专利名称：甩胶喷雾热分解薄膜制备设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备薄膜的设备，尤其涉及一种使用甩胶喷雾热分解的 方法制备薄膜的设备。
背景技术：
薄膜制备的方法有很多种，如溶胶凝胶法、化学气相沉积、金属有机盐沉 积等化学方法，还包括液相外延、溅射、蒸发等物理方法，现在还常采用一 种喷雾热分解法来制备薄膜，这种方法使用图1所示的设备，用这种方法制备薄膜时，将配制好的溶液经压缩空气雾化器A4雾化后，在载流气体的带动 下，通过喷嘴Al喷进放置有被加热基板A2的容器中，使雾化体经电热丝A3 加热后挥发去溶剂并一步分解沉积在基板上成膜，在基板上获得光洁明亮的 薄膜。从上述对现有喷雾热分解法制备薄膜的过程中，发明人发现上述现有技 术至少存在以下问题由于喷雾成膜的过程为一层层逐渐进行，因此导致最后形成的薄膜厚度 不均匀，常常出现中间部分已达到厚度要求，而薄膜周边的厚度却未达到要 求，且制备薄膜的速度较慢，因此上述的喷雾热分解法所用的设备无法制备 出厚度均匀符合要求的薄膜，同时存在工作效率不高的缺点。发明内容本发明实施方式提供了一种甩胶喷雾热分解薄膜制备设备，该设备可以 方便快速的制备厚度均匀、洁净、不龟裂的薄膜，且可以避免加热装置对甩胶时转动用的转动装置的影响。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明实施方式提供了一种甩胶喷雾热分解薄膜制备设备，该设备包括反应室、测温装置、喷嘴、转盘、加热装置、冷却装置、雾化装置、转 动装置、控温装置和抽气装置构成；固定衬底的转盘设置在转动装置的转轴上，转盘上方设有喷嘴和测温装 置，喷嘴及测温装置与转盘上固定的衬底相对应，转盘、喷嘴及测温装置均 设置在反应室内；所述喷嘴通过管路与反应室外的雾化装置连接；测温装置与控温装置连接；转盘下方的反应室上设有加热装置，加热装置与所述控温装置连接；所 述加热装置与转动装置的机体之间的转轴上设有隔热用的冷却装置； 所述反应室上设有与外部抽气装置连接的抽气孔。 所述反应室包括下平台、围壁和上平台，围壁设置在下平台上，上平台设置在所述围壁 上并与下平台相对应，上平台、下平台及围壁共同构成反应室。所述围壁为石英管。所述喷嘴与测温装置均设置在反应室的上平台上。所述加热装置设置在反应室的下平台上，加热装置与下平台上方反应室 内的转盘相对应。所述抽气孔设置在反应室的上平台或下平台上。所述冷却装置为水冷装置，水冷装置通过进水管和出水管与循环水箱连 接形成冷却隔热的循环冷却装置。所述水冷装置为密闭的箱体结构，该箱体结构通过轴承设置在所述的转轴上，并通过固定件与转动装置的机体固定连接。所述冷却装置为风冷装置，风冷装置上设有进风口，通过管路与风机的 出风口连接。所述风冷装置为箱体结构，该箱体结构通过轴承设置在带有多个通风孔 的空心转轴上，该箱体结构通过固定件与转动装置的机体固定连接。由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施方式通过将 转盘设置在转动装置的转轴上，并在转盘上的固定衬底的上方对应设置与雾化装置连接的喷嘴；转盘下面的反应室上设置加热装置，加热装置与转动装 置机体之间的转轴上设置隔热用的冷却装置形成薄膜制备设备。该设备可以 通过转动装置与喷嘴、雾化装置配合形成甩胶喷雾热分解的方式制备厚度均 匀、洁净的薄膜，由于加热装置直接加热，因此制备的薄膜不会出现龟裂， 在制备过程中还可以通过设置在转盘上方与转盘上设置的衬底处对应的测温 装置方便测得制备薄膜的温度，达到准确控制温度的目的，通过冷却装置可 以将发热装置传导到转轴上的热量散发掉，避免了因转轴导热对转动装置造 成的影响。该设备结构简单、可以方便快速的制备薄膜。
图l为现有技术提供的喷雾热分解法制备薄膜的设备的结构示意图； 图2为本发明实施例一的薄膜制备设备的结构示意图； 图3为本发明实施例 一 中冷却装置为水冷装置的结构示意图； 图4为本发明实施例二的薄膜制备设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施方式提供的是一种甩胶喷雾热分解薄膜制备设备，该设备在 转动装置转轴上设置转盘，在转盘下面的反应室上设置一个加热装置，加热装置与转动装置机体之间的转轴上设有隔热用的冷却装置，在转盘上设置一 个与雾化装置连接的喷嘴，喷嘴与转盘上固定的衬底相对应。利用该设备可 以采用甩胶喷雾热分解的方法制备薄膜，当喷嘴将雾化装置雾化后的液体薄 膜材料喷出到转盘上固定的衬底上形成薄膜时，加热装置可以将形成后的薄 膜即刻加热去除薄膜中的溶剂。设在转动装置的机体与加热装置之间转轴上 的冷却装置起到了很好的隔热作用，使加热装置散发的热量不会因热传导对 转动装置造成影响。