真空炉体及真空设备的制作方法

1.本实用新型涉及半导体制造设备技术领域，尤其涉及一种真空炉体及真空设备。


背景技术：

2.半导体或光伏材料广泛应用于电子、新能源等行业，半导体和光伏材料通常都需要经过各种加工处理后才能够应用到产品上，例如将片状材料送入炉中，在一定温度、压力以及气体氛围等工艺条件下进行反应来获得所需产品，因此需要用到真空加热炉。
3.真空加热炉的真空炉体的密封度很大程度上影响到了产品的制造良率，如果在工作过程中真空炉体出现泄露，一方面泄露的工艺气体可能会对工作人员产生危害，另一方面外部空气进入真空炉体会影响产品的加工，降低产品制造良率。现有的真空加热炉的炉体结构在检修过程中不容易找到泄露点。


技术实现要素：

4.本实用新型的第一个目的在于提出一种真空炉体，该真空炉体在检修过程中能够非常方便地检测漏点，且制造良率高。
5.本实用新型的第二个目的在于提出一种真空设备，该真空设备的检修较为方便。
6.为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案如下：
7.本实用新型公开了一种真空炉体，包括：炉体外壳，所述炉体外壳的两端敞开设置；炉体内壳，所述炉体内壳的两端敞开设置，且设在所述炉体外壳内，所述炉体内壳的外侧壁与所述炉体外壳的内侧壁间隔设置以限定出两端敞开设置的冷却流道，所述冷却流道具有冷却出口和冷却入口；炉壳联结环，所述炉壳联结环与所述炉体外壳以及所述炉体内壳的一端焊接连接，所述炉壳联结环用于封闭所述冷却流道的一端；炉尾法兰，所述炉尾法兰与所述炉壳联结环焊接连接，且位于所述炉壳联结环背离所述炉体外壳的一侧；炉门法兰，所述炉门法兰与所述炉体外壳以及所述炉体内壳的另一端焊接连接，所述炉门法兰用于封闭所述冷却流道的另一端；真空抽取管，所述真空抽取管的一端穿设且焊接在所述炉体外壳和所述炉体内壳上，所述真空抽取管的另一端用于与抽真空装置相连。
8.在一些实施例中，所述炉体外壳包括外壳本体和焊接在所述外壳本体一端的外封头，所述外封头的外周面为弧形面，所述外封头与所述炉壳联结环焊接相连。
9.在一些实施例中，所述炉体内壳包括内壳本体和焊接在所述内壳本体一端的内封头，所述内封头的内周面为弧形面，所述内封头与所述炉壳联结环焊接相连。
10.在一些实施例中，所述真空炉体还包括穿设且焊接在所述炉体外壳以及所述炉体内壳上的安全阀座、电极安装座、气体管道座、真空解除安装座、测温安装座、加热安装座；其中：所述安全阀座用于安装安全控制阀，所述电极安装座用于安装电极组件，所述气体管道座用于安装工艺气体管道，所述真空解除安装座用于安装真空解除控制阀，所述测温安装座用于安装测温组件，所述加热安装座用于安装加热组件。
11.在一些实施例中，所述真空炉体还包括冷却出口法兰和冷却入口法兰，所述冷却
出口法兰上设有第一卡箍，所述冷却出口法兰穿设在所述冷却出口内且与所述炉体外壳焊接，所述冷却入口法兰穿设在所述冷却入口内且与所述炉体外壳焊接，所述冷却入口法兰上设有第二卡箍，所述第一卡箍和所述第二卡箍分别用于将所述冷却出口法兰和所述冷却入口法兰与冷却管道、盲板法兰、真空规、外部真空泵或者氦质谱检漏仪锁合。
12.在一些实施例中，所述真空炉体还包括连接在所述炉体外壳上的炉体支架。
13.在一些实施例中，所述真空炉体还包括排胶管，所述排胶管穿设且焊接在所述炉体外壳及所述炉体内壳上。
14.本实用新型还公开了一种真空设备，包括如前文所述的真空炉体、炉门装置，真空装置、炉尾电机以及脱脂组件，所述真空装置连接在所述真空抽取管的另一端上，所述脱脂组件连接在真空炉体的排胶管的另一端上，所述炉尾电机的罩壳连接在所述炉尾法兰上，所述炉门装置可开合地连接在所述炉门法兰上。
15.在一些实施例中，所述真空装置包括：真空泵；真空管道组件，所述真空管道组件与所述真空泵相连；真空壳体，所述真空壳体与所述真空管道组件以及真空抽取管相连；真空规，所述真空规设在所述真空壳体上，且用于检测所述真空炉体内的真空度。
