CN111636058A - 一种管式pecvd预热系统实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管式PECVD预热系统实验装置，包括预热箱、预热推舟机构、舟体转移机构和转移支撑架，预热箱设于炉体柜的一侧，预热推舟机构包括推舟导轨和推舟杆组，推舟导轨固定在净化台一侧，推舟导轨上设有推舟滑块，推舟杆组一端固定在推舟滑块上，另一端悬空并且朝向预热箱，推舟杆组上设有可在推舟杆组伸入预热箱之后关闭预热箱入口的预热箱门，转移支撑架固定在净化台上，舟体转移机构设于转移支撑架上，舟体转移机构包括舟体抓手、承重底座和升降组件，转移支撑架上设有转移导轨，升降组件设于称重底座上，升降组件与舟体抓手连接，称重底座可移动的设于推舟导轨上。本发明具有可以快速验证石墨舟预热方案的可行性的优点。

Description

一种管式PECVD预热系统实验装置

技术领域

本发明涉及管式PECVD设备，尤其涉及一种管式PECVD预热系统实验装置。

背景技术

为了提高管式PECVD的产能，缩短工艺是一种重要的方式，在工艺时间中，加热升温的时间占比很大。所以大家都在考虑节省加热升温时间，目前缩短加热升温时间的方法，一种是加大炉体的功率，另一种是在石墨舟送入反应室前将其进行预热，由于设备的空间及能耗成本的限制，之前的设备比较少采用预热方式，但是，随着现有设备的单管载片量越来越大，提高单管载片量来增加产能的方式已经到了一定的瓶颈，所以预热方式来缩短工艺时间的方法又被重新重视起来。现有PECVD设备的单管最大载片量是680片每管，采用双石墨舟的方式，这种最大载片量的设备均未采用预热方式，本发明就是在这个背景下，用一种低成本快速的方法来验证一种预热方式的工艺效果及可行性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低、可快速验证石墨舟预热方案可行性的管式PECVD预热系统实验装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种管式PECVD预热系统实验装置，包括预热箱、预热推舟机构、舟体转移机构和转移支撑架，所述预热箱设于管式PECVD的炉体柜的一侧，所述预热推舟机构包括推舟导轨和用于承载舟体的推舟杆组，所述推舟导轨固定在管式PECVD的净化台一侧，所述推舟导轨上设有推舟滑块，所述推舟杆组一端固定在推舟滑块上，另一端悬空并且朝向预热箱的入口，所述推舟杆组上设有可在推舟杆组伸入预热箱之后关闭预热箱入口的预热箱门，所述转移支撑架固定在所述净化台上，所述舟体转移机构设于转移支撑架上，所述舟体转移机构包括舟体抓手、承重底座和升降组件，所述转移支撑架上设有转移导轨且转移导轨位于推舟导轨的上方，所述升降组件设于称重底座上，所述升降组件与舟体抓手连接以驱动舟体抓手取放舟体，所述称重底座可移动的设于推舟导轨上以便于带着舟体移动至净化台的进出舟装置的上方。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述升降组件包括推拉杠杆、支座和连接座，所述支座固定在称重底座上，所述推拉杠杆铰接于支座上，所述连接座设于推拉杠杆的一端，所述支座于远离连接座的一端设有限制推拉杠杆上下翘动的限位调节件，所述舟体抓手设于连接座上，所述推拉杠杆安装连接座的这一端与支座之间的的距离小于推拉杠杆另一端与支座之间的距离。

所述推拉杠杆远离连接座的一端设有手柄。

所述连接座上设有一安装杆，所述舟体抓手设于安装杆上，所述安装杆与称重底座之间设有导向结构，所述导向结构包括导向杆和直线升降轴承，所述导向杆和直线升降轴承一个设于称重底座上，另一个设于安装杆上，所述导向杆可移动的插装于直线升降轴承内。

所述舟体抓手设置至少一对，所述舟体抓手包括竖向连接板和设于竖直连接板一侧的横向托板，每对的两个舟体抓手间隔布置在安装杆上，每对舟体抓手的两个横向托板相对布置以便从垂直于舟体的方向插入舟体的抓取凹槽。

所述舟体抓手设置至少三个，所述舟体抓手依次间隔设于安装杆上，外端的两个舟体抓手包括竖向连接板和设于竖向连接板一侧的横向托板，中间的各个舟体抓手包括竖向连接板和位于竖直连接板两侧的横向托板，相邻两个舟体抓手的横向托板相向设置以便从垂直于舟体的方向插入舟体的抓取凹槽。

