圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置及气相沉积炉制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置及气相沉积炉，包括至少一对配合支撑工件并驱动工件绕其中心轴自转的第一转盘和第二转盘，所述第一转盘和第二转盘绕各自的中心轴自转，并持续改变与工件的接触位置。本发明专利技术设计精巧，通过第一转盘和第二转盘配合支撑工件，并驱动工件自转，从而保证沉积过程中，能够实时改变工件与第一转盘和第二转盘的接触位置，避免工件的某一位置一直被遮挡，无法沉积成膜的问题，从而能够在一次沉积过程中实现工件的全表面沉积，并且保证沉积得到的膜层的均匀性，应用简单，膜层品质高。

Workpiece Driving Device and Gas Deposition Furnace for Disk Parts Disposable Full Surface Deposition

The invention discloses a workpiece driving device and a vapor deposition furnace for disposable full surface deposition of disc parts, including at least one pair of first and second rotating discs that coordinate with supporting workpieces and drive workpieces to rotate around their central axes, the first and second rotating discs to rotate around their respective central axes, and continuously change the contact position with the workpiece. The invention has a delicate design, supports the workpiece through the first and second turntables, and drives the workpiece to rotate, so as to ensure that the contact position between the workpiece and the first and second turntables can be changed in real time in the deposition process, so as to avoid the problem that a certain position of the workpiece has been occluded and can not be deposited into film, thus realizing the whole surface deposition of the workpiece in a deposition process. The uniformity of the deposited film is guaranteed, the application is simple and the quality of the film is high.

【技术实现步骤摘要】
圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置及气相沉积炉
本专利技术涉及气相沉积设备领域，尤其是一种圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置及气相沉积炉。
技术介绍
化学气相淀积（CVD），指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。CVD化学气相沉积炉是利用化学气相沉积（ChemicalVaporDeposition）的原理，将参与化学反应的物质，加热到一定工艺温度，在真空泵抽气系统产生的引力作用下，引至沉积室进行反应、沉积，生成新的固态薄膜物质。如附图1所示的化学气相沉积炉，通常包括反应室、加热体、进气口、出气口、衬底支架等几部分，进气口在反应室的底部或顶部或侧边上，出气口通常与之相对，为使气相沉积均匀，进气口常采用同心圆筒的方式，衬底支架对准进气口，但是工件放置在衬底支架上无法移动，只能对显露在真空环境中的区域进行沉积，且最终得到的膜层的均匀性相对较差。为了改善镀膜的质量，也有一些化学气相沉积炉内具有转盘机构使每一只吊挂于吊具上或平躺于衬底支架上的待加工件进行公转和/或自转，以实现沉积的均匀性。然而这些结构，对于需要进行全表面沉积的圆盘类工件无法适用，主要是由于：在沉积过程中，衬底支架或吊具与圆盘类零件或多或少存在一定的接触区域，而这些被遮挡的区域始终无法沉积成膜，如果要使这些区域沉积成膜，就必须停止沉积过程，调整工件在吊具或夹具上的位置使工件被遮挡的部分显露出来后，再进行沉积，无法实现一次性全表面沉积，操作繁琐。并且，即使调整工件在衬底支架或吊具上的位置后，继续沉积时还会有其他区域被遮挡，这就造成被遮挡区域和未被遮挡区域的膜层厚度存在差异，导致最终沉积得到的薄膜仍然存在不均匀的问题，影响薄膜的品质。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，通过驱动工件绕其中心轴自转以持续改变与支撑器件的接触位置，从而提供一种能够一次性实现工件全表面沉积的圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置以及一种采用上述工件驱动装置的气相沉积炉。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置，包括至少一对配合支撑工件并驱动工件绕其中心轴自转的第一转盘和第二转盘，工作时，所述第一转盘和第二转盘绕各自的中心轴自转，并持续改变与工件的接触位置。优选的，所述第一转盘和第二转盘在与它们垂直的同一平面上的投影部分或全部重合，工作时，所述第一转盘和第二转盘绕它们的中心轴自转的方向相同且与工件的自转方向相反。优选的，所述第一转盘和第二转盘为石墨转盘。优选的，所述第一转盘和第二转盘的形状相同，它们均包括至少一个内凹于它们的圆周面且宽度相同的卡槽，所述卡槽包括具有深度差的浅槽区和深槽区。优选的，所述第一转盘和第二转盘的尺寸相同且等高设置。优选的，所述第一转盘和第二转盘中的一个为有动力转盘，另一个为无动力转盘。优选的，所述第一转盘设置于与其原盘面垂直的主动轴上，所述主动轴可自转地架设于支架上，其一端连接驱动其自转的驱动机构；所述第二转盘设置于与所述主动轴等高且平行的从动轴上，所述从动轴可自转地架设于所述支架上。优选的，所述驱动机构包括与所述主动轴连接的水冷传动轴，所述水冷传动轴上共轴设置有从动轮，所述从动轮通过同步带连接传动轮，所述传动轮通过行星减速机连接电机。优选的，所述水冷传动轴包括圆周壁上设置有若干通孔的内水管，所述内水管的一端连接旋转接头，其另一端与用于连接转动轴的轴堵保持间隙或连接，所述内水管的外周还套装有与其共轴的外套管，所述外套管的一端与所述旋转接头密封连接，其另一端连接所述轴堵，所述外套管的外周还套装有使其与旋转接头密封连接的晶转磁流体，所述从动轮套装在所述晶转磁流体的外周。优选的，所述晶转磁流体远离所述旋转接头的一端设置有套装在所述外套管上的波纹管密封组件。优选的，所述晶转磁流体的外周套装有圆形编码器。优选的，所述第一转盘和第二转盘为三对且等间隙设置。圆盘类零件一次性全表面沉积用气相沉积炉，包括真空室，所述真空室包括圆柱形的真空室主体以及位于所述真空室主体的两个圆形开口处的密封门，所述真空室主体的外圆周面连接在支架上，所述气相沉积炉还包括上述的工件驱动装置。优选的，所述的圆盘类零件一次性全表面沉积用气相沉积炉，其中：所述第一转盘和第二转盘设置于所述真空室内的保温箱中。优选的，所述的圆盘类零件一次性全表面沉积用气相沉积炉，其中：所述保温箱为石墨毡箱体。本专利技术技术方案的优点主要体现在：1、本专利技术设计精巧，利用与齿轮副相近的原理，通过第一转盘和第二转盘配合支撑工件，并驱动工件自转，从而保证沉积过程中，能够实时改变工件与第一转盘和第二转盘的接触位置，避免工件的某一位置一直被遮挡，无法沉积成膜的问题，从而能够在一次沉积过程中实现工件的全表面沉积，并且保证沉积得到的膜层的均匀性，应用简单，膜层品质高。2、石墨材质的转盘，相对于不锈钢等转盘，具有更高的熔点，能够应用于更高的环境温度中，且石墨转盘的自润滑性更佳，与工件接触时磨损小。3、本专利技术的驱动结构可以应用于各种类型的圆盘类零件的全表面沉积，并且除了应用于气相沉积炉，也可以应用于其他需要进行一次性工件全表面加工的领域，应用范围广。4、本专利技术的工件驱动装置能够同时进行多个工件的沉积，有利于提高加工效率。5、本专利技术的转盘的驱动机构自带水冷结构，能够有效的保证气相沉积过程中，驱动机构在高温环境下的冷却要求，有利于保证驱动机构的工作效率、稳定性和延长驱动机构的使用寿命。6、本专利技术的气相沉积炉通过真空室的设置方式以及工件驱动结构的设计，相对于常规的立式气相沉积或卧室气相沉积炉，结构更加精简，占用空间小。7、将转盘设置于石墨毡保温箱中有利于保持高温条件的要求，能够加快沉积速率，减低加热时的能耗。附图说明图1是
技术介绍
中气相沉积炉的示意图；图2是本专利技术的气相沉积炉的示意图；图3是本专利技术的圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置与真空室的组装状态示意图；图4是本专利技术的圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置与工件的工作状态示意图；图5是本专利技术的第一圆盘和第二圆盘与投影面的状态示意图；图6是驱动机构与主动轴连接状态示意图；图7是驱动机构的示意图。具体实施方式本专利技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本专利技术技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本专利技术要求保护的范围之内。本专利技术揭示了圆盘类零件一次性全表面沉积用气相沉积炉，如附图2所示，包括真空室8，所述真空室8包括圆柱形的真空室主体81以及位于所述真空室主体81的两个圆形开口处的密封门82，所述密封门82与所述真空室主体81枢轴连接，并且所述密封门82优选通过四个呈长方形分布的夹紧器83与所述真空室主体81密封连接。如附图2所示，所述真空室主体81的外圆周面连接支架9，从而使所述真空室主体81的中心轴的延伸方向与水平面平行，相对于常规的立式气相沉积炉（真空室主体的中心轴与水平面垂直），其密封门的位置比位于顶部的密封门要低很多，不再需要设置铁艺台阶等攀爬工具才能到达密封门的位置，有利于简化气相沉积炉的整体结构和后续操作；并且，炉内部件设置在内圆周面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置，其特征在于：包括至少一对配合支撑工件（1）并驱动工件（1）绕其中心轴（X）自转的第一转盘（2）和第二转盘（3），工作时，所述第一转盘（2）和第二转盘（3）绕各自的中心轴（Y、Z）自转，并持续改变与工件的接触位置。