该设备结构简单，可以方便、快速的制备薄膜。为便于理解，下面结合附图及具体实施例进行详细说明。实施例一如图2所示，本实施例提供了一种甩胶喷雾热分解薄膜制备设备，可以以 甩胶喷雾热分解的方式在衬底(如玻璃、硅片等基片)上制备各种薄膜，该 设备具体包括反应室、测温装置l、喷嘴2、转盘4、加热装置5、冷却装置6、雾化装置 12、转动装置ll、控温装置14和抽气装置17构成；固定衬底3的转盘4设置在转动装置11的转轴10上，转盘4上方设有喷嘴2 和测温装置l，喷嘴2及测温装置1与转盘4上固定的衬底3相对应，转盘4、喷 嘴2及测温装置1均设置在反应室内；即转动装置设置在反应室的下方，转动 装置的转轴穿过反应室的底面伸入到反应室内，转盘设置在反应室内的转轴 顶端。所述喷嘴2通过管路与反应室外的雾化装置12连接；测温装置l与控温装 置14连接，测温装置l可以采用红外测温器；转盘4下方对应位置的反应室上设有加热装置5，加热装置5与所述控温装 置14连接；所述加热装置5与转动装置11的机体之间的转轴10上设有隔热用的 冷却装置6;所述反应室上设有与外部抽气装置17连接的抽气孔18,抽气孔18可以设置在反应室的上平台19上，也可以设置在下平台15上。通过抽气孔18及抽气 装置17可以将反应室内制备薄膜过程中产生的有害气体抽出，避免引发事故 (如爆炸、散发到空气中引起中毒等)。上述设备中，所述反应室具体结构如图2所示，包括下平台15、围壁16和上平台19，围壁16设置在下平台15上，上平台19设 置在所述围壁16上与下平台相对应，上平台、下平台15及围壁16构成反应 室。实际中，常釆用石英管作为围壁，将其设在上、下平台之间，石英管与 上、下平台共同形成一个反应室。所述喷嘴2与测温装置1均设置在石英管反应室上的上平台19上，与反应室中的转盘上的衬底相对应。所述加热装置5设置在反应室的下平台15上，下平台15下方的反应室外设 置的转动装置11的转轴10穿过加热装置5和下平台15伸入到反应室内，转轴IO 的顶端设置转盘4，加热装置5与转盘4的底面相对应，加热装置5可以起到对 转盘4上的衬底3直接加热的作用，且加热装置固定设置，不受转盘4转动的影 响，不但结构简单，也增加了安全性。实际中，上述设备中的冷却装置6可以采用水冷装置，见图3，水冷装置 为密闭的箱体结构25,通过密封轴承23设置在所述的转轴10上，并通过固定 件13与转动装置11机体固定连接，密闭的箱体结构25通过进水管22和出水管 24与循环水箱9连接形成冷却隔热的循环冷却装置，这种结构，当转动装置的 转轴转动时，水冷装置的箱体结构25静止不动，通过密封轴承与转承接触， 水箱内的循环水，可以将转轴上的热量散发掉，起到隔热、降温的作用。所述水冷装置的密闭的箱体结构25可以为环形结构，也可以为其它形 状，只要起到可以存置循环冷却水的腔体即可，通过循环冷却水将经轴承与 该腔体接触的转轴10的热量带走，但不因水冷装置的具体结构形状对本发明 构成限制。转动装置可以釆用电动机，如可调速电动机等，可以根据实际需要选择转速范围在0 ~ 8000转/分的可调速电动机。所述的雾化装置可以采用空气压缩机、空气压缩雾化装置或超声波雾化器。为保证转盘转动过程中，防止转盘上的衬底被甩飞，转盘的围壁与底面 间呈锐角的楔形槽，可用来卡住衬底。为准确控制温度，需要对衬底处的温度进行测量，采用在对应衬底3处的 上方设置的与衬底边缘位置相对应的红外测温器作为测温装置l,通过红外测 温器测温端测得衬底边缘的温度，进一步得到村底处的温度(如可以根据测 得点的温度与想获得的衬底处某点之间可能存在的温差，计算得出想获得的 衬底处某点温度)，这样设置的红外测温器可以避免直接测衬底上温度时， 因衬底形成的薄膜对光的影响进而影响了红外测温器的光测温端，导致测温 结果不准确的问题。使用时，通过雾化装置及喷嘴将薄膜的液料雾化后喷到转动着的转盘上 的衬底上，以甩胶与喷雾配合的形式逐渐形成薄膜，加热装置同时对转盘及 村底加热，起到对村底上的薄膜加热去除溶剂的作用，这时冷却装置内通过 循环冷却水的循环运转，将加热装置传导给转轴的热量带走，进而保证了转 动装置不受加热装置的影响可以正常工作。可以通过红外测温器测量得到衬 底处的温度，并通过控温装置对加热装置进行控制，进而方便控制制备薄膜 时衬底处的温度。 实施例二如图4所示，本实施例中提供了一种以风冷装置作为冷却装置的甩胶喷雾 热分解薄膜制备设备，该设备的其它结构与实施例一所述的设备相同。所述的风冷装置的具体结构见图4，风冷装置上设有进风口30,通过管路 与风机32的出风口连接。该设备中的转动装置的转轴为中空结构，转轴上设有与中空结构连接的多个通风孔31,所述风冷装置为箱体结构，该箱体结构 通过轴承设置在带有多个通风孔31的空心转轴上，该箱体结构通过固定件13与转动装置11的机体固定连接。