CN102168257B - 镀膜装置 - Google Patents

Abstract

一种镀膜装置，其包括一个高压釜及一个喷雾装置。该高压釜包括一个釜体及一个上盖，该釜体的内壁开设有至少一个用于承靠待镀膜基板的基板槽。该喷雾装置包括至少一个溶液腔、至少一个位于该喷雾装置外表面且连通到该溶液腔的喷口及设置于该溶液腔内的超声雾化装置。该喷雾装置固定于该上盖而收容于该高压釜内，且该喷口面向基板槽。由此，基板在基板槽内可接受喷雾装置所喷射出来的雾化溶液，进而进行喷雾热分解镀膜；之后，在高压釜中注入溶液，进而便可对基板进行水热法镀膜。整个过程中无需在不同设备间搬运基板，从而降低了基板粘附上杂质的几率，提高了镀膜的品质。

Description

镀膜装置

技术领域

本发明涉及一种镀膜装置。

背景技术

目前制备纳米薄膜(如纳米氧化锌薄膜)的设备主要包括喷雾热分解镀膜设备及高压釜。喷雾热分解镀膜技术的原理是使雾化的溶液喷洒在待镀膜的基板上，同时加热基板，溶液经烘烤后挥发去溶剂并进一步分解积淀在基板上形成薄膜。高压釜基于水热法来制备纳米薄膜，水热法镀膜的原理是在高压釜内利用高温高压的溶液溶解在标准大气压条件下不溶或难溶的物质，然后加热高压釜，通过控制高压釜内溶液的温差使溶液产生对流，溶液形成过饱和状态而析出晶体，进而在基板上形成薄膜。

在目前的镀膜制程中，当需要由喷雾热分解镀膜设备及高压釜分别为基板镀膜时，要先将基板放入喷雾热分解镀膜设备进行喷雾热分解镀膜，再将基板从喷雾热分解镀膜设备中取出并放入高压釜进行水热法镀膜。在基板由喷雾热分解镀膜设备搬运到高压釜的过程中，基板很容易粘附上杂质，影响镀膜的品质。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种提高镀膜的品质的镀膜装置。

一种镀膜装置，其包括一个高压釜及一个喷雾装置。该高压釜包括一个釜体及一个上盖，该釜体的内壁开设有至少一个用于承靠待镀膜基板的基板槽。该喷雾装置包括至少一个溶液腔、至少一个位于该喷雾装置外表面且连通到该溶液腔的喷口及设置于该溶液腔内的超声雾化装置。该喷雾装置固定于该上盖而收容于该高压釜内，且该喷口面向基板槽。

通过使用本发明的镀膜装置，基板在基板槽内可接受喷雾装置所喷射出来的雾化溶液，进而进行喷雾热分解镀膜；之后，在高压釜中注入溶液，进而便可对基板进行水热法镀膜。整个过程中无需在不同设备间搬运基板，从而降低了基板粘附上杂质的几率，提高了镀膜的品质。

