SU1178500A1

SU1178500A1 - Electromechanical sprayer of liquid

Info

Publication number: SU1178500A1
Application number: SU843726422A
Authority: SU
Inventors: Валентин Матвеевич Богомольный; Игорь Владимирович Варламов; Лев Петрович Петухов
Original assignee: Московский Технологический Институт Министерства Бытового Обслуживания Населения Рсфср
Priority date: 1984-04-12
Filing date: 1984-04-12
Publication date: 1985-09-15

Abstract

1. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ РАСПБШИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ, содержащий цилиндрическую камеру с днищем в виде перфорированной диафрагмы, верхней гибкой стенкой и каналом подачи жидкости, размещенную в камере мембрану с отверсти ми , раздел ющую камеру на нижнюю выпускную и сообщенную с каналом подачи жидкости верхнюю полости, и механически св занный с камерой источник колебаний. отличающийс тем, что, с целью повыщени производительности устройства путем увеличени гидродинамического давлени в камере , гибка стенка, мембрана и перфорированна диафрагма выполнены изогнутыми, причем мембрана и перфорированна диафрагма обращены выпуклост ми друг к другу, гибка стенка обращена выпуклостью наружу , а отверсти в мембране выполнены по периферии, при этом источник колебаний выполнен в виде диаметрально расположенных пар пьезоэлектрических преобразователей , равномерно распределенных внутри камеры по ее боковой стенке и св занных с кромками гибкой стенки, мембраны и перфорированной диафрагмы, причем пьезоэлектрическа ось каждого пьезоэлектри ческого преобразовател направлена к |СЛ центру камеры. 2. Распылитель по п. 1, отличающийс тем, что отнощение диаметра к высоте выпуклости дл мембраны и диафрагмы выбрано в пределах 10-50. Л сх ел1. ELECTROMECHANICAL LIQUID DISPENSER, containing a cylindrical chamber with a perforated diaphragm bottom, an upper flexible wall and a fluid supply channel, a membrane with holes in the chamber, dividing the chamber into the lower outlet and communicated with the fluid supply channel of the upper cavity, and mechanically source of oscillations recorded with the camera. characterized in that in order to increase the productivity of the device by increasing the hydrodynamic pressure in the chamber, the flexible wall, the membrane and the perforated diaphragm are curved, the membrane and the perforated diaphragm are convex to each other, the flexible wall is convex outward, and the holes in the membrane are made on the periphery, with the source of oscillations made in the form of diametrically located pairs of piezoelectric transducers, evenly distributed inside the chamber along its connected to the edges of the flexible wall, the membrane and the perforated diaphragm, with the piezoelectric axis of each piezoelectric transducer directed toward the | SL center of the chamber. 2. The atomizer according to claim 1, characterized in that the ratio of the diameter to the height of the bulge for the membrane and the diaphragm is selected in the range of 10-50. L sh

Description

Изобретение относитс к устройствам дл распылени жидкостей и может быть использовано в приборостроении при создании тонких полупроводниковых пленок.The invention relates to a device for spraying liquids and can be used in instrument making for creating thin semiconductor films.

Целью изобретени вл етс повышение производительности устройства при получении тонкопленочных изделий, микроэлектронной техники.The aim of the invention is to improve the performance of the device in the production of thin-film products, microelectronic technology.

На фиг. 1 изображен электромеханический распылитель жидкости; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows an electromechanical fluid sprayer; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Электромеханический распылитель жидкости содержит цилиндрическую камеру 1 с днищем в виде перфорированной диафрагмы 2, верхней гибкой стенкой 3 и каналом 4 подачи жидкости.The electromechanical fluid sprayer comprises a cylindrical chamber 1 with a bottom in the form of a perforated diaphragm 2, an upper flexible wall 3, and a fluid supply passage 4.

В камере 1 размещены мембрана 5 с отверсти ми 6, раздел юща камеру 1 на нижнюю выпускную 7 и верхнюю 8, сообщенную с каналом 4 подачи жидкости, полости и источник колебаний, выполненный в виде диаметрально расположенных пар пьезоэлектрических преобразователей 9, равномерно распределенных по боковой стенке камеры 1 и св занных с кромками гибкой стенки 3, мембраны 5 и перфорированной диафрагмы 2. The chamber 1 contains a membrane 5 with openings 6, dividing the chamber 1 into the lower outlet 7 and upper 8 communicating with the fluid supply channel 4, the cavity and the oscillation source made in the form of diametrically arranged pairs of piezoelectric transducers 9 evenly distributed along the side wall chambers 1 and connected with edges of flexible wall 3, membrane 5 and perforated diaphragm 2.

