CN220166272U - 一种cvd/cvi设备的进气结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种CVD/CVI设备的进气结构，涉及表面化学处理设备的技术领域，其包括安装组件和进气管组件，安装组件包括法兰，进气管组件与法兰固定密封连接且能够沿法兰的厚度方向贯穿法兰、反应室壳、保温层与外壳，法兰能够固定密封连接于外壳上，法兰的厚度小于外壳厚度。本申请具有能够减少高温气态前驱体在进气结构中的散热量，进而减少高温气态前驱体在进气结构中提前发生冷凝的概率的效果。

Description

一种CVD/CVI设备的进气结构

技术领域

本申请涉及表面化学处理设备技术领域，尤其是涉及一种CVD/CVI设备的进气结构。

背景技术

CVD/CVI（化学气相沉积/渗透）工艺是真空镀膜的主要方法，相比于电镀法和化学镀法具有成膜均匀致密且污染小的优点，常用于制备高性能涂层，实际生产中常使用CVD/CVI热壁反应设备来完成CVD/CVI工艺流程。

CVD/CVI热壁反应设备一般通过加热的方式将固态或液态的前驱体汽化，再通过作为载体的气体将高温的气态前驱体经进气管带入反应室内进行化学反应并在需要被镀膜的基体上沉积形成薄膜，CVD/CVI热壁反应设备一般包括被隔热层隔离的外壳和反应室壳，且外壳一般包括冷却系统使外壳降温，而反应室壳围成的反应室内一般为高温环境，进气管需贯穿外壳、隔热层和反应室壳且与外壳和反应室壳固定连接，将高温的气态前驱体输送入反应室内参与化学反应。

针对上述中的结构，存在与温度较低的外壳接触处的进气管散热较快，当高温的气态前驱体流经与外壳接触的管道区域时前驱体容易提前发生冷凝，从而导致进气管堵塞和前驱体损耗的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种CVD/CVI设备的进气结构，能够减少高温气态前驱体在进气结构中的散热量，进而减少高温气态前驱体在进气结构中提前发生冷凝的概率。

本申请提供的一种CVD/CVI设备的进气结构采用如下的技术方案：

一种CVD/CVI设备的进气结构，包括安装组件和进气管组件，所述安装组件包括法兰，所述进气管组件与所述法兰固定密封连接且能够沿所述法兰的厚度方向贯穿所述法兰、反应室壳、保温层与外壳，所述法兰能够固定密封连接于外壳上，所述法兰的厚度小于外壳厚度。

通过采用上述技术方案，由于与进气管组件直接接触的法兰厚度小于外壳厚度，所以进气管组件通过法兰散发的热量小于进气管组件直接与外壳接触的散热量，从而达到减少高温气态前驱体在进气结构中的散热量，进而减少高温气态前驱体在进气结构中提前发生冷凝的概率的目的。

可选的，所述进气管组件包括外进气管和内进气管，所述外进气管沿所述法兰的厚度方向贯穿所述法兰且与所述法兰固定密封连接，所述内进气管能够贯穿反应室壳、保温层与外壳，所述内进气管的一端与所述外进气管的一端连通，所述外进气管的外径小于所述内进气管的内径。

通过采用上述技术方案，可以将直接接触温度较低的外进气管与接触温度较高的隔热层和反应室壳的内进气管隔离开，进一步减小外壳对高温气体态前驱体的影响。

可选的，所述内进气管套设于所述外进气管的一端外侧。

通过采用上述技术方案，由于外进气管内径较小，且高温气体在外进气管内的流速较快，快速流动的高温气体自外进气管喷出，减少了高温气体直接接触内进气管的内侧管壁的量，因此也能减少高温气态前驱体提前冷凝的可能性，进而减少在进气结构中的沉积。

可选的，所述法兰靠近所述内进气管的一面设有密封垫圈，所述密封垫圈能够在所述法兰被压紧于外壳上时令所述法兰密封连接于外壳上。

通过采用上述技术方案，能够提高进气结构的气密性能，减少发生漏气情况的可能。

可选的，所述法兰与所述密封垫圈贴合的区域具有刀口，所述密封垫圈的硬度低于所述刀口的硬度。

通过采用上述技术方案，能够通过刀口将密封垫圈挤压变形从而更好地填充法兰与外壳贴合处的间隙，且被刀口挤压的密封垫圈的内部应力较大，能够更好地发挥密封作用。

可选的，所述外进气管的一端位于外界，另一端位于所述内进气管中，所述外进气管位于外界的一端的外侧壁覆盖有伴热带。

通过采用上述技术方案，能够对外进气管中的高温气体补充热量，提高高温气体在输送过程中温度的一致性，且能够减小前驱体在外进气管中的冷凝量。

可选的，所述伴热带的外侧覆盖有保温层。

通过采用上述技术方案，能够进一步减小外进气管的散热量。

可选的，所述内进气管远离所述外进气管的一端具有向远离所述内进气管的轴线方向翻折的翻边，所述翻边能够与反应室壳内壁贴合，另一端外侧设有第一密封件，所述第一密封件的内侧能够与所述内进气管的外壁贴合，所述第一密封件的外侧能够与外壳贴合。