附图说明

图1为本发明的较佳实施方式的镀膜装置结构示意图。

图2为图1的镀膜装置的立体分解示意图。

图3为图1的镀膜装置沿III-III线的剖视图。

图4为图1的镀膜装置的喷雾装置的分解示意图。

主要元件符号说明

镀膜装置                        10

高压釜                          100

釜体                            102

底板                            102a

第一侧板                        102b

基板槽                          102c

进料口                          102d

上盖                            104

顶板                            104a

第二侧板                        104b

轴孔                            104c

镀膜腔                          106

喷雾装置                        200

第一本体                        210

第一板                          212

第一通孔                        212a

第一喷口                        212b

第二板                          214

第二通孔                        214a

第二喷口                    214b

第三板                      216

第三通孔                    216a

第三喷口                    216b

第四板                      218

第四通孔                    218a

第四喷口                    218b

第五通孔                    219

盛放装置                    220

承放座                      222

溶液腔                      222a

第一螺孔                    222b

连通管                      224

超声雾化装置                230

鼓风装置                    240

鼓风管                      242

管体                        242a

第一端                      2421

第二端                      2422

鼓风口                      2423

第二螺孔                    242b

第三螺孔                    242c

第四螺孔                    242d

风扇                        244

支撑管                      246

驱动装置                    300

马达                        302

转轴                        304

具体实施方式

请参考图1及图2，本发明较佳实施方式的镀膜装置10用于对多个待镀膜基板(图未示)进行镀膜。所述镀膜装置10包括一个高压釜100、一个喷雾装置200及一个驱动装置300。

请参考图2及图3，高压釜100包括一个釜体102及一个上盖104。釜体102大致呈圆桶状，其包括一个底板102a及一个第一侧板102b。底板102a上开设有一个进料口102d，进料口102d连接至一个供料源(图未示)。第一侧板102b的内壁上开设有多个用于承靠待镀膜基板的基板槽102c。第一侧板102b连接至一个供热源(图未示)，以加热第一侧板102b上的基板或高压釜100内的溶液(图未示)。上盖104大致呈圆桶状，其包括一个顶板104a及一个第二侧板104b，顶板104a的中央位置开设有一个轴孔104c(如图3)。上盖104的内径与釜体102的外径大致相等，使得上盖104盖上釜体102时，第二侧板104b内壁与第一侧板102b外侧紧密贴合，高压釜100内形成一个密封的镀膜腔106。高压釜100还包括出料口、压力表、温度表、设置于镀膜腔106内的压力传感器、温度传感器等组件，由于都是已知组件的应用，故不作赘述。

请参考图3及图4，喷雾装置200包括一个第一本体210、四个盛放装置220、四个超声雾化装置230及一个鼓风装置240。第一本体210包括相互叠加的圆柱状的第一板212、第二板214、第三板216及第四板218。第一板212上沿其一直径开设有一个贯穿第一板212的侧面的第一通孔212a，第一通孔212a包括两个位于第一本体210外表面上的第一喷口212b。第二板214、第三板216及第四板218均以与第一板212相同的方式分别开设有第二通孔214a、第三通孔216a及第四通孔218a，也同样分别包括位于第一本体210外表面上的第二喷口214b、第三喷口216b及第四喷口218b。第一本体210在第一板212的圆心上开设有一个第五通孔219，第五通孔219从第一本体210垂直延伸至第四板218，以将第一通孔212a、第二通孔214a、第三通孔216a及第四通孔218a通过第五通孔219相互连通。第五通孔219靠近第一板212的一端开设有螺纹。

盛放装置220包括一个承放座222及一个连通管224。承放座222为一个中空的方形盒，其内形成一个溶液腔222a。承放座222的一个面上开设有一个第一螺孔222b。连通管224为圆管，其两端外表面上均开设有螺纹，连通管224的外径与第一螺孔222b的直径大致相等。连通管224的一端螺合至第一螺孔222b中，以将连通管224固定在承放座222上，使得溶液腔222a与连通管224连通。连通管224的另一端连接至鼓风装置240。每个超声雾化装置230设置在一个盛放装置220的溶液腔222a内。

可以理解，盛放装置220的设置方式不限于本实施方式，只要盛放装置220包括溶液腔222a，且溶液腔222a连通至第一本体210上通孔(第一通孔212a、第二通孔214a、第三通孔216a及第四通孔218a)即可。

鼓风装置240包括一个鼓风管242、四个风扇244及一个支撑管246。鼓风管242包括四个圆柱状管体242a，管体242a包括一个第一端2421及一个第二端2422。管体242a的第一端2421相互结合且使鼓风管242呈“十”字形。鼓风管242包括四个分别位于管体242a第二端2422的端面上的鼓风口2423，鼓风口2423间相互连通。鼓风管242的中央位置上开设有相对的且与鼓风口2423连通的一个第二螺孔242b及一个第三螺孔242c。每个管体242a的中间位置上开设有一个第四螺孔242d。支撑管246为圆管，其两个端上均开设有螺纹，支撑管246的外径大致等于第二螺孔242b的直径。支撑管246的一端螺合至第二螺孔242b中，以将支撑管246可活动地固定在鼓风管242上。每个风扇244设置在一个鼓风口2423处，以向鼓风管242内鼓入气体，气流由第二螺孔242b流出。

