一种超声雾化热解喷涂薄膜制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超声雾化热解喷涂薄膜制备装置，包括主机箱

【技术实现步骤摘要】
一种超声雾化热解喷涂薄膜制备装置


[0001]本专利技术涉及薄膜制备
，具体涉及一种超声雾化热解喷涂薄膜制备装置
。

技术介绍

[0002]超声雾化热解喷涂是薄膜材料制备的一种常用方法
。
这种方法首先是利用超声波空化效应使得特定成分的前驱体溶液
(
或者悬浮液
)
形成液体气溶胶，然后在载气输运下到达被加热的衬底材料
(
薄膜沉积的固体材料
)
近表面附近，气溶胶颗粒在衬底近表面附近先后经历溶剂蒸发
、
固体物质热分解过程，最后在衬底材料上形成薄膜
。
超声雾化热解喷涂方法以设备简单
、
操作方便
、
原料易得
、
成膜效率高和成膜种类多等优点著称，在多个领域得到了广泛的应用
。
[0003]多年的科学研究和生产实践表明，采用超声雾化热解喷涂制备的薄膜存在结晶质量不高
、
薄膜表面粗糙度大
、
膜层应力大
、
针孔和其他结构缺陷多等问题，对于膜层质量要求较高的应用场合，这种方法并非最佳选择
。
近几年，材料科研人员利用超声雾化热解喷涂方法制备出了单晶级别的薄膜，使得这种方法完全有可能用于集成电路芯片用电子级薄膜制备，大量公开发表的科研论文不仅从制备工艺角度，而且从成膜机制角度对超声雾化热解喷涂方法展开讨论
。
就目前研究情况看，还没有哪一种理论解释或模型得到公认是正确和完备的，也就是说这种方法成膜机制的研究还不够丰富，还有大量工作要做
。
现在已知衬底温度
、
气溶胶入射衬底的方向
、
气溶胶入射速度
、
气溶胶成分
(
浓度
、
溶剂类型
)
和成膜设备构型对最终薄膜质量都有影响，都是研究中需要关注的重要工艺参数
。
[0004]现有超声雾化热解喷涂设备基本根据衬底法向与水平面关系分为三类：衬底竖直向上的
、
衬底竖直向下的和衬底法线与水平面呈一个特定角度的，目前一个设备无法实现上述三种情况的切换，需要不同设备来实现，而不同设备其他特征参数又不尽相同，对于科研而言缺乏了条件对比的同一性，使得最终得到的结论的科学性存在瑕疵
。

