本文關(guān)鍵詞：基于流—熱—固多場耦合分析的PECVD裝置優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)是一種重要的鍍膜工藝,廣泛應(yīng)用于光伏、集成電路等工業(yè)。目前我國在PECVD裝置方面仍然落后于德國等國家。本課題來自于某大容量PECVD裝置國產(chǎn)化過程中遇到的熱變形問題。本文基于流-熱-固多場耦合分析方法對該裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,以解決其熱變形問題。本文分為三個部分,第一部分介紹該P(yáng)ECVD裝置并通過實(shí)物試驗驗證它的熱變形問題。這一部分介紹了包括裝置臺架和裝置箱體在內(nèi)的裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在試驗工況下分別完成了一次隔熱與冷卻性能試驗和兩次密封性能試驗。試驗結(jié)果證明裝置性能不滿足生產(chǎn)工況要求。第二部分建立了該裝置的流-熱-固多場耦合模型,并通過耦合分析結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)的對比驗證了耦合模型的準(zhǔn)確性。最后一部分從結(jié)構(gòu)相關(guān)因素和傳熱相關(guān)因素兩個角度分析了裝置的性能問題并對裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。應(yīng)用32(49)正交試驗對傳熱相關(guān)因素進(jìn)行分析得到發(fā)射率等因素的優(yōu)化方案。又分析了冷卻管路布置和加強(qiáng)筋面積對裝置性能的影響。最后通過加強(qiáng)筋優(yōu)化設(shè)計、冷卻管路優(yōu)化設(shè)計和傳熱參數(shù)優(yōu)化解決了裝置的性能問題。優(yōu)化后箱體最高溫度為94.1攝氏度,箱體垂直地面方向的最大形變?yōu)?.85mm。裝置在隔熱冷卻性能和密封性能上已達(dá)到生產(chǎn)工況要求。
【關(guān)鍵詞】：流-熱-固多場耦合分析 熱變形 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 PECVD裝置
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN304.055
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 太陽能電池與PECVD裝置10-14
• 1.2.1 太陽能電池10-12
• 1.2.2 PECVD工藝12-13
• 1.2.3 PECVD裝置研究進(jìn)展13-14
• 1.3 正交試驗方法14
• 1.4 流-熱-固多場耦合分析方法14-18
• 1.4.1 流-熱-固多場耦合方法關(guān)鍵技術(shù)15-17
• 1.4.2 流-熱-固多場耦合方法的應(yīng)用17-18
• 1.5 課題研究內(nèi)容18-20
• 第二章 PECVD裝置與試驗20-35
• 2.1 PECVD裝置20-22
• 2.2 裝置試驗22
• 2.3 隔熱與冷卻性能試驗22-27
• 2.4 密封性能試驗27-33
• 2.4.1 密封性能試驗一27-30
• 2.4.2 密封性能試驗二30-33
• 2.5 試驗結(jié)論33
• 2.6 本章小結(jié)33-35
• 第三章 PECVD裝置耦合模型的建立與分析35-46
• 3.1 裝置結(jié)構(gòu)簡化35-40
• 3.1.1 上箱體36-37
• 3.1.2 隔熱箱37-39
• 3.1.3 下箱體39-40
• 3.1.4 流體40
• 3.2 流-熱-固多場耦合分析40-42
• 3.3 分析結(jié)果與驗證42-44
• 3.3.1 結(jié)果分析42-44
• 3.3.2 模型驗證44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 PECVD裝置熱變形因素分析與方案優(yōu)化46-70
• 4.1 PECVD裝置分析的指標(biāo)與因素46-48
• 4.1.1 指標(biāo)46
• 4.1.2 結(jié)構(gòu)相關(guān)因素46
• 4.1.3 傳熱相關(guān)因素46-48
• 4.2 PECVD裝置熱變形因素分析48-59
• 4.2.1 正交試驗48-53
• 4.2.2 發(fā)射率、對流換熱系數(shù)與熱阻53-55
• 4.2.3 冷卻管路布置55-56
• 4.2.4 加強(qiáng)筋56-59
• 4.3 PECVD裝置優(yōu)化方案59-68
• 4.3.1 加強(qiáng)筋優(yōu)化59-63
• 4.3.2 冷卻方案優(yōu)化63-65
• 4.3.3 傳熱優(yōu)化65-66
• 4.3.4 優(yōu)化方案總結(jié)66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 第五章 總結(jié)與展望70-73
• 5.1 全文總結(jié)70-71
• 5.2 工作展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 附錄78-80
• 致謝80-81
• 攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果81-83

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 俞誠;氧化硅、摻磷氧化硅PECVD工藝與應(yīng)用[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;1985年03期

2 ;Instability of nc-Si: H Films Fabricated by PECVD[J];Semiconductor Photonics and Technology;1999年01期

3 張曉丹,趙穎,朱鋒,侯國付,魏長春,熊文娟,孫健,任慧志,耿新華,熊紹珍;VHF-PECVD低溫高速生長的硅薄膜材料特性研究[J];光電子·激光;2004年05期

4 ;Microcrystalline Silicon Materials and Solar Cells Prepared by VHF-PECVD[J];Semiconductor Photonics and Technology;2004年03期

5 王世鋒;張曉丹;趙穎;魏長春;許盛之;孫建;耿新華;;Effects of modulation frequency on the structure and electrical characteristics of μc-Si:H films prepared by pulsed VHF-PECVD[J];Optoelectronics Letters;2009年03期

