全文摘要
本实用新型提供一种刻蚀液气泡改善装置及浓度测量系统。刻蚀液气泡改善装置包括采样泵、增压泵和第一流量调节阀，所述增压泵设置在所述采样泵的出口端，所述增压泵的出口端设有回流管路和浓度测量管路，所述第一流量调节阀设置在所述回流管路上。本实用新型通过增压泵和第一流量调节阀的设置，提高了气泡排出的效率，同时极大的降低刻蚀液浓度测量管路中的气泡含量，使得刻蚀液的浓度的测量和控制更加精准。
主设计要求
1.一种刻蚀液气泡改善装置，包括采样泵，其特征在于，还包括增压泵和第一流量调节阀，所述增压泵设置在所述采样泵的出口端，所述增压泵的出口端设有回流管路和浓度测量管路，所述第一流量调节阀设置在所述回流管路上。
设计方案
1.一种刻蚀液气泡改善装置，包括采样泵，其特征在于，还包括增压泵和第一流量调节阀，所述增压泵设置在所述采样泵的出口端，所述增压泵的出口端设有回流管路和浓度测量管路，所述第一流量调节阀设置在所述回流管路上。
2.根据权利要求1所述的刻蚀液气泡改善装置，其特征在于，所述增压泵与所述采样泵之间设有第二流量调节阀。
3.根据权利要求1所述的刻蚀液气泡改善装置，其特征在于，所述回流管路的通径小于所述浓度测量管路的通径。
4.根据权利要求1所述的刻蚀液气泡改善装置，其特征在于，所述回流管路的压力小于所述浓度测量管路的压力。
5.根据权利要求1所述的刻蚀液气泡改善装置，其特征在于，所述浓度测量管路上设有流量计。
6.根据权利要求5所述的刻蚀液气泡改善装置，其特征在于，所述流量计为浮子流量计。
7.根据权利要求1所述的刻蚀液气泡改善装置，其特征在于，所述浓度测量管路上设有第三流量调节阀。
8.一种刻蚀液浓度测量系统，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的刻蚀液气泡改善装置。
9.根据权利要求8所述的刻蚀液浓度测量系统，其特征在于，还包括位于所述浓度测量管路上的冷却装置，所述冷却装置设置在所述增压泵的出口端。
10.根据权利要求8所述的刻蚀液浓度测量系统，其特征在于，还包括刻蚀液储存罐，多个所述刻蚀液储存罐通过独立的泵送管道分别与所述采样泵连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及薄膜晶体管液晶显示器制备工艺技术领域，尤其涉及一种刻蚀液的气泡改善装置及浓度测量系统。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，以下简称TFT-LCD)制备中，采用湿式刻蚀工艺刻蚀金属薄膜层是核心工艺，刻蚀液大多数为强酸混合物(硝酸、磷酸等)，其浓度直接影响金属(铜)薄膜层刻蚀的品质与良品率。
现有技术中，一般利用分光光度法进行刻蚀液浓度的测定，即通过测定刻蚀液在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，确定刻蚀液中各物质的含量和浓度，刻蚀液中的气泡会影响光的吸收强度，从而降低刻蚀液浓度的测量精度，即测量出的酸的浓度会比实际值偏低或偏高，造成补酸系统补酸过多或者不足，最终使得刻蚀液中酸的浓度偏大或偏小，从而造成刻蚀不良，给生产造成重大损失。
TFT-LCD制备中采用的刻蚀液含有过氧化氢和硝酸，金属薄膜层中的铜刻蚀液反应产生的气泡会直接影响刻蚀液浓度测量的准确性。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种刻蚀液气泡改善装置及浓度测量系统，旨在去除刻蚀液中气泡，使得刻蚀液的浓度的测量和控制更加精准。
本实用新型的第一方面提供了一种刻蚀液气泡改善装置，包括采样泵，还包括增压泵和第一流量调节阀，所述增压泵设置在所述采样泵的出口端，所述增压泵的出口端设有回流管路和浓度测量管路，所述第一流量调节阀设置在所述回流管路上。
如上所述的刻蚀液气泡改善装置，可选地，所述增压泵与所述采样泵之间设有第二流量调节阀。
