静电喷涂装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种静电喷涂装置，包括：喷嘴，用于喷出喷涂物料；固定架，朝向喷嘴，用于固定待喷涂工件；直流电源，其负极与喷嘴相连，其正极与固定架相连，用于生成喷涂所需的电场；位置控制装置，分别与喷嘴以及固定架相接，用于使喷嘴至待喷涂工件所在平面的垂直连线方向与重力方向具有第一夹角，以利用重力对从喷嘴喷出的喷涂物料的直径和/或质量进行筛选，从而调整待喷涂工件表面喷涂薄膜的状态。本发明专利技术的静电喷涂装置，以利用重力对从喷嘴喷出的喷涂物料的直径和/或质量进行筛选，经过筛选的喷涂物料直径和/或质量均一度较高，在喷涂至待喷涂工件表面后形成的薄膜表面粗糙度均匀，以提高静电喷涂表面粗糙度的均一性。

Electrostatic Spraying Device

【技术实现步骤摘要】
静电喷涂装置
本专利技术涉及静电喷涂领域，特别是涉及一种静电喷涂装置。
技术介绍
静电喷涂技术是一种定向高效的喷涂制膜技术，主要是通过在喷嘴和待喷涂工件之间加一高压静电场，当运载气体或液体推进器将喷涂物料从储料仓送到喷嘴时，由于喷嘴与直流电源的负极相连，在喷嘴附近产生了密集的电荷，使得经由喷嘴喷出的喷涂物料液滴或粉末带上了电荷。当带电荷的液滴或粉末进入了电场强度很高的静电场后，在推动力、静电力以及重力的作用下，喷涂料会飞向待制膜工件，并在具有正电的待喷涂工件表面吸附涂装。之后经加热固化等后处理，转化为耐久的膜层。传统静电喷涂过程，由于缺乏对喷涂物料直径或质量的筛选手段，使得直径或质量不均的喷涂物料在待喷涂工件表面所形成的薄膜表面粗糙度不均匀，无法满足例如半导体薄膜器件等对薄膜平整度要求很高的工艺需求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种提高静电喷涂薄膜表面粗糙度均一性的静电喷涂装置。本专利技术的另一个目的是要提供一种静电喷涂薄膜表面粗糙度可调的静电喷涂装置。特别地，本专利技术提供了一种静电喷涂装置，包括：喷嘴，用于喷出喷涂物料；固定架，用于固定待喷涂工件，并且固定架配置为朝向喷嘴，以使得至少一部分从喷嘴喷出的喷涂物料可以飞行至待喷涂工件；直流电源，其负极与喷嘴相连，其正极与固定架相连，用于生成喷涂所需的电场；位置控制装置，分别与喷嘴以及固定架相接，用于使喷嘴至待喷涂工件所在平面的垂直连线方向与重力方向具有第一夹角，以利用重力对喷涂至待喷涂工件表面的喷涂物料的直径和/或质量进行筛选，从而调整待喷涂工件表面喷涂薄膜的状态，第一夹角的范围为大于0°小于等于180°。可选地，第一夹角的范围为90°至180°。可选地，喷嘴的喷料方向与重力方向具有第二夹角；第二夹角等于第一夹角，或者第二夹角大于第一夹角且第二夹角与第一夹角的差值小于90°。可选地，其中位置控制装置包括：第一控位装置，与喷嘴相连，用于控制喷嘴的空间姿态；第二控位装置，与固定架相连，用于控制待喷涂工件的空间姿态，以使其朝向喷嘴。可选地，第二控位装置还配置为绕其自身旋转轴转动，以带动待喷涂工件转动；第一控位装置以及第二控位装置还配置为配合调整喷嘴与固定架之间的距离。可选地，直流电源的电压范围为5-30kV；喷嘴形成有喷料孔，喷料孔的孔径范围为1μm～1cm。可选地，其中静电喷涂装置还包括：加热装置，用于对待喷涂工件表面加热烘干，以去除待喷涂工件表面喷涂物料中的溶剂并固化薄膜；吹净装置，用于对待喷涂工件表面吹扫，以去除待喷涂工件表面结合不紧密的喷涂物料。可选地，其中静电喷涂装置还包括：储料仓，用于存放喷涂物料；涂料推进装置，分别与储料仓以及喷嘴相连，用于对储料仓内的喷涂物料进行加压，以使得喷涂物料从喷嘴喷出。可选地，其中静电喷涂装置还包括：CCD(Charge-coupledDevice，电荷耦合器件)摄像头，用于拍摄待喷涂工件的喷涂状态；控制装置，用于接收CCD摄像头拍摄的喷涂状态并对位置控制装置、直流电源以及涂料推进装置进行控制，以调整待喷涂工件的喷涂状态。可选地，其中静电喷涂装置还包括：余料回收装置，用于回收喷涂过程中未附着在待喷涂工件表面的喷涂物料。本专利技术的静电喷涂装置，通过位置控制装置使喷嘴至待喷涂工件所在平面的垂直连线方向与重力方向具有第一夹角，以利用重力对喷涂至待喷涂工件表面的喷涂物料的直径和/或质量进行筛选，从而调整待喷涂工件表面喷涂薄膜的状态。经过筛选的喷涂物料的直径和/或质量均一度较高，在喷涂至待喷涂工件表面后形成的薄膜表面粗糙度以及孔隙率的均一性大大提高。进一步地，本专利技术的静电喷涂装置，通过设置不同角度的第一夹角，调整喷涂物料液滴所受重力与所受静电力之间的夹角大小，从而形成不同的筛选条件。通过不同的筛选条件，以形成不同表面粗糙度的静电喷涂薄膜。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的静电喷涂装置的第一状态示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的静电喷涂装置的第二状态示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的静电喷涂装置的第三状态示意图；图4是根据本专利技术另一个实施例的静电喷涂装置的第一状态示意图；图5是现有技术的静电喷涂薄膜的对比光学显微镜图；图6是根据本专利技术一个实施例的静电喷涂薄膜的光学显微镜图。具体实施方式本实施例提供了一种静电喷涂装置，图1是根据本专利技术一个实施例的静电喷涂装置的第一状态示意图，图2是根据本专利技术一个实施例的静电喷涂装置的第二状态示意图。该静电喷涂装置包括：喷嘴110、固定架111、直流电源113以及位置控制装置114。喷嘴110，由导电材料制成，其形状可以为中空的圆柱体或者本领域技术人员容易想到的可以用作喷嘴110的形状，用于喷出喷涂物料，喷出的喷涂物料为离散微粒，其形态可以是液态的液滴，也可以是固态的粉粒，还可以是固液混合的悬浊液滴或胶体液滴。固定架111，由导电材料制成，其形成有用于固定待喷涂工件112的固定结构，该固定结构可以为卡接、螺纹连接等本领域技术人员容易想到的固定连接方式。固定架111设置为朝向喷嘴110，以使得至少一部分从喷嘴110喷出的离散微粒可以接触到待喷涂工件112。即，喷嘴110的喷料方向可以垂直于待喷涂工件112所在的平面，也可以与喷嘴110至待喷涂工件112所在平面的垂直连线方向具有夹角，仅使部分从喷嘴110中喷出的喷涂物料能够飞行至喷涂工件即可。直流电源113，其负极与喷嘴110相连，以使得在喷嘴110产生密集的负电荷。当喷涂物料从喷嘴110喷出时，由于喷嘴110具有密集的负电荷，使得离散微粒也携带有负电荷。直流电源113的正极与固定架111相连，以使得待喷涂工件112带有正电，进而在喷嘴110与待喷涂工件112之间形成喷涂所需的电场。当携带有电荷的离散微粒进入该电场后，受电场力的影响向待喷涂工件112飞行。位置控制装置114，分别与喷嘴110以及固定架111相接，可以改变喷嘴110与固定架111之间的相对位置，用于使喷嘴110至待喷涂工件112所在平面的垂直连线方向与重力方向具有第一夹角。喷嘴110与固定架111之间的相对位置包括喷嘴110与固定架111之间的距离以及喷嘴110至待喷涂工件112所在平面的垂直连线方向与重力方向之间的夹角。其中位置控制装置114可以为机械臂也可以是其他本领域技术人员容易想到的能够改变物体在空间内位置的设备。具体地，规定当从喷嘴110至待喷涂工件112所在的平面的垂线方向与重力方向相同时第一夹角为0°，当从喷嘴110至待喷涂工件112所在的平面的垂线方向与重力方向相垂直时第一夹角为90°，当从喷嘴110至待喷涂工件112所在的平面的垂线方向与重力方向相反时第一夹角为180°，则第一夹角的取值范围可以为大于0°小于等于180°，即离散微粒受到静电力的方向与其受到重力的方向之间的夹角可以为大于0°小于等于180°。例如，图1中所示的是第一夹角为90°的情况，图2中所示的是第一夹角为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电喷涂装置，包括：喷嘴，用于喷出喷涂物料；固定架，用于固定待喷涂工件，并且所述固定架配置为朝向所述喷嘴，以使得至少一部分从所述喷嘴喷出的喷涂物料可以飞行至所述待喷涂工件；直流电源，其负极与所述喷嘴相连，其正极与所述固定架相连，用于生成喷涂所需的电场；位置控制装置，分别与所述喷嘴以及所述固定架相接，用于使所述喷嘴至所述待喷涂工件所在平面的垂直连线方向与重力方向具有第一夹角，以利用重力对喷涂至所述待喷涂工件表面的喷涂物料的直径和/或质量进行筛选，从而调整所述待喷涂工件表面喷涂薄膜的状态，所述第一夹角的范围为大于0°小于等于180°。

