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JP2006283994A - Cooling system - Google Patents

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JP2006283994A
JP2006283994A JP2005100404A JP2005100404A JP2006283994A JP 2006283994 A JP2006283994 A JP 2006283994A JP 2005100404 A JP2005100404 A JP 2005100404A JP 2005100404 A JP2005100404 A JP 2005100404A JP 2006283994 A JP2006283994 A JP 2006283994A
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JP
Japan
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refrigerant
temperature
heater
valve
tank
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005100404A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihisa Hirato
章久 平戸
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanism capable of preventing blockage of ice in an appliance such as a flow regulating valve by the ice made from the water separated out from a refrigerant when the refrigerant of room temperature is cooled to a low temperature of 0°C or less by a heat exchanger, in a cooling system for cooling the fluorine refrigerant in the heat exchanger by circulating the refrigerant. <P>SOLUTION: In this cooling system wherein the fluorine refrigerant W stored in a low-temperature tank 4 is cooled by the heat exchanger 3 of a refrigerating machine 2, and the cooled refrigerant is returned to the low-temperature tank 4 through the flow regulating valve 6, a heater H is mounted for heating a valve seat 6f part of the flow regulating valve 6, and the heater H is mounted on an outer peripheral face of a casing 6a opposite to the valve seat 6f formed in a state of projecting to an inner peripheral side of the casing 6a, by being wound like a coil. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、チラーユニット等の冷却システムに関し、特に、ガルデン(商品名、以下、同様)、フロリナート(商品名、以下、同様)等のフッ素の表面張力の小さい室温の冷媒を0°C以下の低温にしたとき、この冷媒から析出される氷によって、流量調整弁等の機器が氷詰まりを起こさないようした冷却システムに関する。   The present invention relates to a cooling system such as a chiller unit, and in particular, a room temperature refrigerant having a low surface tension of fluorine, such as Galden (trade name, hereinafter, the same), Fluorinert (trade name, the same, the same), or the like is used. The present invention relates to a cooling system in which ice such as a flow regulating valve is prevented from being clogged with ice due to ice deposited from the refrigerant when the temperature is lowered.

ガルデン、フロリナート等の表面張力の小さいフッ素系の冷媒は、例えば、半導体素子の電気試験(機能試験)等に使用されるプローバの温度を制御する冷却液等に用いられている。ICなど、ほとんどの半導体素子はシリコンウエハー上に作られており、1つの機能を持った半導体素子は、シリコンウエハーから切り出される前または後あるいは前後ともに、最終的な電気試験(機能試験)が行われ、その特性が計られ、良否の判定が行われている。この試験では、ウエハーの移動と、加熱・冷却の温度調節を行うプローバと呼ばれる装置が使われている。プローバ内部には3次元方向に精密に移動可能なテーブル(X―Y―Zテーブル)があり、このテーブルには、テストするウエハーを把持するチャックが取り付けられている。このプローバは、テストするウエハーの温度を、例えば−70°C〜200°Cの範囲で設定できるようになっている。   Fluorine-based refrigerants with low surface tension, such as Galden and Fluorinert, are used in, for example, a coolant that controls the temperature of a prober used in an electrical test (functional test) of a semiconductor element. Most semiconductor devices such as IC are made on a silicon wafer, and a semiconductor device having one function is subjected to a final electrical test (functional test) before, after, or after being cut out from the silicon wafer. The characteristics are measured and the quality is judged. In this test, a device called a prober is used that moves the wafer and adjusts the temperature of heating and cooling. Inside the prober is a table (XYZ table) that can be moved precisely in the three-dimensional direction, and a chuck for holding the wafer to be tested is attached to this table. This prober can set the temperature of the wafer to be tested within a range of, for example, −70 ° C. to 200 ° C.

このプローバの設定温度の制御は、電気ヒータによるチャックの加熱と、冷却液によるチャックの冷却とによって行われている。このチャックを加熱・冷却する従来のシステムの一例を図3の冷却システムのフロー図に基づいて説明する。図3において、Cはチラーユニットであり、Pはプローバである。なお、図3では、説明の都合上、チラーユニットCや冷凍機2やプローバPのケーシングなどは2点鎖線で示し、低温タンク4や常温タンク8などはタンクの内部が見える形で記載してある。   Control of the set temperature of the prober is performed by heating the chuck with an electric heater and cooling the chuck with a coolant. An example of a conventional system for heating and cooling the chuck will be described with reference to the flowchart of the cooling system in FIG. In FIG. 3, C is a chiller unit and P is a prober. In FIG. 3, for convenience of explanation, the chiller unit C, the refrigerator 2, the prober P casing, etc. are indicated by two-dot chain lines, and the low temperature tank 4, the normal temperature tank 8, etc. are shown so that the inside of the tank can be seen. is there.

チラーユニットCは、その筺体1内に、熱交換器3を備えた冷凍機2と、冷却液としてガルデン、フロリナート等のフッ素系の表面張力の小さい冷媒Rが貯留される断熱性の低温タンク4と、この冷媒Rを循環させる循環ポンプ5と、熱交換器3で冷却される低温冷媒の流量を制御する流量調整弁6と、低温タンク4内の冷媒Rの温度を検出する温度センサー7と、低温タンク4に冷媒を補給する常温タンク8と、常温タンク8の冷媒を低温タンク4に補給する補給ポンプ9とを備えている。なお、低温タンク4と常温タンク8は、それぞれ冷媒タンクとして総称されるものである。   The chiller unit C includes a refrigerator 2 having a heat exchanger 3 and a heat-insulating low-temperature tank 4 in which a refrigerant R having a small surface tension such as Galden or Fluorinert is stored as a coolant. A circulation pump 5 for circulating the refrigerant R, a flow rate adjusting valve 6 for controlling the flow rate of the low-temperature refrigerant cooled by the heat exchanger 3, and a temperature sensor 7 for detecting the temperature of the refrigerant R in the low-temperature tank 4 The cold tank 4 is provided with a normal temperature tank 8 for replenishing the refrigerant, and a replenishment pump 9 for replenishing the low temperature tank 4 with the refrigerant of the normal temperature tank 8. The low temperature tank 4 and the normal temperature tank 8 are collectively referred to as refrigerant tanks.

熱交換器3は、二重管(図示せず)から構成されており、その内管の中を冷凍機2の冷媒が流れ、内管と外管との間に形成される流路に低温タンク4からの冷媒が流れるようになっている。二重管からなる熱交換器3は、内管と外管との間に冷却フィンを設けたものであってもよいし、冷却フィンを設けないものであってもよい。また、低温タンク4からの冷媒を内管の中へ、内管と外管との間に形成される流路に冷凍機2からの冷媒が流れるようにしてもよい。   The heat exchanger 3 is composed of a double pipe (not shown). The refrigerant of the refrigerator 2 flows through the inner pipe, and the flow path formed between the inner pipe and the outer pipe has a low temperature. The refrigerant from the tank 4 flows. The heat exchanger 3 composed of a double pipe may be one in which a cooling fin is provided between the inner pipe and the outer pipe, or may be one in which no cooling fin is provided. Moreover, the refrigerant from the refrigerator 2 may flow through the flow path formed between the inner pipe and the outer pipe into the inner pipe with the refrigerant from the low temperature tank 4.

低温タンク4と常温タンク8は、密閉あるいはほぼ密閉に構成されており、それぞれ上部に大気に開放する大気開放チューブ10,11が設けられている。この大気開放チューブ10,11は、低温タンク4や常温タンク8の液面が上昇や下降して、低温タンク4や常温タンク8内に圧力の変動が生じたとき、その圧力の変動を吸収するようになっている。また、低温タンク4には、常温タンク8に接続するオーバフロー管12が設けられている。低温タンク4内の冷媒Rが不足した場合には、補給ポンプ9を駆動し、常温タンク8内の冷媒を補給ホース9aを通して低温タンク4に供給するようになっている。なお、4aは低温タンク4の冷媒液面,8aは常温タンク8の冷媒液面を示す。   The low-temperature tank 4 and the room temperature tank 8 are configured to be sealed or almost sealed, and air release tubes 10 and 11 that are open to the atmosphere are provided at the top. When the liquid level of the low temperature tank 4 or the normal temperature tank 8 rises or falls and the pressure fluctuation occurs in the low temperature tank 4 or the normal temperature tank 8, the atmospheric release tubes 10 and 11 absorb the pressure fluctuation. It is like that. The low temperature tank 4 is provided with an overflow pipe 12 connected to the normal temperature tank 8. When the refrigerant R in the low temperature tank 4 is insufficient, the supply pump 9 is driven to supply the refrigerant in the room temperature tank 8 to the low temperature tank 4 through the supply hose 9a. 4a indicates the refrigerant liquid level of the low temperature tank 4, and 8a indicates the refrigerant liquid level of the room temperature tank 8.

