一种石英坩埚镀膜装置的制作方法

本发明涉及石英坩埚生产，具体为一种石英坩埚镀膜装置。

背景技术：

1、在石英坩埚的镀膜工艺中，现有技术通常采用固定坩埚支架与简单的喷涂系统来进行表面镀膜。然而，这类传统装置存在显著的局限性。首先，由于支架结构固定，坩埚在镀膜过程中仅能在有限的方向上进行喷涂，导致镀膜材料无法均匀覆盖坩埚的所有表面区域，常常出现镀膜层厚度不均的现象，进而影响坩埚的使用性能和镀膜层的质量稳定性。特别是在对镀膜均匀性要求较高的应用中，传统设备的能力明显不足。

2、其次，传统装置的操作大多依赖人工干预进行坩埚位置的调整和喷涂角度的控制，自动化水平较低。由于手动操作的复杂性和人为误差，镀膜过程的精确度和一致性难以得到有效保障，生产效率和产品质量不易提升。此外，现有技术在真空环境、气体供给以及加热控制系统方面的调控精度较低，无法根据实际工艺要求进行实时、精细的自动调整，难以满足复杂镀膜工艺对多参数调控的需求，导致整体工艺的灵活性和稳定性不足。

3、尽管一些改进方案通过增加旋转支架或调整喷涂系统的角度以提升镀膜均匀性，但现有技术在多轴控制、自动化程度和工艺参数精确控制等方面仍存在诸多不足，难以适应高要求的镀膜应用场景，有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种石英坩埚镀膜装置，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明所采用的技术方案为：一种石英坩埚镀膜装置，包括：包括：喷镀舱、喷涂组件和多维坩埚支架，所述喷涂组件与多维坩埚支架均固定设置于喷镀舱的内部；

3、所述喷镀舱的表面设有：真空及排气系统，用于对喷镀舱内进行抽气，达到预定的真空度，并排放镀膜过程中产生的废气；

4、气体供给系统，与喷涂组件的输入端连通，用于提供镀膜过程中所需的反应气体，并精确控制气体流量与比例；

5、气氛加热系统，用于为镀膜过程提供恒定且均匀的温度环境，确保腔室内温度的稳定性；

6、控制系统，用于监控和调控镀膜过程中各项参数，包括温度、压力、气体流量以及坩埚和喷涂组件的运动状态；

7、可视窗口，设置于喷镀舱表面，用于观察镀膜过程中的舱内运行状态

8、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述喷涂组件包括：固定架、喷头和驱动电机，所述固定架的内侧转动安装有轴杆；

9、其中，所述固定架固定安装于喷镀舱的内壁，所述轴杆两端与固定架内侧转动连接，喷头固定设置在轴杆表面，所述喷头的表面设有联摆杆，驱动电机通过曲柄机构连接联摆杆进而带动轴杆进行偏转，使喷头在固定架内侧实现往复摆动。

10、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述多维坩埚支架包括传动舵台、转台齿盘和传动齿轴以及固定于传动舵台表面的第一驱动电机和第二驱动电机，所述转台齿盘转动安装于传动舵台的顶面，所述传动齿轴转动套接于传动舵台的表面且与转台齿盘的外周传动啮合，所述第二驱动电机的输出端设有与传动齿轴表面传动啮合的蜗杆，所述转台齿盘的表面固定安装有轴架，所述转台齿盘的表面转动安装有传动键轴，多爪夹盘旋转安装于轴架轴架表面且一侧设有与传动键轴表面传动啮合的齿盘，传动键轴的底端与第一驱动电机的输出端传动啮合，第一驱动电机第一驱动电机通过传动键轴驱动多爪夹盘在水平轴向旋转，第二驱动电机第二驱动电机通过传动齿轴传动齿轴及转台齿盘转台齿盘驱动轴架轴架和多爪夹盘在竖直轴向旋转。

