粉末镀膜设备

技术领域

本申请涉及原子层沉积设备技术领域，特别是涉及粉末镀膜设备。

背景技术

原子层沉积粉末镀膜设备主要用于显示行业降低量子点的水气透过率和在锂电池行业提高阻锂离子电池中电极材料的性能。原子层沉积法粉末表面包覆设备其膜厚的均匀性及工艺可控性较好，性能优越，且膜厚可控制在纳米级别，对于微粉行业优势尤为突出。相关技术中的粉末镀膜设备，需要向反应腔内同时通入多种气体。但现有的粉末镀膜设备通入多种气体时，多种气体在反应腔内的分布不均匀，会导致粉末镀膜质量下降。

发明内容

本申请的实施例提供一种粉末镀膜设备，能够提高粉末镀膜的质量。

本申请实施例提供一种粉末镀膜设备。粉末镀膜设备包括反应器和混合器。反应器内具有反应腔，反应腔设置有进气口和抽气口。混合器内具有混合腔，混合腔设置有混合进口和混合出口，混合出口与进气口连通。其中，混合腔内设置有混气件，用于改变混合腔内的气体流动状态。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，通过在反应腔的进气孔之前设置混合器，使得气源能够先从混合进口通入混合腔。通过混合腔内的混气件改变气体的流动状态，将多种气体混合的较为均匀。混合后的气体能够从混合出口经进气口再进入到反应腔内。混合后的多种气体中的每种在反应腔内的分布较为均匀，能够使粉末镀膜的均匀性提高，提高了粉末镀膜的质量。

附图说明

图1是本申请粉末镀膜设备一实施例的结构示意图；

图2是图1中混气件一实施方式的结构示意图；

图3是图2中混气件气流方向的示意图；

图4是图1中混气件与进气件配合方式的结构示意图；

图5是图1中混气件另一实施方式的结构示意图；

图6是本申请粉末镀膜设备另一实施方式的结构示意图；

图7是图6中粉末镀膜设备的截面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

相关技术中，粉末镀膜设备在工作过程中，会有多种气相原料或者流化气体等工艺气体通入到反应腔当中。通入到反应腔内的气体在粉末表面进行原子层沉积，从而对粉末表面进行镀膜，以达到改性、提高粉末性能的作用。但在多种工艺气体通入到反应腔内的过程中，反应腔每种气体的分布会更加靠近该气体通入的位置。工艺气体在反应腔内的分布并不均匀，会导致沉积效率偏低，以及粉末镀膜质量下降，良品率偏低。为了改善上述技术问题，本申请可以提供以下实施例。

本申请粉末镀膜设备1实施例描述粉末镀膜设备1的一种示例性结构。参阅图1，粉末镀膜设备1包括反应器10和混合器20。反应器10内具有反应腔13，反应腔13内用于盛放需要进行镀膜的粉末产品，反应腔13内也可以用于容纳原子层沉积工艺当中的工艺气体。其中，工艺气体可以例如是SiH4或者NH3等原子层沉积方法中的与粉末表面会产生反应的工艺气体，也可以是用于将粉末流化的不参与反应的气体，在此不对工艺气体的成分做具体限定。反应腔13设置有进气口11和抽气口12，反应器中包括气源管道，气源管道与进气口连通，工艺气体通过气源管道引入，经进气口11进入到反应腔13中，工艺气体在反应腔13内的粉末表面沉积薄膜后，能够经抽气口12排出反应腔13。可选地，抽气口12连接有真空泵或者抽气泵等，从而将反应腔13内与原子层沉积无关的气体抽空，从而便于工艺气体对粉末进行镀膜。

混合器20内具有混合腔23，混合腔23设置有混合进口21和混合出口22，混合出口22与进气口11连通。其中，混合腔23内设置有混气件30，用于改变混合腔23内的气体流动状态。工艺气体从混合进口21先进入到混合腔23。混合腔23内的混气件30可以通过转动或者本身的结构改变进入到混合腔23内的工艺气体的流动状态。如此，工艺气体就能够在混合腔23内进行混合，混合后的工艺气体经混合出口22再经进气口11进入到反应腔13内。由于进入反应腔13内的工艺气体是经过混合的，则反应腔13内的每种工艺气体的分布是较为均匀的，有利于提高沉积效率和粉末镀膜的质量，也有利于良品率的提高。

参阅图1，在一实施方式中，混合腔23的横截面自混合进口21朝向混合出口22的方向上呈渐缩设置。具体地，混合腔23横截面可以是自混合进口21至混合出口22之间混合腔23的全段渐缩设置。混合腔23的横截面也可以是自混合进口21至混合进口21与混合出口22之间的任意位置之间渐缩设置。混合腔23横截面渐缩设置一方面能够起到将混合腔23内的工艺气体导向混合出口22的作用，另一方面能够起到将混合进口21进入的工艺气体导向至混气件30上，从而供混气件30混合工艺气体的作用。

