CN102181845B - 化学气相沉积炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化学气相沉积炉。此类化学气相沉积炉大多是在原有真空炉的基础上改造而成，在生产过程中，操作工人要随时监视系统工作情况，发现隐患要立即解决，工人劳动强度相当大，用工成本高。本发明包括炉本体、炉体提升机构、炉盖提升机构、三级过滤系统、真空系统、加热器，加热器包括上区加热体、中区加热体、下区加热体；炉本体采用立式、内热式结构，包括炉盖、上炉体、下炉体、炉底。本发明采用整体式隔热屏，便于拆卸、清洗；上炉体加热体固定在上炉体内，便于装卸料及炉内清洁。
Description
技术领域
本发明属于热处理设备，具体涉及一种化学气相沉积炉。
背景技术
CVD化学气相沉积炉是利用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition）的原理，将参与化学反应的物质，加热到一定工艺温度，在真空泵抽气系统产生的引力作用下，引至沉积室进行反应、沉积，生成新的固态物质。为了得到工艺要求的沉积厚度，此沉积过程一般需连续工作20天左右。为了更好的制备出高质量的产品，沉积过程不仅要求在非常洁净的环境下进行，如果沉积室内有粉末存在会影响沉积效果，且要求沉积过程连续正常进行。
目前，此类化学气相沉积炉大多是在原有真空炉的基础上改造而成，主要由炉本体（含炉底、下炉体、上炉体及隔热屏）、加热器、过滤系统、真空系统等组成。隔热屏与炉体固定，不易拆卸和清洗。上炉体加热器固定在下炉体内，从下炉体侧壁引出，因每炉均需拆卸、清洁，实际操作很不方便。过滤系统为单级、水冷结构，沉积过程中约有30%的粉尘进入真空泵腔，使得真空泵油在短时间内被污染、真空泵频繁发生卡滞现象，需迅速启动另外一台泵继续工作，同时及时组织工人对故障真空泵进行维修。这样重复进行，方能保证沉积过程持续进行。在生产过程中，操作工人要随时监视系统工作情况，发现隐患要立即解决，工人劳动强度相当大，用工成本高。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种容积大，产量高，易于实现批量生产的化学气相沉积炉。
为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案：
一种化学气相沉积炉，其特殊之处在于：包括炉本体、炉体提升机构、炉盖提升机构、三级过滤系统、真空系统、加热器，加热器包括上区加热体、中区加热体、下区加热体，炉本体采用立式、内热式结构，包括炉盖、上炉体、下炉体、炉底，上炉体和下炉体为圆筒形、双层水冷结构，炉盖内侧设置有上区加热体，上炉体内设置有中区加热体，炉底上设置有下区加热体，炉本体的内壁设置有隔热屏；所述的炉本体的上炉体外一侧与炉体提升机构连接，炉盖上端与设置在上炉体侧面的炉盖提升机构连接；所述的炉本体的出气口经三级过滤系统与真空系统连接。
上述的炉体提升机构由驱动单元、立柱、丝杆、丝母及轴承座组成，驱动单元包括减速机、电机、变频器，减速机及电机采用直联形式，减速机的输出轴垂直向下并与丝杆连接，立柱设置在炉体提升机构的底部，导向座套设在立柱上并通过丝母与丝杠连接，导向座的一侧与炉本体的上炉体的连接座连接，丝母套设在立柱上。
上述的炉盖提升机构由电动升降机、一对滑动轴承座、横臂、提升轴组成，电动升降机固定在上炉体侧壁的支架上，滑动轴承座固定在上炉体侧壁的连接座上，横臂将炉盖与提升轴连为一体，提升轴设置在滑动轴承座内，提升轴上套设导向筒，导向筒的一侧与炉本体的上炉体的连接。
上述的三级过滤系统包括一级过滤器、二级过滤器、三级过滤器，一级过滤器的上部腔体为双层水冷结构，一级过滤器的上部腔体内设置有水冷挡板，一级过滤器的下部为锥形捕集腔，一级过滤器、二级过滤器、三级过滤器依次连接，三级过滤器的输出端与真空泵系统连接。
上述的二级过滤器采用布袋过滤器。
上述的三级过滤器采用活性炭过滤器。
上述的炉本体的内壁分段设置有隔热屏。
上述的真空系统采用两台真空泵并联构成。
与现有技术相比，本发明采用整体式隔热屏，便于拆卸、清洗；上炉体加热体固定在上炉体内，便于装卸料及炉内清洁；过滤器采用三级过滤系统对粉尘进行有效过滤，使得沉积过程能够连续正常进行，同时本化学气相沉积炉容积大，产量高，易于实现批量生产。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的炉体的结构示意图；
图3为本发明的炉体提升机构的结构示意图；
图4为本发明的炉盖提升结构的结构示意图；
图5为本发明的三级过滤系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
参见图1、2，本发明包括炉本体1、炉体提升机构2、炉盖提升机构3、三级过滤系统4、真空系统5、加热器6，加热器6包括上区加热体、中区加热体、下区加热体，炉本体1采用立式、内热式结构，包括炉盖13、上炉体14、下炉体15、炉底16，上炉体14和下炉体15为圆筒形、双层水冷结构，下区加热体固定在炉底，电极从炉子底部引出；中区加热体固定在上炉体内，电极从上炉体14侧壁引出；上区加热体固定在炉盖13上，电极从炉子顶部引出，炉本体1的内壁设置有隔热屏27，炉底部留有进气口、测温口及规管接口，反应气体从下炉体侧壁引入炉内。下炉体15有一个侧开的工艺方形门；所述的炉本体1的上炉体13外一侧与炉体提升机构2连接，炉盖13上端与设置在上炉体13侧面的炉盖提升机构3连接；所述的炉本体1的出气口经三级过滤系统4与真空系统5连接。
