專利名稱:一種氣體均分混合器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種氣體均分混合器，由上堰板、下堰板、均分篩板、進(jìn)氣端板、堵頭端板、以及第一緊固螺栓、第二緊固螺栓、第三緊固螺栓、進(jìn)氣管組成,其中，上堰板、下堰板用第一緊固螺栓緊固而形成雙腔體雙條縫結(jié)構(gòu)，形成第一腔體、第二腔體、第一縫隙、第二縫隙，用第二螺栓、第三螺栓緊固均分篩板、進(jìn)氣端板與堵頭端板形成腔室。本實(shí)用新型能使兩股氣體混合均勻，在化工反應(yīng)單元中能使流場(chǎng)分布均勻從而使生產(chǎn)穩(wěn)定、產(chǎn)品穩(wěn)定，特別是在化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積中，能使鍍層厚度的均勻性更優(yōu)良。
【專利說明】
一種氣體均分混合器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種混合器械，特別是能使氣體均分的混合器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在化工、輕工業(yè)的生產(chǎn)過程中，常常涉及物料流場(chǎng)的分布均勻性問題，不管是圓柱 體、圓錐體、方體或不定形體的物料流場(chǎng)，往往需要物料流場(chǎng)橫截面的物流速度相等(或說 近似相等，因?yàn)榻^對(duì)相等是不可能的），因此，人們就發(fā)明了各種各樣的氣體分布器，以滿足 具體的工藝過程需要。還有一些工藝過程需要多種物料進(jìn)行反應(yīng)，因而反應(yīng)前流場(chǎng)中物料 既要流速分布均勻且混合均勻，才能取得滿意的結(jié)果。
[0003] 當(dāng)前工業(yè)在向更精、更薄、更細(xì)等深度發(fā)展，很多產(chǎn)品均以納米級(jí)別來度量，這就 要求生產(chǎn)設(shè)備具備特殊的性能，才能完成特定的生產(chǎn)任務(wù)。目前，化學(xué)氣相沉積、物理氣相 沉積的應(yīng)用越來越普及，用來沉積納米級(jí)別厚度的薄膜，沉積厚度從幾納米到幾百納米，少 數(shù)厚度到幾千納米，沉積如此薄的薄膜，可想而知需要嚴(yán)格的工藝條件和可行的設(shè)備裝置， 才能取得良好的生產(chǎn)結(jié)果。而物料流場(chǎng)混合、速度的均勻性對(duì)化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積 工藝起到重要的作用，尤其是反應(yīng)氣體的混合、速度的均勻性尤為重要，這就要求進(jìn)氣裝備 能使進(jìn)氣既混合均勻又有相等的流速，特別是柔性薄膜輥對(duì)輥沉積所應(yīng)用到的化學(xué)氣相沉 積、物理氣相沉積技術(shù)，反應(yīng)氣體的混合均勻、速度均一要求更高。
[0004] 化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積這類在真空狀態(tài)應(yīng)用的技術(shù)中，反應(yīng)氣體進(jìn)入真空 腔體的分配器，目前常用的有，類（1)各種反應(yīng)氣體沿著各自進(jìn)氣管進(jìn)入真空腔體里，出口 處開若干個(gè)小孔并置于兩電極(或反應(yīng)腔）一端，反應(yīng)氣體在電極間混合的同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)； 類(2)各種反應(yīng)氣體在真空腔體外混合器混合，再進(jìn)入真空腔體，出口處開若干個(gè)小孔并置 于兩電極(或反應(yīng)腔)一端，反應(yīng)氣體在電極間反應(yīng)。這些工藝設(shè)計(jì)，有明顯的缺陷，類1存在 反應(yīng)氣體混合不及時(shí)就開始反應(yīng)，不好控制反應(yīng)氣體的混合比；類2過早混合使得反應(yīng)氣體 有副反應(yīng)，容易造成混合器或管路的堵塞。