電源裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電源裝置，包括電源；油式變壓器，位于半導(dǎo)體制造設(shè)備內(nèi)部，所述油式變壓器具有輸入端，所述輸入端與所述電源耦接；安全保護裝置，串聯(lián)于油式變壓器輸入端，用于在油式變壓器輸入端的電流超過安全保護裝置的閾值電流時，能使油式變壓器與所述電源斷開。所述安全保護裝置具有使油式變壓器斷路的功能，在油式變壓器承受瞬間巨大的短路電流或故障電流時及時地切斷電路，提高油式變壓器的安全性。
【專利說明】電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的半導(dǎo)體生產(chǎn)線中，半導(dǎo)體制造設(shè)備通常需要高壓隔離變壓器來隔離電源與負載之間的高壓，例如在離子注入機中，高壓隔離變壓器需要承受高達250000伏的反向高壓，很多半導(dǎo)體制造設(shè)備內(nèi)配備的變壓器為油式變壓器，例如離子注入機設(shè)備內(nèi)部的油式變壓器，這些油式變壓器采用油作為變壓器的絕緣介質(zhì)，油式變壓器的后端線路中的負載一旦發(fā)生短路或其他故障，油式變壓器將承受巨大的短路電流或故障電流，很容易產(chǎn)生電火花等而發(fā)生爆炸，變壓器的爆炸可能會燒毀整個設(shè)備。
[0003]油式變壓器被保險公司的專業(yè)人員認為是生產(chǎn)線上的一個極大的火災(zāi)隱患，它極有可能造成整個半導(dǎo)體生產(chǎn)線發(fā)生火災(zāi)。如何偵測和避免火災(zāi)的發(fā)生就成了一個重點。目前，設(shè)備廠商在后續(xù)研發(fā)的設(shè)備中，已經(jīng)按照半導(dǎo)體制程設(shè)備安全準(zhǔn)則(SemiconductorEquipment and Materials International, SEMI)的標(biāo)準(zhǔn)配備了干式變壓器。而對于原有的油式變壓器，如果再花費巨額資金去改造成干式變壓器，對生產(chǎn)及成本上都會造成很大的壓力。
[0004]因此，如何提高現(xiàn)有半導(dǎo)體制造設(shè)備內(nèi)配備的油式變壓器的安全性，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種電源裝置，提高油式變壓器的安全性。
[0006]本發(fā)明提供一種電源裝置，包括:
[0007]電源；
[0008]油式變壓器，位于半導(dǎo)體制造設(shè)備內(nèi)部，所述油式變壓器具有輸入端，所述輸入端與所述電源耦接；
[0009]安全保護裝置，串聯(lián)于所述油式變壓器輸入端與所述電源之間，用于在油式變壓器輸入端的電流超過安全保護裝置的閾值電流時，使油式變壓器與所述電源斷開。
[0010]可選的，所述油式變壓器輸入端與所述電源之間還設(shè)有斷路器，所述安全保護裝置位于所述斷路器與油式變壓器之間。
[0011]可選的，所述半導(dǎo)體制造設(shè)備為離子注入機，所述斷路器的脫扣電流整定值在30安培到70安培的范圍內(nèi)。
[0012]可選的，所述安全保護裝置為熔斷器，所述熔斷器的熔斷電流為安全保護裝置的閾值電流。
[0013]可選的，所述油式變壓器輸入端具有三相輸入線路，所述安全保護裝置包括:三個熔斷器，分別串聯(lián)于每一相輸入線路中。
[0014]可選的，串聯(lián)于三相輸入線路的三個熔斷器相同。[0015]可選的，所述半導(dǎo)體制造設(shè)備為離子注入機，所述熔斷器的熔斷電流值在60安培到140安培的范圍內(nèi)。
[0016]可選的，所述半導(dǎo)體制造設(shè)備為離子注入機，所述油式變壓器輸入端與所述電源之間還設(shè)有斷路器，所述熔斷器的熔斷電流值為所述斷路器的脫扣電流整定值的1.5倍以上。
