专利名称:一种化学气相淀积装置及其调节方法
专利类型:发明专利
专利申请号:CN202310007797.7
专利申请(专利权)人:江苏籽硕科技有限公司
权利人地址:江苏省泰州市医药高新技术产业开发区经济开发区创新创业产业园三期4号电子厂房1层、2层
专利发明(设计)人:任斌,王乃雷,刘军贤
专利摘要:本发明提供一种化学气相淀积装置及其调节方法,涉及化学气相淀积领域。该基于化学气相淀积装置,包括底座和工作台,所述底座的上方固定连接有工作台,所述工作台的上方中部固定连接有淀积室,所述工作台的上方一端固定连接有第一原料室,所述工作台的上方远离第一原料室的一端固定连接有第二原料室,所述工作台的上方靠近第二原料室的一端固定连接有控制台,所述淀积室的两端中部均固定连接有保温管,两个所述保温管的中部均设置有控制阀。通过在淀积室设置对称的原料室进行原料气供应,加速原料气的扩散效率,提高了原料气的供应均匀度,便于后续激光辅助淀积,提高了加工效率。
主权利要求:
1.一种化学气相淀积装置,包括底座(1)和工作台(2),其特征在于:所述底座(1)的上方固定连接有工作台(2),所述工作台(2)的上方中部固定连接有淀积室(3),所述工作台(2)的上方一端固定连接有第一原料室(4),所述工作台(2)的上方远离第一原料室(4)的一端固定连接有第二原料室(5),所述工作台(2)的上方靠近第二原料室(5)的一端固定连接有控制台(6),所述淀积室(3)的两端中部均固定连接有保温管(7),两个所述保温管(7)的中部均设置有控制阀(8);
所述淀积室(3)一面中部设置有紧闭机构(9),所述淀积室(3)内部两侧与紧闭机构(9)相对应的位置处均固定连接有限位座(21),两个所述限位座(21)的内侧滑动连接有反应台(11),所述反应台(11)靠近紧闭机构(9)的一侧穿过淀积室(3)固定连接有密封板(10),所述反应台(11)的内部阵列固定镶嵌连接有多个金属加热板(12),所述金属加热板(12)的上方均设置有石英舟(13),所述淀积室(3)的下方中部固定连接有升降座(14),所述升降座(14)的输出端固定连接有加热台(15),所述淀积室(3)的内部上方两侧均固定连接有调节平台(26),两个所述调节平台(26)的下方均设置有激光器(27),所述底座(1)的内部两侧均固定连接有激光发生器(29);
所述第一原料室(4)和第二原料室(5)的内部与保温管(7)相对应的位置处均固定连接有加热炉(24),两个所述加热炉(24)的上方均固定连接有原料罐(25),两个所述原料罐(25)远离加热炉(24)的一端均设置有机械泵(23),两个所述机械泵(23)的进气口处均通过管道固定连通有氩气瓶(22);
所述淀积室(3)的顶部固定连接有布气座(16),所述布气座(16)的顶部固定连接有保护气管道(17),所述底座(1)的内部的中部固定连接有保护气瓶(30),所述淀积室(3)的下方两侧均固定连接有负压管道(18),两个所述负压管道(18)的下方均穿过工作台(2)固定连通有负压泵(19),两个所述负压泵(19)的出气口均通过管道固定连通有废气处理室(31);
所述紧闭机构(9)包括两个上滑座(901)、两个下滑座(902)、滑动板(903)、旋紧器(904)、同步齿轮座(905)和齿条板(906),两个所述上滑座(901)和两个下滑座(902)均与淀积室(3)固定连接,且分别固定于密封板(10)的两侧上方和两侧下方位置,所述淀积室(3)的两侧通过两个上滑座(901)和两个下滑座(902)滑动连接有两个滑动板(903),两个所述滑动板(903)的中部均螺纹连接有旋紧器(904),所述淀积室(3)在密封板(10)的下方中部的位置处固定连接有同步齿轮座(905),所述同步齿轮座(905)的内部转动连接有同步齿轮,所述同步齿轮靠近淀积室(3)和远离淀积室(3)的一侧均啮合有齿条板(906),两个所述齿条板(906)远离同步齿轮的一端均穿过相对应的下滑座(902)与相对应的滑动板(903)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种化学气相淀积装置,其特征在于:所述加热台(15)的上方与多个金属加热板(12)相对应的位置处均设置有相对应的电磁加热线圈。
