CN109306473A - 一种气相沉积炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气相沉积炉，包括壳体，所述壳体内腔设置有底部开口的保温室，所述保温室的底部开口处设置有密封板且所述密封板与所述保温室完全分离，所述密封板上贯穿设置有导力杆且所述导力杆与所述密封板固定连接，所述导力杆上段一直延伸至所述保温室内腔且所述导力杆顶部设置有用于工件承载的料板，所述导力杆下段贯穿所述壳体底板且所述导力杆与所述壳体完全分离，所述导力杆底部一直延伸至所述壳体外部且所述导力杆底部设置有重量传感器。本发明提供的该气相沉积炉通过其结构设计，能在线监测正在进行气相沉积的工件的重量变化，有效提高工件的处理质量。

Description

一种气相沉积炉

技术领域

本发明涉及化工设备领域，更具体地说，特别涉及一种气相沉积炉。

背景技术

化学气相沉积技术是应用气态物质在固体表面发生化学反应并产生固态沉积物的一种工艺，它大致包含三步：(1)形成挥发性物质；(2)把上述物质转移至沉积区域；(3)在固体上产生化学反应并产生固态物质。

化学气相沉积法是生产碳碳、碳化硅、氮化硼等复合材料的常用方法，在沉积工艺的进行过程中，产品重量会逐渐增加，但由于目前气相沉积炉结构设计的局限性，现有气相沉积炉都不能在线监测正在进行气相沉积的工件的重量变化，只能是工艺完成后再取出工件进行称量，如此，在气相沉积工艺过程中，操作者无法根据工件的具体沉积状态调整设备的工艺参数及沉积时间，极大影响了工件的处理质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种气相沉积炉，该气相沉积炉通过其结构设计，能在线监测正在进行气相沉积的工件的重量变化，有效提高工件的处理质量。

一种气相沉积炉，包括壳体，所述壳体内腔设置有底部开口的保温室，所述保温室的底部开口处设置有密封板且所述密封板与所述保温室完全分离，所述密封板上贯穿设置有导力杆且所述导力杆与所述密封板固定连接，所述导力杆上段一直延伸至所述保温室内腔且所述导力杆顶部设置有用于工件承载的料板，所述导力杆下段贯穿所述壳体底板且所述导力杆与所述壳体完全分离，所述导力杆底部一直延伸至所述壳体外部且所述导力杆底部设置有重量传感器。

优选地，所述料板的前后左右四个角均设置有导力杆。

优选地，所述导力杆下段套设有波纹管，所述波纹管顶面压紧在所述壳体底板的下表面上，所述波纹管底面压紧在所述重量传感器上。

优选地，所述密封板与所述保温室之间设置有相互匹配的阶梯面。

优选地，所述料板上设置有均匀密布的透气孔。

优选地，所述壳体上设置有用于所述壳体内腔气压监测的压力传感器。

优选地，所述壳体外部设置有控制器，所述压力传感器及所述重量传感器均与所述控制器相连接。

优选地，所述保温室底面与所述壳体底板的上表面之间设置有环形挡板，且所述密封板被所述环形挡板所包围。

优选地，所述密封板上插设有用于所述保温室内气相沉积所需反应气体输入的进气管，所述保温室顶板上插设有用于所述保温室气相沉积反应后气体输出的出气管。

本发明的有益效果是：本发明提供的气相沉积炉具体实施时，壳体与保温室为一个整体而保持静止，随着工件气相沉积层的增加，料板受重越来越大，此时，料板会将重力传导至导力杆，由于导力杆与密封板、料板相固定连接，而密封板与保温室相分离且导力杆与壳体相分离，因此，工件、料板、导力杆、密封板会作为一个整体一起下压在重量传感器上，进而重量传感器便可以测出此时的重量数据，再减去原始气相沉积前工件、料板、导力杆、密封板的重量数据，进而便可以得出工件上气相沉积层的重量。从而无需再等工件出炉就能在线监测正在进行气相沉积的工件的重量变化，有效提高工件的处理质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的气相沉积炉的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上段”、“下段”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1，图1提供了本发明的一种具体实施例，其中，图1为本发明实施例所提供的气相沉积炉的整体结构示意图。

