CN102443781A - 气体喷洒模块及其气体喷洒扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气体喷洒模块及其气体喷洒扫描装置，气体喷洒模块，其可以提供导引多种气体，并使该气体在模块内藉由气体通道的转折产生均匀扩散，使得气体可以均匀分布在气体喷洒模块内，在经由气体出口通道的导引均匀喷洒至基材上。此外，本发明还提供一种气体喷洒扫描装置，其将气体喷洒模块或者是承载基材的承载台耦设在可提供线性位移运动的位移驱动单元上，藉由线性位移运动将气体均匀洒布在基材上。

Description

气体喷洒模块及其气体喷洒扫描装置

技术领域

本发明涉及一种气体喷洒模块，尤其涉及一种可藉由扫描方式将气体均匀分布至基材上的一种气体喷洒模块及其气体喷洒扫描装置。 

背景技术

随着薄膜工艺的进步，在镀膜的过程中沉积的面积越来越大，而在沉积过程中气体的均匀度对于沉积的效果影响很大，而影响气体均匀度的诸多因素中，气体喷洒模块扮演相当重要的角色。 

如图1所示，该图是为现有的美国专利US.Pat.No.7,270,713所教导的一种气体喷洒模块分解示意图。在该技术中，气体喷洒模块主要是由多层板状结构10所构成，一般而言，其在板体100上钻设多个孔洞，使得气体可以预先混合并且均匀的喷洒至腔体内。在图1的技术中，工艺气体进入混合腔11混合后，再从喇叭状的出气孔喷洒而出。此外，又如美国公开专利US.Pat.No.6,478,872则揭露一种气体不会预先混合的气体喷洒模块构造，其是由金属圆板所构成。该金属喷洒模块将两种气体分别导引，然后在喷洒模块外部喷洒出两种工艺气体。 

不过随着工艺能力的提升，待加工基材的面积变大，因此气体喷洒模块的长宽尺寸也必须随着待加工基材的面积增加。由于喷洒模块的尺寸增加，因此导致在加工时需要增加工时与成本。此外，在制造大面积的喷洒模块时，随着尺寸增加，则钻孔数也增加，进而在喷洒气体的均匀度上控制不易。为了提高大尺寸基板工艺的气体喷洒模块均匀度以及降低其制作成本，简化气体喷洒模块的结构设计是一个重要的课题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种气体喷洒模块，其是藉由单一层的结构设计，并不要经过复杂的加工以及组装，不但可以降低制造以及组装的 成本，而且可以有效的将气体均匀的混合。 

在一实施例中，本发明提供一种气体喷洒模块，其包括有：一本体；一对扩散通道部，其形成于该本体内；一对进气部，其分别与该对扩散通道部相连通；以及一出气部，其设置于该本体内且分别与该对扩散通道部相连接，该出气部于该本体的一表面上具有至少一出口。 

在另一实施例中，本发明提供一种气体喷洒扫描装置，其包括有：一气体喷洒模块、一位移驱动单元，气体喷洒模块具有：一本体；一对扩散通道部，其形成于该本体内；一对进气部，其分别与该对扩散通道部相连通；以及一出气部，其设置于该本体内且分别与该对扩散通道部相连接，该出气部于该本体的一表面上具有至少一出口；位移驱动单元提供至少一维度的线性位移运动，使该气体喷洒模块与设置于该气体喷洒模块一侧的一基材产生相对运动。 

本发明的功效在于，本发明提供的气体喷洒模块，其采用扩散区与混合区分离的设计，首先将气体喷入到小体积的扩散腔(或扩散孔)内均匀扩散，均匀扩散的气体可以被预先混合或者是分别导引出喷洒模块再进行混合，最后藉由本发明的喷洒模块使得混合后的气体可以均匀的洒布在基材上。 

本发明提供的气体喷洒扫描模块，该气体喷洒模块藉由线性位移运动的方式，通过基材上的表面，使得喷洒模块所洒布的气体可以均匀的分布于基材的表面，使得在大尺寸的基材上也可以均匀的将气体洒布以提升工艺的良率。 

