噴淋頭的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種噴淋頭的制作方法。包括：提供第一板，在所述第一板中形成多個第一通道和多個凹槽，所述凹槽和第一通道間隔排列，所述第一通道貫穿所述第一板，所述多個凹槽的開口朝向一致且所述開口方向與所述第一通道的長度方向一致；提供第二板，在所述第二板中形成多個第二通道，所述第二通道與所述第一通道相對應以便將第二板和第一板貼合后所述第二通道與第一通道限定第一氣體通道，所述第二板與所述凹槽貼合后，所述第二板與所述凹槽限定第一氣體腔室；在所述第一板或第二板內形成連通所述第一氣體腔室與反應區域的第三通道；利用連接固定件將所述第一板和第二板固定貼合在一起。該方法盡可能減少了焊接工藝在噴淋頭制作過程中的出現，從而有效降低了制作難度，提高了對反應氣體的控制能力。
【專利說明】噴淋頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體設備制作【技術領域】，特別是一種噴淋頭的制作方法。
【背景技術】
[0002]自GaN(氮化鎵)基第三代半導體材料的興起，藍光LED (發光二極管)研制成功，LED的發光強度和白光發光效率不斷提高。LED被認為是下一代進入通用照明領域的新型固態光源，因此得到廣泛關注。
[0003]現有技術的白光LED的制作工藝通常在一個具有溫度控制的環境下的反應腔內進行。通常，將III族源氣體(例如MO氣體)和V族源氣體(例如氨氣)分別通入化學氣相沉積反應腔內，III族源氣體和V族源氣體在反應腔內反應以在襯底上形成II1-V族材料 薄膜。
[0004]現有技術的噴淋頭，例如申請號為200880019034.8的中國專利，及申請號為2012023945A1的美國專利，皆是包括多層板結構，由不同層的板堆疊成氣體腔室，而噴淋頭的進氣管通過與多層板焊接在一起的氣體管構成。
[0005]目前，現有技術的噴淋頭由于采用大量的焊接工藝，故容易出現縫隙，脫焊等情況，從而會造成氣體的泄露，并且焊料的存在也會吸收MO氣體，從而導致對于MO氣體的供給無法準確控制。并且，為了能夠使得氣流場均勻和穩定，氣體管的數量很多，這也給焊接工藝帶來了巨大的挑戰。
[0006]因此，目前的噴淋頭的制作方法并不合理，需要對其進行改善。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種噴淋頭的制作方法，以解決現有技術中的噴淋頭制作過程繁瑣且易導致氣體用量可控性差的問題。
[0008]為解決上述技術問題，本發明提供一種噴淋頭的制作方法，包括:
[0009]提供第一板，在所述第一板中形成多個第一通道和多個凹槽，所述凹槽和第一通道間隔排列，所述第一通道貫穿所述第一板，所述多個凹槽的開口朝向一致且所述開口方向與所述第一通道的長度方向一致；
[0010]提供第二板，在所述第二板中形成多個第二通道，所述第二通道與所述第一通道相對應以便將第二板和第一板貼合后所述第二通道與第一通道限定第一氣體通道，所述第二板與所述凹槽貼合后，所述第二板與所述凹槽限定第一氣體腔室；
[0011]在所述第一板或第二板內形成連通所述第一氣體腔室與反應區域的第三通道；
[0012]利用連接固定件將所述第一板和第二板固定貼合在一起。
[0013]本發明提供的噴淋頭的制作方法，所述采用第一板和第二板堆疊形成噴淋頭，相比現有技術，本發明使得第一板和第二板中設置有通道，并將第一板或第二板設置有凹槽，從而可以通過兩板的固定貼合而形成氣體腔室，氣體管道則為貫穿第一板和第二板的通道，因此，盡可能的減少采用焊接的方式，從而減少或避免了焊接形成的焊料對反應氣體的吸收和釋放，從而使得反應氣體的可控性得以提高，而且能夠使得噴淋頭的制作過程難度大大降低。【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為現有技術的噴淋頭的結構示意圖；
[0015]圖2為本發明的噴淋頭的制作方法的流程圖；
[0016]圖3為本發明第一實施例中噴淋頭的制作方法過程中的結構示意圖；
[0017]圖4a-圖4b為圖3中沿A_A’線的剖視圖中較佳結構的示意圖；
[0018]圖5為本發明第二實施例中噴淋頭的制作方法過程中的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合示意圖對本發明的噴淋頭的制作方法進行更詳細的描述，其中表示了本發明的優選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本發明，而仍然實現本發明的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本發明的限制。
