專利名稱：一種氣相沉積用多層制品支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣相沉積室內(nèi)的生產(chǎn)夾具，特別涉及一種多層結(jié)構(gòu)的氣相沉積爐內(nèi)生產(chǎn)用多層制品支架。
背景技術(shù)：
化學(xué)氣相沉積(CVD)法被認(rèn)為是最有前景的碳化硅涂層制備方法，因為它對形狀復(fù)雜和帶內(nèi)表面的部件具有極佳的適應(yīng)能力，可以在相對較低溫度下進(jìn)行涂層制備。株式會社新王磁材于1999年9月29日申請的申請?zhí)枮?00510004777. 6，名稱為“用于氣相沉積設(shè)備中的制品支架”。所述制品支架主要是支撐平面型的樣品，該發(fā)明的制品支架包括一個管狀的主體，所述主體的內(nèi)直徑尺寸構(gòu)成適合保持所述制品，所述主體由不銹鋼絲制成。中間部分包括圍繞所述主體的線圈纏繞的小直徑螺旋彈簧，所述中間部分中具有以相互間隔的關(guān)系設(shè)置的線圈，從而使保持在所述制品支架中的制品暴露出來以便從支架外進(jìn)行表面處理。碳化硅涂層制品生產(chǎn)時，是將待涂產(chǎn)品通過支架的支撐放置于反應(yīng)室內(nèi)，氣體反應(yīng)在待涂的產(chǎn)品表面沉積形成碳化硅涂層，所以對于碳化硅涂層制品生產(chǎn)的質(zhì)量和數(shù)量而言，合適的支架設(shè)計及空間擺放就顯得尤為重要。現(xiàn)在大都集中在既能保證涂層質(zhì)量，又能提高產(chǎn)品數(shù)量的單層夾具設(shè)計上，但是單純增加支架由于受爐內(nèi)的直徑大小等客觀條件的影響，產(chǎn)量的增加非常有限的。總體而言，各種單層結(jié)構(gòu)的夾具設(shè)計及使用，在單爐生產(chǎn)時產(chǎn)品的數(shù)量還是較少的，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種化學(xué)氣相沉積用多層制品支架。本實用新型還提供利用上述多層制品支架的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室。術(shù)語說明制品，是指利用化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行涂層或薄膜生長的工件。本實用新型中主要包括進(jìn)行碳化硅涂層的石墨基板或基片，但不限于此。制品支架，生產(chǎn)中也稱工件架或夾具，是放置在化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室內(nèi)用于承載待涂基板的支撐裝置。本實用新型的技術(shù)方案如下一種化學(xué)氣相沉積用多層制品支架，包括由圓套筒、布?xì)獗P和支桿組成的單元層；所述單元層的結(jié)構(gòu)是布?xì)獗P置于圓套筒上，支桿直立固定在布?xì)獗P上用于支撐待涂基板，在一個單元的布?xì)獗P上放置另一個單元層的圓套筒；其中，所述圓套筒壁的上部對稱設(shè)有兩個凹口便于氣體流通；所述支桿有一尖端。根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，圓套筒外徑與布?xì)獗P直徑相同。便于單元層的層層組合擺放。單元層的數(shù)量根據(jù)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室內(nèi)空間大小和一爐生產(chǎn)制品的數(shù)量確定。所述布?xì)獗P為設(shè)有通孔的石墨圓盤，通孔是分散均勻氣體的氣流流通通道。[0014]所述布?xì)獗P上固定的支桿數(shù)量及擺放形式根據(jù)待涂基板的數(shù)量、形狀及大小決定，以盡量少的鎢針固定支撐盡量多的基板為目標(biāo)。優(yōu)選的，3 6個支桿支撐一個基板，最優(yōu)選的，3個支桿支撐一個基板。所述圓套筒高度要求為支桿固定在布?xì)獗P上支撐基板后，基板頂部距離另一單元層的布?xì)獗P20-50mm。根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述支桿為鎢針。所述鎢針底端固定在布?xì)獗P上的凹孔內(nèi)，鎢針頂端為針尖狀。根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，圓套筒為石墨材質(zhì)，壁厚6 8_。根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述圓套筒壁上部的凹口形狀為弧形、長方形、方形或錐形。 