一種絕緣密封電極組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣連接部件，用于需要封閉的導(dǎo)電材料腔體，可以在電極接上電壓時(shí)保證電極和與其連接的設(shè)備腔體之間的絕緣性和密封性，從而有效保證設(shè)備安全。
【背景技術(shù)】
[0002]熱絲化學(xué)氣相沉積(HotFilament Chemical Vapor Deposit1n，HFCVD)是一種利用熱絲(或稱燈絲)作為加熱熱源、以氣體反應(yīng)物作為原料在襯底(基體)材料表面沉積薄膜的工藝方法，非常適合沉積金剛石薄膜或直接沉積金剛石晶體。
[0003]目前HFCVD系統(tǒng)中的加熱熱絲主要是鎢絲、鉭絲和錸絲。加熱熱絲的兩端分別連接電源的正極和負(fù)極以形成電流回路，使熱絲通電發(fā)熱。電源正極連接380V高電壓，且需固定在HFCVD腔體內(nèi)壁上，而HFCVD腔體內(nèi)壁由金屬材料制成(一般為鋁合金)，如若將電源正極與HFCVD腔體內(nèi)壁直接連接，將使得腔體帶上380V高電壓，威脅到HFCVD設(shè)備操作人員的生命安全，所以，需要保證電源正極與HFCVD腔體內(nèi)壁的絕緣性；另一方面，由于HFCVD腔體內(nèi)反應(yīng)物為易燃易爆的氣體，所以在安裝電源正極的時(shí)候，同時(shí)要保證電源正極與HFCVD腔體內(nèi)壁在安裝過(guò)程中的密封性。
[0004]申請(qǐng)?zhí)?01210245646.7、申請(qǐng)公布號(hào)CN 102769989A、申請(qǐng)公布日2012.11.07的發(fā)明專利申請(qǐng)《等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置》，整個(gè)裝置主要包括金屬螺桿、鎖緊頂蓋、絕緣底座和絕緣擋板，金屬螺桿上部連接鎖緊頂蓋，下部連接絕緣底座，該裝置通過(guò)螺紋連接和嵌入式的連接方式，實(shí)現(xiàn)內(nèi)置冷卻電極的快速拆裝，絕緣擋板套在絕緣底座上部，通過(guò)絕緣擋板防止電極接口部分與等離子腔體發(fā)生弧光放電。但其體積比較大，所占空間大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在HFCVD系統(tǒng)緊湊的腔內(nèi)空間中沒(méi)有足夠的安裝空間;HFCVD系統(tǒng)腔體內(nèi)部是氫氣、甲烷等易燃易爆性氣體，對(duì)腔體密封性的要求非常高，需要專業(yè)的密封裝置保證腔體的高密封性能，而該裝置中，電極與絕緣裝置的密封沒(méi)有專門(mén)的密封，僅是簡(jiǎn)單的螺紋密封，達(dá)不到HFCVD系統(tǒng)的密封等級(jí)；電極與腔體之間的絕緣裝置裸露在裝置外面，絕緣材料采用聚四氟乙烯或環(huán)氧樹(shù)脂，不能承受HFCVD內(nèi)的高溫(平均溫度800°C，局部2100。。)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種絕緣密封電極組件，解決現(xiàn)有電極絕緣密封裝置存在的體積較大、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、密封效果差且不能承受高溫的問(wèn)題，用于有效地保證電極和與其連接的設(shè)備腔體之間的絕緣和密封，從而保證設(shè)備的安全性。
[0006]本發(fā)明所提供的一種絕緣密封電極組件，包括銅棒、上套筒、上端固定螺母、隔離墊圈、內(nèi)套筒、外套筒、底座密封圈、固定墊圈、下端固定螺母和下套筒，其特征在于:
[0007]所述銅棒為圓桿，桿身的上端和下端分別具有外螺紋，桿身下部具有與其一體的環(huán)形凸臺(tái)；
[0008]所述下套筒為圓筒，由絕緣材料制作，下套筒的上下端面分別具有環(huán)形的上凹槽和下凹槽；
[0009]所述外套筒為空心旋轉(zhuǎn)體，其上端形成環(huán)形裙邊，環(huán)形裙邊下端面具有環(huán)形凹槽，外套筒的中間段具有外螺紋；
[0010]所述內(nèi)套筒為空心旋轉(zhuǎn)體，采用絕緣材料制作，其內(nèi)孔孔徑與銅棒的桿身直徑相同，內(nèi)套筒外徑與外套筒的內(nèi)徑相同；
[0011 ]所述上套筒為圓筒，由絕緣材料制作，其上端具有環(huán)形臺(tái)階；
[0012]構(gòu)成組件時(shí)，所述下套筒的上凹槽和下凹槽內(nèi)分別裝入上密封圈、下密封圈，再將下套筒自銅棒的上端套入，被銅棒的環(huán)形凸臺(tái)限位，然后將外套筒由銅棒的上端套入，使外套筒的下端面與下套筒的上端面貼合;所述內(nèi)套筒從銅棒的上端套入，插入外套筒與銅棒之間的間隙，內(nèi)套筒的內(nèi)孔與銅棒的桿身、內(nèi)套筒的外壁與外套筒的內(nèi)孔分別為過(guò)盈配合，向下壓緊內(nèi)套筒，使其上端的環(huán)形臺(tái)階與外套筒上端面接觸，從而固定內(nèi)套筒；內(nèi)套筒將銅棒與外套筒隔開(kāi)，從而保證銅棒與外套筒之間的絕緣;所述上套筒從銅棒的上端套入，貼緊內(nèi)套筒上端面;所述隔離墊圈從銅棒的上端套入，貼緊上套筒上端面;所述上端固定螺母由銅棒的上端向下旋入，直至隔離墊圈、上套筒、內(nèi)套筒、外套筒、上密封圈、下套筒和下密封圈全部壓緊并固定，形成組件；