[0020]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結構，因為它們會使本發明由于不必要的細節而混亂。應當認為在任何實際實施例的開發中，必須做出大量實施細節以實現開發者的特定目標，例如按照有關系統或有關商業的限制，由一個實施例改變為另一個實施例。另外，應當認為這種開發工作可能是復雜和耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規工作。
[0021]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[0022]本發明的核心思想在于，提供一種噴淋頭的制作方法，考慮到現有技術中的噴淋頭多是采用焊接工藝將多個板與細管焊接在一起，對焊接工藝有著很高的要求，很容易導致焊接不老，以及焊料吸收釋放反應氣體的情況，于是發明人提出一種新的方法，將噴淋頭采用多個堆疊的結構化的板形成，在每個板中設置有凹槽或者氣體通道，并通過連接固定件連接，從而避免了由于焊接所造成的不良影響。
[0023]以下結合附圖和具體實施例對本發明提供的噴淋頭的制作方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[0024]請參考圖2和圖3，其中，圖2為本發明的噴淋頭的制作方法的流程圖，圖3為本發明第一實施例中噴淋頭的制作方法過程中的結構示意圖。本發明提供的一種噴淋頭的制作方法，包括:
[0025]步驟SlOl:提供第一板，在所述第一板中形成多個第一通道和多個凹槽，所述凹槽和第一通道間隔排列，所述第一通道貫穿所述第一板，所述多個凹槽的開口朝向一致且所述開口方向與所述第一通道的長度方向一致；
[0026]步驟S102:提供第二板，在所述第二板中形成多個第二通道，所述第二通道與所述第一通道相對應以便將第二板和第一板貼合后所述第二通道與第一通道限定第一氣體通道，所述第二板與所述凹槽貼合后，所述第二板與所述凹槽限定第一氣體腔室；
[0027]步驟S103:在所述第一板或第二板內形成連通所述第一氣體腔室與反應區域的
第三通道；
[0028]步驟S104:利用連接固定件將所述第一板和第二板固定貼合在一起。
[0029]如圖3所示，在本實施例中，上述過程具體為:
[0030]步驟SlOl:提供第一板10，在所述第一板10中形成多個第一通道101和多個凹槽102，所述凹槽102和第一通道101間隔排列，所述第一通道101貫穿所述第一板10，所述多個凹槽102的開口朝向一致且所述開口方向與所述第一通道101的長度方向一致。所述第一通道101可以是形成于所述第一板10中的通孔，也可以是在形成通孔后，繼續在所述通孔中插入氣體管。較佳的，本實施例中采用先形成通孔之后在通孔中插入氣體管的方法。具體包括:
[0031]利用鉆孔工藝或刻蝕工藝在所述第一板10上形成多組通孔，每組通孔的數量至少為一個，相鄰組通孔的間距為l-20mm,例如為5mm、7mm、10mm、15mm等，為了達到較好的氣體分布效果，可以采取靠近中央部分的通孔之間的間距大于靠近邊緣部分的通孔之間的間距。所述鉆孔工藝可以為激光鉆孔工藝、機械鉆孔工藝或者兩者的結合。然后在所述第一板10中的相鄰組通孔之間形成凹槽102，例如可以采用切削、銑削工藝或電火花放電工藝形成所述凹槽102,所述凹槽102寬度范圍為l-20mm,例如為5mm、7mm、10mm、15mm等。所述通孔的形成和凹槽102的形成過程可以改變先后順序，即先形成凹槽102，之后在所述凹槽102的側壁上形成貫穿所述第一板10的通孔。接著，進行一次清洗工藝，以去除在形成凹槽102和通孔時產生的雜質，之后將氣體管插入所述通孔中，從而形成了第一通道101。所述氣體管的長度以大于等于所述第一板10的厚度(沿第一通道方向的厚度，也即朝向反應區域方向的厚度)為宜，將所述氣體管插入所述通孔中，所述氣體管的兩端口皆超過所述第一板10的上下兩個表面；在所述氣體管和通孔的側壁之間加入焊料，進行釬焊焊接工藝；之后進行平坦化工藝和清洗工藝，去除所述第一板10的表面上的氣體管，保留位于所述通孔內的氣體管。
[0032]請參考圖4a及圖4b，其為圖3中沿A_A’線的剖視圖中較佳結構的示意圖。
[0033]較佳的，每個凹槽102具有相同的結構參數，例如深度、寬度是相同的，所述凹槽102為條形，例如是多個由中心向外間隔排布的環形條，或者是沿第一板10的徑向間隔排布的長條形等形狀。如圖4a所示，所述凹槽102為環形條，沿所述第一板10的半徑方向自中心向外間隔排布，或者，如圖4b所示，所述凹槽102為長條形，沿所述第一板10的徑向呈多象限對稱排布，圖4b具體為四象限(亦可劃分為八象限)的對稱排布，這能夠保證反應氣體在噴淋頭各個區域處于較為均勻的狀態，從而保證了氣流場的穩定性。在其他實施例中，可以為其他數量的象限，例如三象限、六象限等。
