CN207845760U - 一种具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，包括坩埚及设于坩埚内用于导热的网栅导热件，网栅导热件包括具有多孔结构的导热网栅和设于导热网栅外围一周的侧导热件，侧导热件的外壁紧贴坩埚的内壁以进行热量传递，导热网栅上的多孔用于导出坩埚内产生的蒸发原料气体。本实用新型一种具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其中网栅导热件在热蒸发镀膜工艺中起到匀热，导热作用。通过热蒸发三维导热网栅结构将蒸发原料内部、临近液面处、接近坩埚内壁处连接起来，形成多个小的子蒸发区域。由于三维导热网栅结构的联通性，使得临近加热源的坩埚壁、底部的热量可以快速传导到坩埚内部和临近液面处，促进在非平衡态下的温度场均匀性。
Description
技术领域
本实用新型涉及真空PVD镀膜领域，更具体地说，涉及一种具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件。
背景技术
在热蒸发镀膜工艺过程中，电阻式加热器通常置于坩埚的侧面或底部(线源蒸发还需在喷管、喷嘴周围布置加热器)。理论上虽然通过多层屏蔽可以使得热场内部属于一个近似密闭的热孤立系统，经过长时间预热可以使得坩埚内的蒸发原料达到热平衡。但是由于蒸发工艺必然设定开口或喷嘴将蒸发原料气体导出加热区以喷发到达镀膜面，实现蒸发镀膜功能，因此实际工艺过程是非热平衡状态，而在环境微扰条件下，原料内临近加热源的位置、远离加热源的位置、临近蒸发液面的位置之间会产生短时的温度不均匀。这种温度不均匀性容易导致沸腾现象，即溶液中的局部产生气泡，上升在液体表面破损，在此过程中易产生小液滴喷溅出坩埚或喷嘴结构。喷溅的液滴溅落在镀膜表面，会对镀膜面产生严重的品质伤害。这种喷溅现象在导热性差的液体蒸发工艺、大蒸发量工艺过程以及相对大的蒸发坩埚结构中更加严重。
为了解决喷溅问题，我们提出一种热蒸发三维导热网栅结构来实现匀热导热功能，降低因温度不均匀导致喷溅的几率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，解决因温度不均匀导致的喷溅问题。
为了实现上述的目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
本实用新型提供了一种具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，包括坩埚及设于坩埚内用于导热的网栅导热件，所述网栅导热件包括具有多孔结构的导热网栅和设于所述导热网栅外围一周的侧导热件，所述侧导热件的外壁紧贴所述坩埚的内壁以进行热量传递，所述导热网栅上的多孔用于导出所述坩埚内产生的蒸发原料气体。
进一步地，所述网栅导热件由多个导热杆间隔交错连接形成，并形成多个间隔的孔。
进一步地，每个所述网栅导热件包括多个导热网栅，多个导热网栅上下堆叠设置，且分别与所述侧导热件连接。
进一步地，所述网栅导热件设有多个，多个所述网栅导热件上下堆叠设置。
进一步地，堆叠设置的多个所述网栅导热件的外壁和底部分别与所述坩埚的内壁和与内壁相连的底部接触。
进一步地，堆叠设置的多个所述网栅导热件在所述坩埚内的堆叠高度占所述坩埚内深度的1/3～4/5。
进一步地，所述网栅导热件由导热金属或陶瓷材料或复合材料制成。
进一步地，所述导热金属选自铜、金、银、钽、钼、钨，和/或，所述陶瓷材料选自石墨、石英、氧化铝、碳纤维、热解氮化硼、碳化硅。
进一步地，所述复合材料为金属陶瓷复合材料。
进一步地，所述网栅导热件通过3D打印加工而成。
本实用新型一种具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其中网栅导热件在热蒸发镀膜工艺中起到匀热，导热作用。通过热蒸发三维导热网栅结构将蒸发原料内部、临近液面处、接近坩埚内壁处连接起来，形成多个小的子蒸发区域。由于三维导热网栅结构的联通性，使得临近加热源的坩埚壁、底部的热量可以快速传导到坩埚内部和临近液面处，促进在非平衡态下的温度场均匀性。