如上所述的刻蚀液气泡改善装置，可选地，所述回流管路的通径小于所述浓度测量管路的通径。
如上所述的刻蚀液气泡改善装置，可选地，所述回流管路的压力小于所述浓度测量管路的压力。
如上所述的刻蚀液气泡改善装置，可选地，所述浓度测量管路上设有流量计。
如上所述的刻蚀液气泡改善装置，可选地，所述流量计为浮子流量计。
如上所述的刻蚀液气泡改善装置，可选地，所述浓度测量管路上设有第三流量调节阀。
本实用新型提供的刻蚀液气泡改善装置，通过设置增压泵增加管路中的压力，提高刻蚀液中的气泡的排出效率，通过回流管路上的第一流量调节阀的设置，可以按照目标要求调节回流管路及浓度测量管路上的流量大小，一方面避免流量过大影响测量精度，另一方使浓度测量管路的压力大于回流管路的压力，方便气泡从回流管路中排出，有效的避免气泡进入浓度测量管路。本实用新型通过增压泵和第一流量调节阀的设置，提高了气泡排出的效率，同时极大的降低浓度测量管路中的气泡含量，使得刻蚀液的浓度的测量和控制更加精准。
本实用新型第二方面提供了一种刻蚀液浓度测量系统，包括如上述任一项所述的刻蚀液气泡改善装置。
如上所述的刻蚀液浓度测量系统，可选地，还包括位于所述浓度测量管路上的冷却装置，所述冷却装置设置在所述增压泵的出口端。
如上所述的刻蚀液浓度测量系统，可选地，还包括多个刻蚀液储存罐，多个所述刻蚀液储存罐通过独立的泵送管道分别与所述采样泵连接。
本实用新型提供的刻蚀液浓度测量系统，采用上述的刻蚀液气泡改善装置，通过设置增压泵增加管路中的压力，提高刻蚀液中的气泡的排出效率，在回流管路上设置第一流量调节阀，可以按照目标要求调节回流管路及浓度测量管路上的流量大小，一方面满足浓度测量的流量要求测量精度，另一方使浓度测量管路的压力大于回流管路的压力，方便气泡从回流管路中排出，有效的避免气泡进入浓度测量管路，极大地提高了刻蚀液浓度的测量精度。本实用新型通过增压泵和第一流量调节阀的设置，影响提高了气泡排出的效率，同时极大的降低浓度测量管路中的气泡含量，使得刻蚀液的浓度的测量和控制更加精准。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的刻蚀液气泡改善装置的结构示意图一；
图2为本实用新型实施例提供的刻蚀液气泡改善装置的结构示意图二；
图3为本实用新型实施例提供的刻蚀液浓度测量系统的结构示意图。
附图标记：
100-采样泵；
200-增压泵；
210-回流管路；
220-浓度测量管路；
300-第一流量调节阀；
400-第二流量调节阀；
500-流量计；
600-第三流量调节阀；
700-冷却塔；
800-刻蚀液储存罐；
810-泵送管道；
820-截止阀；
830-回路流量调试阀；
900-浓度测量装置。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
请参阅图1，本实用新型一示例性实施例提供了一种刻蚀液气泡改善装置，刻蚀液气泡改善装置包括采样泵100、增压泵200和第一流量调节阀 300，增压泵200设置在采样泵100的出口端，增压泵200的出口端设有回流管路210和浓度测量管路220，第一流量调节阀300设置在回流管路 210上。
刻蚀液气泡改善装置用于降低刻蚀液中的气泡含量，实际应用中，刻蚀液气泡改善装置用于安装在刻蚀液浓度测量系统中，其中采样泵100连接存储刻蚀液的存储容器，用于抽取和泵送刻蚀液，如图1所示，R管路与用于容置刻蚀液的存储容器相连，构成回路闭环，实现了刻蚀液的循环利用，T管路与刻蚀液浓度测量系统中的刻蚀液浓度测量装置连接，用于进行下一步的刻蚀液的浓度测量。可选地，经过浓度检测的刻蚀液流回用于容置刻蚀液的存储容器，实现刻蚀液的循环利用。
在本实施例中，刻蚀液为包含硝酸(HNO3<\/sub>)、双氧水(H2<\/sub>O2<\/sub>)、铜 (Cu)、氟化氢(Hf)等多种化学成分的强酸溶液。刻蚀液气泡改善装置中的用于输送刻蚀液的管道采用耐酸耐腐蚀的材质。应理解的是，用于输送刻蚀液的管道包括但不限于回流管路210和浓度测量管路220。
