CN114032511A - 电子作用超高真空蒸发源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子作用超高真空蒸发源，其中，包括基座、蒸发组件、水冷保护套和温控组件，所述蒸发组件设于所述基座上；所述水冷保护套设于所述基座上，套设在所述蒸发组件外；所述水冷保护套与所述基座组成蒸发内腔；所述温控组件设于所述基座上，同时与所述蒸发组件和所述水冷保护套电连接，用于实时监测和控制所述蒸发内腔中的温度。本申请公开的电子作用超高真空蒸发源通过在基座上设置温控组件调节蒸发过程中的温度，从而控制蒸发速率，提升蒸镀效果。

Description

电子作用超高真空蒸发源

技术领域

本发明涉及超高真空蒸镀技术领域，特别是涉及电子作用超高真空蒸发源。

背景技术

目前，在材料科学领域，真空镀膜技术一项新的材料合成与加工的技术，随着全球制造业及信息技术的快速发展，真空镀膜技术的应用也越来越广泛，真空镀膜技术及其设备有着广阔的应用市场以及发展前景。真空镀膜采用的是蒸镀法，其原理为将蒸镀的材料置于真空蒸发源装置的坩埚内，通过对坩埚加热，使材料从固态转化为气态的原子、原子团或分子，然后凝聚到待镀膜的基板表面形成薄膜。

但是，传统的蒸发过程中只是对坩埚加热，无法监测和控制加热环境内的温度，换句话说，无法调控蒸镀速率，导致形成的镀层厚度均匀性差，蒸镀效果不好。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供电子作用超高真空蒸发源，旨在解决超高真空蒸发源在蒸发的时候无法控制蒸镀速率导致的蒸镀效果不好的问题。

本发明的技术方案如下：

一种电子作用超高真空蒸发源，其中，包括基座、蒸发组件、水冷保护套和温控组件，所述蒸发组件设于所述基座上；所述水冷保护套设于所述基座上，套设在所述蒸发组件外；所述水冷保护套与所述基座组成蒸发内腔；所述温控组件设于所述基座上，同时与所述蒸发组件和所述水冷保护套电连接，用于实时监测和控制所述蒸发内腔中的温度。

所述的电子作用超高真空蒸发源，其中，所述基座包括相互背离的第一表面和第二表面，所述水冷保护套设于所述第二表面上；所述蒸发组件包括传动杆、驱动结构、蒸发坩埚和电子发射器，所述传动杆贯穿所述基座设置，所述传动杆可相对所述基座升降移动；所述驱动结构与所述传动杆伸出所述第一表面的一端连接，用于控制所述传动杆的升降；所述蒸发坩埚与所述传动杆伸出所述第二表面的一端连接，位于所述蒸发内腔中，用于盛放蒸发材料；所述电子发射器设于所述第二表面上，位于所述蒸发内腔中，且所述电子发射器位于所述蒸发坩埚的正上方。

所述的电子作用超高真空蒸发源，其中，所述蒸发坩埚与所述传动杆可拆卸连接。

所述的电子作用超高真空蒸发源，其中，所述温控组件包括温度传感器、控制模块和水压调节器，所述温度传感器设于所述传动杆上；所述控制模块设于所述基座上，与所述温度传感器电连接；所述水压调节器设于所述水冷保护套上，与所述控制模块电连接。

所述的电子作用超高真空蒸发源，其中，所述水冷保护套包括设置在所述基座上的套体和设置在套体内部的水冷循环管道，所述水压调节器安装在所述水冷循环管道的进水端。

所述的电子作用超高真空蒸发源，其中，所述套体朝向所述蒸发坩埚的一侧设有屏蔽层；和/或，所述套体朝向所述蒸发坩埚的一侧设有遮光层。

所述的电子作用超高真空蒸发源，其中，所述水冷保护套背离所述基座的一端形成有蒸发喷口；所述电子作用超高真空蒸发源还包括挡板组件，所述挡板组件设于所述基座上，用于闭合或开启所述蒸发喷口。

所述的电子作用超高真空蒸发源，其中，所述挡板组件包括转动杆、旋转驱动件和挡板，所述转动杆贯穿所述基座设置，所述转动杆可在所述基座上转动；所述旋转驱动件与所述转动杆的一端连接，用于驱动所述转动杆转动；所述挡板与所述转动杆的另一端连接，正对所述蒸发喷口设置；当所述转动杆转动时，带动所述挡板开合所述蒸发喷口。

所述的电子作用超高真空蒸发源，其中，所述温控组件与所述旋转驱动件电连接。

所述的电子作用超高真空蒸发源，其中，所述基座内设有水冷通道。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