16.在一些具体的实施例中，所述真空壳体上还设有真空抽取口，所述真空抽取口能够与氦质谱检漏仪相连。
17.本实用新型的真空炉体的有益效果：由于炉壳联结环、炉门法兰和真空抽取管均与炉体外壳以及炉体内壳焊接相连，炉尾法兰与炉壳联结环焊接，在实际检测过程中，在制造完成后，只需要将外部真空泵与冷却出口和冷却出口中的一个相连，氦质谱检漏仪与冷却出口和冷却出口中的另一个相连，将冷却流道抽真空后，启动氦质谱检漏仪的同时依次朝向炉壳联结环、炉门法兰、真空抽取管与炉体外壳以及炉体内壳之间的焊缝喷氦，如果氦质谱检漏仪检测到氦气含量大于预设值时就能够判断出喷氦点出现了泄漏，不需要将刚刚制造的真空炉体安装到特定的检测装置上即可进行检测，使得检测泄漏的操作非常方便，在制造完成后可以通过反复检测漏率以提升制造良率。与此同时，当真空炉体出厂安装到真空设备中后，检修过程中也可以参考上述流程对真空炉体进行单独检修且无需将真空炉体从真空设备上拆卸，方便了检修。
18.本实用新型的真空设备的有益效果，由于具有前文所述的真空炉体，在实际测试过程中，当真空炉体的测试完毕后，可以将氦质谱检漏仪安装到真空炉体上，并且使得氦质谱检漏仪上的真空泵能够抽取真空炉体内的气体，使用真空装置将整个真空设备抽至真空状态，朝向各个零部件的连接处喷氦，如果氦质谱检漏仪检测到氦气含量大于预设值就证明喷氦处存在泄漏，这样可以非常方便地测出整个真空设备的漏点。
19.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例的真空炉体的结构示意图；
21.图2是本实用新型实施例的真空炉体的另一方向的结构示意图；
22.图3是本实用新型实施例的真空炉体的剖面示意图；
23.图4是本实用新型实施例的真空炉体的另一方向的剖面示意图；
24.图5是本实用新型实施例的真空设备的结构示意图。
25.附图标记：
26.1、炉体外壳；101、外壳本体；102、外封头；2、炉体内壳；201、内壳本体；202、内封头；3、炉壳联结环；4、炉尾法兰；5、炉门法兰；6、真空抽取管；7、安全阀座；8、电极安装座；9、气体管道座；10、真空解除安装座；11、测温安装座；12、加热安装座；13、冷却出口法兰；14、冷却入口法兰；15、第一卡箍；16、第二卡箍；17、炉体支架；18、排胶管；19、冷却流道；
27.20、安全控制阀；30、电极组件；40、工艺气体管道；50、真空解除控制阀；60、测温组件；70、加热组件；80、炉门装置；90、真空装置；910、真空泵；920、真空管道组件；930、真空壳体；940、真空规；100、炉尾电机；200、脱脂组件。
具体实施方式
28.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.下面参考图1-图4描述本实用新型实施例的真空炉体的具体结构。
33.本实用新型公开了一种真空炉体，如图1及图3所示，本实用新型的真空炉体包括炉体外壳1、炉体内壳2、炉壳联结环3、炉尾法兰4、炉门法兰5和真空抽取管6，炉体外壳1的两端敞开设置，炉体内壳2的两端敞开设置，且设在炉体外壳1体内，炉体内壳2的外侧壁与炉体外壳1的内侧壁间隔设置以限定出两端敞开设置的冷却流道19，冷却流道19具有冷却出口和冷却入口，炉壳联结环3与炉体外壳1以及炉体内壳2的一端焊接连接，炉壳联结环3用于封闭冷却流道19的一端，炉尾法兰4与炉壳联结环3焊接连接，且位于炉壳联结环3背离炉体外壳1的一侧，炉门法兰5与炉体外壳1以及炉体内壳2的另一端焊接连接，炉门法兰5用于封闭冷却流道19的另一端，真空抽取管6的一端穿设且焊接在炉体外壳1和炉体内壳2上，真空抽取管6的另一端用于与抽真空装置90相连。
34.可以理解的是，由于炉壳联结环3、炉门法兰5和真空抽取管6均与炉体外壳1以及炉体内壳2焊接相连，炉尾法兰4与炉壳联结环3焊接，在实际检测过程中，在制造完成后，只