3.根据权利要求1所述的一种化学气相淀积装置,其特征在于:两个所述原料罐(25)远离机械泵(23)的一端均通过保温管(7)与淀积室(3)连通,两个所述保温管(7)穿过淀积室(3)的一端上方均设置有温度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种化学气相淀积装置,其特征在于:所述保护气瓶(30)的上方设置有缓压阀和截止阀,所述保护气管道(17)远离布气座(16)的一端与截止阀固定连通,所述布气座(16)通过保护气管道(17)与保护气瓶(30)相联通,所述保护气瓶(30)的内部保护气体为氮气。
5.根据权利要求1所述的一种化学气相淀积装置,其特征在于:所述废气处理室(31)的内部设置有过滤器和碱性吸收池。
6.根据权利要求1所述的一种化学气相淀积装置,其特征在于:所述淀积室(3)的内部上方一侧设置有气压传感器。
7.根据权利要求1‑6的任意一项所述的一种化学气相淀积装置的调节方法,其特征在于,具体方法步骤为:
S1.在石英舟内铺设三氧化钼粉末,通过清理工序将衬底清理干净后,将衬底放入石英舟内,拧开密封板外两侧的旋紧器,将两个滑动板移至两侧,拉出反应台;
S2.将多个放入衬底的石英舟放置于相对应的金属加热板之上,通过密封板上的把手将反应台推入淀积室内,再通过拉回滑动板,将两侧旋紧器拧紧,确保密封板与淀积室密封;
S3.通过控制台的控制,利用负压泵和负压管道对淀积室进行抽真空,并在抽真空之后,通过保护气管道和布气座对淀积室注入保护气氛,重复两次,确保排出淀积室的内部空气,然后通过保护气氛恢复淀积室内部常压;
S4.在进行气相淀积时,首先通过升降座将加热台升至反应台底部,根据放置的石英舟的数量和位置开启相对应的加热线圈,通过电磁涡流加热石英舟;
S5.两侧原料罐内的硫粉通过加热炉进行升华,再通过氩气载流输送至淀积室内;
S6.控制台通过对调节平台和激光发生器的控制,通过改变激光功率大小、方向和范围的方式,对相对应的衬底进行激光辅助淀积镀膜,同时,通过真空泵和布气座的工作保证内部常压;
S7.淀积镀膜完成后,等待衬底常温,打开紧闭机构,抽出反应台取回衬底即可。 说明书 : 一种化学气相淀积装置及其调节方法技术领域[0001] 本发明涉及化学气相淀积技术领域,具体为一种化学气相淀积装置及其调节方法。背景技术[0002] 化学气相沉积是利用气态或蒸汽态的物质在气相或气固界面上发生反应生成固态沉积物的过程;二硫化钼是由天然钼精矿粉经化学提纯后改变分子结构而制成的固体粉剂,是重要的固体润滑剂,特别适用于高温高压下,它还有抗磁性,可用作线性光电导体和显示P型或N型导电性能的半导体,具有整流和换能的作用,它也被誉为“高级固体润滑油王”,本品色黑稍带银灰色,有金属光泽,触之有滑腻感,不溶于水,产品可添加在各种油脂里,形成绝不粘结的胶体状态,能增加油脂的润滑性和极压性,也适用于高温、高压、高转速高负荷的机械工作状态,延长设备寿命,二硫化钼薄膜一般是由化学气相淀积制备而成。[0003] 现有的化学气相淀积技术,一般只能进行单次衬底镀膜,加工效率较低,无法进行中途调节,多将两种原料加热后直接输送至加热炉内部进行反应,沉积过程中,二硫化钼沉积均匀度不佳,且无法对反应废气进行中和处理,直接排放污染生态环境,使用环保性不佳,具有进一步的改进空间。