通过采用上述技术方案，能够限制内进气管的轴向运动，提高进气结构工作时的稳定性，同时由于高温气态前驱体中常含有腐蚀性介质，如卤素的化合物或单质，例如氯气或氯化氢气体，这些气体在常温、干燥环境下不腐蚀不锈钢材料，但高温下会对不锈钢等金属材料形成腐蚀，当外壳采用不锈钢制成时，第一密封件能够减少外壳和高温气体的接触面积，进而减少外壳被腐蚀的面积。

可选的，所述翻边面向所述法兰的一面设有第二密封件。

通过采用上述技术方案，能够提升翻边与反应室壳内壁贴合处的密封效果，进一步减小从内进气管喷出的高温气体经翻边与反应室壳内壁贴合处的间隙泄露从而腐蚀外壳的可能。

可选的，所述法兰面对所述内进气管的端面上对应于所述内进气管的端面区域设有密封槽，所述密封槽底部附有缓冲层。

通过采用上述技术方案，能够减少高温气体内进气管靠近外进气管一端的空隙泄露的量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置厚度小于外壳厚度的法兰，并令进气管组件与外壳通过法兰间接连接，能够减小进气管组件因与外壳连接而散发的热量，从而达到减少高温气态前驱体在进气结构中的散热量，进而减少高温气态前驱体在进气结构中提前发生冷凝的概率的目的；

2.通过设置外进气管和内进气管，且外进气管的外径小于内进气管的内径，内进气管套设于外进气管靠近外进气管的一端外侧，能够减少高温气体直接接触内进气管管壁的量，减少了高温气态前驱体提前冷凝的可能性，进而减少在进气结构中的沉积；

3.通过在翻边面向法兰的一面设置第二密封件，能够减小从内进气管喷出的高温气体经翻边与反应室壳内壁贴合处的间隙泄露从而腐蚀外壳的可能。

附图说明

图1是本申请实施例1的剖视图；

图2是图1中A部分的局部放大示意图；

图3是本申请实施例2的剖视图。

图中，1、安装组件；11、法兰；111、刀口；112、密封槽；113、缓冲层；12、密封垫圈；2、进气管组件；21、外进气管；22、内进气管；221、翻边；222、紧固件；223、压环；224、第一密封件；225、第二密封件；23、伴热带；24、保温层；3、外壳；31、安装孔；32、台阶；4、隔热层；5、反应室壳。

具体实施方式

以下结合附图1-附图3，对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

一种CVD/CVI设备的进气结构，参照图1，包括安装组件1和进气管组件2，安装组件1包括法兰11，法兰11通过螺栓连接的方式安装在外壳3外壁一侧，法兰11的厚度小于外壳3厚度，根据实际应用中的总结，法兰11的厚度可以是5-10毫米，法兰11可以采用刀口法兰，法兰11的一端面具有环形刀口111，法兰11具有刀口111的一端面与外壳3之间设有密封垫圈12，密封垫圈12置于刀口111对应的区域，密封垫圈12可以采用硬度小于刀口111材料硬度的金属垫圈，当法兰11被压紧于外壳3上时，刀口111挤压密封垫圈12，使密封垫圈12被挤压变形，被挤压的密封垫圈12的内部应力能够使密封垫圈12更好地填充法兰11和外壳3之间的间隙，提高密封效果，有利于维持进气结构内部在反应进行时的真空环境。

参照图1，进气管组件2包括外进气管21和内进气管22，外进气管21在法兰11中心区域沿法兰11的厚度方向贯穿法兰11，外进气管21通过满焊的方式固定在法兰11中心区域，内进气管22贯穿反应室壳5、保温层24与外壳3。

参照图1，内进气管22的一端与外进气管21的一端连通，外进气管21的外径小于内进气管22的内径，内进气管22套设于外进气管21的一端外侧，内进气管22覆盖外进气管21一端的长度可以由外进气管21的材料耐温性能来确定，内进气管22远离外进气管21的一端具有向远离内进气管22的轴线方向翻折的翻边221，在安装时，翻边221与反应室壳5内壁贴合，且翻边221面向法兰11的一面设有第二密封件225。

参照图1和图2，内进气管22靠近外进气管21的一端外侧设有紧固件222、压环223和第一密封件224，第二密封件225和第一密封件224可以采用耐高温的硬度较低的材料，在实际使用时，可以利用外壳3上为安装本申请提供的一种CVD/CVI设备的进气结构所开设的安装孔31的孔壁上由于孔径差形成的台阶32来安装第一密封件224，第一密封件224能够放置于外壳3上的台阶32处，压环223的一端面与第一密封件224远离台阶32的一端面抵接，紧固件222的一端面与压环223远离第一密封件224的一端面抵接，紧固件222可以是侧壁具有外螺纹的金属环，且紧固件222上的螺纹能够与外壳3上对应的内螺纹配合，随着紧固件222被拧紧，压力通过压环223传至第一密封件224，第一密封件224被挤压并发生形变，使得第一密封件224的内侧能够与内进气管22的外壁紧密贴合，第一密封件224的外侧能够与外壳3紧密贴合，从而第一密封件224能够封堵内进气管22和外壳3之间的间隙。