6 鄭建宇;宋曉彬;張燕;李補(bǔ)忠;;高產(chǎn)能四管臥式熱壁型PECVD設(shè)備[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2010年07期

7 何寶華;楊仕娥;陳永生;盧景霄;;Simulation of gas phase reactions for microcrystalline silicon films fabricated by PECVD[J];Optoelectronics Letters;2011年03期

8 武春波;周玉琴;李國榮;劉豐珍;;Influence of the initial transient state of plasma and hydrogen pre-treatment on the interface properties of a silicon heterojunction fabricated by PECVD[J];半導(dǎo)體學(xué)報;2011年09期

9 俞誠;PECVD SiO-SiN雙重結(jié)構(gòu)兩次鈍化[J];半導(dǎo)體技術(shù);1984年03期

10 ;臥式熱壁型PECVD設(shè)備[J];中國集成電路;2007年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;SiH Interacting with Si surface and Formation of Hydrogenated Silicon Films:MD study[A];第十四屆全國核物理大會暨第十屆會員代表大會論文集[C];2010年

2 ;Comparative Investigation on Hydrogenated Microcrystalline Silicon Films Deposited with RF-and VHF-PECVD Technique[A];2006年上海電子電鍍學(xué)術(shù)報告會資料匯編[C];2006年

3 ;Modelling of the effects of VHF on silicon film deposition at atmospheric pressure[A];第十五屆全國等離子體科學(xué)技術(shù)會議會議摘要集[C];2011年

4 孫振中;劉豐珍;朱美芳;劉金龍;;氬稀釋在PECVD高速沉積微晶硅薄膜中的作用[A];第十屆中國太陽能光伏會議論文集：迎接光伏發(fā)電新時代[C];2008年

5 王敏花;任丙彥;劉曉平;李彥林;羊建坤;許穎;李海玲;王文靜;;射頻PECVD沉積優(yōu)質(zhì)氫化非晶硅薄膜[A];第14屆全國晶體生長與材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

6 施晨燕;趙寧;趙志偉;雷威;;等離子體加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)制備石墨薄膜[A];中國真空學(xué)會2012學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2012年

7 M Uhlig;D Decker;A Lux;M Richter;G K銉hler;HSchlemm;K Roth;M Grimm;;MAiA-A NEW VERSATILE PECVD/ETCHING TOOL FOR PROCESSING CRYSTALLINE SILICON SOLAR CELLS[A];第十屆中國太陽能光伏會議論文集：迎接光伏發(fā)電新時代[C];2008年

8 李偉東;吳學(xué)忠;李圣怡;;PECVD氮化硅薄膜制備工藝研究[A];中國微米、納米技術(shù)第七屆學(xué)術(shù)會年會論文集（一）[C];2005年

9 杜天敏;黃韜;徐宇新;金鋒;;PECVD法制備Si基SiO_x薄膜[A];全國第十一次光纖通信暨第十二屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議（OFCIO’2003）論文集[C];2003年

10 Eiji Takahashi;Tsukasa Hayashi;Kiyoshi Ogata;;Large Area and High Speed Deposition of Microcrystalline Silicon Film by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)[A];TFC'05全國薄膜技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 記者 郝曉明;我國首臺國產(chǎn)12英寸PECVD樣機(jī)沈陽出廠[N];科技日報;2011年

2 記者 王靖tD;首臺國產(chǎn)12英寸PECVD樣機(jī)在沈出廠[N];沈陽日報;2011年

3 沈可心;首臺國產(chǎn)12英寸PECVD設(shè)備誕生[N];中國化工報;2011年

4 記者 王冠/北京;全球七代線擴(kuò)廠拉開序幕[N];電子資訊時報;2004年

5 靜蓉;AKT第七代PECVD預(yù)計明年中出貨三星[N];電子資訊時報;2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 藺增;利用射頻PECVD方法生長類金剛石薄膜的實(shí)驗研究[D];東北大學(xué);2004年

2 陸利新;PECVD非晶硅薄膜制程工藝仿真建模[D];上海大學(xué);2010年

3 楊光敏;碳納米管、納米金剛石、空心碳球及其復(fù)合物的PECVD制備和特性研究[D];吉林大學(xué);2010年

4 李明;利用rf-PECVD方法在不同基底上制備DLC膜的實(shí)驗研究[D];東北大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉寶元;PECVD制備a-Si:H(nc-Si:H)/a-SiC:H多層薄膜的光電特性研究[D];河北大學(xué);2015年

2 周青松;PECVD中SIN膜及其在MIM技術(shù)的研究應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

3 李林軍;PECVD技術(shù)制備1064nm高反膜[D];西安工業(yè)大學(xué);2014年

4 段成剛;基于流—熱—固多場耦合分析的PECVD裝置優(yōu)化設(shè)計[D];上海交通大學(xué);2015年

5 劉洋;平板式PECVD設(shè)備布?xì)庀到y(tǒng)的分析和優(yōu)化[D];東北大學(xué);2009年

6 杜文強(qiáng);PECVD設(shè)備加熱系統(tǒng)分析及優(yōu)化[D];東北大學(xué);2009年

7 歐衍聰;PECVD制備多層氮化硅減反膜的工藝研究[D];長沙理工大學(xué);2012年

8 姜偉民;PECVD工藝條件對器件合格率的影響及其優(yōu)化[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

9 劉劍;基于工業(yè)以太網(wǎng)的PECVD系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[D];大連理工大學(xué);2014年

10 張乾;硅薄膜的PECVD制備及其結(jié)構(gòu)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：基于流—熱—固多場耦合分析的PECVD裝置優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：312351