CN115821216A - 一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统，属于真空镀膜机设备技术领域，目的在于解决现有真空蒸镀设备中同一坩埚放置超过两种熔点差较大材料时，由于蒸发材料的轰击电压不能随意调整而难以控制某些材料的均匀蒸发，使得材料表面易出现凹凸不平的现象，导致备制薄膜不良率高的问题。其包括电磁偏转电子枪，电磁偏转电子枪前部安装有坩埚，电磁偏转电子枪体上靠近坩埚下方安装有电磁线圈，高压电源与电磁偏转电子枪的阴极电连接，可控恒流源与电磁线圈电连接，可控恒流源和高压电源与控制计算机及电信号连接，控制计算机和高压电源与可编程控制器电信号连接。本发明适用于一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统。

Description

一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统

技术领域

本发明属于真空镀膜机设备技术领域，具体涉及一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统。

背景技术

在真空镀膜设备中采用热电子束蒸发方式轰击材料，使被轰击材料蒸发后附作在备制薄膜上的方法已经非常成熟，但因为被轰击的材料特性不同，材料的熔点也各不相同，这要求热电子束对材料的轰击功率也不相同，此时如果采用相同的电子枪高压不同的束流来控制热电子束轰击功率，其结果是低熔点的材料在高电压的影响下出现对被轰击材料的蒸发速率异常难以控制而影响到材料的均匀蒸发，使蒸发材料表面出现凹凸不平的现象，这在高端光学薄膜备制中会影响到产品质量和加大不良率。因而目前业界通常采用AB两个坩埚，将不同熔点的材料分别放在AB坩埚中，而AB坩埚又分别通过增减电子枪上的短磁片方式来改变电子枪的永磁场强度去匹配由于对不同材料使用的电子枪阴极高压所产生的电场引起的电子束基础光斑前后位置的偏移现象。

但问题是，在只有一个A坩埚中放入超过2种熔点差较大的材料的情况下，这种方法明显无法得到满意的效果，从上述可知，电子枪控制电子束斑的基础位置是通过调节电子枪上的永磁的磁场强度大小来完成基础束斑位置的前后移动，同时这个磁场强度的大小是需要配合施加在电子枪阴极上的高压值而确定，因为高压电场的存在势必会影响到基础束斑落在材料上的中心位置，所以一旦阴极高压值确定，永磁场强度也就随之确定下来不再变化。因此在实际使用中，同一把电子枪对应的多穴位坩埚中放入不同的材料时其阴极电压通常只能上下兼顾材料熔点特性取值，但对于熔点相差较大的材料却显得无能为力了，这在高端薄膜备制中却显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统，解决现有真空蒸镀设备中同一坩埚放置超过两种熔点差较大材料时，由于蒸发材料的轰击电压不能调整而难以控制某些材料的均匀蒸发，使得材料表面易出现凹凸不平的现象，导致备制薄膜不良率高的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统，包括电磁偏转电子枪，所述电磁偏转电子枪前部安装有坩埚，所述电磁偏转电子枪体上靠近坩埚下方安装有电磁线圈，还设置有控制计算机、可编程控制器、可控恒流源、高压电源，所述高压电源与电磁偏转电子枪的阴极电连接，所述可控恒流源与电磁线圈电连接，所述可控恒流源和高压电源与控制计算机电信号连接，所述控制计算机和高压电源与可编程控制器电信号连接。

进一步地，所述坩埚上设置有若干用于放置蒸发材料的穴位。

进一步地，所述穴位至少设置有二个。

进一步地，所述高压电源为直流高压电源。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，包括电磁偏转电子枪，所述电磁偏转电子枪前部安装有坩埚，所述电磁偏转电子枪体上靠近坩埚下方安装有电磁线圈，还设置有控制计算机、可编程控制器、可控恒流源、高压电源，所述高压电源与电磁偏转电子枪的阴极电连接，所述可控恒流源与电磁线圈电连接，所述可控恒流源和高压电源与控制计算机电信号连接，所述控制计算机和高压电源与可编程控制器电信号连接。

