專利名稱：一種能實現上、下進氣切換的化學氣相沉積爐及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠實現氣體上、下進氣切換的化學氣相沉積爐及其應用，屬于化學氣相沉積技術領域。
背景技術：
目前，化學氣相沉積爐大多采用上進氣下出氣或下進氣上出氣的其中一種氣體流通方式，不管哪種方式進氣口和出氣口的位置都是上下相對的，沉積爐的氣體物料流動方向單一且固定不變。如專利文件CN2218916(申請號94232049. 2)涉及用于制造熱解氮化硼制品的化學氣相沉積感應爐，該實用新型爐體內中下部設置有環繞感應線圈的石墨套筒發熱體，模具基體立于旋轉底座上。對于不同的產品而言，受產品結構、形狀及所要涂覆的部位不同或爐內物件擺放方式等因素的影響，所需的最佳進出氣方式往往是不同的。現有的單一進出氣方式的沉積爐在生產不同產品時，往往需要重新調整或改變反應室內的爐具或產品擺放位置，或者設計制作新的夾具工件等來滿足不同的生產需要，從而導致生產時間的延長、生產成本的上升，且產品質量不易控制。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種能實現氣體上進氣、下進氣切換的化學氣相沉積爐及其應用。該化學氣相沉積爐可根據生產產品的種類、形狀等參數確定適合的氣體進氣方式。一種能實現上、下進氣切換的化學氣相沉積爐，包括爐體、沉積室、進氣管和出氣管，沉積室頂部有上通氣口、底部有下通氣口，沉積室設置于爐體內；沉積室下通氣口的正下方設置有三通室，三通室為一個設置有上孔、下孔和側孔的密閉腔室；三通室的上孔與沉積室的下通氣口密閉連通，三通室的側孔與下出氣管口相對；沉積室上通氣口接有上三通管，所述上三通管側口與上通氣口連接，所述上三通管下口接有引管，引管管口朝向并靠近爐壁；所述上三通管上口用于上進氣管通入；進氣管包括上進氣管和下進氣管，下進氣管通過三通室的下孔伸入所述的三通室內與設置于三通室內的石墨進氣管一端通過連接部件相連，石墨進氣管另一端通過三通室的上孔并穿過沉積室下通氣口伸入沉積室內；上進氣管伸入爐體上部與所述的上三通管相連通；出氣管包括上出氣管、下出氣管和出氣總管，上出氣管與爐體上部的爐壁相連并與上三通管中的靠近爐壁的管口相對，下出氣管與爐體下部的爐壁相連并與三通室靠近爐壁的側孔相對，上出氣管和下出氣管匯合成出氣總管，出氣總管與抽真空裝置相連接；所述的上進氣管、下進氣管上分別設置有控制閥門；所述的上出氣管、下出氣管分別設置有控制閥門。
根據本發明優選的，所述上三通管中靠近爐壁的管口處設置有用于封堵管口的石墨塊。石墨塊的設置可以防止部分氣體進入爐體與沉積室之間的空腔內，從而保護爐體。根據本發明優選的，所述的下進氣管與石墨進氣管之間的連接部件為石墨螺絲。根據本發明優選的，所述石墨進氣管的外徑小于沉積室底部的下通氣口內徑。根據本發明優選的，所述進氣管還包括進氣總管，進氣總管分別與上進氣管和下進氣管相連，進氣總管上設置有控制閥門。根據本發明優選的，所述抽真空裝置為羅茨真空泵組。根據本發明優選的，所述下進氣管與三通室的下孔、三通室的上孔與沉積室的下通氣口密閉連接。三通室的上孔與沉積室的下通氣口，可以通過兩個孔直接密閉連；也可以通過管子或其他連接件連接，達到密閉連接的目的。上述能實現上、下進氣切換的化學氣相沉積爐的應用，包括氣體上進下出、氣體下進上出兩種方式。