镀膜系统、供料设备及其方法技术方案

本发明专利技术公开一镀膜系统、供料设备和镀膜方法，其中所述镀膜系统包括：一沉积反应装置，所述沉积反应装置用于通过等离子体化学气相沉积方式进行镀膜；一工作载气加热装置，用于为工作载气进行加热；和一原料提供装置，用于将反应原料转变为气体，其中在工作的过程中，所述工作载气被通入所述工作载气加热装置加热至预定温度，所述反应原料被送入所述原料提供装置转变为气体，进而被加热的所述工作载气和反应原料气体被送入所述沉积反应装置，进而在沉积反应装置内通过等离子体增强化学沉积的方式形成膜层。方式形成膜层。方式形成膜层。

【技术实现步骤摘要】
镀膜系统、供料设备及其方法


[0001]本专利技术涉及到镀膜领域，尤其涉及到一镀膜系统、供料设备及其方法。

技术介绍

[0002]镀膜技术是一种能够提升材料表面性能的有效手段，其通过采用在待镀膜工件表面形成膜层的方式来增强待镀膜工件表面的强度、防刮、耐磨性、散热性、防水性、耐腐蚀性或者是低摩擦性等性能。
[0003]当前采用的镀膜技术主要有蒸发镀膜技术和溅射镀膜技术，其中蒸发镀膜技术是利用在高真空环境下加热蒸发的方法使得原料变为气相，然后凝聚在待镀膜工件表面，其缺点在于附着力较小，一般的蒸发镀膜系统的工艺重复性较差。
[0004]溅射镀膜技术是利用一定能量的离子束轰击靶材使靶材分子脱离其表面，并且使得靶材分子输运到衬底上成膜的方法。然而一般的溅射设备利用块状石墨靶材作为碳源，存在低离化率和沉积效率等问题，不仅制备出的薄膜质量较差，而且成本明显较高。也就是说，目前的利用蒸发镀膜技术或者溅射镀膜技术进行生产的镀膜系统都存在着较多的问题。
[0005]等离子增强化学气相沉积(PECVD)镀膜技术具有沉积温度低、沉积速率较高等诸多特点，是制备镀膜的另一常用技术手段。等离子增强化学气相沉积镀膜技术利用等离子体中的高能电子激活气体分子，促进自由激化和离子化，产生化学活性较强的高能粒子、原子或者分子态离子和电子等大量活性粒子，活性粒子化学反应生成反应产物。由于高能电子为源物质粒子提供了能量，因此不需要提供较多的外界热能就可以发生化学气相沉积，从而降低反应温度，这使得本来难以发生或者是速度很慢的化学反应成为可能。
[0006]在利用现有的PECVD镀膜装置进行镀膜的过程中，涉及通入两类主要的气体，其中一类是辅助气体，比如惰性气体，其主要的作用是激活反应气体，另一类是反应气体，其主要的作用是形成膜层。
[0007]首先，现有的PECVD镀膜装置在反应时，辅助气体和反应气体各自独立被通入反应腔室，分散通入的方式，使得两类气体分布差异较大。也就是说，辅助气体和反应气体各自集中在通入的位置，相互混合的状态较差，因此使得辅助气体对于反应气体的激活作用较差。
[0008]其次，辅助气体和反应原料分别通过不同的进口被通入反应腔室，不利于反应物的混合，且使得不同镀膜位置的膜层存在差异，即，膜层的性能在不同位置不一致。
[0009]另一方面，辅助气体在常温状态下加压通入反应腔室，气体膨胀进入反应腔室对外放热自身温度会进一步下降，而反应气体是由液体原料加热蒸发得到的气体，温度较高，因此辅助气体和内部反应腔室内存在明显温度差异，不利于反应腔室内的反应过程快速顺利的进行，有时甚至引起反应异常。
[0010]还值得一提的是，随着大厚度(1um及以上)产品的逐步引入量产，用户对于镀膜整体均匀性的关注逐步上升，但是在现有的镀膜方式中，辅助气体和反应气体分别通入反应
腔室，使得镀膜内外均匀性差异大问题比较突出，也就是说，靠近镀膜产品表面的内侧和靠近外部环境的外侧性能存在差异，影响膜层的整体性能发挥和使用寿命。
[0011]现有PECVD镀膜系统的进料量难以精确量化表征及控制，阻碍了精细自动化发展，也限制了量化经验的总结和优化的进行。
[0012]现有的PECVD镀膜反应原料进料系统，加热气化效能有限，不利于快速气化、混合以促进大厚度高效镀膜的需要，并且局部节点温度过高导致部分区域温差较大易引起单体结块而堵塞以及密封件(密封圈)老化失效加快。

