CN212610887U - 双层石英工艺室结构 - Google Patents
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Abstract
一种双层石英工艺室结构，安装在加热炉体上，包括炉管，炉管包括外炉管和內炉管，外炉管的内壁与內炉管的外壁之间设有间隔空间；炉管上安装有法兰，第一法兰上设置有第一通气管；第二法兰上安装有第二炉盖，第二炉盖上设置有抽气管，內炉管后端的端口与第二炉盖相连，并与抽气管相连通；第二炉盖上设置有充气管，充气管的内端伸入到间隔空间中。本发明的双层石英工艺室结构，设置有内外两个炉管，炉管之间具有夹层空间，能够通过充气管通入保护气体，使夹层空间内保护气体的气压微高于作为工艺腔室的內炉管内腔的气体压力，防止工艺腔室内气体进入到夹层内部，防止外炉管内壁上有工艺反应物沉积，从而避免外炉管因此发生破裂，提高其使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于晶片低压镀膜工艺设备领域，尤其涉及一种双层石英工艺室结构。
背景技术
光伏行业的生产中，LPCVD炉的工艺腔室主要采用单层工艺腔室，工艺腔室由石英材质制成，而石英材质与低压镀膜工艺领域的工艺沉积物的应力不同，且应力值相差较大，使作为工艺腔室的石英管内表面因沉积物的应力作用容易破裂，使用寿命非常短，为了人员和设备安全，必须缩短石英管的实际使用周期，对石英管进行提前更换，增加设备的运行成本。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有设备采用的单层工艺腔室存在易破裂、寿命短且运行成本高的问题，提出一种寿命长且运行成本低的双层石英工艺室结构。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种双层石英工艺室结构，安装在加热炉体上，包括炉管，所述炉管包括外炉管和內炉管，所述外炉管穿设在加热炉体中，并套设在內炉管外；
所述外炉管的内壁与內炉管的外壁之间设有间隔空间；
所述炉管上安装有法兰，所述法兰包括第一法兰和第二法兰，所述外炉管前端的端口和內炉管前端的端口均与第一法兰相连，所述外炉管后端的端口与第二法兰相连；
所述第一法兰上安装有第一炉盖，所述第一法兰上设置有第一通气管；
所述第二法兰上安装有第二炉盖，所述第二炉盖上设置有抽气管，所述內炉管后端的端口与第二炉盖相连，并与抽气管相连通；
所述第二炉盖上设置有充气管，所述充气管的内端伸入到间隔空间中；
所述第一通气管、充气管和抽气管上均安装有阀门。
作为优选，所述內炉管后端的端口上安装有环形的端盖，所述端盖上连接有波纹管，所述波纹管一端与第二炉盖固接，所述端盖的内孔与抽气管通过波纹管相连通。
作为优选，所述法兰上均设置有环槽，所述炉管的端部均位于对应的环槽中，并与环槽相配合。
作为优选，所述外炉管的端部均套装有密封圈和密封环，所述密封环的端面贴靠在对应的法兰上，并通过螺栓固接，所述密封圈贴靠在外炉管的外壁上，并由密封环和法兰夹持固定。
作为优选，所述法兰内设置有环形水道。
作为优选，所述第二炉盖上设置有第二通气管，所述第二通气管的内端伸入到內炉管中，所述第二通气管上安装有阀门。
作为优选，所述第二通气管轴向设置。
作为优选，所述外炉管内的底部设置有支撑件，所述內炉管落在支撑件上。
作为优选，所述加热炉体的前后两侧均设置有机架，所述第一法兰和第二法兰均落在对应的机架上。
作为优选，所述第一法兰与第一炉盖之间安装有密封圈，所述第二法兰与第二炉盖之间安装有密封圈。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：
1、本实用新型的双层石英工艺室结构，设置有内外两个炉管，炉管之间具有夹层空间，能够通过充气管通入保护气体，使夹层空间内保护气体的气压微高于作为工艺腔室的內炉管内腔的气体压力，防止工艺腔室内气体进入到夹层内部，防止外炉管内壁上有工艺反应物沉积，从而避免外炉管因此发生破裂，提高其使用寿命。