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。 

附图说明

图1为现有的美国专利US.Pat.No.7,270,713所教导的一种气体喷洒模块分解示意图； 

图2A与图2B为本发明的气体喷洒模块第一实施例局部立体透视与剖面示意图； 

图2C为本发明的气体喷洒模块第一实施例立体示意图； 

图2D为本发明的气体喷洒模块第一实施例先趋气体混合示意图； 

图3A为本发明的图2A所示出气通道组的出气通口排列示意图； 

图3B与图3C为本发明的出气通道组的出气通口排列另一实施例示意图； 

图4A至图4D分别为本发明的出气通道开口轮廓示意图； 

图5为本发明的出气部另一实施例示意图； 

图6A至图6C为出气通道的出口轮廓示意图； 

图7A与图7B为本发明的气体喷洒模块第二实施例立体示意图以及剖面示意图； 

图8A为本发明的气体喷洒模块第三实施例立体与局部透视示意图； 

图8B为本发明的气体喷洒模块第三实施例的剖面示意图； 

图9为本发明的气体喷洒模块第四实施例剖面示意图； 

图10为本发明的第四实施例的出气部另一实施例示意图； 

图11为本发明的气体喷洒扫描装置第一实施例示意图； 

图12A为本发明的气体喷洒扫描装置第一实施侧视示意图； 

图12B为本发明的气体喷洒扫描装置第二实施侧视示意图。 

其中，附图标记 

10-多层板状结构10 

100-板体 

11-混合腔 

2-气体喷洒膜组 

20-本体 

21、22-扩散通道部 

210、220-第一扩散通道 

211、221-第二扩散通道 

212、222-连络通道 

213、223-钻口 

214、224-柱塞 

215、225-第一扩散槽 

216、226-第二扩散槽 

217、227-连络通道 

218、228-连络通道 

23、24-进气部 

230、240-气体通道 

25-出气部 

250、251-出气通道组 

252-混合气通道 

253-混合气开槽 

2500、2510-出气通道 

26-开槽 

27-混合槽体 

28、290、291、292-侧板 

293-气密组件 

90-法向量 

91、92-先趋气体 

3-气体喷洒扫描模块 

30-位移驱动单元 

31-基材 

32-载台 

33-基材 

具体实施方式

为了能对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，下文特将本发明的装置的相关细部结构以及设计的理念原由进行说明，本发明的特点详细说明陈述如下： 

请参阅图2A与图2B所示，该图为本发明的气体喷洒模块第一实施例立体与剖面示意图。该气体喷洒模块2包括有一本体20、一对扩散通道部21与22、一对进气部23与24以及一出气部25。该本体20可以为一金属或者是非金属的结构本体。在本实施例中，该本体虽为一长条状的矩形本体，但其构形并不以该形状为限制。该对扩散通道部21与22，其形成于该本体20内的两侧。在本实施例中，该对扩散通道部21与22分别为一第一扩散通道210与220，其贯穿该本体20分别与该进气部23与24与该出气部25相连通。该对进气部23与24，在本实施例中，为至少一个与该第一扩散通道210与220相连接的气体通道230与240，其数量只要有至少一个或者是多个都可以实施。 该出气部25在本实施例中，为一对分别与第一扩散通道210与220相连接的出气通道组250与251。每一出气通道组250或251具有多个出气通道2500与2510。请参阅图3A所示，该图为本发明的图2A所示出气通道组的出气通口排列示意图。根据图2A与图3A所示的实施例中，该出气通道2500与2510的开口呈现交错重叠排列的分布方式，使喷出的气体在该气体喷洒模块移动进行扫描的过程中可以完整且均匀的将气体喷洒在被扫描的平面(基材)上。当然也可以呈现如图3B与图3C所示的直线形的排列，其排列方式根据需要而定，并无一定的限制。 

如图4A至图4D所示，该图分别为本发明的出气通道开口轮廓示意图。出气通道2500或2510的出口轮廓形状可以有各种不同的形式，可以根据需要而定，并不以图4A至4D所示的实施态样为限制。开口的轮廓可以为多边形，例如：图4A的矩形，或者是具有弧度的轮廓，例如：图4B的圆形开口、图4C的椭圆形开口或者是如图4D的长形状的开口等。除了通道形式的方式之外，如图5所示，该图为本发明的出气部另一实施例示意图。在图5的实施例中，为了方便说明只绘出了单一侧的出气部，而该出气部为一开槽26，其与该扩散通道部21相连接。 

