偶联剂蒸发装置及气相沉积系统的制作方法

本实用新型涉及化学气相沉积技术领域，具体而言，涉及一种偶联剂蒸发装置及气相沉积系统。

背景技术：

化学气相沉积技术(chemicalvapourdeposition，cvd)是利用气相中发生的化学过程，在工件表面形成功能性或装饰性的金属、非金属或化合物涂层。气相沉积技术应用于机械和仪表零件、刀具和模具等工件的表面强化，有效改善了工件的服役性能及寿命。

相关技术中，偶联剂蒸发位置相对于工件位置的设计，影响偶联剂在工件表面分布的均匀程度，限制了工件质量的提高。

技术实现要素：

有鉴于此,本实用新型实施例的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种偶联剂蒸发装置及气相沉积系统，使偶联剂能够均匀分布于工件表面。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种偶联剂蒸发装置，设置于沉积室内壁上，蒸发偶联剂，对沉积室内的工件表面均匀地进行气相沉积操作。

本实用新型实施例的第一方面通过如下方案实现：一种偶联剂蒸发装置，包括：多个偶联剂容纳部；支撑部，具有至少一个定位件，多个所述偶联剂容纳部等间距设置于所述支撑部的一侧，所述支撑部通过所述定位件固定在沉积室内壁上。

优选的是，多个偶联剂容纳部包括壳体以及至少一个设置于壳体的通孔，壳体具有与通孔连通的容纳空间，容纳空间填充有偶联剂吸附件。

上述任一方案中优选的是，多个偶联剂容纳部与支撑部一体成型。

上述任一方案中优选的是，多个偶联剂容纳部与支撑部可拆卸连接。

上述任一方案中优选的是，多个偶联剂容纳部设置有加热偶联剂的加热件。

上述任一方案中优选的是，通孔包括偶联剂蒸发孔和偶联剂加注孔，偶联剂蒸发孔和偶联剂加注孔为同一通孔。

上述任一方案中优选的是，通孔包括偶联剂蒸发孔和偶联剂加注孔，偶联剂蒸发孔和偶联剂加注孔为不同通孔。

上述任一方案中优选的是，在偶联剂加注孔处设置有与偶联剂加注孔匹配的密封塞。

上述任一方案中优选的是，定位件设置有定位孔，支撑部通过定位孔与螺栓配合可拆卸连接在沉积室内壁上。

上述任一方案中优选的是，偶联剂吸附件包括海绵、绒、布条中的一种或者多种。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种气相沉积系统，该气相沉积系统设置有上述第一方面及任一方案中所涉及的偶联剂蒸发装置，以使工件表面均匀沉积偶联剂，改善工件质量。

本实用新型实施例的第二方面通过如下方案实现：一种气相沉积系统，包括沉积室，在沉积室内设置有转轴，以及固定工件的旋转载盘，旋转载盘固定在转轴上，沉积室内壁上设置有至少一个如上述第一方面和任意一优选方案所涉及的偶联剂蒸发装置，旋转载盘带动工件转动，配合偶联剂蒸发装置对工件进行气相沉积。

优选的是，支撑部的长度与沉积室内壁高度相等。

上述任一方案中优选的是，支撑部的长度与工件的高度相等。

上述任一方案中优选的是，每一偶联剂容纳部与工件之间的最短距离相等。

上述任一方案中优选的是，支撑部的弯曲角度与工件的外形角度匹配。

基于上述本实用新型实施例提供的偶联剂蒸发装置及气相沉积系统，通过在沉积室内壁上等间距设置多个用于蒸发偶联剂的偶联剂容纳部，可有效改善化学气相沉积过程中工件表面沉积的偶联剂的均匀度，进而提高气相沉积后工件的质量。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本实用新型偶联剂蒸发装置一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型偶联剂蒸发装置另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型图2所示优选实施例的侧视结构示意图；