2、工艺反应过程在作为工艺腔室的內炉管的内腔中进行，工艺反应物沉积在內炉管的内壁上，內炉管本身制造成本较低，便于拆换，从而降低了设备的运行成本，缩短了停机时间，提高了生产效率。即使內炉管在工作过程中炸裂，还有完整的外炉管保护，外炉管的腔室有两个炉盖密封，不会造成工艺气体的外泄，避免造成人员中毒，提高了安全性。
3、內炉管的后端通过波纹管与第二炉盖相连，使內炉管在热胀冷缩作用下伸长和缩短以及内炉管制作长度有误差时，通过波纹管伸缩，能够保持內炉管与抽气管的连通，同时也避免內炉管后端与第二炉盖直接接触，防止內炉管后端顶在第二炉盖上而发生破裂，保证內炉管使用寿命。
4、炉管的端部固定在法兰设置的环槽上，形成插接连接，能够使法兰能够对炉管在径向上形成支撑，从而提高炉管的稳定性，保持炉管之间夹层空间的稳定。
5、炉管端部安装密封圈，并通过密封环夹持固定，使密封圈在夹持作用下能够紧密环抱炉管外壁，从而提高密封性能，并且使密封圈的安装更加容易，无须在炉管外壁上设槽固定密封圈，避免开槽对炉管端部本身强度的影响。
6、法兰设置环形水道，能够通入冷却水，降低炉盖上密封圈以及外炉管端部密封圈的温度，减轻其受热老化，提高使用寿命。
7、第二通气管轴向设置，从而适应热胀冷缩使內炉管产生的伸长和缩短，从而保持与內炉管与第二通气管的连通。外炉管与內炉管之间设置支撑件，从而对內炉管中部形成支撑，防止內炉管扰度变形以及其后端的下沉，保证夹层空间稳定。两个法兰落在对应的机架上，从而使机架通过法兰对外炉管形成支撑，使外炉管悬空，避免其直接接触加热炉体，防止外炉管过热损坏或受热不均。
附图说明
图1为本实用新型双层石英工艺室结构的剖视结构图；
图2为图1中A部分的局部放大图；
图3为图1中B部分的局部放大图；
以上各图中：1、加热炉体；21、外炉管；22、內炉管；3、间隔空间；41、第一法兰； 42、第二法兰；43、环槽；44、环形水道；51、第一炉盖；52、第二炉盖；61、第一通气管； 62、第二通气管；63、抽气管；64、充气管；7、端盖；8、波纹管；9、密封圈；10、密封环。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1至3所示，本实用新型提供一种双层石英工艺室结构，安装在作为加热装置的加热炉体1上，包括石英制成的炉管。
炉管包括外炉管21和內炉管22，外炉管21穿设在加热炉体1中，从而使加热炉体1能够对炉管进行加热。外炉管21套设在內炉管22上，构成双层炉管结构，外炉管21的内壁与內炉管22的外壁之间设有间隔空间3。
炉管上安装有法兰，法兰包括第一法兰41和第二法兰42。
外炉管21前端的端口和內炉管22前端的端口均与第一法兰41相连，第一法兰41对外炉管21和內炉管22形成固定支撑，使外炉管21与內炉管22之间保持间隔。
外炉管21后端的端口与第二法兰42相连，第二法兰42对外炉管21进行固定支撑。
第一法兰41上安装有第一炉盖51，第一炉盖51上设置有第一通气管61，第一通气管 61与內炉管22相连通。第一通气管61也可设置在第一法兰41上，并位于外炉管21前端的前侧，从而使其与內炉管22相连通。
第二法兰42上安装有第二炉盖52，第二炉盖52上设置有抽气管63，內炉管22后端的端口与第二炉盖52相连，并与抽气管63相连通。
抽气管63连接抽真空系统，抽真空系统能够通过抽气管63将內炉管22内气体抽出，抽真空系统本身为现有抽气设备。
第二炉盖52上设置有充气管64，充气管64的内端伸入到间隔空间3中，从而与间隔空间3相连通。
第一通气管61、充气管64和抽气管63上均安装有阀门，从而使各个管件都能够打开和封闭。
为保证法兰与炉盖之间的密封性能，第一法兰41与第一炉盖51之间以及第二法兰42与第二炉盖52之间均安装有密封圈。
