[发明专利]利用压差在微通道板侧壁沉积薄膜的装置和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用压差在微通道板侧壁沉积薄膜的装置及其方法，属于微机电系统领域。

背景技术

微通道板由于其特殊的结构，可广泛用于光电倍增、超级电容、锂离子电池、气体传感器等各个领域。在各种应用中，一个重要的步骤就是在微通道板的侧壁上沉积各种功能材料。现有的技术包括化学气相沉积法（CVD）、原子层沉积法（ALD）、电镀法（Electroplating）和溶胶凝胶法（Sol-Gel）。化学气相沉积法和原子层沉积法都需要较为昂贵的机器设备，成本较高；电镀法对于一些需要在绝缘衬底上沉积功能材料的情况无能为力；溶胶凝胶法需要溶胶液体完全覆盖衬底表面，然而在微通道板中，狭小通道中的表面张力已成主导因素，溶胶液体很难通过狭小的通道完全覆盖到侧壁表面，微通道内部的气泡会阻止液体进一步的流入，因此，如何让溶胶液体顺利地在微通道板内壁流动成为一个难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用压差在微通道板侧壁沉积薄膜的装置及其方法。以解决现有技术的上述问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现：

一种利用压差在微通道板侧壁沉积薄膜的装置，包括正压腔和负压腔，所述的正压腔和负压腔之间为连通通道，正压腔和负压腔上分别设有进气口和出气口；连通通道的中间位置设置有固定微通道板的卡托；所述的正压腔和负压腔内注有溶胶液体。

所述的正压腔和负压腔水平放置时，所述的进气口和出气口设置于正压腔和负压腔的上方，溶胶液体的高度高于微通道板纵向长度。

这种利用压差在微通道板侧壁沉积薄膜的装置的使用方法：

（1）将微通道板切割成与卡托横截面吻合的形状大小；

（2）将微通道板放入卡托并加以固定；

（3）从正压腔灌入所需沉积薄膜材料的溶胶液体；

（4）从进气口注入压缩空气，或者利用气泵从出气口抽出空气，或者两者兼用，利用微通道板两侧的压强差，使得溶胶液体从正压腔通过微通道板的内侧管道流入负压腔；

（5）倒出溶胶液体，取出微通道板；

（6）对微通道板进行高温处理，从而实现薄膜在微通道板侧壁上的沉积；

（7）此过程方法多次循环使用，即多层溶胶凝胶法，直至实现预定厚度。

所述的正压腔和负压腔上下放置时，正压腔在负压腔的上方，所述的进气口和出气口分别设置于正压腔在负压腔的上方；所述的溶胶液体从上方的正压腔流入下方的负压腔，残余的溶胶液体盛于下方腔体底部。需要指出的是，上述的进气口和出气口可以两者皆用，也可只用其中任意一个，另一口与大气相通。

这种利用压差在微通道板侧壁沉积薄膜的装置的使用方法：

（1）将微通道板切割成与卡托横截面吻合的形状大小；

（2）将微通道板放入卡托并加以固定；

（3）从正压腔灌入所需沉积薄膜材料的溶胶液体；

（4）从进气口注入压缩空气，或者利用气泵从出气口抽出空气，或者两者兼用，利用微通道板两侧的压强差，使得溶胶液体从正压腔通过微通道板的内侧管道流入负压腔；

（5）倒出溶胶液体，取出微通道板；

（6）对微通道板进行高温处理，从而实现薄膜在微通道板侧壁上的沉积；

（7）此过程方法多次循环使用，即多层溶胶凝胶法，直至实现预定厚度。

本发明利用微通道板两侧的压强差，实现所需沉积薄膜材料的溶胶液体在微通道内的流动，然后对粘附在微通道侧壁上的溶胶进行高温处理，从而实现薄膜在微通道板侧壁上的沉积。单层沉积的薄膜厚度，取决于溶胶浓度和微通道板两侧的压强差。为达到一定厚度的薄膜沉积，可对此过程方法多次循环使用，即多层溶胶凝胶法，直至实现预定厚度。压差法的装置结构根据溶胶液体的流动方向，可分为横向流动型结构和纵向流动型结构。

本发明的有益效果是：使所需沉积薄膜材料的溶胶液体在狭小尺寸的微通道内实现定向流动，进而实现其薄膜在微通道板侧壁上的沉积。

附图说明

图1为横向流动型结构的压差法装置结构示意图。

图2为纵向流动型结构的压差法装置结构示意图。

以上所有示意图均不是等比例的。

图3为硅微通道板骨架材料侧视图。

图4为硅微通道板骨架材料俯视图。

图5为硅微通道侧壁上半导体薄膜材料的淀积试制。

图中：1、正压腔  2、负压腔  3、连通通道  4、卡托  5、微通道板  6、进气口  7、出气口。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。