CN112195442B - 一种聚热罩的束源结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚热罩的束源结构，包括底座、螺旋设置于底座上的聚热罩，所述聚热罩的相邻螺旋层之间设置有层间隙，所述聚热罩外侧罩设有外罩，所述聚热罩内侧围置有加热组件。本发明的有益效果体现在：本发明的聚热罩呈螺旋一体置于底座上，且每一层之间互不连接，切断了径向的热传导。同时，通过在聚热罩上开设交错设置的开口，大大延长了热传导路径，结合加热丝的分布密度，以更好的提高对坩埚的加热效率。

Description

一种聚热罩的束源结构
技术领域
本发明属于真空镀膜设备技术领域，尤其涉及一种聚热罩的束源结构。
背景技术
束源也可称为电阻式点源，在蒸镀领域广泛应用。为了使坩埚局部的热量不散失，在加热丝周围会安装一组或多组反光罩用来聚集热量，从而达到坩埚内材料的蒸发温度。如果加热丝与坩埚局部温度散失，则影响整个蒸镀材料的速率及电源功率，从而导致整个器件制作的效率。目前该屏蔽罩均采用钽皮卷焊成桶，然后每层之间再焊接在一起，焊接工艺复杂，每层罩之间有焊接连接，损失热量，导致坩埚升温缓慢，成膜性能降低。经过研发人员研究发现，热屏蔽罩在受热后易变形，产生径向热传导。
发明内容
为了解决现有技术中的难题，本发明提出了一种聚热罩的束源结构。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种聚热罩的束源结构，包括底座、螺旋设置于底座上的聚热罩，所述聚热罩的相邻螺旋层之间设置有层间隙，所述聚热罩外侧罩设有外罩，所述聚热罩内侧围置有加热组件。
优选地，所述底座上开设有螺旋状限位卡槽，所述聚热罩的底部置于所述限位卡槽内。
优选地，所述聚热罩上架设有坩埚，所述坩埚上沿部设置有向下凸起的限位环柱，所述限位环柱卡设于所述聚热罩与所述外罩的间隙内。
优选地，所述底座中心设置有热电偶，所述热电偶的一侧设置有加热丝连接端。
优选地，所述加热组件包括加热丝，所述加热丝分布密度由上至下逐渐减小。
优选地，所述外罩内设有中空腔体，所述中空腔体底部与水冷导管联通。
优选地，所述水冷导管的进水端设置于中空腔体底部，所述水冷导管的出水端延伸设置于中空腔体的上端。
优选地，所述聚热罩为一片式钽片绕制而成。
优选地，所述聚热罩上设置有交错开设有用于延长热传导路径的开口。
优选地，所述聚热罩表面自次螺旋内层起开设有用于延长热传导路径的开口，所述开口的长宽比大于3:1。
优选地，所述开口包括相邻间隔设置的第一开口组和第二开口组；所述第二开口组上的开口设置于所述第一开口组的开口之间的间隔段连线上。
优选地，所述聚热罩的每层螺旋层上设置有第一开口组、第二开口组，多组开口组之间的距离大于每层螺旋层的周长，且不为周长的整数倍。
优选地，所述开口相对聚热罩的轴心以不同径向方向开设。
本发明的有益效果体现在：本发明的聚热罩呈螺旋一体置于底座上，且每一层之间互不连接，切断了径向的热传导。同时，通过在聚热罩上开设交错设置的开口，大大延长了热传导路径，结合加热丝的分布密度，以更好的提高对坩埚的加热效率。
附图说明
图1：本发明的剖面结构示意图。
图2：本发明放置坩埚后的剖面结构示意图。
图3：本发明图2的局部结构放大图。
图4：本发明图2的局部结构放大图，此时图中未包括坩埚。
图5：本发明聚热罩的俯视图。
图6：图4的展开结构示意图。
图7：本发明的底座示意图。
其中，1底座，11限位卡槽，2聚热罩，21层间隙，22开口，221第一开口组，222第二开口组，223第一间隔，3加热丝，31加热丝连接端，4热电偶，5坩埚，51限位环柱，6外罩，61中空腔体，62进水端，63出水端。
具体实施方式
以下结合实施例具体阐述本发明的技术方案，本发明揭示了一种聚热罩的束源结构，结合图1-图6所示，包括底座1、螺旋设置于底座1上的聚热罩2，所述聚热罩2外侧罩设有外罩6。所述外罩6内设有中空腔体，所述中空腔体底部与水冷导管联通。所述水冷导管的进水端62设置于中空腔体底部，所述水冷导管的出水端63延伸设置于中空腔体的上端。冷却时，冷却水由水冷导管的进水端62进入中空腔体的底部，充满所述外罩6内的中空腔体，由中空腔体的顶部进入到水冷导管的出水端63流出。水冷导管之间的上、下高度差使得在中空腔体12的有限空间内很好的实现了冷却水的充分循环。为了加快冷却速度，所述水冷导管的数量也可以根据需要进行设定。本发明中的水冷结构使得在加热过程中，在能保持坩埚内部的加热温度的同时使得系统内的其他环境温度不会过热，从而保证了系统及产品加工过程中的稳定性。在蒸镀完毕之后，通过水冷可以快速的进行系统的降温，避免真空镀膜设备破真空时，聚热罩因未完全冷却，就暴露在水氧环境而产生氧化变质。
