CN219508070U - 一种mpcvd设备的基板台冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种MPCVD设备的基板台冷却装置，包括基板台、设基板支撑台、支撑柱，所述支撑柱内设置有回水腔，所述支撑柱内设置有冷却进水管、隔板件、冷却出水管以及挡件，所述冷却出水管沿冷却进水管中心轴线方向穿过隔板件螺旋状分布，本实用新型结构简单，能够缓冲冷却液与基板支撑台的接触速度和换热速率，减缓基板台的冷却速率，从而保证MPCVD单晶金刚石的生长完整度。

Description

一种MPCVD设备的基板台冷却装置

技术领域

本实用新型涉及MPCVD(微波等离子体化学气相沉积)设备中的冷却结构，尤其涉及一种MPCVD设备的基板台冷却装置。

背景技术

金刚石本身具有极高的硬度和高热导率，在切削、高压等领域有重要的工业应用价值，目前单晶金刚石的制备方法有高温高压法(HPHT)和化学气相沉积法(CVD)，其中化学气相沉积法出现不同的化学气相沉积金刚石膜系统，如热丝CVD法、微波等离子CVD法、火焰燃烧CVD法、直流等离子辅助CVD法等，其中，微波等离子化学气相沉淀(MPCVD)法使合成高质量金刚石最具潜力的方法之一，MPCVD设备对于基板台的温度要求很高，温度的均匀性对金刚石膜的生长影响很重要。

申请号为“2018210290752”的中国专利公开了“一种MPCVD设备基板台冷却结构，包括基板台支撑台、设置有冷却液出口的冷却管，还包括设置于冷却液出口处的喷头，其特征在于所述喷头的一端连接冷却管，另一端设置有截面面积基本覆盖基板台支撑台底面面积的喷口，所述喷头与基板台支撑台之间还有缝隙，供冷却液流出。”该技术方案通过冷却管出水口出设置的喷头将冷却液均匀分布在基板台底部，实现基板台底部全覆盖，使基板台能够均匀冷却，但是仍然存在以下缺陷：流量不变的情况下，基板台的冷却系数一定，不能满足基板台上金刚石膜实时的温度需求，冷却液直接冲击支撑台对于基板台进行换热降温，在实际工作中不能控制降温速率，会使基板台温度骤降，导致金刚石膜受热应力而破裂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种MPCVD设备的基板台冷却装置，能够缓冲冷却液与基板支撑台的接触速度和换热速率，减缓基板台的冷却速率，从而保证金刚石膜的生长完整度，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：

一种MPCVD设备的基板台冷却装置，包括设置在基板台下方的基板支撑台、设置在基板支撑台下方的支撑柱，所述支撑柱内设置有回水腔，所述支撑柱内设置有冷却进水管，所述冷却进水管的出水口设置有隔板件，所述隔板件上设置有冷却出水管，所述冷却出水管沿冷却进水管中心轴线方向穿过隔板件螺旋状分布，所述冷却进水管的出水口设置有挡件，以用于阻挡冷却进水管中冷却液体。

进一步地，所述支撑柱下端面设置有密封板，所述密封板上设置有导流管，所述导流管一端穿过密封板与冷却腔体连通，另一端与泄流管路连通。

更进一步地，所述密封板与支撑柱之间设置有密封件，以用于与密封板和支撑柱之间的缝隙进行过盈配合。

更进一步地，所述冷却进水管穿过密封板设置有管接件，以用于连接冷却液供液管路。

进一步地，所述隔板件与基板支撑台以及支撑柱300配合形成冷却腔，所述冷却出水管的进水口沿隔板件中心对称分布，以用于连通冷却腔和回水腔。

进一步地，所述挡件通过支撑架设置在冷却进水管的出水口上方，挡件的横向界面面积大于冷却进水管的管径。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型通过在冷却进水管的出水口出设置挡件，能够缓冲冷却液与基板支撑台的接触速度和换热速率，并且通过设置螺旋状的冷却出水管，减缓冷却液在冷却腔内进行换热降温的效率，从而减缓基板台的冷却速率。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种MPCVD设备的基板台冷却装置的剖面结构示意图；

