CN104357799A - 一种双e型电子枪的蒸镀装置及利用该装置进行蒸镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双e型电子枪的蒸镀装置及利用该装置进行蒸镀方法，属于电子蒸镀领域。一种双e型电子枪的蒸镀装置，所述装置包括蒸镀室，蒸镀室内设有两个双e型电子枪，e型电子枪I用于加热基板，e型电子枪II用于轰击镀膜材料。该装置设备简单、操作简单，能够提高膜层与基体之间的粘合力；可以实现单一膜层与基体之间的高粘合力，而不必进行多层镀膜提高性能膜层与基体之间的粘合力。

Description

一种双e型电子枪的蒸镀装置及利用该装置进行蒸镀方法
技术领域
本发明涉及一种双e型电子枪的蒸镀装置及利用该装置进行蒸镀方法，属于电子蒸镀领域。
背景技术
真空镀膜技术是一种发展迅速，应用广泛的表面成膜技术，它不仅可以用来制备各种特殊性能的薄膜涂层(如超硬、高耐蚀、耐热和抗氧化等)，而且还可用来制备各种功能薄膜材料和装饰薄膜涂层等。真空蒸发镀膜是真空镀膜技术中的一种，是把待镀膜的基体或工件置于高真空室内，通过加热使蒸发材料汽化(或升华)，以原子、分子或原子团离开熔体表面，凝聚在具有一定温度的基片或工件表面，并冷凝成薄膜的过程。电子束蒸发镀膜技术就是其中一种比较成熟的工艺，它主要有以下优点：(1)电子束轰击热源的束流密度高，能获得远比电阻加热源更大的能量密度，可以使高熔点材料蒸发，并且能有较高的蒸发速率；(2)由于被蒸发材料是置于水冷坩埚中，因而可避免容器材料的蒸发，以及容器材料和蒸发材料之间的反应，这就使得镀膜的纯度得以提高；(3)热量可直接加到蒸镀材料的表面，因而热效率高，热传导和热辐射的损失少。电子束蒸发镀膜技术将逐渐发展成为一种主流的真空镀膜技术。
目前提高膜层与基体之间粘合力的途径主要有退火、使用胶粘剂、增加过渡层等，其中退火增加了生产的时间以及工艺的复杂性；胶粘剂的使用会增加成本，还会使固化时间延长，容易发生膜层的迁移现象；增加过渡层会增加镀膜的时间，以及生产成本，使工艺复杂。
发明内容
本发明提供一种采用两把e型电子枪进行蒸镀的装置和方法，一把电子枪用于使蒸发材料汽化出原子、分子或原子团；另一把电子枪用于加热基体以及加速蒸发出的原子、分子或原子团，利用电子与蒸发物之间的碰撞，使膜层与基体之间有较强的粘合力。
一种双e型电子枪的蒸镀装置，所述装置包括蒸镀室，蒸镀室内设有两个双e型电子枪，e型电子枪I用于加热基板，e型电子枪II用于轰击镀膜材料。
本发明所述双e型电子枪的蒸镀装置包括两个e型电子枪，其中一个e型电子枪的用于加热基板，该电子枪发出的光束落于基板上，在基板加热过程中加速蒸发出的原子、分子或原子团，利用电子与蒸发物之间的碰撞，使膜层与基体之间有较强的粘合力。另一个e型电子枪用于轰击镀膜材料，该电子枪发出的光束落于镀膜材料上，使镀膜材料汽化出原子、分子或原子团。本发明所用e型电子枪及其配套设备可商业购得或通过本领域公开的方法制得。
本发明所述双e型电子枪的蒸镀装置包括用于承装镀膜材料的坩埚，所述坩埚与基板相对设置。坩埚与基板的位置相对可以使得汽化的镀膜材料较为迅速且均匀地沉积在基板之上。
本发明所述蒸镀装置的蒸镀室内包括用于承装镀膜材料的坩埚，坩埚的位置使得e型电子枪II发出的光束轰击至其内的镀膜材料即可。本发明所述基板的位置使得e型电子枪I发出的光束轰击至基板表面即可，优选所述基板通过支架固定于蒸镀室的顶部。
本发明所述蒸镀装置还包括用于对蒸镀室进行抽真空的真空泵组，其选择和设置为本领域的现有技术。
本发明的另一目的是提供利用上述蒸镀装置进行蒸镀制膜的方法。
一种蒸镀的方法，包括下述工艺步骤：
将镀膜材料放置在坩埚中；对蒸镀室进行抽真空，使真空度达到6.5×10-3Pa以下；对两个电子枪预热，设置高压为5～10kV，高压预热5～10min后，关闭高压；设置电子枪束流为10～30mA，束流预热5～10min，关闭电子枪束流；同时开启电子枪高压和束流，e型电子枪II的高压为5～10kV，束流大小为30～100mA，e型电子枪I的高压为5～10kV，束流大小为10～30mA，使得基板温度处于100～400℃；镀膜至预期厚度后，关闭两个电子枪，随炉冷却30～60min。
上述蒸镀方法中，e型电子枪I采用小功率、大束斑的模式，对基板进行均匀加热，使基板温度处于100～400℃；或者直接调节电子枪电子束为扫描模式，使电子束整个束斑能量均匀分布对基板进行加热。e型电子枪I对基板进行轰击的同时，e型电子枪I发射出的电子对镀膜材料的蒸发物进行轰击，使蒸发出的分子、原子、原子团加速，带动蒸发物向基板碰撞，使蒸发物与基板形成强的结合力。