本申请公开的电子作用超高真空蒸发源通过水冷保护套和基座组成蒸发内腔，并通过温控组件对与水冷保护套电连接实现对水冷保护套的冷却效果的控制，从而调节蒸发内腔中的温度，使设置在蒸发内腔中的蒸发组件的蒸发速率得以调控；电子作用超高真空蒸发源工作时蒸发组件逐渐升温，提高蒸发内腔中的温度，使蒸发材料渐渐熔融，同步开启温控组件，实时监测蒸发组件上的温度，当蒸发内腔中的温度偏离蒸发材料蒸发需要的温度条件时，通过调节水冷保护套的冷却功率，进而起到调节蒸发内腔中的温度的功能，控制蒸发材料的蒸发速率，使蒸镀形成的膜层均匀性更好，获得更好的蒸镀效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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为本发明中电子作用超高真空蒸发源的结构示意图；

图2为本发明中电子作用超高真空蒸发源的另一结构示意图。

其中，10、基座；11、第一表面；12、第二表面；20、蒸发组件；21、传动杆；22、驱动结构；23、蒸发坩埚；24、电子发射器；30、水冷保护套；31、套体；32、水冷循环管道；33、蒸发喷口；40、蒸发内腔；50、温控组件；51、温度传感器；52、控制模块；53、水压调节器；60、挡板组件；61、转动杆；62、旋转驱动件；63、挡板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明以电子作用超高真空蒸发源为例对本发明的具体结构及工作原理进行介绍，可以通过本申请公开的电子作用超高真空蒸发源蒸发钨、钼、钽、铌等高熔点金属或者氧化锆、石墨等具有极高熔点的氧化物及非金属材料，但本发明的应用并不以这些物体为限，也可以应用到其它类似的蒸镀过程中。

如图1所示，本发明申请的一实施例中，公开了一种电子作用超高真空蒸发源，其中，包括基座10、蒸发组件20、水冷保护套30和温控组件50，所述蒸发组件20设于所述基座10上；所述水冷保护套30设于所述基座10上，套设在所述蒸发组件20外；所述水冷保护套30与所述基座10组成蒸发内腔40；所述温控组件50设于所述基座10上，同时与所述蒸发组件20和所述水冷保护套30电连接，用于实时监测和控制所述蒸发内腔40中的温度。

本申请公开的电子作用超高真空蒸发源通过水冷保护套30和基座10组成蒸发内腔40，并通过温控组件50对与水冷保护套30电连接实现对水冷保护套30的冷却效果的控制，从而调节蒸发内腔40中的温度，使设置在蒸发内腔40中的蒸发组件20的蒸发速率得以调控；电子作用超高真空蒸发源工作时蒸发组件20逐渐升温，提高蒸发内腔40中的温度，使蒸发材料渐渐熔融，同步开启温控组件50，实时监测蒸发组件20上的温度，当蒸发内腔40中的温度偏离蒸发材料蒸发需要的温度条件时，通过调节水冷保护套30的冷却功率，进而起到调节蒸发内腔40中的温度的功能，控制蒸发材料的蒸发速率，使蒸镀形成的膜层均匀性更好，获得更好的蒸镀效果。

具体的，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述基座10为金属密封法兰。金属密封法兰的硬度大，承载能力强，而且装配过程中不易变形，气密性好，便于与水冷保护套30形成气密性良好的蒸发内腔40，减少蒸发过程中不必要的散热，使蒸发内腔40的蒸发速率有保障。

如图1所示，作为本实施例的一种实现方式，公开了所述基座10包括相互背离的第一表面11和第二表面12，所述水冷保护套30设于所述第二表面12上；所述蒸发组件20包括传动杆21、驱动结构22、蒸发坩埚23和电子发射器24，所述传动杆21贯穿所述基座10设置，所述传动杆21可相对所述基座10升降移动；所述驱动结构22与所述传动杆21伸出所述第一表面11的一端连接，用于控制所述传动杆21的升降；所述蒸发坩埚23与所述传动杆21伸出所述第二表面12的一端连接，位于所述蒸发内腔40中，用于盛放蒸发材料；所述电子发射器24设于所述第二表面12上，位于所述蒸发内腔40中，且所述电子发射器24位于所述蒸发坩埚23的正上方。将蒸发组件20的不同零件设置于基座10的不同侧，使得蒸发内腔40中只有蒸发坩埚23、电子发射器24和部分传动杆21，可以避免工作时蒸发内腔40中的高温影响到驱动结构22的工作，本实施方式中，电子发射器24、蒸发坩埚23、传动杆21都可以采用耐高温的金属材料制成，而驱动结构22为结构复杂的驱动电机，所以工作过程中对环境温度有要求，不可以过热；其次，驱动结构22占用空间较大，将其设置在基座10的另一侧可以节省蒸发内腔40的空间，水冷保护套30可以设计得更小一点，节省空间，节约成本。

