一种高纯热解炭涂层的化学气相沉积设备制造技术

本发明专利技术公开了一种高纯热解炭涂层的化学气相沉积设备，包括化学气相沉积炉和PLC控制柜，所述化学气相沉积炉内设有钢笼和马弗筒，马弗筒位于钢笼内，所述钢笼的内壁上设有保温毡，所述保温毡与马弗筒之间设有加热板，所述马弗筒的上端连接有排气管，所述排气管与尾气处理系统连接，马弗筒的底部密封连接有配气机构，所述配气机构与供气系统连接，所述供气系统和尾气处理系统均与PLC控制柜电连接。扩大了设备内沉积室的空间，实现了大尺寸石墨产品的涂层沉积，增加了产品生产的尺寸与类型，扩大了市场应用与产品质量；通过马弗筒使沉积室内部封闭，实现与炉内设备的隔离，从而提高了反应温度以及保护了炉内设备的使用安全。反应温度以及保护了炉内设备的使用安全。反应温度以及保护了炉内设备的使用安全。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯热解炭涂层的化学气相沉积设备


[0001]本专利技术涉及化学气相沉积设备
，具体为一种高纯热解炭涂层的化学气相沉积设备。

技术介绍

[0002]近年来石墨材料在半导体等领域的应用越来越广泛，然而目前在半导体领域的诸多制造工艺涉及高温和使用腐蚀性气体的恶劣环境，在此环境条件下石墨材料损耗加快，寿命变短，甚至功能失效，严重影响安全生产及工艺稳定。
[0003]另外，石墨材料本身黑度系数大，基体表面反射率低，作为保温材料时，吸热多，极不利于节能降耗。同时石墨材料由于孔隙大，颗粒度明显，因此半导体领域中的石墨组件都会存在气体透过率大，石墨基材颗粒的分解和散射严重等现象，而这两种因素对于半导体产品质量的影响非常大，从而导致产品合格率降低。
[0004]半导体领域对于石墨材料的纯度要求极高，元素控制指标以及灰分指标均需满足生产工艺的需求，避免产品在制造过程中受到污染。而目前的生产设备受因温度均匀性和气氛均匀性限制，设备的尺寸受限，设备内部可利用的有效空间尺寸小，没办法实现大尺寸石墨产品的涂层沉积，导致市场应用有限；而且现有CVD涂层设备一般不具备内保护功能，任由反应气体在热场内部传播，常常造成加热器件绝缘失灵，发生加热器打火等事故，造成安全隐患。