图4为本实用新型图2所示优选实施例的另一侧视结构示意图；

图5为本实用新型的气相沉积系统一实施例的结构示意图。

附图标记：1-偶联剂容纳部；2-支撑部；3-定位件；31-定位孔；4-沉积室；41-沉积室本体；42-转轴；43-旋转载盘；5-工件。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

满足cvd反应发生条件的情况下，偶联剂在沉积室内沉积在工件表面，对工件起到防护作用。偶联剂防护质量的重要指标之一是偶联剂与物体表面的附着力。一般通过在工件表面蒸发偶联剂来提高偶联剂与工件表面的附着力。

相关技术中，实现上述目的方案可以是在沉积室的内壁上做工艺孔，偶联剂装在沉积室外侧的外置容器内通过工艺孔蒸发到物品表面。蒸发偶联剂前，物体装载在沉积室内旋转载盘上。需要蒸发偶联剂时，在外置容器内的偶联剂通过工艺孔到达物体表面，通过旋转载盘的旋转作用达到均匀蒸发偶联剂的目的。该技术方案中对沉积室造成了结构损伤，难以保障沉积室的真空气密性，进而对工件沉积偶联剂的均匀程度造成一定影响。

另一种可以实现上述目的的方案可以是将工件装载在旋转载盘上，偶联剂被数块吸附物吸附后贴近工件放置，蒸发偶联剂时多块吸附物共同蒸发，同时通过旋转载盘的旋转作用蒸发偶联剂。该方案影响了工件在沉积室内的摆放空间，仍存在偶联剂在工件上沉积不均匀的缺陷。

为解决上述现有技术中存在的缺陷，提高偶联剂在工件表面沉积的均匀程度。本实用新型公开实施例提供一种偶联剂蒸发装置及气相沉积系统，其中，偶联剂蒸发装置设置于沉积室本体41的内侧壁上，蒸发偶联剂，对沉积室4内的工件表面均匀地进行气相沉积操作。

图1为本实用新型偶联剂蒸发装置一实施例的结构示意图，图2为本实用新型偶联剂蒸发装置另一实施例的结构示意图。如图1和图2所示，本实施例的偶联剂蒸发装置包括：多个偶联剂容纳部1；支撑部2，具有至少一个定位件3，多个所述偶联剂容纳部1等间距设置于所述支撑部2的一侧，所述支撑部2通过所述定位件3固定在沉积室内壁上。

本实施例中，偶联剂容纳部1可以是设置有至少一个通孔的长方体盒子，在偶联剂容纳部1中放置偶联剂。本实施例中支撑部2的长度可以根据需要进行气相沉积的工件的高度确定。在与工件等高的支撑部2上等间距设置偶联剂容纳部1，既可以将多个偶联剂容纳部1作为整体进行拆装，达到在沉积室内拆装方便的效果；还可以进一步保障工件的任一高度的表面可以均匀地沉积偶联剂。

图3为本实用新型图2所示优选实施例的侧视结构示意图；图4为本实用新型图2所示优选实施例的另一侧视结构示意图。如图3、图4所示，定位件3设置有定位孔31，支撑部2通过定位孔31与螺栓配合可拆卸连接在沉积室4内壁上。本实施例中定位件3可以是外凸出支撑部2的安装凸台，在安装凸台上设置通孔31或者螺纹孔，在沉积室的内壁上设置螺纹孔。螺栓穿过安装凸台上的螺纹孔或者通孔31后旋进沉积室内壁上设置的螺纹孔，将支撑部2固定在沉积室内壁上。在另一实施例中，可以在沉积室内壁上设置限位轨道，支撑部2插入限位轨道以固定在沉积室内壁上。

本实施例中支撑部2的长度还可以是与沉积室内腔的高度相等，在支撑部2上等间距设置多个偶联剂容纳部1。当工件的高度小于沉积室内腔的高度时，可以只在与工件高度匹配的一个、两个或者多个偶联剂容纳部1中注入偶联剂，用于对工件进行化学沉积。采用本实施例的方式设计偶联剂蒸发装置，不仅可以节约偶联剂的使用，避免浪费，还可以有效提高化学气相沉积过程中偶联剂在工件表面沉积的均匀程度，提高工件质量。