Гибка стенка 3, мембрана 5 и перфорированна диафрагма 2 выполнены изогнутыми , причем мембрана 5 и перфорированна диафрагма .2 обращены выпуклост ми друг к другу, а гибка стенка 3 обращена выпуклостью наружу. Отверсти 6 в мембране 5 расположены по периферии.The flexible wall 3, the membrane 5 and the perforated diaphragm 2 are curved, with the membrane 5 and the perforated diaphragm .2 facing each other, and the flexible wall 3 facing convex outwards. The holes 6 in the membrane 5 are located on the periphery.

Пьезоэлектрическа ось каждого пьезоэлектрического преобразовател 9 направлена к центру камеры 1.The piezoelectric axis of each piezoelectric transducer 9 is directed toward the center of the chamber 1.

Отношение диаметра к высоте выпуклости дл мембраны 4 и диафрагмы 2 выбрано в пределах 10-50.The ratio of the diameter to the height of the bulge for the membrane 4 and diaphragm 2 is selected in the range of 10-50.

Пьезоэлектрические преобразователи 9 снабжены регулировочными винтами 10.Piezoelectric transducers 9 are equipped with adjusting screws 10.

Электромеханический преобразователь работает следующим образом.The electromechanical transducer works as follows.

Поступающа по каналу 4 жидкость заполн ет полость 8, затем проходит через отверсти 6 в мембраны 5 и заполн ет полость 7 камеры 1.The fluid entering through channel 4 fills the cavity 8, then passes through the openings 6 into the membranes 5 and fills the cavity 7 of the chamber 1.

При подаче на пьезоэлектрические преобразователи 9 электрического напр жени в них создаютс направленные к центру камеры 1 колебани , привод щие к дополнительному изгибу гибкой стенки 3, мембраны 5 и перфорированной диафрагмы 2, амплитуда колебаний которых регулируетс величиной электрического напр жени . При сжатии стенки 3, мембраны 5 и диафрагмы 2 в радиальном направлении происходит увеличение объема полости 8 и уменьшение объема полости 7, в результате чего в полость 8 из канала 4 поступает жидкость,а из полости 7 жидкость вытесн етс через отверсти в перфорированной диафрагме 2 и распыл етс . При раст жении стенки 3, мембраны 5 и диафрагмы 2 под действием пьезоэлектрических преобразователей 9 происходит уменьшение объема полости 8 и увеличение объема полости 7, в результате этого из полости 8 жидкость переходит через отверсти 6 мембраны 5 в полость 7.When electrical voltage is applied to the piezoelectric transducers 9, oscillations directed towards the center of the chamber 1 are created in them, resulting in additional bending of the flexible wall 3, membrane 5 and perforated diaphragm 2, the amplitude of oscillations of which is controlled by the amount of electrical voltage. When the wall 3, membrane 5 and diaphragm 2 are compressed in the radial direction, the volume of cavity 8 increases and the volume of cavity 7 decreases, as a result of which liquid flows from channel 4 to cavity 8, and liquid is forced out of cavity 7 through holes in the perforated diaphragm 2 and sprayed. By stretching the wall 3, the membrane 5 and the diaphragm 2 under the action of the piezoelectric transducers 9, the volume of the cavity 8 decreases and the volume of the cavity 7 increases, as a result of which the liquid passes through the apertures 6 of the membrane 5 to the cavity 7.

При следуюшем периоде сжати - раст жени цикл работы повтор етс ;At the next period of compression - stretching, the work cycle is repeated;

Регулирование зазора между мембраной и диафрагмой задаетс винтами 10.The adjustment of the gap between the membrane and the diaphragm is set by screws 10.

Размер образующихс при распылении капель жидкости регулируетс частотой тока, подаваемого на пьезоэлектрические преобразователи.The size of the liquid droplets formed when spraying is controlled by the frequency of the current supplied to the piezoelectric transducers.

