專利名稱：一種化學(xué)氣相沉積爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熱處理設(shè)備，具體涉及一種化學(xué)氣相沉積爐。
背景技術(shù)：
CVD化學(xué)氣相沉積爐是利用化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor D印osition)的原理， 將參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，加熱到一定工藝溫度，在真空泵抽氣系統(tǒng)產(chǎn)生的引力作用下，引至沉積室進(jìn)行反應(yīng)、沉積，生成新的固態(tài)物質(zhì)。為了得到工藝要求的沉積厚度，此沉積過程一般需連續(xù)工作20天左右。為了更好的制備出高質(zhì)量的產(chǎn)品，沉積過程不僅要求在非常潔凈的環(huán)境下進(jìn)行，如果沉積室內(nèi)有粉末存在會(huì)影響沉積效果，且要求沉積過程連續(xù)正常進(jìn)行。目前，此類化學(xué)氣相沉積爐大多是在原有真空爐的基礎(chǔ)上改造而成，主要由爐本體(含爐底、下爐體、上爐體及隔熱屏)、加熱器、過濾系統(tǒng)、真空系統(tǒng)等組成。隔熱屏與爐體固定，不易拆卸和清洗。上爐體加熱器固定在下爐體內(nèi)，從下爐體側(cè)壁引出，因每爐均需拆卸、清潔，實(shí)際操作很不方便。過濾系統(tǒng)為單級(jí)、水冷結(jié)構(gòu)，沉積過程中約有30%的粉塵進(jìn)入真空泵腔，使得真空泵油在短時(shí)間內(nèi)被污染、真空泵頻繁發(fā)生卡滯現(xiàn)象，需迅速啟動(dòng)另外一臺(tái)泵繼續(xù)工作，同時(shí)及時(shí)組織工人對(duì)故障真空泵進(jìn)行維修。這樣重復(fù)進(jìn)行，方能保證沉積過程持續(xù)進(jìn)行。在生產(chǎn)過程中，操作工人要隨時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)工作情況，發(fā)現(xiàn)隱患要立即解決，工人勞動(dòng)強(qiáng)度相當(dāng)大，用工成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種容積大，產(chǎn)量高，易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的化學(xué)氣相沉積爐。為解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案一種化學(xué)氣相沉積爐，其特殊之處在于包括爐本體、爐體提升機(jī)構(gòu)、爐蓋提升機(jī)構(gòu)、三級(jí)過濾系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱器，加熱器包括上區(qū)加熱體、中區(qū)加熱體、下區(qū)加熱體，爐本體采用立式、內(nèi)熱式結(jié)構(gòu)，包括爐蓋、上爐體、下爐體、爐底，上爐體和下爐體為圓筒形、雙層水冷結(jié)構(gòu)，爐蓋內(nèi)側(cè)設(shè)置有上區(qū)加熱體，上爐體內(nèi)設(shè)置有中區(qū)加熱體，爐底上設(shè)置有下區(qū)加熱體，爐本體的內(nèi)壁設(shè)置有隔熱屏；所述的爐本體的上爐體外一側(cè)與爐體提升機(jī)構(gòu)連接， 爐蓋上端與設(shè)置在上爐體側(cè)面的爐蓋提升機(jī)構(gòu)連接；所述的爐本體的出氣口經(jīng)三級(jí)過濾系統(tǒng)與真空系統(tǒng)連接。上述的爐體提升機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)單元、立柱、絲桿、絲母及軸承座組成，驅(qū)動(dòng)單元包括減速機(jī)、電機(jī)、變頻器，減速機(jī)及電機(jī)采用直聯(lián)形式，減速機(jī)的輸出軸垂直向下并與絲桿連接，立柱設(shè)置在爐體提升機(jī)構(gòu)的底部，導(dǎo)向座套設(shè)在立柱上并通過絲母與絲杠連接，導(dǎo)向座的一側(cè)與爐本體的上爐體的連接座連接，絲母套設(shè)在立柱上。