[发明专利]一种直流弧光放电PCVD金刚石薄膜制备的基底恒温技术

权利要求书

1、一种用于直流弧光放电PCVD金刚石薄膜制备的基底自动恒温技术，包括铠装热电偶、水冷基底托架装置、带负反馈功能PID调节器、后备操作器、电动调节阀、双通道液晶数字显示仪和摄像头组成的测、控温硬件系统；基于BT2000工控组态软件平台的windows人机交互界面以及双热电偶较温技术，其特征在于：

A、在基底托架以及反应腔中设置了热电偶传感器，分别测量基体工件背面、侧面部位的温度，热电偶采用K分度，基底工件背面的温度由PID调节器显示，基底工件侧面的温度由双通道液晶数字显示仪显示；

B、先在反应腔外用红外测温仪经观察窗测量出基底工件表面的温度，然后结合双热电偶测量出的基底工件背、侧面的温度，作出三组数据的曲线图，最后通过数值模拟得出拟合度最好的基底表面、侧面、背面温度的换算公式；

C、由包括水冷基底托架装置、带负反馈功能PID调节器、后备操作器和电动调节阀组成闭环控温系统，在实验中将需要的基体表面温度换算为基底工件的背面温度，并作为控制量由控温系统进行偏差控制；

D、基于BT2000工控组态软件平台开发了直流弧光放电PCVD沉积过程中的人机交互界面，可分别与PID调节器、后备操作器、电动调节阀和摄像头设备进行通信，可分别对沉积过程中图像和温度数据进行实时监控，并具有基底温度采集、多时间段基底温度程序设定、历史数据调用、电动调节阀阀位信号采集设定、温度报警、基底表面温度的多元非线性拟合功能。

2、根据权利要求1所述的一种用于直流弧光放电PCVD金刚石薄膜制备的基底自动恒温技术，其特征在于：水冷基底托架装置(2)通过不锈钢真空法兰(3)、聚砜法兰(4)、不锈钢压片(5)、锁紧螺母(6)、锁紧螺栓(11)、“O”型密封圈(12)与反应腔(1)进行装配，包括有“T”型基底托架(2)、锁紧螺母(6)、水箱连接件(7)、进出水嘴(8)、铠装热电偶(9)、锁紧件(10)、冷却水套管(13)、热电偶套管(14)，“T”型基底托架(2)背面、水箱连接件(7)中心部位分别焊接有热电偶套管(14)、冷却水套管(13)，两者由螺纹连接后形成水循环空间。

3、根据权利要求1所述的一种用于直流弧光放电PCVD金刚石薄膜制备的基底自动恒温技术，其特征在于：铠装热电偶(9—1)安装在水冷基底托架装置(2)内部热电偶套管(14)中，铠装热电偶(9—2)安装在由平头螺钉(16)、“O”型密封圈(12—8)固定在反应腔(1)右侧的聚砜法兰(4—2)中，并由“O”型密封圈(12—9)、锁紧螺母(6—4)固定。

4、根据权利要求1所述的水冷基底托架自动恒温装置，其特征在于：铠装热电偶(9—2)、水冷基底托架(2)在反应腔(1)中的部分套有石英玻璃套管(15—1)、(15—2)用于绝缘及屏蔽等离子体场的作用，铠装热电偶(9—2)通过聚砜法兰(4—2)与反应腔(1)绝缘。