循環ポンプ5は、そのポンプ部が、低温タンク4に貯留された冷媒Rの中に位置し、駆動部が低温タンク4の外側に位置するように低温タンク4に取り付けられている。循環ポンプ5の吸入口(図示せず)は、低温タンク4内に開口し、その吐出口5aは、冷媒循環ホース13(往き管)によって熱交換器入口3aに接続されるとともに、冷媒循環ホース13から分岐した冷却液供給ホース15によって後述するプローバPに接続されている。   The circulation pump 5 is attached to the low temperature tank 4 such that the pump portion is located in the refrigerant R stored in the low temperature tank 4 and the drive portion is located outside the low temperature tank 4. A suction port (not shown) of the circulation pump 5 opens into the low temperature tank 4, and its discharge port 5 a is connected to the heat exchanger inlet 3 a by a refrigerant circulation hose 13 (outward pipe), and the refrigerant circulation hose. 13 is connected to a prober P, which will be described later, by a coolant supply hose 15 branched from 13.

流量調整弁6は、図6に示すように、ステンレス製のケーシング6aの上部に駆動部6bを有し、その下部に弁部を有している。この弁部は、ケーシング6aの底部に開口する冷媒入口6cと、冷媒入口6cより上方でケーシング6aの側面に開口する冷媒出口6dと、冷媒入口6cと冷媒出口6dを連通する冷媒流路6eと、冷媒流路6eの途中に形成したケーシング6aと一体の弁座6fと、弁座6fの下部に配置され、弁座の6fの下方から弁座6fに離接して冷媒流路6eを開閉する樹脂製の弁体6gから構成されている。弁体6gは、弁棒6hによって駆動部6bに連結されるとともに、その下方から復帰スプリング6iによって弁座6f側に付勢されている。また、弁体6gは、ケーシング6aの底部から突接されたガイド部材6jによって案内されるようになっている。なお、図6の6kはケーシング6aに設けた断熱材である。   As shown in FIG. 6, the flow rate adjusting valve 6 has a drive portion 6 b in the upper portion of a stainless steel casing 6 a and a valve portion in the lower portion thereof. The valve section includes a refrigerant inlet 6c that opens to the bottom of the casing 6a, a refrigerant outlet 6d that opens above the refrigerant inlet 6c and opens to a side surface of the casing 6a, and a refrigerant flow path 6e that connects the refrigerant inlet 6c and the refrigerant outlet 6d. The valve seat 6f integrated with the casing 6a formed in the middle of the refrigerant flow path 6e and the lower part of the valve seat 6f are arranged so as to be separated from the valve seat 6f from below the valve seat 6f to open and close the refrigerant flow path 6e. The valve body 6g is made of resin. The valve body 6g is connected to the drive portion 6b by a valve rod 6h and is biased toward the valve seat 6f by a return spring 6i from below. Further, the valve body 6g is guided by a guide member 6j protruding from the bottom of the casing 6a. In addition, 6k of FIG. 6 is the heat insulating material provided in the casing 6a.

このように構成された流量調整弁6は、駆動部6bが低温タンク4の外部に位置し、弁部が低温タンク4内に位置するように低温タンク4に取り付けられている。また流量調整弁6の冷媒入口6cは低温タンク4内の冷媒液面4aより下方に位置し、その冷媒出口6dは冷媒液面4aより上方に位置する。この流量調整弁6の冷媒入口6cは、継手14aを介して、熱交換器出口3bに接続された冷媒循環ホース14(戻り管)に接続されている。流量調整弁6の冷媒出口6dは、低温タンク4内に開口している。   The flow rate adjusting valve 6 configured as described above is attached to the low temperature tank 4 so that the drive unit 6 b is located outside the low temperature tank 4 and the valve unit is located inside the low temperature tank 4. The refrigerant inlet 6c of the flow rate adjusting valve 6 is located below the refrigerant liquid level 4a in the low temperature tank 4, and the refrigerant outlet 6d is located above the refrigerant liquid level 4a. The refrigerant inlet 6c of the flow rate adjusting valve 6 is connected to a refrigerant circulation hose 14 (return pipe) connected to the heat exchanger outlet 3b via a joint 14a. The refrigerant outlet 6 d of the flow rate adjusting valve 6 opens into the low temperature tank 4.

冷媒循環ホース13、14は、SUS等の材料から形成されており、低温タンク4から上方に立ち上がり、次いでほぼ水平に延びて熱交換器3に接続するようにチラーユニットの筺体1の中に配管されている。なお、図3において、2aは、冷媒循環ホース13用に冷凍機2の外壁に設けた管継手であり、2bは、同様に、冷媒循環ホース14用に冷凍機2の外壁に設けた管継手である。また、4bは、冷媒循環ホース13用に低温タンク4の外壁に設けた管継手であり、4cは、冷媒循環ホース14用に低温タンク4の外壁に設けた管継手である。   The refrigerant circulation hoses 13 and 14 are made of a material such as SUS, and are piped into the housing 1 of the chiller unit so as to rise upward from the low temperature tank 4 and then extend almost horizontally and connect to the heat exchanger 3. Has been. In FIG. 3, 2a is a pipe joint provided on the outer wall of the refrigerator 2 for the refrigerant circulation hose 13, and 2b is a pipe joint similarly provided on the outer wall of the refrigerator 2 for the refrigerant circulation hose 14. It is. 4b is a pipe joint provided on the outer wall of the low-temperature tank 4 for the refrigerant circulation hose 13, and 4c is a pipe joint provided on the outer wall of the low-temperature tank 4 for the refrigerant circulation hose 14.

プローバPは、3次元方向に精密に移動可能なテーブルすなわちX―Y―Zテーブル(図示せず)と、このテーブルに取り付けられ、テストするウエハーを把持するチャック17と、チャック17の温度を検出する温度センサー18と、チャック17を加熱するヒータ19と、冷却液によってチャック17を冷却する冷却部20とを備えている。   The prober P is a table that can be precisely moved in a three-dimensional direction, that is, an XYZ table (not shown), a chuck 17 that is attached to the table and holds a wafer to be tested, and detects the temperature of the chuck 17. A temperature sensor 18 for heating, a heater 19 for heating the chuck 17, and a cooling unit 20 for cooling the chuck 17 with a coolant.

冷却部20は、その冷却液入口(図示せず)がチャック接続ホース21(往き管)に接続され、その冷却液出口(図示せず)がチャック接続ホース22(戻り菅)に接続されている。さらに、チャック接続ホース21は、冷却液循環ポンプの吐出口4aに接続する冷却液供給ホース15(往き管)に継手23を介して接続され、チャック接続ホース22は、低温タンク4に連通する冷却液供給ホース16(戻り菅)に継手23を介して接続されている。チャック接続ホース21,22は、プローバPのテーブルの移動に追随できるようにテフロン(登録商標)樹脂等の可撓性の材料から形成されている。冷却液供給ホース15,16は、SUS等の材料によって形成されている。なお、図3において、4dは冷却液供給ホース16用に低温タンク4の外壁に設けた継手である。   The cooling unit 20 has a coolant inlet (not shown) connected to a chuck connection hose 21 (outward pipe), and a coolant outlet (not shown) connected to a chuck connection hose 22 (return rod). . Further, the chuck connection hose 21 is connected to a coolant supply hose 15 (outward pipe) connected to the discharge port 4 a of the coolant circulation pump via a joint 23, and the chuck connection hose 22 is cooled to communicate with the low temperature tank 4. The liquid supply hose 16 (return rod) is connected via a joint 23. The chuck connection hoses 21 and 22 are made of a flexible material such as Teflon (registered trademark) resin so as to follow the movement of the prober P table. The coolant supply hoses 15 and 16 are made of a material such as SUS. In FIG. 3, 4 d is a joint provided on the outer wall of the low temperature tank 4 for the coolant supply hose 16.

