CN112030144A - 一种等离子体增强化学气相沉积设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及镀膜技术领域，具体涉及一种等离子体增强化学气相沉积设备，包括抽真空机构、反应机构及移送机构，抽真空机构与反应机构相连通，移送机构将待处理产品送入或取出反应机构，反应机构包括反应腔室、电极组件及承载组件，电极组件设置在反应腔室的顶端并在反应腔室的内部移动，承载组件设置在反应腔室的底端并在反应腔室的内部移动，电极组件包括至少一个出气装置，出气装置从上往下依次包括弥散管和弥散球头，弥散管和弥散球头均设有若干个均匀分布的弥散孔。以此可以使镀膜气体从弥散管和弥散球头中全方位发散，确保镀膜气体能均匀地粘附在疫苗瓶内壁，避免疫苗瓶内壁出现镀膜缺陷、不完整的问题，有利于提高疫苗瓶的生产质量。
Description
技术领域
本发明涉及镀膜技术领域，具体涉及一种等离子体增强化学气相沉积设备。
背景技术
等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，PECVD)是利用微波或射频等能量，使含有薄膜组成原子的气体电离成高能原子、正负离子、电子等的混合体，形成等离子体并沉积薄膜，从而实现高速率成膜。
在包括疫苗瓶在内的一些瓶状物体间通常对其内壁进行镀膜。目前，常见的方式是将疫苗瓶倒放，用于镀膜的气体在疫苗瓶口处从下往上升进而粘附在疫苗瓶的内壁来完成镀膜。然而，在常见的方式中由于用于镀膜的气体是从下往上升，疫苗瓶瓶口处的电镀膜容易出现电镀不均匀的现象，甚至出现电镀缺陷、不完整的问题，大大影响疫苗瓶的生产质量。
因此，行业内亟需一种能解决上述问题的方案。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种等离子体增强化学气相沉积设备。本发明的目的可以通过如下所述技术方案来实现。
一种等离子体增强化学气相沉积设备，包括抽真空机构、反应机构及移送机构，所述抽真空机构与所述反应机构相连通，所述移送机构将待处理产品送入或取出所述反应机构，所述反应机构包括反应腔室、电极组件及承载组件，所述电极组件设置在所述反应腔室的顶端并在所述反应腔室的内部移动，所述承载组件设置在所述反应腔室的底端并在所述反应腔室的内部移动，所述电极组件包括至少一个出气装置，所述出气装置从上往下依次包括呈中空状的弥散管和弥散球头，所述弥散管和所述弥散球头均设有若干个均匀分布的弥散孔，所述电极组件为导电材料，所述电极组件加设偏压电源。
作为优选地，所述弥散管上套设有密封盖板，所述密封盖板在工作时盖压待处理产品并使待处理产品内部真空度范围为1Pa-100Pa，反应腔室的真空度范围为0.1Pa-10Pa。
作为优选地，所述电极组件还包括第一升降机构、上电极板及进气通道，所述第一升降机构固定在所述反应腔室的顶端，所述上电极板固定在所述第一升降机构的升降轴上，所述上电极板与所述进气通道相连通，所述出气装置固定在所述上电极板的底端并与所述上电极板连通，所述上电极板与偏压负极连接。
作为优选地，所述上电极板开设有若干层弥散层，所述弥散层的宽度从上往下依次扩大，相邻两弥散层之间设有弥散板，所述弥散板上设有若干个弥散通口，且从上往下弥散板的弥散通口依次变细，且位于底端的弥散板上设有若干个出气装置。
作为优选地，所述承载组件包括第二升降机构、下电极板及定位件，所述第二升降机构固定在所述反应腔室的底端，所述下电极板固定在所述第二升降机构的升降轴上，所述定位件设于所述下电极板上，所述下电极板与偏压正极连接。
作为优选地，所述移送机构包括移送腔室、进片件、移送驱动装置及导向杆，所述移送驱动装置固定在所述移送腔室的腔壁上，所述导向杆固定设置在所述移送腔室的内部，所述进片件与所述移动驱动装置传动连接，所述进片件与所述导向杆滑动连接。
