CN213772207U - 一种pecvd镀膜机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种PECVD镀膜机，包括用于镀膜操作的真空炉腔，还包括硅片载具，硅片载具包括多个镂空载板，多个镂空载板上下排列且等间距均布，单个镂空载板上至少设有一个镂空部位和一个安装部位；所述真空炉腔的上表面设有台板，台板上开设有入料口，入料口连通真空炉腔内部，入料口能够允许硅片载具上下移动从而进入或退出炉腔内部；所述真空炉腔的底部设有抽真空接口。本实用新型采用竖向送片和水平插片的方式，硅片和电极片的交替对插在真空炉腔内完成，对于镀膜过程来说，从插片到镀膜的过程，都可以进行氛围控制，有利于调整镀膜环境，提升镀膜质量。

Description

一种PECVD镀膜机

技术领域

本实用新型涉及镀膜机，尤其涉及用于太阳能电池表面的钝化膜镀膜设备。

背景技术

等离子增强化学气相沉积系统是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。

在太阳能光伏产业中，常采用PECVD制备减反射膜如氮化硅膜，碳化硅膜，氧化硅膜等；传统的PECVD镀膜，通常都是单面镀膜，对于膜的单面性要求很高，传统的生产设备容易造成绕镀，不能规避卡点印问题。同时，对于超薄硅片容易造成生产过程中硅片变形，碎片率高等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种PECVD镀膜机，能够克服背景技术中的问题。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

一种PECVD镀膜机，包括用于镀膜操作的真空炉腔，还包括硅片载具，硅片载具包括多个镂空载板，多个镂空载板上下排列且等间距均布，单个镂空载板上至少设有一个镂空部位和一个安装部位；

所述真空炉腔的上表面设有台板，台板上开设有入料口，入料口连通真空炉腔内部，入料口能够允许硅片载具上下移动从而进入或退出炉腔内部；所述真空炉腔的底部设有抽真空接口。

进一步地，所述安装部位固定在载板升降组件上，所述载板升降组件安装在所述真空炉腔的一侧，所述载板升降组件的下端固定连接有两根能够穿过所有镂空载板的安装部位上的安装孔的安装杆，两根安装杆的底端固定连接在最下层的镂空载板的安装部位上

进一步地，所述镂空载板包括方形框架和设置在方形框架中的十字形支架，所述十字形支架将所述方形框架围成的空间隔成四个等间距方形镂空区域。

进一步地，每个镂空区域内均设有卡点，卡点设置在每个镂空区域的边缘中部，且在镂空载板的厚度方向上靠近下底面布置。

进一步地，安装部位设置在方形框架其中一侧边的外侧中部，安装部位上设有两个安装孔，两个安装孔大小和形状一致，且沿方形框架的中心位置对称布置。

进一步地，所述载板升降组件包括第一升降驱动电机，所述第一升降驱动电机安装在升降驱动支架上，所述升降驱动支架可以假设在真空炉腔的上部，在所述升降驱动支架与所述真空炉腔的安装部位设有第一腔体焊接法兰，所述第一升降驱动电机连接并驱动载板升降驱动杆，所述载板升降驱动杆的最上端连接在第一动密封法兰上，所述载板升降驱动杆穿过第一腔体焊接法兰伸入到真空炉腔内，所述载板升降驱动杆的下端固定连接在最上层的镂空载板的安装部位上。

进一步地，所述镀膜机还包括载板升降模组，所述载板升降模组包括模组升降杆，模组升降杆的上端设有第二升降驱动电机，所述模组升降杆上沿其高度方向上设有升降滑轨，所述升降滑轨上安装有升降模组夹具，所述升降模组夹具分别位于升降滑轨的两侧，所述升降模组夹具能够分别通过连接块连接至升降驱动支架，并能够带动升降驱动支架上下移动从而使得所述载板升降组件上下移动，所述载板升降组件的上下移动可以带动镂空载板组向上离开真空炉腔或者向下进入真空炉腔。

进一步地，所述真空炉腔的底部的一侧设有横向推送开孔，电极推送机构能够通过横向推送开孔向内推送等离子电极，横向推送开孔的外侧通过第二腔体焊接法兰密封，第二腔体焊接法兰的外端对接第二动密封法兰，第二动密封法兰的外端对接气缸安装法兰，所述电极推送机构还包括电极推送气缸，电极推送气缸安装在气缸安装法兰上，电极推送气缸的输出端穿过气缸安装法兰，连接到气缸连接轴，气缸连接轴穿过第二动密封法兰伸入第二腔体焊接法兰内部，并在第二腔体焊接法兰内部连接电极推送杆，所述等离子电极的下端的一侧设有助推板，所述等离子电极的下表面设有横向滑块，所述真空炉腔的底部设有电极平移导轨，所述横向滑块和所述电极平移导轨匹配，所述电极推送杆能够顶抵所述助推板并推动等离子电极沿所述电极平移导轨向内移动。