[0017]可選的，所述熔斷器的熔化熱能值在25000安培平方秒到35000安培平方秒的范圍內(nèi)
[0018]可選的，所述熔斷器的響應(yīng)時間在8毫秒的范圍內(nèi)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0020]在半導(dǎo)體制造設(shè)備內(nèi)部的油式變壓器的輸入端加裝安全保護裝置，所述安全保護裝置具有使油式變壓器斷路的功能，在油式變壓器承受瞬間巨大的短路電流或故障電流時及時地切斷電路，提高油式變壓器的安全性。
[0021]進一步，所述安全保護裝置為熔斷器，所述油式變壓器輸入端還設(shè)有斷路器，所述熔斷器位于斷路器與油式變壓器之間，所述熔斷器的響應(yīng)時間8毫秒的范圍內(nèi)，使得油式變壓器承受瞬間巨大的短路電流或故障電流時，熔斷器能夠在8毫秒以內(nèi)熔斷，使油式變壓器斷路，可以避免由于斷路器的合閘時間過長導(dǎo)致油式變壓器承受瞬間故障電流時間過長而引起火災(zāi)；并且熔斷器不易產(chǎn)生電弧，在熔斷后電路完全切斷，進一步降低了油式變壓器的火災(zāi)隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明電源裝置一實施例的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0023]在現(xiàn)有的半導(dǎo)體生產(chǎn)線中，很多半導(dǎo)體制造設(shè)備內(nèi)配備的變壓器為油式變壓器，油式變壓器的負載一旦發(fā)生短路或其他故障，油式變壓器承受巨大的短路電流或故障電流時，很容易產(chǎn)生電火花等而發(fā)生爆炸，從而造成安全問題。
[0024]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種電源裝置，所述電源裝置位于半導(dǎo)體制造設(shè)備中，為半導(dǎo)體制造設(shè)備的負載提供電壓，所述電源裝置包括電源、油式變壓器、安全保護裝置，所述安全保護裝置位于油式變壓器輸入端，在油式變壓器承受瞬間巨大的短路電流或故障電流時及時地切斷電路，提高油式變壓器的安全性。
[0025]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0026]參考圖1，示出了本發(fā)明電源裝置一實施例的電路原理圖。在本實施例中電源裝置位于離子注入機內(nèi)部，為離子注入機的負載提供電壓。但是本發(fā)明對電源裝置的應(yīng)用設(shè)備不作限制。
[0027]本實施例電源裝置包括以下幾個部分:
[0028]電源100、油式變壓器103和安全保護裝置102。
[0029]下面對本實施例電源裝置的具體結(jié)構(gòu)作介紹。
[0030]電源100，在本實施例中，所述電源裝置位于離子注入機內(nèi)部，所述電源100為三相交流電源，提供208伏交流電壓，但是本發(fā)明電源裝置對電源100的具體形式不做限制，在其他實施例中，所述電源100還可以為單相交流電源或直流電源，本發(fā)明對電源100提供的電壓也不做限制，所述電源100還可以提供220伏電壓或380伏電壓等電壓值。
[0031]需要說明的是，當(dāng)所述電源裝置位于半導(dǎo)體設(shè)備內(nèi)部的負載中時，所述電源100也可以不為一個具體的器件，而是指代油式變壓器103輸入端前端輸出電壓的線路。
[0032]油式變壓器103，所述油式變壓器103具有輸入端，所述輸入端與所述電源耦接，油式變壓器103還具有輸出端，用于為離子注入機的負載輸出電壓。在本實施例中，所述油式變壓器103主要起到將電源與離子注入機的高壓負載端進行高壓隔離的作用，因此，油式變壓器103的輸出的電壓與輸入端的電壓相同，也為208伏交流電壓，此外，油式變壓器103還能起到抗干擾和穩(wěn)定設(shè)備電壓的作用。