[0034]步驟S102:提供第二板20，在所述第二板20中形成多個第二通道201，所述第二通道201與所述第一通道10 1相對應以便將第二板20和第一板10貼合后所述第二通道201與第一通道101限定第一氣體通道，所述第二板20與所述凹槽102貼合后，所述第二板20與所述凹槽102限定第一氣體腔室。
[0035]所述第二通道201可以采用與第一通道101相同的形成方法。在本實施例中，所述第二板20相比第一板10靠近反應區域，較佳的，所述第二板20包括相間隔的頂板和底板，所述頂板和底板在邊緣處一體成型或者由側壁連接在一起，從而形成容納冷卻介質的冷卻腔室，所述頂板和底板之間通入的冷卻介質用于將氣體管進行冷卻。所述第二通道包括貫穿所述頂板和底板的通孔及連接所述頂板和底板的通孔的氣體管。所述第二通道201中的氣體管也可以是僅在頂板和底板之間的間隔區域設置，以連通頂板和底板的通孔。在此基礎上，當將第一板10和第二板20貼合后，所述第一通道101和第二通道201共同限定第一氣體通道。所述第一通道101與第二通道201相對應，例如是所述第一通道101與第二通道201的氣體管管壁對準，以便將第一板10與第二板20壓合后，所述第二通道201與第一通道101限定第一氣體通道。所述第一通道101和第二通道201之間可以設置有金屬密封件，環繞在所述第一通道101和第二通道201的連接處一周，提高密封性。
[0036]在第一通道101和第二通道201的制作過程中，優選為采用相同的模板，從而使得第一通道101和第二通道201能夠精確對應。所述第一板10和第二板20還可以設置有對準標記(未圖示)，用于將第一板10與第二板20對準，所述對準標記例如可以為設置于所述第一板10下表面中的卡槽及設置于所述第二板20上表面中的突起。
[0037]步驟S103:在所述第二板中形成連通所述第一氣體腔室與反應區域的第三通道202。所述第三通道202可以與第二通道201采取相同的制作方法。所述第三通道201設置于相鄰第二通道201之間，以便連通第一氣體腔室。該步驟可以與步驟S102同時完成。
[0038]步驟S104:利用連接固定件將所述第一板10和第二板20固定貼合在一起。所述連接固定件可以為螺栓或銷釘，沿所述噴淋頭的一周均勻分布。
[0039]在本實施例中，由于先加工第一板10或先加工第二板20并不會產生不良影響，因此，其先后順序可以由技術人員自行決定。此外，由于噴淋頭一般情況包括用于提供不同反應氣體的反應腔室，故在步驟S104之前，還可以包括:形成第二氣體腔室的步驟。具體可以是:
[0040]提供頂蓋30， 所述頂蓋30包括蓋板301及圍繞所述蓋板301的側壁302，從而所述頂蓋30具有一凹陷303，所述頂蓋30可以為一體成型，則例如可以采用切削、銑削工藝或電火花放電工藝形成所述凹陷303，也可以是蓋板301和側壁302是相互獨立的兩部分，二者通過組合安裝固定，例如采用連接固定件，或者焊接工藝結合在一起，以形成所述凹陷303。優選的，所述頂蓋30、第一板10及第二板20的材料為不銹鋼或者陶瓷。
[0041]在提供頂蓋30的基礎上，所述步驟S104還包括將所述頂蓋30放置于所述第一板10遠離反應區域一側的表面的過程，利用連接固定件將所述第一板10和頂蓋30固定貼合在一起以限定第二氣體腔室，所述第一氣體通道連通第二氣體腔室與反應區域。
[0042]圖3所述的第一實施例展現了本發明的較優選擇，基于該實施例，本發明還可以產生其他的改變，下面將以圖5為例進行說明。
[0043]在圖5所示的第二實施例中，除說明外，相同或相似的模塊采用相同的標號，為了達到簡明扼要之效，僅描述與第一實施例的區別之處。
[0044]本實施例的方法中，是將第二板20設置于第一板10上方，即第二板20相比第一板10遠離反應區域。在步驟SlOl中，所述第一板10的一面形成有凹槽102，所述凹槽形成于遠離所述反應區域的一面，所述凹槽102的開口方向為遠離所述反應區域的方向；同時，步驟S103與步驟SlOl同時完成，即在第一板10中形成有第三通道103，為了便于操作，優選為先形成凹槽102，之后在凹槽102的側壁上形成第一通道101，在凹槽的底壁中形成第三通道103。當第一板10與第二板20貼合后，由所述凹槽102所在空間限定了第一氣體腔室，所述第三通道103連通所述第一氣體腔室與反應區域。
[0045]步驟S102為在第二板20中形成第二通道201，所述第二通道201至少有一部分貫穿所述第二板20，在本實施例中，所述第二通道201完全貫穿所述第二板20，所述第一通道101和第二通道201可以參考上一實施例的制作過程。在此步驟中，還包括:在第二板20遠離反應區域的一面形成一凹陷303，并提供頂蓋30，所述頂蓋30為一平板，當所述頂蓋30覆蓋于所述第二板20的凹陷303上時，所述頂蓋30與所述第二板20之間限定了第二氣體腔室。