根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，化學(xué)氣相沉積用多層基板支架由3 5個單元層組成。一種化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室，包括反應(yīng)室腔體和本實用新型所述的多層制品支架，將所述的多層制品支架置于腔體內(nèi)進(jìn)氣口上的進(jìn)氣布?xì)獍迳?，進(jìn)氣口位于反應(yīng)室底部，出氣口與進(jìn)氣口相對位于反應(yīng)室的頂部。上述的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室為低壓化學(xué)氣相沉積設(shè)備。本實用新型的多層制品支架可以用于多種涂層制品的化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)中。特別是用于石墨基板碳化硅涂層制品的生產(chǎn)，可極大地提高生產(chǎn)效率。本實用新型的優(yōu)良效果如下本實用新型多層制品支架的結(jié)構(gòu)簡單合理，層層組合，可根據(jù)反應(yīng)室大小靈活組合使用。多層制品支架使用時位于溫度恒定區(qū)，各層的生產(chǎn)條件基本一致，可以保證每層的產(chǎn)品質(zhì)量均一。本實用新型多層制品支架中優(yōu)選鎢針來直接與待涂基板接觸，鎢針頂端的針尖上擺放待涂基板，這樣待涂的產(chǎn)品除了最少3個極小的支撐點外，其他部分都暴露在氣氛中都能夠被涂覆，可以保證涂層完整均勻。此外，鎢針的硬度大，承重好，針尖所占的空間也很??；鎢針的耐高溫性好，在反應(yīng)室內(nèi)高溫的條件下，不會發(fā)生反應(yīng)或者融化。采用本實用新型多層制品支架進(jìn)行涂層制品的生產(chǎn)，一爐內(nèi)的涂層制品產(chǎn)品數(shù)量可以是傳統(tǒng)裝置的幾倍，極大的提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，減少了多次操作的麻煩及人力、資源浪費。能夠成倍提高一爐生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量，同時保證產(chǎn)品質(zhì)量。

圖I為本實用新型多層制品支架結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型多層制品支架的圓套筒俯視圖。圖3為利用本實用新型多層制品支架的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.圓套筒，2.布?xì)獗P，3.支桿(鎢針)，4.待涂基板(制品)，5.凹口，6.布?xì)獗P上的通孔；7.反應(yīng)室腔體，8.進(jìn)氣口上的進(jìn)氣布?xì)獍澹?.進(jìn)氣口，10.出氣口。具體實例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明，但不限于此。實施例I、—種化學(xué)氣相沉積用多層制品支架，結(jié)構(gòu)如圖I、圖2所不,包括由圓套筒I、布?xì)獗P2和支桿3組成的單元層；所述單元層的結(jié)構(gòu)是布?xì)獗P2置于圓套筒I上，圓套筒I外徑與布?xì)獗P2直徑相同。支桿3直立固定在布?xì)獗P2上,在一個單兀層的布?xì)獗P2上放置另一個單元層的圓套筒1，層層組合擺放共3個單元層；其中，所述圓套筒I壁的上部對稱設(shè)有兩個長方形凹口 5作為氣體流通通道；所述支桿是鎢針，鎢針底端固定在布?xì)獗P上的凹孔內(nèi)，鎢針頂端為針尖狀，用于擺放制品的基板。所述布?xì)獗P2為設(shè)有通孔的石墨圓盤，按現(xiàn)有技術(shù)制作。所述布?xì)獗P2上固定的鎢針按每個基板由3 4個鎢針支撐，根據(jù)待涂基板的形狀及數(shù)量決定鎢針擺放形式。所述圓套筒I為石墨材質(zhì)，壁厚7mm，高度要求為鎢針固定在布?xì)獗P上支撐基板后，基板頂部距離另一單元層的布?xì)獗P30mm。 實施例2、一種化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室，包括反應(yīng)室腔體7和實施例I所述的多層制品支架，將所述的多層制品支架置于腔體內(nèi)進(jìn)氣口 9上的進(jìn)氣布?xì)獍?上，進(jìn)氣口 9位于反應(yīng)室底部，出氣口 10與進(jìn)氣口 9相對位于反應(yīng)室的頂部。