参见图3，炉体提升机构2由驱动单元7、立柱12、丝杆9、丝母10及轴承座8组成，驱动单元包括减速机、电机、变频器，减速机及电机采用直联形式，减速机的输出轴垂直向下并与丝杆9连接，丝杆9上的丝母10固定于炉本体1的上炉体的连接座上，立柱12设置在炉体提升机构2的底部，该装置设有相当强度的立拄12，这样就实现了电机通电后，立柱12设置在炉体提升机构2的底部，导向座25套设在立柱12上并通过丝母10与丝杠9连接，导向座25的一侧与炉本体1的上炉体14的连接座连接，丝母10套设在立柱12上，通过行程开关进行升到位和降到位的限位控制，通过变频器可实现无级调速。
参见图4，炉盖提升机构3由电动升降机17、一对滑动轴承座18、横臂19、提升轴20组成，电动升降机17固定在上炉体14侧壁的支架上，滑动轴承座18固定在上炉体14侧壁的连接座上，横臂19将炉盖13与提升轴20连为一体，提升轴20设置在滑动轴承座18内，提升轴20上套设导向筒26，导向筒26的一侧与炉本体1的上炉体14的连接，通电后，升降机丝杆带动提升轴沿着滑动轴承座实现炉盖的平稳升降，炉盖提升到位后，采用手动方式旋转打开。
参见图5，三级过滤系统4包括一级过滤器21、二级过滤器22、三级过滤器23，一级过滤器21的上部腔体为双层水冷结构，且设置有水冷挡板24，一级过滤器21的下部为锥形捕集腔，经一级过滤器21冷却后的混合气体通过管路输出到二级过滤器22内，过滤后的气体输出到三级过滤器23，完成过滤后的气体经真空泵系统5输出。
上述的二级过滤器22采用布袋过滤器。
上述的三级过滤器23采用活性炭过滤器。
一级过滤器21由两部分组成，上部为圆筒形双层水冷结构，内部有水冷隔板，气体在此充分冷却、凝固；下部为储尘罐，罐体下部有锥形落尘口，侧面开有一人孔，便于罐内清理。
上述的炉本体1的内壁分段设置有隔热屏。
炉盖13为双层水冷结构，由法兰和内外封头组成，隔热屏及上区加热体27固定于内壁上。
上、中、下三区加热体27均由石墨管、石墨连接件、95瓷件、石墨锥套及钼螺栓连接成各自的整体，结构合理，拆装方便。
真空系统5采用两台真空泵并联机组，各自均有独立的阀门、波纹管、管道等，可同时使用，也可单独工作。
Claims (7)
1.一种化学气相沉积炉，其特征在于：包括炉本体（1）、炉体提升机构（2）、炉盖提升机构（3）、三级过滤系统（4）、真空系统（5）、加热器（6），加热器（6）包括上区加热体、中区加热体、下区加热体；炉本体（1）采用立式、内热式结构，包括炉盖（13）、上炉体（14）、下炉体（15）、炉底（16），上炉体（14）和下炉体（15）为圆筒形、双层水冷结构，炉盖（13）内侧设置上区加热体，上炉体（14）内设置中区加热体，炉底（16）上设置下区加热体，炉本体（1）的内壁设置有隔热屏（27）；所述的炉本体（1）的上炉体（14）外一侧与炉体提升机构（2）连接，炉盖（13）上端与设置在上炉体（14）侧面的炉盖提升机构（3）连接；所述的炉本体（1）的出气口经三级过滤系统（4）与真空系统（5）连接；所述的三级过滤系统（4）包括一级过滤器（21）、二级过滤器（22）、三级过滤器（23），一级过滤器（21）的上部腔体为双层水冷结构，一级过滤器（21）的上部腔体内设置有水冷挡板（24），一级过滤器（21）的下部为锥形捕集腔，一级过滤器（21）、二级过滤器（22）、三级过滤器（23）依次连接，三级过滤器（23）的输出端与真空泵系统（5）连接。
2.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述的炉体提升机构（2）由驱动单元（7）、立柱（12）、丝杆（9）、丝母（10）、导向座（25）及轴承座（8）组成，驱动单元包括减速机、电机、变频器，减速机及电机采用直联形式，减速机的输出轴垂直向下并与丝杆（9）连接，立柱（12）设置在炉体提升机构（2）的底部，导向座（25）套设在立柱（12）上并通过丝母（10）与丝杠（9）连接，导向座（25）的一侧与炉本体（1）的上炉体（14）的连接座连接，丝母（10）套设在立柱（12）上。
3.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述的炉盖提升机构（3）由电动升降机（17）、一对滑动轴承座（18）、横臂（19）、提升轴（20）组成，电动升降机（17）固定在上炉体（14）侧壁的支架上，滑动轴承座（18）固定在上炉体（14）侧壁的连接座上，横臂（19）将炉盖（13）与提升轴（20）连为一体，提升轴（20）设置在滑动轴承座（18）内，提升轴（20）上套设导向筒（26），导向筒（26）的一侧与炉本体（1）的上炉体（14）的连接。
4.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述的二级过滤器（22采用布袋过滤器。
5.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述的三级过滤器（23）采用活性炭过滤器。
6.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述的炉本体（1）的内壁分段设置有隔热屏。
7.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于：所述的真空系统（5）采用两台真空泵并联构成。
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