CN213013083U - 一种cvd沉积系统的热丝夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种CVD沉积系统的热丝夹具，包括至少2个热丝固定圈、支撑杆和弹性元件，热丝固定圈之间平行设置，热丝固定圈的中心部分通过支撑杆连接，热丝固定圈包括固定圈本体、固定杆和支撑杆固定座，支撑杆固定座位于固定圈本体的中心处，固定杆设有若干个，固定杆连接固定圈本体和支撑杆固定座，热丝固定圈的固定圈本体设有多个均匀圆周分布的热丝固定孔，热丝的一端固定在顶部的热丝固定圈的热丝固定孔上，热丝的另一端穿过中间的热丝固定圈的热丝固定孔并和弹性元件的一端连接，热丝倾斜设置，热丝之间平行,本实用新型实现了热丝不下垂，减少了热丝的断裂，提高热丝的使用寿命，同时也提高了温度场的均匀性和降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及热丝气相沉积技术领域，特别涉及一种CVD沉积系统的热丝夹具。
背景技术
热丝化学气相沉积法制备金刚石薄膜的基本原理如下：碳源(如甲烷、丙酮等)和氢气的混合气体通过金属热丝，在由热丝形成的高温领域内分解出甲基和氢原子，并在一定的压力下，大量的甲基与一定温度的合金衬底作用以及甲基之间发生复杂的复合反应，生成各种sp、sp2和sp3杂化的碳氢基团。由于氢原子对sp2键结构碳有很强的刻蚀作用，因而抑制了石墨的生成；同时氢原子对sp3键结构碳的刻蚀作用较小，且具有一定的稳定作用，所以最终沉积在衬底上的是热力学不稳定的金刚石，而非热力学稳定的石墨，进而在衬底表面形成＝金刚石薄膜。要得到品质良好的金刚石薄膜需要在合适的温度以及稳定的温度场下裂解混合气体产生氢原子以及各种碳氢基团。而温度场主要受到热丝布置、设备功率及气氛等影响，合理的热丝布置方式、热丝间间距以及热丝与衬底间距能够在满足金刚石薄膜沉积生长的条件下，降低生产成本，提高生产效率。
目前现有的热丝夹具，热丝容易断裂，中空工件内壁镀膜不均匀。本实用新型利用夹具支架固定热丝，用夹具支架上的电极为热丝提供电流，该套装置可用于在中空工件内壁镀膜，同时可提高热丝的使用寿命短，以及镀膜的均匀性。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种CVD沉积系统的热丝夹具，解决现有热丝容易断裂，中空工件内壁镀膜不均匀的问题。
本实用新型实施例公开一种CVD沉积系统的热丝夹具，包括至少2个热丝固定圈、支撑杆和弹性元件，所述热丝固定圈之间平行设置，热丝固定圈的中心部分通过支撑杆连接，所述热丝固定圈包括固定圈本体、固定杆和支撑杆固定座，所述支撑杆固定座位于固定圈本体的中心处，固定杆设有若干个，固定杆连接固定圈本体和支撑杆固定座，所述热丝固定圈的固定圈本体设有多个均匀圆周分布的热丝固定孔，热丝的一端固定在顶部的热丝固定圈的热丝固定孔上，热丝的另一端穿过中间的热丝固定圈的热丝固定孔并和弹性元件的一端连接，热丝倾斜设置，热丝之间平行。
进一步的，热丝固定圈设有3个且分别为位于顶部的热丝固定圈一、位于中间的热丝固定圈二和位于底部的热丝固定圈三，热丝固定圈一和热丝固定圈二可与电源相连，热丝的另一端穿过热丝固定圈二的热丝固定孔并和弹性元件的一端连接，弹性元件的另一端固定在热丝固定圈三上，热丝固定圈二的热丝固定孔为垂直于固定圈本体端面的通孔，固定热丝的2个热丝固定孔的连线与垂直线之间设有夹角，弹性元件竖直设置。
进一步的，所述固定杆至少设有2个，固定杆之间的夹角角度相同。
进一步的，热丝固定圈一和热丝固定圈二之间至少设有两个长度相同或不相同的支撑杆，支撑杆的两端均设有外螺纹，两个相邻的支撑杆之间通过设有内螺纹的连接件连接，支撑杆固定座的中心设有固定支撑杆的安装槽，安装槽内设有内螺纹。
进一步的，支撑杆包括杆体和固定节，杆体的截面包括长方形和弓形，支撑杆固定座设有与支撑杆截面相匹配的安装槽，固定节套在杆体外。
进一步的，热丝固定圈一和热丝固定圈二之间至少设有两个支撑杆，支撑杆之间由连接件连接，连接件套在支撑杆的外端，连接件的截面与固定节的截面相同，连接件的长度大于固定节的上端面与杆体顶部的距离。