[0033]需要說明的是，本發(fā)明對所述電源裝置在半導(dǎo)體設(shè)備中的具體位置和用途不做限制，在其他實施例中，所述油式變壓器103還可能起到升高或降低電壓的作用。
[0034]在本實施例中，所述油式變壓器103輸入端為三角形接法，輸出側(cè)為星形接法，并且輸出端分為兩股，但是本發(fā)明對油式變壓器103的具體接法不作限。當(dāng)油式變壓器103位于不同的半導(dǎo)體設(shè)備中或半導(dǎo)體設(shè)備中的不同位置時，油式變壓器103的具體結(jié)構(gòu)和接法、輸入或輸出電壓等參數(shù)均可相應(yīng)作出調(diào)整。
[0035]安全保護裝置102，串聯(lián)于油式變壓器103輸入端與所述電源100之間，用于在通過油式變壓器輸入端的電流超過安全保護裝置的閾值電流時，能使油式變壓器與所述電源100斷開。
[0036]在本實施例中，所述安全保護裝置102為熔斷器，所述熔斷器的熔斷電流為安全保護裝置102的閾值電流。
[0037]熔斷器也叫電熔絲或保險絲，主要由熔體和熔管以及外加填料等部分組成。熔斷器使用時，將熔斷器串聯(lián)于被保護電路中，當(dāng)被保護電路的電流超過熔斷電流，并經(jīng)過一定時間后，由熔體自身產(chǎn)生的熱量熔斷熔體，使電路斷開，從而起到保護的作用。所以熔斷器具有反延時特性，當(dāng)過載電流小時，熔斷時間長；過載電流大時，熔斷時間短。因此，在一定過載電流范圍內(nèi)至電流恢復(fù)正常，熔斷器不會熔斷，可以繼續(xù)使用。
[0038]熔斷器的反延時特性的衡量標(biāo)準(zhǔn)為熔化熱能值，它是使熔斷器在8毫秒或更短的時間內(nèi)斷開時其對應(yīng)的電流的平方與熔斷時間的乘積，限制時間在8毫秒以內(nèi)是使熔絲產(chǎn)生的熱量全部用來熔斷而來不及散熱。它對于每一種不同的熔斷器來說是個常數(shù)，由熔斷器的設(shè)計所決定。
[0039]在本實施例中，熔斷器的響應(yīng)時間在8毫秒的范圍內(nèi)，由于熔斷器與油式變壓器103串聯(lián)，當(dāng)通過油式變壓器103的電流超過熔斷器的熔斷電流時，在8毫秒以內(nèi)，熔斷器的熔體就會熔斷，從而使電路斷開，使得油式變壓器103承受巨大的短路電流或故障電流的時間僅在幾毫秒的時間內(nèi)，這樣大大降低了油式變壓器103承受巨大的短路電流或故障電流而發(fā)生火災(zāi)的概率。并且通過油式變壓器103的短路電流或故障電流越大，熔斷器的熔斷時間越短，使得熔斷器對瞬間通過油式變壓器103的巨大電流有良好的識別能力，對油式變壓器103的保護作用更強。
[0040]在本實施例中，所述半導(dǎo)體制造設(shè)備為離子注入機，所述油式變壓器103輸入端具有三相輸入線路，在每一相輸入線路中串聯(lián)一個熔斷器。[0041]可選的，所述串聯(lián)在三相輸入線路的三個熔斷器相同。由于油式變壓器103輸入端的三相輸入線路的每一相電壓的峰值相同，每一相電壓的谷值也相同，所以在每一相輸入線路中串聯(lián)相同的熔斷器，即熔斷器的熔斷電流相等，熔化熱能值也相等。但是本發(fā)明對三相輸入線路的每一相串聯(lián)的熔斷器的規(guī)格不做限制，可以根據(jù)具體情況選擇不同規(guī)格的熔斷器。
[0042]需要說明的是，在本實施例中所述電源裝置位于離子注入機的所有電器元件的前端，為離子注入機的負載提供電壓，但是本發(fā)明對電源裝置的位置和用途不做限制，本發(fā)明所述電源裝置也可以設(shè)置于半導(dǎo)體設(shè)備的任何需要油式變壓器的位置，因此，在其他實施例中，所述油式變壓器103的輸入端與輸出端可以為單相線路，相應(yīng)地，所述熔斷器的輸入端與輸出端也采用單相線路。
