專利名稱：液位沉降法制備薄膜的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備薄膜的技術(shù)，尤其涉及一種利用液位沉降法制備薄 膜的裝置。
背景技術(shù)：
薄膜材料的制備和研究是材料學(xué)研究的主要課題之一 ，薄膜的制備方法
很多，如M0CVD 、 PECVD 、 PLD 、分子束外延技術(shù)、磁控濺射方法、溶膠一 凝膠方法、甩膠法、提拉法等。提拉法制備薄膜由于設(shè)備簡單廉價(jià)，被薄膜 研究者廣泛使用。
現(xiàn)有技術(shù)中提拉法一般采用如圖1所示的設(shè)備，該設(shè)備由在烘干箱1內(nèi) 設(shè)置圓桶形容器2,在烘干箱1上面設(shè)置電動(dòng)機(jī)3構(gòu)成，制備薄膜時(shí)，將基板 4通過電動(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)的吊線5浸入放有制膜液的圓桶形容器2中，通過控制電 動(dòng)機(jī)3對吊線5的收放實(shí)現(xiàn)對基板4在圓桶形容器2中的提位，因圓桶形容 器2裝有制備薄膜的液體，從而在每次從液體中拉起基板時(shí)，在基板表面形 成一層液膜，再通過調(diào)節(jié)烘干箱的溫度， 一般要達(dá)到100--20(TC左右，使基 材表面的液膜干燥，然后再將基板入入圓桶形容器2的液體內(nèi)進(jìn)行下一液膜 的提拉，這樣多次提拉、烘干后，則在基板4上得到所需厚度的薄膜。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題
提拉法制備薄膜具有很多不足，如用溶液里量較大、多次提拉需手工放 入較麻煩、每次成膜厚度不易控制、增加固化氛圍困難、襯底不易固定、工 業(yè)化應(yīng)用較難等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施方式提供一種液位沉降法制備薄膜的裝置，可以通過液位反 復(fù)沉降的方式，利用很少的液體完成對基板的鍍膜，從而減少制備薄膜時(shí) 間，降低制備薄膜成本。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明實(shí)施方式提供一種液位沉降法制備薄膜的裝置，該裝置包括
容器、加熱板、儲液器和管路，其中，所述容器為方形扁平結(jié)構(gòu)，容器 上設(shè)有輸液口，所述容器通過輸液口經(jīng)管路與儲液器連通；所述容器上設(shè)有 加熱板，所述加熱板與容器內(nèi)放置制膜基板的位置相對應(yīng)。
所述儲液器包括儲液容器和雙向輸液泵，雙向輸液泵的出液口與儲液 容器連通，雙向輸液泵的進(jìn)液口作為儲液器的入口。
所述雙向豸敘液泵為電動(dòng)雙向^"液泵。
所述裝置還包括
容器傾角調(diào)節(jié)器，其上設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)置的容器的多個(gè)定位卡件。 所述的容器傾角調(diào)節(jié)器為扇形平板結(jié)構(gòu)，在該容器傾角調(diào)節(jié)器的一面上 均勻設(shè)置多個(gè)定位卡件和一個(gè)放置所述容器的活動(dòng)卡座。
所述容器傾角調(diào)節(jié)器上與多個(gè)定位卡件對應(yīng)設(shè)有傾角角度標(biāo)識。 所述容器還包括氣體注入口，用于與提供干燥保護(hù)氣體的氣體裝置連接。
所述容器調(diào)節(jié)器，設(shè)置在所述容器內(nèi)，用于調(diào)節(jié)容器容積的大小。 所述容器調(diào)節(jié)器為與所述容器內(nèi)部容置空間匹配的方形扁平結(jié)構(gòu)容器。 所述加熱板為紅外加熱板或電加熱板，設(shè)置在的所述容器的 一側(cè)壁上，
該紅外加熱板的加熱面對應(yīng)所述容器內(nèi)》文置基4反的位置。
由上述本發(fā)明實(shí)施方式提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施方式通過
雙向輸液泵與方形扁平結(jié)構(gòu)的容器及儲液器的配合，通過抽出和注入方式降低液面，即采用液位沉降的方式，利用較少的液體，即可完成在基玲反上制備 薄膜。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，由于采用方形扁平結(jié)構(gòu)的容器，減少了用液量，有 效降低了制備薄膜的成本，并且通過控制液位的沉降，可以方便的制備所需 的薄膜，而基板不用動(dòng)并可任意調(diào)節(jié)傾斜角度，加快了制備薄膜時(shí)間，該裝 置可任意角度傾斜，使一次性鍍膜厚度可控。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的提拉法制備薄膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的制備薄膜的裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的方形扁平容器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的儲液器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例二的制備薄膜的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施方式是一種利用液位沉降法實(shí)現(xiàn)在基板上制備薄膜的裝置， 該裝置具體包括容器、加熱板、儲液器和管路，其中，所述容器為方形扁 平結(jié)構(gòu)，容器上設(shè)有輸液口，所述容器通過輸液口經(jīng)管路與儲液器連通；所 述容器上設(shè)有加熱板，所述加熱板與容器內(nèi)放置制膜的基板的位置相對應(yīng)。 