本实施例中，采样泵100设置在用于容置刻蚀液的存储容器的附近，用于从存储容器中抽取刻蚀液，增压泵200的设置，可以将刻蚀液气泡改善装置安装在远离采样泵100的目标位置，不受安装空间的限制。通过增压泵200的设置提高了刻蚀液的输送速度。
本实施例中，增压泵200出口连接有三通接头，分别用于安装回流管路210和浓度测量管路220，第一流量调节阀300设置在回流管路210上，通过调节第一流量调节阀300的开口大小实现第一流量调节阀300入口端的流量的调节，进而实现浓度测量管路220上的流量大小，可选地，第一流量调节阀300为节流阀。
可选地，回流管路210位于浓度测量管路220的上方，便于气泡进入回流管路210中。
本实用新型提供的刻蚀液气泡改善装置，通过设置增压泵增加管路中的压力，提高刻蚀液中的气泡的排出效率，通过回流管路上的第一流量调节阀的设置，可以按照目标要求调节回流管路及浓度测量管路上的流量大小，一方面避免流量过大影响测量精度，另一方使浓度测量管路的压力大于回流管路的压力，方便气泡从回流管路中排出，有效的避免气泡进入浓度测量管路，影响刻蚀液浓度的测量精度。本实用新型通过增压泵和第一流量调节阀的设置，提高了气泡排出的效率，同时极大的降低浓度测量管路中的气泡含量，使得刻蚀液的浓度的测量和控制更加精准。
图1本实用新型一示例性实施例提供的刻蚀液气泡改善装置的结构示意图一，如图1所示，增压泵200与采样泵100之间设有第二流量调节阀 400，用于调节增压泵200的入口流量大小，有效地避免回路中的剧烈的流量波动。
在一种可能的实现方式中，回流管路210的通径小于浓度测量管路220 的通径。
实际应用中，用于安装增压泵200的管路、增压泵200与第一流量调节阀300之间的管路的通径小于其他管路的通径，通过管路的变径设计，使得刻蚀液流经增压泵200后的流速增大，进而将刻蚀液中的气泡及附着在管道上的气泡快速带走。可选地，用于安装增压泵200、增压泵200与第一流量调节阀300之间的管路的通径为四分之一英寸的管道，其他的管道为通径为八分之三英寸的管道。
在一种可能的实现方式中，回流管路210的压力小于浓度测量管路220 的压力。可以通过在浓度测量管路220上设置流量调节阀或节流阀实现，通过两个管道的压力差的设置，方便气泡从回流管路210中排出，有效的避免气泡进入浓度测量管路220，影响刻蚀液浓度的测量精度。
图1本实用新型一示例性实施例提供的刻蚀液气泡改善装置的结构示意图一，如图1所示，浓度测量管路220上设有流量计500。采用流量计500 进行浓度测量管路220流量的实时监测。
图2本实用新型一示例性实施例提供的刻蚀液气泡改善装置的结构示意图二，如图2所示，流量计500为浮子流量计。
浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。
浮子流量计的工作原理如下，刻蚀液从下向上经过锥形管和浮子形成的环隙时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。如图2所示，流量计500即为浮子流量计，可以同时进行刻蚀液流量的监控和流量的调节，操作简单快捷。
图1本实用新型一示例性实施例提供的刻蚀液气泡改善装置的结构示意图一，如图1所示，浓度测量管路220上设有第三流量调节阀600。第三流量调节阀600位于流量计500与增压泵200之间，用于进行浓度测量管路220 的流量的精确调节，应理解的是，第三流量调节阀600的调节精度大于第一流量调节阀300。
可选地，增压泵200与第三流量调节阀600之间还设有冷却塔，在刻蚀液进行流量调节前完成刻蚀液的冷却。可选地，冷却塔可以采用风冷或水冷系统进行冷却。
