CN108447804A - 一种闪光灯退火炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种闪光灯退火炉，壳体内部为真空腔，真空腔的侧面设置有真空计和进气阀，底部设置有抽气阀，另一侧设置有真空腔门，真空腔门上设置有观察窗；真空腔的顶部分别设置有高能闪光灯、锥形反光镜和凸透镜以实现高能光的聚集；中间部位设置有滤光片、样品挡板、挡板支架，样品挡板通过挡板支架进行转动以遮挡和保护制品；样品挡板的下面设置有样品台和样品台转轴，样品台通过样品台转轴匀速转动并与外部水冷装置相连接；壳体的外部还设置有脉冲发生器和功率源，脉冲发生器与两高能闪光灯通过电线连接电源。本发明解决了有机柔性衬底上无机非金属薄膜晶化的技术难题，成本低廉，理念先进，推动了电子技术的发展。
Description
技术领域
本发明涉及一种退火炉，具体涉及一种用于无机非金属薄膜的闪光灯退火炉。
背景技术
柔性及可拉伸电子学是当前电子学领域的研究热点，并且在柔性显示器、电子皮肤、柔性传感器以及可植入医疗器件等应用方面取得了进展。其中，实现无机非金属电子薄膜与有机柔性基底的集成是制备柔性电子的关键之一，然而要获得性能优良的柔性无机非金属电子薄膜，必须保证薄膜具有好的结晶性。而对于非晶的无机非金属电子薄膜而言，其内部存在大量缺陷、表面粗糙、性能差，甚至不再具备相应的功能特性。目前，在有机柔性基底上制备结晶的无机非金属电子薄膜的方法主要是转移法(即在硬质基底上制备出结晶薄膜，然后通过刻蚀掉基底实现到有机柔性基底上的转移)，转移方法制备的柔性结晶薄膜的附着性差、薄膜易碎裂脱落，且工艺复杂、价格昂贵，不适合大面积薄膜及器件制备和应用。在有机柔性基底上直接沉积无机非金属电子薄膜并实现其晶化是解决这些难题的唯一手段。但是，有机柔性基底的一个致命弱点是不耐高温，在130℃左右即开始变形甚至融化，而无机非金属电子薄膜的晶化温度一般需要在300℃以上，这给在有机柔性基底上制备结晶的无机非金属电子薄膜带来极大难度。此外，有机基底的表面平整度较差，必然造成淀积的薄膜厚度不均匀，从而导致薄膜的性能恶化。因此，基于以上问题，本发明的闪光灯退火炉可实现在有机柔性基底上的无机非金属薄膜的退火结晶。
发明内容
本发明的目的，在于解决有机柔性衬底上无机非金属薄膜晶化的技术难题，提供一种可实现在有机柔性基底上的无机非金属薄膜退火结晶的闪光灯退火设备。
本发明通过如下技术方案予以实现。
一种闪光灯退火炉，包括壳体、真空腔和闪光灯，其特征在于，所述壳体20的内部为真空腔1，真空腔1的侧面设置有真空计6和进气阀7，真空腔1的底部设置有抽气阀17，真空腔1的另一侧面设置有真空腔门18，真空腔门18上设置有观察窗19；真空腔1的顶部两端分别设置有高能闪光灯8，每个高能闪光灯8还分别设置有锥形反光镜9和凸透镜10以实现高能光的聚集；真空腔1的中间部位设置有滤光片11，滤光片11通过滤光片支撑杆12与壳体相连接；滤光片11的下面设置有样品挡板13，样品挡板13通过挡板支架14支撑于真空腔内，并通过挡板支架14进行转动以遮挡和保护制品；样品挡板13的下面设置有样品台15，样品台15下面的中央位置设置有样品台转轴16，样品台15内设置水有水冷循环装置，样品台转轴16为中空可旋转结构，样品台15通过样品台转轴16匀速转动并与外部水冷装置相连接；
壳体20的外部还设置有脉冲发生器3和功率源5，两者通过电缆4相连接；脉冲发生器3与两高能闪光灯8通过电线2连接电源。
所述壳体20采用金属材料，为矩形、圆形或者其它几何形状，其容积为10～500L。
该退火炉抽气阀17外接抽气设备为机械泵、分子泵或者离子泵，实现真空腔1内的真空，并通过真空计6控制腔内压强。
该退火炉内的高能闪光灯8、锥形反光镜9和凸透镜10为1组，实现高能光的聚集，组数为1组以上。
样品台转轴16的转速≥1圈/分钟。
本发明解决了有机柔性衬底上无机非金属薄膜晶化的技术难题，设备成本低廉，理念先进，推动了电子技术的发展。
附图说明
图1为本发明闪光灯退火炉的结构示意图。
图中附图标记如下：
1———真空腔 2———电线
3———脉冲发生器 4———电缆
5———功率源 6———真空计
7———进气阀 8———高能闪光灯
9———锥形反光镜 10———凸透镜
11———滤光片 12———滤光片支撑杆
13———样品挡板 14———挡板支架
15———样品台 16———样品台转轴
17———抽气阀 18———真空腔门