詳細說明如下氣體上進下出的方式，步驟如下用石墨塊1將上三通管5中的靠近爐壁的管口堵上，同時將石墨進氣管2從連接部件8處取出，封閉下進氣管的進氣管口，通氣抽真空時，將下進氣管10的控制閥門I 3關閉，同時打開上進氣管9的控制閥門II 4;然后，將上出氣管11的控制閥門III 7關閉，打開下出氣管12的控制閥門IV 6 ；氣體通過爐體13上部的上三通管5進入沉積室14，從爐體13底部的下通氣口 18被抽走；氣體下進上出方式，步驟如下打開下進氣管的進氣管口，將石墨進氣管2安裝于連接部件8上，同時將石墨塊1 從上三通管5中的靠近爐壁的管口處取出，通氣抽真空時，關閉上進氣管9的控制閥門114， 打開下進氣管10的控制閥門I 3 ；然后，將下出氣管12的控制閥門IV6關閉，打開上出氣管11的控制閥門III7 ；氣體經過下進氣管10通過石墨進氣管2進入沉積室14，從沉積室 14頂部的上三通管5被抽走。有益效果本發明所述實現上進氣、下進氣切換的化學氣相沉積爐，克服了傳統沉積方式因單一氣流進出方式導致產品表面沉積涂覆不均勻的缺陷；在對產品進行涂覆時，可以根據產品形狀及涂覆位置確定選擇合適的進出氣方式，也可根據需要先選擇一種進氣方式進行產品涂覆，然后再轉換為另外一種進氣方式進行產品涂覆；此外，本發明可通過改變沉積室內的氣體進出氣方式涂覆產品的各個表面，避免了傳統單一氣流進出方式的沉積爐涂覆產品各個表面需要調整爐內裝置及產品、重新設計夾具的麻煩，操作簡單易行，特別適用于體積大、重量沉的產品。
圖1是能轉換上、下進氣方式的化學氣相沉積爐的結構示意圖；圖2是三通室的剖面結構示意圖；其中1、石墨塊，2、石墨進氣管，3、控制閥門1，4、控制閥門11,5.上三通管，6、控制閥門IV，7、控制閥門111，8、連接部件，9、上進氣管，10、下進氣管，11、上出氣管，12、下出氣管，13、爐體，14、沉積室，15、進氣總管，16、出氣總管，17、抽真空裝置，18、下通氣口，19、
4三通室，20、上通氣口，21、上孔，22、側孔，23、下孔。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步闡述，但本發明所保護范圍不限于此。實施例1一種能實現上進氣、下進氣切換的化學氣相沉積爐，包括爐體13、沉積室14、進氣管和出氣管，沉積室14頂部有上通氣口 20、底部有下通氣口 18，沉積室14設置于爐體13 內；沉積室14下通氣口 18的正下方設置有三通室19，三通室19為一個設置有上孔 21、下孔23和側孔22的密閉腔室；三通室19的上孔21與沉積室14的下通氣口 18密閉連通，三通室19的側孔22與下出氣管口相對；沉積室14上通氣口 20接有上三通管5，所述上三通管5側口與上通氣口 20連接， 所述上三通管5下口接有引管，引管管口朝向并靠近爐壁；所述上三通管5上口用于上進氣管9通入；進氣管包括上進氣管9和下進氣管10，下進氣管10通過三通室19的下孔23伸入所述的三通室19內與設置于三通室19內的石墨進氣管2—端通過連接部件8相連，石墨進氣管2另一端通過三通室19的上孔21并穿過沉積室14底部的下通氣口 18伸入沉積室14內；上進氣管9伸入爐體13上部與所述的沉積室14頂部的上通氣口 20上方的上三通管5相連通；出氣管包括上出氣管11、下出氣管12和出氣總管，上出氣管11與爐體13上部的爐壁相連并與上三通管5中的靠近爐壁的管口相對，下出氣管12與爐體13下部的爐壁相連并與三通室19靠近爐壁的側孔22相對，上出氣管11和下出氣管12匯合成出氣總管，出氣總管與抽真空裝置17相連接；所述的上進氣管9上設置有控制閥門II、下進氣管10上設置有控制閥門I ；所述的上出氣管11設置有控制閥門III、下出氣管12設置有控制閥門IV。