【技术特征摘要】
1.圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置，其特征在于：包括至少一对配合支撑工件（1）并驱动工件（1）绕其中心轴（X）自转的第一转盘（2）和第二转盘（3），工作时，所述第一转盘（2）和第二转盘（3）绕各自的中心轴（Y、Z）自转，并持续改变与工件的接触位置。2.根据权利要求1所述的圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置，其特征在于：所述第一转盘（2）和第二转盘（3）在与它们垂直的同一平面（A）上的投影部分或全部重合，工作时，所述第一转盘（2）和第二转盘（3）的自转方向相同且与工件的自转方向相反。3.根据权利要求2所述的圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置，其特征在于：所述第一转盘（2）和第二转盘（3）为石墨转盘。4.根据权利要求2所述的圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置，其特征在于：所述第一转盘（2）和第二转盘（3）的形状相同，它们均包括至少一个内凹于它们的圆周面且宽度相同的卡槽（7），所述卡槽（7）包括具有深度差的浅槽区（71）和深槽区（72）。5.根据权利要求4所述的圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置，其特征在于：所述第一转盘（2）和第二转盘（3）的尺寸相同且等高设置。6.根据权利要求5所述的圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置，其特征在于：所述第一转盘（2）和第二转盘（3）中的一个为有动力转盘，另一个为无动力转盘。7.根据权利要求6所述的圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置，其特征在于：所述第一转盘（2）设置于与其原盘面垂直的主动轴（4）上，所述主动轴（4）可自转地架设于支架（5）上，其一端连接驱动其自转的驱动机构（20）；所述第二转盘（3）设置于与所述主动轴（4）等高且平行的从动轴（6）上，所述从动轴（6）可自转地架设于所述支架（5）上。8.根据权利要求7所述的圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置，其特征在于：所述驱动机构（20）包括与所述主动轴（4）连接的水冷传动轴（201），所述水冷传动轴（201）上共轴设置有从动轮（202...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔志国，鞠涛，张立国，范亚明，张泽洪，张宝顺，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32