在物理氣相沉積（PVD）工藝中，傳統(tǒng)水冷方案因熱傳導(dǎo)路徑冗長(zhǎng)，難以應(yīng)對(duì)真空腔體內(nèi)的瞬態(tài)熱沖擊，而直冷技術(shù)通過革命性的集成設(shè)計(jì)，將制冷源直接嵌入工藝核心，開創(chuàng)了薄膜制造的溫度控制新范式。

　　一、真空熱管理的本質(zhì)挑戰(zhàn)

　　PVD工藝的熱控制難題根植于其特殊工作環(huán)境：

　　熱流密度鴻溝：靶材等離子體轟擊基板時(shí)，局部熱流在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)驟增，形成劇烈溫度梯度。

傳熱路徑阻斷：真空環(huán)境剝奪了對(duì)流傳熱路徑，僅依賴輻射和有限接觸傳導(dǎo)，散熱效率斷崖式下跌。

　　邊緣效應(yīng)困局：基板邊緣區(qū)域因熱流失路徑復(fù)雜，溫度常顯著高于中間區(qū)域。這種非均勻熱場(chǎng)使薄膜內(nèi)應(yīng)力分布失衡，輕則導(dǎo)致膜層翹曲，重則引發(fā)整片剝離。

　　二、直冷系統(tǒng)的集成化突破

　　直冷機(jī)的技術(shù)革命體現(xiàn)在三重架構(gòu)重構(gòu)：

　　1. 真空冷板一體化

　　摒棄傳統(tǒng)外置冷卻模式，將微通道冷卻板直接集成于真空腔室內(nèi)部。冷板與基板背面通過金屬化界面材料緊密貼合，傳熱路徑縮短。

　　2. 深度制冷雙循環(huán)

　　采用復(fù)疊式制冷架構(gòu)，首級(jí)制冷單元將冷媒預(yù)冷至-40℃量級(jí)，二級(jí)在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)-80℃深冷環(huán)境。雙級(jí)協(xié)同既滿足超低溫需求，又避免單級(jí)壓縮比過大導(dǎo)致的效率塌陷。

　　3. 智能界面材料層

　　開發(fā)具有自適應(yīng)性形變能力的導(dǎo)熱界面材料，填充冷板與基板間的微觀不平整區(qū)域。該材料在真空高溫環(huán)境下保持柔性，消除傳統(tǒng)剛性接觸的熱阻盲區(qū)，將有效導(dǎo)熱面積提升。

　　三、溫度均質(zhì)化的核心技術(shù)

　　動(dòng)態(tài)熱場(chǎng)平衡系統(tǒng)

　　依據(jù)基板熱流分布特征，在冷卻板內(nèi)部構(gòu)建非對(duì)稱流道網(wǎng)絡(luò)。中間區(qū)采用低流阻蛇形路徑延長(zhǎng)滯留時(shí)間，邊緣區(qū)設(shè)計(jì)加速螺旋通道增強(qiáng)換熱。通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真，使冷卻液流速分布與熱負(fù)荷分布準(zhǔn)確匹配。

　　實(shí)時(shí)熱補(bǔ)償機(jī)制：

　　監(jiān)控濺射電源功率波動(dòng)信號(hào)，預(yù)判未來內(nèi)的熱負(fù)荷變化趨勢(shì)。制冷系統(tǒng)據(jù)此提前調(diào)整冷媒流量與溫度，在熱沖擊發(fā)生前建立防御性溫控屏障。同步監(jiān)測(cè)基板熱膨脹位移，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償冷板間距變化，維持恒定接觸壓力。

薄膜沉積直冷機(jī)（PVD Chiller）在在半導(dǎo)體各種應(yīng)用場(chǎng)景中穩(wěn)定運(yùn)行，用戶還想了解更多設(shè)備信息，可以聯(lián)系冠亞恒溫。