参照图1和图2，外进气管21的一端位于外界，另一端位于内进气管22中，外进气管21位于外界的一端的外侧壁覆盖有伴热带23，伴热带23可以采用电伴热带，伴热带23的外侧覆盖有保温层24，保温层24可以采用保温棉材料。

本申请实施例的实施原理为：由于与进气管组件2直接接触的法兰11的厚度小于外壳3的厚度，进气管组件2与法兰11接触区域的表面积小于进气组件直接与外壳3接触区域的表面积，故进气管组件2通过与法兰11接触区域散发的热量小于进气组件通过直接与外壳3接触区域散发的热量，从而达到减少高温气态前驱体在进气结构中的散热量，进而减少高温气态前驱体在进气结构中提前发生冷凝的概率的目的；由于外进气管21和内进气管22分开设置，且外进气管21穿入内进气管22，能够减少高温气体直接接触内进气管22内壁的量，同样减少了高温气态前驱体提前冷凝的可能性，进而减少在进气结构中的沉积，减少内进气管22内壁发生堵塞的概率。

此外，参照图1，在组装CVD/CVI设备时，可以将外壳3、隔热层4和反应室壳5平行或同轴安装，当外壳3、隔热层4和反应室壳5的形状不一时，可以将本申请提供的一种CVD/CVI设备的进气结构安装于从外壳3外侧壁到反应室壳5内侧壁距离最短处，这样可以使内进气管22的长度较短，达到减少高温气体在进气结构中的散热量的目的。

实施例2：

参照图3，本实施例与实施例1的区别在于：法兰11面对内进气管22的端面上对应于内进气管22的端面区域还设有密封槽112，密封槽112底部附有缓冲层113。

本申请实施例的实施原理为：内进气管22的一端被压入密封槽112内且位于密封槽112内的内进气管22的端面与缓冲层113抵接时，能够减少高温气体内进气管22靠近外进气管21一端的空隙泄露的量。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种CVD/CVI设备的进气结构，其特征在于，包括安装组件(1)和进气管组件(2)，所述安装组件(1)包括法兰(11)，所述进气管组件(2)与所述法兰(11)固定密封连接且能够沿所述法兰(11)的厚度方向贯穿所述法兰(11)、反应室壳(5)、保温层(24)与外壳(3)，所述法兰(11)能够固定密封连接于外壳(3)上，所述法兰(11)的厚度小于外壳(3)厚度；所述进气管组件(2)包括外进气管(21)和内进气管(22)，所述外进气管(21)沿所述法兰(11)的厚度方向贯穿所述法兰(11)且与所述法兰(11)固定密封连接，所述内进气管(22)能够贯穿反应室壳(5)、保温层(24)与外壳(3)，所述内进气管(22)的一端与所述外进气管(21)的一端连通，所述外进气管(21)的外径小于所述内进气管(22)的内径；

所述内进气管(22)远离所述外进气管(21)的一端具有向远离所述内进气管(22)的轴线方向翻折的翻边(221)，所述翻边(221)能够与反应室壳(5)内壁贴合，另一端外侧设有第一密封件(224)，所述第一密封件(224)的内侧能够与所述内进气管(22)的外壁贴合，所述第一密封件(224)的外侧能够与外壳(3)贴合；所述翻边(221)面向所述法兰(11)的一面设有第二密封件(225)。

2.根据权利要求1所述的一种CVD/CVI设备的进气结构，其特征在于，所述内进气管(22)套设于所述外进气管(21)的一端外侧。

3.根据权利要求2所述的一种CVD/CVI设备的进气结构，其特征在于，所述法兰(11)靠近所述内进气管(22)的一面设有密封垫圈(12)，所述密封垫圈(12)能够在所述法兰(11)被压紧于外壳(3)上时令所述法兰(11)密封连接于外壳(3)上。

4.根据权利要求3所述的一种CVD/CVI设备的进气结构，其特征在于，所述法兰(11)与所述密封垫圈(12)贴合的区域具有刀口(111)，所述密封垫圈(12)的硬度低于所述刀口(111)的硬度。

5.根据权利要求1所述的一种CVD/CVI设备的进气结构，其特征在于，所述外进气管(21)的一端位于外界，另一端位于所述内进气管(22)中，所述外进气管(21)位于外界的一端的外侧壁覆盖有伴热带(23)。

6.根据权利要求5所述的一种CVD/CVI设备的进气结构，其特征在于，所述伴热带(23)的外侧覆盖有保温层(24)。

7.根据权利要求1所述的一种CVD/CVI设备的进气结构，其特征在于，所述法兰(11)面对所述内进气管(22)的端面上对应于所述内进气管(22)的端面区域设有密封槽(112)，所述密封槽(112)底部附有缓冲层(113)。