對(duì)于大寬度薄膜鍍層工藝，比如輥對(duì)輥沉積工 藝，上述進(jìn)氣裝置缺點(diǎn)更明顯，往往表現(xiàn)在薄膜橫向厚度均勻度差，這些結(jié)果歸因于上述進(jìn) 氣裝置在反應(yīng)氣體進(jìn)入兩電極(或反應(yīng)腔)前混合不夠均勻、各處流速相差太大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的是提供一種氣體均分混合器，解決化工反應(yīng)單元中流場(chǎng)分布不 均勻所帶來的生產(chǎn)不穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，特別是解決化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉 積技術(shù)的應(yīng)用中氣體流場(chǎng)分配不均的問題，尤其是輥對(duì)輥沉積工藝中，反應(yīng)氣體進(jìn)入兩電 極(或反應(yīng)腔)前混合不夠均勻、各處流速相差太大，從而引起薄膜橫向厚度均勻度差的問 題。
[0006] 本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種氣體均分混合器，由上堰板、下堰板、均分篩板、進(jìn)氣端板、堵頭端板、以及第 一緊固螺栓、第二緊固螺栓、第三緊固螺栓、進(jìn)氣管組成，其中，上堰板、下堰板用第一緊固 螺栓緊固而形成雙腔體雙條縫結(jié)構(gòu)，形成第一腔體、第二腔體、第一縫隙、第二縫隙，用第二 螺栓、第三螺栓緊固均分篩板、進(jìn)氣端板與堵頭端板形成腔室。
[0008] 上述氣體均分混合器，在上堰板與下堰板之間添加中堰板，形成四腔體四條縫結(jié) 構(gòu)，形成第一腔體、第二腔體、第三腔體、第四腔體、第一縫隙、第二縫隙、第三縫隙和第四縫 隙。
[0009] 上述氣體均分混合器，在氣體均分混合器上堰板與下堰板之間添加至少二塊中堰 板，形成多腔體多縫隙結(jié)構(gòu)。
[0010] 上述氣體均分混合器，上堰板、下堰板用第一緊固螺栓緊固而形成相對(duì)稱的第一 腔體與第二腔體，以及相對(duì)稱的第一縫隙與第二縫隙。
[0011] 上述氣體均分混合器，在上堰板與下堰板之間添加中堰板，則形成四腔體四條縫 結(jié)構(gòu)，即第一腔體、第二腔體、第三腔體、第四腔體、第一縫隙、第二縫隙、第三縫隙和第四縫 隙，即在左右兩腔體之間、兩縫隙之間形成鏡像關(guān)系，上下兩腔體之間、兩縫隙之間形成疊 體關(guān)系。
[0012] 上述氣體均分混合器，均分篩板底部有開孔區(qū)域，開孔區(qū)域呈方形狀，寬度Η在 40mm<H<190mm之間，優(yōu)選60mm<H<80mm，長(zhǎng)度L與混合器長(zhǎng)度相等。
[0013]上述氣體均分混合器，所述第一縫隙、第二縫隙、第三縫隙和第四縫隙與均分篩板 的距離D在 5mm < D < 15mm，優(yōu)選8mm < D < 10mm。
[0014] 采用本實(shí)用新型，當(dāng)只有一股氣體進(jìn)入時(shí)，也能達(dá)到流量均分的目的，但它更適宜 兩股氣體或兩種以上同時(shí)進(jìn)入，更能體現(xiàn)均分混合器最佳功能。
[0015] 本實(shí)用新型能使兩股氣體均勻混合，特別適應(yīng)化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積這些 在真空狀態(tài)應(yīng)用的技術(shù)場(chǎng)合。
[0016] 本實(shí)用新型腔體的構(gòu)造使在腔體里各處氣體壓力相等，加上縫隙的配合，使氣體 在流場(chǎng)方向整個(gè)截面上流量均勻性良好;而且腔室的設(shè)計(jì)，能使兩股氣體混合均勻，在化工 反應(yīng)單元中能使流場(chǎng)分布均勾從而使生產(chǎn)穩(wěn)定、產(chǎn)品穩(wěn)定，特別是在化學(xué)氣相沉積(如輯對(duì) 輥沉積方式的PECVD)、物理氣相沉積中，氣體能均勻流入兩電極間（或反應(yīng)腔），實(shí)現(xiàn)沉積均 勻薄膜鍍層，使鍍層縱向、橫向厚度的均勻性更優(yōu)良。
