CN102768932A - 加热装置及等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加热装置及等离子体加工设备，该加热装置包括电阻丝以及第一底座，还包括固定件，所述电阻丝通过借助所述固定件固定在所述第一底座上。所述固定件不仅可以避免电阻丝偏离预先设置的位置，确保电阻丝始终在第一底座均匀分布，而且可以使电阻丝保持相同的伸展系数，从而提高加热装置加热的均匀性以及使用寿命。本发明提供的等离子体加工设备，其反应腔室内部的温度均匀，可以提高被加工工件的加工质量。

Description

加热装置及等离子体加工设备

技术领域

本发明属于真空技术领域，涉及一种加热装置及等离子体加工设备。

背景技术

随着电子技术的快速发展，生产企业间的竞争越来越激烈，这就要求生产企业不断地提高其产品质量以应对激烈的市场竞争。众所周知，生产设备的加工性能是影响产品质量的主要因素之一。例如，LED(发光二极管)刻蚀机的加工性能就影响着LED光源的质量。

LED刻蚀机在进行刻蚀的工艺过程中，其反应腔室内会产生很多副产物，这些副产物对衬底的刻蚀质量和刻蚀机的寿命都会产生不利影响。为此，人们在反应腔室内设置了内衬以及加热装置，加热装置用于加热内衬以提高反应腔室内部的温度，并使反应腔室内部温度达到刻蚀工艺所产生的副产物的沸点以上，从而使副产物转化为气态，然后由分子泵将其抽出反应腔室。

图1为目前常采用的加热装置包括电阻丝和热电偶(图中未示出)以及包裹电阻丝和热电偶的壳体11。这种加热装置是通过以下方式获得，即，首先将电阻丝固定在一模具支架上，再用浇铸的方式在电阻丝和热电偶的表面制作壳体11，从而使壳体11包裹电阻丝和热电偶。在浇铸壳体11的过程中，电阻丝容易受浇铸液体的冲击而偏离模具支架，导致电阻丝分布不均匀，而且，由于电阻丝与壳体11成型在一起而不能对电阻丝在壳体11内的位置根据实际需要进行调整，从而导致加热装置的加热不均匀，这不仅影响加热装置的使用寿命，而且会影响LED刻蚀机的加工质量。

另外，的热电偶(由于电阻丝和热电偶需要与设置在反应腔室外部的其它部件连接。因此，加热装置共设有四根引线孔，对应地在反应腔室的室壁上对应的设置四个接线孔12。为了使反应腔室密封，需对四个接线孔12分别作密封处理，这不仅增加密封处理的成本，而密封过程繁琐。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明提供一种加热装置，其内的电阻丝布置均匀，不仅可以提高加热装置的加热均匀性，而且可以提高加热装置的使用寿命。

本发明还提供了一种等离子体加工设备，其内的加热装置能够对反应腔室进行均匀加热，从而使反应腔室内部的温度保持均匀，进而提高等离子体加工设备的加工质量。

为此，本发明提供了一种加热装置，包括电阻丝以及第一底座，还包括固定件，所述电阻丝借助所述固定件固定在所述第一底座上。

其中，所述固定件为与所述第一底座的周向相对应的凹槽，所述电阻丝设置在所述凹槽内，且所述凹槽扣设在所述第一底座上。

其中，所述凹槽沿所述第一底座的径向层层递进分布。

其中，在过所述第一底座轴线的截面上，所述凹槽的形状为圆弧形。

其中，所述电阻丝的轴线在水平面上的投影与所述凹槽的轴线在水平面上的投影重合。

其中，所述凹槽为连续的结构或包括n个凹槽段，其中n为大于1的整数，所述n个凹槽段均匀设置在所述第一底座上。

其中，固定在所述凹槽内的所述电阻丝延展系数相同。

其中，还包括第二底座，所述第一底座和所述第二底座相对设置，并且在所述第一底座和所述第二底座的相对面，所述第一底座和所述第二底座中至少一个设有凹部，借助所述凹部使得所述第一底座和所述第二底座的相对位置形成中空空间，所述固定件设置在所述中空空间内。

其中，所述第一底座和第二底座采用不锈钢材料制成，且所述第一底座和第二底座以可拆卸方式固定在一起，以便于后续调整所述电阻丝在所述固定件内的分布。

其中，在所述第二底座上设有出线孔，用于将连接所述电阻丝两端的引线从所述中空空间内引出，或者用于将电阻丝的两端从所述中空空间内引出。

其中，在所述第一底座上还设有热电偶，所述热电偶用于测量加热装置的温度。

本发明还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室以及设置在所述反应腔室内的加热装置，所述加热装置采用本发明提供的加热装置。