在沉积室内设置一个支撑部2，偶联剂容纳部1沿沉积室内侧高度方向等间距安装；也可以在沿沉积室内侧周向等间距设置多个支撑部2。在一例中，沉积室内侧为圆筒状，可以沿沉积室内侧周向对立设置两个支撑部2，在支撑部2上等间距设置多个偶联剂容纳部1；在另一例中，还可以沿沉积室内侧相邻间隔120度的位置处设置三个支撑部；还可以沿沉积室内侧相邻间隔90度的位置处设置四个支撑部，以此类推。本实施例在沉积室内设置支撑部2的数量可以根据工件需要沉积偶联剂的浓度确定，本实施例在此不做限定。

使用上述本实用新型实施例提供的偶联剂蒸发装置，在沉积室内壁上设置一个、两个或者多个支撑部2，支撑部2上多个偶联剂容纳部1中容置的偶联剂通过开设的通孔进行蒸发或者其他分子扩散运动，沉积到工件表面。多个偶联剂容纳部1与工件的距离相等，工件运动对蒸发出的偶联剂产生扰动，使得偶联剂容纳部1蒸发出的偶联剂能够均匀沉积在工件表面，在工件表面形成密度均匀地镀层，提高工件的质量，提高工件的耐腐蚀性及耐氧化性，延长工件的使用寿命。

在一些实施例中，多个偶联剂容纳部1包括壳体以及至少一个设置于壳体的通孔，壳体具有与通孔连通的容纳空间，容纳空间填充有偶联剂吸附件。

本实施例中偶联剂容纳部1可以是在封闭的壳体上开设通孔，壳体设置有腔体。在腔体内可以容置偶联剂，也可以通过设置于容纳部1内腔的偶联剂吸附件吸附偶联剂。通过偶联剂吸附件吸附偶联剂，可以改善偶联剂在偶联剂容纳部1壳体内的存放稳定性。

采用偶联剂吸附件吸附偶联剂，可以将偶联剂吸附件填满壳体的内腔，偶联剂吸附在偶联剂吸附件上，有效提高偶联剂容纳部容纳偶联剂的量，减少填充次数或者降低更换偶联剂容纳部1的频次，提高工件进行化学气相沉积的效率。

在一些实施例中，偶联剂吸附件包括海绵、绒、布条中的一种或者多种。在另一实施例中，偶联剂容纳部1可以是可张合的夹持装置，加持装置夹持偶联剂吸附件，偶联剂吸附件可以吸附偶联剂，并通过加持装置固定在沉积室内侧。

在一些实施例中，多个偶联剂容纳部1与支撑部2一体成型。本实施例中，偶联剂容纳部1与支撑部2可以作为整体安装到沉积室内，一个支撑部2与偶联剂容纳部1的组合可以匹配性对高度未超过支撑部2长度的工件进行化学气相沉积操作。将偶联剂容纳部1与支撑部2一体成型，可有效提高整体结构的稳定性。

在一些实施例中，多个偶联剂容纳部1与支撑部2可拆卸连接。本实施例中，支撑部2上可以等间距设置用于安装偶联剂容纳部1的卡槽，该卡槽配合偶联剂容纳部1外侧设置的卡接件将偶联剂容纳部1可拆卸地安装在支撑部2上。

还可以在支撑部2与偶联剂容纳部1上分别安装磁力件，通过磁力作用将偶联剂容纳部1吸附在支撑部2上的设定位置。支撑部2与偶联剂容纳部1均可以采用具有磁力的材料制作而成，免去在支撑部2和偶联剂容纳部1上额外安装磁力件。支撑部2与偶联剂容纳部1还可以通过胶粘或者其他的方式实现可拆卸连接。

将支撑部2与偶联剂容纳部1可拆卸连接，可以通过更换支撑部2上的偶联剂容纳部1来适用于不同尺寸、不同型号的工件进行化学气相沉积，节约资源。在一例中，工件的直径较小，此时可以在支撑部2上更换横向长度较大的偶联剂容纳部1以使偶联剂的蒸发位置与工件较近，更有助于偶联剂能够沉积在工件表面。

