电源装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电源装置，包括电源；油式变压器，位于半导体制造设备内部，所述油式变压器具有输入端，所述输入端与所述电源耦接；安全保护装置，串联于油式变压器输入端，用于在油式变压器输入端的电流超过安全保护装置的阈值电流时，能使油式变压器与所述电源断开。所述安全保护装置具有使油式变压器断路的功能，在油式变压器承受瞬间巨大的短路电流或故障电流时及时地切断电路，提高油式变压器的安全性。
【专利说明】电源装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种电源装置。
【背景技术】
[0002]在现有的半导体生产线中，半导体制造设备通常需要高压隔离变压器来隔离电源与负载之间的高压，例如在离子注入机中，高压隔离变压器需要承受高达250000伏的反向高压，很多半导体制造设备内配备的变压器为油式变压器，例如离子注入机设备内部的油式变压器，这些油式变压器采用油作为变压器的绝缘介质，油式变压器的后端线路中的负载一旦发生短路或其他故障，油式变压器将承受巨大的短路电流或故障电流，很容易产生电火花等而发生爆炸，变压器的爆炸可能会烧毁整个设备。
[0003]油式变压器被保险公司的专业人员认为是生产线上的一个极大的火灾隐患，它极有可能造成整个半导体生产线发生火灾。如何侦测和避免火灾的发生就成了一个重点。目前，设备厂商在后续研发的设备中，已经按照半导体制程设备安全准则(SemiconductorEquipment and Materials International, SEMI)的标准配备了干式变压器。而对于原有的油式变压器，如果再花费巨额资金去改造成干式变压器，对生产及成本上都会造成很大的压力。
[0004]因此，如何提高现有半导体制造设备内配备的油式变压器的安全性，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提出一种电源装置，提高油式变压器的安全性。
[0006]本发明提供一种电源装置，包括:
[0007]电源；
[0008]油式变压器，位于半导体制造设备内部，所述油式变压器具有输入端，所述输入端与所述电源耦接；
[0009]安全保护装置，串联于所述油式变压器输入端与所述电源之间，用于在油式变压器输入端的电流超过安全保护装置的阈值电流时，使油式变压器与所述电源断开。
[0010]可选的，所述油式变压器输入端与所述电源之间还设有断路器，所述安全保护装置位于所述断路器与油式变压器之间。
[0011]可选的，所述半导体制造设备为离子注入机，所述断路器的脱扣电流整定值在30安培到70安培的范围内。
[0012]可选的，所述安全保护装置为熔断器，所述熔断器的熔断电流为安全保护装置的阈值电流。
[0013]可选的，所述油式变压器输入端具有三相输入线路，所述安全保护装置包括:三个熔断器，分别串联于每一相输入线路中。
[0014]可选的，串联于三相输入线路的三个熔断器相同。[0015]可选的，所述半导体制造设备为离子注入机，所述熔断器的熔断电流值在60安培到140安培的范围内。
[0016]可选的，所述半导体制造设备为离子注入机，所述油式变压器输入端与所述电源之间还设有断路器，所述熔断器的熔断电流值为所述断路器的脱扣电流整定值的1.5倍以上。
[0017]可选的，所述熔断器的熔化热能值在25000安培平方秒到35000安培平方秒的范围内
[0018]可选的，所述熔断器的响应时间在8毫秒的范围内。
[0019]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0020]在半导体制造设备内部的油式变压器的输入端加装安全保护装置，所述安全保护装置具有使油式变压器断路的功能，在油式变压器承受瞬间巨大的短路电流或故障电流时及时地切断电路，提高油式变压器的安全性。
[0021]进一步，所述安全保护装置为熔断器，所述油式变压器输入端还设有断路器，所述熔断器位于断路器与油式变压器之间，所述熔断器的响应时间8毫秒的范围内，使得油式变压器承受瞬间巨大的短路电流或故障电流时，熔断器能够在8毫秒以内熔断，使油式变压器断路，可以避免由于断路器的合闸时间过长导致油式变压器承受瞬间故障电流时间过长而引起火灾；并且熔断器不易产生电弧，在熔断后电路完全切断，进一步降低了油式变压器的火灾隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明电源装置一实施例的电路原理图。
【具体实施方式】
[0023]在现有的半导体生产线中，很多半导体制造设备内配备的变压器为油式变压器，油式变压器的负载一旦发生短路或其他故障，油式变压器承受巨大的短路电流或故障电流时，很容易产生电火花等而发生爆炸，从而造成安全问题。
[0024]为了解决上述技术问题，本发明提出一种电源装置，所述电源装置位于半导体制造设备中，为半导体制造设备的负载提供电压，所述电源装置包括电源、油式变压器、安全保护装置，所述安全保护装置位于油式变压器输入端，在油式变压器承受瞬间巨大的短路电流或故障电流时及时地切断电路，提高油式变压器的安全性。
[0025]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0026]参考图1，示出了本发明电源装置一实施例的电路原理图。在本实施例中电源装置位于离子注入机内部，为离子注入机的负载提供电压。但是本发明对电源装置的应用设备不作限制。
[0027]本实施例电源装置包括以下几个部分:
[0028]电源100、油式变压器103和安全保护装置102。
[0029]下面对本实施例电源装置的具体结构作介绍。
[0030]电源100，在本实施例中，所述电源装置位于离子注入机内部，所述电源100为三相交流电源，提供208伏交流电压，但是本发明电源装置对电源100的具体形式不做限制，在其他实施例中，所述电源100还可以为单相交流电源或直流电源，本发明对电源100提供的电压也不做限制，所述电源100还可以提供220伏电压或380伏电压等电压值。
[0031]需要说明的是，当所述电源装置位于半导体设备内部的负载中时，所述电源100也可以不为一个具体的器件，而是指代油式变压器103输入端前端输出电压的线路。
[0032]油式变压器103，所述油式变压器103具有输入端，所述输入端与所述电源耦接，油式变压器103还具有输出端，用于为离子注入机的负载输出电压。在本实施例中，所述油式变压器103主要起到将电源与离子注入机的高压负载端进行高压隔离的作用，因此，油式变压器103的输出的电压与输入端的电压相同，也为208伏交流电压，此外，油式变压器103还能起到抗干扰和稳定设备电压的作用。
[0033]需要说明的是，本发明对所述电源装置在半导体设备中的具体位置和用途不做限制，在其他实施例中，所述油式变压器103还可能起到升高或降低电压的作用。
[0034]在本实施例中，所述油式变压器103输入端为三角形接法，输出侧为星形接法，并且输出端分为两股，但是本发明对油式变压器103的具体接法不作限。当油式变压器103位于不同的半导体设备中或半导体设备中的不同位置时，油式变压器103的具体结构和接法、输入或输出电压等参数均可相应作出调整。
[0035]安全保护装置102，串联于油式变压器103输入端与所述电源100之间，用于在通过油式变压器输入端的电流超过安全保护装置的阈值电流时，能使油式变压器与所述电源100断开。
[0036]在本实施例中，所述安全保护装置102为熔断器，所述熔断器的熔断电流为安全保护装置102的阈值电流。
[0037]熔断器也叫电熔丝或保险丝，主要由熔体和熔管以及外加填料等部分组成。熔断器使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过熔断电流，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用。所以熔断器具有反延时特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。因此，在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用。
[0038]熔断器的反延时特性的衡量标准为熔化热能值，它是使熔断器在8毫秒或更短的时间内断开时其对应的电流的平方与熔断时间的乘积，限制时间在8毫秒以内是使熔丝产生的热量全部用来熔断而来不及散热。它对于每一种不同的熔断器来说是个常数，由熔断器的设计所决定。
[0039]在本实施例中，熔断器的响应时间在8毫秒的范围内，由于熔断器与油式变压器103串联，当通过油式变压器103的电流超过熔断器的熔断电流时，在8毫秒以内，熔断器的熔体就会熔断，从而使电路断开，使得油式变压器103承受巨大的短路电流或故障电流的时间仅在几毫秒的时间内，这样大大降低了油式变压器103承受巨大的短路电流或故障电流而发生火灾的概率。并且通过油式变压器103的短路电流或故障电流越大，熔断器的熔断时间越短，使得熔断器对瞬间通过油式变压器103的巨大电流有良好的识别能力，对油式变压器103的保护作用更强。
[0040]在本实施例中，所述半导体制造设备为离子注入机，所述油式变压器103输入端具有三相输入线路，在每一相输入线路中串联一个熔断器。[0041]可选的，所述串联在三相输入线路的三个熔断器相同。由于油式变压器103输入端的三相输入线路的每一相电压的峰值相同，每一相电压的谷值也相同，所以在每一相输入线路中串联相同的熔断器，即熔断器的熔断电流相等，熔化热能值也相等。但是本发明对三相输入线路的每一相串联的熔断器的规格不做限制，可以根据具体情况选择不同规格的熔断器。
[0042]需要说明的是，在本实施例中所述电源装置位于离子注入机的所有电器元件的前端，为离子注入机的负载提供电压，但是本发明对电源装置的位置和用途不做限制，本发明所述电源装置也可以设置于半导体设备的任何需要油式变压器的位置，因此，在其他实施例中，所述油式变压器103的输入端与输出端可以为单相线路，相应地，所述熔断器的输入端与输出端也采用单相线路。
[0043]在本实施例中，所述油式变压器103的前端电路中还设有断路器101，所述安全保护装置102位于断路器101与油式变压器103之间。
[0044]所述断路器101为半导体制造设备中的常用电路元件，断路器的作用是切断和接通负载电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。断路器由导电回路、可分触头、灭弧装置、绝缘部件、底座、传动机构、操动机构等组成。导电回路用来承载电流；可分触头是使电路接通或分断的执行元件；灭弧装置则是用来迅速、可靠地熄灭电弧，使电路最终断开。触头的分合运动是靠操动机构做功并经传动机构传递力来带动的。断路器的特点是断路以后可以重复使用。
[0045]但是本发明对是否设置断路器101不作限制，在其他实施例中，由于本发明电源装置中设有安全保护装置102，用于使油式变压器与所述电源断开，所以电源装置中可以不设置断路器101。