其中，所述加热装置借助支撑柱固定在所述反应腔室内的室壁上，在所述加热装置和所述反应腔室的室壁之间还设有反射板。

其中，所述反射板将所述加热装置与所述反射腔室相对的面完全遮挡。

其中，所述反射板采用不锈钢材料制成，且所述反射板与所述加热装置相对的面为镜面。

其中，在所述反应腔室的室壁上设有套管，所述加热装置的引线自所述套管伸出所述反应腔室外，所述套管的外壁与所述反应腔室的室壁保持密封，所述套管的内壁与所述加热装置的引线之间保持密封。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的加热装置，其借助固定件将电阻丝固定在第一底座上，固定件不仅可以避免电阻丝偏离预先设置的位置，确保电阻丝始终在第一底座均匀分布，而且可以使电阻丝保持相同的伸展系数，从而提高加热装置加热的均匀性以及使用寿命。

本发明提供的等离子体加工设备，在反应腔室内设置本发明提供的加热装置，该加热装置不仅能够对反应腔室进行均匀加热，从而提高反应腔室内部温度的均匀性，进而提高等离子体加工设备的加工质量；而且可以减少因加热装置损坏而导致的设备维修时间，从而提高等离子体加工设备的使用效率，降低设备的运行成本。

作为本发明一个优选实施例，在加热装置与反应腔室的室壁之间设置反射板，借助反射板可以减少热量的损失，提高热量的利用率；而且可以提高加热的均匀性，从而提高等离子体加工设备的加工质量。

作为本发明另一个优选实施例，在反应腔室的室壁上还设有套管，加热装置的引线自该套管伸出反应腔室，这不仅可以减少密封处理的成本，简化密封过程；而且借助套管可以使加热装置的引线与反应腔室的密封位置远离电阻丝，从而降低密封位置的温度，进而降低密封成本。

附图说明

图1为本发明提供的加热装置的剖视图；

图2为本发明提供的加热装置去掉第二底座后的仰视图；

图3为图1中I位置的局部放大图；以及

图4为本发明提供的等离子体加工设备的示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的加热装置以及等离子体加工设备进行详细阐明。

需要指出的是，下文提及的第一底座的下表面是指第一底座水平放置时向下的面，对应地，第一底座的上表面是指第一底座水平放置时向上的面。

图1为本发明提供的加热装置的剖视图，图2为本发明提供的加热装置去掉第二底座的仰视图。请一并参阅图1和图2，本发明提供的加热装置包括第一底座1、第二底座2以及电阻丝4，其中，第一底座1和第二底座2相对设置，且在第一底座1和第二底座2的相对面分别设有向各自的另一面凹进的凹部，使得第一底座1和第二底座2相对面位置形成中空空间。可以理解的是，凹部也可以仅设置在第一底座1或第二底座2上，只要能够在第一底座1和第二底座2的相对面位置形成中空空间即可。也就是说，在第一底座1和第二底座2的相对面，第一底座1和第二底座2中至少一个设有凹部，以使得第一底座1和第二底座2的相对位置形成中空空间。

电阻丝4设置在该中空空间内，借助中空空间不仅可以使电阻丝4与外界隔离，避免电阻丝4被环境气体腐蚀，延长电阻丝4的使用寿命；而且，可以根据需要将电阻丝布置在中空空间的任意位置，以使加热装置满足不同的加热需求。

在第二底座2的下表面设有出线孔21，用于将电阻丝4的两端自中空空间内引出，或者将用于连接电阻丝4两端的引线从上述中空空间内引出。当然，也可以仅在第一底座1或第二底座2上设置凹部，只要在第一底座1和第二底座2的相对位置形成容纳电阻丝4的中空空间即为本发明的保护范围。

优选地，第一底座1和第二底座2均采用不锈钢的材料制成，以提高加热装置的防锈防腐蚀能力，从而延长加热装置的寿命。然而这并不表示第一底座1和第二底座2只能采用不锈钢材料制作，相反，第一底座1和第二底座2也可以采用其它材料制作。在本实施例中，第一底座1和第二底座2以可拆卸方式固定在一起，如螺纹连接，以便于后续根据实际需要调整电阻丝4在固定件内的分布。事实上，第一底座1和第二底座2也可以焊接方式固定在一起。