上述装置和方法可用于蒸镀Ti、Al、Co、Ni、Fe、Au、Cr的单质、合金或氧化物膜；或SiO2、ZrO2膜等。
本发明的有益效果为：本发明提供一种采用两把e型电子枪进行蒸镀的装置和方法，一把电子枪用于使蒸发材料汽化出原子、分子或原子团；另一把电子枪用于加热基体以及加速蒸发出的原子、分子或原子团，利用电子与蒸发物之间的碰撞，使膜层与基体之间有较强的粘合力。该装置设备简单、操作简单，能够提高膜层与基体之间的粘合力；可以实现单一膜层与基体之间的高粘合力，而不必进行多层镀膜提高性能膜层与基体之间的粘合力。
附图说明
图1为一种双e型电子枪的蒸镀装置，
附图标记如下：1.e型电子枪I；2.电子束；3.e型电子枪II；4.支架；5.基板；6.真空泵组；7.镀膜材料；8.坩埚。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
如图1所示，一种双e型电子枪的蒸镀装置，所述装置包括蒸镀室，蒸镀室内设有两个双e型电子枪，e型电子枪I1设于蒸镀室的顶部，用于加热位于蒸镀室顶部的基板5，所述基板5通过支架4固定于蒸镀室的顶部。e型电子枪II3设于蒸镀室的底部，其位置与e型电子枪I1相对，用于轰击镀膜材料7，镀膜材料为高纯金。所述装置包括用于承装镀膜材料7的坩埚8，所述坩埚8位于蒸镀室的底部，且与基板5相对设置。所述蒸镀装置还包括用于对蒸镀室进行抽真空的真空泵组6。
利用上述装置进行蒸镀的方法，包括下述工艺步骤：
将镀膜材料7放置在坩埚8中；对蒸镀室进行抽真空，使真空度达到6.5×10-3Pa以下；对两个电子枪预热，设置高压为5kV，高压预热10min后，关闭高压；设置电子枪束流为10mA，束流预热10min，关闭电子枪束流；同时开启电子枪高压和束流，e型电子枪II3的高压为5kV，束流大小为30mA，e型电子枪I1的高压为5kV，束流大小为10mA，使得基板5温度处于100℃；镀膜至预期厚度后，关闭两个电子枪，随炉冷却30min。
参考美国ALMCAL镀膜委员会技术参考书第二版中的有关测试方法，采用3M公司Scotch牌610号压敏胶粘带，宽度为2.5cm，把15cm长的胶粘带贴在已镀膜的基板上并压平；然后以匀速剥离胶粘带，用带强光的灯箱检验膜层脱落转移情况，剥离面积不大于15％为合格。结果为：利用单e型电子枪蒸镀装置进行蒸镀：剥离面积为60％以上；利用本实施例所述蒸镀装置进行蒸镀：剥离面积为10％；
使用划痕仪对其进行附着力定量测试。结果为：利用单e型电子枪蒸镀装置进行蒸镀：附着力为1N；利用本实施例所述蒸镀装置进行蒸镀：附着力为10N。
实施例2
如图1所示，一种双e型电子枪的蒸镀装置，所述装置包括蒸镀室，蒸镀室内设有两个双e型电子枪，e型电子枪I1设于蒸镀室的顶部，用于加热位于蒸镀室顶部的基板5，所述基板5通过支架4固定于蒸镀室的顶部。e型电子枪II3设于蒸镀室的底部，其位置与e型电子枪I1相对，用于轰击镀膜材料7，镀膜材料为高纯钛。所述装置包括用于承装镀膜材料7的坩埚8，所述坩埚8位于蒸镀室的底部，且与基板5相对设置。所述蒸镀装置还包括用于对蒸镀室进行抽真空的真空泵组6。
利用上述装置进行蒸镀的方法，包括下述工艺步骤：
将镀膜材料7放置在坩埚8中；对蒸镀室进行抽真空，使真空度达到6.5×10-3Pa以下；对两个电子枪预热，设置高压为10kV，高压预热5min后，关闭高压；设置电子枪束流为30mA，束流预热5min，关闭电子枪束流；同时开启电子枪高压和束流，e型电子枪II3的高压为10kV，束流大小为100mA，e型电子枪I1的高压为10kV，束流大小为30mA，使得基板5温度处于400℃；镀膜至预期厚度后，关闭两个电子枪，随炉冷却60min。
参考美国ALMCAL镀膜委员会技术参考书第二版中的有关测试方法，采用3M公司Scotch牌610号压敏胶粘带，宽度为2.5cm，把15cm长的胶粘带贴在已镀膜的基板上并压平；然后以匀速剥离胶粘带，用带强光的灯箱检验膜层脱落转移情况，剥离面积不大于15％为合格。结果为：利用单e型电子枪蒸镀装置进行蒸镀：剥离面积为60％以上；利用本实施例所述蒸镀装置进行蒸镀：剥离面积为5％；
使用划痕仪对其进行附着力定量测试。结果为：利用单e型电子枪蒸镀装置进行蒸镀：附着力为2N；利用本实施例所述蒸镀装置进行蒸镀：附着力为20N。