作为优选地，所述移送腔室的侧壁上固定设有定位监测装置。
作为优选地，所述抽真空机构依次包括干泵、罗茨泵，所述罗茨泵和反应腔室之间设有角阀和蝶阀。
与现有技术比，本发明的有益效果：
本发明研发了一种等离子体增强化学气相沉积设备，将出气装置伸进正放的疫苗瓶中，使镀膜气体从弥散管和弥散球头中全方位发散，确保镀膜气体能均匀地粘附在疫苗瓶内壁，避免疫苗瓶内壁出现电镀缺陷、不完整的问题，有利于提高疫苗瓶的生产质量。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明实施例中设备的结构示意图。
图2为本发明实施例中隐藏部分结构的设备结构示意图。
图3为本发明实施例中设备侧面剖视图。
图4为图3中A部分的局部放大图。
图5为本发明实施例中上电极板的侧面剖视图。
图6为本发明实施例中设备的示意简图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
一种等离子体增强化学气相沉积设备，如图1至图6所示，包括抽真空机构1、反应机构2及移送机构3，所述抽真空机构1与所述反应机构2相连通，抽真空机构1对反应机构2内部进行抽真空，提供满足疫苗瓶内部镀膜的反应条件，所述移送机构3将待处理产品送入或取出所述反应机构2。根据不同情况，可以设置一个移送机构3将待镀膜的疫苗瓶送入反应机构2，待镀膜完成后由该移送机构3将处理好的疫苗瓶取出，也可以设置两个移送机构3分别位于反应机构2的两侧，其中一个移送机构3将待镀膜处理的疫苗瓶送入反应机构2，另一个移送机构3将镀膜完成的疫苗瓶取送出来。如图3所示，反应机构2包括反应腔室21、电极组件22及承载组件23，反应腔室21用于容纳待处理的疫苗瓶以便进行疫苗瓶内部镀膜，抽真空机构1对反应腔室21抽真空确保反应腔室21的真空度在工作要求范围内。所述电极组件22设置在所述反应腔室21的顶端并在所述反应腔室21的内部移动，可以调整电镀气体的出气端的位置高度，使散发出的电镀气体能在疫苗瓶内均匀发散。所述承载组件23设置在所述反应腔室21的底端并在所述反应腔室21的内部移动，承载组件23可以将镀膜处理完的疫苗瓶顶起一定高度，便于移送机构3将疫苗瓶取出。所述电极组件22包括至少一个出气装置221，一个出气装置221对应一个疫苗瓶，如图6所示，根据生产要求可以设置多个出气装置221来同时对多个疫苗瓶进行镀膜处理，有利于提高生产效率。如图4所示，所述出气装置221从上往下依次包括呈中空状的弥散管2211和弥散球头2212，所述弥散管2211和所述弥散球头2212均设有若干个均匀分布的弥散孔2213，镀膜气体通过弥散管2211和弥散球头2212上的弥散孔2213向各个方向散发出，其中弥散管2211主要对疫苗瓶口区域，其散发出的镀膜气体可以均匀地对疫苗瓶口区域进行镀膜，而弥散球头2212较为发散，用于对疫苗瓶身体内壁镀膜。所述电极组件22为导电材料，包括弥散管2211和弥散球头2212在内均为导电材料，进而可以充分地电离镀膜气体。
本实施例中提供的一种等离子体增强化学气相沉积设备，移送机构3将待镀膜处理的疫苗瓶送入反应腔室21内，抽真空机构1对反应腔室21抽真空来控制反应腔室21的真空度，电极组件22向下移动使得出气装置221进入疫苗瓶内，随后通入电镀气体，其中电镀气体优选为二氧化硅气体，通过RF电源馈入的方式使电极工作，而通入的二氧化硅气体在电极的作用下，将气体电离成气体离子状态，进而从弥散管2211和弥散球头2212散发出来附着在疫苗瓶内壁上，以此镀膜气体可以从弥散管2211和弥散球头2212中全方位发散，确保镀膜气体能均匀地粘附在疫苗瓶内壁，避免疫苗瓶内壁出现电镀缺陷、不完整的问题，有利于提高疫苗瓶的生产质量。
