尾气处理装置的制作方法

1.本技术涉及尾气处理装置领域，具体涉及一种用于原子层沉积(ald)反应的尾气处理装置。


背景技术：

2.原子层沉积(atomic layer deposition，ald)，是一种特殊的化学气相沉积技术，是通过将气相前驱体脉冲交替通入反应室并在沉积基体表面发生化学吸附反应形成薄膜的一种方法。
3.ald尾气处理的核心部件热井的设计是决定ald尾气排放安全性的重要部位，常见ald热井结构大致可以分为三种：直通式、螺旋式和过滤式。其中直通式热井，也是目前最常见的一种热井方式，顾名思义是残留前驱体源垂直通过热井，气流走向为直流型，但由于尾气通过热井的时间比较短，容易导致废气未完全分解就被排出，不能保证尾气排放的安全性。螺旋式热井是热井内部管道呈现螺旋式柱状结构，废气通过热井的气流走向为螺旋式，增加流道长度，使得废气通过热井的时间大大增加，废气能够更好的发生高温分解，但由于结构比较复杂，导致热井的加工工艺难度较大，增加了设备的成本，同时尾气抽取消耗的能量更多。过滤式热井是在直通式的基础上加上过滤装置，其基本原理和直通式相同，靠内部增加的过滤装置将有害物质吸附留下，所以相对于直通式和螺旋式来说不需要太高的温度，但是通过热井的废气可以是多样的，不能保证过滤装置对每一种废气都能有效吸附，所以更倾向于单一的废气处理，在ald实际应用中几乎很少见。
4.目前生产和开发的ald设备，大多数还是用于科研实验的基础型，综合成本和使用情况，热井的结构仍以直通式居多，存在废气不能完全分解的危险，在ald设备开发研究中迫切需要一种装置来改进热井的结构设计，使得其在不影响整体效率和不增加成本的基础上，提高腔室内未反应前驱体源的分解效率，确保尾气排放的安全性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，提供一种尾气处理装置，以解决废气不能完全分解，无法确定气体排放的安全性的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种尾气处理装置包括：尾气处理主体，其包括反应腔以及与所述反应腔相连通的进气管和排气管；以及过滤内芯，其设置于所述反应腔的内部，所述过滤内芯包括至少两个过滤网，每一过滤网开设有若干个网孔，相邻的两个过滤网的网孔交错设置，以使得所述过滤内芯形成有若干条迂回流道，尾气自所述进气管经由所述迂回流道流向所述排气管。
7.进一步地，所述尾气处理主体包括加热管及导热管，所述加热管套设于所述导热管的外表面；所述导热管设置于所述加热管与所述过滤内芯之间，所述导热管的两端分别连接有导热端盖，所述导热端盖上设有能够贯通所述导热端盖的导热连接口，其中，所述导热管两端的两个导热端盖中的一个与所述进气管连接，另一个与所述排气管连接。
8.进一步地，所述过滤内芯的轴线与所述导热管的轴线在同一直线上，所述网孔的轴线与所述导热管的轴线相互平行。
9.进一步地，相邻的两个过滤网的网孔在所述导热管径向上的正投影部分交叠。
10.进一步地，每一过滤网在所述导热管径向上的正投影面积占所述导热管径向上的正投影面积的65-80％；和/或所述过滤内芯在所述导热管径向上的投影面积占所述导热管径向上的投影面积的90％-100％。
11.进一步地，每一过滤网为斜纹编织结构或者平纹编织结构；每一过滤网的网孔目数为100目至300目；每一过滤网所采用的材质为不锈钢丝，所述不锈钢丝的丝径为0.05毫米至0.1毫米。
12.进一步地，所述过滤内芯为柱状结构，所述过滤内芯的外表面与所述导热管的内表面相接触，所述过滤内芯的高度与所述导热管的高度相等。
13.进一步地，所述尾气处理主体还包括：保温层，其套设于所述加热管的外表面；其中，所述加热管的内表面与所述导热管的外表面相接触，所述加热管的外表面与所述保温层的内表面相接触。
14.进一步地，所述保温层所采用的材质包括石棉、岩棉、气凝胶毡、真空板、聚合纤维材料中的一种。
15.进一步地，所述尾气处理主体还包括：壳体，其套设于所述保温层的外表面，所述壳体的两端分别连接有隔热端盖，所述隔热端盖上设有能够贯通所述隔热端盖的通孔，所述通孔的轴线与所述导热连接口的轴线在同一直线上，所述进气管和所述排气管分别从两个所述通孔伸出。
16.进一步地，所述的尾气处理装置还包括：一对支撑件，每一支撑件包括一体弯折成型的支撑板、固定板以及加劲板，所述支撑板的顶部可拆式连接至所述隔热端盖，所述支撑板的底部固定连接至所述固定板，所述加劲板固定连接至所述支撑板和所述固定板。
17.进一步地，所述进气管与一ald设备的管道连接；所述排气管与一抽气系统连接。
18.本实用新型的技术效果在于，提供一种尾气处理装置，包括尾气处理主体以及过滤内芯，尾气处理主体包括反应腔以及与反应腔相连通的进气管和排气管，进气管与ald设备连接，排气管与抽气系统连接，过滤内芯设置于反应腔的内部，如此设置，可以使得在ald设备未发生反应的气体通过尾气处理装置进行高温分解形成可以直接排放的气体。
