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一种常压 微波 等离子体 化学气相沉积 镀膜设备

阅读：1发布：2020-05-26

专利汇可以提供一种常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，包括微波等离子体发生装置、前置物注入装置和工件承托台，所述微波等离子体发生装置包括一放电石英管，放电石英管沿其轴向穿设于一电磁波发射器内，放电石英管入口端连接涡流注射器，涡流注射器另一端连接等离子体气源，放电石英管出口端设置有等离子体喷嘴，所述邻近等离子体喷嘴还设置一电弧产生器，所述前置物注入装置包括前置物气源和前置物喷嘴，所述前置物喷嘴与等离子体喷嘴相连接，且位于工件承托台上方。本实用新型的常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备可透过微波能量及常压环境之下沉积涂层，从而增强不同产品部件表面的防污功能，使产品寿命延长。，下面是一种常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，包括微波等离子体发生装置、前置物注入装置和工件承托台，其特征在于：
所述微波等离子体发生装置包括一放电石英管，放电石英管沿其轴向穿设于一电磁波发射器内，放电石英管入口端连接涡流注射器，涡流注射器另一端连接等离子体气源，放电石英管出口端设置有等离子体喷嘴并朝向工件承托台，所述电磁波发射器一端连接短路器，另一端依次连接阻抗调节器、隔离器和磁控微波管发生器，所述邻近等离子体喷嘴还设置一电弧产生器；
所述前置物注入装置包括以管路依次连接的前置物气源、质量流量控制器、前置物气化器、阀门和前置物喷嘴，所述前置物喷嘴与等离子体喷嘴相连接，且位于工件承托台上方。
2.根据权利要求1所述的常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，其特征在于，所述等离子体气源和涡流注射器连接的管路上设置有质量流量控制器。
3.根据权利要求1所述的常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，其特征在于，所述工件承托台为自动X-Y轴活动工作台。
4.根据权利要求1所述的常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，其特征在于，所述阻抗调节器为三级电能阻抗调节器。
5.根据权利要求1所述的常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，其特征在于，所述磁控微波管发生器连接一微波高压电源。
6.根据权利要求1所述的常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，其特征在于，所述短路器为滑动型短路器。
7.根据权利要求1所述的常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，其特征在于，所述前置物气化器为一密封的玻璃瓶。

说明书全文

一种常压微波 等离子体 化学气相沉积 镀膜设备

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种镀膜装置，特别涉及一种常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备。

背景技术

[0002] 常压化学气相沉积镀膜技术能应用于不同产品部件(金属、布料、玻璃、陶瓷、塑料等)。

[0003] 目前，先进的防污表面处理技术被广泛应用于多种产业，包括自动化系统、纺织品、3C 电子、触控式屏幕、半导体光电、MEMS和传感器、医疗和其他应用。在高附加值零部件的持续需求之下，材料的表面性质变得尤为重要。因此，薄膜沉积技术在制造高度光泽度（玻璃，塑料，镜面，乌黑光泽）方面，以及给予材料表面高硬度、耐磨性、耐腐蚀性、电气性能和其他不同特性的方面，是一种重要的工艺手段。

[0004] 目前等离子辅助气相沉积技术进步表面镀膜是一种较为主流的技术，主要是利用低温等离子体，在真空的环境下，加入适当的反应气体，通过电能激发辉光放电，使等离子体产生化学反应，从而在固体表面形成固态薄膜，较常见为金属的氧化膜或氮化膜。

[0005] 传统的镀膜一般采用真空化学气相沉积（CVD）方式将硬质薄膜（氧化铝、氧化钛、二氧化硅、等等）沉积在材料表面。但是，这种方式有一个很大的劣势，尤其对真空系统的应用。第一，在真空系统的使用中，不可避免地会产生高成本及低产能（镀膜范围小，不易进行大批量生产），和难以根据实际需求做出产能调整的情况。第二，在真空等离子沉积的过程中会产生大量颗粒沉积物，并紧密附着在真空腔的内壁上。需要不断清理这些颗粒沉积物，定期的清洁与维修，增加了运营和设备维护方面的成本。第三，对于真空中的硬质材料镀膜方面，薄膜的尺寸和形状都受到了明显的限制。此限制使得利用传统上的真空化学气相沉积系统（CVD）沉积薄膜的产能很低，让产品的大量生产成为几乎不可能的任务。实用新型内容

[0006] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，可透过微波能量及常压环境之下沉积涂层，从而增强不同产品部件表面的防污功能，使产品寿命延长。