附图说明
图1为本实用新型具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件的剖视结构示意图；
图2为本实用新型第一实施例中网栅导热件的剖视结构示意图；
图3为本实用新型具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件中网栅导热件的结构示意图；
图4为多个网栅导热件堆叠的结构示意图。
图5为本实用新型第二实施例中网栅导热件的剖视结构示意图；
图6为本实用新型第三实施例中网栅导热件的剖视结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1，本实用新型一种具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，包括坩埚1及用于导热的且具有多孔结构的网栅导热件2，其中坩埚1上设有用于容置的空腔，网栅导热件2置于空腔内且网栅导热件2的外壁紧贴坩埚1的内壁以进行热量传递，使得临近加热源的坩埚壁、底部的热量可以快速传导到坩埚内部和临近液面处，促进在非平衡态下的温度场均匀性，解决了因温度不均匀导致的液体喷溅问题。
具体的，结合图2和图3所示，网栅导热件2包括具有多孔结构的导热网栅21和设于导热网栅21外围一周的侧导热件22，侧导热件22的外壁紧贴坩埚1的内壁以进行热量传递。优选的，侧导热件22的外壁与坩埚1内壁过盈接触，使得侧导热件22与坩埚1之间可进行可靠的温度传递。其中侧导热件22可以为设于导热网栅21外围一周间隔设置的柱状或片状，形成柱状或片状的框架导热结构；侧导热件22也可以绕导热网栅21外围一周的边条结构，形成的边条结构的侧导热件22具有更大的接触面积，与坩埚1的内壁紧密接触，以更快速、均匀的传递热量；其中侧导热件22不仅需要与坩埚1内壁贴合进行热量传递，同时还在在多个侧导热件22堆叠时起到上下相互连接的作用。具体的，网栅导热件2的具体结构可参照如下的实施例，作为本实用新型的第一实施例，参见图2，每个所述网栅导热件2包括多个导热网栅21，多个导热网栅21上下堆叠设置，且分别与侧导热件22连接，则导热网栅21的高度与外围的侧导热件22高度相同；作为本实用新型的第二实施例，参见图5，导热网栅21a设有一个，且侧导热件22a高度大于导热网栅21a的高度，且导热网栅21a置于侧导热件22a的上端，侧导热件22a的下端用于在多个网栅导热件2堆叠时连接；作为一较佳的第三实施例，参见图6，导热网栅21a设有一个，且侧导热件22b高度大于导热网栅21b的高度，且导热网栅21b置于侧导热件22b的下端，侧导热件22b的上端用于在多个网栅导热件2堆叠时连接，与第二种实施例相比，该种设计可以使得在网栅导热件2置于坩埚1的空腔内时，网栅导热件2底部的的导热网栅21b可以与坩埚1内底壁接触，从而可以进行热量的传递，更利于底部的热量快速传导，同时该结构相比第一实施例，减少了导热网栅21b的数量， 有利于节省材料并且利于蒸发气体的导出。
其中，参见图3，导热网栅21由多个导热杆间隔交错连接形成，并形成多个间隔的孔，导热网栅21上的多孔用于导出坩埚1内产生的蒸发原料气体，优选的，形成的孔可以是圆形、四边形、六边形等。
优选的，参见图4，为了使得坩埚1内部的温度散热更均匀，网栅导热件2设有多个，且多个网栅导热件2上下堆叠设置。进一步，堆叠设置的多个网栅导热件2的底部及外壁分别与坩埚1的内壁及与内壁相连的底部接触，保证了坩埚底部或侧壁的温度可及时的进行传递。其中堆叠的多个网栅导热件2可通过焊接或用其他方式连接在一起形成一个整体的三维导热网栅结构，使得结构更加牢靠。形成的三维导热网栅结构与坩埚1内腔形状匹配，可以是圆柱体、圆锥体、圆台体或其它方便置于蒸发坩埚中的形状。
参见图1，为了与坩埚1的装料量匹配，堆叠设置的多个网栅导热件2在坩埚1内的堆叠高度占坩埚1内深度的1/3～4/5。优选的，网栅导热件2在坩埚1内的堆叠高度占坩埚1内深度的2/3。
