CN205954152U - 扩散源涂覆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种扩散源涂覆装置。扩散源涂覆装置用于涂覆样品，包括旋转机构、固定架、支架和喷嘴阵列，旋转机构与固定架连接，支架与旋转机构连接，喷嘴阵列与支架连接，喷嘴阵列包括多个喷嘴，多个喷嘴均设置于支架上，扩散源涂覆装置对样品进行涂覆时，旋转机构带动支架旋转，使设置在支架上的喷嘴旋转对样品进行扩散源涂覆。上述扩散源涂覆装置能提高涂覆效果和加工效率，节约扩散源材料、降低工艺成本。

Description

扩散源涂覆装置

技术领域

本实用新型涉及涂覆设备领域，特别是涉及一种扩散源涂覆装置。

背景技术

扩散工艺和扩散源的涂源技术在微电子和光伏等领域有着广泛的应用。扩散源可以分为气态源、固态源和液态源，其中，液态扩散源具有工艺简单、设备操作方便和操作危险系数低等优势。此外，将液态扩散源的涂源技术应用于高效太阳电池上，在满足工艺技术要求的同时，可以明显降低设备硬件要求，进而降低设备成本与后期维护成本。

一般的，普遍采用的液态扩散源的涂源技术为旋涂或喷涂工艺，其主要采用单点滴源后旋转或单点往复式喷源的涂覆方法在样品表面涂覆扩散源。采用单点滴源后旋转的涂覆方式在样品中心位置滴加扩散源后，样品进行旋转将扩散源在样品表面甩开进行涂覆，采用上述方法不能保证扩散源涂覆的均匀性，并且加工工艺时间长，产能效率低，此外，单点滴源后旋转的方式使用的扩散源的利用率很低，扩散源材料浪费严重；采用单点往复喷涂方式需要在样品表面往复滴加扩散源，加工时间长且需要的扩散源材料多。因此，液态扩散源的涂覆方法存在涂覆效果差、加工效率低、源材料浪费严重以及由此带来的工艺成本高的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述液态扩散源涂覆方法的涂覆效果差、加工效率低、源材料浪费和工艺成本高的问题，提供一种扩散源涂覆装置。

一种扩散源涂覆装置，用于涂覆样品，包括旋转机构、固定架、支架和喷嘴阵列，旋转机构与固定架连接，支架与旋转机构连接，喷嘴阵列与支架连接，喷嘴阵列包括多个喷嘴，多个喷嘴均设置于支架上，扩散源涂覆装置对样品进行涂覆时，旋转机构带动支架旋转，使设置在支架上的喷嘴旋转对样品进行扩散源涂覆。

上述扩散源涂覆装置，将包含多个喷嘴的喷嘴阵列设置在支架上，支架与旋转机构连接，在对样品进行涂覆时，旋转机构带动支架旋转，从而带动支架上的喷嘴阵列在样品上方旋转，喷嘴阵列通过旋转能够覆盖整个样品，将扩散源均匀滴加在样品表面，使扩散源在样品表面均匀扩散开来，能够改善样品表面的涂覆效果，同时扩散源通过多个喷嘴进行旋转滴加，能够提高扩散源的利用率，降低扩散源材料的用量进而降低生产成本。

在其中一个实施例中，多个喷嘴中的部分喷嘴组成第一喷嘴组，另一部分喷嘴组成第二喷嘴组，第一喷嘴组中的多个喷嘴呈线性排列，第二喷嘴组中的多个喷嘴呈线性排列，第一喷嘴组与第二喷嘴组相互平行，第一喷嘴组中喷嘴与第二喷嘴组中的喷嘴的位置交错。

在其中一个实施例中，第一喷嘴组中喷嘴的数量与第二喷嘴组中喷嘴的数量相等。

在其中一个实施例中，包括供液泵和多个供液管路，各供液管路的一端均与供液泵连接，各供液管路的另一端分别与对应的喷嘴连接。

在其中一个实施例中，供液泵包括第一供液泵和第二供液泵，与第一喷嘴组中的喷嘴连接的供液管路连接至第一供液泵，与第二喷嘴组中的喷嘴连接的供液管路连接至第二供液泵。

在其中一个实施例中，供液管路上设置有调节阀，调节阀用于控制对应的喷嘴的滴液速率。

在其中一个实施例中，喷嘴包括喷嘴管和喷嘴滴头，喷嘴管的一端与支架连接，喷嘴管的另一端与喷嘴滴头可拆卸连接。

在其中一个实施例中，旋转机构包括旋转轴、轴承、驱动机构和传动件，轴承与固定架连接，旋转轴穿过轴承并与轴承套接，旋转轴的一端与支架连接，旋转轴的另一端通过传动件与驱动机构连接。