另外，设置驱动结构22和传动杆21是为了方便带动蒸发坩埚23升降，从而调节蒸发坩埚23与电子发射器24之间的距离，进一步控制蒸发材料的蒸发速率。实际操作过程中，通过将蒸发材料添加到蒸发坩埚23内，然后调节到适当的高度，通过电子发射器24发射电子的方式使蒸发坩埚23内的蒸发材料熔融并蒸发，便于获得均匀性更好的蒸镀层，取得良好的蒸镀效果。

具体的，本实施例的另一实施方式中，蒸发坩埚23可以为陶瓷坩埚。陶瓷材料的耐热性好，适合高温环境。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述蒸发坩埚23与所述传动杆21可拆卸连接。在电子作用超高真空蒸发源使用过一段时间后，坩埚经过反复升温降温不可避免的会有损坏，所以需要更换，将蒸发坩埚23与传动杆21可拆卸连接，方便进行对坩埚进行更换的操作；另外，如果特殊材料对坩埚的要求不一样，还可以灵活选择坩埚的型号、材质，有助于更好地进行蒸镀。

如图2所示，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述水冷保护套30包括设置在所述基座10上的套体31和设置在套体31内部的水冷循环管道32，所述水压调节器53安装在所述水冷循环管道32的进水端。将水冷循环管道32设置在套体31内，水冷循环管道32的侧壁都是套体31构成，水流经过时可以全方位带走套体31的热量，使得水冷循环系统的冷气效果可以控制在更大的范围内，提高水冷保护套30的冷却能力。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述套体31朝向所述蒸发坩埚23的一侧设有屏蔽层(附图中未示出)；和/或，所述套体31朝向所述蒸发坩埚23的一侧设有遮光层(附图中未示出)。在套体31的内壁，也就是朝向蒸发坩埚23的一侧设置屏蔽层，例如涂覆耐高温的屏蔽材料，可以减少蒸发过程中的辐射，防止对操作人员或者周围仪器造成不良影响。同理设置遮光层是为了避免漏光，可以在套体31的表面涂覆不透光的耐高温涂料。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述水冷保护套30背离所述基座10的一端形成有蒸发喷口33；所述电子作用超高真空蒸发源还包括挡板组件60，所述挡板组件60设于所述基座10上，用于闭合或开启所述蒸发喷口33。蒸发材料经过加热蒸发后通过蒸发喷口33运动到待镀膜的构件上，设置挡板组件60自由控制蒸发喷口33的开闭，操作人员可以先闭合蒸发喷口33进行加热，同时观察温控组件50，等到蒸发内腔40中的温度达标之后再打开蒸发喷口33进行蒸镀，这样有利于缩短蒸镀时间；另外，等到蒸发速率稳定之后再打开蒸发喷口33，使得蒸镀过程中的蒸发速度维持稳定，有利于形成均匀性更好的镀层。

如图2所示，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述温控组件50包括温度传感器51、控制模块52和水压调节器53，所述温度传感器51设于所述传动杆21上；所述控制模块52设于所述基座10上，与所述温度传感器51电连接；所述水压调节器53设于所述水冷保护套30上，与所述控制模块52电连接。通过温度传感器51将蒸发内腔40中的温度信息传递给控制模块52，控制模块52通过分析和处理判断出蒸发内腔40中的实时温度情况，进一步选择水压调节器53的水压大小，调整水冷保护套30的水循环速度，改变其冷却效率，从而影响蒸发内腔40中的温度，控制蒸发材料的蒸发速率，避免蒸发材料过快或过慢形成镀层，使形成的镀层的均匀性更好。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述控制模块52可以设置在基座10背离蒸发内腔40的一侧。控制模块52可以为一块集成有接收器、处理器和发射器的电路板，将控制模块52设置在远离蒸发内腔40的位置有利于保护集成电路板上的各个元件，避免蒸发内腔40中的高温影响控制模块52的正常工作。

再如图2所示，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述挡板组件60包括转动杆61、旋转驱动件62和挡板63，所述转动杆61贯穿所述基座10设置，所述转动杆61可在所述基座10上转动；所述旋转驱动件62与所述转动杆61的一端连接，用于驱动所述转动杆61转动；所述挡板63与所述转动杆61的另一端连接，正对所述蒸发喷口33设置；当所述转动杆61转动时，带动所述挡板63开合所述蒸发喷口33。通过旋转驱动件62自动控制挡板63，可提高设备自动化，另外，减少人工操作，提高控制精密度。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述温控组件50与所述旋转驱动件62电连接。通过将温控组件50与旋转驱动件62电连接，温控组件50直接控制旋转驱动件62的启动和停止；当蒸发内腔40中的温度达到预设条件后，直接启动旋转驱动件62控制连接杆转动，带动挡板63转动，使挡板63从蒸发喷口33挪开，开始蒸镀过程；当蒸镀完成后又可以通过温控组件50控制挡板63转回到蒸发喷口33上，整个过程通过温控组件50实时判断蒸发内腔40的温度进行判定，提高了设备加工的智能化。