19.进一步地，过滤内芯包括两个以上过滤网，每一过滤网开设有若干个网孔，相邻的两个过滤网的网孔交错设置，以使得过滤内芯形成有若干条迂回流道，尾气自进气管经由迂回流道流向排气管。该迂回流道可以增加残留气体(即废气)通过尾气处理装置的时间，使得废气更加充分的发生分解，确保尾气排放的安全性。
20.进一步地，加热管的内表面与导热管的外表面相接触，加热管的外表面与保温层的内表面相接触，如此设置，可以使得尾气处理装置内部温度更加均匀稳定，提高分解效率。
21.进一步地，本实用新型所提供的尾气处理装置，结构简单，且对现有尾气处理装置的改动较小，不影响其整体外观和其他性能，有利于推广应用与规模化生产，具有良好的应用前景。
附图说明
22.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
23.图1为本技术实施例提供的尾气处理装置的爆炸图。
24.图2为本技术实施例提供的尾气处理装置的整体结构示意图。
25.图3为图2中沿尾气处理装置轴线上的剖视图。
26.图4为本技术实施例提供的导热管放大图。
27.图5为本技术实施例提供的壳体的结构示意图。
28.图6为本技术实施例提供的过滤内芯的结构示意图。
29.图7为本技术实施例提供的两个过滤网的结构示意图。
30.附图部件标识如下：
31.1、尾气处理主体；
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2、过滤内芯；
32.3、反应腔；
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4、进气管；
33.5、排气管；
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6、支撑件；
34.7、固定件；
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11、加热管；
35.12、导热管；
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13、保温层；
36.14、壳体；
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21、过滤网；
37.211、网孔；
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121、导热端盖；
38.122、导热连接口；
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141、隔热端盖；
39.142、通孔；
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143、法兰件；
40.61、支撑板；
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62、固定板；
41.63、加劲板；
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1211、第一固定孔；
42.1411、第二固定孔；
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611、第三固定孔；
43.621、安装孔。
具体实施方式
44.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.如图1-图3所示，本实用新型提供一种尾气处理装置，可以为热井加热器，其包括尾气处理主体1以及过滤内芯2，尾气处理主体1包括反应腔3以及与反应腔3相连通的进气管4和排气管5，过滤内芯2设置于反应腔3的内部，过滤内芯2包括至少两个过滤网21，每一过滤网21开设有若干个网孔211，相邻的两个过滤网21的网孔211交错设置，以使得过滤内芯2形成有若干条迂回流道，尾气自进气管4经由迂回流道流向排气管5。该尾气处理装置用于对尾气进行高温分解，尤其是对ald设备所产生的尾气(即废气)进行高温分解，增加残留气体通过尾气处理装置的时间，使得废气更充分的发生分解，确保气体排放的安全性，同时该方法可以使得尾气处理装置内部温度更加均匀稳定，提高分解效率。
48.如图1-图3所示，尾气处理柱体包括导热管12、加热管11、保温层13以及壳体14。
49.加热管11为管状件，其套设于导热管12的外表面，其为导热管12提供均匀且恒定的加热温度，温度达到300℃左右。
