一種氣相沉積用多層製品支架的製作方法
2023-09-24 01:27:45 1
專利名稱：一種氣相沉積用多層製品支架的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣相沉積室內的生產夾具，特別涉及一種多層結構的氣相沉積爐內生產用多層製品支架。
背景技術：
化學氣相沉積(CVD)法被認為是最有前景的碳化矽塗層製備方法，因為它對形狀複雜和帶內表面的部件具有極佳的適應能力，可以在相對較低溫度下進行塗層製備。株式會社新王磁材於1999年9月29日申請的申請號為200510004777. 6，名稱為「用於氣相沉積設備中的製品支架」。所述製品支架主要是支撐平面型的樣品，該發明的製品支架包括一個管狀的主體，所述主體的內直徑尺寸構成適合保持所述製品，所述主體由不鏽鋼絲製成。中間部分包括圍繞所述主體的線圈纏繞的小直徑螺旋彈簧，所述中間部分中具有以相互間隔的關係設置的線圈，從而使保持在所述製品支架中的製品暴露出來以便從支架外進行表面處理。碳化矽塗層製品生產時，是將待塗產品通過支架的支撐放置於反應室內，氣體反應在待塗的產品表面沉積形成碳化矽塗層，所以對於碳化矽塗層製品生產的質量和數量而言，合適的支架設計及空間擺放就顯得尤為重要。現在大都集中在既能保證塗層質量，又能提高產品數量的單層夾具設計上，但是單純增加支架由於受爐內的直徑大小等客觀條件的影響，產量的增加非常有限的。總體而言，各種單層結構的夾具設計及使用，在單爐生產時產品的數量還是較少的，生產效率低，生產成本高。
發明內容針對現有技術的不足，本實用新型提供一種化學氣相沉積用多層製品支架。本實用新型還提供利用上述多層製品支架的化學氣相沉積反應室。術語說明製品，是指利用化學氣相沉積法進行塗層或薄膜生長的工件。本實用新型中主要包括進行碳化矽塗層的石墨基板或基片，但不限於此。製品支架，生產中也稱工件架或夾具，是放置在化學氣相沉積反應室內用於承載待塗基板的支撐裝置。本實用新型的技術方案如下一種化學氣相沉積用多層製品支架，包括由圓套筒、布氣盤和支杆組成的單元層；所述單元層的結構是布氣盤置於圓套筒上，支杆直立固定在布氣盤上用於支撐待塗基板，在一個單元的布氣盤上放置另一個單元層的圓套筒；其中，所述圓套筒壁的上部對稱設有兩個凹口便於氣體流通；所述支杆有一尖端。根據本實用新型優選的，圓套筒外徑與布氣盤直徑相同。便於單元層的層層組合擺放。單元層的數量根據化學氣相沉積反應室內空間大小和一爐生產製品的數量確定。所述布氣盤為設有通孔的石墨圓盤，通孔是分散均勻氣體的氣流流通通道。[0014]所述布氣盤上固定的支杆數量及擺放形式根據待塗基板的數量、形狀及大小決定，以儘量少的鎢針固定支撐儘量多的基板為目標。優選的，3 6個支杆支撐一個基板，最優選的，3個支杆支撐一個基板。所述圓套筒高度要求為支杆固定在布氣盤上支撐基板後，基板頂部距離另一單元層的布氣盤20-50mm。根據本實用新型優選的，所述支杆為鎢針。所述鎢針底端固定在布氣盤上的凹孔內，鎢針頂端為針尖狀。根據本實用新型優選的，圓套筒為石墨材質，壁厚6 8_。根據本實用新型優選的，所述圓套筒壁上部的凹口形狀為弧形、長方形、方形或錐形。 根據本實用新型優選的，化學氣相沉積用多層基板支架由3 5個單元層組成。一種化學氣相沉積反應室，包括反應室腔體和本實用新型所述的多層製品支架，將所述的多層製品支架置於腔體內進氣口上的進氣布氣板上，進氣口位於反應室底部，出氣口與進氣口相對位於反應室的頂部。上述的化學氣相沉積反應室為低壓化學氣相沉積設備。本實用新型的多層製品支架可以用於多種塗層製品的化學氣相沉積法生產中。特別是用於石墨基板碳化矽塗層製品的生產，可極大地提高生產效率。本實用新型的優良效果如下本實用新型多層製品支架的結構簡單合理，層層組合，可根據反應室大小靈活組合使用。多層製品支架使用時位於溫度恆定區，各層的生產條件基本一致，可以保證每層的產品質量均一。本實用新型多層製品支架中優選鎢針來直接與待塗基板接觸，鎢針頂端的針尖上擺放待塗基板，這樣待塗的產品除了最少3個極小的支撐點外，其他部分都暴露在氣氛中都能夠被塗覆，可以保證塗層完整均勻。此外，鎢針的硬度大，承重好，針尖所佔的空間也很小；鎢針的耐高溫性好，在反應室內高溫的條件下，不會發生反應或者融化。採用本實用新型多層製品支架進行塗層製品的生產，一爐內的塗層製品產品數量可以是傳統裝置的幾倍，極大的提高了生產效率，降低了生產成本，減少了多次操作的麻煩及人力、資源浪費。能夠成倍提高一爐生產的產品數量，同時保證產品質量。
