專利名稱：等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)一種氣相沉積設(shè)備，特別是指一種能用于等離子表面改性的真空式等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備。
背景技術(shù)：
等離子輔助氣相沉積技術(shù)主管是利用低溫等離子體，在真空的環(huán)境下，加入適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)氣體，通過(guò)電能激發(fā)輝光放電，使等離子體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而在固體表面形成固態(tài)薄膜，較常見(jiàn)為金屬的氧化膜或氮化膜。如今消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品表面的功能性的要求越來(lái)越高，制作有防指紋(疏水)、防霧 (親水)、防靜電等功能的表面處理技術(shù)的需求日益增加。目前工業(yè)界現(xiàn)有的表面處理技術(shù)上，只有溶膠凝膠型的涂料的成效比較顯著?？上?，溶膠凝膠型的涂料的生產(chǎn)普遍會(huì)釋放出化學(xué)廢液，不符合當(dāng)今的環(huán)保理念。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種能對(duì)樣品進(jìn)行表面改性并符合環(huán)保要求的等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其包括有化學(xué)氣相沉積真空室，該化學(xué)氣相沉積真空室通過(guò)法蘭連接有真空系統(tǒng)，所述化學(xué)氣相沉積真空室的兩側(cè)室壁各設(shè)有相對(duì)的能產(chǎn)生等離子體、且能通過(guò)調(diào)控磁鐵分布調(diào)控磁場(chǎng)以改變等離子體強(qiáng)度與分布的可調(diào)式磁控等離子源平板電極，該等離子源平板電極連接有中頻電源，所述化學(xué)氣相沉積真空室頂部設(shè)有二維工件轉(zhuǎn)臺(tái)。所述等離子源平板電極包括有電極板及導(dǎo)電棒，所述化學(xué)氣相沉積真空室的室壁上設(shè)有通孔，所述導(dǎo)電棒通過(guò)一連接器穿設(shè)于該通孔，位于所述化學(xué)氣相沉積真空室內(nèi)部的所述導(dǎo)電棒的一端連接所述電極板，位于所述化學(xué)氣相沉積真空室外部的所述導(dǎo)電棒的一端為電源接口，連接有所述中頻電源。位于所述化學(xué)氣相沉積真空室外部的所述導(dǎo)電棒上套設(shè)有凸字狀的夾持件，該夾持件并套設(shè)于所述連接器上，所述連接器與所述夾持件之間還設(shè)有絕緣墊片，環(huán)繞凸字狀的所述夾持件的上部還設(shè)有蓋板，該蓋板通過(guò)螺釘與所述化學(xué)氣相沉積真空室的室壁之間固定。所述化學(xué)氣相沉積真空室對(duì)應(yīng)所述電極板的室壁處設(shè)有三排并行排列、且能改變所述等離子體強(qiáng)度與分布的釹硼鐵磁鐵，該釹硼鐵磁鐵以N極-S極-N極或S極-N極-S 極的方式排列。所述真空系統(tǒng)包括有以串聯(lián)方式相連的機(jī)械旋片泵和羅茨泵，該羅茨泵通過(guò)一氣動(dòng)閥連接至所述化學(xué)氣相沉積真空室。所述化學(xué)氣相沉積真空室設(shè)有真空規(guī)、質(zhì)量流量計(jì)及充氣閥。所述化學(xué)氣相沉積真空室正面設(shè)有玻璃觀景窗。[0012]使用本實(shí)用新型等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備進(jìn)行的表面改性工藝不涉及任何廢水的產(chǎn)生及排放，符合環(huán)保的生產(chǎn)原則。表面改性工藝可賦予樣品表面附加功能，如防指紋、防霧、防靜電等，提高產(chǎn)品的附加價(jià)值。

圖1為本實(shí)用新型等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中的化學(xué)氣相沉積真空室的俯視圖；圖3為本實(shí)用新型中的化學(xué)氣相沉積真空室的底部示意圖；圖4為本實(shí)用新型等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備的側(cè)面示意圖；圖5為本實(shí)用新型中的等離子源平板電極與化學(xué)氣相沉積真空室的組裝截面圖；圖6為沿圖5中A-A線方向的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為便于對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及達(dá)到的效果有進(jìn)一步的了解，現(xiàn)配合附圖并舉較佳實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明如下。