CN208201117U - 一种具有多个热丝装置的cvd金刚石涂层设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于真空镀膜的技术领域，具体涉及一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，包括腔体装置(1)、多个热丝装置(2)、主架装置(3)、冷却装置(4)和驱动装置(5)，所述主架装置(3)设置于所述腔体装置(1)内，所述主架装置(3)包括机架(31)及均布于所述机架(31)的多个载物台(32)，所述机架(31)与所述驱动装置(5)的输出端连接，多个所述载物台(32)分别对应于多个所述热丝装置(2)，且多个所述载物台(32)均与所述冷却装置(4)连通。本实用新型采用多个热丝装置的设计，能够提高涂层过程安全系数，满足同一批次涂层产品的不同种类的要求，使涂层过程更加高效、安全、灵活。

Description

一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备

技术领域

本实用新型属于真空镀膜的技术领域，具体涉及一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备。

背景技术

化学气相沉积(CVD) 是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料，大多数金属材料和金属合金材料。从理论上来说，它是很简单的：两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内，然后他们相互之间发生化学反应，形成一种新的材料，沉积到晶片表面上。现有技术的CVD 金刚石涂层设备的涂层效果不理想和涂覆的产品使用寿命短。

此外，在中国专利文件中公开了CVD 金刚石涂层设备(公开号CN 204661823 U)，其包括，包括真空泵、镀膜箱体和基片架，所述真空泵与所述镀膜箱体连通，所述镀膜箱体具有镀膜腔，所述基片架设置于所述镀膜腔内，在所述基片架的两侧分别设置有电极钼架，两个所述电极钼架之间连接有钽丝。在基片架上安放需镀膜的样品，然后通过真空泵将镀膜腔抽气至真空状态，接着通入反应气体甲烷和氮气，再利用钽丝碳化后加热产生高温将氢气裂解电离成氢原子和等离子体，氢原子等离子体再将甲烷中的氢元素剥离形成大量有活性化学键的碳，碳碳相连组成金刚石，最后使得金刚石涂覆在样品上。上述方法一定解决了涂层效果不理想和涂覆的产品使用寿命短的问题，但是这种方案至少还存在以下缺陷，涂层过程安全系数不够高，同一批次涂层产品的种类不够灵活的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，能够提高涂层过程安全系数，满足同一批次涂层产品的不同种类要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，包括腔体装置、多个热丝装置、主架装置、冷却装置和驱动装置，所述主架装置设置于所述腔体装置内，所述主架装置包括机架及均布于所述机架的多个载物台，所述机架与所述驱动装置的输出端连接，多个所述载物台分别对应于多个所述热丝装置，且多个所述载物台均与所述冷却装置连通。将多个热丝装置安装在一个腔体装置内，可以大大提高工件的装载量，提高生产效率。

作为本实用新型所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备的一种改进，所述机架包括升降杆和安装平台，所述安装平台设置于所述升降杆的顶部，多个所述载物台均匀分布在所述安装平台的边缘，所述升降杆包括圆柱及与所述圆柱连接连接为一体的齿杆，所述圆柱同轴连接有齿轮。采用圆柱和齿杆一体设计，能在通一个升降杆上实现旋转和升降。

作为本实用新型所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备的一种改进，所述升降杆内部为空心结构；所述载物台为“V”形结构。升降杆采用空心设计，增加空间放置管道，使管道无需跟随升降杆运动，有效利用升降杆内的空间。

作为本实用新型所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备的一种改进，所述腔体装置包括腔体、通气管和抽气管，所述通气管和所述抽气管的一端均连通于所述腔体，所述通气管的另一端连通于反应气体装置，所述抽气管的另一端连通于抽真空装置；所述通气管和所述抽气管均连接有阀门。增加阀门，使腔体保持真空状态，同时防止腔体内反应气体外泄，采用通气管和抽气管分开设计，防止操作不便导致漏气。

作为本实用新型所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备的一种改进，所述热丝装置包括电源、电极和丝架，所述电极通过电缆与所述电源电连接，所述丝架两端连接所述电极，所述电源设置有正极和负极，所述电极设置有正电极和负电极，所述正电极连接所述正极，所述负电极连接所述负极，所述丝架设置有金属球和热丝，所述金属球拉直所述热丝。增加金属球，防止热丝在没有拉直的情况下镀膜，影响镀膜的效果。

作为本实用新型所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备的一种改进，所述冷却装置包括供冷装置、通道、缸体及多个与所述缸体连通的管体，所述通道插设于所述升降杆内，所述通道的一端设置有供冷装置，所述通道的另一端与所述缸体连通，所述缸体固定于所述安装平台的中央，多个所述管体均与所述缸体连通，多个所述管体分别对应于多个所述载物台。增加缸体，使通道无需直接连通管体，降低由于通道旋转而泄露的风险。

作为本实用新型所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备的一种改进，所述供冷装置为供水装置。增加供水装置起到冷却作用。

作为本实用新型所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备的一种改进，所述供冷装置为空调装置。增加空调装置起到冷却作用。