在其中一个实施例中，固定架包括滑动座、固定座、升降架和伺服电机，滑动座套接于固定座的外侧，升降架的一端与滑动座连接，升降架的另一端与旋转机构连接，伺服电机与滑动座连接。

在其中一个实施例中，支架与旋转机构可拆卸连接。

附图说明

图1为一个实施例中扩散源涂覆装置的结构示意图；

图2为图1所示的扩散源涂覆装置的单个喷嘴供液管路的结构示意图；

图3为图1所示的一个实施例中喷嘴阵列的横截面图；

图4为另一个实施例中喷嘴阵列的横截面图。

附图标号：

10、旋转机构；11、旋转轴；12、轴承；13、驱动机构；14、传动件；20、固定架；21、固定座；22、升降架；23、滑动座；24、伺服电机；30、支架；40、喷嘴阵列；41、第一喷嘴组；42、第二喷嘴组；50、供液泵；60、供液管路；61、调节阀；70、样品；400、喷嘴；401、喷嘴管；402、喷嘴滴头。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一实施方式的扩散源涂覆装置，用于涂覆样品，扩散源涂覆装置包括旋转机构10、固定架20、支架30和喷嘴阵列40，旋转机构10与固定架20连接，支架30与旋转机构10连接，喷嘴阵列40与支架30连接，喷嘴阵列40包括多个喷嘴400，多个喷嘴400设置于支架30上，扩散源涂覆装置对样品进行涂覆时，旋转机构10带动支架30旋转，使设置于支架30上的喷嘴400旋转对样品进行扩散源涂覆。

在一个实施例中，旋转机构10包括旋转轴11、轴承12、驱动机构13和传动件14，轴承12与固定架20连接，旋转轴11穿过轴承12并与轴承12套接，旋转轴11的一端与支架30连接，旋转轴11的另一端通过传动件14与驱动机构13连接。具体的，固定架20上开设有安装孔，轴承12安装在固定架20的安装孔中，旋转轴11从轴承12内部穿过并套接于轴承12的内侧，旋转轴11的内部中空。旋转轴11的一端与支架30连接，旋转轴11通过紧固件与支架30连接，紧固件可以是螺栓、螺母和螺钉等。旋转轴11的另一端与传动件14连接，传动件14与驱动机构13连接。在本实施例中，传动件14为传动杆，驱动机构13是驱动电机，但需要说明的是，传动机构可以是传动皮带等传动部件，驱动机构13可以是气缸等驱动装置，可以根据需要具体设置，并不限于本实施例。工作时，驱动电机运行驱动传动杆转动，传动杆带动旋转轴11进行旋转，旋转轴11带动与其连接的支架30及支架30上的喷嘴阵列40进行旋转。

在一个实施例中，固定架20包括滑动座23、固定座21、升降架22和伺服电机24，滑动座23套接于固定座21的外侧，升降架22的一端与滑动座23连接，升降架22的另一端与旋转机构10连接，伺服电机24与滑动座23连接。具体的，升降架22的一端开设有用于安装轴承12的安装孔，将轴承12安装在安装孔内后使得升降架22与旋转机构10连接，升降架22的另一端与滑动座23连接，滑动座23套设在固定座21的外侧，滑动座23可以在固定座21上进行上下滑动，滑动座23与伺服电机24连接，伺服电机24用于驱动滑动座23在固定座21上进行滑动，滑动座23带动升降架22进行上下运动，升降架22带动支架30上下运动，从而可以调节支架30及设置在支架30上的喷嘴阵列40距离样品表面的高度。