50.结合图1-图3所示，导热管12是管状件，其设置于加热管11与过滤内芯 2之间，即导热管12围设在过滤内芯2的外周，以形成一个反应腔3，导热管 12主要将加热管11所产生的热量传导至过滤内芯2，以使得过滤内芯2被充分加热分解。在一实施方式中，加热管11的内表面与导热管12的外表面相接触，如此设置，使得加热管11紧紧地包裹着导热管12，以加快热传导的速度，并保持温度恒定。
51.如图4所示，导热管12的两端分别连接有导热端盖121，该导热端盖121 与导热管12可以固定连接，如焊接、一体成型等，但不限于此，其他任何能够使其固定连接的方法均可。该导热端盖121与导热管12还可以活动连接，如通过螺栓、销等，但不限于此，其他任何能够使其活动连接的方法均可。
52.导热端盖121上设有能够贯通导热端盖121的导热连接口122，导热管12 两端的两个导热端盖121中的一个与进气管4的后端连接，进气管4的前端与 ald设备的管道(图未示)连接，导热管12两端的两个导热端盖121中的另一个与排气管5的前端连接，排气管5的后端与抽气系统(图未示)连接，也就是说，尾气从ald设备排出，并且该尾气自进气管4经由位于反应腔3的过滤内芯2流向排气管5，如此设置，可以形成一个密封的反应腔3，以保证废气在该尾气处理装置内的气密性，确保废气不会被泄露。其中，抽气系统可以为带有抽气泵的抽气管道。
53.结合图1-图3所示，保温层13套设于加热管11的外表面。在一实施方式中，加热管11的外表面与保温层13的内表面相接触，如此设置，保温层13 紧紧地包裹着导热管12，以减少热量的散发，提升整个尾气处理装置的保温性能，并且能够避免尾气处理装置工作时产生的高温对ald设备产生损坏。保温层13所采用的材质包括石棉、岩棉、气凝胶毡、真空板、聚合纤维材料中的一种。
54.结合图1-图3所示，壳体14套设于保温层13的外表面，该壳体14为管状件，在其连接ald设备的一端设有与该壳体14一体成型的法兰件143，该法兰件143主要用于将尾气处理装置与ald设备的部件进行固定。在一实施方式中，壳体14的内表面与保温层13的外表面存在间隙，如此设置，能够使得壳体14与保温层13不直接接触，以起到良好的隔热性能，避
免用户在操作尾气处理装置时被烫伤，提高安全性能。
55.如图5所示，壳体14的两端分别连接有隔热端盖141，该隔热端盖141与壳体14可以固定连接，如焊接、一体成型等，但不限于此，其他任何能够使其固定连接的方法均可。该隔热端盖141与壳体14还可以活动连接，如通过螺栓、销等，但不限于此，其他任何能够使其活动连接的方法均可。
56.隔热端盖141上设有能够贯通隔热端盖141的通孔142，通孔142的轴线与导热连接口122的轴线在同一直线上，进气管4和排气管5分别从两个通孔 142伸出。其中，导热连接口122的孔径可以小于或等于通孔142的孔径，进气管4和排气管5均可以小于或等于通孔142的孔径，如此设置，能够使得进气管4和排气管5分别从两个通孔142伸出。
57.结合图1-图5所示，本实施例中，导热端盖121与导热管12活动连接，隔热端盖141与壳体14活动连接，每一导热端盖121上开设有多个第一固定孔 1211，每一隔热端盖141开设有多个第二固定孔1411。其中，第一固定孔1211 与第二固定孔1411相对设置，且这两个固定孔的孔径相等，如此设置，每一对相对设置的第一固定孔1211与第二固定孔1411可以通过一个固定件7(如螺栓)就能够将导热端盖121固定在导热管12的两端，隔热端盖141固定在壳体 14的两端。并且还可以在导热端盖121与导热管12之间、隔热端盖141与壳体14之间设置密封圈，以避免尾气泄露。当过滤内芯2吸附饱和之后，可以通过打开隔热端盖141和导热端盖121，将饱和的过滤内芯2取出，进行清洗或者替换，从而降低使用成本。
58.如图6所示，过滤内芯2为柱状结构，该过滤内芯2的径向截面可以为圆形、椭圆形、长方形、正方形、三角形等，但不限于此，其他任何形状均可。导热管12、加热管11、保温层13、壳体14的形状都可以根据过滤内芯2的形状来进行设定，但不限于此。使用时，只要能够确保导热管12、加热管11、保温层13三者层层紧密地围设在过滤内芯2的外表面即可，壳体14的形状可以根据用户需求进行设定，在此不作特别的限定。
59.结合图1-图6所示，本实施例中，过滤内芯2的轴线与导热管12的轴线在同一直线上，过滤内芯2的外表面与导热管12的内表面相接触，过滤内芯2 的高度与导热管12的高度相等，如此设置，能够增大过滤内芯2与导热管12 之间的接触面积，可以使得过滤内芯2内部的温度更加均匀、稳定，更充分地净化尾气，提高分解效率。