进一步地，所述等离子电极包括等离子电极正极块和等离子电极负极块，所述等离子电极正极块和所述等离子电极负极块均安装固定在底板上，所述等离子电极正极块和所述等离子电极负极块朝向真空炉体内的一侧分别等间距地设置多道台阶，相邻台阶之间形成能够横向安装硅片的卡槽，同一硅片能够同时被两个电极块夹住，且其上下两面分别被等离子电极正极块和所述等离子电极负极块触碰。

进一步地，所述等离子体安装在真空炉腔的台板上，等离子体包括等离子体支架和等离子体驱动气缸，等离子体支架上设有等离子电极柱和等离子电极柱的滑动结构，所述等离子体电极柱能够穿过所述台板伸入真空炉腔内，所述等离子体电极柱能够在等离子体驱动气缸的驱动下沿电极平移导轨滑动，并在真空炉腔内触碰等离子电极。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用竖向送片和水平插片的方式，硅片和电极片的交替对插在真空炉腔内完成，对于镀膜过程来说，从插片到镀膜的过程，都可以进行氛围控制，有利于调整镀膜环境，提升镀膜质量。

(2)本实用新型设计了镂空载具，用于装载硅片，使得硅片的上下两个表面均可以露出进行镀膜生产，成倍提升了镀膜产量，同时，水平镀膜也能够有效避免绕镀问题。

(3)本实用新型在电极柱上交错地设置卡槽，能够在夹住电极柱的同时对导通电极片，同时，通过两个点来固定电极片，能够有利于电极片本身的水平稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构图。

图2是本实用新型的硅片载具被装入到真空炉腔内的示意图。

图3是图2的侧视图。

图4是镂空载板的示意图。

图5是本实用新型的载板升降机构的示意图。

图6是本实用新型的电极推送机构的示意图。

图中标号：真空炉腔100，预载工位101，烧制工位102，装载工位103，镂空载板104，镂空部位105，安装部位106，方形框架107，十字形支架108，镂空区域109，卡点110，安装孔111，抽真空接口112，横向推送开孔113，电极平移导轨114，硅片200，等离子电极300，电极片301，等离子电极正极块302，等离子电极负极块303，底板304，台阶305，第一凸台3051，第二凸台3052，凸点3053，坡面3054，电极片的装载工位306，助推板307，横向滑块308，载板升降组件400，第一升降驱动电机401，升降驱动支架402，第一腔体焊接法兰403，载板升降驱动杆404，第一动密封法兰405，安装杆406，浮动接头407，焊接波纹管408，升降直线导轨409，密封圈410，第一升降驱动电机的输出端411，台板500，入料口501，载板升降模组600，模组升降杆601，第二升降驱动电机602，升降滑轨603，炉门700，电极推送机构800，第二腔体焊接法兰801，第二动密封法兰802，气缸安装法兰803，电极推送气缸804，电极推送气缸的输出端805，气缸连接轴806，电极推送杆807，动密封法兰端盖808，动态密封圈809，动态密封圈压环810，等离子体900，等离子体支架901，等离子体驱动气缸902，等离子电极柱903，等离子体平移导轨904。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方案作进一步详细说明，应当指出的是，具体实施方案只是对本实用新型的详细阐述，其目的是为了使本领域技术人员更好地了解和实施本实用新型，不应视为对本实用新型的限定。

如图1-3所示，本实用新型提供一种PECVD镀膜机，包括用于镀膜操作的真空炉腔100，所述真空炉腔100内设有至少两个与硅片相关的工位，其中一个是硅片的预载工位101，另一个是硅片的烧制工位102，硅片的烧制工位102上方是硅片的装载工位103，在硅片的装载工位103上，硅片200被通过现有技术中的硅片平移机构装入镂空载板104中，镂空载板104包括多个，多个镂空载板104在硅片的装载工位103上下排列且等间距均布，形成硅片载具，单个镂空载板104上至少设有一个镂空部位105和一个安装部位106，所述镂空部位105位于镂空载板104的中部，所述安装部位106位于所述镂空载板104的一侧，所述多个镂空载板104的安装部位位于镂空载板的同一侧。