图3为图1中I位置的局部放大图。请一并参阅图1和图3，电阻丝4是借助固定件3固定在第一底座1和第二底座2所形成的中空空间内。固定件3为与第一底座1的周向相对应的凹槽，也就是说，固定件3为凹槽，凹槽根据第一底座1的外轮廓设置，而且，凹槽在第一底座1上的投影的形状与第一底座1的外轮廓相似。凹槽扣设在第一底座1上，即，凹槽的开口朝向第一底座1，从而使电阻丝4设置在凹槽和第一底座1之间。当然，凹槽的开口也可以背向第一底座1，同样可以实现本发明的目的。本实施例中，凹槽沿第一底座1的径向层层递进分布，也就是说，凹槽以螺旋方式设置在第一底座1上，且在第一底座1的径向方向，两个相邻的凹槽之间的距离相等，即，凹槽在第一底座1的投影为多个等距的非闭合的同心圆环。在穿过第一底座1轴线的截面上，凹槽的形状为圆弧形，电阻丝4设置在圆弧形的凹槽内。当然，凹槽2的横截面的形状也可以为矩形、三角形、梯形等其它形状。本实施例中，借助凹槽可以使电阻丝保持相同的伸展系数，同时可以避免电阻丝4偏离预先设置的位置，确保电阻丝始终在第一底座均匀分布，从而提高加热装置加热的均匀性以及使用寿命。

优选地，电阻丝4的轴线在水平面上的投影与凹槽的轴线在水平面上的投影重合，从而使电阻丝4同样以等距的同心圆均匀地分布在第一底座1的下表面，进而提高加热装置的加热均匀性。事实上，凹槽并不局限于按等距同心圆方式布置在第一底座1上，只要是能够使设置在第一底座1上的电阻丝4按相同延展系数布置的凹槽，均属于本发明的保护范围。

本实施例中，固定件3为整体结构，即凹槽是用整块板材通过弯折或冲压手段加工而成。然而，本发明并不局限于此，固定件3也可以由几个部分组成，如可以包括n个凹槽段，其中n为大于1的整数，n个凹槽段均匀地设置在第一底座1上。固定件3采用不锈钢材料制成，并通过焊接的方式固定在第一底座1下表面上。

另外，在中空空间内还设有热电偶(图中未示出)，用于测量加热装置的温度。通常热电偶固定在第一底座1上，当然，热电偶也可以固定在第二底座2或固定件3上。

需要说明的是，在实际应用中，加热装置也可以仅设置第一底座1，而不设置第二底座2，只要将电阻丝4均匀地设置在第一底座1上即可实现本发明的发明目的。

本发明提供的加热装置借助固定件将电阻丝固定在第一底座上，固定件不仅可以避免电阻丝偏离预先设置的位置，确保电阻丝始终在第一底座均匀分布，而且可以使电阻丝保持相同的伸展系数，从而提高加热装置加热的均匀性以及使用寿命。

图4为本发明提供的等离子体加工设备的示意图。如图4所示，本发明提供的等离子体加工设备包括反应腔室5、腔室内衬6、下电极13以及加热装置7。其中，腔室内衬6沿反应腔室5的室壁51设置，下电极13设置在反应腔室5的底部，加热装置7设置在反应腔室5内部且环绕下电极13。加热装置7采用上述实施例中所提供的加热装置。

本实施例中，加热装置7借助支撑柱9固定在反应腔室5的底壁51上，而且可以通过调节支撑柱9的高度来调节加热装置7与反应腔室5的底壁51的距离，从而可以降低底壁51的温度。本实施例共设置了6个支撑柱9，均匀布置在第二底座2上。然而，在实际应用中，也可以采用3个或3个以上的支撑柱9来固定加热装置7。支撑柱9可以通过螺纹连接或焊接或铆接等方式与加热装置7、反应腔室5的底壁51连接。

需要说明的是，由于加热装置7是用于加热设置在反应腔室内的内衬，然后再用内衬来提高反应腔室内的温度。因此，加热装置7也可以设置在反应腔室的侧壁或顶壁或反应腔室的其它位置，也就是说，加热装置7可以设置在反应腔室的室壁上的不同位置。

另外，作为本发明的一个优选实施例，等离子体加工设备还设有反射板8，其借助设置在支撑柱9上的凸台(图中未示出)而固定在加热装置7与反应腔室5的底壁51之间，而且反射板8的外径大于加热装置7的外径，其内径小于加热装置7的内径，从而将加热装置7与反应腔室5相对的面完全遮挡。这样可以将自加热装置7下方散发的热量尽可能地反射至反应腔室5内，从而减少加热装置7的热量损失，提高热量的利用率。事实上，反射板8的结构和尺寸并不局限于此，只要能够将加热装置7产生的热量尽可能地反射回反射腔室的反射板8，均属于本发明的保护范围。