【附圖說明】

[0017] 圖1為本實(shí)用新型氣體均分混合器的三維裝配圖；
[0018] 圖2為中堰板的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0019] 圖3為均分篩板的開孔圖。
[0020] 圖中各部件標(biāo)號(hào)分別表示為：1.上堰板、2.下堰板、3.均分篩板、4.進(jìn)氣端板、5.堵 頭端板、6.第一緊固螺栓、7.第二緊固螺栓、8.第三緊固螺栓、9.第一腔體，10.第二腔體、 11.第一縫隙、12.第二縫隙、13.腔室、14.進(jìn)氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 采用本實(shí)用新型氣體均分混合器開孔區(qū)域長(zhǎng)度L為500mm、寬度Η為40mm，縫隙與均 分篩板的距離D為5mm，在輥對(duì)輥沉積方式的PECVD進(jìn)行實(shí)施，得到沉積薄膜。
[0024]其中化學(xué)氣相沉積的TOCVD的工藝條件：反應(yīng)氣體02流量為45〇SCCm，反應(yīng)單體 HMDS0流量35sccm，放電功率為3.0kw，沉積車速3m/min，所用基材為125μηιΡΕΤ薄膜。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] 采用本實(shí)用新型氣體均分混合器開孔區(qū)域長(zhǎng)度L為500mm、寬度Η為190mm，縫隙與 均分篩板的距離D為15mm，在輥對(duì)輥沉積方式的PECVD進(jìn)行實(shí)施，得到沉積薄膜。
[0027]其中化學(xué)氣相沉積的TOCVD的工藝條件：反應(yīng)氣體02流量為45〇SCCm，反應(yīng)單體 HMDS0流量35sccm，放電功率為3.0kw，沉積車速3m/min，所用基材為125μηιΡΕΤ薄膜。
[0028] 實(shí)施例3
[0029] 采用本實(shí)用新型氣體均分混合器開孔區(qū)域長(zhǎng)度L為500mm、寬度Η為70mm，縫隙與均 分篩板的距離D為9mm，在輥對(duì)輥沉積方式的PECVD進(jìn)行實(shí)施，得到沉積薄膜。
[0030] 其中化學(xué)氣相沉積的PECVD的工藝條件：反應(yīng)氣體02流量為45〇SCCm，反應(yīng)單體 HMDS0流量35sccm，放電功率為3.0kw，沉積車速3m/min，所用基材為125μηιΡΕΤ薄膜。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] 采用本實(shí)用新型氣體均分混合器開孔區(qū)域長(zhǎng)度L為500mm、寬度Η為70mm，縫隙與均 分篩板的距離D為9mm，在輥對(duì)輥沉積方式的PECVD進(jìn)行實(shí)施，得到沉積薄膜。
[0033]其中化學(xué)氣相沉積的PECVD的工藝條件:反應(yīng)氣體02流量為425SCCm，反應(yīng)氣體N 2流 量為20sccm,反應(yīng)氣體Ar流量為5sccm,反應(yīng)單體HMDS0流量35sccm，放電功率為3.0kw，沉積 車速3m/min，所用基材為125μπιΡΕΤ薄膜。
[0034] 對(duì)比例
[0035] 采用常用氣體均分混合器中類（1)型，就是日本神戶制鋼株會(huì)社制造的氣體均分 混合器，在輥對(duì)輥沉積方式的PECVD進(jìn)行實(shí)施，得到沉積薄膜。
[0036] 其中化學(xué)氣相沉積的TOCVD的工藝條件：反應(yīng)氣體02流量為45〇SCCm，反應(yīng)單體 HMDS0流量35sccm，放電功率為3.0kw，沉積車速3m/min，所用基材為125μηιΡΕΤ薄膜。
[0037]測(cè)試方法：