實施例2一種能實現上進氣、下進氣切換的化學氣相沉積爐，包括爐體13、沉積室14、進氣管和出氣管，沉積室14頂部有上通氣口 20、底部有下通氣口 18，沉積室14設置于爐體13 內；沉積室14下通氣口 18的正下方設置有三通室19，三通室19為一個設置有上孔 21、下孔23和側孔22的密閉腔室；三通室19的上孔21與沉積室14的下通氣口 18密閉連通，三通室19的側孔22與下出氣管口相對；沉積室14上通氣口 20接有上三通管5，所述上三通管5側口與上通氣口 20連接， 所述上三通管5下口接有引管，引管管口朝向并靠近爐壁；所述上三通管5上口用于上進氣管9通入；進氣管包括上進氣管9和下進氣管10，下進氣管10通過三通室19的下孔23伸入所述的三通室19內與設置于三通室19內的石墨進氣管2 —端通過石墨螺絲相連，石墨進氣管2另一端通過三通室19的上孔21并穿過沉積室14底部的下通氣口 18伸入沉積室14 內；上進氣管9伸入爐體13上部與所述的沉積室14頂部的上通氣口 20上方的上三通管5相連通；出氣管包括上出氣管11、下出氣管12和出氣總管，上出氣管11與爐體13上部的爐壁相連并與上三通管5中的靠近爐壁的管口相對，下出氣管12與爐體13下部的爐壁相連并與三通室19靠近爐壁的側孔22相對，上出氣管11和下出氣管12匯合成出氣總管，出氣總管與抽真空裝置17相連接；所述的上進氣管9上設置有控制閥門II、下進氣管10上設置有控制閥門I ；所述的上出氣管11設置有控制閥門III、下出氣管12設置有控制閥門IV。所述上三通管5中靠近爐壁的管口處設置有用于封堵管口的石墨塊1。所述進氣管還包括進氣總管，進氣總管分別與上進氣管9和下進氣管10相連，進氣總管上設置有控制閥門。所述石墨進氣管2的外徑小于沉積室14底部的下通氣口 18內徑。所述下進氣管10與三通室19的下孔23、三通室19的上孔21與沉積室14的下通氣口 18密閉連接。實施例3實施例2所述能實現上進氣、下進氣切換的化學氣相沉積爐的應用，包括氣體上進下出、氣體下進上出兩種方式。氣體上進下出的方式步驟如下用石墨塊1將上三通管5中的靠近爐壁的管口堵上，同時將石墨進氣管2從連接部件8處卸下，并通過三通室19的側孔22取出，封閉下進氣管10位于連接部件內的管口， 通氣抽真空時，將下進氣管10的控制閥門I 3關閉，同時打開上進氣管9的控制閥門II 4； 然后，將上出氣管11的控制閥門III 7關閉，打開下出氣管12的控制閥門IV6 ；氣體通過爐體13上部的上三通管5進入沉積室14，從爐體13底部的下通氣口 18被抽走；氣體下進上出方式步驟如下打開下進氣管10的進氣管口，將石墨進氣管2安裝于連接部件8上，同時將石墨塊1從上三通管5中的靠近爐壁的管口處取出，通氣抽真空時，關閉上進氣管9的控制閥門 114，打開下進氣管10的控制閥門13 ；然后，將下出氣管12的控制閥門IV6關閉，打開上出氣管11的控制閥門III7 ；氣體經過下進氣管10通過石墨進氣管2進入沉積室14，從沉積室14頂部的上三通管5被抽走。本實施例可適用于需要進行雙面涂覆的產品，先按實施例3中的上進氣方式進行氣相沉積涂覆產品的上表面，然后再按照實施例3中的下進氣方式進行氣相沉積涂覆產品的下表面。因此，當產品上、下表面均需要涂覆，要求產品上下表面涂層厚度均勻，且產品體積大、重量沉時，本發明具有非常顯著的優點，不僅可以大大節省翻轉產品的時間和人力， 提高生產速度；而且，由于進氣方式的切換只需打開爐體操作，無需打開沉積室，減少了灰塵及其他物質進入沉積室的幾率，便于提高涂覆產品的品質。
權利要求