使用时，将盛放有硅片的石英舟放入到內炉管22中，关闭炉门。打开抽气管63，使抽真空系统通过抽气管63将內炉管22中的含氧气体抽空。打开充气管64，向间隔空间3内通入保护气体，保护气体可采用惰性气体。打开第一通气管61通入工艺气体，抽真空系统一直工作，通过抽气管63保持內炉管22中工艺管的真空压力稳定在所需要的压力值，保持总进气和真空抽气平衡，使內炉管22内部呈真空状态的工艺环境，加热炉体1对炉管进行加热，使工艺气体接触石英舟上的硅片，进行镀膜。
內炉管22被抽真空或通入工艺气体的过程中，控制保护气体的充气装置，使间隔空间3 内保护气体的气压微高于內炉管22内气压，从而在內炉管22内外产生气压差，避免內炉管 22内工艺气体进入间隔空间3，从而避免在外炉管21上产生工艺反应物沉积，从而避免外炉管21因此发生破裂，提高其使用寿命，使用过程中仅需要更换內炉管，降低设备使用成本，并且內炉管的更换方便且简单。
当炉管较长时，为了保证工艺气体的充入速度以及工艺气体在內炉管中均匀分布，第二炉盖52上设置有第二通气管62，第二通气管62上安装有阀门。第二通气管62的内端伸入到內炉管22中，从而与內炉管22相连通，从而能够通过第二通气管62向內炉管22内通入工艺气体，满足工艺气体冲入速度的需求，并是炉管前后两端都有工艺气体冲入，保证工艺气体在炉管内分布的均匀性，从而保证工艺质量。
由于炉管受热后，容易因热胀冷缩而伸长，或者由于内炉管22在制作长度上的误差，为了避免內炉管22顶到炉盖上而发生破损，內炉管22两端均与对应的炉盖之间设有间隔。为了保证內炉管22与抽气管63之间的连通，內炉管22后端的端口上安装有环形的端盖7，端盖7上连接有波纹管8，波纹管8一端与第二炉盖52固接，端盖7的内孔与抽气管63通过波纹管8相连通。
在內炉管22因热胀冷缩而伸长或缩短或内炉管22制作长度上的误差时，波纹管8随之伸长或缩短，保持內炉管22与抽气管63相连通。
第二通气管62轴向设置，能够保证第二通气管62的内端始终位于內炉管22内部。
为了实现炉管的固定，法兰上均设置有环槽43，炉管的端部均位于对应的环槽43中，并与环槽43相配合。
如图2所示，位于炉管前侧的法兰，其后侧表面上设置有两个环槽43，外炉管21的前端位于外侧的环槽43中，內炉管22的前端位于内侧的环槽43中。
如图3所示，位于炉管后侧的法兰，其前侧表面上设置有环槽43，外炉管21的后端位于该环槽43中。
炉管的端面贴靠在环槽43的槽面上，炉管的外壁贴靠在环槽43的侧面上，从而使环槽 43能够对炉管形成径向上的支撑，使外炉管21和內炉管22保持间隔，间隔空间3保持稳定。
为了保证法兰与炉管连接处的密封性，外炉管21两端的端部均套装有密封圈9和密封环 10。
密封圈9贴靠在外炉管21的外壁上，密封环10的端面贴靠在对应的法兰上，并通过螺栓固接，从而将密封圈9夹持固定在两者之间。
夹持力使密封圈9发生径向上的形变，紧密的抱紧外炉管21的外壁，从而保证密封性能。
由于镀膜过程中，炉管和炉盖的温度仍然较高，为了保护密封圈，法兰内设置有环形水道44。
当法兰和炉盖温度较高时，向环形水道44内通入冷却水，能够带走炉盖和法兰上的热量，降低法兰和炉盖上密封圈周围的温度，延长密封圈的寿命。环形水道44一端设有进水口，另一端设出水口，冷却水由一端进入，另一端流出，流动过程中将热量带走。
为了进一步对內炉管22进行支撑，外炉管21内的底部设置有支撑件11，內炉管22落在支撑件11上。
支撑件11将內炉管22中部撑起，防止其发生后端下沉和扰度变形，同时保证间隔空间 3的稳定。
为了实现炉管整体的固定，加热炉体1的前后两侧均设置有机架12，第一法兰41和第二法兰42均落在对应的机架12上，从而使外炉管21能够在加热炉体1内悬空，避免直接接触，防止外炉管21过热损坏和受热不均匀。
Claims (10)
1.一种双层石英工艺室结构，安装在加热炉体(1)上，其特征在于，包括炉管，所述炉管包括外炉管(21)和內炉管(22)，所述外炉管(21)穿设在加热炉体(1)中，并套设在內炉管(22)外；