本实施例中提供的一种等离子体增强化学气相沉积设备，如图4所示，所述弥散管2211上套设有密封盖板222，所述密封盖板222在工作时盖压待处理产品并使待处理产品内部与外部的真空度大小相差一个数量级，也即疫苗瓶内部与疫苗瓶外部(反应腔室21内)的真空度相差10倍，其中真空度的大小是通过抽真空机构1来控制的。为了使得镀膜效果更佳，疫苗瓶内部镀膜的真空度优选为1Pa-100Pa左右，相对地，疫苗瓶外部的真空度为0.1Pa-10Pa左右。由此，可以保证在工艺过程中疫苗瓶内部可以顺利且稳定地放电镀膜，而疫苗瓶的外侧不会被镀膜，保证疫苗瓶的镀膜质量。
本实施例中提供的一种等离子体增强化学气相沉积设备，如图3和图4所示，所述电极组件22还包括第一升降机构223、上电极板225及进气通道224，第一升降机构223包括但不限于电机驱动、气缸驱动等。进气通道224与外部的镀膜气体源相接，以将镀膜气体传入给疫苗瓶内壁镀膜。所述第一升降机构223固定在所述反应腔室21的顶端，所述上电极板225固定在所述第一升降机构223的升降轴上，所述上电极板225与所述进气通道224相连通，以便将镀膜气体电离，并且可以起到扩散气体的作用，所述出气装置221固定在所述上电极板225的底端并与所述上电极板225连通，出气装置221与上电极板225连通以便将电离的镀膜气体发散在疫苗瓶内，以便附着在疫苗瓶内部而实现镀膜。
本实施例中提供的一种等离子体增强化学气相沉积设备，如图5所示，所述上电极板225开设有若干层弥散层2251，所述弥散层2251的宽度从上往下依次扩大，越靠近输入端的弥散层2251宽度越大，如此一来，既可以扩大上电极板225弥散镀膜气体的面积，可以接入更多的弥散管2211和弥散球头2212，以便同时对更多的疫苗瓶进行镀膜，提高生产效率，而且弥散层2251的宽度是逐渐变大的，有利于打散镀膜气体，使各个方向上的镀膜气体分布均匀。相邻两弥散层2251之间设有弥散板2252，弥散板2252将相邻两弥散层2251间隔开，所述弥散板2252上设有若干个弥散通口(图中未示)，且从上往下弥散板2252的弥散通口依次变细，一方面可以保障镀膜气体受到足够的发散力，便于镀膜气体可以顺利地送出上电极板225，另一方面也可以确保镀膜气体受到的发散力均衡变化，避免不同方向受力不均而导致镀膜不均匀的情况。
本实施例中提供的一种等离子体增强化学气相沉积设备，如图3所示，所述承载组件23包括第二升降机构231、下电极板232及定位件233，下电极板232与上电极板225形成电镀回路以便进行疫苗瓶内壁的电镀，所述第二升降机构231固定在所述反应腔室21的底端，所述下电极板232固定在所述第二升降机构231的升降轴上，在镀膜完成后，第一升降机构223带动弥散管2211和弥散球头2212上升离开疫苗瓶，第二升降机构231将疫苗瓶顶起一定高度，便于移送机构3将疫苗瓶取出。所述定位件233设于所述下电极板232上，定位件233可以固定疫苗瓶的位置，确保疫苗瓶在镀膜过程中位置不发生改变，确保镀膜顺利稳定地进行。
本实施例中提供的一种等离子体增强化学气相沉积设备，如图2所示，所述移送机构3包括移送腔室31、进片件33、移送驱动装置(图中未示)及导向杆32，所述移送驱动装置固定在所述移送腔室31的腔壁上，所述导向杆32固定设置在所述移送腔室31的内部，所述进片件33与所述移动驱动装置传动连接，所述进片件33与所述导向杆32滑动连接，移送驱动装置提供动力使进片件33沿着导向杆32将疫苗瓶送进反应腔室21，随后返回，避免对镀膜造成干扰，待镀膜完成后进片件33再进入反应腔室21将镀膜完成的疫苗瓶取出。而且，所述移送腔室31的侧壁上固定设有定位监测装置，用于监控进片件33的位置移动是否达到预定的位置，若达到则停止驱动进片件33移动，避免进片件33损坏，所述进片件33的中部设有让位空间，避免对疫苗瓶电镀造成干扰。
本实施例中提供的一种等离子体增强化学气相沉积设备，如图1和图6所示，所述抽真空机构1包括干泵12和罗茨泵11，罗茨泵和反应腔室21之间设有角阀13和蝶阀14，通过干泵12和罗茨泵11可以使反应机构2内的真空度达到工艺的要求，便于调节。