进一步的，热丝固定圈一的支撑杆固定座上端面设有电极固定孔，电极固定孔与安装槽之间设有间隙，支撑电极安装在电极固定孔上。
进一步的，热丝固定圈一的固定圈本体的曲面上设有与热丝固定孔连通的螺纹孔，热丝固定圈一和热丝固定圈二的直径相同。
进一步的，所述支撑杆外部设有多个气孔，用于生产气体的均匀喷淋，所述弹性元件为弹簧。
进一步的，热丝与垂直线夹角定义为α，0°＜α＜90°。
进一步的，热丝与垂直线夹角为1-25°。
本实用新型实施例创造性的通过将热丝倾斜设置，实现了热丝不下垂，分担一部分重物或高温弹簧的垂直方向的力，减少了热丝的断裂，提高热丝的使用寿命，同时也提高了温度场的均匀性和降低生产成本。
附图说明
图1为本实用新型一实施例示意图。
图2为本实用新型一实施例热丝固定圈示意图。
图3为本实用新型一实施例安装槽示意图。
图4为本实用新型一实施例支撑杆示意图。
图5为本实用新型另一带有气管实施例的示意图。
图6为本实用新型另一实施例支撑杆示意图。
图7为本实用新型另一实施例连接件示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图所示，本实用新型实施例公开一种热丝夹具，包括3个热丝固定圈1、支撑杆2和弹性元件3，所述3个热丝固定圈1平行分布，3个热丝固定圈1的中心部分通过支撑杆2连接，所述热丝固定圈1包括固定圈本体11、固定杆12和支撑杆固定座13，所述支撑杆固定座13位于固定圈本体11的中心处，所述固定杆12设有若干个，所述固定杆12连接固定圈本体11和支撑杆固定座13，所述固定圈本体11的上下端面设有多个均匀圆周分布的热丝固定孔14，热丝4的一端固定在顶部的热丝固定圈的热丝固定孔上，热丝的另一端穿过中间的热丝固定圈并和弹性元件3的一端连接，弹性元件3的另一端固定在底部的热丝固定圈上，热丝4倾斜设置，热丝4之间平行。
在本实用新型一实施例中，所述弹性元件为高温弹簧。
在使用时，底部的热丝固定圈放置在操作台上。当然，热丝夹具也可以横置。
如图5所示，在本实用新型一实施例中，热丝固定圈设有3个且分别为位于顶部的热丝固定圈一8、位于中间的热丝固定圈二9和位于底部的热丝固定圈三10，热丝固定圈一8和热丝固定圈二9可与电源相连，热丝4的另一端穿过热丝固定圈二9的热丝固定孔并和弹性元件3的一端连接，弹性元件3的另一端固定在热丝固定圈三10上，热丝固定圈二9的热丝固定孔为垂直于固定圈本体端面的通孔，固定热丝的2个热丝固定孔的连线与垂直线之间设有夹角，弹性元件竖直设置。
通过拆卸替换不同直径的热丝固定圈一8和热丝固定圈二9，对应可调节热丝和中空内壁距离，进而实现对不同温度场的控制，并获得不同的工艺参数。
在本实用新型一实施例中，3个热丝固定圈的热丝固定孔在其中一个热丝固定圈上的投影重叠，热丝4的顶部固定在热丝固定圈一8的一个热丝固定孔上，热丝4穿过位于该热丝固定孔正下方的热丝固定孔相邻的热丝固定孔上。
为避免热丝处于垂直状态，本实用新型实施例将热丝的连接点更改。热丝的倾角可以通过选择换过中间热丝固定圈上的热丝固定孔来更改。
在本实用新型一实施例中，所述固定杆12至少设有2个，固定杆12之间的夹角角度相同，固定杆起到连接固定圈本体11和支撑杆固定座13的作用。
如图5所示，在本实用新型一实施例中，热丝固定圈一8和热丝固定圈二9之间至少设有两个长度相同或不相同的支撑杆2，支撑杆2的两端均设有外螺纹，两个相邻的支撑杆之间通过设有内螺纹的连接件连接，支撑杆固定座的中心设有固定支撑杆的安装槽，安装槽内设有内螺纹。
本实用新型的支撑杆数量可以是1个，可以是2个或更多，当支撑杆数量为2个及以上时，支撑杆之间的长度相同或不相同，根据需要，选择支撑杆的数量和长度。
在本实用新型一实施例中，支撑杆2包括杆体21和固定节22，杆体21的截面包括长方形211和弓形212，支撑杆固定座13设有与支撑杆2截面相匹配的安装槽121，固定节22套在杆体21外。
在本实用新型一实施例中，连接顶部和中间的两个热丝固定圈1的支撑杆设有若干个，支撑杆之间由连接件5连接，连接件5套在支撑杆2的外端，连接件5的截面与固定节22的截面相同，连接件5的长度大于固定节的上端面与杆体顶部的距离。