60.如图6-图7所示，过滤内芯2包括两个以上形状大小相同的过滤网21，这些过滤网21可以通过编织的方式形成斜纹编织结构的过滤网21或者平纹编织结构的过滤网21，然后将多个过滤网21进行堆叠，并且在真空烧结炉中进行合理的轧制形成柱状结构的过滤内芯2，从而使得各个过滤网21间没有接触点的位置重新接触，以使得相邻的两个过滤网21紧密接触。其中，相邻的两个过滤网21的网孔211交错设置，以使得过滤内芯2形成有若干条迂回流道，尾气自进气管4经由迂回流道流向排气管5，该迂回流道可以使得尾气在过滤内芯2 的过滤路径变长，即增加尾气通过尾气处理装置的时长，使得尾气能够更加充分地发生分解，确保尾气排放的安全性。迂回流道可以为凹凸起伏结构，形成凹凸起伏的气流走向，凹凸起伏的结构可以为s型、波浪型、锯齿型等，但不限于此。
61.每一过滤网21开设有若干个网孔211，每一过滤网21的网孔211目数为 100目至300目，网孔211的轴线与导热管12的轴线相互平行，且这些网孔211 均匀排布，如此设置，可以增加过滤内芯2的过滤密度，且具有优异的流体透过性能，还能够充分净化废气。
62.每一过滤网21所采用的材质为不锈钢丝，该材料具有良好的刚性和机械强度，并
且不锈钢丝的丝径为0.05毫米至0.1毫米，如此设置，可以避免过滤网 21在高温的环境下发生变形。
63.本实施例中，相邻的两个过滤网21的网孔211交错设置，参见图7，且相邻的两个过滤网21的网孔211在导热管12径向上的正投影部分交叠，以使得过滤内芯2形成有若干条迂回流道，尾气自进气管4经由迂回流道流向排气管 5。因此，该迂回流道具有优异的流体透过性能，增加了废气经过尾气处理装置的时间，能够让废气更充分、更彻底的分解。
64.在一实施方式中，每一过滤网21在导热管12径向上的正投影面积占导热管12径向上的正投影面积的65-80％，可以确保过滤内芯2的过滤密度，能够充分净化废气。在另一实施方式中，过滤内芯2在导热管12径向上的投影面积占导热管12径向上的投影面积的90％-100％，如此设置，也可以确保过滤内芯2的过滤密度，能够充分净化废气。当然，也可以是，每一过滤网21在所述导热管12径向上的正投影面积占所述导热管12径向上的正投影面积的65-80％，过滤内芯2在导热管12径向上的投影面积占导热管12径向上的投影面积的 90％-100％，从而进一步地确保过滤内芯2的过滤密度，能够充分净化废气。
65.如图5所示，本实施例所提供的尾气处理装置还包括一对支撑件6，每一支撑件6包括一体弯折成型的支撑板61、固定板62以及加劲板63，如此设置能够提高支撑件6的刚性和机械强度，并且便于安装。
66.支撑板61的顶部可拆式连接至隔热端盖141，支撑板61的底部固定连接至固定板62。支撑板61的顶部可以开设有第三固定孔611，固定件7(如螺栓) 穿过第三固定孔611将支撑板61与隔热端盖141连接在一起，当然也可以是通过该固定件7可以依次穿过支撑板61、隔热端盖141、导热端盖121的固定孔，从而实现固定效果，在此不作特别的限定。固定板62可以固定安装在ald设备上，例如在一实施方式中，固定板62可以开设有至少一个安装孔621，通过螺栓连接至安装孔621，从而将支撑件6固定在ald设备上。
67.本实施例所提供的一种尾气处理装置，其工作原理为：
68.原子层沉积反应的过程中，前驱体以气态的方式进入ald设备的反应器内，并在需要沉积的基片表面吸附反应生成其他生成物。由于前驱体是过量的，所以大量的前驱体并没有完全反应就和生成物一起从反应器排气端口作为尾气排出。其中，尾气中的生成物不会再反应，而尾气中的过量前驱体会在之后的设备表面继续吸附反应，如果不处理就会对设备产生危害。
69.本实施例所提供的尾气处理装置，包括尾气处理主体1以及过滤内芯2，尾气处理主体1包括反应腔3以及与反应腔3相连通的进气管4和排气管5，进气管4与ald设备连接，排气管5与抽气系统连接，过滤内芯2设置于反应腔3的内部，如此设置，可以使得在ald设备未发生反应的气体通过尾气处理装置进行高温分解形成可以直接排放的气体。
70.过滤内芯2包括两个以上过滤网21，每一过滤网21开设有若干个网孔211，相邻的两个过滤网21的网孔211交错设置，以使得过滤内芯2形成有若干条迂回流道，尾气自进气管4经由迂回流道流向排气管5。该迂回流道可以增加残留气体(即废气)通过尾气处理装置的时间，使得废气更加充分的发生分解，确保尾气排放的安全性。
71.加热管11的内表面与导热管12的外表面相接触，加热管11的外表面与保温层13的内表面相接触，如此设置，可以使得尾气处理装置内部温度更加均匀稳定，提高分解效率。
72.本实施例所提供的尾气处理装置，结构简单，且对现有尾气处理装置的改动较小，
不影响其整体外观和其他性能，有利于推广应用与规模化生产，具有良好的应用前景。
73.以上对本技术实施例所提供的一种尾气处理装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。