このように構成されたシステムでは、チャック17の設定温度、すなわちプローバPの設定温度が例えば約40°C以上の場合は、ヒータ19のみによって、チャック17の温度制御が行われ、それ未満の場合は、ヒータ19と冷却部20とによってチャック17の温度制御が行われる。ヒータ19のみによって温度制御を行う場合には、プローバPに設けた温度センサー18でチャック17の温度を検出し、チャック17の温度が設定温度になるようにヒータ19を制御する。   In the system configured as described above, when the set temperature of the chuck 17, that is, the set temperature of the prober P is about 40 ° C. or more, for example, the temperature control of the chuck 17 is performed only by the heater 19. The temperature of the chuck 17 is controlled by the heater 19 and the cooling unit 20. When the temperature control is performed only by the heater 19, the temperature of the chuck 17 is detected by the temperature sensor 18 provided in the prober P, and the heater 19 is controlled so that the temperature of the chuck 17 becomes the set temperature.

ヒータ19と冷却部20とでチャック17の温度制御を行う場合には、冷凍機2と循環ポンプ5を運転する。循環ポンプ5によって吸引された低温タンク4内の冷媒Rは、冷媒循環ホース13を通って冷凍機2に設けた熱交換器3に供給されると同時に、冷却液供給ホース15及びチャック接続ホース21を通ってプローバPに設けたチャック17の冷却部20に供給される。低温タンク4から熱交換器3に供給された冷媒は、熱交換器3で冷却された後、冷媒循環ホース14、流量調整弁6を通って低温タンク4内に戻される。他方、チャック17の冷却部20に冷却液として供給された冷媒は、チャック17を冷却した後、チャック接続ホース22及び冷却液供給ホース16を通って低温タンク4内に戻される。   When the temperature control of the chuck 17 is performed by the heater 19 and the cooling unit 20, the refrigerator 2 and the circulation pump 5 are operated. The refrigerant R in the low-temperature tank 4 sucked by the circulation pump 5 is supplied to the heat exchanger 3 provided in the refrigerator 2 through the refrigerant circulation hose 13, and at the same time, the coolant supply hose 15 and the chuck connection hose 21. And supplied to the cooling unit 20 of the chuck 17 provided in the prober P. The refrigerant supplied from the low temperature tank 4 to the heat exchanger 3 is cooled by the heat exchanger 3 and then returned to the low temperature tank 4 through the refrigerant circulation hose 14 and the flow rate adjusting valve 6. On the other hand, the coolant supplied as the cooling liquid to the cooling unit 20 of the chuck 17 cools the chuck 17 and then returns to the low temperature tank 4 through the chuck connection hose 22 and the cooling liquid supply hose 16.

この時、流量調整弁6は、例えば5秒おきに出される開指令に基づいて開閉するようになっており、この開指令によって、駆動部6bは、復帰スプリング6iの付勢に抗して弁体6gが弁座6fから離れて所定時間冷媒流路6eを開くように弁体6gを駆動する。冷媒流路6eが開かれると、熱交換器3で冷却された低温冷媒が冷媒出口6dを通って低温タンク4内に供給される。所定時間が経過すると、駆動部6bによって弁体6gが駆動されなくなるので、図4に示すように、弁体6gは、復帰スプリング6iの付勢力によって復帰して冷媒流路6eを閉じるようになる。流量調整弁6は、このような開閉を繰り返し、低温タンク4内の冷媒Rの温度がチャック17の設定温度に対応した温度になるように、熱交換器3で冷却された冷媒を低温タンク4に供給する。弁体6gが開かれている時間、すなわち、開を維持する時間は、プローバPの設定温度に対応しており、プローバPの設定温度が高いほどその時間は短くなる。低温タンク4内の冷媒Rの温度は、温度センサー7によって監視されている。   At this time, the flow rate adjusting valve 6 opens and closes based on, for example, an open command issued every 5 seconds, and the drive unit 6b controls the valve against the bias of the return spring 6i by this open command. The valve body 6g is driven so that the body 6g moves away from the valve seat 6f and opens the refrigerant flow path 6e for a predetermined time. When the refrigerant flow path 6e is opened, the low-temperature refrigerant cooled by the heat exchanger 3 is supplied into the low-temperature tank 4 through the refrigerant outlet 6d. When the predetermined time has elapsed, the valve body 6g is no longer driven by the drive unit 6b, and as shown in FIG. 4, the valve body 6g returns by the urging force of the return spring 6i to close the refrigerant flow path 6e. . The flow rate adjustment valve 6 repeats such opening and closing, and the refrigerant cooled by the heat exchanger 3 is supplied to the low temperature tank 4 so that the temperature of the refrigerant R in the low temperature tank 4 becomes a temperature corresponding to the set temperature of the chuck 17. To supply. The time during which the valve body 6g is opened, that is, the time during which the valve body 6g is kept open corresponds to the set temperature of the prober P. The higher the set temperature of the prober P, the shorter the time. The temperature of the refrigerant R in the low temperature tank 4 is monitored by a temperature sensor 7.

このように温度調整された低温タンク4内の冷媒Rを冷却液としてチャック17に供給することによって、プローバの設定温度を維持する。同時に、温度センサー18でチャック17の温度を検出し、検出したチャック17の温度が設定温度より低い場合には、設定温度になるようにヒータ19を運転する。   By supplying the coolant R in the low-temperature tank 4 whose temperature has been adjusted in this way to the chuck 17 as a coolant, the set temperature of the prober is maintained. At the same time, the temperature of the chuck 17 is detected by the temperature sensor 18, and when the detected temperature of the chuck 17 is lower than the set temperature, the heater 19 is operated so as to reach the set temperature.

冷媒循環装置に関連する先行技術文献として次の特許文献1があり、半導体検査装置に関連する先行技術文献として次の特許文献2,3がある。
特開平2003−148852号公報 特開平2−147973号公報 特開平2−147974号公報
There is the following Patent Document 1 as a prior art document related to the refrigerant circulation device, and the following Patent Documents 2 and 3 as prior art documents related to the semiconductor inspection device.
JP-A-2003-148852 Japanese Patent Laid-Open No. 2-147973 Japanese Patent Laid-Open No. 2-147974

前述のように構成された冷却システムにおいて、低温タンク4の冷媒温度が室温程度になる条件でシステムを運転しているとき、低温タンク4内の冷媒温度が異常に低下し、チャック17の設定温度を維持するのが困難になるという現象が生じた。発明者らが、その原因を分析したところ、図7に示すように、流量調整弁6への氷Kの詰まりが生じており、この氷Kの詰まりによって流量調整弁6の閉動作が妨げられ、熱交換器3で冷却された低温冷媒が流量調整されないまま低温タンク4に流れ込み、低温タンク4内の冷媒Rが冷却されすぎていることが分かった。   In the cooling system configured as described above, when the system is operated under the condition that the refrigerant temperature in the low temperature tank 4 is about room temperature, the refrigerant temperature in the low temperature tank 4 is abnormally lowered, and the set temperature of the chuck 17 The phenomenon that it becomes difficult to maintain. The inventors analyzed the cause, and as shown in FIG. 7, the ice K is clogged in the flow rate adjusting valve 6, and the clogging of the ice K hinders the closing operation of the flow rate adjusting valve 6. It was found that the low-temperature refrigerant cooled by the heat exchanger 3 flows into the low-temperature tank 4 without adjusting the flow rate, and the refrigerant R in the low-temperature tank 4 is overcooled.

さらに、この現象を分析したところ、この流量調整弁6への氷Kの詰まりは、次のように生じていることが分かった。例えば、図5に示すように、プローバPの設定温度T0を30°Cに設定して冷却システムを運転した場合、チャック17には、約27°C(=T2)の冷媒を冷却液として供給する必要がある。一方、低温タンク4から熱交換器3に供給された冷媒は、熱交換器3で約−75°C(=T3)まで冷却され、冷媒循環ホース14を通って約−70°C(=T4)の温度となって低温タンク4に戻される。流量調整弁6は、プローバPに27°C(=T2)の冷却液を供給するため、低温タンク4内の冷媒温度T1を約23°Cに維持するように熱交換器3に供給される冷媒の流量を調整している。   Further, when this phenomenon was analyzed, it was found that the clogging of the ice K into the flow rate adjusting valve 6 occurred as follows. For example, as shown in FIG. 5, when the cooling system is operated with the set temperature T0 of the prober P set to 30 ° C., a refrigerant of about 27 ° C. (= T2) is supplied to the chuck 17 as a cooling liquid. There is a need to. On the other hand, the refrigerant supplied from the low temperature tank 4 to the heat exchanger 3 is cooled to about −75 ° C. (= T3) by the heat exchanger 3 and passes through the refrigerant circulation hose 14 to about −70 ° C. (= T4). ) And returned to the low temperature tank 4. The flow rate adjusting valve 6 is supplied to the heat exchanger 3 so as to maintain the refrigerant temperature T1 in the low temperature tank 4 at about 23 ° C. in order to supply the prober P with the coolant at 27 ° C. (= T2). The refrigerant flow rate is adjusted.

