[發明專利]一種IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201910130903.4
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109825827A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 熊天英;崔新宇;沈艷芳;王吉強;杜昊;祁建忠;楊穎
• 申請（專利權）人: 沈陽富創精密設備有限公司
• 主分類號: C23C24/04
• 分類號: C23C24/04;C22C29/12
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

1.一種IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的制備方法，其特征在于，采用Al和Y₂O₃-ZrO₂的混合粉末制備等離子刻蝕腔體表面防護涂層，利用高速氣流將Al和Y₂O₃-ZrO₂的混合粉末直接噴涂于等離子刻蝕腔體表面，噴涂參數為：使用壓縮空氣為工作氣體，氣體溫度為200-600℃，氣體壓力為1.5-3.0MPa，噴涂距離為10-60mm，使混合粉末沉積在等離子刻蝕腔的內表面上，形成均勻分布的防護涂層；其中，Al粉末和Y₂O₃-ZrO₂粉末的重量比例為0.1-1:1；其中Y₂O₃-ZrO₂粉末中，Y₂O₃與ZrO₂粉末的重量比為3-5：1。

2.根據權利要求1所述的一種IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的制備方法，其特征在于：

(1)微米級混合粉末的制備：

將Al粉末和Y₂O₃-ZrO₂粉末按照重量比例為0.1-1:1比例混合，在Y₂O₃-ZrO₂粉末中，Y₂O₃與ZrO₂粉末的重量比為3～5：1，經干燥得到微米級混合粉末，粉末粒度1～50μm；

(2)冷噴涂沉積等離子體刻蝕腔防護涂層：

將步驟(1)得到的微米級混合粉末經壓縮空氣預熱后沉積在刻蝕腔材料內表面，獲得離子體刻蝕腔防護涂層；所述冷噴涂沉積過程中：使用壓縮空氣作為工作氣體，工作氣體溫度為200-600℃，工作氣體壓力為1.5-3.0MPa，噴涂距離為10-60mm。

3.根據權利要求1所述的一種IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的制備方法，其特征在于：等離子體刻蝕腔防護涂層的噴涂裝置，具有進氣管1、加熱器2、送粉器5、電磁閥6、超音速噴嘴4、控制柜1；進氣管的一端與空氣壓縮機相連，另一端與送粉器、加熱器、超音速噴嘴相連，進氣管置于加熱器中的部分為螺旋形結構。

4.根據權利要求1所述的一種IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的制備方法，其特征在于：制備等離子體刻蝕腔防護涂層的過程中，由空氣壓縮機輸出的工作氣體分為兩路，一路進入加熱器，經預熱后氣體進入超音速噴嘴的混合腔；另一路進入送粉器，作為載氣將粉末引入超音速噴嘴與第一路經過預熱的氣體相混合，將粉末瞬時預熱后，經過超音速噴嘴的縮放區，膨脹加速，形成超音速氣固雙相流，高速撞擊刻蝕腔材料內表面使粉末發生劇烈變形實現沉積，并在刻蝕腔材料內表面形成復合型防護涂層。

5.根據權利要求4所述的一種IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的制備方法，其特征在于：防護涂層的孔隙率低于2％，陶瓷涂層與基體材料的界面結合強度為20-50MPa，涂層厚度為10-400μm。