[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，包括微波等离子体发生装置、前置物注入装置和工件承托台，所述微波等离子体发生装置包括一放电石英管，放电石英管沿其轴向穿设于一电磁波发射器内，放电石英管入口端连接涡流注射器，涡流注射器另一端连接等离子体气源，放电石英管出口端设置有等离子体喷嘴并朝向工件承托台，所述电磁波发射器一端连接短路器，另一端依次连接阻抗调节器、隔离器和磁控微波管发生器，所述邻近等离子体喷嘴还设置一电弧产生器；

[0008] 所述前置物注入装置包括以管路依次连接的前置物气源、质量流量控制器、前置物气化器、阀门和前置物喷嘴，所述前置物喷嘴与等离子体喷嘴相连接，且位于工件承托台上方。

[0009] 进一步，所述等离子体气源和涡流注射器连接的管路上设置有质量流量控制器。

[0010] 进一步，所述工件承托台为自动X-Y轴活动工作台。

[0011] 进一步，所述阻抗调节器为三级电能阻抗调节器。

[0012] 进一步，所述磁控微波管发生器连接一微波高压电源。

[0013] 进一步，所述短路器为滑动型短路器。

[0014] 进一步，所述前置物气化器为一密封的玻璃瓶。

[0015] 本实用新型所能达到的有益效果是：与传统的真空设备及技术如喷雾、浸涂、物理气相沉积等比较，本实用新型的一种常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备不需要使用真空系统，避免了设备价格高而令生产成本提高。本实用新型不受设备限制，可处理的表面涂层范围大、可进行大批量生产。本实用新型的镀层结构可精细到纳米级别，并且沉积温度较低，不会影响工件基材结构，可提高产品的寿命。本实用新型可通过调节不同的参数，从而控制镀膜的厚度，有助提高不同产品部件的耐用性。附图说明

[0016] 图1为根据本实用新型实施例的一种常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备示意图。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

[0018] 参阅图1，为根据本实用新型实施例的一种常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备，包括微波等离子体发生装置A、前置物注入装置B和工件承托台12三大部件。

[0019] 其中，微波等离子体发生装置A包括一放电石英管1，放电石英管1沿其轴向穿设于一电磁波发射器2内，以在放电石英管1内产生微波等离子体。放电石英管1入口端连接一涡流注射器11，涡流注射器11另一端连接等离子体气源（比如氮气瓶和氩气瓶），其管路上还设置有质量流量控制器8。放电石英管1的出口端设置有等离子体喷嘴15并朝向工件承托台设置。所述电磁波发射器2一端连接滑动型短路器3，用于将微波常压等离子体放于一个设定的调节谐振频率在高功率环境下。电磁波发射器2另一端依次连接用于稳定微波输出于一个辉光放电的距离的三级电能阻抗调节器4、用于阻隔激发等离子体时轰击到微波磁控管头装置而损坏内藏结构的隔离器5和用于产生2.45GHz微波的磁控微波管发生器6，磁控微波管发生器6还连接一微波高压电源14，以提供高压电7500V给磁控微波管发生器。

[0020] 前置物注入装置B包括以管路依次连接的前置物气源10（比如氩气或者氧气）、质量流量控制器、前置物气化器9（本实施例中为密封的玻璃瓶）、阀门和前置物喷嘴16，所述前置物喷嘴16与等离子体喷嘴15相连接，且位于工件承托台上方，所述邻近等离子体喷嘴还设置一电弧产生器7，以产生一瞬间高压电弧光，激生起动等离子体。所述工件承托台12为自动X-Y轴活动工作台。

[0021] 以下是应用本实施例的常压微波等离子体化学气相沉积镀膜设备的整个工艺步骤：

[0022] 步骤一：利用不同的溶剂(例如: 乙醇、异丙醇、碱性除油剂)把待处理工件13表面的油性、水性及灰尘等污染物清洗干净，然后用800C温度烘干。

[0023] 步骤二：将已清洗的待处理工件13固定在工件承托台12的样品架。

[0024] 步骤三：开启等离子体电源，反应氮气和氩气通过涡流注射器11贯注于放电石英管1内，然后再将前置物管路上的质量流量控制器开启，设定一个流量，前置物在前置物气化器9内气化后通过前置物喷嘴16喷出。

[0025] 步骤四：启动电磁波发射器2，设定一个2 3KW功率输出范围，将放电石英管1内激~发等离子体。然后启动电弧产生器7产生弧光激发放电管内的微波等离子体。

[0026] 步骤五：调节滑动形短路器3减低微波的反射率，而调节到接近为零。然后再调节三级电能阻抗器4将等离子体通过等离子喷嘴15喷出，并与前置物喷嘴16喷出前置物反应并沉积在待处理工件13的表面。

[0027] 步骤六：开动X-Y活动桌，让待处理工件13均匀地进行沉积工序。

[0028] 以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

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