如图4所示，所述镂空载板104包括方形框架107和设置在方形框架107中的十字形支架108，所述十字形支架108将所述方形框架107围成的空间隔成四个等间距方形镂空区域，方形框架107和十字形支架108均采用石英材料制成，方形框架107和十字形支架108的宽度不超过单个镂空区域109(分隔后的)宽度的1/10，以保证为硅片的烧制留出足够的表面区域，所述方形框架和十字形支架的厚度不小于硅片厚度。

每个镂空区域109内均设有卡点110，卡点110设置在每个镂空区域109的边缘中部，且在镂空载板104的厚度方向上靠近下底面布置，卡点110包括半圆形片材，卡点110也采用石英材料支撑，卡点110的宽度不超过硅片厚度的2倍，当镂空载板104上装载硅片时，硅片可以被放入每一个镂空区域109，且被卡点110挡住，装载了硅片厚的镂空载板104如图1所示。

安装部位106设置在方形框架107其中一侧边的外侧中部，安装部位106上设有两个安装孔111，两个安装孔111大小和形状一致，且沿方形框架107的中心位置对称布置。

所述安装部位106固定在载板升降组件400上，所述载板升降组件400安装在所述真空炉腔100的一侧，如图5所示，所述载板升降组件400包括第一升降驱动电机401，所述第一升降驱动电机401安装在升降驱动支架402上，所述升降驱动支架402可以架设在真空炉腔100的上部，所述升降驱动支架402的底端固定连接在炉门700的上表面，在所述升降驱动支架402与所述真空炉腔100的安装部位设有第一腔体焊接法兰403，所述第一升降驱动电机403连接并驱动载板升降驱动杆404，所述载板升降驱动杆404的最上端连接在第一动密封法兰405上，所述载板升降驱动杆404穿过第一腔体焊接法兰403伸入到真空炉腔100内，所述载板升降驱动杆404的下端固定连接在最上层的镂空载板104的安装部位上，同时，所述载板升降驱动杆404的下端固定连接有两根能够穿过所有镂空载板104的安装部位上的安装孔111的安装杆406，两根安装杆406的底端固定连接在最下层的镂空载板104的安装部位上，第一腔体焊接法兰403下端可以焊接固定在炉门700上。

所述第一升降驱动电机401的输出端411连接一个浮动接头407，所述浮动接头407的下端固定连接一个第一动密封法兰405，第一动密封法兰405的下端固定连接载板升降驱动杆404，在所述载板升降驱动杆404的外侧的第一动密封法兰405和第一腔体密封法兰403之间设有焊接波纹管408，用于对载板升降驱动杆404进行保护以及引导浮动接头的移动轨迹，焊接波纹管408和第一腔体密封法兰403的接触面，以及焊接波纹管408和第一动密封法兰405的接触面上均设有密封圈410，确保与真空炉体100内连通的气密性；所述升降驱动支架402的内侧设有升降直线导轨409，所述第一动密封法兰405能够沿所述升降直线导轨409移动，从而进一步稳定升降的直线方向。

本实用新型的镀膜机还包括载板升降模组600，所述载板升降模组600包括模组升降杆601，模组升降杆601的上端设有第二升降驱动电机602，所述模组升降杆601上沿其高度方向上设有升降滑轨603，所述升降滑轨603上安装有升降模组夹具604，所述升降模组夹具604分别位于升降滑轨603的两侧，所述升降模组夹具604能够分别通过连接块(未示出，可根据实际大小和连接需要采用普通方形钢制件)连接至升降驱动支架402，并能够带动升降驱动支架402上下移动从而使得所述载板升降组件400上下移动，所述载板升降组件400的上下移动可以带动镂空载板104构成的镂空载板组(硅片载具)向上离开真空炉腔100或者向下进入真空炉腔100。

所述真空炉腔的上表面设有台板500，台板上开设有入料口501，入料口501连通真空炉腔100内部，入料口501能够允许硅片载具上下移动从而进入或退出真空炉腔100内部；当硅片载具进入到真空炉腔100内时，炉门700可以封住入料口501，需要说明的是，炉门700实际上是实心的，为了不挡住下部的结构示意，图1中的炉门仅示出了炉门700的外形框。