ところで、ガルデンやフロリナート等の表面張力の小さいフッ素系の冷媒は、室温状態では、空気から水分を吸収しやすいという性質を持っており、前述したように低温タンク4内の冷媒温度を約23°Cの室温程度に維持したとき、低温タンク4内に存在する湿った空気から水分を吸収するようになる。この低温タンク4内で水分を吸収した室温の冷媒が、前述したように熱交換器3で0°C以下の低温に冷却されると、冷媒から水が析出し、この水は熱交換器3で冷却されて氷になる。この氷は、冷却された低温冷媒とともに冷媒供給ホース14を流れて流量調整弁6に運ばれることがある。特に、フィンを備えていない二重管から構成された熱交換器3の場合、流量調整弁6に運ばれる氷の量が多いことが分かった。   By the way, a fluorine-based refrigerant having a small surface tension such as Galden or Fluorinert has a property that it easily absorbs moisture from the air at room temperature. As described above, the refrigerant temperature in the low temperature tank 4 is about 23 °. When the temperature is maintained at about room temperature of C, moisture is absorbed from the humid air existing in the low temperature tank 4. When the room-temperature refrigerant that has absorbed moisture in the low-temperature tank 4 is cooled to a low temperature of 0 ° C. or less by the heat exchanger 3 as described above, water precipitates from the refrigerant, and this water is converted into the heat exchanger 3. Cooled to ice. This ice may flow through the refrigerant supply hose 14 together with the cooled low-temperature refrigerant and be carried to the flow rate adjustment valve 6. In particular, it was found that in the case of the heat exchanger 3 composed of a double pipe not provided with fins, the amount of ice carried to the flow rate regulating valve 6 is large.

氷を含んだ低温冷媒R1が流量調整弁6に運ばれると、図7に示すように、流量調整弁6の開時に、弁座6fと弁体6gの間に氷Kが噛み込みんで、弁座6fと弁体6gが凍りつき、弁体6gの復帰が妨げられるという流量調整弁6の異常を起こすことがある。このような異常が発生すると、熱交換器3で冷却された約−70°C(=T4)の氷を含んだ低温冷媒R1が流量調整されずに低温タンク4にそのまま流れ込むため、低温タンク4内の冷媒温度T1が前述したように約23°Cより大きく低下して、プローバPの設定温度を30°Cに制御できなくなる。   When the low-temperature refrigerant R1 containing ice is conveyed to the flow rate adjustment valve 6, as shown in FIG. 7, when the flow rate adjustment valve 6 is opened, ice K is caught between the valve seat 6f and the valve body 6g, and the valve The seat 6f and the valve body 6g may freeze, causing an abnormality in the flow rate adjustment valve 6 that prevents the valve body 6g from returning. When such an abnormality occurs, the low temperature refrigerant R1 containing about −70 ° C. (= T4) ice cooled by the heat exchanger 3 flows into the low temperature tank 4 as it is without adjusting the flow rate. As described above, the refrigerant temperature T1 falls below about 23 ° C., and the set temperature of the prober P cannot be controlled to 30 ° C.

また、氷を含んだ低温冷媒R1が流量調整弁6に運ばれて弁座6fと弁体6gの間を流れるとき、弁座6fと弁体6gが直接凍りつき、弁体6gが弁座6fに着座したまま、弁体6gの開閉ができないという流量調整弁6の異常を起こすことも考えられる。このような異常が発生すると、熱交換器3で冷却された冷媒が低温タンク4に供給されず、逆に、低温タンク4内の冷媒温度T1が約23°Cより大きく上昇して、プローバPの設定温度を30°Cに制御できなくなる。   Further, when the low-temperature refrigerant R1 containing ice is conveyed to the flow regulating valve 6 and flows between the valve seat 6f and the valve body 6g, the valve seat 6f and the valve body 6g are directly frozen, and the valve body 6g becomes the valve seat 6f. It is conceivable that the flow regulating valve 6 may be abnormal in that the valve body 6g cannot be opened and closed while sitting. When such an abnormality occurs, the refrigerant cooled in the heat exchanger 3 is not supplied to the low temperature tank 4, and conversely, the refrigerant temperature T1 in the low temperature tank 4 rises more than about 23 ° C., and the prober P The set temperature cannot be controlled to 30 ° C.

なお、フッ素系の冷媒に含まれる水分の影響を排除するため、フッ素系の冷媒に含まれる水分を水の状態で吸収するフィルタが存在するが、水を吸収するフィルタの場合、水を吸収したフィルタを水のない状態に再生することが困難であり、フィルタの交換が必要となるため、メンテナンスが容易でないという問題がある。   In addition, in order to eliminate the influence of moisture contained in the fluorinated refrigerant, there is a filter that absorbs moisture contained in the fluorinated refrigerant in the state of water, but in the case of a filter that absorbs water, the water is absorbed. Since it is difficult to regenerate the filter without water and the filter needs to be replaced, there is a problem that maintenance is not easy.

本発明の課題は、ガルデンやフロリナート等の表面張力の小さいフッ素系の冷媒を循環させて熱交換器で冷却する冷却システムにおいて、室温の冷媒を熱交換器によって0°C以下の低温にした場合、この冷媒から水が析出し氷になるが、この氷によって流量調整弁等の機器に氷詰まりが生じたとき、この氷詰まりを解消できる冷却システムを提供することにある。特に、流量調整弁等の機器を加熱することにより、流量調整弁等の機器に付着した氷を除去できるという新たな知見に基づいて、流量調整弁等の機器の氷詰まり等を解消した冷却システムを提供することにある。   An object of the present invention is to cool a room temperature refrigerant at a low temperature of 0 ° C. or less by a heat exchanger in a cooling system that circulates a fluorine-based refrigerant having a low surface tension, such as Galden or Fluorinert, and cools it with a heat exchanger. It is an object of the present invention to provide a cooling system capable of eliminating the ice clogging when water is deposited from the refrigerant and becomes ice. In particular, a cooling system that eliminates ice clogging of devices such as flow control valves, based on the new knowledge that ice attached to devices such as flow control valves can be removed by heating devices such as flow control valves Is to provide.

本発明の課題を解決するための手段は、特許請求の範囲の請求項1(以下、「請求項1」などという)のように、冷媒タンクに貯留された表面張力の小さいフッ素系の冷媒を冷凍機の熱交換器で冷却し、該冷却した冷媒を流量調整弁等の機器を介して前記冷媒タンクに戻すようにした冷却システムにおいて、前記流量調整弁等の機器の弁座部分を加熱するヒータを設けたことにある。   Means for solving the problems of the present invention include a fluorine-based refrigerant stored in a refrigerant tank and having a low surface tension, as in claim 1 (hereinafter referred to as “claim 1”). In a cooling system that is cooled by a heat exchanger of a refrigerator and returns the cooled refrigerant to the refrigerant tank via a device such as a flow rate adjusting valve, the valve seat portion of the device such as the flow rate adjusting valve is heated. A heater is provided.

請求項1の構成によれば、冷媒タンク内の室温の冷媒を熱交換器で0°C以下の低温になるようにシステムを運転したとき、熱交換器内において冷媒から水が析出し氷になり、この氷は冷却された冷媒とともに流量調整弁等の機器に運ばれ、流量調整弁等の機器に氷詰まり等を生じさせるおそれがあるが、流量調整弁等の機器の弁座部分をヒータによって加熱することによって流量調整弁等の機器に生じた氷詰まり等を解消する。   According to the configuration of claim 1, when the system is operated so that the refrigerant at room temperature in the refrigerant tank is cooled to a low temperature of 0 ° C. or less by the heat exchanger, water is precipitated from the refrigerant in the heat exchanger and becomes ice. This ice is transported together with the cooled refrigerant to equipment such as a flow control valve, which may cause clogging of the equipment such as the flow control valve. The ice clogging and the like generated in the device such as the flow rate adjusting valve is eliminated by heating with the above.