所述转移支撑架为L形支架，所述L支架的横部由多根型材杆纵横连接构成，所述L支架的竖部由多根型材杆纵横连接构成，所述横部固定在净化台上，竖部通过调节地脚立于地基上。

所述推舟杆组包括两根推舟杆，两根推舟杆并排固定连接，其中一根推舟杆长于另一根推舟杆，长的推舟杆的一端通过安装座固定在推舟滑块上。

所述预热箱门穿设在两根推舟杆上，其中一根推舟杆上固定套有用于调节预热箱门铅垂度的竖直调节板，所述竖直调节板通过多个调节螺栓与预热箱门连接；所述安装座与推舟滑块之间设有用于调节推舟杆水平度的翘度调节板，所述翘度调节板通过多个调节螺栓与推舟滑块连接。

所述预热箱包括箱体和设于箱体内的多根红外加热管，所述箱体外壁上设有多个用于检测箱体内舟体温度的温度传感器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的管式PECVD预热系统实验装置，通过专门设计一套用于做石墨舟预热实验的结构，并将该结构与原有净化台上的进出舟装置进行直接对接，预热后的石墨舟可以快速的通过进出舟装置送入反应室，如此可以快速验证石墨舟预热方案的可行性，并提高预热实验的准确性。其推舟杆组的驱动为人力就可以推动，舟体转移机构也是采用人力就可以推动，采用纯手动，所以省去了电机及控制原件的费用，成本很低，在满足实验要求的前提下尽可能节约了成本。再者，由于不是电机或者其他电动元器件作为动力，所以省去了中间好多调试环节，大大缩短了搭实验平台的时间。

(1)本发明的管式PECVD预热系统实验装置，舟体转移机构的杠杆结构设计和转移支撑架的导轨滑块(转移滑块)的设计，巧妙地利用这种省力结构，实现石墨舟的升降和平移。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中预热推舟机构与预热箱之间为位置关系示意图，。

图3是本发明中预热推舟机构的结构示意图。

图4是本发明中预热箱。

图5是本发明中舟体转移机构的结构示意图。

图6是本发明中舟体转移机构的立体结构示意图。

图7是图6中的A处放大图。

图8是本发明中舟体转移机构抓取舟体时的状态示意图。

图中各标号表示：

1、预热箱；11、箱体；12、红外加热管；13、温度传感器；2、预热推舟机构；21、推舟导轨；211、推舟滑块；22、推舟杆组；221、推舟杆；23、安装座；24、预热箱门；25、竖直调节板；26、调节螺栓；27、翘度调节板；3、舟体转移机构；31、舟体抓手；311、竖向连接板；312、横向托板；32、重底座；33、升降组件；331、推拉杠杆；332、支座；333、连接座；334、安装杆；335、限位调节件；336、立板；337、销轴；338、腰孔；34、手柄；35、导向杆；36、直线升降轴承；4、转移支撑架；401、横部；402、竖部；41、转移导轨；411、转移滑块；42、调节地脚；5、炉体柜；6、净化台；7、进出舟装置；8、舟体；81、抓取凹槽。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

要验证管式PECVD预热系统的预热方式，需要先将舟体8放入一个装置中升温，达到一定温度后出来，然后放入反应室进行工艺，然后记录工艺时间，如果缩短的工艺时间及增加的相应能耗达到预期，就能验证预热方式的可行性。由于预热后，舟体8的温度比较高，单纯用人力去抬取是不可行的，所以需要一套机构将预热舟体8放进反应室。在现有设备的基础上，设计一套机构，先将舟体8加热，然后送入设备反应室中进行工艺验证就是本发明的目的。

如图1至图8所示，本实施例的管式PECVD预热系统实验装置，包括预热箱1、预热推舟机构2、舟体转移机构3和转移支撑架4，预热箱1设于管式PECVD的炉体柜5的一侧，预热推舟机构2包括推舟导轨21和用于承载舟体8的推舟杆组22，推舟导轨21固定在管式PECVD的净化台6一侧，推舟导轨21上设有推舟滑块211，推舟杆组22一端固定在推舟滑块211上，另一端悬空并且朝向预热箱1的入口，推舟杆组22上设有可在推舟杆组22伸入预热箱1之后关闭预热箱1入口的预热箱门24，转移支撑架4固定在净化台6上，舟体转移机构3设于转移支撑架4上，舟体转移机构3包括舟体抓手31、承重底座32和升降组件33，转移支撑架4上设有转移导轨41且转移导轨41位于推舟导轨21的上方，升降组件33设于称重底座32上，升降组件33与舟体抓手31连接以驱动舟体抓手31取放舟体8，称重底座32可移动的设于推舟导轨21上以便于带着舟体8移动至净化台6的进出舟装置7的上方。

