CN1328408C - 蒸镀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于蒸镀一基底的垂直取向部分的蒸镀装置，其中设有一个竖立的熔化坩埚(2)，该熔化坩埚有一个用于熔化并蒸发被填充在该熔化坩埚里的材料的加热装置，该蒸镀装置具有一个用于使从该熔化坩埚(2)中垂直流出的蒸汽水平转向该基底的转向装置，其特征是，该转向装置是一个从上方安放在该熔化坩埚(2)上的并且在其上侧可被封闭的喷嘴管(3)，该喷嘴管在它的外周面上具有一水平的蒸汽出口(8)，该喷嘴管(3)具有一个与该熔化坩埚(2)的该加热装置(11)无关的加热装置(10)。

Description

蒸镀装置
技术领域
本发明涉及用于蒸镀一基底的垂直取向部分的蒸镀装置，其中设有一个竖立的熔化坩埚，它具有一个用于熔化并蒸发充填在熔化坩埚中的材料的加热装置，该蒸镀装置有一个用于使从熔化坩埚中垂直流出的蒸汽水平转向基底的转向装置。
背景技术
上述类型的蒸镀装置是DE1796166B2的主题。在根据该文献的蒸镀装置中，要蒸发的材料借助电子轰击被汽化。转向装置由用于蒸发的电极系统的一个设置在熔化坩埚之上的电极构成。这种已知的蒸镀装置的缺点是，水平流出的蒸汽无法在蒸汽微粒分布方面得到均匀化并且无法横截面铺开很大地流向基底。还存在这样的危险，即会出现转向装置的涂覆，这样，转向装置的作用减弱了。由于已知的蒸镀装置制约了借助电子轰击的加热方式，所以它只有比较低的功率。
从US4880960中也公开了一种蒸镀装置，其中，代替一熔化坩埚地使用了一个比较长的竖筒，该竖筒在其上端上被封闭住并且在其整个长度范围里通过一电阻式加热装置被加热。该竖筒作为蒸汽出口地在其圆周面上具有一窗口，该窗口在其外侧被一个筛网盖上，以便使从上方到达竖筒中的待蒸发材料不会直接经过该窗口掉到外面。多个束射板在外面同心地围绕着该竖筒，这些束射板为了使蒸汽流过而具有一个蒸汽透流窗。
这种已知的蒸镀装置被设置用来蒸发锰。锰具有在真空下在约500℃时升华的性能。
因此，根据US4880960，锰以粒度为0.3-2.5微米的粉末的形式从上方被连续倒入圆筒中。在掉落过程中，这些粉末因热辐射而转变为蒸汽，这些蒸汽通过蒸汽出口离开圆筒。由于粉末遍布整个长度范围地存在于圆筒中，所以，蒸汽出口必须被一个筛网遮盖住，因为否则的话，固体颗粒会随蒸汽流出蒸镀装置并且可能到达基底。虽然布置这样的筛网应防止了粉末漏出，但实际上粉末漏出无法完全消除，因为筛网原则上只能留住大于网眼的颗粒，而且所倒入的颗粒通过蒸发而一直在变小，直到它们完全被蒸发掉。这种细小的固体颗粒可能透过筛网地到达要涂覆的基底上。
发明内容
本发明的课题是，如此改进上述类型的蒸镀装置，即来源于熔化坩埚的且垂直上升的并且蒸汽颗粒成射束状分布的蒸汽被转向，从而出现了均匀的分布并且固体颗粒无法从蒸发器中到达待涂覆基底上。
为了解决这个课题，本发明提供一种用于蒸镀基底的垂直取向部分的蒸镀装置，其中设有一个竖立的熔化坩埚，熔化坩埚有一个用于熔化并蒸发被填充在熔化坩埚里的材料的加热装置，蒸镀装置具有一个用于使从熔化坩埚中垂直流出的蒸汽水平转向基底的转向装置，其特征是，转向装置是一个从上方安放在熔化坩埚上的并且在其上侧可被封闭的喷嘴管，喷嘴管在它的外周面上具有一水平的蒸汽出口，喷嘴管具有一个与该熔化坩埚的该加热装置无关的加热装置。