在另一个实施例中，固定架20包括固定座21、升降架22和伺服电机24，固定座21上设置有滑轨，滑轨上设置有滑动块，升降架22的一端与旋转机构10连接，升降架22的另一端与滑轨连接，伺服电机24与滑动块连接。具体的，升降架22的一端开设有用于安装轴承12的安装孔，将轴承12安装在安装孔内后使得升降架22与旋转机构10连接，升降架22的另一端与滑轨上的滑动块连接，伺服电机24用于驱动滑动块在滑轨上进行滑动，滑动块带动升降架22进行上下运动，升降架22带动支架30上下运动，从而可以调节支架30及设置在支架30上的喷嘴阵列40距离样品表面的高度。

在对样品进行涂覆之前，可以通过调节升降架22的高度来调节支架30上的喷嘴阵列40距离样品表面的高度，使喷嘴阵列40位于适合进行旋涂的位置，从而达到更好的涂覆效果。在本实施例中，喷嘴阵列40中的喷嘴400距离样品的高度范围为1cm～5cm，优选的，喷嘴距离样品的高度为1cm。

如图2所示，多个喷嘴400中的部分喷嘴400组成第一喷嘴组41，另一部分喷嘴400组成第二喷嘴组42，第一喷嘴组41中的多个喷嘴400呈线性排列，第二喷嘴组42中的多个喷嘴400呈线性排列，第一喷嘴组41与第二喷嘴组42相互平行，第一喷嘴组41中的喷嘴400与第二喷嘴组42中的喷嘴400的位置交错。具体的，在支架30上开设有多个用于安装喷嘴400的通孔，将第一喷嘴组41和第二喷嘴组42的喷嘴400插入支架30的通孔中进行安装固定。第一喷嘴组41上的每个喷嘴400紧邻第二喷嘴组42上的两个相邻的喷嘴400并位于两个喷嘴400之间形成的间隙之间，第二喷嘴组42上的每个喷嘴400也紧邻第一喷嘴组41上的两个相邻的喷嘴400并位于两个喷嘴400之间形成的间隙之间。在一个实施例中，第一喷嘴组41中喷嘴400的数量与第二喷嘴组42中喷嘴400的数量相等。进一步的，第一喷嘴组41和第二喷嘴组42的长度大于待喷涂样品70的对角线的长度，由此可以保证喷嘴阵列40在进行旋转滴加的过程中，扩散源可以铺满整个样品70表面，使扩散源可以在样品70表面扩散涂覆均匀。

在另一个实施例中，如图3所示，多个喷嘴400中的部分喷嘴400组成多个第一喷嘴组41，另一部分喷嘴400组成多个第二喷嘴组42，多个第一喷嘴组41与多个第二喷嘴组42相互平行，第一喷嘴组41中的多个喷嘴400呈线性排列，第二喷嘴组42中的多个喷嘴400呈线性排列，第一喷嘴组41中的喷嘴400与第二喷嘴组42中的喷嘴400的位置交错。第一喷嘴组41中的每个喷嘴紧邻第二喷嘴组42上的两个相邻的喷嘴400并位于两个喷嘴400之间形成的间隙之间，第二喷嘴组42上的每个喷嘴400也紧邻第一喷嘴组41上的两个相邻的喷嘴400并位于两个喷嘴400之间形成的间隙之间。在一个实施例中，第一喷嘴组41中喷嘴400的数量与第二喷嘴组42中喷嘴400的数量相等。进一步的，第一喷嘴组41和第二喷嘴组42的长度接近待涂覆样品70的边长，第一喷嘴组41和第二喷嘴组42形成的喷嘴阵列40的阵列宽度也接近涂覆样品70的边长，这样设置可以在喷嘴阵列40不进行旋转的情况下，喷嘴阵列40在滴加扩散源的过程中，扩散源就可以将样品70表面铺满，旋转可以加快滴加的速度。

上述实施例中，通过将多个喷嘴400设置成阵列的形式，可以保证喷嘴阵列40在进行旋转滴加的过程中，滴加扩散源可以将整个待涂覆样品70铺满，这种方式相比于单点滴加扩散的方式，更有利于扩散源在样品70表面均匀扩散开来，能够很大程度上改善扩散源在样品70表面涂覆的均匀性和涂覆效果。