[0046]本實施例中還包括在所述第一板10的朝向反應區域一側的表面形成冷卻板40的步驟，所述第一通道101和第三通道103貫穿所述冷卻板40，所述冷卻板中具有冷卻介質，所述冷卻介質用于對所述第一通道101和第三通103道進行冷卻。同樣的，所述冷卻板40以連接固定件與第一板10固定為佳。
[0047]基于第第一、第二實施例的變動，所述噴淋頭還可以是其他的結構。例如是第二板20為一平板，所述凹陷303形成于頂蓋30中，即實施例一中頂蓋30的結構；還可以是如實施例一中，將所述凹陷303形成于第一板10中，所述頂蓋30為一平板的結構；還可以是所述第一板10和第二板20相貼合的兩面皆形成有凹槽，從而在第一板10和第二板20貼合后由兩個凹槽限定第一反應腔室。此外，基于本發明的思想，還可以提供例如第三板、第四板等，根據上述兩個實施例的描述，相應的制作出具有類似結構的第三板、第四板等，并針對性的在例如第一板、第二板中增加相應的氣體通道，可以獲得具有三個及以上反應腔室的噴淋頭，如此采用多個具有一定結構的板堆疊而成的噴淋頭，比起由焊接而得到的噴淋頭在制作難度上會大大降低，在實際效果上能夠有效提高對反應氣體的控制性。
[0048]綜上所述，本發明提供的噴淋頭的制作方法，采用第一板和第二板堆疊形成噴淋頭，相比現有技術，本發明使得第一板和第二板中設置有通道，并將第一板或第二板設置有凹槽，從而可以通過 兩板的壓合固定而形成氣體腔室，氣體管道則為貫穿第一板和第二板的通道，因此，盡可能的減少采用焊接的方式，從而減少或避免了焊接形成的焊料對反應氣體的吸收和釋放，從而使得反應氣體的可控性得以提高，而且能夠使得噴淋頭的制作過程難度大大降低。
[0049]顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種噴淋頭的制作方法，其特征在于，包括: 提供第一板，在所述第一板中形成多個第一通道和多個凹槽，所述凹槽和第一通道間隔排列，所述第一通道貫穿所述第一板，所述多個凹槽的開口朝向一致且所述開口方向與所述第一通道的長度方向一致； 提供第二板，在所述第二板中形成多個第二通道，所述第二通道與所述第一通道相對應以便將第二板和第一板貼合后所述第二通道與第一通道限定第一氣體通道，所述第二板與所述凹槽貼合后，所述第二板與所述凹槽限定第一氣體腔室； 在所述第一板或第二板內形成連通所述第一氣體腔室與反應區域的第三通道； 利用連接固定件將所述第一板和第二板固定貼合在一起。
2.如權利要求1所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，還包括:在所述第一通道和第二通道內插入氣體管，形成所述第一氣體通道的步驟。
3.如權利要求2所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述氣體管與第一通道和第二通道的側壁通過釬焊工藝結合。
4.如權利要求1所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述凹槽的開口方向為靠近所述反應區域的方向； 所述第一通道至少有一部分貫穿所述第一板，所述第一板上具有第二氣體腔室，所述第二氣體腔室與所述第一通道相連通； 所述第二通道貫穿所述第二板，利用連接固定件將所述第二板貼合在所述第一板的朝向反應區域一側的表面，限定所述第一氣體通道和第一氣體腔室； 所述第三通道貫穿所述第二板設置，所述第三通道和第二通道利用同一工藝步驟制作。
5.如權利要求4所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述第一通道完全貫穿所述第一板，所述方法還包括:所述第一板的遠離反應區域一側的表面放置頂蓋，所述頂蓋與所述第一板之間限定第二氣體腔室。
6.如權利要求5所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述第一板遠離所述反應區域的一側或者所述頂蓋朝向反應區域的一側形成有凹陷，利用連接固定件將所述第一板和頂蓋固定貼合在一起以限定所述第二氣體腔室。
7.如權利要求1所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述凹槽的開口方向為遠離所述反應區域的方向； 所述第二通道至少有一部分貫穿所述第二板，所述第二板上具有第二氣體腔室，所述第二氣體腔室與所述第二通道相連通； 利用所述連接固定件將所述第二板貼合在所述第一板的遠離反應區域一側的表面，形成所述第一氣體通道和第一氣體腔室； 所述第三通道貫穿所述第一板的所述凹槽底壁設置，所述第三通道和第一通道利用同一工藝步驟制作。
