CN208151467U - 一种自封防漏低沸点材料热蒸发镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自封防漏低沸点材料热蒸发镀膜装置，包括：坩埚（1），坩埚上面设有出气管（5），出气管上端设有锥形阀门（6），出气管上端连接输气管（8）的前段（8A），输气管的后段（8B）中设置一组喷嘴（9），输气管的后段（8B）设置在镀膜线的真空腔室中；其特征在于：锥形阀（6）与坩埚之间的出气管（5）中设有自封密封阀体（7），用于防止在连续镀膜机密封阀上沉积膜金属膜。实用新型的有益效果是：产线的稼动率作为一个重要的设备性能考核指标，而采用此种方式蒸发镀膜，可以大大的降低设备停机时间，提高设备稼动率，提高生产效率，节约生产成本，适应大规模连续生产。

Description

一种自封防漏低沸点材料热蒸发镀膜装置

技术领域

本实用新型涉及用于太阳能薄膜电池生产中的真空镀膜领域，特别是涉及一种自封防漏低沸点材料热蒸发镀膜装置。

背景技术

热蒸发镀膜法是在真空环境中利用电流加热、电子束加热、或激光加热等方法使蒸发材料变成团簇、分子或原子，以较大的自由程作近自由运动，当这些自由运动的分子或原子碰撞到温度较低的基片，就在基片上凝结下来，沉积覆盖在基片上形成薄膜。热蒸发镀膜法具有纯度高、结晶好的优点，常用于金属薄膜、半导体薄膜、薄膜太阳能电池材料的生产制作。

在生产中，衬底的尺寸通常较大，所以一般生产线都是采用多个热蒸发源喷嘴均与或有序分布在基片一侧，对基片进行沉积，而此种方式会因为蒸发源出气管密封不严，在蒸发原料用完后进行重新装填原料存在操作困难、效率低下的问题，很难进行连续生产。

实用新型内容

为本实用新型的目的就是为了解决以上的技术问题，本实用新型提供一种自封防漏低沸点材料热蒸发镀膜装置，能够真正连续生产，不因原材料不够问题而停产的设备。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种自封防漏低沸点材料热蒸发镀膜装置，包括：

装载蒸发材料的双层结构的坩埚，坩埚内层设有加热组件、外层设有冷却水管；

坩埚侧面设有进料口、上面设有蒸发出气口，蒸发出气口上设有出气管，出气管上端设有锥形阀门；

出气管上端连接输气管的前段，输气管的后段中采用线状排列设置一组喷嘴9，输气管的后段设置在镀膜线的真空腔室中；

坩埚设有与夹层相连的真空抽气装置、以及用于快速冷却坩埚及输气管道的氮气装置；

其特征在于：锥形阀与坩埚之间的出气管中设有自封密封阀体，用于防止在连续镀膜机密封阀上沉积膜金属膜；

所述的自封密封阀为环状组件，包括外层保温管及内层加热盘，外层保温管及内层加热盘之间设有间隙与出气管的夹层联通，内层加热盘中均布一组与出气管内腔联通的锥形孔，内层加热盘外圆面设有一组冷却管，冷却管上设有安全阀。

进一步优化方案为，自封密封阀采用进气口的面积是出气口面积的二倍，总的出气面积与出气管的横截面积相等，并且进气口位于坩埚一侧、出气口位于锥形阀一侧。如此设计既可以保证蒸汽流整体流动的稳定性。又可以在冷却状态时，进气口因冷却而使蒸发料形成固态，达到密封的目的，并且当坩埚进行填料作业时，因破空而致的两侧压力差，使自封密封阀有更好的密封作用。

本实用新型的有益效果是：产线的稼动率（是指一台机器设备实际的生产数量与可能的生产数量的比值）作为一个重要的设备性能考核指标，而采用此种方式蒸发镀膜，可以大大的降低设备停机时间，提高设备稼动率，提高生产效率。节约生产成本。适应大规模连续生产。