用作真空度為200 5000帕的化學(xué)氣相沉積設(shè)備。應(yīng)用例包括使用本實用新型所述的多層制品支架和實施例2所述的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室，將待涂基板4放置于鎢針的尖端，原料氣從反應(yīng)室底部進(jìn)入，反應(yīng)后的氣體從反應(yīng)室的頂部排出。原料氣體為SiCl4與H2，產(chǎn)品為碳化硅涂層制品。先將一個圓套筒I置于反應(yīng)室內(nèi)布置好的爐具上，然后將圓盤形布?xì)獗P2放在圓套筒I上，由于其直徑相同，擺放比較容易，布?xì)獗P2上事先固定好鎢針，然后將待涂的石墨基板4放置于鎢針3的尖上，3個鎢針支撐一個基板，這樣石墨基板除了 3個很小的支撐點外全部懸于空間內(nèi)，易于反應(yīng)沉積的全面覆蓋性；第一層擺好后，再將另一層的圓套筒放置在第一層的布?xì)獗P2之上，然后再放置第二個事先固定好鎢針的布?xì)獗P及石墨基板，擺放方法與第一層相同，重復(fù)前述操作進(jìn)行第三層單元的擺放，這樣就可以實現(xiàn)多層的結(jié)構(gòu)的組合。具體單元層數(shù)視產(chǎn)品的大小及爐內(nèi)空間來定。將制品擺放好后，氣體流通不會受到阻礙，各層結(jié)構(gòu)的氣流密度均勻，同時由于放置在溫度均勻區(qū)，也保證了各層產(chǎn)品溫度的統(tǒng)一性。生產(chǎn)參數(shù)的保證，也是產(chǎn)品質(zhì)量的保證，確保了生產(chǎn)的高效性和質(zhì)量的可靠性。與單層結(jié)構(gòu)的支撐夾具相比，利用多層結(jié)構(gòu)制品支架生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量均勻一致，而數(shù)量增加了幾倍，極大的提高了生產(chǎn)的效率，節(jié)約了能源和時間，降低了生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求1.一種化學(xué)氣相沉積用多層制品支架，其特征在于包括由圓套筒、布?xì)獗P和支桿組成的單元層；所述單元層的結(jié)構(gòu)是布?xì)獗P置于圓套筒上，支桿直立固定在布?xì)獗P上用于支撐待涂基板，在一個單元的布?xì)獗P上放置另一個單元層的圓套筒；其中，所述圓套筒壁的上部對稱設(shè)有兩個凹口便于氣體流通；所述支桿有一尖端。
2.如權(quán)利要求I所述的多層制品支架，其特征在于，圓套筒外徑與布?xì)獗P直徑相同。
3.如權(quán)利要求I所述的多層制品支架，其特征在于，所述布?xì)獗P為設(shè)有通孔的石墨圓盤。
4.如權(quán)利要求I所述的多層制品支架，其特征在于，所述圓套筒高度為支桿固定在布?xì)獗P上支撐基板后，基板頂部距離另一層布?xì)獗P20_50mm。
5.如權(quán)利要求I所述的多層制品支架，其特征在于，所述支桿為鎢針。
6.如權(quán)利要求I所述的多層制品支架，其特征在于，所述圓套筒為石墨材質(zhì)，壁厚6 8mm n
7.如權(quán)利要求I所述的多層制品支架，其特征在于，所述圓套筒壁上部的凹口形狀為弧形、長方形、方形或錐形。
8.如權(quán)利要求I所述的多層制品支架，其特征在于，所述多層基板支架由3 5個單元層組成。
9.一種化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室，包括權(quán)利要求1-8任一項所述的多層制品支架和反應(yīng)室腔體，所述的多層制品支架置于腔體內(nèi)進(jìn)氣口上的進(jìn)氣布?xì)獍迳?，進(jìn)氣口位于反應(yīng)室底部，出氣口與進(jìn)氣口相對位于反應(yīng)室的頂部。
專利摘要本實用新型涉及一種氣相沉積用多層制品支架。該多層制品支架包括由圓套筒、布?xì)獗P和支桿組成的單元層；所述單元層的結(jié)構(gòu)是布?xì)獗P置于圓套筒上，支桿直立固定在布?xì)獗P上用于支撐待涂基板，在一個單元的布?xì)獗P上放置另一個單元層的圓套筒；圓套筒壁的上部對稱設(shè)有兩個凹口便于氣體流通。利用本實用新型多層制品支架生產(chǎn)的涂層產(chǎn)品質(zhì)量均勻一致，數(shù)量幾倍增長，提高了生產(chǎn)的效率。
文檔編號C23C16/458GK202369641SQ20112050623
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者劉汝強 申請人:劉汝強