[实用新型]一种石墨基板上的烧结碳化钽涂层制备设备

说明书

本实用新型公开了一种石墨基板上的烧结碳化钽涂层制备设备，包括箱体、涂料混合箱、喷涂组件、支撑架和温度调节器，箱体上设置有进气口和出气口，其特征在于：所述箱体内壁上设置有环形布置的喷管，喷管上周向均布有多个喷嘴，喷管和外部的涂料混合箱相连，支撑架和一旋转升降机构连接，旋转升降机构包括升降缸、旋转电机、安装板和连接轴，连接轴和支撑架相连并转动设置于安装板上，旋转电机固定于安装板上，旋转电机输出端和连接轴通过齿轮或者皮带传动连接，升降缸设置于安装板的下方，升降缸的输出端和安装板连接。本实用新型提供了一种石墨基板上的烧结碳化钽涂层制备设备，提高石墨基板上碳化钽涂层的致密性和均匀性。

技术领域

本实用新型涉及一种石墨基板上的烧结碳化钽涂层制备设备。

背景技术

石墨(熔点为3850℃)具有耐高温性，且热膨胀系数很小，强度也较高，被广泛应用于半导体行业中高温反应炉中的支撑件或反应坩埚。但在实际生产中，高温反应炉中常需要在含有氢气、氧气和氮化物等气体，但当反应炉内的温度升至1000℃以上时，氢气、氧气和氮化物等气体会快速与石墨反应从而刻蚀石墨材料，缩短石墨材料使用寿命。另一方面，石墨是一种孔隙率比较高的材料，孔隙率约10～23％，高温金属熔液与石墨件表面接触后，熔液易浸入石墨材料内。当炉温降至室温后，熔液凝固，清理石墨基板和坩埚时，很难将熔液凝固后的物质完全清除，工件再次升温时凝固的金属会再次挥发出来污染下一批半导体器件。

碳化钽具有制备耐高温，且在氧化或还原气氛下均有较强的抗腐蚀能力。在石墨材料表面制备致密碳化钽涂层，可防止高温环境下，氢气、氧气和氮化物等气体对石墨材料的刻蚀，也可避免高温熔液对于石墨材料的浸润，从而很大程度上提高石墨熔炉的使用寿命和使用范围。石墨基板上碳化钽涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将碳化钽粉末、有机溶剂、粘合剂和烧结剂按一定比例放入涂料混合箱内进行充分混合；步骤S2，将石墨基板置于支架之上；步骤S3，将混合剂喷涂于石墨基板之上；步骤S4，向箱体内通入惰性气体，提高箱体内的气压，箱体内部保持在2000-3500Pa的压强，箱体内温度调节至400-450K，加热20-40min，蒸发有机溶剂，在石墨基板上形成紧凑的碳化钽粉末膜；步骤S5，箱体内减压，使得箱体内部保持在1000-1500Pa的压强，同时，向箱体内通入砷气，箱体内温度调节至2000-3000K，加热30-50min，形成超厚密集的碳化钽涂层。然而，现有石墨基板上碳化钽涂层的制备过程中，存在涂料喷涂不均匀，惰性气体送入箱体内时，气流较大，容易对石墨表面刚喷上去的涂层造成影响，最终影响了涂层质量。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种石墨基板上的烧结碳化钽涂层制备设备，提高石墨基板上碳化钽涂层的致密性和均匀性。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种石墨基板上的烧结碳化钽涂层制备设备，包括箱体、涂料混合箱、喷涂组件、支撑架和温度调节器，箱体上设置有进气口和出气口，其特征在于：所述箱体内壁上设置有环形布置的喷管，喷管上周向均布有多个喷嘴，喷管和外部的涂料混合箱相连，支撑架和一旋转升降机构连接，旋转升降机构包括升降缸、旋转电机、安装板和连接轴，连接轴和支撑架相连并转动设置于安装板上，旋转电机固定于安装板上，旋转电机输出端和连接轴通过齿轮或者皮带传动连接，升降缸设置于安装板的下方，升降缸的输出端和安装板连接。

作为改进，所述箱体进气口处设置有一气流扩散器，气流扩散器包括内层网罩、外层网罩和安装环，安装环的一端和进气口相连，内层网罩和外层网罩设置于安装环的另一端，内层网罩且/或外层网罩转动设置于安装环上。

再改进，所述箱体包括内层箱体和外层箱体，温度调节器呈环形结构设置于内层箱体和外层箱体之间。

再改进，所述箱体内壁上开设有环形凹槽，喷管安装于环形凹槽内。