一种氮化铝喷涂装置及其喷涂方法
【专利摘要】本发明提供一种氮化铝喷涂装置及其喷涂方法，所述装置包括设置有反应室的壳体，所述壳体上分别设置有喷射口和氮气入口连接反应室，其中，所述反应室内设置有通过连接外部电源实现接近放电的铝丝电极和铝块电极，所述铝块电极设置在喷射口处，氮化铝喷涂装置工作时，氮气通过氮气入口持续通入反应室内，所述铝丝电极前端抵近铝块电极并在外部电源作用下放电进而产生高温的氮化铝等离子体，氮化铝等离子体从喷射口喷出，使对应表面上形成一层氮化铝薄膜。所述氮化铝喷涂装置结构简单、制造成本低，并且能高效产生氮化铝薄膜，将装置产生的氮化铝喷涂在各种工件表面，应用范围广，并且所述装置可调整氮化铝薄膜喷涂的厚度以满足各种生产需求。
【专利说明】
一种氮化铝喷涂装置及其喷涂方法
技术领域
[0001]本发明涉及高导热封装基板的制备领域，尤其涉及一种氮化铝喷涂装置及其喷涂方法。
【背景技术】
[0002]现有的氮化铝复合基板制造方法主要有两种:一种是直接在底板上涂覆一层氮化铝层，如一篇公开号为CN103555195A的中国专利申请，公开一种氮化铝散热涂料，然而，由于氮化铝散热涂料与底板之间只是简单的物理粘合，LED工作时，受冷热交替冲击，存在散热涂料剥落隐患。另一种是采用真空溅射的方式在底板上形成氮化铝层，如一篇公开号为CN102969437A中国专利申请，揭示一种LED发光元器件，包括LED芯片、玻璃基板，玻璃基板上面固定LED芯片及金属导电线路，玻璃基板与LED芯片连接面上涂有氮化铝涂层，所述氮化铝涂层通过磁控溅射的成膜方式生长在玻璃基板上。然而，采用磁控溅射的方式生成氮化铝的速度很慢，生产效率低，而制造成本高，目前该方法处在实验阶段，难以进行产业化应用。
[0003]本发明人设计了一种在铝板上生成氮化铝薄膜的方法，参见公开号为CN104617213的中国发明专利。该申请公开了一种在氮气环境下利用电火花产生的高温使铝板表面的铝与氮气反应，进而在铝板表面生成氮化铝薄膜层的方法。该方法的制备工艺简单，加工效率高，氮化铝薄膜层不易剥落。但是，该方法仅能用于在铝板上生成氮化铝薄膜，应用范围受到很大的限制。
[0004]因此，现有技术还有待于进一步改进。
【发明内容】
[0005]鉴于现有技术的不足，本发明在于提供一种效率高、应用范围广的氮化铝喷涂装置及其喷涂方法，旨在解决现有氮化铝复合基板制造方法效率低、成本高、使用范围窄的问题。
[0006]本发明的技术方案如下:
一种氮化铝喷涂装置，其中，所述装置包括设置有反应室的壳体，所述壳体上分别设置有喷射口和氮气入口连接反应室，其中，所述反应室内设置有通过连接外部电源实现接近放电的铝丝电极和铝块电极，所述铝块电极设置在喷射口处，氮化铝喷涂装置工作时，氮气通过氮气入口持续通入反应室内，所述铝丝电极前端抵近铝块电极并在外部电源作用下放电进而产生高温的氮化铝等离子体，所述的氮化铝等离子体从喷射口喷出，使对应于喷射口的表面上形成一层氮化铝薄膜。
[0007]所述的氮化铝喷涂装置，其中，所述铝块电极围绕喷射口设置，其中，所述铝块电极围绕喷射口形成锥形孔，所述铝丝电极具有与铝块电极锥形孔孔型吻合的锥形前端。
[0008]所述的氮化铝喷涂装置，其中，所述壳体包括壳体主体和与壳体主体连接并设置喷射口的连接座，所述铝块电极设置在连接座内并使锥形孔对应喷射口，其中，所述连接座卡接于壳体主体上。
[0009]所述的氮化铝喷涂装置，其中，所述铝丝电极的直径为0.3-3_。
[0010]所述的氮化铝喷涂装置，其中，所述铝丝电极通过设置在壳体上的进给机构实现持续进给，其中，所述壳体上设置有铝丝电极的进给通道，所述铝丝电极通过进给通道进入到反应室内并通过进给机构控制进给速度，实现持续放电反应。
[0011]所述的氮化铝喷涂装置，其中，所述进给机构为设置在进给通道侧的辊轴，所述辊轴设置为两根并对应设置在进给通道两侧，所述辊轴夹持铝丝电极并通过自身转动推进铝丝电极向铝块电极方向移动。
[0012]所述的氮化铝喷涂装置，其中，所述进给机构使氮化铝喷涂装置工作时，铝丝电极与铝块电极始终处于放电距离内，其中，所述放电距离为0.1
