專利名稱：一種制備高分子功能薄膜的真空噴射鍍膜機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電器件特別是聚合物光電器件功能薄膜的制備設(shè)備，具體涉及一種制備高分子功能薄膜的真空噴射鍍膜機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來，有機(jī)光電器件特別是聚合物光電器件的應(yīng)用和研究已十分廣泛，如聚合物太陽能電池、電致發(fā)光器件、薄膜晶體管、光開關(guān)、光導(dǎo)纖維等，這些器件因應(yīng)用性能優(yōu)越的聚合物而受到人們的廣泛關(guān)注。與無機(jī)材料或有機(jī)小分子材料相比，聚合物材料具有質(zhì)量輕、柔韌性好、易于加工、成本低、成膜面積大、能調(diào)整半導(dǎo)體能隙等諸多優(yōu)點(diǎn)。光電器件要求將聚合物制備成薄膜，常用的制備聚合物薄膜的方法有浸涂法、旋涂法、絲網(wǎng)印刷法、噴墨打印法和刮片法，這些方法需要將聚合物材料制成高濃度溶液，一般溶液中聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要大于1%，而聚合物種類繁多，找到合適的溶解溶劑很困難，為了達(dá)到所需的溶液濃度，常常需加入一些有害溶劑，如苯、甲苯、己烷等，不利于其制備和使用。為了克服上述方法的缺點(diǎn)，研究人員又提出了噴霧法，該方法能夠用濃度非常低的溶液制備出面積大而平整的薄膜，擴(kuò)大了聚合物材料的選擇范圍，但與上述方法一樣，噴霧法在制備聚合物薄膜時(shí)暴露在大氣中，塵埃、空氣不可避免地會殘留在薄膜里，從而降低光電器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有功能薄膜制備設(shè)備的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)合理、生產(chǎn)效率高、可用于開發(fā)納米級單層及多層功能薄膜、梯度薄膜、半導(dǎo)體薄膜、導(dǎo)電薄膜等的真空噴射鍍膜機(jī)，以滿足光電器件特別是聚合物光電器件功能薄膜的制備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種制備高分子功能薄膜的真空噴射鍍膜機(jī)，包括電控系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)和系統(tǒng)支架，系統(tǒng)支架下部固定安裝有抽氣系統(tǒng)，抽氣系統(tǒng)通過預(yù)抽管道和高真空管道連接一個(gè)帶有觀察窗和盲法蘭的真空噴射室，真空噴射室內(nèi)設(shè)置有可往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺，將溶液噴射到基片上實(shí)現(xiàn)噴射鍍膜的噴射系統(tǒng)設(shè)置在真空噴射室側(cè)部，噴射系統(tǒng)的噴嘴伸入真空噴射室內(nèi)并對準(zhǔn)固定在移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺上的基片，電控系統(tǒng)通過導(dǎo)線與測量裝置、基片加熱轉(zhuǎn)臺相連。所述真空噴射室包括圓筒形的真空室和真空室兩端封裝的LF法蘭組件，真空室前側(cè)設(shè)有第一 CF超高真空觀察窗，真空室上方安裝有復(fù)合式真空規(guī)、膜厚測量裝置預(yù)留法蘭、備用CF超高真空盲法蘭、燈絲組件、激光測量裝置預(yù)留法蘭，膜厚測量裝置預(yù)留法蘭和激光測量裝置預(yù)留法蘭分別連接膜厚測量裝置和激光測量裝置，用于鍍膜過程中監(jiān)測鍍膜的厚度、噴射束的噴射角度和霧滴直徑，真空室后側(cè)設(shè)有烘烤用電極引線、CF超高真空盲法蘭和第二CF超高真空觀察窗，真空室下方安裝有兩個(gè)連接抽氣系統(tǒng)的法蘭；右LF法蘭上方焊接有第三CF超高真空觀察窗，中部連接有噴射系統(tǒng)安裝法蘭和第二超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件，下部安裝有第二 CF超高真空電極和超高真空放氣閥；左LF法蘭上方安裝有第一 