如图1所示，采样泵100设置在用于容置刻蚀液的存储容器的附近，用于从存储容器中抽取刻蚀液，采样泵100的出口端依次连接第二流量调节阀 400和增压泵200，增压泵200出口连接有三通接头，分别用于安装回流管路210和浓度测量管路220，第一流量调节阀300设置在回流管路210上，刻蚀液经由第一流量调节阀300后流回至存储容器中；浓度测量管路220上依次连接有冷却塔、第三流量调节阀600和流量计500，然后与刻蚀液浓度测量系统中的刻蚀液浓度测量装置连接，用于进行下一步的刻蚀液的浓度测量，经过浓度检测的刻蚀液流回用于容置刻蚀液的存储容器，实现刻蚀液的循环利用。
可选地，刻蚀液气泡改善装置还包括控制组件，控制组件与流量计500、第一流量调剂阀300、以及第三流量调节阀600电连接，用于根据流量计500 反馈的浓度调节管路220的流量大小来调节第一流量调节阀300和第三流量调节阀600的开闭，实际应用中，浓度测量管路220的目标流量为200ml\/min, 当流量计500监测的实时流量与目标流量之间的差值超过第一阈值时，控制组件控制第一流量调节阀300调大或调小，进行浓度测量管路220流量的快速调节，当流量计500检测的实时流量与目标流量之间的差值位于第一阈值范围内时，控制组件调节第三流量调节阀600，实现浓度测量管路220的精密调节，保障浓度测量管路220的实际流量与目标流量之间的差值位于第二阈值范围内，应理解的是，第一阈值和第二阈值均为预设值，可以根据刻蚀液的不同进行调整。控制组件可以为工业计算机，可编程逻辑控制器或者为单片机，采用通用数控系统控制就能满足要求。
实际应用中，完成安装后，用户通过增压泵200完成刻蚀液浓度测量系统的压力调节，提高刻蚀液流速，然后粗调第一流量调节阀300，使得浓度测量管路220的流量要求靠近200ml\/min，浓度测量管路220的管道压力大于回流管路210的管路压力，则大量的刻蚀液会从回流管路210返回至用于容置刻蚀液的存储容器，实现刻蚀液的循环利用；同时用于通过第三流量调节阀600或者浮子流量计500对刻蚀液的流量进行精确调整，使其的流量约为200ml\/min，此时仅含有少量气泡的刻蚀液进入下一环节进行刻蚀液的各种化学成分的组成分析。
请参阅图3，本实用新型一示例性实施例提供了一种刻蚀液浓度测量系统，包括如上述任一项所述的刻蚀液气泡改善装置。
本实用新型提供的刻蚀液浓度测量系统，采用上述的刻蚀液气泡改善装置，通过设置增压泵增加管路中的压力，使得刻蚀液中的气泡及附着在管道上的气泡快读的排出，在回流管路上设置第一流量调节阀，可以按照目标要求调节回流管路及浓度测量管路上的流量大小，一方面满足浓度测量的流量要求测量精度，另一方使浓度测量管路的压力大于回流管路的压力，方便气泡从回流管路中排出，有效的避免气泡进入浓度测量管路，极大地提高了刻蚀液浓度的测量精度。本刻蚀液浓度测量系统通过增压泵和第一流量调节阀的设置，影响提高了气泡排出的效率，同时极大的降低浓度测量管路中的气泡含量，使得刻蚀液的浓度的测量和控制更加精准。
图3为本实用新型实施例提供的刻蚀液浓度测量系统的结构示意图，如图3所示，刻蚀液浓度测量系统还包括位于浓度测量管路220上的冷却装置 700，冷却装置700设置在增压泵200的出口端。
可选地，冷却装置700为冷却塔，用于将刻蚀液的温度冷却至25℃左右，实际应用中冷却装置700设置在增压泵200与第三流量调节阀600之间，在刻蚀液进行流量调节前即完成温度的冷却，保障刻蚀液浓度测量系统的测量精度。可选地，冷却塔可以采用风冷或水冷系统进行冷却。
图3为本实用新型实施例提供的刻蚀液浓度测量系统的结构示意图，如图3所示，刻蚀液浓度测量系统还包括多个刻蚀液储存罐800，多个刻蚀液储存罐800通过独立的泵送管道810分别与采样泵100连接。
可选地，采用泵100与刻蚀液储存罐800一一对应。
刻蚀液储存罐800内盛有刻蚀液，用于实时地向刻蚀液浓度测量系统提供刻蚀液。可选地，刻蚀液储存罐800有两个。如图3所示，两个刻蚀液储存罐800与两个采样泵100独立分开连接，构成了两套独立的刻蚀液泵送单元，两个刻蚀液泵送单元结构相同，功能相同，实际应用时，可择其一使用。实际应用中，若A罐需要停机进行维修维护，则立即启用B 罐，节约维修维护时间，提高刻蚀液浓度测量系统的使用效率。