这样的蒸镀装置有一个常见的熔化坩埚，在熔化坩埚里可以加入成相当大而坚硬的颗粒形式的蒸发材料，从而先形成熔液，随后通过该熔液形成要产生的蒸汽。因此，不会有细小颗粒随蒸汽到达基底。根据本发明，产生蒸汽的功能和将蒸汽交付给基底的功能是分开的。由于可以通过独立的加热装置来加热熔化坩埚和喷嘴管，所以，在蒸镀装置工作中能照顾到喷嘴管中的温度总是比熔化坩埚中的温度高约100℃-200℃，从而不会出现蒸汽在喷嘴管中冷凝并由此涂覆喷嘴管的现象。由于使用一个常见的熔化坩埚，所以本发明的蒸镀装置适用于熔炼并蒸发截然不同的材料如银、铝、铬。
根据本发明的一个改进方案，在该熔化坩埚的区域内和在该喷嘴管的区域内，分别设有一个用于控制该喷嘴管的和该熔化坩埚的加热装置的功率的温度计，这是非常有利的。这样一来，人们就可以在喷嘴管和熔化坩埚中最佳地控制温度，这同时照顾到了能量需求的减少，因为不必在其中一个构件中产生不必要高的温度，以消除在另一构件中的太低的温度。
如果该喷嘴管在具有一缩径部的下端插入该熔化坩埚中，则非常简单地完成了在熔化坩埚上固定喷嘴管。
本发明的另一个有利改进方案在于，该喷嘴管在上端具有一个带有一同轴的填充口的截锥形缩口部，一个可垂直移动的柱塞可以从上方移入该该填充口中。这样的柱塞有双重功能。一方面，它是用于填充口的封闭件，从而蒸汽在蒸发装置工作中只能从喷嘴管的蒸汽出口流出，另一方面，柱塞保持喷嘴管上端同心地对准熔化坩埚。
如果该喷嘴管被多个束射板同心包围着，这些束射板在该蒸汽出口区域中具有一个蒸汽透流窗，则该熔化坩埚和该喷嘴管的加热装置的传热只对准熔化坩埚和喷嘴管。
如果这些束射板在外侧被一个蒸发器壳体包围住，所述蒸发器壳体在外表面上具有冷却管并且在该蒸汽透流窗的区域和该蒸汽出口的区域里有一个蒸汽开口，则该蒸镀装置构成一个热封闭系统并因而不会对容纳它的喷涂室辐射热。由于有这样的结构，所以借助绝缘材料来热绝缘蒸镀装置就是多余的了，因此，蒸镀装置适用于高真空条件，因为不存在有很大内表面的隔热材料，其中所吸收的气体在工作中从所述内表面解析出来并到达真空室并弄脏了涂层材料。
如果这些冷却管在该喷嘴管的区域中蜿蜒分布并且具有沿该蒸发装置的纵向延伸的长管段，这些长管段交替地在上方和在下方分别通过一短管段相互连接，则这些冷却管没有防碍蒸汽透流窗的自由横截面。
如果这些冷却管在该熔化坩埚区域中成螺旋线状地围绕该蒸发器壳体，则在熔化坩埚区域中的壳体用冷却管可以非常有效地加以布置。
根据本发明的另一个改进方案，如果在该喷嘴管中的该蒸汽出口由多个重叠的孔构成，则蒸汽出口能够使蒸汽以尽可能高的蒸汽速度均匀地流出，以使蒸汽可靠地到达基底。
如果该熔化坩埚和喷嘴管由石墨构成，则熔化坩埚和喷嘴管最佳地被提供用来蒸发银或其它在高温下熔化的材料。
附图说明
本发明可以有各种不同的实施形式。为了进一步说明本发明的基本原理，在附图中示出了其中的一个实施形式并且以下对其进行描述，附图所示为：
图1是本发明的蒸发装置的垂直截面图；
图2是该蒸发装置的透视图。
具体实施方式
在图1的纵截面中示出的蒸发装置具有一个蒸发器壳体1，在该壳体中竖放着一个由石墨制成的熔化坩埚2。一个喷嘴管3从上方插入熔化坩埚2中，该喷嘴管3也由石墨制成。喷嘴管3在管底端上具有一缩径部4，喷嘴管就通过该缩径部插入熔化坩埚2里。喷嘴管3在管顶端上具有一个带有一同轴的填充口6的截锥形缩口部5，一个柱塞7从上方插入该填充口中。这样一来，柱塞7将喷嘴管3的顶端对中并且喷嘴管3以其缩径部4压到熔化坩埚2上。