CF超高真空電極和備用CF超高真空電極，中部左右對稱安裝有兩個(gè)鎧裝熱電偶和把手，鎧裝熱電偶用來測量真空室溫度，下部安裝有第一超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件，第一超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件兩端分別連接真空室外的手動(dòng)搖桿和真空室內(nèi)的一根絲杠，絲杠上配合設(shè)置有絲母，絲母安裝在移動(dòng)支架下方，絲杠上方設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)臺支撐架，轉(zhuǎn)臺支撐架左端焊接在真空室左 LF法蘭內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)臺支撐架上方絲杠對應(yīng)位置的兩側(cè)對稱設(shè)置有兩根光杠，每根光杠上安裝有一個(gè)直線軸承，移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺的移動(dòng)支架固定安裝在直線軸承上，轉(zhuǎn)臺支撐架下方套裝在絲杠兩端的光桿部分，轉(zhuǎn)臺支撐架下方對稱安裝有兩個(gè)定向輪和兩個(gè)萬向輪，真空室門為抽拉式，左LF法蘭下端左右對稱安裝有兩個(gè)定向輪，拉動(dòng)把手時(shí)，可將樣品一并拉出ο所述噴射系統(tǒng)包括燒杯、噴射溶液、變截面流量計(jì)、角形隔膜閥、噴嘴、VCR管件和噴嘴擋板，燒杯設(shè)置在系統(tǒng)支架上，燒杯內(nèi)的溶液由VCR管件引出，VCR管件引出端依次連接變截面流量計(jì)、角形隔膜閥、噴嘴，噴嘴對準(zhǔn)基片；右LF法蘭中部安裝有可旋轉(zhuǎn)的噴嘴擋板，噴嘴擋板平行于右LF法蘭，在噴嘴噴射不穩(wěn)定時(shí)或者停止噴射時(shí)，噴嘴擋板擋住噴嘴防止溶液噴射到基片上。由于真空室內(nèi)為真空環(huán)境，而溶液表面為大氣壓，所以在壓差作用下溶液被吸入到VCR管件中。所述移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺包括真空步進(jìn)電機(jī)、移動(dòng)支架、旋轉(zhuǎn)臺、輻板、基片加熱器、 隔熱板、基片固定架和基片擋板，移動(dòng)支架左端設(shè)有一個(gè)第一真空步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)動(dòng)力輸出軸與旋轉(zhuǎn)臺連接，第一真空步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)基片的公轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)臺內(nèi)部設(shè)置有第二真空步進(jìn)電機(jī)，第二真空步進(jìn)電機(jī)連接一級齒輪傳動(dòng)副，齒輪傳動(dòng)副的輸出軸中部通過軸承固定在輻板上，以支撐齒輪傳動(dòng)副的小齒輪軸，輸出軸末端安裝有基片加熱器和正方形的基片固定架，第二真空步進(jìn)電機(jī)、第三真空步進(jìn)電機(jī)及基片加熱器通過導(dǎo)線與安裝在旋轉(zhuǎn)臺左端的電刷連接，電刷通過導(dǎo)線與左LF法蘭上的第一 CF超高真空電極連接，基片加熱器靠近齒輪軸的一側(cè)設(shè)有隔熱板。所述輻板中部固定安裝有第三真空步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)輸出軸軸端固定有基片擋板， 基片擋板上開有一個(gè)圓孔，通過電機(jī)帶動(dòng)基片擋板轉(zhuǎn)動(dòng)使圓孔轉(zhuǎn)至對應(yīng)的基片位置即可對該基片進(jìn)行鍍膜，而另外的基片固定架被基片擋板擋住，因此鍍膜時(shí)不會污染其它基片。所述抽氣系統(tǒng)采用復(fù)合分子泵作為主泵，機(jī)械泵作為前級泵和預(yù)抽泵，真空室下方的其中一個(gè)法蘭連接預(yù)抽管道，預(yù)抽管道中設(shè)有第一插板閥，另一個(gè)法蘭連接高真空管道，高真空管道中依次設(shè)有第二插板閥、共軸吸附阱、復(fù)合分子泵以及第一高真空手動(dòng)擋板閥，預(yù)抽管道和高真空管道匯合在一起后依次連接分子篩吸附阱、第二高真空手動(dòng)擋板閥以及機(jī)械泵。本發(fā)明的有益效果是