該裝置結(jié)構(gòu)筒單，通過儲液器與容器形成連通，實(shí)現(xiàn)對容器內(nèi)的液位的液面 升降進(jìn)行控制，在加熱板的控制下完成容器內(nèi)基板上薄膜的制備，由于容器 采用方形扁平結(jié)構(gòu)，只用極少的液量即可將基板完全浸泡，在基板表面形成 液體薄膜，且在制備薄膜過程中，基板不用提拉，只是液位反復(fù)沉降，有效
提高了制備薄膜的時(shí)間。
為便于理解，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例一如圖2、 3所示，本實(shí)施例提供一種液位沉降法制備薄膜的裝置，用于在 基板上制備薄膜，該裝置具體包括
容器21、加熱板22、儲液器24和管3各23，其中，所述容器21為方形扁平 結(jié)構(gòu)，容器上設(shè)有輸液口211,所述容器21通過輸液口211經(jīng)管路23與儲液器 24連通；所述容器21上設(shè)有加熱板22 (可以采用可控加熱斧反)，所述加熱*反 22與容器21內(nèi)放置制膜的基板25的位置相對應(yīng)，用于薄膜的干燥和退火。其 中，方形扁平結(jié)構(gòu)的容器21可以有效減少制備薄膜時(shí)的用液量，只用很少的 液體，就可以將容器21內(nèi)準(zhǔn)備鍍膜的基板25浸泡，有膠降低了制備薄膜的成 本。
上述裝置中，所述儲液器24的結(jié)構(gòu)如圖4所示，具體由儲液容器241和雙 向輸液泵242構(gòu)成，該雙向輸液泵242的出液口與^f渚液容器241連通，雙向輸液 泵242的進(jìn)液口作為儲液器24的入口 ，實(shí)際中，所述的雙向輸液泵242為電動(dòng) 雙向輸液泵，這種結(jié)構(gòu)的儲液器24與所述的容器21連接時(shí)，可以通過控制雙 向輸液泵進(jìn)而方便的控制所述容器21內(nèi)液面的高度，達(dá)到使液面升或降，在 液面沉降時(shí)則脫離對容器21內(nèi)的基板25的浸泡，使基才反25上形成液膜，然后 通過加熱板22的加熱完成基板25表面液膜的干燥，加熱^反22可以采用紅外加 熱才反或電加熱^反等可控加熱板，這種加熱板較可以方l更的控制干燥溫度，并 且由于容器21內(nèi)的空間較小，加熱板22工作后可以在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的 溫度(一般在5分鐘內(nèi)可達(dá)到300。C ),從而加快對基板25表面液膜的干燥。
在上述裝置的基礎(chǔ)上，還可以加入容器調(diào)節(jié)器，該容器調(diào)節(jié)器具體為與 所述容器內(nèi)部容置空間匹配的方形扁平結(jié)構(gòu)容器，使用時(shí)設(shè)置在所述容器 內(nèi)，實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)制備薄膜基板大小的不同，按需要調(diào)節(jié)容器21內(nèi)容積的大 小，這樣通過^f吏用不同大小的容器調(diào)節(jié)器，達(dá)到節(jié)省用液量的目的。
本實(shí)施例中的裝置，可以利用較少的液體在較短的時(shí)間內(nèi)在基板上制備 薄膜。
實(shí)施例二如圖5所示，本實(shí)施例提供一種傾角可調(diào)的液位沉降法制備薄膜的裝置， 該裝置具體是在實(shí)施例一中所述裝置的基礎(chǔ)上，設(shè)置一個(gè)容器傾角調(diào)節(jié)器
28，該容器傾角調(diào)節(jié)器28為扇形平板結(jié)構(gòu)，在該容器傾角調(diào)節(jié)器28的一面上 均勻設(shè)置多個(gè)定位卡件27和一個(gè)放置所述容器的活動(dòng)卡座26，將所述放置基 板的容器21放置在容器傾角調(diào)節(jié)器28的活動(dòng)卡座26上，將所述容器21的上端 卡在容器傾角調(diào)節(jié)器28定位卡件27上，當(dāng)容器21的上端卡在不同位置的定位 卡件27上時(shí)，容器21則處在不同的傾角，由于它與儲液器連通形成連通器， 若容器21的傾角越大，則其內(nèi)的液面下降，則在容器21內(nèi)的基板上形成一層 液膜，再通過加熱板加熱使液膜干燥，根據(jù)需制備薄膜厚度的同，經(jīng)多次調(diào) 整容器21的傾角后，完成薄膜的制備。
實(shí)際中，還可以在所述容器21上設(shè)置氣體注入口201，通過該氣體注入口 2 01與提供干燥保護(hù)氣體的氣體裝置連接，在制備薄膜過程中向容器內(nèi)加入干 燥保護(hù)氣體，進(jìn)一步保證在基板25上制備薄膜的化學(xué)反應(yīng)的效果。