在本实用新型一实施例中，热丝固定圈一8的支撑杆固定座13上端面设有电极固定孔，电极固定孔与安装槽之间设有间隙，支撑电极安装在电极固定孔上。
在本实用新型一实施例中，热丝固定圈一的固定圈本体11的曲面上设有与热丝固定孔14连通的螺纹孔15，热丝固定圈一8和热丝固定圈二9的直径相同。
在本实用新型一实施例中，所述支撑杆外部设有多个气孔6，支撑杆内部与气管7连接，用于生产气体的均匀喷淋。
在本实用新型一实施例中，热丝与垂直线夹角定义为α，0°＜α＜90°。
在本实用新型一实施例中，热丝与垂直线夹角为1-25°。
本实用新型实施例通过替换不同长度的支撑杆或者调整支撑杆和连接件数量来调节的上、中两个热丝固定圈的间距，从而根据工件的大小调整热丝的长度。
本实用新型实施例能够自由调节热丝数量，以及热丝之间的间距以及热丝与工件内壁的间距，从而实现对不同内径大小，不同长度的工件涂层，并可灵活调控不同温度场以及工艺参数，从而满足金刚石在中空内壁的均匀沉积。
以上所述仅为本实用新型的较佳的实施例而已，但其他驱动包括但不限于电机驱动及其其他的驱动源，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种CVD沉积系统的热丝夹具，其特征在于，包括至少2个热丝固定圈、支撑杆和弹性元件，所述热丝固定圈之间平行设置，热丝固定圈的中心部分通过支撑杆连接，所述热丝固定圈包括固定圈本体、固定杆、和支撑杆固定座，所述支撑杆固定座位于固定圈本体的中心处，固定杆设有若干个，固定杆连接固定圈本体和支撑杆固定座，所述热丝固定圈的固定圈本体设有多个均匀圆周分布的热丝固定孔，热丝的一端固定在顶部的热丝固定圈的热丝固定孔上，热丝的另一端穿过中间的热丝固定圈的热丝固定孔并和弹性元件的一端连接，热丝倾斜设置，热丝之间平行。
2.如权利要求1所述的一种CVD沉积系统的热丝夹具，其特征在于，热丝固定圈设有3个且分别为位于顶部的热丝固定圈一、位于中间的热丝固定圈二和位于底部的热丝固定圈三，热丝固定圈一和热丝固定圈二与电源相连，热丝的另一端穿过热丝固定圈二的热丝固定孔并和弹性元件的一端连接，弹性元件的另一端固定在热丝固定圈三上，热丝固定圈二的热丝固定孔为垂直于固定圈本体端面的通孔，固定热丝的2个热丝固定孔的连线与垂直线之间设有夹角，弹性元件竖直设置。
3.如权利要求1所述的一种CVD沉积系统的热丝夹具，其特征在于；所述固定杆至少设有2个，固定杆之间的夹角角度相同。
4.如权利要求2所述的一种CVD沉积系统的热丝夹具，其特征在于，热丝固定圈一和热丝固定圈二之间至少设有两个长度相同或不相同的支撑杆，支撑杆的两端均设有外螺纹，两个相邻的支撑杆之间通过设有内螺纹的连接件连接，支撑杆固定座的中心设有固定支撑杆的安装槽，安装槽内设有内螺纹。
5.如权利要求2所述的一种CVD沉积系统的热丝夹具，其特征在于，支撑杆包括杆体和固定节，杆体的截面包括长方形和弓形，支撑杆固定座设有与支撑杆截面相匹配的安装槽，固定节套在杆体外。
6.如权利要求5所述的一种CVD沉积系统的热丝夹具，其特征在于，热丝固定圈一和热丝固定圈二之间至少设有两个支撑杆，支撑杆之间由连接件连接，连接件套在支撑杆的外端，连接件的截面与固定节的截面相同，连接件的长度大于固定节的上端面与杆体顶部的距离。
7.如权利要求6所述的一种CVD沉积系统的热丝夹具，其特征在于，热丝固定圈一的支撑杆固定座上端面设有电极固定孔，电极固定孔与安装槽之间设有间隙，支撑电极安装在电极固定孔上。
8.如权利要求2所述的一种CVD沉积系统的热丝夹具，其特征在于，热丝固定圈一的固定圈本体的曲面上设有与热丝固定孔连通的螺纹孔，热丝固定圈一和热丝固定圈二的直径相同。
9.如权利要求1或2所述的一种CVD沉积系统的热丝夹具，其特征在于，所述支撑杆外部设有多个气孔，用于生产气体的均匀喷淋，所述弹性元件为弹簧。
10.如权利要求1所述的一种CVD沉积系统的热丝夹具，其特征在于，热丝与垂直线夹角定义为α，0°＜α＜90°。
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