舟体8优选为石墨舟。本实施例中，以推舟杆组22上承载两个石墨舟为例。配套的预热箱1可容纳两个石墨舟。本实施例的预热系统实验装置需要配合现有的PECVD的单管容纳两个石墨舟的结构，这样可以直接利用现有的PECVD。与本实施例的配合使用的PECVD为双管，即两个反应室，每个反应室内容纳两个石墨舟，反应室位于PECVD的炉体柜5内，炉体柜5一侧的净化台6上有两个进出舟装置7，上下分布，对应两个反应室，进出舟装置7用于将石墨舟送入反应室或者从反应室内取出。本实施例的预热系统实验装置转移支撑架4设在两个进出舟装置7之间。

预热系统实验装置的整个过程是这样的：

两个石墨舟放在推舟杆组22上，手动推动推舟杆组22，推舟滑块211带着推舟杆组22在推舟导轨21上移动，推舟杆组22带着石墨舟伸入预热箱1内，到位后，预热箱门24正好位于预热箱1的入口，将入口关闭，接着，推舟杆组22和石墨舟一起在预热箱1里面加热到一定温度(通常是300℃)，然后手动推动推舟杆组22将双石墨舟取出来并退到合适位置，这时，舟体转移机构3沿转移导轨41移动至双石墨舟上方(转移导轨41与推舟导轨21是垂直的)，升降组件33下降，驱动舟体抓手31抓取石墨舟，升降组件33上升，抬起石墨舟，然后平移至下方的进出舟装置7处，舟体抓手31释放石墨舟，石墨舟落在进出舟装置7上，通过进出舟装置7将已经预热的双石墨舟送进反应室进行工艺，这样就可以测试预热后工艺减少了多长时间。

本发明的这套预热系统实验装置，通过专门设计一套用于做石墨舟预热实验的结构，并将该结构与原有净化台6上的进出舟装置7进行直接对接，预热后的石墨舟可以快速的通过进出舟装置7送入反应室，减少了石墨舟的热量损失，因此可以快速验证石墨舟预热方案的可行性，并提高预热实验的准确性。推舟杆组22的驱动为人力就可以推动，舟体转移机构3也是采用人力就可以推动，采用纯手动，所以省去了电机及控制原件的费用，成本很低，在满足实验要求的前提下尽可能节约了成本。再者，由于不是电机或者其他电动元器件作为动力，所以省去了中间好多调试环节，大大缩短了搭实验平台的时间。当然在其他实施例中，也可以选择动力驱动。

本实施例中，转移导轨41上设有转移滑块411，称重底座32与转移滑块411连接，通过转移滑块411带动称重底座32移动，进而带动舟体抓手31以及其上的舟体8移动，转移滑块411的设置，便于人工操作。

本实施例中，升降组件33包括推拉杠杆331、支座332和连接座333，支座332固定在称重底座32上，推拉杠杆331铰接于支座332上，连接座333设于推拉杠杆331的一端，支座332于远离连接座333的一端设有限制推拉杠杆331上下翘动的限位调节件335，舟体抓手31设于连接座333上，推拉杠杆331安装连接座333的这一端与支座332之间的的距离小于推拉杠杆331另一端与支座332之间的距离。推拉杠杆331远离连接座333的一端设有手柄34。

人工操作手柄34，向下压，推拉杠杆331相对支座332转动，连接座333这一端上翘，实现舟体抓手31上升，抬起石墨舟；相反的，人工操作手柄34，向上提，连接座333这一端下坠，实现舟体抓手31下降，抓取或放下石墨舟。舟体转移机构3的杠杆结构设计和转移支撑架4的导轨滑块(转移滑块411)的设计，巧妙地利用这种省力结构，实现石墨舟的升降和平移。

其中，限位调节件335优选为调节螺钉，其作用为限制手柄34这一侧的推拉杠杆331上翘的幅度，控制连接座333这一侧舟体抓手31的下降幅度，当双石墨舟平移到位的时候，需要升降组件33放下石墨舟，这时调节螺钉可以定位石墨舟的最大下降高度，防止石墨舟因为人力变小掉落，同时防止石墨舟下降过多与进出舟装置7产生碰撞。