可选地，刻蚀液储存罐800通过截止阀820与回流管路210连通，实际应用中可通过截止阀820的通断来控制两个刻蚀液储存罐800的使用，实现自动切换。
可选地，每个刻蚀液储存罐800的出口端均设有一个回路流量调试阀 830，用于调节刻蚀液储存罐800的出口流量，有效地避免回路中的流量波动。同时，在开始进行刻蚀液浓度测量时，可以将流掉刻蚀液储存罐800 上方不新鲜的刻蚀液。
可选地，刻蚀液浓度测量系统还包括浓度测量装置900，浓度测量装置900为一个密封的容器，用于接收待测的刻蚀液。本实施例中，浓度测量装置900采用红外光谱仪，红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器。具体测量原理为，红外光谱仪将光源变为多波长的光，对透过液体得到的投射光的光谱进行多成分分析，以此得到各种成分的浓度。
可选地，可以根据刻蚀液的化学成分不同，调整浓度测量装置900的光源，以适用于不同刻蚀液的浓度测量。
浓度测量装置900与两个刻蚀液储存罐800连接，完成检测的刻蚀液流回刻蚀液储存罐800，实现刻蚀液实时在线监测和循环使用，通过刻蚀液气泡改善装置的使用，增大了刻蚀液的使用寿命。
可选地，刻蚀液浓度测量系统还包括控制单元，控制单元与浓度测量装置900电连接，可以实时的获取刻蚀液中各化学成分的浓度参数值，在刻蚀过程中，控制单元通过将实时获取的各酸的浓度与标准刻蚀液的各酸的浓度进行比较，从而可以得出需要向刻蚀液补充的各酸的量，以实现及时的向刻蚀液储存罐800补充各酸，使得刻蚀液中各化学成分的浓度值维持稳定，保障刻蚀速度和刻蚀质量。可选地，控制单元可以为工业计算机，可编程逻辑控制器或者为单片机，应理解的是，控制单元采用通用的数控系统控制就能满足要求。可选地，标准刻蚀液的各酸的浓度可以预先设定并存储在控制单元中。可选地，此处的控制单元可以与上述的控制组件为一个集成的控制单元，也可以为单独的两个控制单元。
实际应用中，完成安装后，用户通过增压泵200完成刻蚀液浓度测量系统的压力调节，提高刻蚀液流速，然后粗调第一流量调节阀300，使得浓度测量管路220的流量要求靠近200ml\/min，此时通过浓度测量管路220的管道压力大于回流管路210的管路压力，则大量的刻蚀液会从回流管路 210返回至刻蚀液储存罐800，气泡跟随刻蚀液返回刻蚀液储存罐800；同时用于通过第三流量调节阀600或者浮子流量计500将经过冷却后的刻蚀液的流量进行精确调整，使其的流量约为200ml\/min，则此时流量为 200ml\/min,温度为25℃且仅含有少量气泡的刻蚀液进入浓度测量装置900进行刻蚀液的各种化学成分的组成分析。在未采用刻蚀液气泡改善装置前，刻蚀液中气泡含量较高，硝酸(HNO 3<\/sub>)、双氧水(H2<\/sub>O2<\/sub>)、铜(Cu)、氟化氢(Hf)的浓度测量值波动剧烈，浓度测量的参考价值较低，改善后，四种元素的浓度测量值在一定的时间范围内基本持平，浓度测量值准确可靠。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920021511.X
申请日:2019-01-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:90(成都)
授权编号:CN209656387U
授权时间:20191119
主分类号:G01N 1/28
专利分类号:G01N1/28;G01F1/52
范畴分类:31E;
申请人:成都中电熊猫显示科技有限公司
第一申请人:成都中电熊猫显示科技有限公司
申请人地址:610200 四川省成都市双流区公兴街道青栏路1778号
发明人:陈晓果
第一发明人:陈晓果
当前权利人:成都中电熊猫显示科技有限公司
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类型名称:外观设计