发明内容[0004] (一)解决的技术问题[0005] 针对现有技术的不足,本发明提供了一种化学气相淀积装置及其调节方法,解决了上述背景技术的问题。[0006] (二)技术方案[0007] 为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种化学气相淀积装置,包括底座和工作台,所述底座的上方固定连接有工作台,所述工作台的上方中部固定连接有淀积室,所述工作台的上方一端固定连接有第一原料室,所述工作台的上方远离第一原料室的一端固定连接有第二原料室,所述工作台的上方靠近第二原料室的一端固定连接有控制台,所述淀积室的两端中部均固定连接有保温管,两个所述保温管的中部均设置有控制阀;[0008] 所述淀积室一面中部设置有紧闭机构,所述淀积室内部两侧与紧闭机构相对应的位置处均固定连接有限位座,两个所述限位座的内侧滑动连接有反应台,所述反应台靠近紧闭机构的一侧穿过淀积室固定连接有密封板,所述反应台的内部阵列固定镶嵌连接有多个金属加热板,所述金属加热板的上方均设置有石英舟,所述淀积室的下方中部固定连接有升降座,所述升降座的输出端固定连接有加热台,所述淀积室的内部上方两侧均固定连接有调节平台,两个所述调节平台的下方均设置有激光器,所述淀积室远离紧闭机构的一面与两个调节平台相对应的位置处均设置有传导光纤,所述底座的内部两侧均固定连接有激光发生器;[0009] 所述第一原料室和第二原料室的内部与保温管相对应的位置处均固定连接有加热炉,两个所述加热炉的上方均固定连接有原料罐,两个所述原料罐远离加热炉的一端均设置有机械泵,两个所述机械泵的进气口处均通过管道固定连通有氩气瓶;[0010] 所述淀积室的顶部固定连接有布气座,所述布气座的顶部固定连接有保护气管道,所述底座的内部的中部固定连接有保护气瓶,所述淀积室的下方两侧均固定连接有负压管道,两个所述负压管道的下方均穿过工作台固定连通有负压泵,两个所述负压泵的出气口均通过管道固定连通有废气处理室。[0011] 优选的,所述紧闭机构包括两个上滑座、两个下滑座、滑动板、旋紧器、同步齿轮座和齿条板,两个所述上滑座和两个下滑座均与淀积室固定连接,且分别固定于密封板的两侧上方和两侧下方位置,所述淀积室的两侧通过两个上滑座和两个下滑座滑动连接有两个滑动板,两个所述滑动板的中部均螺纹连接有旋紧器,所述淀积室在密封板的下方中部的位置处固定连接有同步齿轮座,所述同步齿轮座的内部转动连接有同步齿轮,所述同步齿轮靠近淀积室和远离淀积室的一侧均啮合有齿条板,两个所述齿条板远离同步齿轮的一端均穿过相对应的下滑座与相对应的滑动板固定连接。[0012] 优选的,所述加热台的上方与多个金属加热板相对应的位置处均设置有相对应的电磁加热线圈。[0013] 优选的,两个所述原料罐远离机械泵的一端均通过保温管与淀积室连通,两个所述保温管穿过淀积室的一端上方均设置有温度传感器。[0014] 优选的,所述保护气瓶的上方设置有缓压阀和截止阀,所述保护气管道远离布气座的一端与截止阀固定连通,所述布气座通过保护气管道与保护气瓶相联通,所述保护气瓶的内部保护气体为氮气。[0015] 优选的,所述废气处理室的内部设置有过滤器和碱性吸收池。[0016] 优选的,所述淀积室的内部上方一侧设置有气压传感器。[0017] 优选的,一种化学气相淀积装置的调节方法,具体方法步骤为:[0018] S1.在石英舟内铺设三氧化钼粉末,通过清理工序将衬底清理干净后,将衬底放入石英舟内,拧开密封板外两侧的旋紧器,将两个滑动板移至两侧,拉出反应台;[0019] S2.将多个放入衬底的石英舟放置于相对应的金属加热板之上,通过密封板上的把手将反应台推入淀积室内,再通过拉回滑动板,将两侧旋紧器拧紧,确保密封板与淀积室密封;[0020] S3.