具体的，选择加工网栅导热件2的材料需要考虑导热性、耐热性、材料兼容性、真空适用性、热膨胀系数、与蒸发溶液的浸润性以及易加工性。优选的，网栅导热件2可选择导热性良好的金属如铜、金、银、钽、钼、钨等。或者耐腐蚀性强的陶瓷材料如高纯石墨、高纯石英、高纯氧化铝、碳纤维、热解氮化硼、碳化硅等；或者兼顾金属与陶瓷的优点做成复合材料。其中网栅导热件2的加工方法根据选择材料不同采用采用机械加工、3D打印等方式进行加工。具体的，当采用复合材料来加工网栅导热件2时，可先利用金属制备成金属网栅导热件，再利用气相沉积或其它镀膜工艺在金属导热件表面镀一层陶瓷薄膜形成。也可以反之，先制备陶瓷网栅导热件，再利用气相沉积或其它镀膜工艺在陶瓷导热件表面镀一层金属薄膜形成。
本实用新型一种具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其中网栅导热件在热蒸发镀膜工艺中起到匀热，导热作用。通过热蒸发三维导热网栅结构将蒸发原料内部、临近液面处、接近坩埚内壁处连接起来，形成多个小的子蒸发区域。由于三维导热网栅结构的联通性，使得临近加热源的坩埚壁、底部的热量可以快速传导到坩埚内部和临近液面处，促进在非平衡态下的温度场均匀性。
上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了 一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其特征在于：包括坩埚(1)及设于坩埚(1)内用于导热的网栅导热件(2)，所述网栅导热件(2)包括具有多孔结构的导热网栅(21)和设于所述导热网栅(21)外围一周的侧导热件(22)，所述侧导热件(22)的外壁紧贴所述坩埚(1)的内壁以进行热量传递，所述导热网栅(21)上的多孔用于导出所述坩埚(1)内产生的蒸发原料气体。
2.根据权利要求1所述的具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其特征在于：所述网栅导热件(2)由多个导热杆间隔交错连接形成，并形成多个间隔的孔。
3.根据权利要求1所述的具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其特征在于：每个所述网栅导热件(2)包括多个导热网栅(21)，多个导热网栅(21)上下堆叠设置，且分别与所述侧导热件(22)连接。
4.根据权利要求3所述的具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其特征在于：所述网栅导热件(2)设有多个，多个所述网栅导热件(2)上下堆叠设置。
5.根据权利要求4所述的具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其特征在于：堆叠设置的多个所述网栅导热件(2)的外壁和底部分别与所述坩埚(1)的内壁和与内壁相连的底部接触。
6.根据权利要求5所述的具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其特征在于：堆叠设置的多个所述网栅导热件(2)在所述坩埚(1)内的堆叠高度占所述坩埚(1)内深度的1/3～4/5。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其特征在于：所述网栅导热件(2)由导热金属或陶瓷材料或复合材料制成。
8.根据权利要求7所述的具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其特征在于：所述导热金属选自铜、金、银、钽、钼、钨，和/或，所述陶瓷材料选自石墨、石英、氧化铝、碳纤维、热解氮化硼、碳化硅。
9.根据权利要求7所述的具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其特征在于：所述复合材料为金属陶瓷复合材料。
10.根据权利要求7所述的具有网栅导热件的热蒸发坩埚组件，其特征在于：所述网栅导热件(2)通过3D打印加工而成。
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