可选地，反应腔13的横截面自进气口11朝向抽气口12的方向呈渐扩设置。具体可以是自进气口11始至进气口11与抽气口12连线中点之间的任意位置止呈渐扩设置。如此设置能够使反应腔13的粉末与工艺气体的接触率提高，能够减少反应腔13内工艺气体无法流经的工艺死角，有利于提高沉积效率和镀膜均匀性。

在一可选实施例中，参阅图1，反应器10呈筒状设置，进气口11和抽气口12位于反应器10轴线方向的两端，其中，反应器10的轴线方向与重力方向平行，且进气口11位于抽气口12下方。如此设置使得进气口11进入的工艺气体能够将反应腔13内的粉末吹起，反应腔13内的粉末又能在重力的作用下落下。粉末在工艺气体和重力的配合下能够与工艺气体更好的混合，有利于提高沉积效率和镀膜均匀性。换言之，如此设置能够使进气口11进入的工艺气体对反应腔13内的粉末起到流化的作用，有利于粉末与工艺气体的充分接触。在其他实施例中，可以不对反应器10的放置方向做限定。

下面对混气件30的具体结构做出示例性介绍：

在一实施方式中，具体而言，参阅图2，混气件30呈环状设置，混气件30固定安装于混合腔23内。其中，混气件30上设置有至少两个通槽31，至少两个通槽31沿混气件30周向间隔设置，通槽31倾斜地贯穿混气件30。其中，混气件30的安装方向是将混气件30的轴线方向与混合进口21朝向混合出口22的方向平行或近似平行安装。工艺气体自混合进口21进入到混合腔23内后，流向混气件30。工艺气体会从通槽31中穿越混气件30。由于混气件30上开设的通槽31的延伸方向与工艺气体通入的方向不同，混气件30就会改变工艺气体的流动状态。

具体而言，参阅图3，每个通槽31所在的位置与混气件30几何中心的连线与该通槽31的延伸方向呈夹角设置(参考图3中的α)。其中，每个通槽31所在的位置可以是指通槽31的几何中心，也可以是通槽31中的任意一点，不做具体限定。可选地，通槽31沿着混气件30的周向呈圆周阵列设置，换言之，每个通槽31所在位置与混气件30几何中心的连线与该通槽31的延伸方向的夹角都相同。参阅图3中示意的气流方向(部分示意，未全部示出)，混合进口21进入的工艺气体可以在混合器20的导向作用下自混气件30的外周向混气件30的内周流动。工艺气体一般是多种气源通过气源管道通入到混合进口21的，每一种气源通入的位置可以位于混气件30的不同侧，例如混气件30的其中侧是一种气源，另一侧是另一种气源。位于混气件30不同的侧的气源通入的气体流经混气件30，在经过混气件30上的通槽31后，气体的流向会被改变为例如图3中示意的方向。混气件30内周的工艺气体流向可以形成涡流。涡流的形成使得位于混气件30不同侧气源通入的工艺气体能够进行更好地混合。混合后的涡流气体从混合出口22经进气口11进入到反应腔13中，就能够实现工艺气体在反应腔13内均匀分布的效果，提高了沉积效率和镀膜质量。

进一步地，混合进口21设置有进气件40，进气件40可以例如是进气法兰，以使进气件40可以方便地与混合器20或者粉末镀膜设备1中的其他部件连接。进气件40也可以是例如是具有开孔的进气板，不做具体限定。进气件40上设置有至少两个进气孔41，进气孔41用于与气源管道连通，进气孔41与混合进口21连通。如此设置，使得气相材料能通过气源管道经进气孔41进入到混合腔23当中。进气件40的设置能够将混合腔23与外界隔绝，但进气孔41的设置能将使工艺气体能够进入到混合腔23中。可选地，混气件30安装于进气件40，如此，混气件30的位置靠近进气孔41的位置，工艺气体进入到混合腔23内就能够以较短的距离进入到混气件30进行混合。同时，混气件30安装于进气件40也能够便于进气孔41与混合器20侧壁的配合，从而便于混合器20侧壁将工艺气体导向至混气件30。