[0013]裝配時(shí)，將底座密封圈裝入外套筒環(huán)形裙邊下端面的環(huán)形凹槽內(nèi)，所述組件由內(nèi)向外插入到HFCVD腔體基座上的安裝孔中，外套筒環(huán)形裙邊的下端面與HFCVD腔體基座內(nèi)表面貼合，再將固定墊圈從組件的最下端向上套入，使其與HFCVD腔體基座的外表面接觸;然后將所述下端固定螺母從組件的最下端向上套入，與外套筒中間段的外螺紋旋合，壓緊固定墊圈，從而將外套筒固定在HFCVD腔體基座上。
[0014]所述的絕緣密封電極組件，所述銅棒的桿身的下端可以通過(guò)電纜連接塊與電纜連接;所述電纜連接塊為管狀，由導(dǎo)電材料制成，其內(nèi)孔具有內(nèi)螺紋，用于和所述銅棒的下端螺紋連接;電纜連接塊上部表面具有軸向平行的多道環(huán)形凹槽，形成散熱片結(jié)構(gòu)，電纜連接塊下端銑扁，銑扁部位開(kāi)有圓孔，用于穿過(guò)螺栓將電纜連接固定。
[0015]所述上密封圈在外套筒的下端面與下套筒的上端面的貼合面內(nèi)被壓緊并且固定，同時(shí)下密封圈在銅棒的環(huán)形凸臺(tái)的上端面與下套筒的下端面的貼合面內(nèi)被壓緊并且固定，此兩處的密封圈保證了HFCVD腔體內(nèi)的反應(yīng)氣體不會(huì)從組件自身的裝配間隙泄露，從而保證了組件自身在裝配過(guò)程中的密封性要求；
[0016]所述底座密封圈在外套筒環(huán)形裙邊的下端面與HFCVD腔體基座內(nèi)表面的貼合面內(nèi)被壓緊并且固定，保證了 HFCVD腔體內(nèi)的反應(yīng)氣體不會(huì)從組件與HFCVD腔體基座裝配間隙從漏出，從而保證了組件與HFCVD腔體基座裝配的密封性。
[0017]所述的絕緣密封電極組件中三處絕緣部件的組合使用使得裝置整體在安裝到HFCVD腔體基座的過(guò)程中滿足絕緣性的要求:
[0018]上套筒安裝在隔離墊圈和外套筒之間，將外套筒上端與隔離墊圈隔開(kāi)；內(nèi)套筒安裝在銅棒與外套筒的內(nèi)孔之間，將外套筒內(nèi)孔與銅棒的中間段隔開(kāi);下套筒安裝在銅棒下端環(huán)形凸臺(tái)的上端面和外套筒下端之間，將外套筒下端與銅棒下端環(huán)形凸臺(tái)隔開(kāi)。以上三處絕緣部件，上套筒、內(nèi)套筒和下套筒的使用，使得銅棒整體與外套筒的整體全部隔開(kāi)，從而使外套筒與銅棒之間保持絕緣；
[0019]固定墊圈和下端固定螺母都是安裝在外套筒的外圍，外套筒與銅棒之間保持絕緣，使得固定墊圈和下端固定螺母與銅棒之間也保持絕緣。所以，外套筒、固定墊圈和下端固定螺母都與銅棒保持絕緣，而組件在安裝到HFCVD腔體基座的裝配過(guò)程中與HFCVD腔體基座相接觸的只有外套筒、固定墊圈和下端固定螺母，因此組件與HFCVD腔體基座保持絕緣。
[0020]用于保持外套筒和HFCVD系統(tǒng)腔體底座之間絕緣性的內(nèi)套筒，由絕緣材料構(gòu)成，安裝在外套筒的內(nèi)部，從而避免其直接裸露在高溫的HFCVD系統(tǒng)腔體內(nèi)，可以承受HFCVD系統(tǒng)腔體內(nèi)部的高溫。
[0021]HFCVD設(shè)備的電源一般采用高壓電源，電纜與電極連接的地方由于電阻比較大，使得連接處的發(fā)熱量會(huì)比較大，發(fā)熱量過(guò)大有可能會(huì)損壞連接部位，造成安全隱患，所以在將電纜連接塊與銅棒連接處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成凹凸的片狀散熱結(jié)構(gòu)，增大散熱面積，有效的將電纜連接塊與銅棒連接處的熱量快速散去，增加了組件的安全性和穩(wěn)定性。
[0022]本發(fā)明體積較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用由絕緣材料組成的零部件之間的組合，使得電極組件在安裝到導(dǎo)電的腔體上時(shí)，電極導(dǎo)電正常工作，而與腔體保持絕緣;利用密封圈與連接部件的組合使用，使得電極組件在安裝到導(dǎo)電的腔體上時(shí)，保證安裝部位的密封性，從而保證整個(gè)設(shè)備的密封性要求，因而保證了設(shè)備的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的立體不意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的半剖視圖；
[0025]圖3為銅棒的不意圖；
[0026]圖4為下套筒的剖