CN113718228A - 基材镀膜系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基材镀膜系统，包括供气机构、反应炉以及抽气机构，所述反应炉包括第一炉体，以及位于所述第一炉体内的第二炉体，所述第一炉体与所述第二炉体之间为中间腔，所述第一炉体开设有排气口，所述第二炉体具有进气口与出气口；所述供气机构通过工艺气路与所述进气口相连通；所述抽气机构通过抽气管与所述排气口相连通，所述第二炉体连接有出气管，所述出气管的一端与所述出气口相连通，另一端穿过排气口并延伸至所述抽气管，且所述出气管与所述抽气管之间呈间隙配合，该间隙开放于所述中间腔，该方案相对于现有技术，抽气机构将第二炉体内的工艺气体抽出时，能够避免工艺气体对中间腔污染。

Description

基材镀膜系统

技术领域

本申请涉及镀膜设备领域，特别是涉及一种基材镀膜系统。

背景技术

镀膜系统包括供气机构、反应炉以及抽气机构，其中反应炉包括第一炉体，以及位于第一炉体内的第二炉体。基材在镀膜时，将基材放置在第二炉体内，通过抽气机构对第一炉体与第二炉体之间的空间进行抽气，同时将第一炉体加热到设定的温度，供气机构将工艺气体输送至第二炉体内，在基材镀膜结束后，需要将第二炉体内的工艺气体完全排出，等冷却下来停泵开腔体取出产品。

上述镀膜系统中，需要独立的抽气机构分别对第一炉体与第二炉体进行抽气，造成镀膜系统结构复杂，增加制造成本。

发明内容

本申请提供的一种基材镀膜系统，用于解决现有技术中需要独立的抽气机构需要分别对第一炉体与第二炉体进行抽气，造成镀膜系统结构复杂，增加制造成本的技术问题。

本申请提供一种基材镀膜系统，包括供气机构、反应炉以及抽气机构；

所述反应炉包括第一炉体，以及位于所述第一炉体内的第二炉体，所述第一炉体与所述第二炉体之间为中间腔，所述第一炉体开设有排气口，所述第二炉体具有进气口与出气口；

所述供气机构通过工艺气路与所述进气口相连通；

所述抽气机构通过抽气管与所述排气口相连通，所述第二炉体连接有出气管，所述出气管的一端与所述出气口相连通，另一端穿过排气口并延伸至所述抽气管，且所述出气管与所述抽气管之间呈间隙配合，该间隙开放于所述中间腔。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述供气机构包括原料罐，以及与所述原料罐通过管路相连通的混合装置，所述工艺气路的一端与所述混合装置相连通，另一端穿设过所述第二炉体与所述进气口相连通。

可选的，所述混合装置包括第一混合仓以及与所述第一混合仓相连通的第二混合仓，所述第一混合仓与所述原料罐相连通，所述第二混合仓与所述工艺气路相连通；

所述第二混合仓设置有用于调节所述第二混合仓温度的控温装置。

可选的，所述出气管与所述第一炉体之间设置有保持架，所述保持架用与保持所述出气管与所述抽气管之间的相对位置。

可选的，所述保持架包括：

安装于所述第一炉体内壁并围设所述排气口的安装环；

连接于所述出气管的外壁周向与所述安装环之间的多根固定条。

可选的，所述抽气机构包括：

冷却罐，所述冷却罐通过所述抽气管与所述排气口相连通；

过滤罐，所述过滤罐通过管路与所述冷却罐相连通；

通过工艺抽气支路与所述过滤罐相连通的泵组。

可选的，所述抽气管的外侧设置有加热层。

可选的，所述工艺抽气支路包括主支路以及副支路，所述主支路与所述副支路分别与所述泵组以及所述过滤罐相连通；

所述主支路和/或所述副支路设置有阀门。

可选的，所述副支路的两端分别与主支路相连通；

设置于所述主支路上的阀门，位于所述副支路与所述主支路的两个连接处之间。

可选的，所述反应炉还包括：

设置于所述中间腔内的调温装置；

设置于所述第二炉体内并用于承托基材的置物台；

与所述置物台连接并用于驱动置物台升降和旋转的驱动装置。

本申请的一种基材镀膜系统，抽气机构能够同时抽取第一炉体以及第二炉体内的气体，以简化镀膜系统的结构。同时，在将第二炉体内的工艺气体抽出时，能够避免工艺气体对中间腔污染。