请参考图1及图3，驱动装置300包括一个马达302及一个转轴304。转轴304呈圆柱状，且其远离马达302的一端上开设有螺纹，转轴304的直径与第三螺孔242c的直径大致相等。马达302固定在上盖104上且位于高压釜100外，转轴304穿插进上盖104的轴孔104c并进入镀膜腔106内。

组装时，先通过连通管224往溶液腔222a里注入溶液，如，将溶质Zn(acc)₂溶解于甲醇中所配置成的溶液。然后将连通管224螺合至鼓风装置240的第四螺孔242d中，以将四个盛放装置220可活动固定到鼓风装置240上。接着，将支撑管246螺合至第五通孔219位于第一板212的一端上，将鼓风装置240可活动固定到第一本体210上，由此，第一喷口212b、第二喷口214b、第三喷口216b及第四喷口218b连通到溶液腔222a。最后，将鼓风管242上的第三螺孔242c螺合至驱动装置300的轴转304上，以将喷雾装置200固定至驱动装置300。

开始镀膜时，将待镀膜的基板放置进基板槽102c中，然后盖上上盖104，以使喷雾装置200收容于该高压釜100的镀膜腔106中。超声雾化装置230发出一个频率的超声波(如2.4kHz～15kHz之间的超声波)，以使溶液被雾化并通过连通管224进入鼓风管242。同时，风扇244向鼓风管242内鼓入气体，雾化的溶液受气流带动而通过第一喷口212b、第二喷口214b、第三喷口216b及第四喷口218b喷出。与此同时，驱动装置300驱动喷雾装置200旋转，以使雾化的溶液均匀喷洒至基板的表面上。这时供热源加热第一侧板102b，由于基板设置在第一侧板102b上，因此基板也被加热至一个温度(如350摄氏度)。喷洒至基板的表面上雾化的溶液经烘烤后挥发去溶剂并进一步分解积淀在基板上形成薄膜。由于喷雾热分解镀膜所镀膜层均匀性高，此薄膜可作为一层晶种。之后，喷雾装置200及驱动装置300停止工作，并通过进料口102d向高压釜100内加入设定量的溶液，供热源继续加热第一侧板102b，以使溶液受热并升温至一个温度(如95摄氏度)，由于高压釜100内溶液的温差，溶液产生对流并形成过饱和状态而析出晶体，晶体在晶种上成长，进而在基板上成长出所需薄膜(ZnO薄膜)。

由此，基板可在同一位置分别进行喷雾热分解镀膜及水热法镀膜，免去基板在不同设备间搬运的过程，从而降低了基板粘附上杂质的几率提高了镀膜的品质。同时，由于在喷雾热分解过程中先在基板上镀上了一层薄膜以作为晶种，后续水热法镀膜过程中晶体会从晶种上成长出来，使得薄膜的均匀性比单纯由水热法镀膜所生成的薄膜的均匀性高。

可以理解，驱动装置300是为了驱动喷雾装置200旋转，以使喷雾装置200能喷晒更多的基板，若基板的数目较少，以至喷口(第一喷口212b、第二喷口214b、第三喷口216b及第四喷口218b)面向基板便能喷洒到基板的整个表面积时，也可不必设置驱动装置300。此时，喷雾装置200可通过第三轴孔104c由一个连接轴(图未示)固定至上盖104而收容于高压釜100内。