作为本实用新型所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备的一种改进，所述驱动装置包括柱体、第一电机、第二电机和支架，所述第一电机和所述第二电机设置在所述柱体，所述支架设置在所述柱体的底部，所述柱体的顶部设置有连接孔，所述第一电机输出端连接所述齿轮。增加第一电机带动齿轮，从而带动升降杆转动，增加支架，防止升降杆错位，同时起到固定整个装置的作用。增加第一电机输出端带动齿轮旋转，从而带动升降杆旋转。

作为本实用新型所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备的一种改进，所述升降杆穿过所述连接孔与所述柱体连接，所述第二电机输出端连接所述齿杆。增加第二电机输出端通过带动齿杆升降，从而带动升降杆升降运动。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括腔体装置、多个热丝装置、主架装置、冷却装置和驱动装置，所述主架装置设置于所述腔体装置内，所述主架装置包括机架及均布于所述机架的多个载物台，所述机架与所述驱动装置的输出端连接，多个所述载物台分别对应于多个所述热丝装置，且多个所述载物台均与所述冷却装置连通。将多个热丝装置安装在一个腔体装置内，可以大大提高工件的装载量，提高生产效率，同时，发生意外断丝时，无需停止镀膜，只要通过控制驱动装置转换载物台的位置。得益于多个载物台，每一个丝架及对应的载物台可以单独控制一种工艺，所以能够在同一批次完成不同产品的生产，具备灵活性。实用新型针对一套载物台与一套热丝装置相对应的缺点，采用多个载物台与多个热丝装置相对应，主架装置不仅在竖直方向上升和下降，而且能在同一个平面上进行旋转，能自动完成转换对应的热丝装置，实现无需停止镀膜，有效解决涂层过程安全系数不够高，同一批次涂层产品的种类不够灵活的问题，从而大大提高镀膜产品的生产效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的剖视示意图。

图3为本实用新型下降状态的示意图。

图4为本实用新型上升状态的示意图。

其中：1-腔体装置；2-热丝装置；3-主架装置；4-冷却装置；5-驱动装置；11-腔体；12-通气管；13-抽气管；21-电源；22-电极；23-丝架；211-正极；212-负极；221-正电极；222-负电极；231-金属球；232-热丝；31-机架；32-载物台；311-升降杆；312-安装平台；3111-圆柱；3112-齿杆；41-通道；42-缸体；43-管体；44-供冷装置；51-柱体；52-第一电机；53-第二电机；54-支架；511-连接孔；100-电缆；300-齿轮。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接 ；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1~4所示，一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，包括腔体装置1、多个热丝装置2、主架装置3、冷却装置4和驱动装置5，主架装置3设置于腔体装置1内，主架装置3包括机架31及均布于机架31的多个载物台32，机架31与驱动装置5的输出端连接，多个载物台32分别对应于多个热丝装置2，且多个载物台32均与冷却装置4连通，腔体装置1包括腔体11、通气管12和抽气管13，通气管12和抽气管13的一端均连通于腔体11，通气管12的另一端连通于反应气体装置，抽气管13的另一端连通于抽真空装置；通气管12和抽气管13均连接有阀门，热丝装置2包括电源21、电极22和丝架23，电极22通过电缆100与电源21电连接，丝架23两端连接电极22，电源21设置有正极211和负极212，电极22设置有正电极221和负电极222，正电极221连接正极211，负电极222连接负极212，丝架23设置有金属球231和热丝232，金属球231拉直热丝232。因为镀膜过程需要在真空环境下进行，然后使腔体11内充满反应气体，所以腔体装置1需要设置对应的通气管12和抽气管13，金属球231由于重力的作用拉直热丝232，防止热丝232在没有拉直的情况下镀膜，影响镀膜的效果。

优选的，机架31包括升降杆311和安装平台312，安装平台312设置于升降杆311的顶部，多个载物台32均匀分布在安装平台312的边缘，升降杆311包括圆柱3111及与圆柱3111连接连接为一体的齿杆3112，圆柱3111同轴连接有齿轮300，升降杆311内部为空心结构，载物台32为“V”形结构，驱动装置5包括柱体51、第一电机52、第二电机53和支架54，第一电机52和第二电机53设置在柱体51，支架54设置在柱体51的底部，柱体51的顶部设置有连接孔511，第一电机52输出端连接齿轮300，升降杆311穿过连接孔511与柱体51连接，第二电机53输出端连接齿杆3112的一侧。安装平台312通过螺丝连接多个载物台32，安装平台312设置有条形孔，通过螺丝和条形孔的配合，调节载物台32与热丝232的距离，多个载物台32分别对应多个热丝装置2，当出现断丝时，保证其他几组完成正常涂层后，驱动装置5带动升降杆311下降，并旋转载物台32，使之对应正常运作的热丝装置2，然后驱动装置5带动升降杆311上升，继续镀膜。