附图说明

图1为本申请提供的一实施例的基材镀膜系统的结构示意图；

图2为本申请提供的一实施例的基材镀膜系统的结构示意图；

图3为图1中的供气机构的结构示意图；

图4为图1中的抽气机构的结构示意图；

图5为图1中的反应炉的结构示意图；

图6为图5中反应炉省略第一盖板的结构示意图；

图7为图5中反应炉省略第一盖板的结构示意图；

图8为图6中反应炉省略第二盖板的结构示意图；

图9为图8中反应炉省略分气盘的结构示意图；

图10为图9中A部放大的结构示意图；

图11为图9中驱动装置的结构示意图。

图中附图标记说明如下：

100、基材镀膜系统；

10、反应炉；11、第一炉体；111、第一筒体；112、第一盖板；113、排气口；114、导轨；115、竖轴；116、卡扣；12、第二炉体；122、出气口；123、第二筒体；124、第二盖板；125、分气盘；126、出气管；127、保持架；1271、安装环；1272、固定条；128、滑轮；15、置物台；16、驱动装置；161、第一电机；162、转筒；163、第二电机；164、推杆；165、底盘；166、导向杆；167、辐条；168、齿轮组；1681、轮架；1682、主动齿轮；1683、从动齿轮；

20、供气机构；21、工艺气路；22、原料罐；23、混合装置；231、第一混合仓；232、第二混合仓；

30、抽气机构；31、抽气管；32、冷却罐；33、过滤罐；34、工艺抽气支路；341、主支路；342、副支路；343、阀门；35、泵组。

具体实施方式

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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

其中一实施例中，如图1至图11所示，本申请提供一种基材镀膜系统100，应用于在石墨基材上面沉积碳化硅薄膜，基材镀膜系统100包括供气机构20、反应炉10以及抽气机构30；

反应炉10包括第一炉体11，以及位于第一炉体11内的第二炉体12，第一炉体11与第二炉体12之间为中间腔，第二炉体12具有进气口与出气口122。

供气机构20通过工艺气路21与进气口相连通，抽气机构30通过抽气管31与出气口122相连通。

进一步地，第一炉体11开设有排气口113，抽气机构30通过抽气管31与排气口113相连通，第二炉体12连接有出气管126，出气管126的一端与出气口122相连通，另一端穿过排气口113并延伸至抽气管31，且出气管126与抽气管31之间呈间隙配合，该间隙开放于中间腔。

抽气机构30能够同时抽取第一炉体11以及第二炉体12内的气体，以简化镀膜系统100的结构。同时，在将第二炉体12内的工艺气体抽出时，能够避免工艺气体对中间腔污染。

将基材放置在第二炉体12内，通过抽气机构30对中间腔进行抽气，同时将第一炉体11加热到设定的温度，供气机构20将工艺气体输送至第二炉体12内，在基材镀膜结束后，再抽气循环几次保证工艺气体完全排出，等冷却下来停泵开腔体取出产品。

其中，中间腔为真空腔体，此处的真空腔体可以为真空或接近于真空，以使中间腔不易污染，还能够使热量不易快速散发。

在另一实施例中，如图9及图10所示，出气管126与抽气管31之间设置有保持架127，保持架127用与保持出气管与抽气管31之间的相对位置。

优选地，保持架127包括：

安装于第一炉体11内壁并围设排气口113的安装环1271；

连接于出气管126的外壁周向与安装环1271之间的多根固定条1272。

在另一实施例中，如图3所示，供气机构20包括原料罐22，以及与原料罐22通过管路相连通的混合装置23，工艺气路21的一端与混合装置23相连通，另一端穿设过第二炉体12与进气口相连通。第一炉体11上设置有将工艺气路21与进气口相连通的接头，原料罐22用于储存工艺气体，原料罐22的底部通过管路将工艺气体输送至混合装置23内进行混合，然后通过工艺气路21输送至第二炉体12内与基材进行工艺反应。