所述真空炉腔100的底部设有电极推送机构，电极推送机构上设有电极片的预载装置，所述预载装置上等间距地设有电极片的预载部位，所述预载部位包括竖向布置的等离子电极300，所述等离子电极包括等离子电极正极块302和等离子电极负极块303，所述等离子电极正极块302和所述等离子电极负极块303均安装固定在底板304上，它们之间留有一定的距离，所述等离子电极正极块302和所述等离子电极负极块303朝向真空炉体内的一侧分别等间距地设置多道台阶305，相邻台阶305之间形成能够横向安装电极片301的卡槽，每道台阶305由下而上至少包括第一凸台3051和第二凸台3052，其中，第二凸台3052比第一凸台3051突出且上一个台阶的第二凸台3052和下一个台阶的第一凸台3051之间形成夹持电极片301的卡槽，第二凸台3052的下表面设有凸点3053，用于顶抵住电极片，第一凸台3051的台阶转角处设置坡面3054防止划伤电极片，所述等离子电极正极块302上的第一凸台3的高度小于所述等离子电极负极块上第一凸台的高度，且，所述等离子电极正极块上的第二凸台的高度大于所述等离子电极负极块上二凸台的高度，且，等离子电极正极块302和所述等离子电极负极块303上的台阶305错开布置，形成如图3所示的，多个电极片的装载工位306，使得同一硅片能够同时被两侧的两个台阶305夹住，也即其上下两面分别被等离子电极正极块302和所述等离子电极负极块303触碰。

如图3所示，所述真空炉腔100的底部的下方设有抽真空接口112，可以用于将密封后的炉体内抽真空，所述真空炉腔100的底部的另一侧设有横向推送开孔113，电极推送机构800能够通过横向推送开孔113向内推送等离子电极300。

如图6所示，横向推送开孔113的外侧通过第二腔体焊接法兰801密封，第二腔体焊接法兰801的外端对接第二动密封法兰802，第二动密封法兰802的外端对接气缸安装法兰803，所述电极推送机构800还包括电极推送气缸804，电极推送气缸804安装在气缸安装法兰803上，电极推送气缸804的输出端805穿过气缸安装法兰803，连接到气缸连接轴806，气缸连接轴806穿过第二动密封法兰802伸入第二腔体焊接法兰801内部，并在第二腔体焊接法兰801内部连接电极推送杆807，气缸连接轴806和电极推送气缸804的输出端805连接的位置上通过动密封法兰端盖808动态密封固定，在动密封法兰端盖808密封气缸连接轴806的接触面上至少设有两道动态密封圈809，由于该处也是和炉体内腔连通的，因此需要确保该处的气密性，动态密封圈809的耐磨性能优越，能够在移动状态下进行密封，同时又不影响移动的顺畅，例如动态密封圈809可以配合过润滑剂实现固液联合密封，动态密封圈809之间可以设置动态密封圈压环810，形成固液联合密封件。

如图1-3所示，所述等离子电极300的下端的一侧设有助推板307，所述等离子电极300的底板304的下表面固定设有横向滑块308，所述真空炉腔的底部设有电极平移导轨114，所述横向滑块308和所述电极平移导轨114匹配，所述电极推送杆807能够顶抵所述助推板307并推动等离子电极300沿所述电极平移导轨114向内移动。

如图1-3所示，所述等离子体900安装在真空炉腔的台板500上，等离子体包括等离子体支架901和等离子体驱动气缸902，等离子体支架901上设有等离子电极柱903和等离子体平移导轨904，所述等离子体电极柱904能够穿过所述台板500伸入真空炉腔100内，所述等离子体电极柱904能够在等离子体驱动气缸902的驱动下沿等离子体平移导轨904上下滑动，并能够如图3所示地在真空炉腔100内触碰等离子电极300，从而导通实现气体的等离子化，进行扩散工艺。

本实用新型的PECVD设备，在使用时，首先如图1所示的状态下，采用现有技术中的吸盘或者其他方式进行硅片的装载，当硅片装满后，将硅片载具连同其上的硅片一起向下移动进入真空炉腔100内，然后从抽真空接口112进行炉体内的抽真空，炉门700上可以按照现有技术中的方式布置进出气装置，根据需要通入反应气体和保护气体，接着，启动电机推送机构，将电机推送到和硅片载具重叠的位置，此时，电机层和硅片层间隔布置，形成反应工位，当等离子电极推送到位后，调整等离子体900上等离子电极柱904的位置(等离子电极柱904也是成对布置，且间隔一定的距离，对应正极和负极的等离子电极柱904分别导通等离子电极正极块302和所述等离子电极负极块303)，通电使反应气体等离子态，进行扩散反应，反映完毕后，释放尾气，退出电极，再将硅片载具提升出炉。

