[发明专利]处理零件表面的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于零件表面的系统和方法，特别是但不是唯一地涉及涂覆或修复零件(例如具有复杂形状的管等)的内表面的系统。

背景技术

“等离子体增强的化学气相沉积”(PECVD)是一种用于在多种基体上形成薄膜的已知技术。例如，Feltset等的美国专利No.5,224,441描述了一种用于快速等离子体沉积的装置。在二氧化硅的等离子体增强的化学气相沉积中，包括各种成分(例如，挥发的有机硅化合物、氧和惰性气体如氦或氩气)的气流以降低的压力被送到密封的腔室中，并且辉光放电等离子体从气流中或其成分中形成。当基体位于等离子体附近时，二氧化硅层被沉积在该物体上。在这样一个系统中，压力通常是通过真空泵系统由大气压降低的。电极表面与被引入系统的气体电连通，从而可以形成放电或等离子体。这种放电的目的是激励系统中的一半离子，并且使得它们被沉积在工件或基体上以涂上涂层。

“空心阴极效应”的使用可以从本申请的受让人所拥有的公开的国际专利申请No.WO 2006/019565获得了解，在该专利申请中，管和管状物的内表面用处理工艺修复，在该处理工艺中，工件自身形成沉积腔室。当处理气体通过工件并且使工件的内部保持在降低的压力下的同时，处理工艺通过施加在工件中或只是在工件的外部的电极与工件本身之间的偏压在工件内进行。处理气体包含要被沉积或植入的元素，且压力要足够低以产生并保持“空心阴极效应”，在空心阴极效应中，电子平均自由行程略小于工件的直径，从而引起电子振荡以及使得所希望的元件被植入或沉积在零件自身的表面下或上。

等离子体沉积系统(物理气相沉积PVD或化学气相沉积CVD)通常采用固定尺寸的真空腔室，且要被涂覆的工件位于该腔室中。在气体被引入之前，腔室被抽成低压，并且通过在腔室中的电极之间施加电力来产生等离子体。只要该部件未超出腔室的尺寸限制，各种尺寸的工件其外部可以被涂覆。但是，涂覆内表面的能力十分有限。本申请的受让人所有的公开的国际专利申请No.WO 2006/019565，公开了一种自身适宜于进行内表面处理的结构。在该结构中，管状物在其各端被密封住以产生密闭体积，该密闭体积可以被抽空并且在位于管状物的外侧的电极与管状物自身之间的偏压被施加之前处理气体可以从该密闭容积中经过，从而产生涂覆所需的等离子体。虽然这种结构提供了在该领域中用于处理长零件可以接受的理想系统，但是采用这种结构对复杂形状的处理或适用于处理不同尺寸的零件或不同尺寸的零件孔径并不容易。另外，阳极本身就要经受涂覆效应并且它们的性能会随时间下降。

发明内容

因此，本发明提供一种处理工件(例如管状物等)的系统，包括偏压系统，该偏压系统用于连接到工件和阳极，例如使工件相对于阳极负偏压；用于抽空工件内部的真空源；气体供应装置，用于引入包含处理所述工件的处理材料的气体；用于控制该偏压系统、真空源和气体供应装置的控制系统；和联接头，该联接头包括：壳体和可移去的护罩，该壳体包括用于从所述气体供应装置接收气体的入口和用于连接到要被处理的工件的出口，该护罩至少部分地遮护住壳体，使壳体与被引入的任意气体隔开。

在本发明的作为选择的另一形式中，提供了一种处理工件的系统，包括偏压系统，该偏压系统用于连接到工件和阳极，例如使工件相对于阳极负偏压；用于抽空工件内部的真空源；气体供应装置，用于引入包含处理所述工件的处理材料的气体；用于控制该偏压系统、真空源和气体供应装置的控制系统；一对联接头，包括：(a)具有壳体的输入联接头，所述壳体具有用于从所述气体供应装置接收气体的入口和与要被处理的工件相连接的出口，(b)具有壳体的输出联接头，所述壳体具有用于连接到工件且用于从所述工件接收气体的入口和与所述真空源相连接的出口，(c)以及可移去的护罩，该护罩至少部分地遮护住壳体，使壳体与被引入的气体隔开。

优选地，护罩包括环形护罩，该环形护罩其中具有用于接收气体进入其内部的入口和用于与联接头的出口相联接的出口。它还包括阳极孔口，用于当阳极被插入到所述壳体中时接纳阳极。壳体可以包括用于将阳极接纳入所述壳体内的阳极安装架，且该安装架可以包括外部安装座，所述阳极可以被插穿过该外部安装座以突入到所述壳体中。

为了适应于不同孔口尺寸的工件，可以提供尺寸可调整的联接装置用于将所述联接头联接到多种不同尺寸的工件。这种联接装置可以包括ultra-torr类装配件，该装配件易于改变以适合于多种不同尺寸的工件。