基于热丝法的制备双面金刚石涂层的装置

摘要

本发明针对现有热丝法沉积金刚石膜工艺中采用的电极只能在衬底上单面沉积金刚石膜且效率较低的问题，公开了一种基于热丝法的制备双面金刚石涂层的装置，它主要包由电极机构、进气机构、预紧力调节机构、测温机构、衬底机构组成。它实现了在不改变衬底大小的情况下，能同时沉积更多的工件，且一次沉积能在工件两面形成均匀稳定的金刚石膜，大大提高了金刚石膜的制备效率。同时通过测温机构与预紧力调节机构实现了多点测温与反应过程中的预紧力实时调节，为高效制备金刚石膜提供了保障。

主权项

一种基于热丝法的制备双面金刚石涂层的装置，包括沉积炉(12)和安装在沉积炉(12)中的电极机构(8)、进气机构(7)、预紧力调节机构(18)及衬底机构(23)，待沉积涂层的工件(5)安装在衬底机构(23)和进气机构(7)之间，其特征是所述的电极机构(8)包括活动电极架(10)和固定电极架(26)，活动电极架(10)和固定电极架(26)的四个侧面均开有安装冷却水管(9)的凹槽(3)，固定电极架(26)固定安装在左支撑架(25)上，活动电极架(10)通过滑动导轨(19)连接在右支撑架(20)上并通过弹簧(11)与安装在炉壁上的预紧力调节机构(18)相连，在活动电极架(10)和固定电极架(26)上对称安装有可拆卸电极(4)，每个可拆卸电极(4)由压板(34)与电极块(35)组成，电极块(35)通过螺栓(33)活动固定在各自的电极架上，压板(34)通过螺钉(36)固定在电极块(35)上，热丝(21)的一端被压板(34)压紧固定在电极块(35)上，活动电极架(10)和固定电极架(26)上同时安装有数量相等的一组以上的可拆卸电极组，每组可拆卸电极组包括两个可拆卸电极(4)，每组可拆卸电极组之间，即同一个电极架上相邻两个可拆卸电极(4)之间的间距l可调，l与工件(5)的厚度t、热丝(21)的直径d的关系为：l＝(8～10)+t+20d，每个可拆卸电极(4)上沿纵向安装有2-10根热丝(21)，热丝(21)从上至下按密-疏-密排列，密部热丝间距3-5mm，疏部热丝间距5-8mm；所述的固定电极架(26)的中心位置处开有用于插装测温装置(32)的圆孔(37)；所述的测温装置(32)包括热电偶(6)、冷却操作杆(31)、观察窗口(1)；冷却操作杆(31)通过弹性真空管(30)、卡箍(27)与炉壁(2)连接，并能在0～10°范围内活动；冷却操作杆(31)内部有冷却水进水管(29)、出水管(28)与热电偶通道(39)，热电偶(6)从热电偶通道(39)中进入炉腔，冷却操作杆(31)和热电偶(6)前端穿过固定电极架(26)上的圆孔(37)伸入到热丝阵列中，热电偶(6)前端设有一个与工件(5)接触的弯曲端，移动操作杆(31)可探测工件不同位置的温度，在炉壁(2)上设有观察测温操作过程的观察窗口(1)；所述的衬底机构(23)包括工作台(24)与夹持机构(22)，工作台(24)上设置有若干个夹持机构(22)，每个夹持机构(22)能使得工件(5)直立安放在工作台(24)上，并能调节位置使工件(5)处于两组热丝(21)之间。