在另一实施例中，混合装置23包括第一混合仓231以及与第一混合仓231相连通的第二混合仓232，第一混合仓231与原料罐22相连通，第二混合仓232与工艺气路21相连通。

原料罐22、第一混合仓231以及第二混合仓232为分体设置，可根据场地和客户需求灵活调整放置地点和数量，满足不同工艺需求。工艺气体通过第一混合仓231进行混合后，在进入到第二混合仓232内进行混合。通过第一混合仓231的混合，以减少制备工艺气体的设备投入和反应时间。

进一步地，第二混合仓232设置有用于调节第二混合仓232温度的控温装置。控温装置包裹于第二混合仓232外侧壁，通过电加热第二混合仓232。

因工艺气体在常温下为液体所以需加热使其变为气体状态，控温装置能够加热第二混合仓232，可有效的保护工艺气体应在常温状态下液化，同时兼具存储作用，配合恒温机可实现-5度到100度的温度控制，用来适用不同工艺下的气体。

在另一实施例中，如图4所示，抽气机构30包括：

冷却罐32，冷却罐32通过抽气管31与排气口113相连通；

过滤罐33，过滤罐33通过管路与冷却罐32相连通；

通过工艺抽气支路34与过滤罐33相连通的泵组35。

工艺气体在第二炉体12内反应会产生氯硅烷，氯硅烷与水反应会生成固体颗粒，破坏泵组35，所以根据其物理特性需要冷却到60℃一下才能液化，冷却罐32把气体中的氯硅烷成分冷却在罐子中，避免进入泵组35对泵造成损坏。

过滤罐33用来过滤微小颗粒物质，保护泵组35，避免出现应颗粒堆积而造成泵组35卡死的情况发生。

其中，泵组35包括第一级泵、第二级泵以及第三级泵，其中第一级泵为液环泵，第二级泵为气冷罗茨，第三级泵为罗茨泵，因尾气中有氢气和腐蚀性气体，泵组35内需要镀防腐涂层，并且在液环泵的气液分离桶中的液体做酸碱平衡，已减少液环泵的腐蚀。第二级泵采用气冷罗茨这样可使第一级泵和第三级泵的压差增大，避免出现普通罗茨泵的应为压差大而过热的情况。同时在一些特殊工艺时只需开第一级泵以及第二级泵就行，无需开第三级泵，在此不再进行阐述。

在另一实施例中，为了使进入到抽气管31内的废气不会出现变化，抽气管31的外侧设置有加热层。

在另一实施例中，工艺抽气支路34包括主支路341以及副支路342，主支路341与副支路342分别与泵组35以及过滤罐33相连通；

主支路341和/或副支路342设置有阀门343。

在对基材进行镀膜时，不需要那么多的抽气量，此时通过调节阀门343(关闭主支路341或副支路342，或调节主支路341或副支路342的流量)，从而实现气量大小的调节，来适应不同工艺下的抽气量。

进一步地，为了简化工艺抽气支路34的结构，副支路342的两端分别与主支路341相连通；

设置于主支路341上的阀门343，位于副支路342与主支路341的两个连接处之间。

在另一实施例中，如图5至图11所示，设置于第二炉体12内并用于承托基材的置物台15，设置于中间腔内的调温装置，以及与置物台15连接并用于驱动置物台15升降和旋转的驱动装置16。

反应炉10采用常规卧式圆形腔体常规压力容器设计，可在正压和负压环境工作，可满足多种工艺的需求，减少制作成本和维护方便。置物台15通过旋转可实现基材镀层的全方位覆盖，使镀层均匀，同时置物台15能够升降，保证基材在上下方向的均匀覆盖。