[0043]在本實施例中，所述油式變壓器103的前端電路中還設(shè)有斷路器101，所述安全保護裝置102位于斷路器101與油式變壓器103之間。
[0044]所述斷路器101為半導(dǎo)體制造設(shè)備中的常用電路元件，斷路器的作用是切斷和接通負載電路，以及切斷故障電路，防止事故擴大，保證安全運行。斷路器由導(dǎo)電回路、可分觸頭、滅弧裝置、絕緣部件、底座、傳動機構(gòu)、操動機構(gòu)等組成。導(dǎo)電回路用來承載電流；可分觸頭是使電路接通或分斷的執(zhí)行元件；滅弧裝置則是用來迅速、可靠地熄滅電弧，使電路最終斷開。觸頭的分合運動是靠操動機構(gòu)做功并經(jīng)傳動機構(gòu)傳遞力來帶動的。斷路器的特點是斷路以后可以重復(fù)使用。
[0045]但是本發(fā)明對是否設(shè)置斷路器101不作限制，在其他實施例中，由于本發(fā)明電源裝置中設(shè)有安全保護裝置102，用于使油式變壓器與所述電源斷開，所以電源裝置中可以不設(shè)置斷路器101。
[0046]在本實施例中，所述半導(dǎo)體制造設(shè)備為離子注入機，電源裝置中設(shè)置的斷路器101的脫扣電流整定值為54安培，即當(dāng)流過斷路器101的電流超過54安培時，斷路器101使線路斷開。但是由于斷路器101中觸頭的分合運動是靠操動機構(gòu)做功并經(jīng)傳動機構(gòu)傳遞力來帶動的，在流過斷路器101的瞬間電流超過54安培時，斷路器101需要一系列機械動作使線路斷開，這樣斷路器101的響應(yīng)時間在幾十毫秒以上，在這段時間內(nèi)，流過油式變壓器103的故障電流很容易給油式變壓器103帶來火災(zāi)隱患。
[0047]因此，通過在斷路器101與油式變壓器103之間串聯(lián)熔斷器，可以將電源裝置對故障電流的響應(yīng)時間減小到8毫秒以內(nèi)，極大地提高了油式變壓器103的安全性。
[0048]需要說明的是，熔斷器是一次性元件，熔斷之后必須更換才能繼續(xù)使用，所以熔斷器的熔斷電流可以選為脫扣電流整定值的1.5倍以上，這樣在危險性較高的巨大故障電流流過電源裝置時，熔斷器將會在很短的時間內(nèi)熔斷，在危險性較低的故障電流流過電源裝置時，依靠斷路器101將線路切斷，這樣可以避免頻繁的更換熔斷器帶來的麻煩。
[0049]在本實施例中，所述熔斷器的熔斷電流為125安培，所述熔斷器的熔化熱能值為29500安培平方秒。但是本發(fā)明對熔斷器的熔斷電流與熔化熱能值不做限制，可以根據(jù)半導(dǎo)體設(shè)備的具體情況對熔斷器的熔斷電流與熔化熱能值相應(yīng)做出調(diào)整。在其他實施例中，熔斷器的熔斷電流也可以在脫扣電流整定值的1.5倍以內(nèi)。
[0050]在本實施例中，所述半導(dǎo)體制造設(shè)備為離子注入機，所述電源裝置為離子注入機的負載提供高壓電壓，電源裝置中設(shè)置的斷路器101的脫扣電流整定值可以在在30安培到70安培的范圍內(nèi)選擇，所述熔斷器的熔斷電流值可以在60安培到140安培的范圍內(nèi)選擇，所述熔斷器的熔化熱能值可以在25000安培平方秒到35000安培平方秒的范圍內(nèi)選擇。
[0051]在其他實施例中，所述半導(dǎo)體制造設(shè)備也可以為刻蝕機等其他機臺，所述，電源裝置也可在半導(dǎo)體制造設(shè)備提供低壓電壓或起到其他作用，電源裝置中設(shè)置的斷路器101的脫扣電流整定值也可以不在30安培到70安培的范圍內(nèi)，所述熔斷器的熔斷電流值也可以不在60安培到140安培的范圍內(nèi)，所述熔斷器的熔化熱能值也可以不在25000安培平方秒到35000安培平方秒的范圍內(nèi)。