需要将外部真空泵与冷却出口和冷却出口中的一个相连，氦质谱检漏仪与冷却出口和冷却出口中的另一个相连，将冷却流道19抽真空后，启动氦质谱检漏仪的同时依次朝向炉壳联结环3、炉门法兰5、真空抽取管6与炉体外壳1以及炉体内壳2之间的焊缝喷氦，如果氦质谱检漏仪检测到氦气含量大于预设值时就能够判断出喷氦点出现了泄漏，不需要将刚刚制造的真空炉体安装到特定的检测装置上即可进行检测，使得检测泄漏的操作非常方便。与此同时，当真空炉体出厂安装到真空设备中后，检修过程中也可以参考上述流程对真空炉体进行单独检修且无需将真空炉体从真空设备上拆卸，方便了检修。
35.在一些实施例中，如图3所示，炉体外壳1包括外壳本体101和焊接在外壳本体101一端的外封头102，外封头102的外周面为弧形面，外封头102与炉壳联结环3焊接相连。可以理解的是，如果是一体式套筒结构需要机械加工使其一端形成为渐缩的圆台，在加工过程中容易造成损坏，并且在加工完成后也会降低强度，相比于现有整个套筒作为炉体外壳，本实用新型中采用分体焊接结构，方便了加工，保证了炉体外壳1的强度，延长了整个真空炉体的使用寿命。
36.优选的，外封头102和外壳本体101均由多个板材焊接形成，进一步简化了加工，降低了制造成本。
37.在一些实施例中，如图3所示，炉体内壳2包括内壳本体201和焊接在内壳本体201一端的内封头202，内封头202的内周面为弧形面，内封头202与炉壳联结环3焊接相连。可以理解的是，如果是一体式套筒结构需要机械加工使其一端形成为渐缩的圆台，在加工过程中容易造成损坏，并且在加工完成后也会降低强度，相比于现有整个套筒作为炉体内壳，本实用新型中采用分体焊接结构，方便了加工，保证了炉体内壳2的强度，延长了整个真空炉体的使用寿命。
38.优选的，内封头202和内壳本体201均由多个板材焊接形成，进一步简化了加工，降低了制造成本。
39.在一些实施例中，如图1、图2及图4所示，真空炉体还包括穿设且焊接在炉体外壳1以及炉体内壳2上的安全阀座7、电极安装座8、气体管道座9、真空解除安装座10、测温安装座11、加热安装座12，安全阀座7用于安装安全控制阀20，电极安装座8用于安装电极组件30，气体管道座9用于安装工艺气体管道40，真空解除安装座10用于安装真空解除控制阀50，测温安装座11用于安装测温组件60，加热安装座12用于安装加热组件70。可以理解的是，安全阀座7、电极安装座8、气体管道座9、真空解除安装座10、测温安装座11以及加热安装座12分别与炉体外壳1以及炉体内壳2焊接，在检测漏率时，依照前文所述的方法朝向安全阀座7、电极安装座8、气体管道座9、真空解除安装座10、测温安装座11以及加热安装座12与炉体外壳1以及炉体内壳2的焊缝处喷氦即可，操作非常简单。设置安全阀座7、电极安装座8、气体管道座9、真空解除安装座10、测温安装座11以及加热安装座12用来安装安全控制阀20、电极组件30、工艺气体管道40、真空解除控制阀50、测温组件60以及加热组件70，既确保了上述部件与真空炉体的稳定安装，又能够确保连接密封性。
40.在一些实施例中，如图3所示，真空炉体还包括冷却出口法兰13和冷却入口法兰14，冷却出口法兰13上设有第一卡箍15，冷却出口法兰13穿设在冷却出口内且与炉体外壳1焊接，冷却入口法兰14穿设在冷却入口内且与炉体外壳1焊接，冷却入口法兰14上设有第二卡箍16，第一卡箍15和第二卡箍16分别用于将冷却出口法兰13和冷却入口法兰14与冷却管
道、盲板法兰、外部真空规、外部真空泵或者氦质谱检漏仪锁合。可以理解的是，冷却出口法兰13和冷却入口法兰14方便真空炉体上连接冷却循环管道组件，确保了冷却液能够稳定地在外部冷源与冷却流道19之间循环，并且第一卡箍15和第二卡箍16分别用于将冷却出口法兰13和冷却入口法兰14与冷却管道、盲板法兰、外部真空规、外部真空泵或者氦质谱检漏仪锁合，如此能够确保在实际使用或者检修时冷却出口法兰13和冷却入口法兰14与冷却管道、盲板法兰、外部真空规、外部真空泵或者氦质谱检漏仪的连接稳定性以及连接密封性。