参照图1-图3以及图7，为更好对聚热罩2进行定位，且保证其在外罩6内的稳定性，所述底座1上开设有螺旋状限位卡槽11，所述聚热罩2的底部置于所述限位卡槽11内。所述限位卡槽11的开设使得聚热罩2在受热或受冷时可在限位卡槽11内进行伸缩，避免不同螺旋层由于受热或受冷不一致导致膨胀差异带来的内部应力问题及应力导致的聚热罩变形带来的聚热效果降低问题，同时，也避免了需要通过焊接形式对聚热罩2进行位置的固定，大大提高了束源使用寿命，减少了束源成本。
参考图5和图6，本实施例中，所述聚热罩2为一片式钽片卷绕而成。所述聚热罩2的相邻螺旋层之间设置有层间隙21，所述聚热罩2利用了螺旋结构的层间隙21保持了层与层之间的间距，层与层之间互不贴合，切断了径向热传导的同时形成了周向的导热路径。为进一步延长热传导路径，所述聚热罩2上交错设置有开口22。本发明中，所述开口22的形状并不做具体的限定，所述开口22相对聚热罩2的轴心以不同径向方向开设。本发明聚热罩2之间的层间隙21可以很便捷的进行调整。本实施例中，优选所述聚热罩2的最内层不开设开口，开口的开设区自螺旋层的次内层区域起，开设有用于延长热传导路径的开口22，所述开口22采用瘦长型结构，长宽比大于3:1。
所述开口22包括相邻间隔设置的第一开口组221和第二开口组222；所述第一开口组221的开口之间形成第一间隔223，所述第二开口组222上的开口设置于相邻的第一开口组221沿钽皮的周向延伸方向的两个第一间隔的连线上。
所述聚热罩2的每层螺旋层上设置有第一开口组221、第二开口组222，多组开口组之间的距离大于每层螺旋层的周长，且不为周长的整数倍。
所述聚热罩2上架设有坩埚5，所述坩埚5的上沿部设置有向下凸起的限位环柱51，所述限位环柱51卡设于所述聚热罩2与所述外罩6的间隙内，有效的确保了坩埚5每次所在的位置不受变化。所述限位环柱51不仅可以对坩埚5进行定位，同时，也进一步的对聚热罩2的上端起到固定的作用，高效的保证了聚热罩2的整体垂直度。
所述坩埚5的底部下方设置有一热电偶4，所述热电偶4设置于所述底座1的中心，所述热电偶4和围置于所述聚热罩2内侧的加热组件共同对坩埚5进行温控。具体的，所述加热组件包括加热丝3，所述加热丝3通过加热丝连接端31延伸缠绕至聚热罩2内侧，所述加热丝连接端31设置于所述热电偶4的一侧，所述热电偶4对坩埚5的温度进行监测。所述加热丝3分布密度由上至下逐渐减小。
本实施例中，所述加热丝3呈S形曲线串联设置，除了图4中示意的呈纵向的曲线，在应用时也可以采用横向折叠式的蜿蜒曲线，或采用纵向、横向加热丝3串联分布形式。通过串联连接的加热丝3仅需使用一套加热电源，一套温度控制表和一套膜厚控制系统即可实现加热组件整体的温度分布，大大简化了控制难度，节约成本。除此之外，所述加热丝3加热分布还通过加热丝3的粗细分布实现，即，加热丝3由上而下逐渐由粗变细；或可以通过电阻大小的分配，电阻由上而下逐渐减少。为固定加热丝3并提高加热效率，所述加热丝3可置于氧化铝陶瓷管内，同样的，所述氧化铝陶瓷管以曲线串联的形式缠绕至聚热罩2内侧。
当然本发明尚有多种具体的实施方式，在此就不一一列举。凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种聚热罩的束源结构，其特征在于：包括底座（1）、螺旋设置于底座（1）上的聚热罩（2），所述聚热罩（2）的相邻螺旋层之间设置有层间隙（21），所述聚热罩（2）外侧罩设有外罩（6），所述聚热罩（2）内侧围置有加热组件。
2.如权利要求1所述的一种聚热罩的束源结构，其特征在于：所述底座（1）上开设有螺旋状限位卡槽（11），所述聚热罩（2）的底部置于所述限位卡槽（11）内。
3.如权利要求1所述的一种聚热罩的束源结构，其特征在于：所述聚热罩（2）上架设有坩埚（5），所述坩埚（5）上沿部设置有向下凸起的限位环柱（51），所述限位环柱（51）卡设于所述聚热罩（2）与所述外罩（6）的间隙内。
4.如权利要求1所述的一种聚热罩的束源结构，其特征在于：所述底座（1）中心设置有热电偶（4），所述热电偶（4）的一侧设置有加热丝连接端。
5.如权利要求1所述的一种聚热罩的束源结构，其特征在于：所述加热组件包括加热丝（3），所述加热丝（3）分布密度由上至下逐渐减小。
6.如权利要求1所述的一种聚热罩的束源结构，其特征在于：所述外罩（6）内设有中空腔体（61），所述中空腔体（61）底部与水冷导管联通。
7.如权利要求6所述的一种聚热罩的束源结构，其特征在于：所述水冷导管的进水端设置于中空腔体（61）底部，所述水冷导管的出水端延伸设置于中空腔体（61）的上端。
8.如权利要求1所述的一种聚热罩的束源结构，其特征在于：所述聚热罩（2）为一片式钽片绕制而成。
9.如权利要求1所述的一种聚热罩的束源结构，其特征在于：所述聚热罩（2）上设置有交错开设有用于延长热传导路径的开口（22）。
10.如权利要求9所述的一种聚热罩的束源结构，其特征在于：所述开口（22）相对聚热罩的轴心以不同径向方向开设。
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