11、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述多爪夹盘包括：定盘座、转盘和若干夹爪杆夹爪杆；其中，所述转盘旋转安装于定盘座上，定盘座和转盘表面均设有多个导槽导槽，且定盘座和转盘表面导槽导槽布置方向相反，夹爪杆夹爪杆滑动套接于定盘座和转盘表面的导槽内侧，用于夹持石英坩埚；通过转盘在定盘座表面的偏转运动，由两个反向的导槽实现多爪夹盘在转盘表面的相对径向运动。

12、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导槽呈弧线状套槽结构，且导槽的一端靠近转盘轴心，且另一端远离导槽轴心，定盘座和转盘表面导槽数量与导槽数量一一对应，且定盘座的表面固定安装有用于提高转盘转动阻尼的抵接板。

13、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述真空及排气系统包括：

14、粗真空泵：用于初步降低喷镀舱内的压力至预定真空水平；

15、高真空泵：用于进一步降低喷镀舱内的压力，以满足镀膜工艺的高真空要求；

16、真空阀门：用于控制真空泵与喷镀舱之间的连接；

17、真空计：用于实时监测喷镀舱内的真空度；

18、废气处理系统：用于过滤和处理镀膜过程中产生的废气，以防止环境污染；

19、粗真空泵、高真空泵、真空阀门、真空计和废气处理系统依次连接。

20、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述气体供给系统包括：

21、高纯度反应气体源：包括硅烷（sih4）、氨气（nh3）等用于镀膜反应的气体；

22、高纯度载气源：包括氩气（ar）、氮气（n2）等用于辅助镀膜的载气；

23、气体管路：采用内壁抛光的不锈钢管道以防止杂质附着；

24、质量流量控制器（mfc）：用于精确控制反应气体与载气的流量和比例；

25、气体净化装置：包括除湿器和过滤器，用于去除气体中的水分和颗粒杂质；

26、安全装置：包括回火防止器、气体泄漏检测器，确保气体输送的安全性；

27、高纯度反应气体源、高纯度载气源、气体管路、质量流量控制器（mfc）和气体净化装置依次连接，且安全装置设于气体管路上。

28、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制系统包括：

29、工业控制计算机（ipc）：用于运行镀膜控制软件，并对相关数据进行处理和存储；

30、人机界面（hmi）：用于显示设备运行状态，并供操作人员监控和设置相关参数；

31、传感器和检测器：包括温度传感器、压力传感器及气体流量传感器，实时采集各项关键参数；

32、可编程逻辑控制器（plc）：用于接收传感器信号，并控制各执行机构的运行；

33、驱动器：用于控制驱动电机、第一驱动电机第一驱动电机和第二驱动电机第二驱动电机的工作；

34、数据记录与报警系统：记录镀膜过程中的各项参数和事件，并在异常情况下发出报警信号并采取相应保护措施。

35、本发明所取得的有益效果为：

36、1.本发明中，通过多维坩埚支架与喷涂组件的协调运动，实现坩埚在水平和竖直方向的灵活旋转和摆动，确保镀膜过程中的均匀性和精确性，减少了人为操作误差。

37、2.本发明中，通过高集成度的多维坩埚支架，具有水平轴向和竖直轴向的灵活旋转功能，使坩埚在镀膜过程中可以从多个角度接受喷涂，有效确保坩埚表面各个区域都能均匀涂覆镀膜材料，支架的精密传动结构（如蜗杆传动和齿盘传动）确保了坩埚在旋转过程中具有高精度的运动控制，使其在水平和竖直两个轴向上的旋转和定位更加精准，确保了镀膜过程的精确控制，有效提升了镀膜厚度的均匀性和一致性。

38、3.本发明中，设备的控制系统通过对真空及排气系统、气体供给系统和气氛加热系统的精细控制，集成了工业控制计算机（ipc）和可编程逻辑控制器（plc），能够在不同工况下快速调整温度、气体流量、压力等参数，确保生产流程的灵活性和稳定性，显著提升了生产效率。此外，设备的自动报警功能能够在异常情况下及时响应，确保设备的安全性和运行的连续性，减少停机和维护成本。