[0052]在本實施例中，斷路器101為離子注入機的油式變壓器103輸入端的常用設(shè)備，斷路器101與油式變壓器103均位于離子注入機內(nèi)部，二者為相互獨立的設(shè)備且通過三相線路連接。由于離子注入機內(nèi)部空間狹小，在斷路器101與油式變壓器103之間留有一空間，可以將熔斷器放入斷路器101與油式變壓器103之間的空間中，將熔斷器的輸入端與斷路器101每一相的輸出端相連，將熔斷器的輸出端與油式變壓器103的輸入端相連。這樣就可以將熔斷器方便的串聯(lián)在在斷路器101與油式變壓器103之間，并且不需要占用其他空間，而且在熔斷器熔斷以后可以方便的進行更換。經(jīng)過這樣的改造，離子注入機的安全性大大提高，還省去了購買新式的干式變壓器以提高離子注入機安全性所需的高額費用。
[0053]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電源裝置，其特征在于，包括: 電源； 油式變壓器，位于半導(dǎo)體制造設(shè)備內(nèi)部，所述油式變壓器具有輸入端，所述輸入端與所述電源耦接； 安全保護裝置，串聯(lián)于所述油式變壓器輸入端與所述電源之間，用于在油式變壓器輸入端的電流超過安全保護裝置的閾值電流時，使油式變壓器與所述電源斷開。
2.如權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述油式變壓器輸入端與所述電源之間還設(shè)有斷路器，所述安全保護裝置位于所述斷路器與油式變壓器之間。
3.如權(quán)利要求2所述的電源裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體制造設(shè)備為離子注入機，所述斷路器的脫扣電流整定值在30安培到70安培的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述安全保護裝置為熔斷器，所述熔斷器的熔斷電流為安全保護裝置的閾值電流。
5.如權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述油式變壓器輸入端具有三相輸入線路，所述安全保護裝置包括:三個熔斷器，分別串聯(lián)于每一相輸入線路中。
6.如權(quán)利要求5所述的電源裝置，其特征在于，串聯(lián)于三相輸入線路的三個熔斷器相同。
7.如權(quán)利要求4或5所述的電源裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體制造設(shè)備為離子注入機，所述熔斷器的熔斷電流值在60安培到140安培的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求4或5所述的電源裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體制造設(shè)備為離子注入機，所述油式變壓器輸入端與所述電源之間還設(shè)有斷路器，所述熔斷器的熔斷電流值為所述斷路器的脫扣電流整定值的1.5倍以上。
9.如權(quán)利要求4或5所述電源裝置，其特征在于，所述熔斷器的熔化熱能值在25000安培平方秒到35000安培平方秒的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求4或5所述的電源裝置，其特征在于，所述熔斷器的響應(yīng)時間在8毫秒的范圍內(nèi)。
【文檔編號】H02H7/04GK103812084SQ201410080842
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】徐繼六, 汪政明, 劉勰 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司