所述外炉管(21)的内壁与內炉管(22)的外壁之间设有间隔空间(3)；
所述炉管上安装有法兰，所述法兰包括第一法兰(41)和第二法兰(42)，所述外炉管(21)前端的端口和內炉管(22)前端的端口均与第一法兰(41)相连，所述外炉管(21)后端的端口与第二法兰(42)相连；
所述第一法兰(41)上安装有第一炉盖(51)，所述第一法兰(41)上设置有第一通气管(61)；
所述第二法兰(42)上安装有第二炉盖(52)，所述第二炉盖(52)上设置有抽气管(63)，所述內炉管(22)后端的端口与第二炉盖(52)相连，并与抽气管(63)相连通；
所述第二炉盖(52)上设置有充气管(64)，所述充气管(64)的内端伸入到间隔空间(3)中；
所述第一通气管(61)、充气管(64)和抽气管(63)上均安装有阀门。
2.根据权利要求1所述的双层石英工艺室结构，其特征在于，所述內炉管(22)后端的端口上安装有环形的端盖(7)，所述端盖(7)上连接有波纹管(8)，所述波纹管(8)一端与第二炉盖(52)固接，所述端盖(7)的内孔与抽气管(63)通过波纹管(8)相连通。
3.根据权利要求1所述的双层石英工艺室结构，其特征在于，所述法兰上均设置有环槽(43)，所述炉管的端部均位于对应的环槽(43)中，并与环槽(43)相配合。
4.根据权利要求1所述的双层石英工艺室结构，其特征在于，所述外炉管(21)的端部均套装有密封圈(9)和密封环(10)，所述密封环(10)的端面贴靠在对应的法兰上，并通过螺栓固接，所述密封圈(9)贴靠在外炉管(21)的外壁上，并由密封环(10)和法兰夹持固定。
5.根据权利要求1所述的双层石英工艺室结构，其特征在于，所述法兰内设置有环形水道(44)。
6.根据权利要求1所述的双层石英工艺室结构，其特征在于，所述第二炉盖(52)上设置有第二通气管(62)，所述第二通气管(62)的内端伸入到內炉管(22)中，所述第二通气管(62)上安装有阀门。
7.根据权利要求6所述的双层石英工艺室结构，其特征在于，所述第二通气管(62)轴向设置。
8.根据权利要求1所述的双层石英工艺室结构，其特征在于，所述外炉管(21)内的底部设置有支撑件(11)，所述內炉管(22)落在支撑件(11)上。
9.根据权利要求1所述的双层石英工艺室结构，其特征在于，所述加热炉体(1)的前后两侧均设置有机架(12)，所述第一法兰(41)和第二法兰(42)均落在对应的机架(12)上。
10.根据权利要求1所述的双层石英工艺室结构，其特征在于，所述第一法兰(41)与第一炉盖(51)之间安装有密封圈，所述第二法兰(42)与第二炉盖(52)之间安装有密封圈。
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| CN202020670277.6U CN212610887U (zh) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | 双层石英工艺室结构 |
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Cited By (3)
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| CN112921304A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-08 | 无锡琨圣智能装备股份有限公司 | 一种多炉管的原子层沉积设备 |
| CN117161391A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 上海氢田新材料科技有限公司 | 一种高激光吸收率金属粉末的制备装置和制备方法 |
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