上述的爐蓋提升機(jī)構(gòu)由電動(dòng)升降機(jī)、一對(duì)滑動(dòng)軸承座、橫臂、提升軸組成，電動(dòng)升降機(jī)固定在上爐體側(cè)壁的支架上，滑動(dòng)軸承座固定在上爐體側(cè)壁的連接座上，橫臂將爐蓋與提升軸連為一體，提升軸設(shè)置在滑動(dòng)軸承座內(nèi)，提升軸上套設(shè)導(dǎo)向筒，導(dǎo)向筒的一側(cè)與爐本體的上爐體的連接。上述的三級(jí)過濾系統(tǒng)包括一級(jí)過濾器、二級(jí)過濾器、三級(jí)過濾器，一級(jí)過濾器的上部腔體為雙層水冷結(jié)構(gòu)，一級(jí)過濾器的上部腔體內(nèi)設(shè)置有水冷擋板，一級(jí)過濾器的下部為錐形捕集腔，一級(jí)過濾器、二級(jí)過濾器、三級(jí)過濾器依次連接，三級(jí)過濾器的輸出端與真空泵系統(tǒng)連接。上述的二級(jí)過濾器采用布袋過濾器。上述的三級(jí)過濾器采用活性炭過濾器。上述的爐本體的內(nèi)壁分段設(shè)置有隔熱屏。上述的真空系統(tǒng)采用兩臺(tái)真空泵并聯(lián)構(gòu)成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用整體式隔熱屏，便于拆卸、清洗；上爐體加熱體固定在上爐體內(nèi)，便于裝卸料及爐內(nèi)清潔；過濾器采用三級(jí)過濾系統(tǒng)對(duì)粉塵進(jìn)行有效過濾， 使得沉積過程能夠連續(xù)正常進(jìn)行，同時(shí)本化學(xué)氣相沉積爐容積大，產(chǎn)量高，易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的爐體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的爐體提升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的爐蓋提升結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的三級(jí)過濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖1、2，本實(shí)用新型包括爐本體1、爐體提升機(jī)構(gòu)2、爐蓋提升機(jī)構(gòu)3、三級(jí)過濾系統(tǒng)4、真空系統(tǒng)5、加熱器6，加熱器6包括上區(qū)加熱體、中區(qū)加熱體、下區(qū)加熱體，爐本體1 采用立式、內(nèi)熱式結(jié)構(gòu)，包括爐蓋13、上爐體14、下爐體15、爐底16，上爐體14和下爐體15 為圓筒形、雙層水冷結(jié)構(gòu)，下區(qū)加熱體固定在爐底，電極從爐子底部引出；中區(qū)加熱體固定在上爐體內(nèi)，電極從上爐體14側(cè)壁引出；上區(qū)加熱體固定在爐蓋13上，電極從爐子頂部引出，爐本體1的內(nèi)壁設(shè)置有隔熱屏27，爐底部留有進(jìn)氣口、測溫口及規(guī)管接口，反應(yīng)氣體從下爐體側(cè)壁引入爐內(nèi)。下爐體15有一個(gè)側(cè)開的工藝方形門；所述的爐本體1的上爐體13 外一側(cè)與爐體提升機(jī)構(gòu)2連接，爐蓋13上端與設(shè)置在上爐體13側(cè)面的爐蓋提升機(jī)構(gòu)3連接；所述的爐本體1的出氣口經(jīng)三級(jí)過濾系統(tǒng)4與真空系統(tǒng)5連接。參見圖3，爐體提升機(jī)構(gòu)2由驅(qū)動(dòng)單元7、立柱12、絲桿9、絲母10及軸承座8組成，驅(qū)動(dòng)單元包括減速機(jī)、電機(jī)、變頻器，減速機(jī)及電機(jī)采用直聯(lián)形式，減速機(jī)的輸出軸垂直向下并與絲桿9連接，絲桿9上的絲母10固定于爐本體1的上爐體的連接座上，立柱12設(shè)置在爐體提升機(jī)構(gòu)2的底部，該裝置設(shè)有相當(dāng)強(qiáng)度的立拄12，這樣就實(shí)現(xiàn)了電機(jī)通電后，立柱12設(shè)置在爐體提升機(jī)構(gòu)2的底部，導(dǎo)向座25套設(shè)在立柱12上并通過絲母10與絲杠9 連接，導(dǎo)向座25的一側(cè)與爐本體1的上爐體14的連接座連接，絲母10套設(shè)在立柱12上， 通過行程開關(guān)進(jìn)行升到位和降到位的限位控制，通過變頻器可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。