在一个实施例中，支架30与旋转机构10可拆卸连接。喷嘴阵列40排布的形式不同所对应的支架30的类型也不相同，根据具体的涂覆需要可以对喷嘴阵列40进行选择，将支架30与旋转机构10设置成可拆卸连接，有利于更换不同种类的支架30以及不同种类的喷嘴阵列40。

如图4所示，扩散源涂覆装置还包括供液泵50和多个供液管路60，各供液管路60的一端均与供液泵50连接，各供液管路60的另一端分别与对应的喷嘴400连接。每一个喷嘴400都与一个供液管路60连接，供液管路60与供液泵50连接，供液泵50通过供液管路60向喷嘴400输送液体扩散源，在供液泵50中事先设定好向喷嘴阵列40供应的总的扩散源材料的计量，可以对供应的扩散源材料的量进行精确控制。进一步的，每个供液管路60上设置有调节阀61，调节阀61用于控制对应的喷嘴400的滴液速率，喷嘴阵列40的每个喷嘴400可以通过调节与其连接的供液管路60上的调节阀61来控制喷嘴400滴加液体时的速率，将喷嘴阵列40中的所有喷嘴400的调节阀61都调节成相同的位置，使每个喷嘴400的滴液速率保持一致，便于旋转时扩散源在各个位置能够均匀滴加。通过实验可以得知将样品表面铺满需要的扩散源的量，通过供液泵50精确控制滴加的总的扩散源的计量，从而能够使扩散源的利用率达到最高，避免了扩散源材料的浪费，降低成本。

更进一步的，供液泵50包括第一供液泵和第二供液泵，与第一喷嘴组41中的喷嘴400连接的供液管路60连接至第一供液泵，与第二喷嘴组42中的喷嘴400连接的供液管路60连接至第二供液泵。第一供液泵向第一喷嘴组41的所有喷嘴供液相同的液体，第二供液泵向第二喷嘴组42的所有喷嘴400供应相同的液体，第一供液泵和第二供液泵供应的是不同的液体。通过控制第一供液泵和第二供液泵的总阀可以控制它们的工作状态，第一供液泵和第二供液泵可以单独进行供液工作，也可以同时进行供液工作。

在一个实施例中，在对样品进行涂覆之前，需要对样品进行清洗，这时第一供液泵中提供的液体是清洗液，第二供液泵中提供的液体是扩散源材料。首先打开第一供液泵的总阀，并使旋转机构10带动喷嘴阵列40进行旋转滴加，这时只有第一喷嘴组41工作，第一喷嘴组41上的喷嘴400在样品上滴加清洗液，清洗完毕后关闭第一供液泵的总阀，打开第二供液泵的总阀，使第二喷嘴组42单独工作，第二喷嘴组42的喷嘴400在样品上旋转滴加扩散源对样品进行涂覆。

在另一个实施例中，需要对样品同时滴加两种不同的扩散源时，第一供液泵和第二供液泵分别向第一喷嘴组41和第二喷嘴组42供应两种不同的扩散源，进行涂覆时，同时打开第一供液泵和第二供液泵的总阀，喷嘴阵列40进行旋转，第一喷嘴组41和第二喷嘴组42同时工作，喷嘴阵列40在样品表面同时滴加两种不同的扩散源对样品表面进行涂覆。

通过设置两个供液泵50和两种喷嘴阵列40，两个喷嘴阵列40可以单独交替进行工作，也可以同时进行工作，在需要涂覆两种液体时，涂覆过程中不需要更换或者清洗喷嘴400，节约了涂覆时间、简化操作，降低劳动力，并且提高涂覆的工作效率。

在一个实施例中，喷嘴400包括喷嘴管401和喷嘴滴头402，喷嘴管401的一端与支架30连接，喷嘴管401的另一端与喷嘴滴头402可拆卸连接，喷嘴管401与喷嘴滴头402可拆卸连接便于对喷嘴滴头402进行更换和清洗，使扩散源的从喷嘴中的滴出过程保持顺畅。