图2为本实用新型提供的冷却液循环管路的整体示意图；

图3为本实用新型供的冷却液循环管路的俯视图。

图中标注说明：100、基板台；200、基板支撑台；300、支撑柱；310、冷却进水管；320、隔板件；330、冷却出水管；340、挡件；400、密封板；500、导流管；600、密封件；700、管接件；800、支撑架。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

实施例如下：

如图1至图3所示的一种MPCVD设备的基板台冷却装置，包括设置在基板台100下方的基板支撑台200、设置在基板支撑台200下方的支撑柱300，支撑柱300内设置有回水腔，基板台100为钼金属材质的板材，基板支撑台200为铜金属材质的板材，支撑板300为不锈钢管材，基板支撑台200与支撑柱300焊接，保证整个冷却装置的密封性，支撑柱300内设置有冷却进水管310，冷却进水管310的出水口焊接有隔板件320，隔板件320的侧端面与基板支撑台200内侧壁紧密贴合，中间设置密封圈，隔板件320与基板支撑台200以及支撑柱300配合形成冷却腔，隔板件320上焊接有冷却出水管330，冷却出水管330的进水口沿隔板件320中心对称分布，以用于连通冷却腔和回水腔，冷却出水管330沿冷却进水管310中心轴线方向穿过隔板件320螺旋状分布，通过设置螺旋状的冷却水出水管330，减缓冷却液在回流时的速度，从而减缓冷却液在冷却腔内进行换热降温的效率，能够冷却进水管310的出水口设置有挡件340，以用于阻挡冷却进水管310中冷却液体，具体地，挡件340优选但不限于不锈钢圆形板材，挡件340的横向界面面积大于冷却进水管的管径，挡件340通过支撑架800固定设置在冷却进水管310的出水口上方，支撑架800优选但不限于不四条不锈钢支腿，固定方式优选但不限于焊接，冷却进水管310的流速的快慢，都能防止冷却液直接冲击基板支撑台200，缓冲冷却液与基板支撑台的接触速度和换热速率，从而保证MPCVD金刚石膜的生长完整度，该装置的冷却液为冷却水。

另外，支撑柱300下端面通过螺栓连接有密封板400，密封板400上螺纹连接有导流管500，导流管500一端穿过密封板400与冷却腔体连通，另一端与泄流管路连通，密封板400与支撑柱300之间设置有密封件600，密封件600为橡胶密封圈，以用于与密封板400和支撑柱300之间的缝隙进行过盈配合，从而保证整个回水腔的密封性。

冷却进水管310穿过密封板400设置有管接件700，以用于连接冷却液供液管路。

综上所述：本实用新型结构简单，能够缓冲冷却液与基板支撑台的接触速度和换热速率，减缓基板台的冷却速率，从而保证MPCVD单晶金刚石的生长完整度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种MPCVD设备的基板台冷却装置，包括设置在基板台下方的基板支撑台、设置在基板支撑台下方的支撑柱，所述支撑柱内设置有回水腔，其特征在于：所述支撑柱内设置有冷却进水管，所述冷却进水管的出水口设置有隔板件，所述隔板件上设置有冷却出水管，所述冷却出水管沿冷却进水管中心轴线方向穿过隔板件螺旋状分布，所述冷却进水管的出水口设置有挡件，以用于阻挡冷却进水管中冷却液体。

2.根据权利要求1所述的一种MPCVD设备的基板台冷却装置，其特征在于：所述支撑柱下端面设置有密封板，所述密封板上设置有导流管，所述导流管一端穿过密封板与冷却腔体连通，另一端与泄流管路连通。

3.根据权利要求2所述的一种MPCVD设备的基板台冷却装置，其特征在于：所述密封板与支撑柱之间设置有密封件，以用于与密封板和支撑柱之间的缝隙进行过盈配合。

4.根据权利要求2所述的一种MPCVD设备的基板台冷却装置，其特征在于：所述冷却进水管穿过密封板设置有管接件，以用于连接冷却液供液管路。

5.根据权利要求1所述的一种MPCVD设备的基板台冷却装置，其特征在于：所述隔板件与基板支撑台以及支撑柱配合形成冷却腔，所述冷却出水管的进水口沿隔板件中心对称分布，以用于连通冷却腔和回水腔。

6.根据权利要求1所述的一种MPCVD设备的基板台冷却装置，其特征在于：所述挡件通过支撑架设置在冷却进水管的出水口上方，挡件的横向界面面积大于冷却进水管的管径。