如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型的等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備包括有化學(xué)氣相沉積真空室1，該化學(xué)氣相沉積真空室1為圓柱形平頂式，通過(guò)丁晴橡膠圈密封，該化學(xué)氣相沉積真空室1設(shè)有不銹鋼門，由右往左掀開(kāi)，也使用丁晴橡膠圈密封?；瘜W(xué)氣相沉積真空室1并設(shè)有法蘭，通過(guò)該法蘭連接有真空系統(tǒng)，化學(xué)氣相沉積真空室1的兩側(cè)室壁各設(shè)有相對(duì)的可調(diào)式磁控等離子源平板電極10，該等離子源平板電極10能通過(guò)調(diào)控磁鐵分布調(diào)控磁場(chǎng)以改變等離子體強(qiáng)度與分布。本實(shí)用新型中的等離子源平板電極10由鋁金屬制造，如圖5與圖6所示，等離子源平板電極10包括有電極板100及導(dǎo)電棒101，化學(xué)氣相沉積真空室1的室壁上設(shè)有通孔，導(dǎo)電棒101通過(guò)一連接器102穿設(shè)于該通孔，位于化學(xué)氣相沉積真空室1內(nèi)部的導(dǎo)電棒101的一端連接電極板100，位于化學(xué)氣相沉積真空室1外部的導(dǎo)電棒 101上套設(shè)有凸字狀的夾持件103，該夾持件103并套設(shè)于連接器102上，以避免導(dǎo)電棒101 發(fā)生晃動(dòng)，該連接器102與夾持件103之間還設(shè)有絕緣墊片104，以使等離子源平板電極10 能安全使用。環(huán)繞凸字狀?yuàn)A持件103的上部還設(shè)有蓋板105，該蓋板105通過(guò)螺釘與化學(xué)氣相沉積真空室1的室壁之間固定。位于化學(xué)氣相沉積真空室1外部的導(dǎo)電棒101的一端為電源接口，連接有中頻電源，以便產(chǎn)生等離子體?；瘜W(xué)氣相沉積真空室1對(duì)應(yīng)電極板100的室壁設(shè)有三排并行排列的釹硼鐵磁鐵106，以北-南-北(N極-S極-N極)或南-北-南 (S極-N極-S極)的方式排列(圖中只示出了 N極)，磁場(chǎng)強(qiáng)度約50mT，能增強(qiáng)等離子體離化率，通過(guò)調(diào)控磁鐵分布調(diào)控磁場(chǎng)，從而改變等離子體強(qiáng)度與分布。本實(shí)用新型中的真空系統(tǒng)包括有以串聯(lián)方式相連的機(jī)械旋片泵20和羅茨泵21， 羅茨泵21通過(guò)一氣動(dòng)閥22連接至化學(xué)氣相沉積真空室1，羅茨泵21與氣動(dòng)閥22之間連接有真空管道23。本實(shí)用新型中的化學(xué)氣相沉積真空室1頂部設(shè)有二維工件轉(zhuǎn)臺(tái)，由外部馬達(dá)通過(guò)齒輪驅(qū)動(dòng)向工件轉(zhuǎn)臺(tái)提供二維旋轉(zhuǎn)。化學(xué)氣相沉積真空室1還設(shè)有真空規(guī)，用于檢測(cè)真空室內(nèi)的氣壓，以及質(zhì)量流量計(jì)與充氣閥，用于對(duì)真空室進(jìn)行充氣時(shí)的檢測(cè)與控制。如圖3所示，本實(shí)用新型中的化學(xué)氣相沉積真空室1底部留有兩個(gè)備用法蘭11，方便日后作其他改動(dòng)時(shí)使用。如圖4所示，化學(xué)氣相沉積真空室1正面設(shè)有兩個(gè)玻璃觀景窗12，便于等離子處理時(shí)對(duì)工件作出檢測(cè)。且真空室底部設(shè)有鋁金屬支架，高度約60cm，用于
固定真空室。本實(shí)用新型等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備能廣泛應(yīng)用于任何產(chǎn)品的固體表面，如金屬、玻璃、塑膠、硅橡膠等，且使用本實(shí)用新型的設(shè)備進(jìn)行的表面改性工藝可賦予樣品表面附加功能，如防指紋(對(duì)于疏水表面)、防霧(對(duì)于親水表面)、防靜電等。例如對(duì)于防指紋(疏水)的應(yīng)用實(shí)例先將樣品(如玻璃或金屬)除污、去油、烘干，置于工件轉(zhuǎn)臺(tái)上，放置樣品后，關(guān)上真空室門，通過(guò)真空系統(tǒng)抽真空。待真空室真空度達(dá)lXlO—ta?？杉尤敕磻?yīng)氣體(氫氣， 氬氣，氟碳類氣體，如六氟乙烷)至20_80Pa。以中頻電源刺激等離子源平板電極，功率約 0. 5-lW/cm2，激發(fā)等離子體。樣品通過(guò)工件轉(zhuǎn)臺(tái)暴露于等離子體，引發(fā)樣品表面與反應(yīng)氣體的化學(xué)反應(yīng)。等離子體反應(yīng)時(shí)間約為十分鐘，處理完后對(duì)真空室進(jìn)行充氣，取出樣品便可。對(duì)于防靜電的應(yīng)用實(shí)例先將樣品(如塑膠或硅橡膠)除污、去油、烘干，置于工件轉(zhuǎn)臺(tái)上，放置樣品后，關(guān)上真空室門，通過(guò)真空系統(tǒng)抽真空。