在另一实施例中，第一炉体11包括第一筒体111以及分别扣合于第一筒体111两端的两个第一盖板112，第二炉体12能够通过第一筒体111的其中一端进入第一炉体11内。

各第一盖板112分别通过竖轴115与第一筒体111铰接，同时各第一盖板112分别通过卡扣116能够固定在第一筒体111。各第一盖板112的端面与第一筒体111对应端的端面相贴合，以使第一炉体11内的空间密封。

在另一实施例中，第二炉体12包括第二筒体123以及分别扣合于第二筒体123两端的两个第二盖板124，两个第二盖板124中，其中一个设置有进气口，另一个设置有出气口122。

各第二盖板124分别通过螺栓可拆卸固定于第二筒体123，各第二盖板124的端面与第二筒体123对应端的端面相贴合，以使第二炉体12内的空间密封。

在另一实施例中，为了使进入到第二炉体12内的工艺气体流动均匀，第二炉体12内还设有至少两个分气盘125，各分气盘125的周缘均与第二炉体12的内壁相连接，并分别与两个第二盖板124相对布置。

其中，为了便于分气盘125安装于第二炉体12内，各分气盘125的周缘设置有折边，折边与第二炉体12的内壁相贴合。

在本实施方式中，分气盘125的数量为两个，其中一个分气盘125与设置有进气口的第二盖板124相对布置，另一个分气盘125与设置有出气口122的第二盖板124相对布置。当然，在其它实施方式中，分气盘125的数量可以根据实际需要进行调整，在此不在进行阐述。

在另一实施例中，驱动装置16包括安装于第一炉体11外侧壁的第一电机161，与电机联动的转筒162，安装于转筒162的第二电机163，以及位于转筒162内的推杆164；

转筒162依次穿过第一炉体11以及第二炉体12；推杆164随转筒162转动，并通过第二电机163驱动沿转筒162轴向运动，推杆164与置物台15相连接。

具体地，第一电机161通过齿轮组168与转筒162联动，齿轮组168包括轮架1681以及安装于轮架1681内的主动齿轮1682与从动齿轮1683，轮架1681安装于第一炉体11的外侧壁，转筒162转动安装于轮架1681，并延伸至轮架1681内与从动齿轮1683同轴设置，第一电机161的输出轴与主动齿轮1682连接，主动齿轮1682与从动齿轮1683直接或间接啮合；第二电机163固定与轮架1681上，第二电机163的输出轴与推杆164连接。其中，第二电机163为推杆164电机。

在另一实施例中，驱动装置16还包括底盘165以及导向杆166，底盘165与转筒162顶端固定连接，底盘165周向设置有导向套；导向杆166的一端与推杆164的顶端连接，另一端延伸出导向套与置物台15的底部连接，导向杆166能够沿导向套滑动；推杆164通过导向杆166与置物台15联动。

其中，底盘165通过焊接或螺栓等连接方式与转筒162的顶部固定连接。为了使置物台15的运动更加稳定，导向杆166的数量为至少三根，且均匀间隔分布于底盘165的周向。当然，在其它实施方式中，导向杆166的数量也可以根据实际需要进行设置，在此不再进行阐述。

导向套具有与导向杆166配合的导向孔。在本实施方式中，导向套与底盘165为一体设置。当然，在其它实施方式中，导向套也可以与底盘165分体设置。

在另一实施例中，导向套的径向处在转筒162的外侧；

驱动装置16还包括辐条167，辐条167固定于推杆164的顶端，并沿推杆164的径向延伸至转筒162的外侧，导向杆166底端固定于辐条167，转筒162的侧壁开设有避让辐条167的避让口。

辐条167通过螺栓或焊接等方式固定于推杆164，为了使辐条167有一定的支撑强度，辐条167具有宽度。

在另一实施例中，调温装置包括冷却件、加热件以及保温层，冷却件设置于第一炉体11内侧壁并用于冷却中间腔；加热件设置于第二炉体12外侧壁并用于加热第二炉体12；保温层包裹第二炉体12的外侧壁，加热件位于保温层与第二炉体12之间。