可以理解，本发明的喷雾装置200的设置方式也不限于本实施方式，只要喷雾装置200包括至少一个溶液腔222a、至少一个位于喷雾装置200的外表面且连通到溶液腔222a的喷口及每个溶液腔222a内均设置有一个超声雾化装置230便可。同时，鼓风装置240的形状不限于本实施方式，只要鼓风管242与溶液腔222a连通，且开设有鼓风口2423及连通至喷口(第一喷口212b、第二喷口214b、第三喷口216b及第四喷口218b)的出风口(相当于第二螺孔242b)便可。

本较佳实施方式中设置了一个鼓风装置240是为了使雾化的溶液可以更快地喷晒、沉积到基板上，但可以理解，本发明的镀膜装置10也可以不必设置鼓风装置240，由于雾化溶液的自由扩散，同样能达到雾化的溶液沉积到基板表面的目的。此时仅需将另外的连通管(如U形的连通管)(图未示)直接连通至第五通孔219，以使溶液腔222a连通至喷口。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种镀膜装置，其包括一个高压釜及一个喷雾装置；该高压釜包括一个釜体及一个上盖，该釜体的内壁开设有至少一个用于承靠待镀膜基板的基板槽；该喷雾装置包括至少一个溶液腔、至少一个位于该喷雾装置外表面且连通到该溶液腔的喷口及设置于该溶液腔内的超声雾化装置；该喷雾装置固定于该上盖而收容于该高压釜内，且该喷口面向基板槽。

2.如权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，该上盖开设有一个轴孔；该镀膜装置还包括一个驱动装置，该驱动装置包括一个固定于该上盖且位于该高压釜外的马达及一个通过该轴孔穿插进该高压釜内的转轴；该转轴连接至该喷雾装置以驱动该喷雾装置旋转。

3.如权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，该喷雾装置包括至少一个盛放装置及一个与该盛放装置连通的第一本体；该盛放装置开设有一个所述溶液腔，所述喷口位于所述第一本体上，该第一本体上开设有至少一个连通至该溶液腔与所述喷口的通孔。

4.如权利要求3所述的镀膜装置，其特征在于，该第一本体包括一个第一板，其上沿其一直径开设有一个贯穿该第一板的侧面的第一通孔，该第一本体在该第一板体的圆心上垂直开设有一个连通至该第一通孔的第二通孔，该第一通孔及第二通孔组合成所述通孔。

5.如权利要求4所述的镀膜装置，其特征在于，该第一本体还包括与该第一板相互叠加的圆柱状的第二板、第三板及第四板，该第二板、第三板及第四板均以与第一板相同的方式分别开设有第三通孔、第四通孔及第五通孔，该第二通孔从该第一本体垂直延伸至该第四板，以连通该第一通孔、第三通孔、第四通孔及第五通孔，该第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔及第五通孔组合成所述通孔。

6.如权利要求3所述的镀膜装置，其特征在于，该盛放装置包括一个承放座及一个连接该承放座的连通管，该承放座为一个中空的盒体，其围成一个所述溶液腔；该连通管连通所述溶液腔及所述通孔。

7.如权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，该喷雾装置还包括一个鼓风装置，该鼓风装置包括一个鼓风管及至少一个风扇，该鼓风管与所述溶液腔连通，且开设有至少一个鼓风口及一个连通至该喷口的出风口，每个鼓风口上设置有一个该风扇。

8.如权利要求7所述的镀膜装置，其特征在于，该鼓风装置还包括一个与该鼓风管连接的支撑管，该鼓风管包括四个圆柱状管体，该管体包括一个第一端及一个第二端，该管体的第一端相互结合，使得该鼓风管呈“十”字形，该鼓风管包括四个分别位于该管体第二端的端面上的所述鼓风口，该四个鼓风口相互连通；每个管体的中间位置上开设有一个第二孔，该鼓风管的中央位置上开设有一个所述出风口；该第二孔连接至所述溶液腔，该支撑管通过该出风口连通该鼓风口及该喷口。

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