冷却装置4包括供冷装置44、通道41、缸体42及多个与缸体42连通的管体43，通道41插设于升降杆311内，通道41的一端设置有供冷装置44，通道41的另一端与缸体42连通，缸体42固定于安装平台312的中央，多个管体43均与缸体42连通，多个管体43分别对应于多个载物台32。由于通道41插设于升降杆311内，通道41无需跟随升降杆311上升或下降，有效利用升降杆311内的空间，增加缸体42，使通道41无需直接连通管体43，降低由于通道41旋转而泄露的风险。

优选的，供冷装置44为供水装置。镀膜过程中热丝232会产生高温，需要冷却载物台32，因为水具有良好的热物理性能，价廉、使用方便， 且所需泵送功率小，所以供水装置可以用作供冷装置44。

优选的，供冷装置44为空调装置。镀膜过程中热丝232会产生高温，需要冷却载物台32，空调装置通过空气流动直接热传递也能达到冷却的作用，所以空调装置可以用作供冷装置44。

本实用新型的工作原理是：

涂层金刚石：首先，将多个被涂工件安装在多个载物台32上，调节载物台32与热丝232的距离，再将安装平台312下降到底部，关闭腔体11，通过抽真空装置将腔体11内气体抽空，直至腔体11达到真空状态关闭阀门，然后通过反应气体装置使腔体11内充满反应气体，充满后关闭阀门，打开电源21开始碳化热丝232，热丝232碳化完成后，将安装平台312升至上部，开始涂层金刚石。

旋转安装平台：当出现意外断丝时，保证其他几组完成正常涂层后，可以通过下降安装平台312到底部，再旋转安装平台312使发生意外的热丝装置2对应的载物台32重新与正常的热丝装置2对应，再上升安装平台312继续完成涂层。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，其特征在于：包括腔体装置(1)、多个热丝装置(2)、主架装置(3)、冷却装置(4)和驱动装置(5)，所述主架装置(3)设置于所述腔体装置(1)内，所述主架装置(3)包括机架(31)及均布于所述机架(31)的多个载物台(32)，所述机架(31)与所述驱动装置(5)的输出端连接，多个所述载物台(32)分别对应于多个所述热丝装置(2)，且多个所述载物台(32)均与所述冷却装置(4)连通。

2.如权利要求1所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，其特征在于：所述机架(31)包括升降杆(311)和安装平台(312)，所述安装平台(312)设置于所述升降杆(311)的顶部，多个所述载物台(32)均匀分布在所述安装平台(312)的边缘，所述升降杆(311)包括圆柱(3111)及与所述圆柱(3111)连接连接为一体的齿杆(3112)，所述圆柱(3111)同轴连接有齿轮(300)。

3.如权利要求2所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，其特征在于：所述升降杆(311)内部为空心结构；所述载物台(32)为“V”形结构。

4.如权利要求1所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，其特征在于：所述腔体装置(1)包括腔体(11)、通气管(12)和抽气管(13)，所述通气管(12)和所述抽气管(13)的一端均连通于所述腔体(11)，所述通气管(12)的另一端连通于反应气体装置，所述抽气管(13)的另一端连通于抽真空装置；所述通气管(12)和所述抽气管(13)均连接有阀门。

5.如权利要求1所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，其特征在于：所述热丝装置(2)包括电源(21)、电极(22)和丝架(23)，所述电极(22)通过电缆(100)与所述电源(21)电连接，所述丝架(23)两端连接所述电极(22)，所述电源(21)设置有正极(211)和负极(212)，所述电极(22)设置有正电极(221)和负电极(222)，所述正电极(221)连接所述正极(211)，所述负电极(222)连接所述负极(212)，所述丝架(23)设置有金属球(231)和热丝(232)，所述金属球(231)拉直所述热丝(232)。

6.如权利要求2所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，其特征在于：所述冷却装置(4)包括供冷装置(44)、通道(41)、缸体(42)及多个与所述缸体(42)连通的管体(43)，所述通道(41)插设于所述升降杆(311)内，所述通道(41)的一端设置有供冷装置(44)，所述通道(41)的另一端与所述缸体(42)连通，所述缸体(42)固定于所述安装平台(312)的中央，多个所述管体(43)均与所述缸体(42)连通，多个所述管体(43)分别对应于多个所述载物台(32)。

7.如权利要求6所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，其特征在于：所述供冷装置(44)为供水装置。

8.如权利要求6所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，其特征在于：所述供冷装置(44)为空调装置。

9.如权利要求2所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，其特征在于：所述驱动装置(5)包括柱体(51)、第一电机(52)、第二电机(53)和支架(54)，所述第一电机(52)和所述第二电机(53)设置在所述柱体(51)，所述支架(54)设置在所述柱体(51)的底部，所述柱体(51)的顶部设置有连接孔(511)，所述第一电机(52)输出端连接所述齿轮(300)。

10.如权利要求9所述的一种具有多个热丝装置的CVD金刚石涂层设备，其特征在于：所述升降杆(311)穿过所述连接孔(511)与所述柱体(51)连接，所述第二电机(53)输出端连接所述齿杆(3112)的一侧。