通过控制台的控制,利用负压泵和负压管道对淀积室进行抽真空,并在抽真空之后,通过保护气管道和布气座对淀积室注入保护气氛,重复两次,确保排出淀积室的内部空气,然后通过保护气氛恢复淀积室内部常压;[0021] S4.在进行气相淀积时,首先通过升降座将加热台升至反应台底部,根据放置的石英舟的数量和位置开启相对应的加热线圈,通过电磁涡流加热石英舟;[0022] S5.两侧原料罐内的硫粉通过加热炉进行升华,再通过氩气载流输送至淀积室内;[0023] S6.控制台通过对调节平台和激光发生器的控制,通过改变激光功率大小、方向和范围的方式,对相对应的衬底进行激光辅助淀积镀膜,同时,通过真空泵和布气座的工作保证内部常压;[0024] S7.淀积镀膜完成后,等待衬底常温,打开紧闭机构,抽出反应台取回衬底即可。[0025] (三)有益效果[0026] 本发明提供了一种化学气相淀积装置及其调节方法。具备以下有益效果:[0027] 1、本发明通过在淀积室设置对称的原料室进行原料气供应,加速原料气的扩散效率,提高了原料气的供应均匀度,便于后续激光辅助淀积,提高了加工效率。[0028] 2、本发明设置有废气处理室,配合负压泵可对内部未处理的原料气和反应废气进行处理,避免了直接排放污染生态环境,减少了后续污染,提高了环保性,加强了本发明的实用性。[0029] 3、本发明的可根据实际情况灵活调节加工数量,并通过激光脉冲对局部的反应速率进行调节,改善沉积均匀度,加强了本发明的实用性。附图说明[0030] 图1为本发明的左侧立体结构示意图;[0031] 图2为本发明的右侧立体结构示意图;[0032] 图3为本发明的背面立体结构示意图;[0033] 图4为本发明的正面结构示意图;[0034] 图5为本发明的内部结构示意图;[0035] 其中,1、底座;2、工作台;3、淀积室;4、第一原料室;5、第二原料室;6、控制台;7、保温管;8、控制阀;9、紧闭机构;901、上滑座;902、下滑座;903、滑动板;904、旋紧器;905、同步齿轮座;906、齿条板;10、密封板;11、反应台;12、金属加热板;13、石英舟;14、升降座;15、加热台;16、布气座;17、保护气管道;18、负压管道;19、负压泵;20、原料气管道;21、限位座;22、氩气瓶;23、机械泵;24、加热炉;25、原料罐;26、调节平台;27、激光器;28、传导光纤;29、激光发生器;30、保护气瓶;31、废气处理室。具体实施方式[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。[0037] 实施例:[0038] 如图1‑5所示,本发明实施例提供一种化学气相淀积装置,包括底座1和工作台2,底座1的上方固定连接有工作台2,工作台2的上方中部固定连接有淀积室3,工作台2的上方一端固定连接有第一原料室4,工作台2的上方远离第一原料室4的一端固定连接有第二原料室5,工作台2的上方靠近第二原料室5的一端固定连接有控制台6,淀积室3的两端中部均固定连接有保温管7,两个保温管7的中部均设置有控制阀8;[0039] 淀积室3一面中部设置有紧闭机构9,紧闭机构9包括两个上滑座901、两个下滑座902、滑动板903、旋紧器904、同步齿轮座905和齿条板906,两个上滑座901和两个下滑座902均与淀积室3固定连接,且分别固定于密封板10的两侧上方和两侧下方位置,淀积室3的两侧通过两个上滑座901和两个下滑座902滑动连接有两个滑动板903,两个滑动板903的中部均螺纹连接有旋紧器904,淀积室3在密封板10的下方中部的位置处固定连接有同步齿轮座905,同步齿轮座905的内部转动连接有同步齿轮,同步齿轮靠近淀积室3和远离淀积室3的一侧均啮合有齿条板906,两个齿条板906远离同步齿轮的一端均穿过相对应的下滑座902与相对应的滑动板903固定连接,淀积室3内部两侧与紧闭机构9相对应的位置处均固定连接有限位座21,两个限位座