Claims (9)

1.一种PECVD镀膜机，包括用于镀膜操作的真空炉腔，其特征是，还包括硅片载具，硅片载具包括多个镂空载板，多个镂空载板上下排列且等间距均布，单个镂空载板上至少设有一个镂空部位和一个安装部位；

所述真空炉腔的上表面设有台板，台板上开设有入料口，入料口连通真空炉腔内部，入料口能够允许硅片载具上下移动从而进入或退出炉腔内部；所述真空炉腔的底部设有抽真空接口。

2.根据权利要求1所述的一种PECVD镀膜机，其特征是，所述安装部位固定在载板升降组件上，所述载板升降组件安装在所述真空炉腔的一侧，所述载板升降组件的下端固定连接有两根能够穿过所有镂空载板的安装部位上的安装孔的安装杆，两根安装杆的底端固定连接在最下层的镂空载板的安装部位上。

3.根据权利要求1所述的一种PECVD镀膜机，其特征是，所述镂空载板包括方形框架和设置在方形框架中的十字形支架，所述十字形支架将所述方形框架围成的空间隔成四个等间距方形镂空区域。

4.根据权利要求1所述的一种PECVD镀膜机，其特征是，每个镂空区域内均设有卡点，卡点设置在每个镂空区域的边缘中部，且在镂空载板的厚度方向上靠近下底面布置。

5.根据权利要求1所述的一种PECVD镀膜机，其特征是，安装部位设置在方形框架其中一侧边的外侧中部，安装部位上设有两个安装孔，两个安装孔大小和形状一致，且沿方形框架的中心位置对称布置。

6.根据权利要求2所述的一种PECVD镀膜机，其特征是，所述载板升降组件包括第一升降驱动电机，所述第一升降驱动电机安装在升降驱动支架上，所述升降驱动支架可以架设在真空炉腔的上部，在所述升降驱动支架与所述真空炉腔的安装部位设有第一腔体焊接法兰，所述第一升降驱动电机连接并驱动载板升降驱动杆，所述载板升降驱动杆的最上端连接在第一动密封法兰上，所述载板升降驱动杆穿过第一腔体焊接法兰伸入到真空炉腔内，所述载板升降驱动杆的下端固定连接在最上层的镂空载板的安装部位上。

7.根据权利要求2所述的一种PECVD镀膜机，其特征是，所述镀膜机还包括载板升降模组，所述载板升降模组包括模组升降杆，模组升降杆的上端设有第二升降驱动电机，所述模组升降杆上沿其高度方向上设有升降滑轨，所述升降滑轨上安装有升降模组夹具，所述升降模组夹具分别位于升降滑轨的两侧，所述升降模组夹具能够分别通过连接块连接至升降驱动支架，并能够带动升降驱动支架上下移动从而使得所述载板升降组件上下移动，所述载板升降组件的上下移动可以带动镂空载板组向上离开真空炉腔或者向下进入真空炉腔。

8.根据权利要求1所述的一种PECVD镀膜机，其特征是，所述真空炉腔的底部的一侧设有横向推送开孔，电极推送机构能够通过横向推送开孔向内推送等离子电极，横向推送开孔的外侧通过第二腔体焊接法兰密封，第二腔体焊接法兰的外端对接第二动密封法兰，第二动密封法兰的外端对接气缸安装法兰，所述电极推送机构还包括电极推送气缸，电极推送气缸安装在气缸安装法兰上，电极推送气缸的输出端穿过气缸安装法兰，连接到气缸连接轴，气缸连接轴穿过第二动密封法兰伸入第二腔体焊接法兰内部，并在第二腔体焊接法兰内部连接电极推送杆，所述等离子电极的下端的一侧设有助推板，所述等离子电极的下表面设有横向滑块，所述真空炉腔的底部设有电极平移导轨，所述横向滑块和所述电极平移导轨匹配，所述电极推送杆能够顶抵所述助推板并推动等离子电极沿所述电极平移导轨向内移动。

9.根据权利要求8所述的一种PECVD镀膜机，其特征是，所述等离子电极包括等离子电极正极块和等离子电极负极块，所述等离子电极正极块和所述等离子电极负极块均安装固定在底板上，所述等离子电极正极块和所述等离子电极负极块朝向真空炉体内的一侧分别等间距地设置多道台阶，相邻台阶之间形成能够横向安装硅片的卡槽，同一硅片能够同时被两个电极块夹住，且其上下两面分别被等离子电极正极块和所述等离子电极负极块触碰。

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