CN101519773B - Cvd材料生长设备气路的u形管道连接方法 - Google Patents
Cvd材料生长设备气路的u形管道连接方法 Download PDFInfo
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Abstract
CVD材料生长设备气路的U形管道连接方法，气路中两个卡套式管接头之间的金属管道均采用U形管道，即通过气路空间走向的管路的设计来实现所有连接处均以U形状管道进行连接；且这两个卡套式管接头的开口方向向相同的平行方向。CVD材料生长设备配气装置中气路及元件之间的连接，采用双卡套式管连接，连接管道外形呈U形状；U形的结构还包括各种在U形管上进行延伸角度的管路，U形管的两平行金属管的长度也可有长有短，便于连接应用，亦可在两平行管端部再接出平行的弯管，用以解决两个接头体位置固定后难以实现其间气路管道气密性连接的便捷装卸问题。
Description
技术领域
本发明涉及化学气相沉积(CVD)材料生长设备的配气气路装置，尤其是采用卡套式管接头的气路装置的连接方法与技术。
技术背景
化学气相淀积方法是半导体研究界和产业界中应用最为广泛的用于制备薄膜材料的常用方法之一，可制备的薄膜材料包括大多数半导体薄膜、介质薄膜、金属及合金薄膜。
随着半导体器件性能的提高，对于材料的质量要求也随之提高。对于CVD材料生长设备来说，要获得高质量的材料，首先必须保证作为反应物的气源由源区至反应区的输运及控制过程中的纯度，即保证整个配气气路的气密性。目前，CVD材料生长设备的配气气路一般采用卡套式管接头或VCR接头来实现输气管道、控制元件之间的密封连接。
VCR接头气密性比较好，安装拆卸方便，但价格较贵。为降低实验及生产成本，常采用卡套式管接头实现气路的密封连接。卡套式管接头具有结构简单、重量轻、体积小、使用方便、不用焊接，而且具有良好的耐压性、耐振动性、耐热性及可靠的密封性，价格远低于VCR接头。采用卡套式管接头进行气路连接，成本较低的同时又能保证连接处的气密性，但安装时就必须从整个气路的一端开始逐个安装到另一端，固定一端接头体后插入长度合适的金属管并固定卡套，再安装另一端的卡套及接头体并固定接头体和卡套；需要修理或拆卸时也必须从整个气路的某一端开始拆卸到需要检修或替换的部件为止。这就给配气装置的气路维护带来了很大的不便，尤其是当气路中的某一个控制元件需要替换时，就必须从气路的一端开始到需要替换的部件为止，将其间的气路管道和控制元件全部依次拆卸。
发明内容
本发明目的是：提出一种用于CVD材料生长设备的配气装置气路中元件的连接方案，尤其是卡套式管接头的U形管道连接方法，以解决通常的气路连接方式下采用卡套式管接头对气路及元件装卸带来的不便，使得对气路中的任意部分的拆卸或元件的替换都可通过仅装卸相邻部分的卡套式管接头即可实现。
本发明的技术解决方案是：CVD材料生长设备气路的U形管道连接方法，气路中两个卡套式管接头之间的管道均采用U形管道，且U型连接的这两个卡套式管接头的开口方向向同一的平行方向。即通过气路空间走向的管路设计来实现所有连接处均以U形状管道进行连接，使得气路各部分都可独立地安装或拆卸，而不必再从气路管道的一端装卸至另一端。
以双卡套式管接头为例说明卡套式管接头的密封原理(如图1示)：螺母及接头体、卡套套在气路金属管道上，卡套与接头体的接口之内锥面相接触，在螺母的推动下，前部径向开始收缩变形，卡套前端外侧卡住接头体，使卡套的外锥面形成锥面接触密封；内侧卡住钢管，当螺母继续推动时，卡套刃口强迫箍紧切入金属管，起到了紧固密封连接的作用。此外，双卡套式管接头选取了合理的锥面和卡套切入角，具有双道密封效果，既增强了管接头的密封性能、承压能力和抗振能力，也增加了卡套的压缩范围，不仅能克服管子的固有公差，并能提高重复装拆次数。