技术实现思路

[0005]本专利技术就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种高纯热解炭涂层的化学气相沉积设备，扩大了设备内沉积室的空间，实现了大尺寸石墨产品的涂层沉积，增加了产品生产的尺寸与类型，扩大了市场应用与产品质量；通过马弗筒使沉积室内部封闭，实现与炉内设备的隔离，从而提高了反应温度以及保护了炉内设备的使用安全。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种高纯热解炭涂层的化学气相沉积设备，包括化学气相沉积炉和PLC控制柜，所述化学气相沉积炉内设有钢笼和马弗筒，马弗筒位于钢笼内，所述钢笼的内壁上设有保温毡，所述保温毡与马弗筒之间设有加热板，所述马弗筒的上端连接有排气管，所述排气管与尾气处理系统连接，马弗筒的底部密封连接有配气机构，所述配气机构与供气系统连接，所述供气系统和尾气处理系统均与PLC控制柜电连接。
[0008]优选的，所述配气机构包括进气管，所述进气管包括上进气管和下进气管，所述上进气管和下进气管之间通过配气盒连接，多根上进气管的上端通过载板固定，所述马弗筒的下端与载板密封连接，所述载板的上端设有安装槽，所述安装槽内设有预热筒，所述上进气管的上端位于预热筒内，上进气管的外侧设有与载板连接的密封环，预热筒的上端设有气体扩散板，气体扩散板上均匀设有气孔，预热筒与气体扩散板组成预热腔，预热筒与安装槽的底部之间设有石墨纸环，所述石墨纸环套在上进气管的外部。
[0009]优选的，所述配气盒下端设有支撑板，支撑板与载板之间连接有支撑柱，所述配合盒的侧壁上连接有导气管，所述导气管通过导气座与上进气管连接，所述导气座与支撑板固定，支撑板与载板之间设有保温毡。
[0010]优选的，所述下进气管的上端设有气体扩散帽，所述气体扩散帽的侧壁上均匀设有出气口。
[0011]优选的，所述供气系统包括氮气瓶和甲烷瓶，所述氮气瓶上连接有第一管路，所述第一管路上依次设有第一减压阀、第一气动阀门、第二气动阀门和第一流量计，所述第一气动阀门和第二气动阀门之间的管路上连接有与化学气相沉积炉连接的第二管路，所述第二管路上设有第一压力变送器和第一气体阀门，所述甲烷瓶上连接有第三管路，所述第三管路上设有第二减压阀和第二流量计，所述第一管路和第三管路汇集通入混气罐内，所述混气罐通过第四管路与下进气管连接，第四管路上设有第二压力变送器和第二气体阀门。
[0012]优选的，所述尾气处理系统包括通过尾气管道依次连接的冷凝罐、过滤罐、泵组和风机，所述尾气管道与排气管之间连接有电动排气球阀。
[0013]优选的，所述排气管上连接有滤气筒，所述滤气筒位于钢笼的外部，滤气筒的下端设有进气孔，滤气筒的上端设有盖板，所述盖板上设有出气孔，滤气筒内设有多层滤气板，所述滤气板上设有气孔。
[0014]优选的，所述化学气相沉积炉的上端设有与PLC控制柜电连接的真空计、炉内薄膜规、热电偶和沉积室薄膜规。
[0015]优选的，所述钢笼通过拉杆与化学气相沉积炉的上端连接。
[0016]优选的，所述化学气相沉积炉的上端固定有与加热板连接的铜电极。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]1、本专利技术经过配气机构实现了温度的提升，提高了气体利用率，确保了真空化学气相沉积炉内沉积区的气体均匀性和化学气相沉积工艺的稳定性，从而扩大了设备内沉积室的空间，实现了大尺寸石墨产品的涂层沉积，增加了产品生产的尺寸与类型，扩大了市场应用与产品质量；通过马弗筒使沉积室内部封闭，实现与炉内设备的隔离，从而防止反应气体的流动，避免了气体浪费和温度降低，从而提高了反应温度以及保护了炉内设备的使用安全。
[0019]2、本专利技术炉内的结构设计使得沉积炉的温度相比对现有设备进行了较大的提升，从而加快了沉积效率和速度，降低了生产时间，提高了反应气体的利用率。解决了目前想要得到较厚涂层只能依靠增加生产时间和供应过多反应气体来实现的问题，节省了成本。
[0020]3、本专利技术的气体配气机构的各部件之间密封良好，确保气体不会进入沉积区以外的区域，保证炉内洁净及设备安全使用；预热筒采用可拆卸结构，底部设置了石墨纸环，不仅增加预热筒与载板之间的密封性，而且提高了清理沉降物的便利性。
[0021]4、本专利技术的采用电子元器件对炉内与沉积室内的温度与压力进行实时监测与控制，实现了生产工艺的自动化，让产品质量得到了有效控制。
[0022]5、本专利技术对工艺废气进行了过滤与大风量稀释处理，炉内设置滤气筒，将由马弗筒直接排出的工艺废气进行去涂层化及过滤处理，防止真空阀门及管道被涂层或者被炭黑沉积，造成管道堵塞，阀门失效；尾部设置冷凝及过滤系统，保护泵组不被炭黑堵塞，排出部位设有大风量稀释风机，对含有易燃爆的工艺尾气进行大风量稀释，使其浓度降低到安全
范围以下，保证设备运行的安全性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的结构示意图；
[0024]图2为化学气相沉积炉的内部结构示意图；
[0025]图3为过滤筒的结构示意图；
[0026]图4为配气机构的立体结构示意图；
[0027]图5为配气机构的主视图；
[0028]图6为配气机构的剖视图；
[0029]图7为气体扩散帽的结构示意图；
[0030]图8为供气系统的结构示意图；
[0031]图9为尾气处理系统的结构示意图。
[0032]图中：1
‑
载板；101
‑
气体扩散板；102
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气孔；103
‑
安装槽；104
‑
预热筒；105
‑
石墨纸环；2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯热解炭涂层的化学气相沉积设备，包括化学气相沉积炉和PLC控制柜，其特征在于：所述化学气相沉积炉内设有钢笼和马弗筒，马弗筒位于钢笼内，所述钢笼的内壁上设有保温毡，所述保温毡与马弗筒之间设有加热板，所述马弗筒的上端连接有排气管，所述排气管与尾气处理系统连接，马弗筒的底部密封连接有配气机构，所述配气机构与供气系统连接，所述供气系统和尾气处理系统均与PLC控制柜电连接。2.如权利要求1所述的一种高纯热解炭涂层的化学气相沉积设备，其特征在于：所述配气机构包括进气管，所述进气管包括上进气管和下进气管，所述上进气管和下进气管之间通过配气盒连接，多根上进气管的上端通过载板固定，所述马弗筒的下端与载板密封连接，所述载板的上端设有安装槽，所述安装槽内设有预热筒，所述上进气管的上端位于预热筒内，上进气管的外侧设有与载板连接的密封环，预热筒的上端设有气体扩散板，气体扩散板上均匀设有气孔，预热筒与气体扩散板组成预热腔，预热筒与安装槽的底部之间设有石墨纸环，所述石墨纸环套在上进气管的外部。3.如权利要求2所述的一种高纯热解炭涂层的化学气相沉积设备，其特征在于：所述配气盒下端设有支撑板，支撑板与载板之间连接有支撑柱，所述配合盒的侧壁上连接有导气管，所述导气管通过导气座与上进气管连接，所述导气座与支撑板固定，支撑板与载板之间设有保温毡。4.如权利要求2所述的一种高纯热解炭涂层的化学气相沉积设备，其特征在于：所述下进气管的上端设有气体扩散帽，所述气体扩散帽的侧壁上均匀设有出气口。5.如权利要求1所述的一种高纯热解炭涂层的化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛雁凯，王吉祥，吕雷英，
申请(专利权)人：山东伟基炭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：