41.优选的，冷却出口和冷却入口均为两个，两个冷却出口位于真空炉体的上方，冷却入口位于真空炉体的下方。由此，一方面提升了冷却液的循环效率，确保在实际使用过程中能够对炉体外壳1和炉体内壳2稳定冷却，另一方面，在检测漏率过程中，一个冷却出口法兰13上配合盲板法兰，另一个冷却出口法兰13上配合外部真空规，一个冷却入口法兰14上配合外部真空泵，另一个冷却入口法兰14配合氦质谱检漏仪，这样在检测漏率时能够对冷却流道19内的真空度进行实时监测，避免冷却流道19内的真空度过高或者过低对漏率测试造成的不良影响。
42.在一些实施例中，真空炉体还包括连接在炉体外壳1上的炉体支架17。可以理解的是，炉体支架17能够方便真空炉体使用，炉体支架17的结构可以根据实际需要选择，在此不对炉体支架17的具体形状做出选择。
43.在一些实施例中，真空炉体还包括排胶管18，排胶管18穿设且焊接在炉体外壳1及炉体内壳2上。可以理解的是，排胶管18可以排出真空炉体内产生的胶体，避免真空炉体内堆积过多胶体的现象发生。
44.实施例一：
45.如图1-图4所示，本实施例的真空炉体包括炉体外壳1、炉体内壳2、炉壳联结环3、炉尾法兰4、炉门法兰5、真空抽取管6、安全阀座7、电极安装座8、气体管道座9、真空解除安装座10、测温安装座11、加热安装座12、冷却出口法兰13、冷却入口法兰14、炉体支架17和排胶管18。炉体外壳1的两端敞开设置，炉体内壳2的两端敞开设置，且设在炉体外壳1体内，炉体内壳2的外侧壁与炉体外壳1的内侧壁间隔设置以限定出两端敞开设置的冷却流道19，冷却流道19具有两个冷却出口和两个冷却入口，炉体外壳1包括外壳本体101和焊接在外壳本体101一端的外封头102，外封头102的外周面为弧形面，外封头102与炉壳联结环3焊接相连。炉体内壳2包括内壳本体201和焊接在内壳本体201一端的内封头202，内封头202的内周面为弧形面，内封头202与炉壳联结环3焊接相连。炉壳联结环3用于封闭冷却流道19的一端，炉尾法兰4与炉壳联结环3焊接连接，且位于炉壳联结环3背离炉体外壳1的一侧，炉门法兰5用于封闭冷却流道19的另一端，真空抽取管6的一端穿设且焊接在炉体外壳1和炉体内壳2上，真空抽取管6的另一端用于与抽真空装置90相连。安全阀座7、电极安装座8、气体管道座9、真空解除安装座10、测温安装座11以及加热安装座12穿设且焊接在炉体外壳1以及炉体内壳2上。冷却出口法兰13上设有第一卡箍15，冷却出口法兰13穿设在冷却出口内且与炉体外壳1焊接，冷却入口法兰14穿设在冷却入口内且与炉体外壳1焊接，冷却入口法兰14上设有第二卡箍16，第一卡箍15和第二卡箍16分别用于将冷却出口法兰13和冷却入口法兰14与冷却管道、盲板法兰、外部真空规、外部真空泵或者氦质谱检漏仪锁合。炉体支架17连接在炉体外壳1上，排胶管18穿设且焊接在炉体外壳1及炉体内壳2上。
46.本实施例的真空炉体漏率的检测过程如下：
47.准备测试：将盲板法兰放置在炉体外壳1上部的冷却出口法兰13上，在它们之间放置密封圈，用第一卡箍15将它们连接在一起，即封堵住冷却出口法兰13上的冷却水出口。将外部真空规放置在炉体外壳1上部的另一个冷却出口法兰13上，在它们之间放置密封圈，用第一卡箍15将它们连接在一起，冷却流道19的真空值通过外部真空规转换为电信号传递给控制系统。用盲板法兰封堵住炉体外壳1下部的排胶管18的管口，将外部真空泵的抽取口与炉体外壳1下部的一个冷却入口法兰14相连，氦质谱检漏仪的抽取口与炉体外壳1下部的另一个冷却入口法兰14相连。
48.启动外部真空泵：当冷却流道19内的真空值低于5pa时，将外部真空泵与真空炉体之间的阀门关闭，进入保压状态；冷却流道19内的真空值高于50pa时，外部真空泵与真空炉体之间的阀门打开，抽取真空。将冷却流道19的真空值保持在5pa～50pa内。
49.启动氦质谱检漏仪：当系统真空值在5pa～50pa内时，氦质谱检漏仪上的真空泵运转，用喷枪将氦气逐步喷向真空炉体各处的焊缝。若焊缝上有漏点，氦气经过漏点进入冷却流道19内被氦质谱检漏仪上的真空泵抽取，氦质谱检漏仪经过运算后显示的漏率大于1.3*10-7
pa.l/s时，该漏点被检测出来。
