Cvd材料生長設備氣路的u形管道連接方法
2023-12-04 03:02:51 2
專利名稱：Cvd材料生長設備氣路的u形管道連接方法
技術領域：
本發明涉及化學氣相沉積(CVD)材料生長設備的配氣氣路裝置，尤其是採用卡套 式管接頭的氣路裝置的連接方法與技術。
背景技術：
化學氣相澱積方法是半導體研究界和產業界中應用最為廣泛的用於製備薄膜材 料的常用方法之一，可製備的薄膜材料包括大多數半導體薄膜、介質薄膜、金屬及合 金薄膜。
隨著半導體器件性能的提高，對於材料的質量要求也隨之提高。對於CVD材料 生長設備來說，要獲得高質量的材料，首先必須保證作為反應物的氣源由源區至反應 區的輸運及控制過程中的純度，即保證整個配氣氣路的氣密性。目前，CVD材料生 長設備的配氣氣路一般採用卡套式管接頭或VCR接頭來實現輸氣管道、控制元件之 間的密封連接。
VCR接頭氣密性比較好，安裝拆卸方便，但價格較貴。為降低實驗及生產成本， 常採用卡套式管接頭實現氣路的密封連接。卡套式管接頭具有結構簡單、重量輕、體 積小、使用方便、不用焊接，而且具有良好的耐壓性、耐振動性、耐熱性及可靠的密 封性，價格遠低於VCR接頭。採用卡套式管接頭進行氣路連接，成本較低的同時又 能保證連接處的氣密性，但安裝時就必須從整個氣路的一端開始逐個安裝到另一端， 固定一端接頭體後插入長度合適的金屬管並固定卡套，再安裝另一端的卡套及接頭體 並固定接頭體和卡套；需要修理或拆卸時也必須從整個氣路的某一端丌始拆卸到需要 檢修或替換的部件為止。這就給配氣裝置的氣路維護帶來了很大的不便，尤其是當氣 路中的某一個控制元件需要替換時，就必須從氣路的一端開始到需要替換的部件為 止，將其間的氣路管道和控制元件全部依次拆卸。
發明內容
本發明目的是提出一種用於CVD材料生長設備的配氣裝置氣路中元件的連接
方案，尤其是卡套式管接頭的u形管道連接方法，以解決通常的氣路連接方式下採用
卡套式管接頭對氣路及元件裝卸帶來的不便，使得對氣路中的任意部分的拆卸或元件 的替換都可通過僅裝卸相鄰部分的卡套式管接頭即可實現。
本發明的技術解決方案是CVD材料生長設備氣路的U形管道連接方法，氣路 中兩個卡套式管接頭之間的管道均採用U形管道，且U型連接的這兩個卡套式管接 頭的開口方向向同一的平行方向。即通過氣路空間走向的管路設計來實現所有連接處 均以U形狀管道進行連接，使得氣路各部分都可獨立地安裝或拆卸，而不必再從氣路 管道的一端裝卸至另一端。
以雙卡套式管接頭為例說明卡套式管接頭的密封原理(如圖1示)螺母及接頭
體、卡套套在氣路金屬管道上，卡套與接頭體的接口之內錐面相接觸，在螺母的推動 下，前部徑向開始收縮變形，卡套前端外側卡住接頭體，使卡套的外錐面形成錐面接觸密封；內側卡住鋼管，當螺母繼續推動時，卡套刃口強迫箍緊切入金屬管，起到了 緊固密封連接的作用。此外，雙卡套式管接頭選取了合理的錐面和卡套切入角，具有 雙道密封效果，既增強了管接頭的密封性能、承壓能力和抗振能力，也增加了卡套的 壓縮範圍，不僅能克服管子的固有公差，並能提高重複裝拆次數。
但在通常的氣路連接方式下，因為需要將氣路金屬管道的埠伸入接頭體的接口 內的尺寸有足夠長度以保證密封性，卡套式管接頭也存在裝卸不便的問題。當在一段 氣路中兩端已固定的接頭體之間的距離較短時，其間相聯的金屬管道的長度也相應較 短且不易彎曲，在這種情況下，裝配的氣路管道(圖2 (a))就必須適當縮短金屬管 長，才可能將金屬管子插入其兩端的接頭體內，這樣就不能保證伸入接頭體接口內的 金屬管具有足夠的長度，從而影響到連接處的氣密性。
當氣路管道外型為U形或類似U形的結構時(圖2(b)和(c))，其兩端平行且指 向同一方向。將需連接的兩個固定的接頭體的接口方向設計為平行且指向相同，若金 屬管兩端的間距與兩個固定的接頭體接口的間距相等，即可將U形管從同一側插入接 頭體中並完成卡套的固定，從而實現兩個接頭體之間的氣密性連接。將原來位於一段 氣路中金屬管道兩側的接頭體接口改至兩接頭體接口在同一側，便可構建出U形結構 管路；類似U形的結構還包括各種在U形管上進行延伸角度的管路，U形管的兩平 行管的長度也可有長有短，以便於連接應用，亦可在兩平行管端部再接出平行的彎管， 即可解決兩個接頭體位置固定後難以實現其間氣路管道氣密性連接的便捷裝卸問題。