再回到图2A与图2B所示，在该出气部25的出口处，还可以形成混合槽体27，使得出气部25开口处的气体更容易混合均匀。在本实施例中，该混合槽体27的截面形状为三角形，但不以此为限，例如图6A所示的矩形或者是具有弧形(如：图6B所示的半圆形或图6C所示的半椭圆)的截面形状都可以实施。要说明的是，即使是没有混合槽体27的结构，也不影响图2A与图2B所示的气体喷洒模块的喷洒气体的效果。当然，如果有该混合槽体27则可以增加气体混合的均匀度。在图2B中，可以看出两侧出气通道组250与251所具有相对应的出气通道2500与2510的中心轴线具有一夹角θ。由于具有夹角θ之故，可以使由出气部25喷出的气体相互撞击进而增加了均匀混合的效果。当然，如果为图5所示的开槽结构的出气部26时，则同样在出口面的法向量90也是具有一夹角，以增加气体混合的效果。如图2C所示，该本体20的两侧还可以设置侧板28封住本体20两端的第一扩散通道的开口以及混合槽体的开口，以形成一封闭的气体扩散通道并避免气体外泄。 

接下来说明，气体喷洒模块的运作方式，如图2D所示，该气体喷洒模块 2由两侧的进气部23与24送入不同的先趋气体91与92。先趋气体91与92的种类根据工艺需要而定，并无一定的限制，当先趋气体91与92由两侧的进气部23与24进入本体20时，会先撞击到该对扩散通道部21与22中的第一扩散通道210与220，由于出气部25的通道与进气部23与24的通道具有一夹角，因此先趋气体在转折的过程中还可以增加先趋气体分布的均匀度，避免先趋气体集中在进气部23与24附近的出气部25。当先趋气体分别由对应的出气通道组250与251喷出时，由于该对出气通道组250与251相对应的出气通道2500与2510的中心线具有夹角，因此可以让由该对出气部25喷出的气体相互撞击，增加气体混合的均匀度。 

请参阅图7A与图7B所示，该图为本发明的气体喷洒模块第二实施例立体示意图以及剖面示意图。其气体喷洒模块的结构基本上与图2A相似，差异的是在于该气体喷洒模块的扩散通道部的设计，也即本实施例中的每一个扩散通道部所具有的扩散通道可以为多个。在图7A与图7B所示的实施例中，每一个扩散通道部21与22具有一第一扩散通道210与220以及一第二扩散通道211与221。每一第二扩散通道211与221藉由一连络通道212与222与对应的第一扩散通道210与220相连接。由于形成连络通道212与222的加工方式为钻孔加工之故，因此在该第二扩散通道211与221上对应每一个连络通道212与222处都有钻口213与223(钻孔加工所形成)，因此在每一个钻口213与223上可以柱塞214与224封住，以形成一封闭的气体扩散通道并避免气体外泄。至于连络通道212与222的数量，根据需要而定并无一定的限制，连络通道212与222的主要用意在于将第一扩散通道210与220内的气体导引至第二扩散通道211与221。该第二扩散通道211与221还与出气部25的出气通道组250与251或者是出气开槽26(如图5所示)相连接。同样地，在该本体20的两侧还具有侧板28，以封住本体20两端的第一与第二扩散通道210、220、211与221的开口以及混合槽体27的开口，以形成一封闭的气体扩散通道并避免气体外泄。当先趋气体经由进气部进入到扩散通道部21与22的第一扩散通道210与220以及第二扩散通道211与221时，由于该第一扩散通道210与220要进入该第二扩散通道211与221以及该第二扩散通道211与221要进入出气部25的出气通道这两个区域具有转折的效果，因此可以让先趋气体藉由该第一扩散通道210与220以及该第二扩散通道211与221的辅助而扩散， 进而增加分布的均匀度。至于出气部25的出气通道出口的部分如前所述，在此不作赘述。 

请参阅图8A与图8B所示，其中图8A为本发明的气体喷洒模块第三实施例立体与局部透视示意图；图8B为本发明的气体喷洒模块第三实施例的剖面示意图。在本实施例中，该气体喷洒模块的结构基本上与图7A与图7B相似，差异的是在于该气体喷洒模块的扩散通道部21与22的加工方式与形成的结构不同。在图2B或图7B的实施例中，第一扩散通道210与220与第二扩散通道211与221是利用钻孔加工所形成的通道，而这类型的通道实施例会受限于钻孔加工所使用的钻头的长度。因为钻孔加工所使用的钻头在长度上还是有其极限，无法随着基材尺寸增大而无限增加。因此，如果利用图8A与图8B的槽体结构则可以使长度大幅加长，克服扩散通道长度的限制而适用于大型的气体喷洒模块以对大尺寸基材进行加工。在图8A与图8B所示的实施例中，是为利用本体20上形成第一扩散槽215与225以及一第二扩散槽216与226。第一扩散槽215与225与第二扩散槽216与226的形式可以与本体长度相近，也即为一整条的槽体结构或者是由多个槽体排列而成。而形成槽体结构的方式可利用铣床加工而成。 