待真空室真空度達(dá)1 XlO-1Pat5可加入反應(yīng)氣體(氫氣， 氦氣，氬氣，氧氣，甲烷)至20-80pa。以中頻電源刺激等離子源平板電極，功率約0. 5ff/cm2, 激發(fā)等離子體。樣品通過(guò)工件轉(zhuǎn)臺(tái)暴露于等離子體，引發(fā)樣品表面與反應(yīng)氣體的化學(xué)反應(yīng)。 等離子體反應(yīng)時(shí)間約為十分鐘。處理完后對(duì)真空室進(jìn)行充氣，取出樣品便可。使用本實(shí)用新型等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備進(jìn)行的表面改性工藝不涉及任何廢水的產(chǎn)生及排放，符合環(huán)保的生產(chǎn)原則。表面改性工藝可賦予樣品表面附加功能，如防指紋(疏水)、防霧(親水)、防靜電等，提高產(chǎn)品的附加價(jià)值，極具市場(chǎng)潛力。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，其包括有化學(xué)氣相沉積真空室，該化學(xué)氣相沉積真空室通過(guò)法蘭連接有真空系統(tǒng)，所述化學(xué)氣相沉積真空室的兩側(cè)室壁各設(shè)有相對(duì)的能產(chǎn)生等離子體、且能通過(guò)調(diào)控磁鐵分布調(diào)控磁場(chǎng)以改變等離子體強(qiáng)度與分布的可調(diào)式磁控等離子源平板電極，該等離子源平板電極連接有中頻電源，所述化學(xué)氣相沉積真空室頂部設(shè)有二維工件轉(zhuǎn)臺(tái)。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述等離子源平板電極包括有電極板及導(dǎo)電棒，所述化學(xué)氣相沉積真空室的室壁上設(shè)有通孔，所述導(dǎo)電棒通過(guò)一連接器穿設(shè)于該通孔，位于所述化學(xué)氣相沉積真空室內(nèi)部的所述導(dǎo)電棒的一端連接所述電極板，位于所述化學(xué)氣相沉積真空室外部的所述導(dǎo)電棒的一端為電源接口，連接有所述中頻電源。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，位于所述化學(xué)氣相沉積真空室外部的所述導(dǎo)電棒上套設(shè)有凸字狀的夾持件，該夾持件并套設(shè)于所述連接器上，所述連接器與所述夾持件之間還設(shè)有絕緣墊片，環(huán)繞凸字狀的所述夾持件的上部還設(shè)有蓋板，該蓋板通過(guò)螺釘與所述化學(xué)氣相沉積真空室的室壁之間固定。
4.如權(quán)利要求3所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積真空室對(duì)應(yīng)所述電極板的室壁處設(shè)有三排并行排列、且能改變所述等離子體強(qiáng)度與分布的釹硼鐵磁鐵，該釹硼鐵磁鐵以N極-S極-N極或S極-N極-S極的方式排列。
5.如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述真空系統(tǒng)包括有以串聯(lián)方式相連的機(jī)械旋片泵和羅茨泵，該羅茨泵通過(guò)一氣動(dòng)閥連接至所述化學(xué)氣相沉積真空室。
6.如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積真空室設(shè)有真空規(guī)、質(zhì)量流量計(jì)及充氣閥。
7.如權(quán)利要求1所述的等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積真空室正面設(shè)有玻璃觀景窗。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其包括有化學(xué)氣相沉積真空室，該化學(xué)氣相沉積真空室通過(guò)法蘭連接有真空系統(tǒng)，所述化學(xué)氣相沉積真空室的兩側(cè)室壁各設(shè)有相對(duì)的能產(chǎn)生等離子體、且能通過(guò)調(diào)控磁鐵分布調(diào)控磁場(chǎng)以改變等離子體強(qiáng)度與分布的可調(diào)式磁控等離子源平板電極，該等離子源平板電極連接有中頻電源，所述化學(xué)氣相沉積真空室頂部設(shè)有二維工件轉(zhuǎn)臺(tái)。使用本實(shí)用新型等離子輔助化學(xué)氣相沉積設(shè)備進(jìn)行的表面改性工藝不涉及任何廢水的產(chǎn)生及排放，符合環(huán)保的生產(chǎn)原則。表面改性工藝可賦予樣品表面附加功能，如防指紋、防霧、防靜電等，提高產(chǎn)品的附加價(jià)值。
文檔編號(hào)C23C16/509GK202279857SQ20112020102
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者盧偉賢, 莊一鳴, 易敏龍, 楊利堅(jiān), 高松年 申請(qǐng)人:香港生產(chǎn)力促進(jìn)局