1)真空噴霧法兼具普通噴霧法和物理氣相沉積的優(yōu)點(diǎn)，在制備聚合物薄膜過程中，霧化后的液滴中溶劑在真空中可更快蒸發(fā)，所用溶液的濃度非常低，這使難溶聚合物的使用成為可能；
2)真空環(huán)境大大降低了鍍膜過程的污染程度，可制備高質(zhì)量的聚合物薄膜；
3)真空噴霧法可用于制備聚合物梯度膜或多層膜，較傳統(tǒng)的旋涂法、氣相輸運(yùn)法等可提高工作效率，減少制備成本。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的真空噴射室結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2的左視圖4是左LF法蘭結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖4的左視圖； 圖6是圖4的俯視圖； 圖7是右LF法蘭結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例的噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10是本發(fā)明實(shí)施例的基片固定架安裝示意圖； 圖11是本發(fā)明實(shí)施例的抽氣系統(tǒng)原理圖中1真空噴射室，1-1真空室，1-1-1復(fù)合式真空規(guī)，1-1-2膜厚測量裝置預(yù)留法蘭， 1-1-3備用CF超高真空盲法蘭，1-1-4燈絲組件，1-1-5激光測量裝置預(yù)留法蘭，1-1-6第一 CF超高真空觀察窗，1-1-7小徑法蘭，1-1-8大徑法蘭，1-1-9烘烤用電極引線，1-1-10CF超高真空盲法蘭，1-1-11第二 CF超高真空觀察窗，1-2左LF法蘭，1-2-1第一 CF超高真空電極，1-2-2備用CF超高真空電極，1-2-3左右鎧裝熱電偶，1-2-4第一超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件， 1-2-4-1手動(dòng)搖桿，1-2-4-2絲杠，1-2-5轉(zhuǎn)臺支撐架，1-2-5-1光杠，1-2-5-2直線型軸承， 1-2-6-1第一定向輪，1-2-6-2第二定向輪，1-2-6-3萬向輪，1-3右LF法蘭，1-3-1第三CF 超高真空觀察窗，1-3-2第二超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件，1-3-3法蘭，1-3-4第二 CF超高真空電極，1-3-5超高真空放氣閥；
2噴射系統(tǒng)，2-1燒杯，2-2變截面流量計(jì)，2-3角形隔膜閥，2-4噴嘴，2-5VCR管件，2_6 噴嘴擋板；
3移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺，3-1第一真空步進(jìn)電機(jī)，3-2移動(dòng)支架，3-2-1絲母，3-3旋轉(zhuǎn)臺， 3-3-1電刷，3-4第二真空步進(jìn)電機(jī)，3-4-1主動(dòng)齒輪，3-4-2從動(dòng)齒輪，3-5輻板，3_6基片加熱器，3-7隔熱板，3-8基片固定架，3-8-1簧片，3-9第三真空步進(jìn)電機(jī)，3-10基片擋板；
4抽氣系統(tǒng)，4-1復(fù)合分子泵，4-2機(jī)械泵，4-3第一插板閥，4-4第二插板閥，4-5共軸吸附阱，4-6第一高真空手動(dòng)擋板閥，4-7分子篩吸附阱，4-8第二高真空手動(dòng)擋板閥； 5系統(tǒng)支架。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明