在喷嘴管3的左侧，人们可以在图1中看到一个蒸汽出口8，它由在喷嘴管3壁中的多个相互重叠的孔构成。一个电加热装置10用于加热喷嘴管3，而为了加热熔化坩埚2，设置了一个独立于上述电加热装置的加热装置11。一个在柱塞7区域内的温度计12用于控制喷嘴管3的加热装置10。相应地，为了控制熔化坩埚2的加热装置11，借助一个温度计13来测量熔化坩埚壁的温度。
冷却管15沿着蒸发器壳体1的外表面分布。这些冷却管螺旋盘绕在熔化坩埚2区域中。在喷嘴管3的区域内，所述冷却管具有沿喷嘴管3的纵向延伸的直管段。
图2示出了沿纵向延伸的长管段16、16′是如何在下侧区域中通过一个沿周向延伸的短管段17相互连接的。由于长管段16交替地在上方和下方通过这样的短管段17相连，所以在图1所示的喷嘴管3区域中产生了蜿蜒的管走向。还可以从图2中看到，在蒸发器壳体1中有一个排汽开口18。在排汽开口18之后，束射板14具有一个对应的蒸汽透流窗19。
附图标记一览表
1-蒸发器壳体；2-熔化坩埚；3-喷嘴管；4-缩径部；5-缩口部；6-填充口；7-柱塞；8-蒸汽出口8；9-孔；10-加热装置；11-加热装置；12-温度计；13-温度计；14-束射板；15-冷却管；16-长管段；17-短管段；18-排汽开口；19-蒸汽透流窗；

Claims (10)

1.一种用于蒸镀一基底的垂直取向部分的蒸镀装置，其中设有一个竖立的熔化坩埚(2)，该熔化坩埚有一个用于熔化并蒸发被填充在该熔化坩埚里的材料的加热装置，该蒸镀装置具有一个用于使从该熔化坩埚(2)中垂直流出的蒸汽水平转向该基底的转向装置，其特征在于，该转向装置是一个从上方安放在该熔化坩埚(2)上的并且在其上侧可被封闭的喷嘴管(3)，该喷嘴管在它的外周面上具有一水平的蒸汽出口(8)，该喷嘴管(3)具有一个与该熔化坩埚(2)的该加热装置(11)无关的加热装置(10)。
2.如权利要求1所述的蒸镀装置，其特征在于，在该熔化坩埚(2)的区域内，设有一个用于控制该熔化坩埚(2)的加热装置(11)的功率的温度计(13)，并且在该喷嘴管(3)的区域内，设有一个用于控制该喷嘴管(3)的加热装置(10)的功率的温度计(12)。
3.如权利要求1或2所述的蒸镀装置，其特征在于，该喷嘴管(3)在具有一缩径部(4)的下端上插入该熔化坩埚(2)中。
4.如权利要求1或2所述的蒸镀装置，其特征在于，该喷嘴管(3)在上端上具有一个带有一同轴的填充口(6)的截锥形缩口部(5)，一个可垂直移动的柱塞(7)能从上方移入该填充口(6)中。
5.如权利要求1或2所述的蒸镀装置，其特征在于，该喷嘴管(3)被多个束射板(14)同心包围着，这些束射板在该蒸汽出口(8)区域中具有一个蒸汽透流窗。
6.如权利要求5所述的蒸镀装置，其特征在于，这些束射板(14)在外侧被一个蒸发器壳体(1)包围住，所述蒸发器壳体在外表面上具有冷却管(15)并且在该蒸汽透流窗的区域和该蒸汽出口的区域里有一个蒸汽开口。
7.如权利要求6所述的蒸镀装置，其特征在于，这些冷却管(15)在该喷嘴管(3)的区域中蜿蜒分布并且具有沿该蒸发装置的纵向延伸的长管段(16，16′)，这些长管段交替地在上方和在下方分别通过一短管段(17)相互连接。
8.如权利要求6所述的蒸镀装置，其特征在于，这些冷却管(15)在该熔化坩埚(2)的区域中成螺旋线状地围绕该蒸发器壳体(1)。
9.如权利要求1或2所述的蒸镀装置，其特征在于，在该喷嘴管(3)中的该蒸汽出口(8)由多个重叠的孔(9)构成。
10.如权利要求1或2所述的蒸镀装置，其特征在于，该熔化坩埚(2)和该喷嘴管(3)由石墨构成。
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