21的内侧滑动连接有反应台11,反应台11靠近紧闭机构9的一侧穿过淀积室3固定连接有密封板10,反应台11的内部阵列固定镶嵌连接有多个金属加热板12,金属加热板12的上方均设置有石英舟13,淀积室3的下方中部固定连接有升降座14,升降座14的输出端固定连接有加热台15,加热台15的上方与多个金属加热板12相对应的位置处均设置有相对应的电磁加热线圈,淀积室3的内部上方两侧均固定连接有调节平台26,调节平台26为现有的丝杠移动平台,两个调节平台26的下方均设置有激光器27,激光器27内部设置光学调节组件,淀积室3远离紧闭机构9的一面与两个调节平台26相对应的位置处均设置有传导光纤28,底座1的内部两侧均固定连接有激光发生器29,可通过激光脉冲对局部的反应速率进行调节,改善沉积均匀度;[0040] 第一原料室4和第二原料室5的内部与保温管7相对应的位置处均固定连接有加热炉24,两个加热炉24的上方均固定连接有原料罐25,两个原料罐25远离加热炉24的一端均设置有机械泵23,两个机械泵23的进气口处均通过管道固定连通有氩气瓶22,两个原料罐25远离机械泵23的一端均通过保温管7与淀积室3连通,两个保温管7穿过淀积室3的一端上方均设置有温度传感器,淀积室3的内部上方一侧设置有气压传感器,本发明通过在淀积室设置对称的原料室进行原料气供应,加速原料气的扩散效率,提高了原料气的供应均匀度,便于后续激光辅助淀积,提高了加工效率;[0041] 淀积室3的顶部固定连接有布气座16,布气座16的顶部固定连接有保护气管道17,底座1的内部的中部固定连接有保护气瓶30,保护气瓶30的上方设置有缓压阀和截止阀,保护气管道17远离布气座16的一端与截止阀固定连通,布气座16通过保护气管道17与保护气瓶30相联通,保护气瓶30的内部保护气体为氮气,淀积室3的下方两侧均固定连接有负压管道18,两个负压管道18的下方均穿过工作台2固定连通有负压泵19,两个负压泵19的出气口均通过管道固定连通有废气处理室31,废气处理室31的内部设置有过滤器和碱性吸收池,配合负压泵可对内部未处理的原料气和反应废气进行处理,避免了直接排放污染生态环境,减少了后续污染,提高了环保性。[0042] 一种化学气相淀积装置的调节方法,具体方法步骤为:[0043] S1.在石英舟内铺设三氧化钼粉末,通过清理工序将衬底清理干净后,将衬底放入石英舟内,拧开密封板外两侧的旋紧器,将两个滑动板移至两侧,拉出反应台;[0044] S2.将多个放入衬底的石英舟放置于相对应的金属加热板之上,可根据实际情况灵活调节加工数量,通过密封板上的把手将反应台推入淀积室内,再通过拉回滑动板,将两侧旋紧器拧紧,确保密封板与淀积室密封;[0045] S3.通过控制台的控制,利用负压泵和负压管道对淀积室进行抽真空,并在抽真空之后,通过保护气管道和布气座对淀积室注入保护气氛,重复两次,确保排出淀积室的内部空气,然后通过保护气氛恢复淀积室内部常压;[0046] S4.在进行气相淀积时,首先通过升降座将加热台升至反应台底部,根据放置的石英舟的数量和位置开启相对应的加热线圈,通过电磁涡流加热石英舟;[0047] S5.两侧原料罐内的硫粉通过加热炉进行升华,再通过氩气载流输送至淀积室内;[0048] S6.控制台通过对调节平台和激光发生器的控制,通过改变激光功率大小、方向和范围的方式,对相对应的衬底进行激光辅助淀积镀膜,同时,通过真空泵和布气座的工作保证内部常压;[0049] S7.淀积镀膜完成后,等待衬底常温,打开紧闭机构,抽出反应台取回衬底即可。[0050] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
专利地区:江苏
专利申请日期:2023-01-04
专利公开日期:2024-09-03
专利公告号:CN115948726B