如圖1所示，本發(fā)明的制備高分子功能薄膜的真空噴射鍍膜機(jī)，包括電控系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)2和系統(tǒng)支架5，系統(tǒng)支架5下部固定安裝有抽氣系統(tǒng)，抽氣系統(tǒng)4通過預(yù)抽管道和高真空管道連接一個(gè)帶有觀察窗和盲法蘭的真空噴射室1，真空噴射室1內(nèi)設(shè)置有可往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺3，將溶液噴射到基片上實(shí)現(xiàn)噴射鍍膜的噴射系統(tǒng)2設(shè)置在真空噴射室1側(cè)部，噴射系統(tǒng)2的噴嘴2-4伸入真空噴射室1內(nèi)并對準(zhǔn)固定在移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺3 上的基片。如圖2、圖3所示，所述真空噴射室1包括圓筒形的真空室1-1和真空室兩端封裝的左LF法蘭1-2、右LF法蘭1-3，真空室1_1由不銹鋼鋼板卷制、氬弧焊焊接而成，真空室1-1上方安裝有復(fù)合式真空規(guī)1-1-1、膜厚測量裝置預(yù)留法蘭1-1-2、備用CF超高真空盲法蘭1-1-3、燈絲組件1-1-4、激光測量裝置預(yù)留法蘭1-1-5，膜厚測量裝置預(yù)留法蘭1-1-2 和激光測量裝置預(yù)留法蘭1-1-5分別連接膜厚測量裝置和激光測量裝置，用于鍍膜過程中監(jiān)測鍍膜的厚度、噴射束的噴射角度和霧滴直徑，真空室1-1前側(cè)設(shè)有第一 CF超高真空觀察窗1-1-6，真空室1-1下方焊接有連接抽氣系統(tǒng)的小徑法蘭1-1-7和大徑法蘭1-1-8，真空室1-1后側(cè)設(shè)有烘烤用電極引線1-1-9、CF超高真空盲法蘭1-1-10和第二 CF超高真空觀察窗1-1-11 ；如圖4、圖5、圖6所示，左LF法蘭1_2上方安裝有第一 CF超高真空電極 1-2-1和備用CF超高真空電極1-2-2，中部左右對稱安裝有兩個(gè)鎧裝熱電偶1-2-3并焊接有把手，鎧裝熱電偶1-2-3用來測量真空室1-1溫度，下部安裝有第一超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件 1-2-4，第一超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件1-2-4兩端分別連接真空室1-1外的手動(dòng)搖桿1-2-4-1和真空室1-1內(nèi)的一根絲杠1-2-4-2，手動(dòng)搖桿1-2-4-1通過聯(lián)軸器連接絲杠1_2_4_2，絲杠 1-2-4-2上配合設(shè)置有絲母3-2-1，絲母3-2-1安裝在移動(dòng)支架3_2下方，絲杠1_2_4_2上方設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)臺支撐架1-2-5，轉(zhuǎn)臺支撐架1-2-5焊接在左CF法蘭1-2內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)臺支撐架 1-2-5上方對稱焊接有四個(gè)立柱，立柱上有圓孔，兩根光杠1-2-5-1分別穿入立柱的圓孔中且兩端設(shè)有細(xì)槽，槽上安裝有卡簧，通過卡簧對光杠1-2-5-1限位；每根光杠1-2-5-1上安裝有一個(gè)直線軸承1-2-5-2，移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺3的移動(dòng)支架3-2固定安裝在直線軸承上 1-2-5-2，轉(zhuǎn)臺支撐架1-2-5下方通過深溝球軸承套裝在絲杠1-2-4-2兩端的光桿部分，保證絲杠1-2-4-2的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺支撐架1-2-5下方靠近左LF法蘭1_2 —側(cè)對稱安裝有兩個(gè)第二定向輪1-2-6-2和兩個(gè)萬向輪1-2-6-3，真空室內(nèi)部下側(cè)水平焊接一平板，兩個(gè)第二定向輪1-2-6-1和兩個(gè)萬向輪1-2-6-2可在平板上滾動(dòng)，真空噴射室1門為抽拉式，左LF法蘭
1-2下端左右對稱安裝有兩個(gè)第一定向輪1-2-6-1，拉動(dòng)把手時(shí)，可將樣品一并拉出；如圖7 所示，右LF法蘭1-3上方焊接有第三CF超高真空觀察窗1-3-1，中部連接有第二超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件1-3-2、噴射系統(tǒng)安裝法蘭1-3-3，下部安裝有第二 CF超高真空電極1-3-4和超高真空放氣閥1-3-5。如圖8所示，所述噴射系統(tǒng)2包括燒杯2-1、噴射溶液、變截面流量計(jì)2-2、角形隔膜閥2-3、噴嘴2-4、VCR管件2-5和噴嘴擋板2_6，燒杯2_1設(shè)置在系統(tǒng)支架上，燒杯2_1內(nèi)的溶液由VCR管件2-5引出，VCR管件2-5引出端依次連接變截面流量計(jì)2_2、角形隔膜閥