本实施例中，连接座333上设有一安装杆334，舟体抓手31设于安装杆334上，转移滑块411包括两个立板336，两个立板336上穿设一销轴337，推拉杠杆331的端部设有腰孔338，腰孔338套在销轴337上，立板336与安装杆334固定连接，推拉杠杆331与连接座333之间采用腰孔338和销轴337的方式连接，在推拉杠杆331上升或者下降时，推拉杠杆331可以在腰孔338内活动，保证连接座333始终处于竖直状态，且不会卡死。安装杆334与称重底座32之间设有导向结构，导向结构包括导向杆35和直线升降轴承36，导向杆35和直线升降轴承36一个设于称重底座32上，另一个设于安装杆334上，导向杆35可移动的插装于直线升降轴承36内。导向杆35设置两个，分设于连接座333的两侧，直线升降轴承36对应设置两个。

本实施例中，舟体抓手31设置三个，舟体抓手31依次间隔设于安装杆334上，外端的两个舟体抓手31包括竖向连接板311和设于竖直连接板311一侧的横向托板312，中间的一个舟体抓手31包括竖向连接板311和位于竖向连接板311两侧的横向托板312，相邻两个舟体抓手31的横向托板312相向设置，构成一对，以便从垂直于舟体8的方向插入舟体8(石墨舟)的抓取凹槽81。需要说明的是，本实施例中，为了节省竖向连接板311的数量，将中间位置的各竖向连接板311上设置两个横向托板312。在其他的实施例中，舟体抓手31可以成对设置，即每个竖向连接板311上设置一个横向托板312，舟体抓手31的数量不做限定，根据实际需要设置。

本实施例中，转移支撑架4为L形支架，L支架的横部401由多根型材杆纵横连接构成，L支架的竖部402由多根型材杆纵横连接构成。型材具有轻质的优点。横部401固定在净化台6上，竖部402通过调节地脚42立于地基上。调节地脚42作用是调节整个机构的高度，使舟体抓手31正好可以抓到推舟杆组22上的双石墨舟。

本实施例中，推舟杆组22包括两根推舟杆221，两根推舟杆221并排固定连接，其中一根推舟杆221长于另一根推舟杆221，长的推舟杆221的一端通过安装座23固定在推舟滑块211上。预热箱门24穿设在两根推舟杆221上，其中一根推舟杆221上固定套有用于调节预热箱门24铅垂度的竖直调节板25，竖直调节板25通过多个调节螺栓26与预热箱门24连接；安装座23与推舟滑块211之间设有用于调节推舟杆221水平度的翘度调节板27，翘度调节板27通过多个调节螺栓26与推舟滑块211连接。

推舟杆221为不锈钢杆，作用是支撑双石墨舟，预热箱门24的作用是当石墨舟在加热的时候封闭预热箱1，竖直调节板25主要是调节预热箱门24的铅垂度(调紧或调松各调节螺栓26)，使其能更好地贴合预热腔，减少热量散出来，设计翘度调节板27，是因为石墨舟放在不锈钢杆上会使不锈钢杆变形，所以翘度调节板27可以调节不锈钢杆的翘度(也是调紧或调松各调节螺栓26)，来是石墨舟保持水平状态，从而顺利进入预热箱1。

本实施例中，预热箱1包括箱体11和设于箱体11内的12根红外加热管12，箱体11外壁上设有多个用于检测箱体11内舟体8温度的温度传感器13。预热箱1是一个不锈钢空心腔体，壁厚是50mm，空心腔壁里面塞满保温棉，起到隔热和保温作用，12根红外加热管12均匀布置在腔体内壁四周，用来加热，灯管的加热区长度比石墨舟长度长，加热区可以覆盖双石墨舟，腔体一侧开4个小孔，并装上温度传感器13，用来检测双石墨舟舟头和舟尾的温度，箱体11可以根据石墨舟的数量设置成拼接的模式，本实施例来两个石墨舟，因此设置箱体11进行拼接。需要说明的是，本实施例以12根红外加热管12为例，本发明不对红外加热管12的数量座限定，根据实际需要设置。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种管式PECVD预热系统实验装置，其特征在于：包括预热箱(1)、预热推舟机构(2)、舟体转移机构(3)和转移支撑架(4)，所述预热箱(1)设于管式PECVD的炉体柜(5)的一侧，所述预热推舟机构(2)包括推舟导轨(21)和用于承载舟体(8)的推舟杆组(22)，所述推舟导轨(21)固定在管式PECVD的净化台(6)一侧，所述推舟导轨(21)上设有推舟滑块(211)，所述推舟杆组(22)一端固定在推舟滑块(211)上，另一端悬空并且朝向预热箱(1)的入口，所述推舟杆组(22)上设有可在推舟杆组(22)伸入预热箱(1)之后关闭预热箱(1)入口的预热箱门(24)，所述转移支撑架(4)固定在所述净化台(6)上，所述舟体转移机构(3)设于转移支撑架(4)上，所述舟体转移机构(3)包括舟体抓手(31)、承重底座(32)和升降组件(33)，所述转移支撑架(4)上设有转移导轨(41)且转移导轨(41)位于推舟导轨(21)的上方，所述升降组件(33)设于称重底座(32)上，所述升降组件(33)与舟体抓手(31)连接以驱动舟体抓手(31)取放舟体(8)，所述称重底座(32)可移动的设于推舟导轨(21)上以便于带着舟体(8)移动至净化台(6)的进出舟装置(7)的上方。