技术实现思路

[0005]针对目前存在的技术问题，本专利技术提供一种超声雾化热解喷涂薄膜制备装置，以解决现有技术中的问题
。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一种超声雾化热解喷涂薄膜制备装置，包括主机箱
、
安装壳体和薄膜制备组件，所述薄膜制备组件安装在所述安装壳体围成的安装腔内；
[0008]所述薄膜制备组件包括第一支柱
、
第二支柱和安装底座，所述安装底座连接在所述第一支柱和所述第二支柱之间，所述安装底座上设加热器和衬底托，该衬底托由电机驱动，衬底置于所述衬底托上，所述第一支柱上转动连接有第一支架，所述第一支架上设有喷嘴，该喷嘴位于所述衬底上方位置，所述喷嘴通过气溶胶管道与气溶胶接口连通，所述第一支架转动时能够带动所述喷嘴同步旋转，以使所述喷嘴与所述衬底托之间呈现出不同夹角
。
[0009]优选的，所述第一支架包括转动连接在所述第一支柱上的竖直梁，该竖直梁上滑动连接有横梁，所述喷嘴连接在所述横梁上，所述横梁沿所述竖直梁滑动过程中能够调节所述喷嘴与所述衬底托之间的距离
。
[0010]优选的，所述竖直梁上设有滑槽，该滑槽处滑动连接有滑块，所述滑块与所述横梁固定连接，在所述竖直梁的端部沿所述滑块的滑动方向连接有第一锁紧螺柱，该第一锁紧螺柱的端部能够抵在所述滑块上进行锁紧限位
。
[0011]如此设置，通过滑块沿竖直梁上的滑槽的滑动实现喷嘴与衬底托之间的距离调整
。
喷嘴出来的气溶胶是气液两相流，有比较复杂的运动规律，且这种规律随着与喷嘴与衬底之间距离的远近有显著的变化，目前不能从理论上给出准确的结论，只有通过实验和计算机仿真的办法来分析
。
实验已经发现，喷嘴与衬底距离对薄膜的形貌
、
结构和成膜速度等都有显著的影响，并且不同成分的薄膜材料制备，最佳的喷口衬底距离也可能是不同
。
因此量化可调的喷口衬底距离是必要和重要的
。
[0012]优选的，还包括沿水平方向设置的第一连接轴，所述第一连接轴的一端与所述安装底座固定连接，所述第一连接轴的另一端通过轴承转动连接在所述第一立柱上，所述第一连接轴上活动套设有带有刻度的第一齿轮，所述第一立柱上设有用于指示所述第一齿轮上的刻度的第一指针，所述竖直梁沿所述第一齿轮的径向固定连接在该第一齿轮上，所述第一立柱上还设有第一涡轮，该第一涡轮与所述第一齿轮相啮合
。
[0013]如此设置，使用时通过转动第一涡轮，带动第一齿轮转动，从而带动竖直梁
、
横梁及其喷嘴同步转动，进而实现气溶胶入射角度的量化调节
。
气溶胶入射角关系到气溶胶入射衬底的动量矢量的方向特征，也对垂直入射衬底表面的质量流通量有调节作用
。
在衬底近表面区域的物理过程复杂而关键，是多场耦合的特殊物理化学区域，外部多种因素对这个区域的状态产生敏感而显著的影响，并最终反映到制备薄膜的形貌
、
结构和成膜速度方面
。
入射动量矢量
、
质量流通量是上述外部因素中必须要重视的关键参数，对其量化无疑是必要的
。
[0014]优选的，所述第一连接轴上套设有带有刻度的转轮，该转轮与所述第一连接轴固定连接，所述转轮上设有手摇把手，所述第一立柱上设有用于指示所述转轮上的刻度的第二指针
。
[0015]如此设置，通过手摇把手带动转轮旋转，由于转轮与第一固定轴固定连接，第一固定轴与安装底座固定连接，当转轮旋转时带动安装底座及其衬底托同步旋转，实现了衬底托与水平面夹角的量化调整
。
一颗气溶胶胶体颗粒体积小，质量轻，重力影响可以忽略不计，但大量气溶胶胶体颗粒构成的定向气溶胶流，重力的影响是不能忽略的
。
衬底托法线与重力方向的夹角是重要参数，如果不能够量化掌控，最终薄膜特征
(
结构
、
形貌
、
成膜速度
)
是否可重复
、
结论是否可信，都不能得到有效保证，从而导致工艺参数的探索是不完备的
。
[0016]优选的，述第一立柱上沿竖直方向活动设有第二锁紧螺柱，该第二锁紧螺柱位于所述转轮的上方，且所述第二锁紧螺柱的端部能够抵在所述转轮上以对所述转轮进行锁紧限位
。
[0017]优选的，第二立柱上转动连接有第二支架，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超声雾化热解喷涂薄膜制备装置，其特征在于：包括主机箱
(6)、
安装壳体
(7)
和薄膜制备组件，所述薄膜制备组件安装在所述安装壳体
(7)
围成的安装腔内；所述薄膜制备组件包括第一支柱
(11)、
第二支柱
(12)
和安装底座
(53)
，所述安装底座
(53)
连接在所述第一支柱
(11)
和所述第二支柱
(12)
之间，所述安装底座
(53)
上设加热器和衬底托
(54)
，该衬底托
(54)
由电机
(56)
驱动，衬底置于所述衬底托
(54)
上，所述第一支柱
(11)
上转动连接有第一支架，所述第一支架上设有喷嘴
(33)
，该喷嘴
(33)
位于所述衬底上方位置，所述喷嘴
(33)
通过气溶胶管道与气溶胶接口连通，所述第一支架转动时能够带动所述喷嘴
(33)
同步旋转，以使所述喷嘴
(33)
与所述衬底托
(54)
之间呈现出不同夹角
。2.
根据权利要求1所述的一种超声雾化热解喷涂薄膜制备装置，其特征在于：所述第一支架包括转动连接在所述第一支柱
(11)
上的竖直梁
(31)
，该竖直梁
(31)
上滑动连接有横梁
(32)
，所述喷嘴
(33)
连接在所述横梁
(32)
上，所述横梁
(32)
沿所述竖直梁
(31)
滑动过程中能够调节所述喷嘴
(33)
与所述衬底托
(54)
之间的距离
。3.
根据权利要求2所述的一种超声雾化热解喷涂薄膜制备装置，其特征在于：所述竖直梁
(31)
上设有滑槽，该滑槽处滑动连接有滑块
(34)
，所述滑块
(34)
与所述横梁
(32)
固定连接，在所述竖直梁
(31)
的端部沿所述滑块
(34)
的滑动方向连接有第一锁紧螺柱
(35)
，该第一锁紧螺柱
(35)
的端部能够抵在所述滑块
(34)
上进行锁紧限位
。4.
根据权利要求2所述的一种超声雾化热解喷涂薄膜制备装置，其特征在于：还包括沿水平方向设置的第一连接轴，所述第一连接轴的一端与所述安装底座
(53)
固定连接，所述第一连接轴的另一端通过轴承转动连接在所述第一立柱
(11)
上，所述第一连接轴上活动套设有带有刻度的第一齿轮
(22)
，所述第一立柱
(11)
上设有用于指示所述第一齿轮
(22)
上的刻度的第一指针
(23)
，所述竖直梁
(31)
沿所述第一齿轮
(22)
的径向固定连接在...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚恒翔，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：