技术实现思路

[0013]本专利技术的一个优势在于提供一镀膜系统、供料设备及其方法，其中所述镀膜系统中的工作载气和反应原料气体被混合后送入反应腔室，使得工作载气和反应原料气体混合更均匀。
[0014]本专利技术的一个优势在于提供一镀膜系统、供料设备及其方法，其中所述镀膜系统中的工作载气被加热至预定温度后被送入反应腔室，以减小工作载气和反应腔室的反应温度差异，以使得反应过程平稳进行。
[0015]本专利技术的一个优势在于提供一镀膜系统、供料设备及其方法，其中所述镀膜系统中的工作载气和反应原料气体由同一入口进入反应腔室，以使得反应腔室内不同位置的工作载气和反应原料气体的混合均匀。
[0016]本专利技术的一个优势在于提供一镀膜系统、供料设备及其方法，其中所述镀膜系统中的工作载气能够更好地激发反应原料气体的气相沉积成膜过程，使得膜层的性能更加均衡。
[0017]本专利技术的一个优势在于提供一镀膜系统、供料设备及其方法，其中所述镀膜系统中的工作载气通过分级加热的方式提高工作载气的温度，以使得工作载气的温度分布更加均匀。
[0018]本专利技术的一个优势在于提供一镀膜系统、供料设备及其方法，其中在一个实施例中，所述镀膜系统中的工作载气和反应原料气体通过内外配合的方式输送，并且在进入反应腔室前内外混合。
[0019]本专利技术的一个优势在于提供一镀膜系统、供料设备及其方法，其中在一个实施例中，所述镀膜系统中的工作载气和反应原料气体通过并列的方式输送，并且在进入反应腔室前内外混合。
[0020]本专利技术的一个优势在于提供一镀膜系统、供料设备及其方法，其中在一个实施例中，所述镀膜系统中通过保温管道来深化混合程度，并且减少空间的占用。
[0021]本专利技术的一个优势在于提供一镀膜系统、供料设备及其方法，其中在一个实施例中，所述镀膜系统中设计节点
‑
管线配合的方式来提升混合效率以及混合程度，以提高膜层的均匀性。
[0022]本专利技术的一个优势在于提供一镀膜系统、供料设备及其方法，其中在一个实施例中，所述镀膜系统通过节点
‑
管线配合输送控制的方式，提高气体控制的精度。
[0023]为了实现以上至少一优势，本专利技术的一个方面提供一镀膜系统，其包括：
[0024]一沉积反应装置，所述沉积反应装置用于通过等离子体增强化学气相沉积方式进
行镀膜；
[0025]一工作载气加热装置，用于为工作载气进行加热；和
[0026]一原料提供装置，用于将反应原料转变为气体，其中在工作的过程中，所述工作载气被通入所述工作载气加热装置加热至预定温度，所述反应原料被送入所述原料提供装置转变为气体，进而被加热的所述工作载气和反应原料气体被送入所述沉积反应装置，进而在所述沉积反应装置内通过等离子体增强化学气相沉积的方式在一待镀膜工件的表面形成膜层。
[0027]根据一个实施例所述的镀膜系统，其中所述工作载气选自：惰性气体、氮气、氟碳气体中的一种。
[0028]根据一个实施例所述的镀膜系统，其中所述工作载气加热装置的加热温度与所述沉积反应装置的反应温度一致。
[0029]根据一个实施例所述的镀膜系统，其进一步包括一混合装置，所述工作载气加热装置连通所述混合装置，所述原料提供装置连通所述混合装置，所述混合装置连通所述沉积反应装置，在工作的过程中，所述工作载气和所述反应原料气体在所述混合装置内混合后进入所述沉积反应装置。
[0030]根据一个实施例所述的镀膜系统，其进一步包括一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.镀膜系统，其特征在于，包括：一沉积反应装置，所述沉积反应装置用于通过等离子体增强化学气相沉积方式进行镀膜；一工作载气加热装置，用于为工作载气进行加热；和一原料提供装置，用于将反应原料转变为气体，其中在工作的过程中，所述工作载气被通入所述工作载气加热装置加热至预定温度，所述反应原料被送入所述原料提供装置转变为气体，进而被加热的所述工作载气和反应原料气体被送入所述沉积反应装置，进而在所述沉积反应装置内通过等离子体增强化学气相沉积的方式在一待镀膜工件的表面形成膜层。