2-3、噴嘴2-4，噴嘴2-4對準(zhǔn)基片；右LF法蘭1_3中部安裝有可旋轉(zhuǎn)的噴嘴擋板2_6，噴嘴擋板2-6通過兩個(gè)螺栓固定在第二超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件1-3-2的前端并平行于右LF法蘭 1-3，在噴嘴2-4噴射不穩(wěn)定時(shí)或者停止噴射時(shí)，噴嘴擋板2-6擋住噴嘴2-4防止溶液噴射到基片上，由于真空噴射室1內(nèi)為真空環(huán)境，而溶液表面為大氣壓，所以在壓差作用下溶液被吸入到VCR管件2-5中；右LF法蘭1-3上共均勻布置有三個(gè)噴嘴2_4，所述噴嘴2_4采用專利號為201020661111. 4的實(shí)用新型專利提供的噴嘴。如圖9、圖10所示，所述移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺3包括第一真空步進(jìn)電機(jī)3-1、移動(dòng)支架3-2、旋轉(zhuǎn)臺3-3、第二真空步進(jìn)電機(jī)3-4，輻板3-5、基片加熱器3_6、隔熱板3_7、基片固定架3-8、第三真空步進(jìn)電機(jī)3-9和基片擋板3-10，移動(dòng)支架3-2下端中部通過螺栓與絲母
3-2-1固定，可在絲杠1-2-4-2的帶動(dòng)下往復(fù)移動(dòng)，移動(dòng)支架3-2下端兩側(cè)分別通過螺栓與轉(zhuǎn)臺支撐架1-2-5上的直線軸承1-2-5-2相連，移動(dòng)支架3-2左端通過螺栓固定有第一真空步進(jìn)電機(jī)3-1，電機(jī)3-1動(dòng)力輸出軸通過聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)臺3-3連接，旋轉(zhuǎn)臺3-3左端通過兩個(gè)軸承套裝在移動(dòng)支架3-2上的圓筒內(nèi)，第一真空步進(jìn)電機(jī)3-1帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺3-3旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)基片的公轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)臺3-3內(nèi)部設(shè)置有第二真空步進(jìn)電機(jī)3-4，電機(jī)3-4輸出軸連接一個(gè)一級齒輪傳動(dòng)副，齒輪副的主動(dòng)齒輪3-4-1周圍均勻布置三個(gè)小從動(dòng)齒輪3-4-2，從動(dòng)齒輪軸中部通過軸承固定在輻板3-5上，輻板3-5用于支撐從動(dòng)齒輪軸，從動(dòng)齒輪軸的末端固定安裝一盒狀殼，殼內(nèi)部安裝有基片加熱器3-6，殼外壁安裝有正方形的基片固定架3-8，從動(dòng)齒輪軸為空心軸，基片加熱器3-6的導(dǎo)線經(jīng)過小齒輪軸內(nèi)部與安裝在旋轉(zhuǎn)臺3-3左端的電刷3-3-1連接，電刷3-3-1給第二真空步進(jìn)電機(jī)3-4、第三真空步進(jìn)電機(jī)3_9、基片加熱器
3-6供電，基片加熱器3-6右側(cè)的殼外壁通過三個(gè)與殼相連的簧片3-8-1固定正方形基片固定架3-8的三邊，基片固定架3-8的第四邊有一個(gè)與基片固定架3-8取用裝置配合的鉤狀結(jié)構(gòu)，方便取下基片固定架3-8，基片加熱器3-6靠近齒輪軸的一側(cè)設(shè)有隔熱板3-7。所述輻板3-7中部固定安裝有第三真空步進(jìn)電機(jī)3-9，電機(jī)3-9輸出軸軸端固定有基片擋板3-10，基片擋板3-10上開有一個(gè)圓孔，通過電機(jī)3-9帶動(dòng)基片擋板3-10轉(zhuǎn)動(dòng)使圓孔轉(zhuǎn)至對應(yīng)的基片位置即可對該基片進(jìn)行鍍膜，而另外的基片固定架3-8被基片擋板3-10 擋住，因此鍍膜時(shí)不會污染其它基片。