在一实施方式中，参阅图4，进气孔41沿圆周方向间隔设置，或者进气孔41呈阵列设置。至少两个进气孔41中的其中一个设置于混气件30在进气件40上投影的内围。可选地，该进气孔41设置于投影的几何中心，该几何中心位于混合出口22的轴线上。其余进气孔41设置于混气件30在进气件40上投影的外围。如此设置，一个设置于投影内围的进气孔41能够直接将工艺气体通入混合腔23，再直接通入反应腔13。由于进气孔41位于混合出口22的轴线上，如此输入的工艺气体即使不经过混气件30，进入反应腔13后仍然可以分布的较为均匀。其余的进气孔41设置于投影外围，使得其余的工艺气体进入混合腔23后，能够经过混气件30的混合后再进入到反应腔13内。综上，本实施方式中进气孔41的设置能够使整体进气孔41的排布合理化。可选地，进气孔41倾斜贯穿进气件40设置，倾斜贯穿具体可以是指进气孔41的轴线方向与混合进口21的轴线方向夹角设置，或者是进气孔41的轴线方向与进气件的宽度方向和厚度方向夹角设置。倾斜设置的进气孔41可以使从气源管道进入到混合腔23的工艺气体的流动方向也是倾斜的，多个倾斜设置的进气孔41可以使工艺气体通入混合腔23时就能够形成涡流，有利于工艺气体的混合。

进一步地，进气件40盖设于混合进口21，将混合进口21封闭。混气件30将混合腔23间隔为进气空间231和混合空间232。具体地，参阅图1和图2，混气件30呈环状设置，混气件30的外壁或与混合器20侧壁的其中一部分以及进气件40共同围合成了进气空间231。混气件30本身的内围空间以及混合器20侧壁的另一部分围设的空间是连通的，共同构成混合空间232。混气件30的通槽31连通进气空间231和混合空间232。进气空间231与投影位于混气件30外围的进气孔41连通。混合空间232与混合出口22连通。如此设置，气源管道的进气会通过进气孔41先进入到进气空间231，然后再从进气空间231通过混气件30进入到混合空间232。这样可以确保气源管道通入的工艺气体能够经过混气件30的混合，减少工艺气体未经混气件30混合就进入到反应腔13的情况。综上，将混合腔23分隔为进气空间231和混合空间232能够使工艺气体的混合更加充分，有利于进一步提高镀膜质量。

在另一实施方式中，参阅图5，混气件30呈板状设置，混气件30上设置有多个通孔32，通孔32倾斜贯穿混气件30设置，或者通孔32在混气件30上阵列设置。板状的混气件30将混合进口21进入的工艺气体间隔。工艺气体被混气件30阻挡后，沿着混气件30表面的各个方向流动至通孔32处，然后穿过通孔32。由于每种工艺气体都会沿着混气件30表面各个方向流动的过程，如此就会对通入的工艺气体起到混合的作用。其中，倾斜设置的通孔32可以改变工艺气体的流动方向，多个倾斜设置的通孔32可以使通过其的工艺气体在混气件30靠近混合出口22的一侧形成涡流，有利于工艺气体的混合。

在又一实施方式当中，混气件30转动安装于混合腔23，混气件30具有转轴和多个叶片，多个叶片以转轴为中心呈放射状设置。如此设置，可以通过转动设置的混气件30对位于混合腔23内的工艺气体进行搅拌，从而起到混合工艺气体，提高沉积效率和镀膜质量的作用。

在一实施例中，参阅图6和图7，反应器10的外周设置有运行管道50，运行管道50内设置有振动件51，振动件51用于在运行管道50内通入的驱动气体的作用下沿着运行管道50移动。驱动气体可以例如通过气泵制造压力较高的气体来通入运行管道50中驱动振动件51运动。其中，振动件51在运行管道50进行滚动或者滑动等运动。在振动件51以一定速度沿着环状的运行管道50进行滚动或者滑动的时候会产生离心力。离心力的方向随着振动件51的运动不断变化，运行管道50能够将振动件51的离心力传递到反应器10。综上，反应器10在振动件51和运行管道50的作用下，会受到方向不断变化的离心力的作用，换言之，反应器10在振动件51和运行管道50的作用下会不断振动。如此设置，能够使反应器10的振动传递至反应腔13的粉末当中。粉末在不断的振动下一方面能够便于流化气体对粉末进行流化，另一方面也能够便于工艺气体与粉末充分接触，有利于提高粉末镀膜的效率和质量。

可选地，运行管道50的一端与气源管道连通，另一端与混合进口21连通，混合进口21设置有进气件40时，气源管道可以是与进气孔41连通。换言之，运行管道50内的驱动气体可以是气源管道的工艺气体。工艺气体的任意一种可以先进入到运行管道50，驱动振动件51的运动。然后再从运行管道50进入到混合腔23中进行混合，然后再进入到反应腔13反应。如此设置使得振动件51的驱动可以不用额外设置气泵等驱动部件，有利于粉末镀膜设备1整体的集约化。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。