扩散源涂覆装置的对样品表面进行涂覆的过程具体如下：

将样品固定在机台上，通过调节固定架20上升降架22的高度将支架30上的喷嘴阵列40调节到适合进行涂覆的高度，启动旋转机构10的驱动机构13，驱动机构13带动传送件传送从而带动旋转轴11旋转，旋转轴11带动支架30及设置在支架30上的喷嘴阵列40进行旋转，同时打开供液泵50，供液泵50通过供液管路60向喷嘴阵列40提供扩散源，扩散源从喷嘴400的喷嘴滴头402滴出到达样品表面，通过旋转将扩散源在样品表面平铺均匀，滴加完毕后，样品上各个位置的扩散源在样品表面扩散开来、均匀涂覆。在一个实施例中，样品机台上也设置有旋转机构10，机台的旋转机构10同时旋转带动样品旋转，样品旋转的方向与喷嘴阵列旋转的方向相反，二者同时旋转可以加快扩散源滴加涂覆的速度，提高工作效率。

上述实施例中的扩散源涂覆装置，通过设置包含多个喷嘴400的喷嘴阵列40，当喷嘴阵列40进行旋转并对样品进行涂覆时，喷嘴阵列40通过旋转能够覆盖整个样品，将扩散源均匀滴加在样品表面，使扩散源在样品表面均匀扩散开来，能够改善样品表面的涂覆效果，同时扩散源通过多个喷嘴400进行旋转滴加并通过供液泵50精确控制扩散源总的计量，能够提高扩散源的利用率，降低扩散源材料的用量进而降低生产成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种扩散源涂覆装置，用于涂覆样品，其特征在于，包括旋转机构、固定架、支架和喷嘴阵列，所述旋转机构与所述固定架连接，所述支架与所述旋转机构连接，所述喷嘴阵列与所述支架连接，所述喷嘴阵列包括多个喷嘴，多个所述喷嘴均设置于所述支架上，所述扩散源涂覆装置对所述样品进行涂覆时，所述旋转机构带动所述支架旋转，使设置在所述支架上的所述喷嘴旋转对所述样品进行扩散源涂覆。

2.根据权利要求1所述的扩散源涂覆装置，其特征在于，多个所述喷嘴中的部分所述喷嘴组成第一喷嘴组，另一部分所述喷嘴组成第二喷嘴组，所述第一喷嘴组中的多个所述喷嘴呈线性排列，所述第二喷嘴组中的多个所述喷嘴呈线性排列，所述第一喷嘴组与所述第二喷嘴组相互平行，所述第一喷嘴组中的所述喷嘴与所述第二喷嘴组中的所述喷嘴的位置交错。

3.根据权利要求2所述的扩散源涂覆装置，其特征在于，所述第一喷嘴组中所述喷嘴的数量与所述第二喷嘴组中所述喷嘴的数量相等。

4.根据权利要求2所述的扩散源涂覆装置，其特征在于，还包括供液泵和多个供液管路，各所述供液管路的一端均与所述供液泵连接，各所述供液管路的另一端分别与对应的所述喷嘴连接。

5.根据权利要求4所述的扩散源涂覆装置，其特征在于，所述供液泵包括第一供液泵和第二供液泵，与所述第一喷嘴组中的所述喷嘴连接的所述供液管路连接至所述第一供液泵，与所述第二喷嘴组中的所述喷嘴连接的所述供液管路连接至所述第二供液泵。

6.根据权利要求4所述的扩散源涂覆装置，其特征在于，所述供液管路上设置有调节阀，所述调节阀用于控制对应的所述喷嘴的滴液速率。

7.根据权利要求1所述的扩散源涂覆装置，其特征在于，所述喷嘴包括喷嘴管和喷嘴滴头，所述喷嘴管的一端与所述支架连接，所述喷嘴管的另一端与所述喷嘴滴头可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的扩散源涂覆装置，其特征在于，所述旋转机构包括旋转轴、轴承、驱动机构和传动件，所述轴承与所述固定架连接，所述旋转轴穿过所述轴承并与所述轴承套接，所述旋转轴的一端与所述支架连接，所述旋转轴的另一端通过所述传动件与所述驱动机构连接。

9.根据权利要求1所述的扩散源涂覆装置，其特征在于，所述固定架包括滑动座、固定座、升降架和伺服电机，所述滑动座套接于所述固定座的外侧，所述升降架的一端与所述滑动座连接，所述升降架的另一端与所述旋转机构连接，所述伺服电机与所述滑动座连接。

10.根据权利要求1所述的扩散源涂覆装置，其特征在于，所述支架与所述旋转机构可拆卸连接。