如图1所示，本发明提供的该气相沉积炉可以在线监测正在进行气相沉积的工件的重量变化，有效提高工件的处理质量。

本发明提供的该气相沉积炉包括壳体1，保温室2，密封板3，导力杆4，料板5，重量传感器6，波纹管7，压力传感器8，环形挡板9，进气管10，出气管11。

本方案中，该气相沉积炉包括壳体1，壳体1为该气相沉积炉的主体支撑机构。壳体1的具体形状和尺寸可以根据实际需要进行选择设计。具体地，考虑到本方案重量传感器6测重的要求，壳体1一般悬空架设。

本方案中，壳体1内腔设置有底部开口的保温室2，保温室2的底部开口处设置有密封板3，密封板3与保温室2完全分离。具体地，保温室2用于给工件的气相沉积过程提供相应的环境空间。密封板3用于保温室2底部开口的密封，从而确保工件进行气相沉积操作时所需的气氛。

本设计中密封板3与保温室2完全分离，即在保温室2与壳体1一起保持静止时，密封板3可以相对于保温室2上下移动，当然，密封板3上下移动的距离不能超出规定限度，否则便会影响保温室2的密封效果。具体地，本申请中所描述的密封板3与保温室2完全分离，既可以是密封板3与保温室2紧密贴合在一起，也可以是密封板3与保温室2之间设置有一定间隙，当然，该间隙的宽度大小不能影响保温室2本身所要求的密封程度。

密封板3上贯穿设置有导力杆4，导力杆4与所述密封板3固定连接，导力杆4上段一直延伸至所述保温室2内腔且所述导力杆4顶部设置有用于工件承载的料板5。本方案中，导力杆4用于重量的传导，导力杆4、密封板3、料板5三者相固定连接，也就是说，导力杆4、密封板3、料板5三者可以同上同下。

导力杆4下段贯穿所述壳体1底板且所述导力杆4与所述壳体1完全分离。本设计中导力杆4与壳体1完全分离，也就是说，壳体1并不随导力杆4一起上下运动，导力杆4受重下移时，壳体1仍保持静止。具体地，本申请中所描述的导力杆4与壳体1完全分离，既可以是导力杆4与壳体1紧密贴合在一起，也可以是导力杆4与所述壳体1之间稍微设置有一定的间隙，当然，该间隙的宽度大小不能影响壳体1本身的密封要求。

导力杆4底部一直延伸至所述壳体1外部且所述导力杆4底部设置有重量传感器6。重量传感器6用于导力杆4、密封板3、料板5以及料板5上工件重量的测量。也就是说，导力杆4、密封板3、料板5以及料板5上工件作为一个整体且可随工件上气相沉积层的增加而下移，壳体1与保温室2为另一个整体且保持恒定静止，上述两个整体之间是相互独立的，重量传感器6测量的是前一个整体的重量。

具体实施过程中，壳体1与保温室2为一个整体而保持静止，料板5随着上方的工件气相沉积层的增加，料板5受重会越来越大，此时，料板5会将重力传导至导力杆4，由于导力杆4与密封板3、料板5相固定连接，而密封板3与保温室2相分离，导力杆4又与壳体1相分离，因此，气相沉积后工件、料板5、导力杆4、密封板3会作为一个整体一起下压在重量传感器6上，进而重量传感器6便可以测出此时的重量数据，再减去原始气相沉积前工件、料板5、导力杆4、密封板3的重量数据，进而便可以得出工件上气相沉积层的重量。

本实施例中，为进一步精准的检测工件上气相沉积层的重量，优选地，所述料板5的前后左右四个角均设置有导力杆4。具体地，本设备采用4个重量传感器6称量，工件、料板5、密封板3一起通过4根导力杆4分别垂直压在4个电子称重传感器上，通过对4个重量传感器6的电信号进行分析处理，即可测量出总重量。

本实施例中，考虑到气相沉积工艺过程中保温室2内往往处于一定的负压状态，并且需要从外部通入工艺气体并使工艺气体穿过壳体1且进入保温室2内与工件发生气相沉积反应，为进一步提高设备内腔的密封性能，防止壳体1与导力杆4连接处漏气，同时为避免壳体1与导力杆4之间的连接对重量传感器6造成干扰。本方案中，所述导力杆4下段套设有波纹管7，所述波纹管7顶面压紧在所述壳体1底板的下表面上，所述波纹管7底面压紧在所述重量传感器6上。