其中，上述的冷却装置的箱体结构可以为圆环形、或其它形状，作为冷却风通过时的容置空间，不对本发明构成限制。本实施例中通过风冷装置作为冷却装置，在实际制备时不但较容易实 现，且不会出现使用液体为介质的冷却装置中因泄漏对设备造成的不良影 响，增加了设备的安全性。综上所述，本发明实施例中提供的甩胶喷雾热分解薄膜制备设备，通过 转动装置、雾化装置和加热装置配合，实现以甩胶喷雾热分解的方式方便、 快速的制备薄膜，且通过冷却装置避免了加热装置对转动装置造成的影响， 保证了设备的安全、高效运行。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1、一种甩胶喷雾热分解薄膜制备设备，其特征在于，该设备包括反应室、测温装置(1)、喷嘴(2)、转盘(4)、加热装置(5)、冷却装置(6)、雾化装置(12)、转动装置(11)、控温装置(14)和抽气装置(17)构成；固定衬底(3)的转盘(4)设置在转动装置(11)的转轴(10)上，转盘(4)上方设有喷嘴(2)和测温装置(1)，喷嘴(2)及测温装置(1)与转盘(4)上固定的衬底(3)相对应，转盘(4)、喷嘴(2)及测温装置(1)均设置在反应室内；所述喷嘴(2)通过管路与反应室外的雾化装置(12)连接；测温装置(1)与控温装置(14)连接；转盘(4)下方的反应室上设有加热装置(5)，加热装置(5)与所述控温装置(14)连接；所述加热装置(5)与转动装置(11)的机体之间的转轴(10)上设有隔热用的冷却装置(6)；所述反应室上设有与外部抽气装置(17)连接的抽气孔(18)。
2、 根据权利要求l所述的设备，其特征在于，所述反应室包括下平台(15)、围壁(16)和上平台(19),围壁(16)设置在下平台 (15)上，上平台(19)设置在所述围壁(16)上并与下平台相对应，上平 台、下平台(15)及围壁(16)共同构成反应室。
3、 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述围壁为石英管。
4、 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述喷嘴(2)与测温装置 (1)均设置在反应室的上平台(19)上。
5、 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述加热装置(5)设置在 反应室的下平台(15)上，加热装置(5)与下平台(15)上方反应室内的转盘(4)相对应。
6、 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述抽气孔(18)设置在 反应室的上平台(19)或下平台(15)上。
7、 根据权利要求l所述的设备，其特征在于，所述冷却装置(6)为水冷 装置，水冷装置通过进水管(22)和出水管(24)与循环水箱(9)连接形成 冷却隔热的循环冷却装置。
8、 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述水冷装置为密闭的箱 体结构(25)，该箱体结构(25)通过轴承(23)设置在所述的转轴(10) 上，并通过固定件(13)与转动装置(11)的机体固定连接。
9、 根据权利要求l所述的设备，其特征在于，所述冷却装置(6)为风冷 装置，风冷装置上设有进风口 (31),通过管路与风机(32)的出风口连 接。
10、 根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述风冷装置为箱体结 构，该箱体结构通过轴承设置在带有多个通风孔(30)的空心转轴上，该箱 体结构通过固定件(13)与转动装置(11)的机体固定连接。
全文摘要
本发明公开一种甩胶喷雾热分解薄膜制备设备。该设备包括固定衬底的转盘设置在转动装置的转轴上，转盘上方设有喷嘴和测温装置，喷嘴及测温装置与转盘上固定的衬底相对应，转盘、喷嘴及测温装置均设置在反应室内；所述喷嘴通过管路与反应室外的雾化装置连接；测温装置与控温装置连接；转盘下方的反应室上设有加热装置，加热装置与所述控温装置连接；所述加热装置与转动装置的机体之间的转轴上设有隔热用的冷却装置；所述反应室上设有与外部抽气装置连接的抽气孔。该设备以甩胶喷雾热分解的方式制备薄膜，对制备薄膜直接加热，使其不龟裂、且避免污染，并可根据需要加厚，制备时可准确控温，通过冷却装置散热，避免了热传导对转动装置的影响。
文档编号C23C20/00GK101245454SQ20071030442
公开日2008年8月20日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者江 朱, 武光明 申请人:北京石油化工学院