また、前記課題を解決するため、請求項2のように、請求項1の冷却システムにおいて、前記ヒータを一定間隔毎に一定時間通電できるようにした構成とするとよい。   In order to solve the above-mentioned problem, as in claim 2, the cooling system of claim 1 may be configured such that the heater can be energized for a certain period of time at regular intervals.

請求項2の構成によれば、冷媒タンク内の室温の冷媒を熱交換器で0°C以下の低温になるようにシステムを運転するときには、ヒータを一定間隔毎に一定時間通電するように設定しておくことによって、定期的に流量調整弁等の機器の弁座部分を加熱することができるので、流量調整弁等の機器に生じた氷詰まり等が生じていても、自動的にその氷詰まり等を解消する。   According to the configuration of the second aspect, when the system is operated so that the room temperature refrigerant in the refrigerant tank is cooled to a low temperature of 0 ° C. or less by the heat exchanger, the heater is set to be energized for a certain period of time at regular intervals. By doing so, the valve seat part of the device such as the flow control valve can be heated periodically, so even if ice clogging occurs in the device such as the flow control valve, the ice automatically Eliminate clogging.

また、前記課題を解決するため、請求項3のように、請求項1の冷却システムにおいて、前記冷媒タンク内の冷媒の温度を検出する温度センサーを設け、該温度センサーが検出した温度に基づいて前記ヒータに通電する構成にしてもよい。   In order to solve the above problem, as in claim 3, in the cooling system of claim 1, a temperature sensor for detecting the temperature of the refrigerant in the refrigerant tank is provided, and based on the temperature detected by the temperature sensor. You may make it the structure which supplies with electricity to the said heater.

請求項3の構成によれば、温度センサーによって冷媒タンク内の冷媒温度を監視し、その冷媒温度が異常な値となったとき、ヒータに通電して流量調整弁等の機器の弁座部分を加熱し、流量調整弁等の機器に生じた氷詰まり等を解消する。なお、ヒータへの通電は、手動で行ってもよいし、温度センサーが検出する冷媒温度に連動して自動的に通電するようにしてもよい。   According to the configuration of the third aspect, the temperature of the refrigerant in the refrigerant tank is monitored by the temperature sensor, and when the refrigerant temperature becomes an abnormal value, the heater is energized and the valve seat portion of the device such as the flow regulating valve is Heat to eliminate clogging of ice that occurs in devices such as flow control valves. The heater may be energized manually or may be automatically energized in conjunction with the refrigerant temperature detected by the temperature sensor.

さらに、前記課題を解決するため、請求項4のように、請求項1〜3のいずれかの冷却システムにおいて、前記弁座部分を該流量調整弁等の機器の金属製の材料からなるケーシングと一体に形成し、前記ヒータを前記弁座部分に対向するケーシングの外周に巻回して設けるように構成するとよい。   Furthermore, in order to solve the above-mentioned problem, as in claim 4, in the cooling system according to any one of claims 1 to 3, the valve seat portion includes a casing made of a metal material of a device such as the flow regulating valve. It is good to comprise so that it may form integrally and the said heater may be wound around the outer periphery of the casing facing the said valve seat part.

請求項4の構成によれば、流量調整弁等の機器のケーシングと弁座部分を金属製の材料から一体に形成したので、ケーシングの外周をヒータで加熱すれば、その熱が弁座部分に容易に伝わり、流量調整弁等の機器に生じた氷詰まり等を解消することができる。したがって、ヒータは流量調整弁等の機器のケーシングの外周に巻回するだけでよいので、ヒータの構成を簡略化でき、ヒータの取り付けも容易になる。   According to the configuration of claim 4, since the casing and the valve seat part of the device such as the flow rate adjusting valve are integrally formed from a metal material, if the outer periphery of the casing is heated by the heater, the heat is transferred to the valve seat part. It can be easily transmitted and can eliminate clogging of ice that occurs in devices such as flow control valves. Therefore, the heater only needs to be wound around the outer periphery of the casing of a device such as a flow rate adjusting valve, so the configuration of the heater can be simplified and the heater can be easily attached.

本発明によれば、冷媒タンクに貯留された水分を吸収しやすい冷媒を冷凍機に備えた熱交換器に供給して冷却し、該冷却した低温冷媒を流量調整弁等の機器を介して冷媒タンクに戻すようにした冷却システムにおいて、流量調整弁等の機器の弁座部分を加熱するヒータを設けたので、冷媒タンク内の室温の冷媒を熱交換器で0°C以下の低温になるようにシステムを運転したとき発生する氷が流量調整弁等の機器の弁座部に凍りつき氷詰まりが生じても、ヒータを加熱することによって、凍りついた氷を即座に取り除くことができ、冷却システムの運転が不安定になるのを防止できる。   According to the present invention, the refrigerant that easily absorbs moisture stored in the refrigerant tank is supplied to the heat exchanger provided in the refrigerator to be cooled, and the cooled low-temperature refrigerant is supplied to the refrigerant via a device such as a flow rate adjustment valve. In the cooling system that returns to the tank, a heater that heats the valve seat portion of the device such as the flow rate adjusting valve is provided, so that the room temperature refrigerant in the refrigerant tank is cooled to a low temperature of 0 ° C. or less in the heat exchanger. Even if the ice generated when the system is operated freezes on the valve seats of equipment such as flow control valves and ice clogging occurs, the frozen ice can be immediately removed by heating the heater, and the cooling system It can prevent driving from becoming unstable.

以下、本発明の冷却システムの第1の実施の形態を図1,2に基づいて説明する。図1は、ヒータを備えた流量調整弁を配置した冷却システムのフロー図であり、図2は、ヒータを備えた流量調整弁の概略図である。なお、図1中において、図3と同一の符号を付した部材は、特段の説明がない限り図3に示した部材と同一構成であり、同一構成については、前述した図3の説明を援用し、その詳細な説明は省略する。   Hereinafter, a first embodiment of a cooling system of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart of a cooling system in which a flow rate adjusting valve provided with a heater is arranged, and FIG. 2 is a schematic diagram of the flow rate adjusting valve provided with a heater. In FIG. 1, members denoted by the same reference numerals as those in FIG. 3 have the same configuration as the members shown in FIG. 3 unless otherwise specified. For the same configurations, the description of FIG. Detailed description thereof will be omitted.

図1において、Cはチラーユニットであり、チラーユニットの筺体1内には、熱交換器3を備えた冷凍機2と、冷却液としてガルデン、フロリナート等の表面張力の小さいフッ素系の冷媒Rを貯留する密閉あるいはほぼ密閉された断熱性の低温タンク4と、低温タンク4に取り付けられて、冷媒を循環させる循環ポンプ5と、低温タンク4に取り付けられて、熱交換器3で冷却された低温冷媒の流量を制御する流量調整弁6と、低温タンク4内の冷媒の温度を検出する温度センサー7と、冷媒を低温タンク4に補給する密閉あるいはほぼ密閉された常温タンク8と、常温タンク8の冷媒を低温タンク4に補給ホース9aを通して送る補給ポンプ9とを備えている。流量調整弁等の機器である流量調整弁6には、後述するように、流量調整弁6に生じる氷詰まり等を解消するため、流量調整弁6の弁部を加熱するヒータHが取り付けられている。10は低温タンク4の上部に設けた大気開放チューブ,11は常温タンク8の上部に設けた大気開放チューブであり、12はオーバフロー管である。   In FIG. 1, C is a chiller unit, and a refrigerator 2 having a heat exchanger 3 and a fluorine-based refrigerant R having a small surface tension, such as Galden and Fluorinert, are used as a cooling liquid in a housing 1 of the chiller unit. A closed or almost sealed heat insulating low temperature tank 4 that is stored, a circulation pump 5 that is attached to the low temperature tank 4 to circulate the refrigerant, and a low temperature that is attached to the low temperature tank 4 and cooled by the heat exchanger 3. A flow rate adjusting valve 6 for controlling the flow rate of the refrigerant, a temperature sensor 7 for detecting the temperature of the refrigerant in the low temperature tank 4, a sealed or nearly sealed room temperature tank 8 for supplying the refrigerant to the low temperature tank 4, and a room temperature tank 8 And a replenishment pump 9 for feeding the refrigerant to the low temperature tank 4 through a replenishment hose 9a. As will be described later, a heater H that heats the valve portion of the flow rate adjustment valve 6 is attached to the flow rate adjustment valve 6 that is a device such as a flow rate adjustment valve in order to eliminate ice clogging and the like that occur in the flow rate adjustment valve 6. Yes. Reference numeral 10 denotes an air release tube provided on the upper part of the low temperature tank 4, 11 denotes an air release tube provided on the upper part of the normal temperature tank 8, and 12 denotes an overflow pipe.