8.如權利要求7所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述第二通道完全貫穿所述第二板，所述方法還包括:所述第二板的遠離反應區域一側的表面放置頂蓋，所述頂蓋與所述第二板之間限定第二氣體腔室。
9.如權利要求8所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述第二板遠離所述反應區域的一側或者所述頂蓋朝向反應區域的一側形成有凹陷，利用連接固定件將所述第二板和頂板固定貼合在一起以限定所述第二氣體腔室。
10.如權利要求4或7所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述在所述第一板上形成多個第一通道和在所述第二板上形成多個第二通道包括: 利用鉆孔工藝或刻蝕工藝在所述第一板上和第二板上形成多組通孔，每組通孔的數量至少為一個，相鄰組通孔的間距為l_20mm。
11.如權利要求4或7所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述鉆孔工藝為激光鉆孔工藝、機械鉆孔工藝或者兩者的結合。
12.如權利要求4或7所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，采用切削、銑削工藝或電火花放電工藝形成所述凹槽，所述凹槽寬度范圍為l_20mm。
13.如權利要求4或7所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述凹槽為長條形或者環形，沿所述第一板的半徑方向呈四象限或者八象限分布。
14.如權利要求4或7所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述頂蓋、第一板及第二板為不銹鋼或者陶瓷。
15.如權利要求4所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述第二板包括相間隔的頂板和底板，所述第二通道和第三通道皆包括貫穿所述頂板和底板的通孔及連接所述頂板和底板的通孔的氣體管，所述頂板和底板之間通入冷卻介質，用于將所述氣體管進行冷卻。
16.如權利要求15所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述氣體管貫穿所述第二通道的通孔，通過焊接工藝將所述氣體管與所述第二通道的通孔的側壁結合。
17.如權利要求15所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述頂板和底板在邊緣處一體成型或者由側壁連接在一起，從而形成容納所述冷卻介質的冷卻腔室。
18.如權利要求7所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，還包括:在所述第一板的朝向反應區域一側的表面形成冷卻板的步驟，所述第一通道和第三通道貫穿所述冷卻板，所述冷卻板中具有冷卻介質，所述冷卻介質用于對所述第一通道和第三通道進行冷卻。
19.如權利要求2所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述第一通道和第二通道利用鉆孔工藝形成，形成所述第一氣體通道的方法包括: 提供多個氣體管，所述氣體管的長度大于等于所述第一板和第二板在朝向反應區域方向的厚度之和； 將所述氣體管插入所述第一板的第一通道中以及將所述氣體管插入所述第二板的第二通道中，所述氣體管的兩端口皆超過所述第一板和第二板的上下兩個表面； 在所述氣體管和第一通道的側壁、第二通道的側壁之間加入焊料； 進行焊接工藝； 進行平坦化工藝和清洗工藝，去除所述第一板和第二板相向的表面上的氣體管，保留位于所述第一通道和第二通道內的氣體管。
20.如權利要求19所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述第一板和第二板設置有對準標記，用于將第一板與第二板對準，所述對準標記為設置于所述第一板下表面中的卡槽及設置于所述第二板上表面中的突起。
21.如權利要求6或8所述的噴淋頭的制作方法，其特征在于，所述頂蓋、第一板及第二板之間采用連接固定件固定，所述連接固定件為螺栓或銷釘，沿所述噴淋頭的一周均勻分布。
【文檔編號】C23C16/455GK103540911SQ201310522280
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2013年10月28日
【發明者】譚華強, 喬徽, 林翔, 蘇育家 申請人:光達光電設備科技（嘉興）有限公司