但在通常的气路连接方式下，因为需要将气路金属管道的端口伸入接头体的接口内的尺寸有足够长度以保证密封性，卡套式管接头也存在装卸不便的问题。当在一段气路中两端已固定的接头体之间的距离较短时，其间相联的金属管道的长度也相应较短且不易弯曲，在这种情况下，装配的气路管道(图2(a))就必须适当缩短金属管长，才可能将金属管子插入其两端的接头体内，这样就不能保证伸入接头体接口内的金属管具有足够的长度，从而影响到连接处的气密性。
当气路管道外型为U形或类似U形的结构时(图2(b)和(c))，其两端平行且指向同一方向。将需连接的两个固定的接头体的接口方向设计为平行且指向相同，若金属管两端的间距与两个固定的接头体接口的间距相等，即可将U形管从同一侧插入接头体中并完成卡套的固定，从而实现两个接头体之间的气密性连接。将原来位于一段气路中金属管道两侧的接头体接口改至两接头体接口在同一侧，便可构建出U形结构管路；类似U形的结构还包括各种在U形管上进行延伸角度的管路，U形管的两平行管的长度也可有长有短，以便于连接应用，亦可在两平行管端部再接出平行的弯管，即可解决两个接头体位置固定后难以实现其间气路管道气密性连接的便捷装卸问题。
本发明的有益效果是：当一段管道具有U形及类似于U形管形状时，需连接的接头体的接口平行地位于同一侧，金属管道可从同一侧不经形变地插入，就可在气路中实现保证其气密性的独立便捷的装卸。
附图说明
图1为卡套式管接头的原理示意图。
图2为管接头直接连接(图2(a))与U形连接(图2(b)、(c))的示意图。
图3和图4为两种U形结构的具体实现的示意图。
U形管1、螺母2、卡套3、气路金属管道4、接头体5、锥面密封6。
具体实施方式
采用外抛光金属管道与口径配套的部件进行连接，其连接处为双卡套式管接头。以两种常用结构的U形连接方式实例说明其具体实施方式，分别如图3和图4所示：
1、图3(a)和图4(a)为采用直接连接方式进行连接的实例，气路中各元件不可独立拆卸；图2(b)、(c)亦为U形连接结构示意图。
2、图3(b)、(c)与图4(b)、(c)为同一气路采用U形连接方式进行连接的实例，气路中任意元件均可单独装卸；例如更换图3(b)、(c)中右侧电磁阀时只须将最右侧U形管先行拆卸后即可将电磁阀卸下，更换图4(b)、(c)中质量流量控制计时先将其两端管道卸下后即可拆卸。且U型连接的这两个卡套式管接头的开口方向向相同的平行方向。
Claims (3)
1.CVD材料生长设备气路的U形管道连接方法，其特征是CVD材料生长设备配气装置中的气路中两个卡套式管接头之间的金属管道均采用U形管道，即通过气路空间走向的管路的设计来实现所有连接处均以U形状管道进行连接；且这两个卡套式管接头的开口方向向相同的平行方向；CVD材料生长设备配气装置中气路及元件之间的连接，采用双卡套式管连接，连接管道外形呈U形状；U形的结构还包括各种在U形管上进行延伸角度的管路，U形管的两平行金属管的长度也可有长有短，便于连接应用；所述U形结构一段管道的两个出口端平行且指向同一方向，对应的接头体的接口也平行且指向相同，金属管从同一侧或沿同一方向不经形变地插入接头体的接口而实现气密性连接，并可独立而便捷地从气路中装卸。
2.由权利要求1所述的CVD材料生长设备气路的U形管道连接方法，其特征是所述卡套式管道连接结构是，由金属管道、接头体、螺母及卡套构成，螺母及接头体、卡套套在气路金属管道上，卡套与接头体的接口之内锥面相接触，在螺母的推动下，前部径向开始收缩变形，卡套前端外侧卡住接头体，使卡套的外锥面形成锥面接触密封；所述U形结构包括简单的外形呈“U”形状的管道。
3.由权利要求1所述的CVD材料生长设备气路的U形管道连接方法，其特征是在两平行管端部再接出平行的弯管，用以解决两个接头体位置固定后难以实现其间气路管道气密性连接的便捷装卸问题。
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