该第一扩散槽215与225，其开设的位置是位于该本体20的两侧表面上，该本体20上对应该第一扩散槽215与225的位置上还分别覆盖有一第一盖体290与291。而该第二扩散槽216与226，其开设的位置是位于该本体20的上表面上，藉由至少一连络通道217与227与该第一扩散槽215与225相联接，该第二扩散槽216与226上还覆盖有一第二盖体292。为了避免漏气，在第一盖体290与291以及第二盖体292与本体20之间分别具有气密组件293，例如：O形环等组件。本实施例的气体扩散均匀分布以及混合均匀的功效如前所述，在此不作赘述。至于进气部23与24则分别开设于侧板290与291上。 

前述的气体喷洒模块的第一至第三实施例皆为气体非预先混合的实施例，也就是先趋气体在本体内都是独立流动与扩散，而到该本体外才混合。根据本发明的设计精神，也可以应用于预先混合的实施例中。请参阅图9所示，该图为本发明的气体喷洒模块第四实施例剖面示意图。在本实施例中，该进气部23与24、扩散通道部21与22的结构基本上与图2B与图7B的实施例类似，差异的是该出气部为多个分别独立的混合气通道252，其藉由开设于该本体20 上的一混合腔200与该对扩散通道部21与22相连接。该混合腔200，藉由连络通道218与228与扩散通道部21与22的第一扩散通道210与220相连接。在另一实施例中，如图10所示，该出气部25为一混合气开槽253所构成。藉由第四实施例的结构，当两侧的不同先趋气体分别藉由两侧的进气部23与24进入本体20之后，藉由该扩散通道部21与22的导引使得气体扩散均匀度增加，再进入到混合腔200内进行混合，混合之后，再藉由该出气部25的通道或开槽喷出。要说明的是，虽然图9的结构中的扩散通道部21与22的气体扩散通道仅有一个，但是也可以根据图7A与图7B所示的结构予以变化。 

请参阅图11所示，该图为本发明的气体喷洒扫描装置实施例示意图。该气体喷洒扫描装置3包括有一位移驱动单元30以及一气体喷洒模块2。该位移驱动单元30，其是提供至少一维度的线性位移运动，本实施例中可进行三维的线性位移运动。该气体喷洒模块2其是与该位移驱动单元30相耦接，且设置于一基材31的一侧，藉由该位移驱动单元30所提供的线性位移运动，使得该气体喷洒模块2进行线性位移的扫描运动。该气体喷洒模块2可以选择前述的第一至第四个实施例所示的气体喷洒模块。如图12A所示，利用本发明的气体喷洒扫描装置3可以在大面积的平板基材31上，将先趋气体91与92均匀的混合而且喷洒在基材31上，以完成真空镀膜的工艺。在图11与12A为气体喷洒模块移动，而基材31不动的实施例，在另一实施例中，该移驱动单元30也可以与承载基材31的载台32相耦接，以驱动载台32产生线性位移运动，而气体喷洒模块不移动。另外，该基材除了为平板基材之外，如图12B所示，该图为基材另一实施例示意图。在本实施例中，该基材33为卷对卷(roll-to-roll)的基材。 

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (20)

1.一种气体喷洒模块，其特征在于，包括有：

一本体；

一对扩散通道部，其形成于该本体内；

一对进气部，其分别与该对扩散通道部相连通；以及

一出气部，其设置于该本体内且分别与该对扩散通道部相连接，该出气部于该本体的一表面上具有至少一出口。

2.根据权利要求1所述的气体喷洒模块，其特征在于，每一扩散通道部还具有至少一第一扩散通道，其分别设置于该本体内部，其中该本体的两侧还可以分别设置一侧板封住本体两端对应该至少一第一扩散通道的开口。

3.根据权利要求1所述的气体喷洒模块，其特征在于，该对进气部分别设置于该本体的两侧，每一进气部具有至少一进气通道。

4.根据权利要求1所述的气体喷洒模块，其特征在于，每一扩散通道部还具有：

一第一扩散通道；以及

一第二扩散通道，其藉由至少一连络通道与该第一扩散通道相联接；

其中该本体的两侧还可以分别设置一侧板封住本体两端对应该第一扩散通道与第二扩散通道的开口。

5.根据权利要求1所述的气体喷洒模块，其特征在于，该出气部具有一对开槽，其分别与该对扩散通道部相连接，该对开槽所具有的槽口的法向量具有一夹角。

6.根据权利要求1所述的气体喷洒模块，其特征在于，该出气部具有一对出气通道组，每一出气通道组具有多个出气通道，其中该对出气通道组中相对应的气体通道中心线具有一夹角，该多个出气通道呈现一直线排列或者是交错排列。