具体的，作为本实施例的另一种实现方式，公开了所述基座10内设有水冷通道(附图中未示出)。蒸发内腔40是由基座10和水冷保护套30共同构成的，在基座10内设置水冷通道与水冷保护套30内的水冷循环管道32配合使用，当需要调节蒸发喷口33的温度时，可以实现更加快速，更加有效的调节。

综上所述，本申请公开了一种电子作用超高真空蒸发源，其中，包括基座10、蒸发组件20、水冷保护套30和温控组件50，所述蒸发组件20设于所述基座10上；所述水冷保护套30设于所述基座10上，套设在所述蒸发组件20外；所述水冷保护套30与所述基座10组成蒸发内腔40；所述温控组件50设于所述基座10上，同时与所述蒸发组件20和所述水冷保护套30电连接，用于实时监测和控制所述蒸发内腔40中的温度。本申请公开的电子作用超高真空蒸发源通过水冷保护套30和基座10组成蒸发内腔40，并通过温控组件50对与水冷保护套30电连接实现对水冷保护套30的冷却效果的控制，从而调节蒸发内腔40中的温度，使设置在蒸发内腔40中的蒸发组件20的蒸发速率得以调控；电子作用超高真空蒸发源工作时蒸发组件20逐渐升温，提高蒸发内腔40中的温度，使蒸发材料渐渐熔融，同步开启温控组件50，实时监测蒸发组件20上的温度，当蒸发内腔40中的温度偏离蒸发材料蒸发需要的温度条件时，通过调节水冷保护套30的冷却功率，进而起到调节蒸发内腔40中的温度的功能，控制蒸发材料的蒸发速率，使蒸镀形成的膜层均匀性更好，获得更好的蒸镀效果。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子作用超高真空蒸发源，其特征在于，包括：

基座；

蒸发组件，设于所述基座上；

水冷保护套，设于所述基座上，套设在所述蒸发组件外；所述水冷保护套与所述基座组成蒸发内腔；以及

温控组件，设于所述基座上，同时与所述蒸发组件和所述水冷保护套电连接，用于实时监测和控制所述蒸发内腔中的温度。

2.根据权利要求1所述的电子作用超高真空蒸发源，其特征在于，所述基座包括相互背离的第一表面和第二表面，所述水冷保护套设于所述第二表面上；所述蒸发组件包括：

传动杆，贯穿所述基座设置，所述传动杆可相对所述基座升降移动；

驱动结构，与所述传动杆伸出所述第一表面的一端连接，用于控制所述传动杆的升降；

蒸发坩埚，与所述传动杆伸出所述第二表面的一端连接，位于所述蒸发内腔中，用于盛放蒸发材料；以及

电子发射器，设于所述第二表面上，位于所述蒸发内腔中，且所述电子发射器位于所述蒸发坩埚的正上方。

3.根据权利要求2所述的电子作用超高真空蒸发源，其特征在于，所述蒸发坩埚与所述传动杆可拆卸连接。

4.根据权利要求2所述的电子作用超高真空蒸发源，其特征在于，所述温控组件包括：

温度传感器，设于所述传动杆上；

控制模块，设于所述基座上，与所述温度传感器电连接；以及

水压调节器，设于所述水冷保护套上，与所述控制模块电连接。

5.根据权利要求4所述的电子作用超高真空蒸发源，其特征在于，所述水冷保护套包括设置在所述基座上的套体和设置在套体内部的水冷循环管道，所述水压调节器安装在所述水冷循环管道的进水端。

6.根据权利要求5所述的电子作用超高真空蒸发源，其特征在于，所述套体朝向所述蒸发坩埚的一侧设有屏蔽层；和/或，所述套体朝向所述蒸发坩埚的一侧设有遮光层。

7.根据权利要求1所述的电子作用超高真空蒸发源，其特征在于，所述水冷保护套背离所述基座的一端形成有蒸发喷口；所述电子作用超高真空蒸发源还包括挡板组件，所述挡板组件设于所述基座上，用于闭合或开启所述蒸发喷口。

8.根据权利要求7所述的电子作用超高真空蒸发源，其特征在于，所述挡板组件包括：

转动杆，贯穿所述基座设置，所述转动杆可在所述基座上转动；

旋转驱动件，与所述转动杆的一端连接，用于驱动所述转动杆转动；以及

挡板，与所述转动杆的另一端连接，正对所述蒸发喷口设置；当所述转动杆转动时，带动所述挡板开合所述蒸发喷口。

9.根据权利要求8所述的电子作用超高真空蒸发源，其特征在于，所述温控组件与所述旋转驱动件电连接。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的电子作用超高真空蒸发源，其特征在于，所述基座内设有水冷通道。

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