[0013]所述的氮化铝喷涂装置，其中，所述反应室通过氮气入口连接供气装置，氮化铝喷涂装置工作时，所述供气装置向反应室持续注入氮气，使所述反应室内氮气气压保持在0.2~lMPa0
[0014]所述的氮化铝喷涂装置，其中，所述外部电源为直流电源，其功率为5-20KW。
[0015]—种如上所述的氮化铝喷涂装置的喷涂方法，其中，所述方法为:反应室中通过氮气入口通入氮气后，所述铝丝电极在进给机构控制下与铝块电极始终保持放电距离，外部电源控制铝丝电极和铝块电极通过放电在反应室内产生氮化铝，并使产生的氮化铝随氮气通过喷射口喷射到对应表面，形成氮化铝薄膜。
[0016]有益效果:本发明提供一种氮化铝喷涂装置及其喷涂方法，所述氮化铝喷涂装置结构简单、制造成本低，并且能高效产生氮化铝薄膜，将装置产生的氮化铝喷涂在各种工件表面，应用范围广，且所述装置的使用寿命长，此外，所述装置可调整氮化铝薄膜喷涂的厚度以满足各种生产需求，具有很好的市场前景。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例中氮化铝喷涂装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]本发明提供一种氮化铝喷涂装置及其喷涂方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]本发明提供一种氮化铝喷涂装置，如图1所示，所述装置包括设置有反应室110的壳体100，所述壳体100上分别设置有喷射口 120和氮气入口 130连接反应室，其中，所述反应室110内设置有通过连接外部电源实现接近放电的铝丝电极200和铝块电极300，所述铝块电极300设置在喷射口 130处，氮化铝喷涂装置工作时，氮气通过氮气入口 130持续通入反应室内110，所述铝丝电极200前端抵近铝块电极300并在外部电源作用下放电进而产生高温的氮化铝等离子体，所述氮化铝等离子体随氮气从喷射口 120喷出，使对应于喷射口的表面上形成一层氮化铝薄膜。所述对应与喷射口的表面可以是各种材质的工件表面。所述氮化铝喷涂装置结构简单，可以广泛应用于对多种工件表面进行氮化铝薄膜的镀膜加工。
[0020]优选地，所述铝块电极300围绕喷射口130设置，所述铝块电极300围绕喷射口形成锥形孔310，所述铝丝电极200具有与铝块电极锥形孔310孔型吻合的锥形前端。上述铝块电极的锥形孔和铝丝电极锥形前端的配合设计扩大了铝丝前端与铝块锥形孔内表面形成的放电面积，提高了氮化铝的生产效率。
[0021]由于在所述氮化铝喷涂装置的工作过程中，铝丝电极和铝块电极都是损耗电极，所述工作时间的延长，铝块电极的锥形孔孔径会越来越大，最后影响氮化铝喷涂装置的正常运行，因此，为方便铝块电极的定期更换，壳体100设计为包括壳体主体140和与壳体主体连接并设置喷射口的连接座150，所述铝块电极300设置在连接座150内并使锥形孔310对应喷射口 130，其中，所述连接座卡接于壳体主体上。在平时的维修中，可通过将连接座150从壳体主体140上拆卸下来，即可进行铝块电极的更换。上述设计有效地延长了氮化铝喷涂装置的使用寿命。
[0022]优选地，所述铝丝电极200的直径为0.3-3mm。
[0023]由于在氮化铝喷涂装置工作过程中铝丝电极也是损耗电极，且消耗速度较快，随着铝丝电极的消耗，铝丝电极与铝块电极的距离大于放电距离，导致氮化铝喷涂装置停止工作。为了使氮化铝喷涂装置持续工作，所述铝丝电极要持续不断地向铝块电极的方向进给。本实施例中，所述铝丝电极200通过设置在壳体上的进给机构实现持续进给，其中，所述壳体100上设置有铝丝电极的进给通道，所述铝丝电极200通过进给通道进入到反应室110内并通过进给机构控制进给速度，实现持续放电反应产生氮化铝。
[0024]优选地，所述进给机构为设置在进给通道侧的辊轴400，所述辊轴400设置为两根并对应设置在进给通道两侧，所述辊轴400夹持铝丝电极200并通过自身转动推进铝丝电极向铝块电极方向移动。
[0025]所述进给机构使氮化铝喷涂装置工作时，铝丝电极200与铝块电极300始终处于放电距离内，使装置能持续产生氮化铝。其中，所述放电距离为0.1