2.根据权利要求1所述的镀膜系统，其中所述工作载气选自：惰性气体、氮气、氟碳气体中的一种。3.根据权利要求1所述的镀膜系统，其中所述工作载气加热装置的加热温度与所述沉积反应装置的反应温度一致。4.根据权利要求1所述的镀膜系统，其进一步包括一混合装置，所述工作载气加热装置连通所述混合装置，所述原料提供装置连通所述混合装置，所述混合装置连通所述沉积反应装置，在工作的过程中，所述工作载气和所述反应原料气体在所述混合装置内混合后进入所述沉积反应装置。5.根据权利要求4所述的镀膜系统，其进一步包括一缓存稳压装置，所述缓存稳压装置用于稳压、缓存混合后的气体。6.根据权利要求5所述的镀膜系统，其中所述缓存稳压装置包括一稳压罐和一保温部件，所述保温部件用于为所述稳压罐进行保温。7.根据权利要求5所述的镀膜系统，其中所述镀膜系统包括多个稳压罐，分别可控制地连通于所述沉积反应装置。8.根据权利要求5所述的镀膜系统，其中所述缓存稳压装置包括一调压件，所述调压件被选择地设置于所述混合装置、所述缓存稳压装置和/或所述沉积反应装置之间。9.根据权利要求5所述的镀膜系统，其进一步包括一保温管，所述保温管被选择地连通于所述混合装置、所述缓存稳压装置和/或所述沉积反应装置之间。10.根据权利要求5
‑
9任一所述的镀膜系统，其进一步包括一分散送气件，所述分散送气件被设置于所述沉积反应装置中，可控制地连通于所述缓存稳压装置。11.根据权利要求5
‑
9任一所述的镀膜系统，其包括多个分散送气件，多个所述分散送气件分别被设置于所述沉积反应装置的反应腔体的不同高度位置。12.根据权利要求7所述的镀膜系统，其包括多个分散送气件，多个所述分散送气件分别可控制地连通多个所述稳压罐。13.根据权利要求1
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9任一所述的镀膜系统，其中所述工作载气加热装置包括一进气控制部和一加热室，所述进气控制部控制进入所述加热室的所述工作载气的流量，所述加热室用于为所述工作载气加热升温。14.根据权利要求13所述的镀膜系统，其中所述加热室包括一装置主体和一加热组件，所述装置主体具有一预热腔和一加热腔，所述预热腔部分地连通所述加热腔，所述加热组件为所述预热腔和/或所述加热腔加热。
15.根据权利要求1
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9任一所述的镀膜系统，其中所述工作载气加热装置包括一主体、一盖体和一密封件，所述盖体通过所述密封件密封地连接于所述主体。16.根据权利要求4所述的镀膜系统，其中所述工作载气加热装置包括一隔热密封件，所述隔热密封件被设置于所述工作载气加热装置和所述混合装置之间。17.根据权利要求13所述的镀膜系统，其中所述加热室包括一装置主体，所述装置主体包括一第一出料嘴，所述混合装置包括一第二接口，所述第一出料嘴延伸进入所述第二接口。18.根据权利要求17所述的镀膜系统，其中所述第一出料嘴和所述第二接口之间形成一隔热间隙。19.根据权利要求1
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9任一所述的镀膜系统，其中所述沉积反应装置包括一反应腔体，所述反应腔体具有一反应腔和一进料口，所述进料口连通所述反应腔，所述工作载气加热装置和所述沉积反应装置连通所述进料口。20.根据权利要求19所述的镀膜系统，其中所述反应腔体包括一反应腔室和一控制门，所述反应腔室具有一开口，所述控制门控制所述开口的打开和关闭。21.根据权利要求19所述的镀膜系统，其中所述反应腔体具有一抽气口，所述抽气口连通一抽气部件。22.根据权利要求19所述的镀膜系统，其中所述沉积反应装置包括一支撑部件，所述支撑部件被设置于所述反应腔，用于放置所述待镀膜工件。23....

【专利技术属性】
技术研发人员：宗坚，文毅，
申请(专利权)人：江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：