本發明的有益效果是當一段管道具有U形及類似於U形管形狀時，需連接的 接頭體的接口平行地位於同一側，金屬管道可從同一側不經形變地插入，就可在氣路 中實現保證其氣密性的獨立便捷的裝卸。
圖l.為卡套式管接頭的原理示意圖。
圖2為管接頭直接連接(圖2(a))與U形連接(圖2 (b)、 (c))的示意圖。 圖3和圖4為兩種U形結構的具體實現的示意圖。
U形管l、螺母2、卡套3、氣路金屬管道4、接頭體5、錐面密封6。
具體實施例方式
採用外拋光金屬管道與口徑配套的部件進行連接，其連接處為雙卡套式管接頭。
以兩種常用結構的U形連接方式實例說明其具體實施方式
，分別如圖3和圖4所示
1、 圖3(a)和圖4(a)為採用直接連接方式進行連接的實例，氣路中各元件不可獨 立拆卸；圖2 (b)、 (c)亦為U形連接結構示意圖。
2、 圖3(b)、 (c)與圖4(b)、 (c)為同一氣路採用U形連接方式進行連接的實例， 氣路中任意元件均可單獨裝卸；例如更換圖3(b)、 (c)中右側電磁閥時只須將最右側 U形管先行拆卸後即可將電磁閥卸下，更換圖4(b)、 (c)中質量流量控制計時先將其 兩端管道卸下後即可拆卸。且U型連接的這兩個卡套式管接頭的開口方向向相同的平 行方向。
權利要求
1、CVD材料生長設備氣路的U形管道連接方法，其特徵是氣路中兩個卡套式管接頭之間的金屬管道均採用U形管道，即通過氣路空間走向的管路的設計來實現所有連接處均以U形狀管道進行連接；且這兩個卡套式管接頭的開口方向向相同的平行方向。
2、 由權利要求1所述的CVD材料生長設備氣路的U形管道連接方法，其特徵 是其特徵是CVD材料生長設備配氣裝置中氣路及元件之間的連接，採用雙卡套式管 連接，連接管道外形呈U形狀；U形的結構還包括各種在U形管上進行延伸角度的 管路，U形管的兩平行金屬管的長度也可有長有短，便於連接應用，亦可在兩平行管 端部再接出平行的彎管，用以解決兩個接頭體位置固定後難以實現其間氣路管道氣密 性連接的便捷裝卸問題。
3、 由權利要求1所述的CVD材料生長設備氣路的U形管道連接方法，其特徵 是所述之U形結構一段管道的兩個出口端平行且指向同一方向，對應的接頭體的接口 也平行且指向相同，金屬管從同一側或沿同一方向不經形變地插入接頭體的接口而實 現氣密性連接，並可獨立而便捷地從氣路中裝卸。
4、 由權利要求1所述的CVD材料生長設備氣路的U形管道連接方法，其特徵 是所述卡套式管道連接結構是，由金屬管道、接頭體、螺母及卡套構成，螺母及接頭 體、卡套套在氣路金屬管道上，卡套與接頭體的接口之內錐面相接觸，在螺母的推動 下，前部徑向丌始收縮變形，卡套前端外側卡住接頭體，使卡套的外錐面形成錐面接 觸密封；所述U形結構包括簡單的外形呈"U"形狀的管道及各種複雜的而具有類似 外形特徵的管道。
全文摘要
CVD材料生長設備氣路的U形管道連接方法，氣路中兩個卡套式管接頭之間的金屬管道均採用U形管道，即通過氣路空間走向的管路的設計來實現所有連接處均以U形狀管道進行連接；且這兩個卡套式管接頭的開口方向向相同的平行方向。CVD材料生長設備配氣裝置中氣路及元件之間的連接，採用雙卡套式管連接，連接管道外形呈U形狀；U形的結構還包括各種在U形管上進行延伸角度的管路，U形管的兩平行金屬管的長度也可有長有短，便於連接應用，亦可在兩平行管端部再接出平行的彎管，用以解決兩個接頭體位置固定後難以實現其間氣路管道氣密性連接的便捷裝卸問題。
文檔編號C23C16/455GK101519773SQ20091003091
公開日2009年9月2日 申請日期2009年4月20日 優先權日2009年4月20日
發明者樂 於, 斐 俞, 修向前, 華雪梅, 軍 吳, 榮 張, 琦 王, 王榮華, 胡立群, 謝自力, 紅 趙, 鄭有炓, 平 韓 申請人:南京大學