1.一種能實現上、下進氣切換的化學氣相沉積爐，包括爐體、沉積室、進氣管和出氣管， 沉積室頂部有上通氣口、底部有下通氣口，沉積室設置于爐體內；其特征在于，沉積室下通氣口的正下方設置有三通室，三通室為一個設置有上孔、下孔和側孔的密閉腔室；三通室的上孔與沉積室的下通氣口密閉連通，三通室的側孔與下出氣管口相對；沉積室上通氣口接有上三通管，所述上三通管側口與上通氣口連接，所述上三通管下口接有引管，引管管口朝向并靠近爐壁；所述上三通管上口用于上進氣管通入；進氣管包括上進氣管和下進氣管，下進氣管通過三通室的下孔伸入所述的三通室內與設置于三通室內的石墨進氣管一端通過連接部件相連，石墨進氣管另一端通過三通室的上孔并穿過沉積室下通氣口伸入沉積室內；上進氣管伸入爐體上部與所述的上三通管相連通；出氣管包括上出氣管、下出氣管和出氣總管，上出氣管與爐體上部的爐壁相連并與上三通管中的靠近爐壁的管口相對，下出氣管與爐體下部的爐壁相連并與三通室靠近爐壁的側孔相對，上出氣管和下出氣管匯合成出氣總管，出氣總管與抽真空裝置相連接； 所述的上進氣管、下進氣管上分別設置有控制閥門； 所述的上出氣管、下出氣管分別設置有控制閥門。
2.如權利要求1所述的化學氣相沉積爐，其特征在于，所述上三通管中靠近爐壁的管口處設置有用于封堵管口的石墨塊。
3.如權利要求1所述的化學氣相沉積爐，其特征在于，所述的下進氣管與石墨進氣管之間的連接部件為石墨螺絲。
4.如權利要求1所述的化學氣相沉積爐，其特征在于，所述進氣管還包括進氣總管，進氣總管分別與上進氣管和下進氣管相連，進氣總管上設置有控制閥門。
5.如權利要求1所述的化學氣相沉積爐，其特征在于，所述石墨進氣管的外徑小于沉積室底部的下通氣口內徑。
6.如權利要求1所述的化學氣相沉積爐，其特征在于，所述抽真空裝置為羅茨真空泵組。
7.如權利要求1所述的化學氣相沉積爐，其特征在于，所述下進氣管與三通室的下孔、 三通室的上孔與沉積室的下通氣口密閉連接。
8.權利要求1所述的化學氣相沉積爐的應用，其特征在于，包括氣體上進下出、氣體下進上出兩種方式。
9.如權利要求8所述的應用，其特征在于，氣體上進下出的方式，步驟如下 用石墨塊將上三通管中的靠近爐壁的管口堵上，同時將石墨進氣管從連接部件處取出，封閉下進氣管的進氣管口，通氣抽真空時，將下進氣管的控制閥門I關閉，同時打開上進氣管的控制閥門II ；然后，將上出氣管的控制閥門III關閉，打開下出氣管的控制閥門 IV ；氣體通過爐體上部的上三通管進入沉積室，從爐體底部的下通氣口被抽走；
10.如權利要求8所述的應用，其特征在于，氣體下進上出方式，步驟如下打開下進氣管的進氣管口，將石墨進氣管安裝于連接部件上，同時將石墨塊從上三通管中的靠近爐壁的管口處取出，通氣抽真空時，關閉上進氣管的控制閥門II，打開下進氣管的控制閥門I ；然后，將下出氣管的控制閥門IV關閉，打開上出氣管的控制閥門III ；氣體經過下進氣管通過石墨進氣管進入沉積室，從沉積室頂部的上三通管被抽走。
全文摘要
本發明涉及一種能夠實現氣體上、下進氣切換的化學氣相沉積爐及其應用，它包括爐體、沉積室、進氣管和出氣管，沉積室設置于爐體內；進氣管包括上進氣管和下進氣管，出氣管包括上出氣管、下出氣管和出氣總管；所述的上進氣管、下進氣管上分別設置有控制閥門；所述的上出氣管、下出氣管分別設置有控制閥門。本發明克服了傳統沉積方式因單一氣流進出方式導致產品表面沉積涂覆不均勻的缺陷。
文檔編號C23C16/455GK102534558SQ20111045759
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者劉汝強 申請人:劉汝強