[0038] 在整個(gè)橫向?qū)挾?00mm中等分為5份，每份寬度為100mm，用美國(guó)FILMETRICS公司生 產(chǎn)的F20-UV型薄膜測(cè)厚儀，依次測(cè)試沉積薄膜橫向5份沉積厚度；用美國(guó)M0C0N公司生產(chǎn)的 AQUATRAN-M0DEL2型水汽透過儀，測(cè)試沉積薄膜橫向5份的水透過率。結(jié)果見表1。
[0039]表1:實(shí)施例測(cè)試結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氣體均分混合器，其特征在于，由上堰板（1)、下堰板(2)、均分篩板（3)、進(jìn)氣端 板(4)、堵頭端板(5)、以及第一緊固螺栓(6)、第二緊固螺栓(7)、第三緊固螺栓(8)、進(jìn)氣管 (14)組成，其中，上堰板(1)、下堰板(2)用第一緊固螺栓(6)緊固而形成雙腔體雙條縫結(jié)構(gòu)， 形成第一腔體(9)、第二腔體(10)、第一縫隙（11)、第二縫隙（12)，用第二螺栓(7)、第三螺栓 (8)緊固均分篩板(3)、進(jìn)氣端板(4)與堵頭端板(5)，形成腔室（13)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體均分混合器，其特征在于，在上堰板（1)與下堰板(2)之間 添加中堰板（15)，形成四腔體四條縫結(jié)構(gòu)，形成第一腔體（9)、第二腔體（10)、第三腔體 (16)、第四腔體(17)、第一縫隙（11)、第二縫隙（12)、第三縫隙（18)和第四縫隙（19)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體均分混合器，其特征在于，在氣體均分混合器上堰板（1) 與下堰板(2)之間添加至少二塊中堰板，形成多腔體多縫隙結(jié)構(gòu)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體均分混合器，其特征在于，上堰板（1)、下堰板（2)用第一 緊固螺栓(6)緊固而形成相對(duì)稱的第一腔體(9)與第二腔體（10)，以及相對(duì)稱的第一縫隙 (11) 與第二縫隙（12)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體均分混合器，在氣體均分混合器上堰板（1)與下堰板（2) 之間添加中堰板(15 )，則形成四腔體四條縫結(jié)構(gòu)，即第一腔體(9 )、第二腔體(10 )、第三腔體 (16)、第四腔體(17)、第一縫隙（11)、第二縫隙（12)、第三縫隙（18)和第四縫隙（19)，即在左 右兩腔體之間、兩縫隙之間形成鏡像關(guān)系，上下兩腔體之間、兩縫隙之間形成疊體關(guān)系。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體均分混合器，其特征在于，均分篩板3底部有開孔區(qū)域，開 孔區(qū)域呈方形狀，寬度Η在190_，長(zhǎng)度L與混合器長(zhǎng)度相等。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體均分混合器，其特征在于，第一縫隙（11)、第二縫隙 (12) 、第三縫隙（18)和第四縫隙（19)與均分篩板的距離D為:5mm彡D<15mm。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣體均分混合器，其特征在于，第一縫隙（11 )、第二縫隙（12)、 第三縫隙（18)和第四縫隙（19)與均分篩板的距離D為:8mm<D彡10mm;均分篩板3底部開孔 區(qū)域?qū)挾圈?60_<!1<80_。
【文檔編號(hào)】C23C14/22GK205710905SQ201620397424
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】黃尚鴻, 王寵, 黃達(dá), 張士強(qiáng), 施磊
【申請(qǐng)人】中國(guó)樂凱集團(tuán)有限公司