优选地，反射板8与加热装置7相对的面为镜面，这样可以提高反射板8的反射效率，进一步减少热量的损失。而且，为了避免反射板8被腐蚀，提高反射板8的使用寿命，反射板8采用不锈钢材料制成。但这并不表示反射板8只能采用不锈钢材料制作，相反，反射板8也可以采用其它材料制作。

作为本发明另一个优选实施例，在反应腔室5的底壁51上还设有套管10，连接加热装置7内电阻丝的引线自套管10伸出反应腔室5。使用时，套管10的外壁与底壁51之间设有密封圈(图中未示出)，以使套管10的外壁与反应腔室5的底壁51保持密封；同样，套管10的内壁与加热装置7的引线之间也应作密封处理，以使套管10的内壁与引线之间保持密封。借助套管10可以简化引线与反应腔室5之间密封过程，从而降低等离子体加工设备的制造成本。

另外，当加热装置7采用封闭结构时，结合图1和图3所示，即第一底座1和第二底座2形成封闭的中空空间时，可将套管10的一端固定在第二底座2的出线孔21位置，并通过焊接方式使套管10与第二底座2的连接位置密封。由于加热装置7的中空空间与反应腔室5相互独立，即使中空空间与大气相通，也不会对反应腔室5内的真空度造成影响。因此，将套管10的一端固定在第二底座2的出线孔21位置并保持连接处的密封可以减少套管10与引线之间的密封处理，从而降低设备的制造成本。

综上所述，本发明提供的等离子体加工设备，在反应腔室内设置本发明提供的加热装置，该加热装置不仅能够对反应腔室进行均匀加热，从而提高反应腔室内部温度的均匀性，进而提高等离子体加工设备的加工质量；而且可以减少因加热装置损坏而导致的设备维修时间，从而提高等离子体加工设备的使用效率，降低设备的运行成本。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种加热装置，包括电阻丝以及第一底座，其特征在于，还包括固定件，所述电阻丝借助所述固定件固定在所述第一底座上。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述固定件为与所述第一底座的周向相对应的凹槽，所述电阻丝设置在所述凹槽内，且所述凹槽扣设在所述第一底座上。

3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述凹槽沿所述第一底座的径向层层递进分布。

4.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，在过所述第一底座轴线的截面上，所述凹槽的形状为圆弧形。

5.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述电阻丝的轴线在水平面上的投影与所述凹槽的轴线在水平面上的投影重合。

6.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述凹槽为连续的结构或包括n个凹槽段，其中n为大于1的整数，所述n个凹槽段均匀设置在所述第一底座上。

7.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，固定在所述凹槽内的所述电阻丝延展系数相同。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的加热装置，其特征在于，还包括第二底座，所述第一底座和所述第二底座相对设置，并且在所述第一底座和所述第二底座的相对面上所述第一底座和所述第二底座中至少一个设有凹部，借助所述凹部形成用于放置所述固定件的中空空间。

9.根据权利要求8所述的加热装置，其特征在于，所述第一底座和第二底座采用不锈钢材料制成，且所述第一底座和第二底座以可拆卸方式固定在一起，以便于后续调整所述电阻丝在所述固定件内的分布。

10.根据权利要求9所述的加热装置，其特征在于，在所述第二底座上设有出线孔，用于将连接所述电阻丝两端的引线从所述中空空间内引出，或者用于将电阻丝的两端从所述中空空间内引出。

11.根据权利要求8所述的加热装置，其特征在于，在所述第一底座上还设有热电偶，所述热电偶用于测量加热装置的温度。

12.一种等离子体加工设备，包括反应腔室以及设置在所述反应腔室内的加热装置，其特征在于，所述加热装置采用权利要求1-11任意一项所述的加热装置。

13.根据权利要求12所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述加热装置借助支撑柱固定在所述反应腔室内的室壁上，在所述加热装置和所述反应腔室的室壁之间还设有反射板。

14.根据权利要求13所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述反射板将所述加热装置与所述反射腔室相对的面完全遮挡。

15.根据权利要求14所述的等离子体加工设备，其特征在于，所述反射板采用不锈钢材料制成，且所述反射板与所述加热装置相对的面为镜面。

16.根据权利要求12所述的等离子体加工设备，其特征在于，在所述反应腔室的室壁上设有套管，所述加热装置的引线自所述套管伸出所述反应腔室外，所述套管的外壁与所述反应腔室的室壁保持密封，所述套管的内壁与所述加热装置的引线之间保持密封。

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