輻板3-5上共均勻布置有三個(gè)基片固定架3-8。如圖1、圖11所示，所述抽氣系統(tǒng)4中采用復(fù)合分子泵4-1作為主泵，機(jī)械泵4-2 作為前級泵和預(yù)抽泵，真空室1-1下方的小徑法蘭1-1-7連接預(yù)抽管道，預(yù)抽管道中設(shè)有第一插板閥4-3，大徑法蘭1-1-8連接高真空管道，高真空管道中依次設(shè)有第二插板閥4-4、共軸吸附阱4-5、第一高真空手動(dòng)擋板閥4-6以及復(fù)合分子泵4-1，第一插板閥4-3出口端Bl 連接第一高真空手動(dòng)擋板閥4-6出口端B2，預(yù)抽管道和高真空管道匯合在一起后依次連接分子篩吸附阱4-7、第二高真空手動(dòng)擋板閥4-8以及機(jī)械泵4-2，機(jī)械泵4-2入口端Al連接第二高真空手動(dòng)擋板閥4-8出口端A2。本發(fā)明鍍膜機(jī)的具體工作過程為
在大氣狀態(tài)下第一次抽真空時(shí)，首先打開第二高真空手動(dòng)擋板閥4-8、第一插板閥
4-3，啟動(dòng)機(jī)械泵4-2；然后打開復(fù)合分子泵4-1出口處的第一高真空手動(dòng)擋板閥4-6，打開復(fù)合式真空規(guī)1-1-1，當(dāng)復(fù)合式真空規(guī)1-1-1指針指示低于復(fù)合分子泵4-1出口允許的最大排氣壓力時(shí)，打開第二插板閥4-4，打開復(fù)合分子泵4-1啟動(dòng)按鈕，關(guān)閉第一插板閥4-3 ；當(dāng)復(fù)合式真空規(guī)1-1-1低真空計(jì)已指示偏滿時(shí)，打開高真空計(jì)，測量高真空，復(fù)合分子泵4-1 連續(xù)抽氣；真空噴射室1經(jīng)連續(xù)烘烤后，真空度達(dá)到極限真空度。(1)放入樣品達(dá)到極限真空度后，依次關(guān)閉第二插板閥4-4、復(fù)合分子泵4-1、第一高真空手動(dòng)擋板閥4-6、第二高真空手動(dòng)擋板閥4-8，機(jī)械泵4-2和高真空計(jì)，打開超高真空放氣閥1-3-5，向真空噴射室1內(nèi)充入干燥氮?dú)?。待真空噴射?內(nèi)氮?dú)鈮毫εc大氣壓力平衡后打開真空噴射室1的門即左LF法蘭1-2。將清洗好的樣品固定在基片固定架3-8的適當(dāng)位置。然后再將真空噴射室1門鎖緊，此時(shí)打開第二高真空手動(dòng)擋板閥4-8、第一插板閥4-3，啟動(dòng)機(jī)械泵4-2 ；然后打開復(fù)合分子泵4-1出口處的第一高真空手動(dòng)擋板閥4-6，打開復(fù)合式真空規(guī)1-1-1，當(dāng)復(fù)合式真空規(guī)1-1-1指針指示低于復(fù)合分子泵4-1出口允許的最大排氣壓力時(shí)，打開第二插板閥4-4，打開復(fù)合分子泵4-1啟動(dòng)按鈕，關(guān)閉第一插板閥4-3， 復(fù)合分子泵4-1連續(xù)抽氣。(2)試噴射用復(fù)合式真空規(guī)1-1-1監(jiān)測真空度，待本底真空達(dá)到實(shí)驗(yàn)所預(yù)期的要求后，稍關(guān)閉第二插板閥4-4，不關(guān)死，搖動(dòng)手動(dòng)搖桿1-2-4-1將基片固定架3-8調(diào)至制膜位置，用計(jì)算機(jī)控制第一真空步進(jìn)電機(jī)3-1使基片和噴嘴2-4對齊，控制第三真空步進(jìn)電機(jī)3-9使基片擋板3-10的圓孔旋轉(zhuǎn)到所需鍍膜的基片位置，旋轉(zhuǎn)噴嘴擋板2-6至能夠擋住噴嘴2-4，打開噴射系統(tǒng)2的角形隔膜閥2-3，并調(diào)節(jié)該閥門至噴射狀態(tài)穩(wěn)定，然后將噴嘴擋板2-6旋回原位置，開始制備薄膜。通過適當(dāng)調(diào)節(jié)第二插板閥4-4關(guān)閉的大小來調(diào)節(jié)噴射工作壓強(qiáng)。(3)半控制制膜通過計(jì)算機(jī)控制第二真空步進(jìn)電機(jī)3-4按要求速度帶動(dòng)樣品自轉(zhuǎn)，使基片鍍膜更加均勻。鍍膜過程中可用激光照射霧化區(qū)域，通過高速攝像機(jī)接受散射圖像，并將信息傳輸給計(jì)算機(jī)，采集霧化信息。