圖I為本實用新型多層製品支架結構示意圖。圖2為本實用新型多層製品支架的圓套筒俯視圖。圖3為利用本實用新型多層製品支架的化學氣相沉積反應室結構示意圖。圖中1.圓套筒，2.布氣盤，3.支杆(鎢針)，4.待塗基板(製品)，5.凹口，6.布氣盤上的通孔；7.反應室腔體，8.進氣口上的進氣布氣板，9.進氣口，10.出氣口。具體實例方式下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步說明，但不限於此。實施例I、—種化學氣相沉積用多層製品支架，結構如圖I、圖2所不,包括由圓套筒I、布氣盤2和支杆3組成的單元層；所述單元層的結構是布氣盤2置於圓套筒I上，圓套筒I外徑與布氣盤2直徑相同。支杆3直立固定在布氣盤2上,在一個單兀層的布氣盤2上放置另一個單元層的圓套筒1，層層組合擺放共3個單元層；其中，所述圓套筒I壁的上部對稱設有兩個長方形凹口 5作為氣體流通通道；所述支杆是鎢針，鎢針底端固定在布氣盤上的凹孔內，鎢針頂端為針尖狀，用於擺放製品的基板。所述布氣盤2為設有通孔的石墨圓盤，按現有技術製作。所述布氣盤2上固定的鎢針按每個基板由3 4個鎢針支撐，根據待塗基板的形狀及數量決定鎢針擺放形式。所述圓套筒I為石墨材質，壁厚7mm，高度要求為鎢針固定在布氣盤上支撐基板後，基板頂部距離另一單元層的布氣盤30mm。 實施例2、一種化學氣相沉積反應室，包括反應室腔體7和實施例I所述的多層製品支架，將所述的多層製品支架置於腔體內進氣口 9上的進氣布氣板8上，進氣口 9位於反應室底部，出氣口 10與進氣口 9相對位於反應室的頂部。用作真空度為200 5000帕的化學氣相沉積設備。應用例包括使用本實用新型所述的多層製品支架和實施例2所述的化學氣相沉積反應室，將待塗基板4放置於鎢針的尖端，原料氣從反應室底部進入，反應後的氣體從反應室的頂部排出。原料氣體為SiCl4與H2，產品為碳化矽塗層製品。先將一個圓套筒I置於反應室內布置好的爐具上，然後將圓盤形布氣盤2放在圓套筒I上，由於其直徑相同，擺放比較容易，布氣盤2上事先固定好鎢針，然後將待塗的石墨基板4放置於鎢針3的尖上，3個鎢針支撐一個基板，這樣石墨基板除了 3個很小的支撐點外全部懸於空間內，易於反應沉積的全面覆蓋性；第一層擺好後，再將另一層的圓套筒放置在第一層的布氣盤2之上，然後再放置第二個事先固定好鎢針的布氣盤及石墨基板，擺放方法與第一層相同，重複前述操作進行第三層單元的擺放，這樣就可以實現多層的結構的組合。具體單元層數視產品的大小及爐內空間來定。將製品擺放好後，氣體流通不會受到阻礙，各層結構的氣流密度均勻，同時由於放置在溫度均勻區，也保證了各層產品溫度的統一性。生產參數的保證，也是產品質量的保證，確保了生產的高效性和質量的可靠性。與單層結構的支撐夾具相比，利用多層結構製品支架生產的產品質量均勻一致，而數量增加了幾倍，極大的提高了生產的效率，節約了能源和時間，降低了生產成本。
權利要求1.一種化學氣相沉積用多層製品支架，其特徵在於包括由圓套筒、布氣盤和支杆組成的單元層；所述單元層的結構是布氣盤置於圓套筒上，支杆直立固定在布氣盤上用於支撐待塗基板，在一個單元的布氣盤上放置另一個單元層的圓套筒；其中，所述圓套筒壁的上部對稱設有兩個凹口便於氣體流通；所述支杆有一尖端。
2.如權利要求I所述的多層製品支架，其特徵在於，圓套筒外徑與布氣盤直徑相同。
3.如權利要求I所述的多層製品支架，其特徵在於，所述布氣盤為設有通孔的石墨圓盤。
4.如權利要求I所述的多層製品支架，其特徵在於，所述圓套筒高度為支杆固定在布氣盤上支撐基板後，基板頂部距離另一層布氣盤20_50mm。
5.如權利要求I所述的多層製品支架，其特徵在於，所述支杆為鎢針。
6.如權利要求I所述的多層製品支架，其特徵在於，所述圓套筒為石墨材質，壁厚6 8mm n
7.如權利要求I所述的多層製品支架，其特徵在於，所述圓套筒壁上部的凹口形狀為弧形、長方形、方形或錐形。
8.如權利要求I所述的多層製品支架，其特徵在於，所述多層基板支架由3 5個單元層組成。
9.一種化學氣相沉積反應室，包括權利要求1-8任一項所述的多層製品支架和反應室腔體，所述的多層製品支架置於腔體內進氣口上的進氣布氣板上，進氣口位於反應室底部，出氣口與進氣口相對位於反應室的頂部。
專利摘要本實用新型涉及一種氣相沉積用多層製品支架。該多層製品支架包括由圓套筒、布氣盤和支杆組成的單元層；所述單元層的結構是布氣盤置於圓套筒上，支杆直立固定在布氣盤上用於支撐待塗基板，在一個單元的布氣盤上放置另一個單元層的圓套筒；圓套筒壁的上部對稱設有兩個凹口便於氣體流通。利用本實用新型多層製品支架生產的塗層產品質量均勻一致，數量幾倍增長，提高了生產的效率。
文檔編號C23C16/458GK202369641SQ20112050623
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者劉汝強 申請人:劉汝強