2.根据权利要求1所述的管式PECVD预热系统实验装置，其特征在于：所述升降组件(33)包括推拉杠杆(331)、支座(332)和连接座(333)，所述支座(332)固定在称重底座(32)上，所述推拉杠杆(331)铰接于支座(332)上，所述连接座(333)设于推拉杠杆(331)的一端，所述支座(332)于远离连接座(333)的一端设有限制推拉杠杆(331)上下翘动的限位调节件(335)，所述舟体抓手(31)设于连接座(333)上，所述推拉杠杆(331)安装连接座(333)的这一端与支座(332)之间的的距离小于推拉杠杆(331)另一端与支座(332)之间的距离。

3.根据权利要求2所述的管式PECVD预热系统实验装置，其特征在于：所述推拉杠杆(331)远离连接座(333)的一端设有手柄(34)。

4.根据权利要求2所述的管式PECVD预热系统实验装置，其特征在于：所述连接座(333)上设有一安装杆(334)，所述舟体抓手(31)设于安装杆(334)上，所述安装杆(334)与称重底座(32)之间设有导向结构，所述导向结构包括导向杆(35)和直线升降轴承(36)，所述导向杆(35)和直线升降轴承(36)一个设于称重底座(32)上，另一个设于安装杆(334)上，所述导向杆(35)可移动的插装于直线升降轴承(36)内。

5.根据权利要求4所述的管式PECVD预热系统实验装置，其特征在于：所述舟体抓手(31)设置至少一对，所述舟体抓手(31)包括竖向连接板(311)和设于竖向连接板(311)一侧的横向托板(312)，每对的两个舟体抓手(31)间隔布置在安装杆(334)上，每对舟体抓手(31)的两个横向托板(312)相对布置以便从垂直于舟体(8)的方向插入舟体(8)的抓取凹槽(81)。

6.根据权利要求4所述的管式PECVD预热系统实验装置，其特征在于：所述舟体抓手(31)设置至少三个，所述舟体抓手(31)依次间隔设于安装杆(334)上，外端的两个舟体抓手(31)包括竖向连接板(311)和设于竖直连接板(311)一侧的横向托板(312)，中间的各个舟体抓手(31)包括竖向连接板(311)和位于竖直连接板(311)两侧的横向托板(312)，相邻两个舟体抓手(31)的横向托板(312)相向设置以便从垂直于舟体(8)的方向插入舟体(8)的抓取凹槽(81)。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的管式PECVD预热系统实验装置，其特征在于：所述转移支撑架(4)为L形支架，所述L形支架的横部(401)由多根型材杆纵横连接构成，所述L形支架的竖部(402)由多根型材杆纵横连接构成，所述横部(401)固定在净化台(6)上，竖部(402)通过调节地脚(42)立于地基上。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的管式PECVD预热系统实验装置，其特征在于：所述推舟杆组(22)包括两根推舟杆(221)，两根推舟杆(221)并排固定连接，其中一根推舟杆(221)长于另一根推舟杆(221)，长的推舟杆(221)的一端通过安装座(23)固定在推舟滑块(211)上。

9.根据权利要求8所述的管式PECVD预热系统实验装置，其特征在于：所述预热箱门(24)穿设在两根推舟杆(221)上，其中一根推舟杆(221)上固定套有用于调节预热箱门(24)铅垂度的竖直调节板(25)，所述竖直调节板(25)通过多个调节螺栓(26)与预热箱门(24)连接；所述安装座(23)与推舟滑块(211)之间设有用于调节推舟杆(221)水平度的翘度调节板(27)，所述翘度调节板(27)通过多个调节螺栓(26)与推舟滑块(211)连接。

10.根据权利要求1至6任意一项所述的管式PECVD预热系统实验装置，其特征在于：所述预热箱(1)包括箱体(11)和设于箱体(11)内的多根红外加热管(12)，所述箱体(11)外壁上设有多个用于检测箱体(11)内舟体(8)温度的温度传感器(13)。

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