(4)停止噴射制膜鍍膜完成后，迅速用噴嘴擋板2-6擋住噴嘴2-4噴射區(qū)域，然后手動(dòng)關(guān)閉噴射系統(tǒng)角形隔膜閥2-3，關(guān)閉真空步進(jìn)電機(jī)電源。(5)取出樣品當(dāng)樣品冷卻到允許溫度后，依次關(guān)閉第二插板閥4-4、復(fù)合分子泵 4-1、第一高真空手動(dòng)擋板閥4-6、第二高真空手動(dòng)擋板閥4-8，機(jī)械泵4-2和復(fù)合式真空規(guī) 1-1-1，手動(dòng)將移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺3移動(dòng)到最左端的極限位置，然后打開接鋼瓶的充氣閥， 向真空室充入干燥氮?dú)狻淖驦F法蘭1-2處拉開真空噴射室1，戴上潔凈手套，從基片固定架3-8取出鍍好的各塊樣品。如果需要對新樣品進(jìn)行鍍膜，則馬上裝入新的樣品，重復(fù)以上各項(xiàng)工作。全部樣品鍍膜完成后，重復(fù)上述放入樣品后的抽氣過程，將真空噴射室1抽至一定的真空度并關(guān)閉閥門，使系統(tǒng)保持真空。然后關(guān)閉各路電源及各路儀表電源，鍍膜機(jī)即進(jìn)入停機(jī)階段。
8
權(quán)利要求
1.一種制備高分子功能薄膜的真空噴射鍍膜機(jī)，包括電控系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)和系統(tǒng)支架， 其特征在于所述系統(tǒng)支架下部固定安裝有抽氣系統(tǒng)，抽氣系統(tǒng)通過預(yù)抽管道和高真空管道連接一個(gè)帶有觀察窗和盲法蘭的真空噴射室，真空噴射室內(nèi)設(shè)置有可往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺，將溶液噴射到基片上實(shí)現(xiàn)噴射鍍膜的噴射系統(tǒng)設(shè)置在真空噴射室側(cè)部，噴射系統(tǒng)的噴嘴伸入真空噴射室內(nèi)并對準(zhǔn)固定在移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺上的基片，電控系統(tǒng)通過導(dǎo)線與測量裝置、基片加熱轉(zhuǎn)臺相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高分子功能薄膜的真空噴射鍍膜機(jī)，其特征在于所述真空噴射室包括圓筒形的真空室和真空室兩端封裝的LF法蘭組件，真空室前側(cè)設(shè)有第一 CF 超高真空觀察窗，真空室上方安裝有復(fù)合式真空規(guī)、膜厚測量裝置預(yù)留法蘭、備用CF超高真空盲法蘭、燈絲組件、激光測量裝置預(yù)留法蘭，膜厚測量裝置預(yù)留法蘭和激光測量裝置預(yù)留法蘭分別連接膜厚測量裝置和激光測量裝置，真空室后側(cè)設(shè)有烘烤用電極引線、CF超高真空盲法蘭和第二 CF超高真空觀察窗，真空室下方安裝有兩個(gè)連接抽氣系統(tǒng)的法蘭；右LF 法蘭上方焊接有第三CF超高真空觀察窗，中部連接有噴射系統(tǒng)安裝法蘭和第二超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件，下部安裝有第二 CF超高真空電極和超高真空放氣閥；左LF法蘭上方安裝有第一 CF超高真空電極和備用CF超高真空電極，中部左右對稱安裝有兩個(gè)鎧裝熱電偶和把手， 下部安裝有第一超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)引入件，第一超高真空轉(zhuǎn)動(dòng)弓I入件兩端分別連接真空室外的手動(dòng)搖桿和真空室內(nèi)的一根絲杠，絲杠上配合設(shè)置有絲母，絲母安裝在移動(dòng)支架下方，絲杠上方設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)臺支撐架，轉(zhuǎn)臺支撐架左端焊接在真空室左LF法蘭內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)臺支撐架上方絲杠對應(yīng)位置的兩側(cè)對稱設(shè)置有兩根光杠，每根光杠上安裝有一個(gè)直線軸承，移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺的移動(dòng)支架固定安裝在直線軸承上，轉(zhuǎn)臺支撐架下方套裝在絲杠兩端的光桿部分， 