本實(shí)施例中的裝置在容器傾角調(diào)節(jié)器28的配合下，可以方便的通過對容 器21傾角的調(diào)節(jié)達(dá)到對其內(nèi)液面的升降的控制，完成對容器21內(nèi)基板的薄膜 的制備。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例中制備薄膜的裝置通過液位沉降的方式，將承 載薄膜的襯底浸入溶液或溶膠中，保持基板不動(dòng)，在用液量較少的前提下， 通過抽出或注入(包括將容器傾斜來達(dá)到降低液面)方式降低液面，在襯底 上形成薄膜的方法，不僅可以直接干燥，而且可以加入氣體氛圍，達(dá)到方 便、快速的在不同大小的基板上制備薄膜的效果。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本 低，可以制備質(zhì)量好的薄膜，便于普及薄膜制備研究.使更多人參與其中， 推動(dòng)材料研究的發(fā)展。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施例，不因各實(shí)施例的前后次序?qū)?本發(fā)明構(gòu)成任命限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的 保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種液位沉降法制備薄膜的裝置，其特征在于，該裝置包括容器(21)、加熱板(22)、儲液器(24)和管路(23)，其中，所述容器(21)為方形扁平結(jié)構(gòu)，容器上設(shè)有輸液口(211)，所述容器(21)通過輸液口(211)經(jīng)管路(23)與儲液器(24)連通；所述容器(21)上設(shè)有加熱板(22)，所述加熱板(22)與容器(21)內(nèi)放置制膜基板(25)的位置相對應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述儲液器(24)包括 儲液容器(241)和雙向輸液泵(242 ),雙向輸液泵(242 )的出液口與儲液 容器(241)連通，雙向輸液泵(242 )的進(jìn)液口作為儲液器(24)的入口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述雙向輸液泵為電動(dòng)雙 向輸-、液泵。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 容器傾角調(diào)節(jié)器(28)，其上設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)置的容器的多個(gè)定位卡件(27) 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述的容器傾角調(diào)節(jié)器(28) 為扇形平板結(jié)構(gòu)，在該容器傾角調(diào)節(jié)器(28)的一面上均勻設(shè)置多個(gè) 定位卡件(27)和一個(gè)放置所述容器的活動(dòng)卡座(26)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述容器傾角調(diào)節(jié)器上與 多個(gè)定位卡件對應(yīng)設(shè)有傾角角度標(biāo)識。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述容器還包括氣體注 入口 (201),用于與提供干燥保護(hù)氣體的氣體裝置連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述容器調(diào)節(jié) 器，設(shè)置在所述容器內(nèi)，用于調(diào)節(jié)容器容積的大小。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述容器調(diào)節(jié)器為與所述容器內(nèi)部容置空間匹配的方形扁平結(jié)構(gòu)容器。
10、根據(jù)權(quán)利要求l ~ 3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述加熱板 為紅外加熱板或電加熱板，設(shè)置在的所述容器的一側(cè)壁上，該紅外加熱板的加熱面對應(yīng)所述容器內(nèi)^:置基^1的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種液位沉降法制備薄膜的裝置，該裝置包括容器、加熱板、儲液器和管路，其中，所述容器為方形扁平結(jié)構(gòu)，容器上設(shè)有輸液口，所述容器通過輸液口經(jīng)管路與儲液器連通；所述容器上設(shè)有加熱板，所述加熱板與容器內(nèi)放置制膜的基板的位置相對應(yīng)，用于薄膜的干燥和退火。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，由于采用方形扁平結(jié)構(gòu)的容器，減少了用液量，有效降低了制備薄膜的成本，并且通過控制液位的沉降，可以方便的制備所需的薄膜，而基板不用動(dòng)，裝置可任意角度傾斜，使一次性鍍膜厚度可控，加快了制備薄膜時(shí)間。
文檔編號B05C3/02GK101623682SQ20081011640
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者文 唐, 張菲菲, 江 朱, 武光明, 偉 江, 怡 王, 彬 韓 申請人:北京石油化工學(xué)院