在一些实施例中，多个偶联剂容纳部1设置有加热偶联剂的加热件。偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。根据偶联剂的化学结构及组成，可以将偶联剂分为有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物四大类。通过设置加热件加热偶联剂容纳部1内的偶联剂，可以加快偶联剂的分子运动，促进偶联剂蒸发，进而缩短对一件工件气相沉积的时间，提高工作效率。

在一些实施例中，通孔包括偶联剂蒸发孔和偶联剂加注孔，偶联剂蒸发孔和偶联剂加注孔可以为同一通孔。将偶联剂蒸发孔和偶联剂加注孔设置为同一通孔，可以减少在偶联剂容纳部1的开孔面积，改善偶联剂容纳部1的结构稳定性。

在一些实施例中，在另一些实施例中，偶联剂蒸发孔和偶联剂加注孔可以为不同的通孔，在偶联剂加注孔处设置有与偶联剂加注孔匹配的密封塞。本实施例中偶联剂蒸发孔与偶联剂加注孔可以是不同朝向开设在偶联剂容纳部1上，通过将偶联剂加注孔与偶联剂蒸发孔设置为不同的通孔，避免了在偶联剂容纳部1内加注偶联剂的过程中对偶联剂的蒸发过程造成干扰。

基于上述偶联剂蒸发装置相同的发明构思，本实用新型公开实施例还提供一种气相沉积系统，该气相沉积系统设置有上述第一方面及任一方案中所涉及的偶联剂蒸发装置，以使工件表面均匀沉积偶联剂，改善工件质量。

图5为本实用新型的气相沉积系统一实施例的结构示意图。如图5所示，本实施例所涉及的气相趁机系统包括沉积室4，在沉积室4内设置有沉积室本体41、转轴42，以及固定工件的旋转载盘43。旋转载盘43固定在转轴42上，沉积室本体41内壁上设置有至少一个如上述偶联剂蒸发装置中任意一实施例所涉及的偶联剂蒸发装置，旋转载盘带动工件5转动，配合偶联剂蒸发装置对工件5进行气相沉积。

在一些实施例中，支撑部2的长度与沉积室4内壁高度相等。在另一些实施例中，支撑部2的长度与工件5的高度相等。每个偶联剂容纳部1内的偶联剂等量，且支撑柱的高度与沉积室本体41内侧或者工件5等高，保证了偶联剂蒸发装置可以在竖直维度上均匀蒸发偶联剂。在沉积室本体41内侧底部安装转轴42，转轴42带动旋转载盘43在水平方向转动旋转载盘43，旋转载盘43承载并带动工件5旋转。旋转的工件5对竖直维度上从偶联剂容纳部1均匀蒸发出的偶联剂产生扰动，偶联剂只能通过偶联剂分子的扩散运动到达工件5的表面，从而实现了偶联剂在工件5的表面的均匀分布。

为进一步提升偶联剂在工件5的表面分布的均匀程度，在一些实施例中，每一偶联剂容纳部1与工件5之间的最短距离相等。在另一些实施例中，还可以使支撑部2的弯曲角度与工件5的外形角度匹配。

在上述本实用新型实施例提供的气相沉积系统运行前，根据需进行化学气相沉积的工件5，确定使用的具体支撑部2以及偶联剂容纳部的具体类型以及数量。将偶联剂注入到偶联剂容纳部1中的海绵或者绒或者布条等偶联剂吸附件中。然后，将偶联剂蒸发装置通过支撑部2固定在沉积室本体41的内侧壁上，封闭沉积室，启动动力装置转动转轴42；转轴42带动旋转载盘43上的工件5转动，对从偶联剂容纳部1蒸发出的偶联剂进行扰动，附着在工件5的表面。

本实用新型实施例提供的气相沉积系统对工件进行化学气相沉积，可有效改善偶联剂在工件5上分布的均匀度。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。