模块的结构设计灵活性高。

技术特征：

1.一种加热模块，其特征在于，包括两个加热单元，每一所述加热单元均包括三个分区加热组件和至少三个电极组件，三个所述电极组件与三相电源中的三相一一对应连接，每个所述分区加热组件用于在通电时产生热量；其中，

2.如权利要求1所述的加热模块，其特征在于，每一所述加热单元均包括三个电极组件，

3.如权利要求2所述的加热模块，其特征在于，所述电极组件和所述导电连接件均为石墨材质，所述分区加热组件为石墨材质或电阻率大于石墨的导电材质。

4.如权利要求1所述的加热模块，其特征在于，每一所述加热单元均包括四个所述电极组件，

5.如权利要求4所述的加热模块，其特征在于，每一所述加热单元的三个所述分区加热组件之间通过绝缘连接件连接。

6.如权利要求4所述的加热模块，其特征在于，所述分区加热组件、所述电极组件和所述导电连接件均为石墨材质。

7.如权利要求2至6中任一项所述的加热模块，其特征在于，两个所述加热单元的首端通过绝缘连接件连接，两个所述加热单元的末端通过另外的绝缘连接件连接，使得两个所述加热单元为环形连接。

8.如权利要求1所述的加热模块，其特征在于，六个所述分区加热组件沿着所述环状结构的周向等分分布。

9.如权利要求1所述的加热模块，其特征在于，每个所述电极组件均设有电极柱，每个所述电极组件通过所述电极柱连接所述三相电源的其中一相接线端，并用于将所述三相电源的其中一相交流电传输给对应一个所述分区加热组件。

10.如权利要求9所述的加热模块，其特征在于，所述电极柱与所述接线端螺纹连接。

11.一种加工设备，其特征在于，包括炉体和如权利要求1至10中任一项所述的加热模块，两个所述加热单元均设于所述炉体中，并用于加热所述炉体。

12.如权利要求11所述的加工设备，其特征在于，所述加工设备还包括两个三相电源，所述三相电源位于所述炉体外，所述三相电源与所述加热单元一一对应且电连接所述加热单元中的三个所述电极组件，两个所述三相电源用于对两个所述加热单元分别独立供电。

13.如权利要求11所述的加工设备，其特征在于，每个所述三相电源包括功率调控器和三相变压器，其中，

14.如权利要求12或13所述的加工设备，其特征在于，在所述炉体的高度方向上，其中一个所述加热单元位于另一所述加热单元的上方，并且，位于上方的所述加热单元的功率小于位于下方的所述加热单元的功率。

15.如权利要求13所述的加工设备，其特征在于，所述加工设备还包括温度传感器、下位机和上位机，所述温度传感器设于所述炉体内，所述下位机和所述上位机设于所述炉体外；

技术总结
本申请提供了一种加热模块和加工设备。加热模块包括两个加热单元，每一加热单元均包括三个分区加热组件和至少三个电极组件，每个分区加热组件用于在通电时产生热量；其中，六个分区加热组件间隔设置且呈环形排列，每个分区加热组件包括两个发热柱组，每一发热柱组包括至少两个发热柱；六个电极组件沿着分区加热组件的排列方向依次间隔排布，每个电极组件的第一端连接于一个发热柱组中的两个发热柱之间，每个电极组件的第二端连接于相邻的另一个发热柱组的两个发热柱之间，使得六个电极组件和六个分区加热组件共同构成环状结构。本申请加热模块提供的温区可达六个，控温精度高，有利于加工设备的温度均匀性。

技术研发人员：龙占勇,韩雪岭,陈梓展,林佳继
受保护的技术使用者：拉普拉斯（广州）半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16