7.根据权利要求1所述的气体喷洒模块，其特征在于，该本体的表面上还具有一混合槽体，其与该对出气部的至少一出气口相连接，该混合槽体的截面为一三角形、矩形或者是弧形截面，其中该至少一出气口的轮廓为多边形或者是具有弧度的轮廓。

8.根据权利要求1所述的气体喷洒模块，其特征在于，该出气部为一混合气开槽或者是多个混合气通道，其藉由开设于该本体上的一混合腔与该对扩散通道部相连接。

9.根据权利要求1所述的气体喷洒模块，其特征在于，每一扩散通道部还具有：

一第一扩散槽，其开设位置位于该本体的表面上，该本体上对应该第一扩散槽的位置上还覆盖有一第一盖体；以及

一第二扩散槽，其开设位置位于该本体的表面上，藉由至少一连络通道与该第一扩散槽相联接，该第二扩散槽上还覆盖有一第二盖体。

10.一种气体喷洒扫描装置，其特征在于，包括有：

一气体喷洒模块，其具有：一本体、一对扩散通道部、一对进气部、一出气部，该对扩散通道部形成于该本体内；该对进气部分别与该对扩散通道部相连通；该出气部设置于该本体内且分别与该对扩散通道部相连接，该出气部于该本体的一表面上具有至少一出口；以及

一位移驱动单元，其提供至少一维度的线性位移运动，使该气体喷洒模块与设置于该气体喷洒模块一侧的一基材产生相对运动。

11.根据权利要求10所述的气体喷洒扫描装置，其特征在于，每一扩散通道部还具有至少一第一扩散通道，其分别设置于该本体内部，其中该本体的两侧还可以分别设置一侧板封住本体两端对应该至少一第一扩散通道的开口。

12.根据权利要求10所述的气体喷洒扫描装置，其特征在于，该对进气部分别设置于该本体的两侧，每一进气部具有至少一进气通道。

13.根据权利要求10所述的气体喷洒扫描装置，其特征在于，每一扩散通道部还具有：

一第一扩散通道；以及

一第二扩散通道，其藉由至少一连络通道与该第一扩散通道相联接；

其中该本体的两侧还分别设置一侧板封住本体两端对应该第一扩散通道与第二扩散通道的开口。

14.根据权利要求10所述的气体喷洒扫描装置，其特征在于，该出气部具有一对开槽，其分别与该对扩散通道部相连接，该对开槽所具有的槽口的法向量具有一夹角。

15.根据权利要求10所述的气体喷洒扫描装置，其特征在于，该出气部具有一对出气通道组，每一出气通道组具有多个出气通道，其中该对出气通道组中相对应的气体通道中心线具有一夹角，其中该多个出气通道呈现一直线排列或者是交错排列。

16.根据权利要求10所述的气体喷洒扫描装置，其特征在于，该本体的表面上还具有一混合槽体，其与该对出气部的至少一出气口相连接，其中该混合槽体的截面为一三角形、矩形或者是弧形截面，其中该至少一出气口的轮廓为多边形或者是具有弧度的轮廓。

17.根据权利要求10所述的气体喷洒扫描装置，其特征在于，该出气部为一混合气开槽或者是多个混合气通道，其藉由开设于该本体上的一混合腔与该对扩散通道部相连接。

18.根据权利要求10所述的气体喷洒扫描装置，其特征在于，每一扩散通道部还具有：

一第一扩散槽，其开设位置位于该本体的表面上，该本体上对应该第一扩散槽的位置上还覆盖有一第一盖体；以及

一第二扩散槽，其开设位置位于该本体的表面上，藉由至少一连络通道与该第一扩散槽相联接，该第二扩散槽上还覆盖有一第二盖体。

19.根据权利要求10所述的气体喷洒扫描装置，其特征在于，该位移驱动单元驱动该气体喷洒模块产生线性位移运动或者是驱动该承载该基材的载台产生线性位移运动。

20.根据权利要求10所述的气体喷洒扫描装置，其特征在于，该基材为平板基材或者是卷对卷基材。

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