轉(zhuǎn)臺支撐架下方對稱安裝有兩個(gè)定向輪和兩個(gè)萬向輪，真空室門為抽拉式，左LF法蘭下端左右對稱安裝有兩個(gè)定向輪，拉動(dòng)把手時(shí)，可將樣品一并拉出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高分子功能薄膜的真空噴射鍍膜機(jī)，其特征在于所述噴射系統(tǒng)包括燒杯、噴射溶液、變截面流量計(jì)、角形隔膜閥、噴嘴、VCR管件和噴嘴擋板，燒杯設(shè)置在系統(tǒng)支架上，燒杯內(nèi)的溶液由VCR管件引出，VCR管件引出端依次連接變截面流量計(jì)、 角形隔膜閥、噴嘴，噴嘴對準(zhǔn)基片；右LF法蘭中部安裝有可旋轉(zhuǎn)的噴嘴擋板，噴嘴擋板平行于右LF法蘭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高分子功能薄膜的真空噴射鍍膜機(jī)，其特征在于所述移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺包括真空步進(jìn)電機(jī)、移動(dòng)支架、旋轉(zhuǎn)臺、輻板、基片加熱器、隔熱板、基片固定架和基片擋板，移動(dòng)支架左端設(shè)有第一真空步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)動(dòng)力輸出軸與旋轉(zhuǎn)臺連接，旋轉(zhuǎn)臺內(nèi)部設(shè)置有第二真空步進(jìn)電機(jī)，第二真空步進(jìn)電機(jī)連接一級齒輪傳動(dòng)副，齒輪傳動(dòng)副的輸出軸中部通過軸承固定在輻板上，以支撐齒輪傳動(dòng)副的小齒輪軸，輸出軸末端安裝有基片加熱器和正方形的基片固定架，第二真空步進(jìn)電機(jī)、第三真空步進(jìn)電機(jī)及基片加熱器通過導(dǎo)線與安裝在旋轉(zhuǎn)臺左端的電刷連接，電刷通過導(dǎo)線與左LF法蘭上的第一 CF超高真空電極連接，基片加熱器靠近齒輪軸的一側(cè)設(shè)有隔熱板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備高分子功能薄膜的真空噴射鍍膜機(jī)，其特征在于所述輻板中部固定安裝有第三真空步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)輸出軸軸端固定有基片擋板，基片擋板上開有一個(gè)圓孔。
全文摘要
一種制備高分子功能薄膜的真空噴射鍍膜機(jī)，包括電控系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)和系統(tǒng)支架，系統(tǒng)支架下部固定安裝有抽氣系統(tǒng)，抽氣系統(tǒng)通過預(yù)抽管道和高真空管道連接一個(gè)帶有觀察窗和盲法蘭的真空噴射室，真空噴射室內(nèi)設(shè)置有可往復(fù)移動(dòng)的移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺，將溶液噴射到基片上實(shí)現(xiàn)噴射鍍膜的噴射系統(tǒng)設(shè)置在真空噴射室側(cè)部，噴射系統(tǒng)的噴嘴伸入真空噴射室內(nèi)并對準(zhǔn)固定在移動(dòng)基片加熱轉(zhuǎn)臺上的基片，電控系統(tǒng)通過導(dǎo)線與測量裝置、基片加熱轉(zhuǎn)臺相連。該鍍膜機(jī)生產(chǎn)效率高，能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量高分子功能薄膜的制備且成本低，可用于開發(fā)納米級單層及多層功能薄膜、梯度薄膜、半導(dǎo)體薄膜、導(dǎo)電薄膜等。
文檔編號C23C14/24GK102433533SQ201110441968
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者宮興, 巴德純, 李建昌, 簡曉慧 申請人:東北大學(xué)