具体地，在做镀膜工艺时，通过弥散管2211和弥散头2212向处理疫苗瓶产品内部适当通入工艺气体以达到所需的气体流量，并调节泵与反应腔室21之间的蝶阀14，以使待处理的疫苗瓶产品内部真空度在1Pa-100Pa范围内某个值，同时馈入中频或高频的电磁波，使镀膜气体放电产生等离子体，并通过适当给上电极板225和下电极板232加上偏压，使处理产品内部镀上所需要的薄膜。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
Claims (8)
1.一种等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，包括抽真空机构、反应机构及移送机构，所述抽真空机构与所述反应机构相连通，所述移送机构将待处理产品送入或取出所述反应机构，所述反应机构包括反应腔室、电极组件及承载组件，所述电极组件设置在所述反应腔室的顶端并在所述反应腔室的内部移动，所述承载组件设置在所述反应腔室的底端并在所述反应腔室的内部移动，所述电极组件包括至少一个出气装置，所述出气装置从上往下依次包括呈中空状的弥散管和弥散球头，所述弥散管和所述弥散球头均设有若干个均匀分布的弥散孔，所述电极组件为导电材料，所述电极组件加设偏压电源。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述弥散管上套设有密封盖板，所述密封盖板在工作时盖压待处理产品并使待处理产品内部真空度范围为1Pa-100Pa，反应腔室的真空度范围为0.1Pa-10Pa。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述电极组件还包括第一升降机构、上电极板及进气通道，所述第一升降机构固定在所述反应腔室的顶端，所述上电极板固定在所述第一升降机构的升降轴上，所述上电极板与所述进气通道相连通，所述出气装置固定在所述上电极板的底端并与所述上电极板连通，所述上电极板与偏压负极连接。
4.根据权利要求3所述的一种等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述上电极板开设有若干层弥散层，所述弥散层的宽度从上往下依次扩大，相邻两弥散层之间设有弥散板，所述弥散板上设有若干个弥散通口，且从上往下弥散板的弥散通口依次变细，且位于底端的弥散板上设有若干个出气装置。
5.根据权利要求1所述的一种等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述承载组件包括第二升降机构、下电极板及定位件，所述第二升降机构固定在所述反应腔室的底端，所述下电极板固定在所述第二升降机构的升降轴上，所述定位件设于所述下电极板上，所述下电极板与偏压正极连接。
6.根据权利要求1所述的一种等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述移送机构包括移送腔室、进片件、移送驱动装置及导向杆，所述移送驱动装置固定在所述移送腔室的腔壁上，所述导向杆固定设置在所述移送腔室的内部，所述进片件与所述移动驱动装置传动连接，所述进片件与所述导向杆滑动连接。
7.根据权利要求6所述的一种等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述移送腔室的侧壁上固定设有定位监测装置。
8.根据权利要求1所述的一种等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述抽真空机构包括干泵、罗茨泵，所述罗茨泵和反应腔室之间设有角阀和蝶阀。
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