Выполнение гибкой стенки, мембраны и диафрагмы изогнутой приводит к, увеличению гидродинамического давлени внутри камеры в полости дл распылени жидкости, что повышает производительность устройствва . Размещение пар пьезоэлектрических преобразователей по боковой стенке камеры и св зывание их с кромками изогнутых стенки , мембраны и диафрагмы, а также направление пьезоэлектрических осей к центру камеры позвол ет увеличить амплитуду колебаний и эффективность распылени , которые также повышаютс за счет суммарного воздействи колеблющихс в противофазе мембраны и диафрагмы.The implementation of the flexible wall, membrane, and curved diaphragm results in an increase in hydrodynamic pressure inside the chamber in the cavity for spraying the liquid, which improves the performance of the device. Placing pairs of piezoelectric transducers along the side wall of the chamber and associating them with the edges of the curved walls, membranes and diaphragms, and also directing the piezoelectric axes to the center of the chamber, increases the amplitude of oscillations and the efficiency of spraying, which also increases due to the total effect of the anti-phase vibrating membrane aperture.

Расположение отверстий в мембране по периферии уменьшает отток жидкости из выпускной полости 7 в полость 8 в период сжати , за счет меньшего давлени в периферийной области полости 7.The peripheral arrangement of the holes in the membrane reduces the outflow of fluid from the outlet cavity 7 into the cavity 8 during the period of compression, due to the lower pressure in the peripheral region of the cavity 7.

Оптимальные параметры устройства достигаютс при отношении диаметра к высоте выпуклости дл мембраны и диафрагмы в пределах 10-50. При отношении диаметра к высоте выпуклости менее 10 не достигаетс существенного увеличени гидродинамического давлени в выпускной полости камеры .The optimum parameters of the device are achieved with a ratio of the diameter to the height of the bulge for the membrane and the diaphragm in the range of 10-50. When the ratio of the diameter to the height of the convexity is less than 10, there is no significant increase in the hydrodynamic pressure in the outlet cavity of the chamber.

При отношении большем 50 усложн етс процесс изготовлени мембраны и диафра гм ы.With a ratio greater than 50, the manufacturing process of the membrane and diaphragm is complicated.

Предлагаемое изобретение позвол ет сократить врем напылени эпитенсиальных пленок и повысить качество напылени за счет повышени равномерности распределени распыл емой жидкости и возможности регулировки размера образуемых капель распыл емой жидкости.The present invention makes it possible to reduce the sputtering time of epitential films and improve the quality of sputtering by increasing the uniform distribution of the sprayed liquid and the possibility of adjusting the size of the formed droplets of the sprayed liquid.

При использовании в качестве пьезоэлектрических преобразователей пьезокерамических материалов типа ЦТС-19, имеющих врем срабатывани , измер емое милисекундами , устройство обеспечивает, кроме того, возможность строгого контрол времени и скорости распылени , что имеет важное значение при создании тонких полупроводниковых структур.When used as piezoelectric transducers of piezoceramic materials such as PZT-19, which have a response time, measured in milliseconds, the device also provides the possibility of strict control of spraying time and speed, which is important when creating thin semiconductor structures.

Claims

1. ELECTROMECHANICAL

A LIQUID SPRAY containing a cylindrical chamber with a bottom in the form of a perforated diaphragm, an upper flexible wall and a liquid supply channel, a membrane with holes located in the chamber, dividing the chamber into a lower outlet and communicating with the upper fluid channel and a vibration source mechanically connected to the chamber, characterized in that, in order to increase the productivity of the device by increasing the hydrodynamic pressure in the chamber, the flexible wall, membrane and perforated diaphragm are made curved and, moreover, the membrane and the perforated diaphragm are convex to each other, the flexible wall is convex outward, and the holes in the membrane are made on the periphery, while the oscillation source is made in the form of diametrically arranged pairs of piezoelectric transducers uniformly distributed inside the chamber along its side wall and connected with the edges of the flexible wall, membrane and perforated diaphragm, and the piezoelectric axis of each piezoelectric transducer is directed to the center of the chamber.

2. Sprayer according to π. 1, characterized in that the ratio of the diameter to the height of the bulge for the membrane and diaphragm is selected in the range of 10-50.

SU ..., 1178500 FIG. 1