Электромеханический распылитель жидкости Советский патент 1985 года по МПК B05B17/06 

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкостей и может быть использовано в приборостроении при создании тонких полупроводниковых пленок.

Целью изобретения является повышение производительности устройства при получении тонкопленочных изделий, микроэлектронной техники.

На фиг. 1 изображен электромеханический распылитель жидкости; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Электромеханический распылитель жидкости содержит цилиндрическую камеру 1 с днищем в виде перфорированной диафрагмы 2, верхней гибкой стенкой 3 и каналом 4 подачи жидкости.

В камере 1 размещены мембрана 5 с отверстиями 6, разделяющая 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 связанных с кромками гибкой стенки 3, мембраны 5 и перфорированной диафрагмы 2.

Гибкая стенка 3, мембрана 5 и перфорированная диафрагма 2 выполнены изогнутыми, причем мембрана 5 и перфорированная диафрагма .2 обращены выпуклостями друг к другу, а гибкая стенка 3 обращена выпуклостью наружу. Отверстия 6 в мембране 5 расположены по периферии.

Пьезоэлектрическая ось каждого пьезоэлектрического преобразователя 9 направлена к центру камеры 1.

Отношение диаметра к высоте выпуклости для мембраны 4 и диафрагмы 2 выбрано в пределах 10-50.

Пьезоэлектрические преобразователи 9 снабжены регулировочными винтами 10.

Электромеханический преобразователь работает следующим образом.

Поступающая по каналу 4 жидкость заполняет полость 8, затем проходит через отверстия 6 в мембраны 5 и заполняет полость 7 камеры 1.

При подаче на пьезоэлектрические преобразователи 9 электрического напряжения в них создаются направленные к центру камеры 1 колебания, приводящие к дополнительному изгибу гибкой стенки 3, мембраны 5 и перфорированной диафрагмы 2, амплитуда колебаний которых регулируется величиной электрического напряжения. 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 вытесняется через отверстия в перфорированной диафрагме 2 и распыляется. При растяжении 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 отверстия 6 мембраны 5 в полость 7.

При следуюшем периоде сжатия - растяжения цикл работы повторяется;

Регулирование зазора между мембраной и диафрагмой задается винтами 10.

Размер образующихся при распылении капель жидкости регулируется частотой тока, подаваемого на пьезоэлектрические преобразователи.

Выполнение гибкой стенки, мембраны и диафрагмы изогнутой приводит к, увеличению гидродинамического давления внутри камеры в полости для распыления жидкости, что повышает производительность устройствва. Размещение пар пьезоэлектрических преобразователей по боковой стенке камеры и связывание их с кромками изогнутых стенки, мембраны и диафрагмы, а также направление пьезоэлектрических осей к центру камеры позволяет увеличить амплитуду колебаний и эффективность распыления, которые также повышаются за счет суммарного воздействия колеблющихся в противофазе мембраны и диафрагмы.

Расположение отверстий в мембране по периферии уменьшает отток жидкости из выпускной полости 7 в полость 8 в период сжатия, за счет меньшего давления в периферийной области полости 7.

Оптимальные параметры устройства достигаются при отношении диаметра к высоте выпуклости для мембраны и диафрагмы в пределах 10-50. При отношении диаметра к высоте выпуклости менее 10 не достигается существенного увеличения гидродинамического давления в выпускной полости камеры.

При отношении большем 50 усложняется процесс изготовления мембраны и диафра гм ы.

Предлагаемое изобретение позволяет сократить время напыления эпитенсиальных пленок и повысить качество напыления за счет повышения равномерности распределения распыляемой жидкости и возможности регулировки размера образуемых капель распыляемой жидкости.

При использовании в качестве пьезоэлектрических преобразователей пьезокерамических материалов типа ЦТС-19, имеющих время срабатывания, измеряемое милисекундами, устройство обеспечивает, кроме того, возможность строгого контроля времени и скорости распыления, что имеет важное значение при создании тонких полупроводниковых структур.

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 отверстиями, разделяющую камеру на нижнюю выпускную и сообщенную с каналом подачи жидкости верхнюю полости, и механически связанный с камерой источник колебаний. отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности устройства путем увеличения гидродинамического давления в камере, гибкая стенка, мембрана и перфорированная диафрагма выполнены изогнутыми, причем мембрана и перфорированная диафрагма обращены выпуклостями друг к другу, гибкая стенка обращена выпуклостью наружу, а отверстия 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 связанных с кромками гибкой стенки, мембраны и перфорированной диафрагмы, причем пьезоэлектрическая ось каждого пьезоэлектри ческого преобразователя направлена к |СЛ центру камеры. 2. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что отнощение диаметра к высоте выпуклости для мембраны и диафрагмы выбрано в пределах 10-50. Л сх ел