[0026]所述反应室110通过氮气入口130连接供气装置，氮化铝喷涂装置工作时，所述供气装置向反应室持续注入氮气，使所述反应室内氮气气压保持在0.2-lMPa。
[0027]优选地，所述外部电源为直流电源，其功率为5-20KW。所述功率的直流电源进一步地保证氮化铝喷涂装置高效率地产生氮化铝薄膜。
[0028]本发明还提供一种如上所述的氮化铝喷涂装置的喷涂方法，所述方法为:反应室110中通过氮气入口 130通入氮气后，所述铝丝电极200在进给机构控制下与铝块电极300始终保持放电距离，外部电源控制铝丝电极和铝块电极通过放电在反应室110内产生氮化铝，并使产生的氮化铝随氮气通过喷射口喷射到对应表面，形成氮化铝薄膜。
[0029]所述进给机构连接外部控制系统，所述控制系统通过监控铝丝电极和铝块电极间电压或电流的变化调控进给机构对铝丝电极的进给，使铝丝电极200与铝块电极300始终处于放电距离内。具体地，当控制系统监控到反馈的电压或电流达到预设值时，控制系统会给进给机构发出进给信号，进给机构控制铝丝电极向铝块电极方向进给一定距离，使电压值或电流值在预设范围内。氮化铝喷涂装置通过这种控制方法使装置中铝丝电极和铝块电极距离在放电距离内，保证氮化铝喷涂装置持续工作，提高生产效率。
[0030]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种氮化铝喷涂装置，其特征在于，所述装置包括设置有反应室的壳体，所述壳体上分别设置有喷射口和氮气入口连接反应室，其中，所述反应室内设置有通过连接外部电源实现接近放电的铝丝电极和铝块电极，所述铝块电极设置在喷射口处，氮化铝喷涂装置工作时，氮气通过氮气入口持续通入反应室内，所述铝丝电极前端抵近铝块电极并在外部电源作用下放电进而产生高温的氮化铝等离子体，所述的氮化铝等离子体从喷射口喷出，使对应于喷射口的表面上形成一层氮化铝薄膜。2.根据权利要求1所述的氮化铝喷涂装置，其特征在于，所述铝块电极围绕喷射口设置，其中，所述铝块电极围绕喷射口形成锥形孔，所述铝丝电极具有与铝块电极锥形孔孔型吻合的锥形前端。3.根据权利要求2所述的氮化铝喷涂装置，其特征在于，所述壳体包括壳体主体和与壳体主体连接并设置喷射口的连接座，所述铝块电极设置在连接座内并使锥形孔对应喷射口，其中，所述连接座卡接于壳体主体上。4.根据权利要求1所述的氮化铝喷涂装置，其特征在于，所述铝丝电极的直径为0.3-3mm ο5.根据权利要求1所述的氮化铝喷涂装置，其特征在于，所述铝丝电极通过设置在壳体上的进给机构实现持续进给，其中，所述壳体上设置有铝丝电极的进给通道，所述铝丝电极通过进给通道进入到反应室内并通过进给机构控制进给速度，实现持续放电反应。6.根据权利要求5所述的氮化铝喷涂装置，其特征在于，所述进给机构为设置在进给通道侧的辊轴，所述辊轴设置为两根并对应设置在进给通道两侧，所述辊轴夹持铝丝电极并通过自身转动推进铝丝电极向铝块电极方向移动。7.根据权利要求5所述的氮化铝喷涂装置，其特征在于，所述进给机构使氮化铝喷涂装置工作时，铝丝电极与铝块电极始终处于放电距离内，其中，所述放电距离为0.18.根据权利要求1所述的氮化铝喷涂装置，其特征在于，所述反应室通过氮气入口连接供气装置，氮化铝喷涂装置工作时，所述供气装置向反应室持续注入氮气，使所述反应室内氮气气压保持在0.2-lMPa。9.根据权利要求1所述的氮化铝喷涂方法，其特征在于，所述外部电源为直流电源，其功率为5-20KW。10.—种如权利要求1-9中任一项所述的氮化铝喷涂装置的喷涂方法，其特征在于，所述方法为:反应室中通过氮气入口通入氮气后，所述铝丝电极在进给机构控制下与铝块电极始终保持放电距离，外部电源控制铝丝电极和铝块电极通过放电在反应室内产生氮化铝，并使产生的氮化铝随氮气通过喷射口喷射到对应表面，形成氮化铝薄膜。
【文档编号】C23C4/10GK105970141SQ201610610851
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】叶树林, 华蕊, 朱中槐
【申请人】佛山科学技术学院