[0046]在本实施例中，所述半导体制造设备为离子注入机，电源装置中设置的断路器101的脱扣电流整定值为54安培，即当流过断路器101的电流超过54安培时，断路器101使线路断开。但是由于断路器101中触头的分合运动是靠操动机构做功并经传动机构传递力来带动的，在流过断路器101的瞬间电流超过54安培时，断路器101需要一系列机械动作使线路断开，这样断路器101的响应时间在几十毫秒以上，在这段时间内，流过油式变压器103的故障电流很容易给油式变压器103带来火灾隐患。
[0047]因此，通过在断路器101与油式变压器103之间串联熔断器，可以将电源装置对故障电流的响应时间减小到8毫秒以内，极大地提高了油式变压器103的安全性。
[0048]需要说明的是，熔断器是一次性元件，熔断之后必须更换才能继续使用，所以熔断器的熔断电流可以选为脱扣电流整定值的1.5倍以上，这样在危险性较高的巨大故障电流流过电源装置时，熔断器将会在很短的时间内熔断，在危险性较低的故障电流流过电源装置时，依靠断路器101将线路切断，这样可以避免频繁的更换熔断器带来的麻烦。
[0049]在本实施例中，所述熔断器的熔断电流为125安培，所述熔断器的熔化热能值为29500安培平方秒。但是本发明对熔断器的熔断电流与熔化热能值不做限制，可以根据半导体设备的具体情况对熔断器的熔断电流与熔化热能值相应做出调整。在其他实施例中，熔断器的熔断电流也可以在脱扣电流整定值的1.5倍以内。
[0050]在本实施例中，所述半导体制造设备为离子注入机，所述电源装置为离子注入机的负载提供高压电压，电源装置中设置的断路器101的脱扣电流整定值可以在在30安培到70安培的范围内选择，所述熔断器的熔断电流值可以在60安培到140安培的范围内选择，所述熔断器的熔化热能值可以在25000安培平方秒到35000安培平方秒的范围内选择。
[0051]在其他实施例中，所述半导体制造设备也可以为刻蚀机等其他机台，所述，电源装置也可在半导体制造设备提供低压电压或起到其他作用，电源装置中设置的断路器101的脱扣电流整定值也可以不在30安培到70安培的范围内，所述熔断器的熔断电流值也可以不在60安培到140安培的范围内，所述熔断器的熔化热能值也可以不在25000安培平方秒到35000安培平方秒的范围内。
[0052]在本实施例中，断路器101为离子注入机的油式变压器103输入端的常用设备，断路器101与油式变压器103均位于离子注入机内部，二者为相互独立的设备且通过三相线路连接。由于离子注入机内部空间狭小，在断路器101与油式变压器103之间留有一空间，可以将熔断器放入断路器101与油式变压器103之间的空间中，将熔断器的输入端与断路器101每一相的输出端相连，将熔断器的输出端与油式变压器103的输入端相连。这样就可以将熔断器方便的串联在在断路器101与油式变压器103之间，并且不需要占用其他空间，而且在熔断器熔断以后可以方便的进行更换。经过这样的改造，离子注入机的安全性大大提高，还省去了购买新式的干式变压器以提高离子注入机安全性所需的高额费用。
[0053]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种电源装置，其特征在于，包括: 电源； 油式变压器，位于半导体制造设备内部，所述油式变压器具有输入端，所述输入端与所述电源耦接； 安全保护装置，串联于所述油式变压器输入端与所述电源之间，用于在油式变压器输入端的电流超过安全保护装置的阈值电流时，使油式变压器与所述电源断开。
2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述油式变压器输入端与所述电源之间还设有断路器，所述安全保护装置位于所述断路器与油式变压器之间。
3.如权利要求2所述的电源装置，其特征在于，所述半导体制造设备为离子注入机，所述断路器的脱扣电流整定值在30安培到70安培的范围内。
4.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述安全保护装置为熔断器，所述熔断器的熔断电流为安全保护装置的阈值电流。
5.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述油式变压器输入端具有三相输入线路，所述安全保护装置包括:三个熔断器，分别串联于每一相输入线路中。
6.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，串联于三相输入线路的三个熔断器相同。
7.如权利要求4或5所述的电源装置，其特征在于，所述半导体制造设备为离子注入机，所述熔断器的熔断电流值在60安培到140安培的范围内。
8.如权利要求4或5所述的电源装置，其特征在于，所述半导体制造设备为离子注入机，所述油式变压器输入端与所述电源之间还设有断路器，所述熔断器的熔断电流值为所述断路器的脱扣电流整定值的1.5倍以上。
9.如权利要求4或5所述电源装置，其特征在于，所述熔断器的熔化热能值在25000安培平方秒到35000安培平方秒的范围内。
10.如权利要求4或5所述的电源装置，其特征在于，所述熔断器的响应时间在8毫秒的范围内。
【文档编号】H02H7/04GK103812084SQ201410080842
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】徐继六, 汪政明, 刘勰 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司