循環ポンプ5の吸入口(図示せず)は、低温タンク4内に開口し、その吐出口5aは、冷媒循環ホース13(往き管)によって熱交換器入口3aに接続されるとともに、冷媒循環ホース13から分岐した冷却液供給ホース15(往き管)によって後述するプローバPに接続されている。   A suction port (not shown) of the circulation pump 5 opens into the low-temperature tank 4, and its discharge port 5 a is connected to the heat exchanger inlet 3 a by a refrigerant circulation hose 13 (outward pipe), and the refrigerant circulation hose. 13 is connected to a prober P, which will be described later, by a coolant supply hose 15 (outward pipe) branched from 13.

プローバPは、X―Y―Zテーブル(図示せず)と、このテーブルに取り付けられ、テストするウエハーを把持するチャック17と、チャック17の温度を検出する温度センサー18と、チャック17を加熱するヒータ19と、冷却液によってチャック17を冷却する冷却部20とを備えている。冷却部20は、その冷却液入口(図示せず)がチャック接続ホース21(往き管)に接続され、その冷却液出口(図示せず)がチャック接続ホース22(戻り菅)に接続されている。さらに、チャック接続ホース21は、冷却液循環ポンプの吐出口4aに接続する冷却液供給ホース15(往き管)に継手23を介して接続され、チャック接続ホース22は、低温タンク4に連通する冷却液供給ホース16(戻り菅)に継手23を介して接続されている。チャック接続ホース21,22は、プローバPのテーブルの移動に追随できるようにテフロン(登録商標)樹脂等の可撓性の材料から形成されている。   The prober P is attached to an XYZ table (not shown), a chuck 17 that holds a wafer to be tested, a temperature sensor 18 that detects the temperature of the chuck 17, and heats the chuck 17. A heater 19 and a cooling unit 20 that cools the chuck 17 with a coolant are provided. The cooling unit 20 has a coolant inlet (not shown) connected to a chuck connection hose 21 (outward pipe), and a coolant outlet (not shown) connected to a chuck connection hose 22 (return rod). . Further, the chuck connection hose 21 is connected to a coolant supply hose 15 (outward pipe) connected to the discharge port 4 a of the coolant circulation pump via a joint 23, and the chuck connection hose 22 is cooled to communicate with the low temperature tank 4. The liquid supply hose 16 (return rod) is connected via a joint 23. The chuck connection hoses 21 and 22 are made of a flexible material such as Teflon (registered trademark) resin so as to follow the movement of the prober P table.

図2に、弁座部分を加熱するヒータHを取り付けた流量調整弁の一例を示す。なお、図2において、図4と同一の符号を付した部材は、特段の説明がない限り図4に示した部材と同一構成であり、同一構成については、前述した図4の説明を援用し、その詳細な説明は省略する。   FIG. 2 shows an example of a flow rate adjusting valve equipped with a heater H for heating the valve seat portion. In FIG. 2, members having the same reference numerals as those in FIG. 4 have the same configuration as the members shown in FIG. 4 unless otherwise specified. For the same configurations, the description of FIG. Detailed description thereof will be omitted.

流量調整弁6は、ケーシング6aの上部に駆動部6bを有し、その下部に弁部を有している。この弁部は、ケーシング6aの底部に開口する冷媒入口6cと、冷媒入口6cより上方でケーシング6aの側面に開口する冷媒出口6dと、冷媒入口6cと冷媒出口6dを連通する冷媒流路6eと、冷媒流路6eの途中に形成した弁座6fと、弁座6fの下部に配置され、弁座の6fの下方から弁座6fに離接して冷媒流路6eを開閉する弁体6gから構成されている。流量調整弁6のケーシング6aと弁座6fは、ステンレス等の金属製の材料から一体に形成され、弁体6gは、ベアリー(商品名)等の樹脂製の材料から形成されている。弁体6gは、弁棒6hによって駆動部6bに連結されるとともに、その下方から復帰スプリング6iによって弁座6f側に付勢されている。また、弁体6gは、ケーシング6aの底部から突接されたガイド部材6jによって案内されるようになっている。なお、図6の6kはケーシング6aに設けた断熱材である。   The flow rate adjusting valve 6 has a drive part 6b in the upper part of the casing 6a and a valve part in the lower part. The valve section includes a refrigerant inlet 6c that opens to the bottom of the casing 6a, a refrigerant outlet 6d that opens above the refrigerant inlet 6c to the side of the casing 6a, and a refrigerant flow path 6e that connects the refrigerant inlet 6c and the refrigerant outlet 6d. A valve seat 6f formed in the middle of the refrigerant flow path 6e, and a valve body 6g that is disposed below the valve seat 6f and opens and closes the refrigerant flow path 6e by being separated from the valve seat 6f from below the valve seat 6f. Has been. The casing 6a and the valve seat 6f of the flow rate adjusting valve 6 are integrally formed from a metal material such as stainless steel, and the valve body 6g is formed from a resin material such as BEAREE (trade name). The valve body 6g is connected to the drive portion 6b by a valve rod 6h and is biased toward the valve seat 6f by a return spring 6i from below. Further, the valve body 6g is guided by a guide member 6j protruding from the bottom of the casing 6a. In addition, 6k of FIG. 6 is the heat insulating material provided in the casing 6a.

弁座6f部分を加熱するヒータHは、線状の加熱部材から構成されており、ケーシング6aの内周から突出して形成された弁座6fに対向したケーシング6aの外周にコイル状に巻回して取り付けられている。ヒータHの幅は、弁座6fの厚さよりやや大きくされている。ヒータHの容量は、冷却システム毎に適宜選定されるが、例えば、弁座6fを短時間で、約20°Cまで加熱できるようなものが採用される。   The heater H that heats the valve seat 6f is composed of a linear heating member, and is wound around the outer periphery of the casing 6a facing the valve seat 6f that is formed to protrude from the inner periphery of the casing 6a in a coil shape. It is attached. The width of the heater H is slightly larger than the thickness of the valve seat 6f. Although the capacity | capacitance of the heater H is suitably selected for every cooling system, what can heat the valve seat 6f to about 20 degreeC in a short time is employ | adopted, for example.

ヒータHへの通電は、適宜の手段で行うことができる。例えば、ヒータHへの通電を一定間隔毎に一定時間行うようにした手段が採用できる。この場合、冷媒タンク4内の室温の冷媒Rを熱交換器3で0°C以下の低温になるようにシステムを運転するとき、この手段を起動しておき、定期的に一定時間流量調整弁6の弁座6f部分を加熱する。なお、通電の間隔や時間は、冷却システム毎に試験を行い、適宜の時間が設定される。   Energization of the heater H can be performed by an appropriate means. For example, it is possible to employ a means that energizes the heater H for a certain period of time at regular intervals. In this case, when the system is operated so that the refrigerant R at room temperature in the refrigerant tank 4 is cooled to a low temperature of 0 ° C. or less by the heat exchanger 3, this means is activated and the flow rate adjusting valve is regularly operated for a certain period of time. The 6 valve seat 6f portion is heated. The energization interval and time are tested for each cooling system, and an appropriate time is set.

また、ヒータHへの通電は、冷媒タンク4内の冷媒の温度を検出する温度センサー7が検出した温度に基づいて行うようにしてもよい。この場合、低温タンク4内の冷媒Rの温度を温度センサー7で監視し、この温度センサー7で検出した冷媒温度が異常値になったとき、ヒータHへ通電して、流量調整弁6の弁座6f部分を加熱する。このヒータHへの通電は、手動で行ってもよいし、温度センサーが検出する冷媒温度に連動して自動的に通電するようにしてもよい。なお、通電時間は、冷却システム毎に試験を行い、適宜の時間が設定される。   Further, the heater H may be energized based on the temperature detected by the temperature sensor 7 that detects the temperature of the refrigerant in the refrigerant tank 4. In this case, the temperature of the refrigerant R in the low temperature tank 4 is monitored by the temperature sensor 7, and when the refrigerant temperature detected by the temperature sensor 7 becomes an abnormal value, the heater H is energized to The seat 6f part is heated. The heater H may be energized manually or may be automatically energized in conjunction with the refrigerant temperature detected by the temperature sensor. The energization time is set for each cooling system, and an appropriate time is set.