19———观察窗 20———壳体
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明采用常规材料和常规生产工艺制备闪光灯退火炉，退火炉外壳采用金属材料，为矩形、圆形或者其它几何形状，其最小尺寸为30cm，其容积为10L～500L。
参见图1，本发明壳体20的内部为真空腔1，真空腔1的侧面设置有真空计6和进气阀7，真空腔1的底部设置有抽气阀17，抽气设备为机械泵、分子泵或者离子泵，真空腔1的另一侧面设置有真空腔门18，真空腔门18上留有观察窗19；
在真空腔1的顶部两端分别设置有高能闪光灯8，每个高能闪光灯8还分别设置有锥形反光镜9和凸透镜10以实现高能光的聚集；高能闪光灯8、锥形反光镜9和与透镜10为1组合，每个退火炉的组数为1组以上；壳体20的外部还设置有脉冲发生器3和功率源5，两者通过电缆4相连接；脉冲发生器3与每个组合通过电线2相连接。
真空腔1的中间部位设置有滤光片11，滤光片11通过滤光片支撑杆12与壳体相连接；滤光片11的下面设置有样品挡板13，样品挡板13通过挡板支架14支撑于真空腔内并通过挡板支架14进行转动以遮挡和保护制品；
样品挡板13的下面设置有样品台15，样品台15下面的中央位置设置有样品台转轴16，样品台15内设置水有水冷循环装置，样品台转轴16为中空可旋转结构，其转速≥1圈/分钟，
样品台15通过样品台转轴16匀速转动并与外部水冷装置相连接；
本发明的生产工艺流程如下：
首先将制备在有机柔性衬底上的无机非金属薄膜通过真空腔门18置于样品台15上，通过外接水冷循环装置对样品台15进行冷却。然后关闭真空腔门18，通过抽气阀17对真空腔1进行抽真空，通过真空计6观察真空腔1内的真空度，控制腔内真空度为≤1Pa，并通过观察窗19观察腔内的情况。
当真空腔1内的气压达到≤1Pa时，通过进气阀7通入氧气(也可以不通任何气体)，通过真空计6确定真空腔1内所需气压50Pa。打开功率源5和脉冲发生器3进行预热，并设置功率为100W。通过电线2，将功率信号传至高能闪光灯8，高能闪光灯8开始按参数闪烁发光，并通过锥形反光镜9将光线聚集在凸透镜10上，凸透镜10将光线聚焦，并通过滤光片11将不需要的光波滤掉，仅剩紫外光通过，打开样品挡板13，紫外光在制品薄膜上聚集，通过制品薄膜对紫外光的全部吸收，实现制品的烧结，烧结过程并不损坏有机柔性衬底。
Claims (5)
1.一种闪光灯退火炉，包括壳体、真空腔和闪光灯，其特征在于，所述壳体(20)的内部为真空腔(1)，真空腔(1)的侧面设置有真空计(6)和进气阀(7)，真空腔(1)的底部设置有抽气阀(17)，真空腔(1)的另一侧面设置有真空腔门(18)，真空腔门(18)上设置有观察窗(19)；真空腔(1)的顶部两端分别设置有高能闪光灯(8)，每个高能闪光灯(8)还分别设置有锥形反光镜(9)和凸透镜(10)以实现高能光的聚集；真空腔(1)的中间部位设置有滤光片(11)，滤光片(11)通过滤光片支撑杆(12)与壳体相连接；滤光片(11)的下面设置有样品挡板(13)，样品挡板(13)通过挡板支架(14)支撑于真空腔内，并通过挡板支架(14)进行转动以遮挡和保护制品；样品挡板(13)的下面设置有样品台(15)，样品台(15)下面的中央位置设置有样品台转轴(16)，样品台(15)内设置水有水冷循环装置，样品台转轴(16)为中空可旋转结构，样品台(15)通过样品台转轴(16)匀速转动并与外部水冷装置相连接；
壳体(20)的外部还设置有脉冲发生器(3)和功率源(5)，两者通过电缆(4)相连接；脉冲发生器(3)与两高能闪光灯(8)通过电线(2)连接电源。
2.根据权利要求1所述的一种闪光灯退火炉，其特征在于，所述壳体(20)采用金属材料，为矩形、圆形或者其它几何形状，其容积为10L～500L。
3.根据权利要求1所述的一种闪光灯退火炉，其特征在于，该退火炉抽气阀(17)外接抽气设备为机械泵、分子泵或者离子泵，实现真空腔(1)内的真空，并通过真空计(6)控制腔内压强。
4.根据权利要求1所述的一种闪光灯退火炉，其特征在于，该退火炉内的高能闪光灯(8)、锥形反光镜(9)和凸透镜(10)为1组，实现高能光的聚集，组数为1组以上。
5.根据权利要求1所述的一种闪光灯退火炉，其特征在于，样品台转轴(16)的转速≥1圈/分钟。
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