[发明专利]可控制咖啡环效应的成膜方法、成膜装置及控制方法

权利要求书

1.一种可控制咖啡环效应的成膜装置，其特征在于：包括微滴喷射装置(1)、图像采集装置(2)、中控单元(3)及“咖啡环效应”影响参数的调节装置；该图像采集装置安装在微滴喷射装置中的微滴成膜附近，用以实时对微滴沉积成膜过程进行监测，并将监测图像传输至中控单元；该调节装置在中控单元的控制下，根据监测图像，对“咖啡环效应”影响参数进行调节，以控制咖啡环形成过程；所述“咖啡环效应”影响参数的调节装置包括对微滴从外部进行pH值调节的pH调节装置(5)；该pH调节装置包括通过管道相互连接的酸碱液供应装置(51)及雾化装置(52)；所述微滴喷射装置(1)包括工作腔(14)，该工作腔通过一壳体(15)罩于微滴喷射装置(1)的运动机构上方而形成，微滴喷射装置的喷头(11)固定安装在该壳体(15)顶部；所述雾化装置(52)安装在壳体(15)上方一侧。

2.根据权利要求1所述的可控制咖啡环效应的成膜装置，其特征在于：所述的图像采集装置(2)安装在所述微滴喷射装置(1)的基板(12)下方，其包括上下放置的显微镜(21)及高速相机(22)；该基板(12)为透明材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的可控制咖啡环效应的成膜装置，其特征在于：所述“咖啡环效应”影响参数的调节装置包括对所述微滴喷射装置(1)的基板(12)的温度进行调节的温度调节装置(4)；该温度调节装置包括环形电热丝栅(41)及液氮供应装置(42)；所述微滴喷射装置(1)的运动机构设有壳体，该壳体内设有腔室(16)；所述环形电热丝栅(41)位于所述基板(12)正下方排列，并与所述中控单元(3)相连；所述液氮供应装置(42)与该腔室(16)相连通。

4.根据权利要求1或2所述可控制咖啡环效应的成膜装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：启动微滴喷射装置(1)开始喷射；

步骤二：启动图像采集装置(2)，实时监测成膜过程中溶液内溶质的动向，当观察溶质向内部团聚明显时，表明咖啡环形成被抑制，需要增强“咖啡环效应”；当观察溶质向外部扩散明显，说明咖啡环形成过快，需要减弱“咖啡环效应”；

步骤三：调节“咖啡环效应”影响参数，通过步骤二观察结果，对影响“咖啡环效应”的参数进行调节，直到观察达到均匀成膜，记录该参数值，该参数值即为最佳成膜参数值。

5.根据权利要求1或2所述可控制咖啡环效应的成膜装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：做好喷射准备工作；

步骤二：设定最佳成膜参数，将事先实验好的所采用成膜材料的最佳成膜参数，输入到中控单元(3)中；

步骤三：通过“咖啡环效应”影响参数的调节装置调节参数到设定参数值；

步骤四：启动微滴喷射装置(1)，开始喷射，直到均匀沉积薄膜。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于进一步包括步骤五：监测成膜过程，在步骤四成膜过程中，通过图像采集装置(2)实时监测咖啡环形成过程，修正成膜装置当前参数并修正设定参数。