[0023]參見圖4，爐蓋提升機(jī)構(gòu)3由電動(dòng)升降機(jī)17、一對(duì)滑動(dòng)軸承座18、橫臂19、提升軸 20組成，電動(dòng)升降機(jī)17固定在上爐體14側(cè)壁的支架上，滑動(dòng)軸承座18固定在上爐體14側(cè)壁的連接座上，橫臂19將爐蓋13與提升軸20連為一體，提升軸20設(shè)置在滑動(dòng)軸承座18 內(nèi)，提升軸20上套設(shè)導(dǎo)向筒26，導(dǎo)向筒26的一側(cè)與爐本體1的上爐體14的連接，通電后， 升降機(jī)絲桿帶動(dòng)提升軸沿著滑動(dòng)軸承座實(shí)現(xiàn)爐蓋的平穩(wěn)升降，爐蓋提升到位后，采用手動(dòng)方式旋轉(zhuǎn)打開。參見圖5，三級(jí)過濾系統(tǒng)4包括一級(jí)過濾器21、二級(jí)過濾器22、三級(jí)過濾器23，一級(jí)過濾器21的上部腔體為雙層水冷結(jié)構(gòu)，且設(shè)置有水冷擋板24，一級(jí)過濾器21的下部為錐形捕集腔，經(jīng)一級(jí)過濾器21冷卻后的混合氣體通過管路輸出到二級(jí)過濾器22內(nèi)，過濾后的氣體輸出到三級(jí)過濾器23，完成過濾后的氣體經(jīng)真空泵系統(tǒng)5輸出。上述的二級(jí)過濾器22采用布袋過濾器。上述的三級(jí)過濾器23采用活性炭過濾器?！?jí)過濾器21由兩部分組成，上部為圓筒形雙層水冷結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有水冷隔板，氣體在此充分冷卻、凝固；下部為儲(chǔ)塵罐，罐體下部有錐形落塵口，側(cè)面開有一人孔，便于罐內(nèi)清理。上述的爐本體1的內(nèi)壁分段設(shè)置有隔熱屏。爐蓋13為雙層水冷結(jié)構(gòu)，由法蘭和內(nèi)外封頭組成，隔熱屏及上區(qū)加熱體27固定于內(nèi)壁上。上、中、下三區(qū)加熱體27均由石墨管、石墨連接件、95瓷件、石墨錐套及鉬螺栓連接成各自的整體，結(jié)構(gòu)合理，拆裝方便。真空系統(tǒng)5采用兩臺(tái)真空泵并聯(lián)機(jī)組，各自均有獨(dú)立的閥門、波紋管、管道等，可同時(shí)使用，也可單獨(dú)工作。
權(quán)利要求1.一種化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于包括爐本體(1)、爐體提升機(jī)構(gòu)(2)、爐蓋提升機(jī)構(gòu)(3)、三級(jí)過濾系統(tǒng)(4)、真空系統(tǒng)(5)、加熱器(6)，加熱器(6)包括上區(qū)加熱體、中區(qū)加熱體、下區(qū)加熱體；爐本體(1)采用立式、內(nèi)熱式結(jié)構(gòu)，包括爐蓋(13)、上爐體(14)、下爐體 (15 )、爐底(16 )，上爐體(14)和下爐體(15 )為圓筒形、雙層水冷結(jié)構(gòu)，爐蓋(13 )內(nèi)側(cè)設(shè)置上區(qū)加熱體，上爐體(14)內(nèi)設(shè)置中區(qū)加熱體，爐底(16)上設(shè)置下區(qū)加熱體，爐本體(1)的內(nèi)壁設(shè)置有隔熱屏(27)；所述的爐本體(1)的上爐體(14)外一側(cè)與爐體提升機(jī)構(gòu)(2)連接，爐蓋(13)上端與設(shè)置在上爐體(14)側(cè)面的爐蓋提升機(jī)構(gòu)(3)連接；所述的爐本體(1)的出氣口經(jīng)三級(jí)過濾系統(tǒng)(4)與真空系統(tǒng)(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于所述的爐體提升機(jī)構(gòu)(2) 