[发明专利]一种应用于气相沉积设备的压力调控装置及其方法

说明书

本发明公开了一种应用于气相沉积设备的压力调控装置及其方法，包括主进气调压管路、负载进气调压管路、主路阀门、旁路调节阀和真空计，沉积炉的进气口连接主进气调压管路，沉积炉的出气口通过主路阀门连接真空泵组，旁路调节阀连接所述主路阀门的两侧，负载进气调压管路连接所述主路阀门的进气口，所述主进气调压管路和负载进气调压管路均连接工艺进气端，沉积炉设有测量沉积炉内气压的真空计。本发明解决了沉积炉内工艺压力的长期稳定和精确可控的问题。

技术领域

本发明涉及化学气相沉积技术领域，尤其涉及一种应用于气相沉积设备的压力调控装置及其方法。

背景技术

化学气相沉积是一种被广泛应用于生产复合材料的工艺方法。现有的气相沉积炉或沉积系统，大多是从沉积炉的底部通过多路进气管路向沉积炉内通入工艺气体，工艺气体以一定的流量、流速直接通入到炉体内的沉积室的底部，并发生一系列的物理化学反应后沉积于坯体产品的内部或表面。在沉积炉的沉积过程中，工艺压力的长期稳定和精确可控是确保沉积速率均匀的关键因素；而现实中，在多种效应的叠加下，沉积系统的压力通常呈快速上升再缓慢回落的周期性震荡，常规的通过单纯的压力测量反馈和电动调节阀门动作的调控的模式，因其滞后现象的局限性已难以满足压力的精确调控。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本发明提供一种应用于气相沉积设备的压力调控装置及其方法，解决沉积炉内工艺压力的长期稳定和精确可控的问题。

(二)技术方案

基于上述的技术问题，本发明提供一种应用于气相沉积设备的压力调控装置，包括主进气调压管路、负载进气调压管路、主路阀门、旁路调节阀和真空计，沉积炉的进气口连接主进气调压管路，沉积炉的出气口通过主路阀门连接真空泵组，旁路调节阀连接所述主路阀门的两侧，负载进气调压管路连接所述主路阀门的进气口，所述主进气调压管路和负载进气调压管路均连接工艺进气端，沉积炉设有测量沉积炉内气压的真空计。

进一步的，所述主进气调压管路包括质量流量计一、体积流量计一和阀门一，所述主进气调压管路的进气端通过阀门三连接工艺进气端。

进一步的，所述负载进气调压管路包括质量流量计二、体积流量计二和阀门二，所述负载进气调压管路的进气端通过阀门三连接工艺进气端。

进一步的，所述主路阀门采用气动阀，所述旁路调节阀采用电动调节阀，所述阀门一、阀门二、阀门三均采用气动阀。

进一步的，所述工艺进气端的进气管路上还设有过滤器。

本发明还公开了一种应用于气相沉积设备的压力调控装置的压力调控方法，监测真空计得到的沉积炉内气压，△P＝炉内压力-目标压力，P1P2P30Pa，根据气压差△P进行如下调节：

当△P≥P1时，打开主路阀门，旁路调节阀则保持一个恒定的开度；

当P3＜△P＜P2时，关闭主路阀门，通过旁路调节阀自动调节；

当0Pa≤△P≤P3时，关闭主路阀门，对旁路调节阀限定一个调节范围(OPL，OPH)，使其在此范围内调节；

当△P＜0Pa时，自动设定旁路调节阀开度到OPL位置，打开阀门一，通过主进气调压管路往炉内通气，使△P＝0时关闭进气调压管路。

进一步的，所述使△P＝0时关闭进气调压管路后，若△P仍有变负趋势，则打开阀门二，开启负载进气调压管路，降低真空泵组的抽气能力，使△P＝0。

进一步的，所述压力调控方法还包括：在初始真空阶段，关闭阀门三、阀门一和阀门二，关闭主路阀门，打开旁路调节阀，根据炉压变化逐步调整所述旁路调节阀的开度；当炉压达到允许开主路阀门时，打开主路阀门，将所述旁路调节阀调节到一个开度不变。