如此，当导力杆4上重量加大造成重量传感器6受压下移引起重量传感器6与壳体1之间间距变大时，波纹管7可以及时伸长补偿该距离，确保波纹管7顶面持续压紧在壳体1底板的下表面上，防止气体从壳体1与导力杆4的连接处泄露。该过程中，由于壳体1本身一般悬空架设，在壳体1本身重量不变且保持静止的情况下，壳体1通过波纹管7传递到重量传感器6上的力保持不变，从而基本不会影响到工件的称重。

本实施例中，所述密封板3与所述保温室2之间设置有相互匹配的阶梯面。通过相互匹配的阶梯面，所述密封板3与所述保温室2之间可以形成阶梯状非接触式隔热结构，具体地，密封板3通过导力杆4压在重量传感器6上，并且与侧面保温室2采用阶梯状非接触式隔热结构，既可以避免设备侧面保温室2造成影响，又可以确保保温室2内部具有良好的保温隔热效果。

本实施例中，为加强工件的气相沉积的质量，优选地，所述料板5上设置有均匀密布的透气孔。

本实施例中，所述壳体1上设置有用于所述壳体内腔气压监测的压力传感器8。具体地，由于本发明提供的该气相沉积炉进行沉积操作是在负压下进行，如此，设备内外压差可能会对设备的称重造成一定影响，并且压力大小与压差成正比，因此，本发明在设备上专门设置压力传感器8检测设备内的压力大小，通过压力传感器8的压力大小及时进行相应的数据修正来消除设备内外压差对称重造成的干扰，从而进一步提高称重结果的精准性。

本实施例中，为进一步方便本方案的自动化控制，优选地，所述壳体1外部设置有控制器(图中未标示)，所述压力传感器8及所述重量传感器6均与所述控制器相连接。

本实施例中，所述保温室2底面与所述壳体1底板的上表面之间设置有环形挡板9，且所述密封板3被所述环形挡板9所包围。具体地，本方案通过设置环形挡板9可以避免气体从密封板3与保温室2之间的间隙中跑出来，使工艺气体必须经过保温室2与工件发生反应。

本实施例中，优选地，所述密封板3上插设有用于所述保温室2内气相沉积所需反应气体输入的进气管10，所述保温室顶板上插设有用于所述保温室2气相沉积反应后气体输出的出气管11。

以上对本发明所提供的一种气相沉积炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种气相沉积炉，其特征在于，包括壳体，所述壳体内腔设置有底部开口的保温室，所述保温室的底部开口处设置有密封板且所述密封板与所述保温室完全分离，所述密封板上贯穿设置有导力杆且所述导力杆与所述密封板固定连接，所述导力杆上段一直延伸至所述保温室内腔且所述导力杆顶部设置有用于工件承载的料板，所述导力杆下段贯穿所述壳体底板且所述导力杆与所述壳体完全分离，所述导力杆底部一直延伸至所述壳体外部且所述导力杆底部设置有重量传感器。

2.根据权利要求1所述的气相沉积炉，其特征在于，所述料板的前后左右四个角均设置有导力杆。

3.根据权利要求1所述的气相沉积炉，其特征在于，所述导力杆下段套设有波纹管，所述波纹管顶面压紧在所述壳体底板的下表面上，所述波纹管底面压紧在所述重量传感器上。

4.根据权利要求1所述的气相沉积炉，其特征在于，所述密封板与所述保温室之间设置有相互匹配的阶梯面。

5.根据权利要求1所述的气相沉积炉，其特征在于，所述料板上设置有均匀密布的透气孔。

6.根据权利要求1所述的气相沉积炉，其特征在于，所述壳体上设置有用于所述壳体内腔气压监测的压力传感器。

7.根据权利要求6所述的气相沉积炉，其特征在于，所述壳体外部设置有控制器，所述压力传感器及所述重量传感器均与所述控制器相连接。

8.根据权利要求1所述的气相沉积炉，其特征在于，所述保温室底面与所述壳体底板的上表面之间设置有环形挡板，且所述密封板被所述环形挡板所包围。

9.根据权利要求1所述的气相沉积炉，其特征在于，所述密封板上插设有用于所述保温室内气相沉积所需反应气体输入的进气管，所述保温室顶板上插设有用于所述保温室气相沉积反应后气体输出的出气管。