Claims (4)

1.一种双e型电子枪的蒸镀装置，其特征在于：所述装置包括蒸镀室，蒸镀室内设有两个双e型电子枪，e型电子枪I(1)用于加热基板(5)，e型电子枪II(3)用于轰击镀膜材料(7)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置包括用于承装镀膜材料(7)的坩埚(8)，所述坩埚(8)与基板(5)相对设置。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述基板(5)通过支架(4)固定于蒸镀室的顶部。
4.利用权利要求1所述装置进行蒸镀的方法，其特征在于：包括下述工艺步骤：
将镀膜材料(7)放置在坩埚(8)中；对蒸镀室进行抽真空，使真空度达到6.5×10-3Pa以下；对两个电子枪预热，设置高压为5～10kV，高压预热5～10min后，关闭高压；设置电子枪束流为10～30mA，束流预热5～10min，关闭电子枪束流；同时开启电子枪高压和束流，e型电子枪II(3)的高压为5～10kV，束流大小为30～100mA，e型电子枪I(1)的高压为5～10kV，束流大小为10～30mA，使得基板(5)温度处于100～400℃；镀膜至预期厚度后，关闭两个电子枪，随炉冷却30～60min。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106929806A (zh) * 2016-10-25 2017-07-07 广东振华科技股份有限公司 高阻隔纳米无机非金属薄膜、其制备方法以及真空卷绕镀膜设备
CN109536885A (zh) * 2018-12-27 2019-03-29 广州海鸥住宅工业股份有限公司 一种电子束蒸发镀钛的方法
CN115094388A (zh) * 2022-07-08 2022-09-23 广东信大科技有限公司 加热管镀膜方法及其制备得到的玫瑰金管及黄金管

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07220272A (ja) * 1994-01-25 1995-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気記録媒体の製造方法及び製造装置
CN101712215A (zh) * 2009-10-30 2010-05-26 华南理工大学 一种TiCN系列纳米梯度复合多层涂层及其制备方法
CN101845609A (zh) * 2010-05-17 2010-09-29 北京航空航天大学 一种适用于单晶高温合金的阻扩散涂层的制备方法
CN102212786A (zh) * 2011-05-27 2011-10-12 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种热障涂层的制备方法
CN202839530U (zh) * 2012-09-19 2013-03-27 任东海 一种e型电子枪磁透镜聚焦装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07220272A (ja) * 1994-01-25 1995-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気記録媒体の製造方法及び製造装置
CN101712215A (zh) * 2009-10-30 2010-05-26 华南理工大学 一种TiCN系列纳米梯度复合多层涂层及其制备方法
CN101845609A (zh) * 2010-05-17 2010-09-29 北京航空航天大学 一种适用于单晶高温合金的阻扩散涂层的制备方法
CN102212786A (zh) * 2011-05-27 2011-10-12 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种热障涂层的制备方法
CN202839530U (zh) * 2012-09-19 2013-03-27 任东海 一种e型电子枪磁透镜聚焦装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106929806A (zh) * 2016-10-25 2017-07-07 广东振华科技股份有限公司 高阻隔纳米无机非金属薄膜、其制备方法以及真空卷绕镀膜设备
CN106929806B (zh) * 2016-10-25 2020-06-02 广东振华科技股份有限公司 高阻隔纳米无机非金属薄膜、其制备方法以及真空卷绕镀膜设备
CN109536885A (zh) * 2018-12-27 2019-03-29 广州海鸥住宅工业股份有限公司 一种电子束蒸发镀钛的方法
CN115094388A (zh) * 2022-07-08 2022-09-23 广东信大科技有限公司 加热管镀膜方法及其制备得到的玫瑰金管及黄金管
CN115094388B (zh) * 2022-07-08 2024-02-09 广东信大科技有限公司 加热管镀膜方法及其制备得到的玫瑰金管及黄金管

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