通过该设置，因电磁线圈是通过调节电流大小而改变磁场强度，故而可通过调节电磁线圈上的通电电流去完成对电磁偏转电子枪束斑位置的改变。控制计算机及PLC根据坩埚中不同蒸发材料向与电磁偏转电子枪的阴极电连接的高压电源发出控制指令、模拟及I/O信号，高压电源根据收到的指令、模拟及I/O信号完成对施加于电磁偏转电子枪阴极上的电压进行精确调节，同时控制计算机根据电磁偏转电子枪阴极的电压值对应调节施加在电磁线圈上的可控恒流源的电流大小，用于改变电磁偏转电子枪的磁场强度，从而即可快速完成在改变电磁偏转电子枪阴极高压的同时跟随改变电磁偏转电子枪磁场强度，实现在同一把电子枪对应的坩埚中针对多种材料快速同步改变电磁偏转电子枪高压和磁场强度，保证了电子枪对材料的轰击基础束斑位置始终位于轰击材料的中心点，有效提高了对蒸发材料轰击功率的灵活选择性及对材料蒸发的精密可控性，使得被蒸发的材料表面光滑平整，对备制薄膜的品质有了较大提升，解决了现有真空蒸镀设备中同一坩埚放置超过两种熔点差较大材料时，由于蒸发材料的轰击电压不能调整而难以控制某些材料的均匀蒸发，使得材料表面易出现凹凸不平的现象，导致备制薄膜不良率高的问题。同时也可扩展应用在对同一种材料的熔料和蒸镀时不同功率的选择。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图中标记：1-坩埚、2-电磁偏转电子枪、3-高压电源、4-可控恒流源、5-控制计算机、5.1-可编程控制器、6-电磁线圈、7-穴位。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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一体地连接；可以使机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个原件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种同步调节电子枪高压和电子枪偏转磁场强度的系统，包括电磁偏转电子枪，所述电磁偏转电子枪前部安装有坩埚，所述电磁偏转电子枪体上靠近坩埚下方安装有电磁线圈，还设置有控制计算机、可编程控制器、可控恒流源、高压电源，所述高压电源与电磁偏转电子枪的阴极电连接，所述可控恒流源与电磁线圈电连接，所述可控恒流源和高压电源与控制计算机电信号连接，所述控制计算机和高压电源与可编程控制器电信号连接。

进一步地，所述坩埚上设置有若干用于放置蒸发材料的穴位。

进一步地，所述穴位至少设置有二个。

进一步地，所述高压电源为直流高压电源。

本发明在实施过程中，因电磁线圈是通过调节电流大小而改变磁场强度，故而可通过调节流过电磁线圈上的电流去完成对电磁偏转电子枪束斑位置的改变。可编程控制器(PLC)及控制计算机根据坩埚中不同蒸发材料向与电磁偏转电子枪的阴极电连接的高压电源发出控制指令或模拟及I/O信号，高压电源根据收到的指令或模拟及I/O信号完成对施加于电磁偏转电子枪阴极上的电压的精确调节，同时控制计算机根据电磁偏转电子枪阴极的电压值对应调节施加在电磁线圈上的可控恒流源的大小，用于改变电磁偏转电子枪的磁场强度，从而即可快速完成在改变电磁偏转电子枪阴极高压的同时跟随改变电磁偏转电子枪磁场强度，实现在同一把电子枪对应的坩埚中针对多种材料快速同步改变电磁偏转电子枪高压和磁场强度，保证了电子枪对材料的轰击基础束斑位置始终位于轰击材料的中心点，有效提高了对蒸发材料轰击功率的灵活选择性，使得被蒸发的材料表面光滑平整，对备制薄膜的品质有了较大提升，解决了现有同一坩埚的真空镀膜设备轰击超过两种不同熔点材料时，材料难以均匀蒸发，表面易出现凹凸不平的现象，导致备制薄膜不良率高的问题。

作为优选的实施方式，所述坩埚上设置有若干用于放置蒸发材料的穴位。

具体地，所述穴位至少设置有二个。

具体地，所述高压电源为直流高压电源。

实施例1

一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统，包括电磁偏转电子枪，所述电磁偏转电子枪前部安装有坩埚，所述电磁偏转电子枪体上靠近坩埚下方安装有电磁线圈，还设置有控制计算机、可编程控制器、可控恒流源、高压电源，所述高压电源与电磁偏转电子枪的阴极电连接，所述可控恒流源与电磁线圈电连接，所述可控恒流源和高压电源与控制计算机电信号连接，所述控制计算机和高压电源与可编程控制器电信号连接。

实施例2

在实施例1的基础上，所述坩埚上设置有若干用于放置蒸发材料的穴位。

实施例3

在上述实施例的基础上，所述穴位至少设置有二个。

实施例4

在上述实施例的基础上，所述高压电源为直流高压电源。

如上所述即为本发明的实施例。

前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统，其特征在于，包括电磁偏转电子枪(2)，所述电磁偏转电子枪(2)前部安装有坩埚(1)，所述电磁偏转电子枪体(2)上靠近坩埚(1)下方安装有电磁线圈(6)，还设置有控制计算机(5)、可编程控制器(5.1)、可控恒流源(4)、高压电源(3)，所述高压电源(3)与电磁偏转电子枪(2)的阴极电连接，所述可控恒流源(4)与电磁线圈(6)电连接，所述可控恒流源(4)和高压电源(3)与控制计算机(5)电信号连接，所述控制计算机(5)和高压电源(3)与可编程控制器(5.1)电信号连接。

2.按照权利要求1所述的一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统，其特征在于，所述坩埚(1)上设置有若干用于放置蒸发材料的穴位(7)。

3.按照权利要求2所述的一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统，其特征在于，所述穴位(7)至少设置有二个。

4.按照权利要求1所述的一种同步调节电子枪高压和磁场强度的系统，其特征在于，所述高压电源(3)为直流高压电源。

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