このように構成された冷却システムでは、チャック17の設定温度が例えば約40°C以上の場合は、ヒータ19のみによって、チャック17の温度制御が行われ、それ未満の場合は、ヒータ19と冷却部20とによってチャック17の温度制御が行われる。ヒータ19のみによって温度制御を行う場合には、プローバPに設けた温度センサー18でチャック17の温度を検出し、チャック17の温度が設定温度になるようにヒータ19を制御する。   In the cooling system configured as described above, when the set temperature of the chuck 17 is, for example, about 40 ° C. or more, the temperature control of the chuck 17 is performed only by the heater 19, and when the temperature is lower than that, the cooling with the heater 19 is performed. The temperature of the chuck 17 is controlled by the unit 20. When the temperature control is performed only by the heater 19, the temperature of the chuck 17 is detected by the temperature sensor 18 provided in the prober P, and the heater 19 is controlled so that the temperature of the chuck 17 becomes the set temperature.

ヒータ19と冷却部20とでチャック17の温度制御を行う場合には、冷凍機2と循環ポンプ5を運転する。循環ポンプ5によって吸引された低温タンク4内の冷媒Rは、冷媒循環ホース13を介して冷凍機2に設けた熱交換器3に供給されると同時に、冷却液供給ホース15及びチャック接続ホース21を介してプローバPに設けたチャック17の冷却部20に供給される。熱交換器3に供給された冷媒は、熱交換器3で冷却された後、冷媒循環ホース14、流量調整弁6を通って低温タンク4内に戻される。他方、チャック17の冷却部20に冷却液として供給された冷媒は、チャック17を冷却した後、チャック接続ホース22及び冷却液供給ホース16を介して低温タンク4内に戻される。   When the temperature control of the chuck 17 is performed by the heater 19 and the cooling unit 20, the refrigerator 2 and the circulation pump 5 are operated. The refrigerant R in the low-temperature tank 4 sucked by the circulation pump 5 is supplied to the heat exchanger 3 provided in the refrigerator 2 through the refrigerant circulation hose 13, and at the same time, the coolant supply hose 15 and the chuck connection hose 21. To the cooling unit 20 of the chuck 17 provided on the prober P. The refrigerant supplied to the heat exchanger 3 is cooled by the heat exchanger 3 and then returned to the low temperature tank 4 through the refrigerant circulation hose 14 and the flow rate adjusting valve 6. On the other hand, the coolant supplied as the cooling liquid to the cooling unit 20 of the chuck 17 cools the chuck 17 and then returns to the low temperature tank 4 via the chuck connection hose 22 and the cooling liquid supply hose 16.

この時、流量調整弁6は、前述したように、例えば5秒おきに出される開指令に基づいて開閉されるようにされており、この開指令によって、駆動部6bは、復帰スプリング6iの付勢に抗して弁体6gが弁座6fから離れて所定時間冷媒流路6eを開くように弁体6gを駆動し、所定時間が経過すると、弁体6gは、復帰スプリング6iの付勢力によって復帰して冷媒流路6eを閉じるようになる。流量調整弁6は、図4に示す正常状態では、このような開閉を繰り返し、低温タンク4内の冷媒Rの温度がチャック17の設定温度に対応した温度になるように、熱交換器3で冷却された冷媒を低温タンク4に供給する。弁体6gが開かれている時間、すなわち、開を維持する時間は、チャック17の設定温度に対応しており、チャックの設定温度が高いほどその時間は短くなる。低温タンク4内の冷媒Rの温度は、温度センサー7によって監視されている。   At this time, as described above, the flow rate adjusting valve 6 is opened and closed based on, for example, an open command issued every 5 seconds, and the drive unit 6b attaches the return spring 6i by this open command. The valve body 6g is driven so that the valve body 6g moves away from the valve seat 6f against the force and opens the refrigerant flow path 6e for a predetermined time. When the predetermined time has elapsed, the valve body 6g is moved by the urging force of the return spring 6i. It returns and the refrigerant flow path 6e is closed. In the normal state shown in FIG. 4, the flow rate adjusting valve 6 repeats such opening and closing, so that the temperature of the refrigerant R in the low temperature tank 4 becomes a temperature corresponding to the set temperature of the chuck 17. The cooled refrigerant is supplied to the low temperature tank 4. The time during which the valve body 6g is opened, that is, the time during which the valve body 6g is kept open corresponds to the set temperature of the chuck 17, and the time becomes shorter as the set temperature of the chuck is higher. The temperature of the refrigerant R in the low temperature tank 4 is monitored by a temperature sensor 7.

ところで、図1に示すようにプローバPの設定温度T0を例えば30°Cに設定し、低温タンク4内の冷媒の温度T1を約23°Cの室温状態に維持するように冷却システムを運転した場合、低温タンク4や常温タンク8内の湿った空気から水分を吸収した冷媒が、熱交換機3で−75°C(=T3)に冷却されると、冷媒内の水が析出して氷が発生する。この氷は冷却された冷媒とともに冷媒供給ホース14を流れて流量調整弁6に運ばれ、前述したように流量調整弁6の弁座6fと弁体6gとの間に氷詰まり等が生じ、弁体が正常に開閉しないことが起きる。しかしながら、この実施の形態によれば、流量調整弁6に氷詰まり等が生じたときには、ケーシング6aの外周に巻回されたヒータHに通電する。ケーシング6aと弁座6fはステンレス等の金属材料で一体に形成されているから、ヒータHからの熱はケーシング6aから弁座6fに容易に伝わり、弁座6fを20°C程度に加熱する。この加熱によって弁座6fと弁体6gとの間の氷が溶かされ、流量調整弁6は正常に開閉できるようになる。   By the way, as shown in FIG. 1, the set temperature T0 of the prober P is set to 30 ° C., for example, and the cooling system is operated so as to maintain the temperature T1 of the refrigerant in the low temperature tank 4 at a room temperature of about 23 ° C. In this case, when the refrigerant that has absorbed moisture from the humid air in the low temperature tank 4 or the normal temperature tank 8 is cooled to −75 ° C. (= T3) by the heat exchanger 3, the water in the refrigerant is precipitated and ice is formed. appear. The ice flows together with the cooled refrigerant through the refrigerant supply hose 14 and is carried to the flow rate adjusting valve 6. As described above, ice clogging or the like occurs between the valve seat 6f of the flow rate adjusting valve 6 and the valve body 6g. It happens that the body does not open and close normally. However, according to this embodiment, when ice clogging or the like occurs in the flow rate adjusting valve 6, the heater H wound around the outer periphery of the casing 6a is energized. Since the casing 6a and the valve seat 6f are integrally formed of a metal material such as stainless steel, the heat from the heater H is easily transferred from the casing 6a to the valve seat 6f, and the valve seat 6f is heated to about 20 ° C. By this heating, the ice between the valve seat 6f and the valve body 6g is melted, and the flow regulating valve 6 can be normally opened and closed.

なお、弁座6fの加熱によって溶かされた水は、冷媒とともに低温タンク4に回収される。冷媒タンク4に回収した水は、冷媒とは分離して冷媒の上に溜まるので、冷媒を循環させても冷媒と一緒に水が循環することはない。この溜まった水の量が多くなったときには、適宜冷媒タンク4から排出される。   In addition, the water melt | dissolved by the heating of the valve seat 6f is collect | recovered by the low temperature tank 4 with a refrigerant | coolant. Since the water collected in the refrigerant tank 4 is separated from the refrigerant and collected on the refrigerant, the water is not circulated together with the refrigerant even if the refrigerant is circulated. When the amount of accumulated water increases, the water is appropriately discharged from the refrigerant tank 4.

この実施の形態によれば、冷媒タンク4内の室温の冷媒を熱交換器3で0°C以下の低温になるようにシステムを運転したとき、流量調整弁6に氷詰まり等が生じることがあるが、流量調整弁6の弁座6fをヒータHによって加熱することによって流量調整弁6に生じた氷詰まり等を解消し、プローバの設定温度を一定に制御することができる。また、ヒータHによる加熱は、冷却システムの運転中にも行うことができるので、流量調整弁6の氷詰まりを解消するために冷却システムの運転を中断するも必要もない。   According to this embodiment, when the system is operated so that the room temperature refrigerant in the refrigerant tank 4 is cooled to a low temperature of 0 ° C. or less by the heat exchanger 3, ice clogging or the like may occur in the flow rate adjusting valve 6. However, by heating the valve seat 6f of the flow rate adjusting valve 6 with the heater H, ice clogging or the like generated in the flow rate adjusting valve 6 can be eliminated, and the set temperature of the prober can be controlled to be constant. Further, since the heating by the heater H can be performed even during the operation of the cooling system, it is not necessary to interrupt the operation of the cooling system in order to eliminate the ice clogging of the flow rate adjusting valve 6.