50.真空炉体上所有漏点都被检查出来后，对漏点进行修补。修补完成后，再次检测真空炉体的漏率，真空炉体的漏率小于1.3*10-7
pa.l/s时，真空炉体密封性能即为合格。
51.本实用新型还公开了一种真空设备，如图5所示，包括如前文的真空炉体、炉门装置80，真空装置90、炉尾电机100以及脱脂组件200，真空装置90连接在真空抽取管6的另一端上，脱脂组件200连接在真空炉体的排胶管18的另一端上，炉尾电机100的罩壳连接在炉尾法兰4上，炉门装置80可开合地连接在炉门法兰5上。
52.可以理解的是，在实际测试过程中当真空炉体的测试完毕后，可以将氦质谱检漏仪安装到真空炉体上，并且使得氦质谱检漏仪上的真空泵能够抽取真空炉体内的气体，使用真空装置90将整个真空设备抽至真空状态，朝向各个零部件的连接处喷氦，如果氦质谱检漏仪检测到氦气含量大于预设值就证明喷氦处存在泄漏，这样可以非常方便地测出整个真空设备的漏点。
53.在一些实施例中，真空装置90包括真空泵910、真空管道组件920、真空壳体930和真空规940，真空管道组件920与真空泵910相连，真空壳体930与真空管道组件920以及真空抽取管6相连，真空规940设在真空壳体930上，且用于检测真空炉体内的真空度。由此，真空规940能够实时检测整个真空设备的真空值，既能够方便使用，又能够方便用户进行检测。
54.在一些具体的实施例中，真空壳体930上还设有真空抽取口，真空抽取口能够与氦质谱检漏仪相连。由此，方便用户进行检测。
55.实施例二：
56.如图5所示，本实施例的真空设备包括前文所述的真空炉体、炉门装置80，真空装置90、炉尾电机100以及脱脂组件200，真空装置90连接在真空抽取管6的另一端上，脱脂组件200连接在真空炉体的排胶管18的另一端上，炉尾电机100的罩壳连接在炉尾法兰4上。炉门装置80可开合地连接在炉门法兰5上。真空装置90包括真空泵910、真空管道组件920、真空壳体930和真空规940，真空管道组件920与真空泵910相连，真空壳体930与真空管道组件920以及真空抽取管6相连，真空规940设在真空壳体930上，且用于检测真空炉体内的真空度。真空壳体930上还设有真空抽取口，真空抽取口能够与氦质谱检漏仪相连。
57.本实施例的真空设备的检测漏率的检测过程如下：
58.准备测试：将炉尾电机100的罩壳安装在真空炉体上，并在它们的结合处放置合适规格的密封件；用盲板法兰封堵真空解除安装座10，并在它们的结合处放置合适规格的密封件；将安全控制阀20、加热组件70、电极组件30、工艺管路系统、测温组件60等安装在真空炉体上，并在它们的结合处放置合适规格的密封件。将脱脂组件200一端与真空炉体下部的排胶管18连接，另一端与真空装置90连接，并在它们的结合处放置合适规格的密封件，将炉门装置80安装在真空炉体上，将密封件放置在真空炉体炉门法兰5上的密封槽内，关闭并压紧炉门装置80。将氦质谱检漏仪的抽取口与真空装置90上部的真空抽取口相连，并在它们的结合处放置合适规格的密封件。
59.启动真空装置90上的真空泵910：当真空值低于5pa时，真空泵910与真空管道组件920之间的阀门关闭，真空设备进入保压状态；当真空值高于50pa时，真空泵910与真空管道组件920之间的阀门打开，抽取真空。将真空设备的真空值保持在5pa～50pa内。
60.启动氦质谱检漏仪：当真空设备的真空值在5pa～50pa内时，氦质谱检漏仪上的真空泵运转，用喷枪将氦气逐步喷向真空炉体与各部件结合处及真空装置90上的所有结合处。若结合处密封不良，氦气经过结合处的缝隙进入真空炉体内，被氦质谱检漏仪上的真空泵抽取，氦质谱检漏仪经过运算后显示的漏率大于1.3*10-7
pa.l/s时，有泄露的密封被检查出来。
61.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
62.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。