【技术特征摘要】
1.一种静电喷涂装置，包括：喷嘴，用于喷出喷涂物料；固定架，用于固定待喷涂工件，并且所述固定架配置为朝向所述喷嘴，以使得至少一部分从所述喷嘴喷出的喷涂物料可以飞行至所述待喷涂工件；直流电源，其负极与所述喷嘴相连，其正极与所述固定架相连，用于生成喷涂所需的电场；位置控制装置，分别与所述喷嘴以及所述固定架相接，用于使所述喷嘴至所述待喷涂工件所在平面的垂直连线方向与重力方向具有第一夹角，以利用重力对喷涂至所述待喷涂工件表面的喷涂物料的直径和/或质量进行筛选，从而调整所述待喷涂工件表面喷涂薄膜的状态，所述第一夹角的范围为大于0°小于等于180°。2.根据权利要求1所述的静电喷涂装置，其中，所述第一夹角的范围为90°至180°。3.根据权利要求1所述的静电喷涂装置，其中，所述喷嘴的喷料方向与重力方向具有第二夹角；所述第二夹角等于所述第一夹角，或者所述第二夹角大于所述第一夹角且所述第二夹角与所述第一夹角的差值小于90°。4.根据权利要求1所述的静电喷涂装置，其中所述位置控制装置包括：第一控位装置，与所述喷嘴相连，用于控制所述喷嘴的空间姿态；第二控位装置，与所述固定架相连，用于控制所述待喷涂工件的空间姿态，以使其朝向所述喷嘴。5.根据权利要求4所述的静电喷涂装置，其中，所述第二控位装置还配置为绕其自身旋转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：于晴，孟庆波，李冬梅，吴会觉，罗艳红，石将建，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11