また、ヒータHへの通電を一定間隔毎に一定時間行うようにしておけば、自動的に流量調整弁6の氷詰まりを解消することができ、手間を省くことができる。さらに、ヒータHへの通電を、冷媒タンク4内の冷媒の温度を検出する温度センサー7が検出した温度に基づいて行うようにすれば、きめ細かく流量調整弁6の氷詰まりを解消することができる。この場合、温度センサー7が検出する冷媒温度に連動して通電するようにすれば、きめ細かくかつ自動的に流量調整弁6の氷詰まりを解消することができる。   Further, if the heater H is energized for a certain period of time at regular intervals, the ice clogging of the flow rate adjusting valve 6 can be automatically eliminated, and labor can be saved. Furthermore, if the heater H is energized based on the temperature detected by the temperature sensor 7 that detects the temperature of the refrigerant in the refrigerant tank 4, the ice clogging of the flow rate adjusting valve 6 can be finely resolved. . In this case, if the current is supplied in conjunction with the refrigerant temperature detected by the temperature sensor 7, the ice clogging of the flow rate adjusting valve 6 can be resolved finely and automatically.

さらに、流量調整弁6のケーシング6aと弁座6fは熱伝導のよいステンレス等の金属製の材料から一体に形成されており、ヒータHをケーシング6aの外周に巻きつけて取り付けることができるので、ヒータの構成を簡略化でき、また、ヒータの取り付けも容易になる。   Further, the casing 6a and the valve seat 6f of the flow rate adjusting valve 6 are integrally formed from a metal material such as stainless steel having good heat conduction, and the heater H can be wound around and attached to the outer periphery of the casing 6a. The configuration of the heater can be simplified, and the heater can be easily attached.

なお、ヒータHは、線状のヒータ部材に限らず、例えば、板状のヒータ部材等、適宜のヒータ部材を採用することができる。また、ヒータ部材を取り付ける位置も、流量調整弁6のケーシング6aの外周に限らず、例えば、弁座6fを樹脂製の材料から形成したような場合には、この樹脂製の弁座6fに埋め込むようにしてもよい。さらに、流量調整弁6の弁部を構成する弁体にヒータを設ける構成とすることもできる。   The heater H is not limited to a linear heater member, and an appropriate heater member such as a plate heater member can be employed. Further, the position where the heater member is attached is not limited to the outer periphery of the casing 6a of the flow rate adjusting valve 6. For example, when the valve seat 6f is formed of a resin material, the heater member is embedded in the resin valve seat 6f. You may do it. Further, a heater may be provided on the valve body that constitutes the valve portion of the flow rate adjustment valve 6.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず種々の設計変更が可能であり、それらはいずれも本発明に含まれる。例えば、本発明の冷却システムは、プローバに使用されるものに限らず、室温にある冷媒を熱交換器で0°C以下に冷却する必要があるものであればどのような用途のものであってもよい。また、流量調整弁を設けた冷却システムに限らず、熱交換器で発生する氷によって異常を引き起こす機器を設けたものに広く適用できる。   The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes are possible, and any of them can be included in the present invention. For example, the cooling system of the present invention is not limited to that used in a prober, but can be used for any purpose as long as it is necessary to cool a refrigerant at room temperature to 0 ° C. or less with a heat exchanger. May be. Further, the present invention is not limited to a cooling system provided with a flow rate adjusting valve, and can be widely applied to those provided with a device that causes an abnormality due to ice generated in a heat exchanger.

本発明の実施の形態に係る冷却システムのフロー図。The flowchart of the cooling system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るヒータを備えた流量調整弁の概略図。Schematic of the flow regulating valve provided with the heater which concerns on embodiment of this invention. 従来の冷却システムのフロー図。The flowchart of the conventional cooling system. 流量調整弁の正常状態を示す概略図。Schematic which shows the normal state of a flow regulating valve. 従来の冷却システムにおいて、流量調整弁の異常状態を示す概略図。Schematic which shows the abnormal state of a flow regulating valve in the conventional cooling system.

符号の説明Explanation of symbols

C チラーユニット
P プローバ
H ヒータ
1 チラーユニット筺体
2 圧縮機
3 熱交換器
4 低温タンク
5 循環ポンプ
6 流量調整弁
7 温度センサー
8 常温タンク
10,11 大気開放チューブ
13,14 冷媒循環ホース
15、16 冷却液供給ホース
17 チャック
18 温度センサー
19 ヒータ
20 冷却部
21,22 チャック接続ホース
C Chiller unit P Prober H Heater 1 Chiller unit housing 2 Compressor 3 Heat exchanger 4 Low temperature tank 5 Circulation pump 6 Flow control valve 7 Temperature sensor 8 Normal temperature tank 10, 11 Air release tube 13, 14 Refrigerant circulation hose 15, 16 Cooling Liquid supply hose 17 Chuck 18 Temperature sensor 19 Heater 20 Cooling unit 21, 22 Chuck connection hose

Claims (4)

冷媒タンクに貯留された表面張力の小さいフッ素系の冷媒を冷凍機の熱交換器で冷却し、該冷却した冷媒を流量調整弁等の機器を介して前記冷媒タンクに戻すようにした冷却システムにおいて、前記流量調整弁等の機器の弁座部分を加熱するヒータを設けたことを特徴とする冷却システム In a cooling system in which a fluorine-based refrigerant having a low surface tension stored in a refrigerant tank is cooled by a heat exchanger of a refrigerator, and the cooled refrigerant is returned to the refrigerant tank via a device such as a flow rate adjusting valve. A cooling system provided with a heater for heating a valve seat portion of the device such as the flow rate adjusting valve 前記ヒータは、一定間隔毎に一定時間通電できるようにした請求項1に記載の冷却システム。 The cooling system according to claim 1, wherein the heater can be energized for a certain period of time at regular intervals. 前記冷媒タンク内の冷媒の温度を検出する温度センサーを設け、該温度センサーが検出した温度に基づいて前記ヒータに通電するようにした冷却システム。 The cooling system which provided the temperature sensor which detects the temperature of the refrigerant | coolant in the said refrigerant | coolant tank, and energized the said heater based on the temperature which this temperature sensor detected. 前記弁座部分を該流量調整弁等の機器の金属製の材料からなるケーシングと一体に形成し、前記ヒータを前記弁座部分に対向するケーシングの外周に巻回して設けた請求項1〜4のいずれかに記載の冷却システム。 The said valve seat part is formed integrally with the casing which consists of metal materials of apparatus, such as this flow control valve, and the said heater was wound around the outer periphery of the casing facing the said valve seat part, and was provided. The cooling system according to any one of the above.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009135261A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Espec Corp Testing device
JP2009145274A (en) * 2007-12-17 2009-07-02 Seiko Epson Corp Electronic component inspection equipment
JP2012194189A (en) * 2012-07-02 2012-10-11 Seiko Epson Corp Inspection device for electronic component
JP2012215588A (en) * 2012-07-31 2012-11-08 Seiko Epson Corp Apparatus for inspecting electronic component
JP2017219256A (en) * 2016-06-08 2017-12-14 株式会社不二工機 Cooling unit
CN116034449A (en) * 2020-08-13 2023-04-28 应用材料公司 Equipment Design for Photoresist Deposition
EP4300015A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-03 SMC Corporation Temperature control apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009135261A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Espec Corp Testing device
JP2009145274A (en) * 2007-12-17 2009-07-02 Seiko Epson Corp Electronic component inspection equipment
JP2012194189A (en) * 2012-07-02 2012-10-11 Seiko Epson Corp Inspection device for electronic component
JP2012215588A (en) * 2012-07-31 2012-11-08 Seiko Epson Corp Apparatus for inspecting electronic component
JP2017219256A (en) * 2016-06-08 2017-12-14 株式会社不二工機 Cooling unit
CN107477955A (en) * 2016-06-08 2017-12-15 株式会社不二工机 Cooling unit
CN116034449A (en) * 2020-08-13 2023-04-28 应用材料公司 Equipment Design for Photoresist Deposition
EP4300015A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-03 SMC Corporation Temperature control apparatus

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