由驅(qū)動(dòng)單元(7)、立柱(12)、絲桿(9)、絲母(10)、導(dǎo)向座(25)及軸承座(8)組成，驅(qū)動(dòng)單元包括減速機(jī)、電機(jī)、變頻器，減速機(jī)及電機(jī)采用直聯(lián)形式，減速機(jī)的輸出軸垂直向下并與絲桿(9)連接，立柱(12)設(shè)置在爐體提升機(jī)構(gòu)(2)的底部，導(dǎo)向座(25)套設(shè)在立柱(12)上并通過絲母(10)與絲杠(9)連接，導(dǎo)向座(25)的一側(cè)與爐本體(1)的上爐體(14)的連接座連接，絲母(10)套設(shè)在立柱(12)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于所述的爐蓋提升機(jī)構(gòu)(3) 由電動(dòng)升降機(jī)(17)、一對(duì)滑動(dòng)軸承座(18)、橫臂(19)、提升軸(20)組成，電動(dòng)升降機(jī)(17)固定在上爐體(14)側(cè)壁的支架上，滑動(dòng)軸承座(18)固定在上爐體(14)側(cè)壁的連接座上，橫臂(19)將爐蓋(13)與提升軸(20)連為一體，提升軸(20)設(shè)置在滑動(dòng)軸承座(18)內(nèi)，提升軸(20)上套設(shè)導(dǎo)向筒(26)，導(dǎo)向筒(26)的一側(cè)與爐本體(1)的上爐體(14)的連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于所述的三級(jí)過濾系統(tǒng)(4) 包括一級(jí)過濾器(21)、二級(jí)過濾器(22)、三級(jí)過濾器(23)，一級(jí)過濾器(21)的上部腔體為雙層水冷結(jié)構(gòu)，一級(jí)過濾器(21)的上部腔體內(nèi)設(shè)置有水冷擋板(24)，一級(jí)過濾器(21)的下部為錐形捕集腔，一級(jí)過濾器(21)、二級(jí)過濾器(22)、三級(jí)過濾器(23)依次連接，三級(jí)過濾器(23)的輸出端與真空泵系統(tǒng)(5)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于所述的二級(jí)過濾器(22) 采用布袋過濾器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于所述的三級(jí)過濾器(23) 采用活性炭過濾器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于所述的爐本體(1)的內(nèi)壁分段設(shè)置有隔熱屏。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種化學(xué)氣相沉積爐，其特征在于所述的真空系統(tǒng)(5) 采用兩臺(tái)真空泵并聯(lián)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種化學(xué)氣相沉積爐。此類化學(xué)氣相沉積爐大多是在原有真空爐的基礎(chǔ)上改造而成，在生產(chǎn)過程中，操作工人要隨時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)工作情況，發(fā)現(xiàn)隱患要立即解決，工人勞動(dòng)強(qiáng)度相當(dāng)大，用工成本高。本實(shí)用新型包括爐本體、爐體提升機(jī)構(gòu)、爐蓋提升機(jī)構(gòu)、三級(jí)過濾系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱器，加熱器包括上區(qū)加熱體、中區(qū)加熱體、下區(qū)加熱體；爐本體采用立式、內(nèi)熱式結(jié)構(gòu)，包括爐蓋、上爐體、下爐體、爐底。本實(shí)用新型采用整體式隔熱屏，便于拆卸、清洗；上爐體加熱體固定在上爐體內(nèi)，便于裝卸料及爐內(nèi)清潔。
文檔編號(hào)C23C16/00GK202063992SQ201120115198
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者張淑蓉, 李勇, 王利花 申請(qǐng)人:西安電爐研究所有限公司