第一炉体11内设置有冷却夹层，冷却件置于冷却夹层内。冷却件为冷却管，冷却管通泵与外部水源相连通，泵将外部水源的冷却水输送到冷却水管，可以对中间腔进行降温。

第二炉体12设置有加热夹层，加热件置于加热夹层内。加热件的数量为多个，各加热件沿第二筒体123的轴线延伸，并均匀间隔围设于第二炉体12的外侧壁。

因镀膜时温度较高需要一定的保温、密闭性和耐热性，保温层的设置能够避免加热件产生的高温将外部金属融化，同时还能防止热量流失。

在另一实施例中，为了便于第二炉体12进入到第一炉体11内，第一炉体11的内壁与第二炉体12的外壁两者中，其中一者设置有导轨114，另一者设置有与导轨114配合的滑轮128。

在本实施方式中，第一炉体11的内壁设置有导轨114，第二炉体12的外壁设置有滑轮128。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.基材镀膜系统，包括供气机构、反应炉以及抽气机构，其特征在于，

所述反应炉包括第一炉体，以及位于所述第一炉体内的第二炉体，所述第一炉体与所述第二炉体之间为中间腔，所述第一炉体开设有排气口，所述第二炉体具有进气口与出气口；

所述供气机构通过工艺气路与所述进气口相连通；

所述抽气机构通过抽气管与所述排气口相连通，所述第二炉体连接有出气管，所述出气管的一端与所述出气口相连通，另一端穿过排气口并延伸至所述抽气管，且所述出气管与所述抽气管之间呈间隙配合，该间隙开放于所述中间腔。

2.根据权利要求1所述的基材镀膜系统，其特征在于，所述供气机构包括原料罐，以及与所述原料罐通过管路相连通的混合装置，所述工艺气路的一端与所述混合装置相连通，另一端穿设过所述第二炉体与所述进气口相连通。

3.根据权利要求2所述的基材镀膜系统，其特征在于，所述混合装置包括第一混合仓以及与所述第一混合仓相连通的第二混合仓，所述第一混合仓与所述原料罐相连通，所述第二混合仓与所述工艺气路相连通；

所述第二混合仓设置有用于调节所述第二混合仓温度的控温装置。

4.根据权利要求1所述的基材镀膜系统，其特征在于，所述出气管与所述第一炉体之间设置有保持架，所述保持架用与保持所述出气管与所述抽气管之间的相对位置。

5.根据权利要求4所述的基材镀膜系统，其特征在于，所述保持架包括：

安装于所述第一炉体内壁并围设所述排气口的安装环；

连接于所述出气管的外壁周向与所述安装环之间的多根固定条。

6.根据权利要求1所述的基材镀膜系统，其特征在于，所述抽气机构包括：

冷却罐，所述冷却罐通过所述抽气管与所述排气口相连通；

过滤罐，所述过滤罐通过管路与所述冷却罐相连通；

通过工艺抽气支路与所述过滤罐相连通的泵组。

7.根据权利要求1或6所述的基材镀膜系统，其特征在于，所述抽气管的外侧设置有加热层。

8.根据权利要求6所述的基材镀膜系统，其特征在于，所述工艺抽气支路包括主支路以及副支路，所述主支路与所述副支路分别与所述泵组以及所述过滤罐相连通；

所述主支路和/或所述副支路设置有阀门。

9.根据权利要求8所述的基材镀膜系统，其特征在于，所述副支路的两端分别与主支路相连通；

设置于所述主支路上的阀门，位于所述副支路与所述主支路的两个连接处之间。

10.根据权利要求1所述的基材镀膜系统，其特征在于，所述反应炉还包括：

设置于所述中间腔内的调温装置；

设置于所述第二炉体内并用于承托基材的置物台；

与所述置物台连接并用于驱动置物台升降和旋转的驱动装置。

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