附图说明

图 1热蒸发镀膜系统示意图；

图2是连续镀膜装置的结构示意图；

图3是自封密封阀体安装在出气管中的结构示意图；

图4是图3中的自封密封阀体的仰视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

1、如图1所示，本实用新型所述的蒸发源A及B安装在传统的连续镀膜产线上，包含真空镀膜室，过渡室一，过渡室二，芯片自动进料平台，芯片自动下料平台，蒸发源系统A，蒸发源系统B ,各室的抽真空系统。蒸发源A与蒸发源B分别分布于镀膜腔室的同一侧，输气管道B伸入到镀膜腔室内与基片传送方向保持垂直，喷嘴在芯片上方，喷嘴口与芯片保持垂直。输气管后段B设置在真空镀膜室内，输气管前段A连接坩埚。

2、如图2所示，本实用新型所述的一种防止密封阀沉积金属膜的连续镀膜装置，包括：装载蒸发材料的双层结构的坩埚1，坩埚内层设有加热组件2、外层设有冷却水管3；坩埚侧面设有进料口4、上面设有蒸发出气口5a，蒸发出气口上设有带有夹层的出气管5，出气管上端设有锥形阀门6，它有伺服电机控制；出气管上端连接带有夹层的输气管8的前段8A，输气管的后段8B中采用线状排列设置一组喷气孔，每个喷气孔采用螺纹连接喷嘴9，输气管的后段8B设置在镀膜线的真空腔室中。

坩埚1设有与夹层相连的真空抽气装置、以及用于快速冷却坩埚及输气管道的氮气装置；

如图3及图4所示，锥形阀6与坩埚之间的出气管5中设有自封密封阀体7，用于防止在连续镀膜机密封阀上沉积膜金属膜；所述的自封密封阀为环状组件，包括外层保温管7a及内层加热盘7b，外层保温管及内层加热盘之间设有间隙与出气管5的夹层联通，内层加热盘中均布一组与出气管联通的锥形孔7h，内层加热盘外圆面设有一组冷却管7c，冷却管上设有安全阀7d，如此设计为了在自封密封阀不启用时，整体处于受热状态，冷却水管内部因膨胀而产生的压力有一个安全释放。保证了使用的安全性。

进一步优化方案为，自封密封阀采用进气口7f的面积是出气口7g面积的二倍，总的出气面积与出气管5的横截面积相等，并且进气口7f位于坩埚一侧、出气口7g位于锥形阀6一侧。如此设计既可以保证蒸汽流整体流动的稳定性。又可以在冷却状态时，进气口因冷却而使蒸发料形成固态，达到密封的目的，并且当坩埚进行填料作业时，因破空而致的两侧压力差，使自封密封阀有更好的密封作用。

自封密封阀体材料为紫铜易导热，沿环形分布24组冷却管7c，如此设计可以对自封阀体进行快速有效冷却。冷却管外端装有安全阀7d，如此设计为了在自封密封阀不启用时，整体处于受热状态，冷却水管内部因膨胀而产生的压力有一个安全释放。保证了使用的安全性。

所述喷嘴采用同一连接直径不同直径出口方式，方便后期各种工艺调整，更好的提高蒸发镀膜的大面积均匀性问题。

锥形阀与坩埚之间的阀门采用自封密封方式，完美的解决了高温下传统ORING因密封不严及老化问题而引起的泄漏，因为锥形阀这个位置处于升温与降温反复操作的点，所以传统丁腈密封圈容易老化，开裂，引起漏气。因为锥形阀这个位置处于升温与降温反复操作的点，所以传统丁腈密封圈容易老化，开裂，引起漏气。

3、坩埚内外层之间分布加热组件，输气管道与坩埚的内外层之间通过抽气管路进行连接，通过阀门进行开关控制，通过三通接头一端连接抽气泵，一端连接氮气供应系统。

作为优化，坩埚采用双层设计，外侧采用水冷方式，当需要停机及换料时能够进行快速冷却，同时双层内部正使运行时是抽真空状态，当停机时可以通过通入氮气进行快速冷却，节约换料时间，并且保证了坩埚特殊情况下的安全问题。

作为优化设计，坩埚采用双口设计，使入料口与蒸发出气口不同位置，如此设计除了便于添加原料，也保证了出气口与入料口的密封效果。

作为优化设计，输气管后段B采用三段加热分别测量控制的方式，用电阻丝加热，中间一段加热丝长度占整体管道长度3/5，两端加热丝长度各占总管道长度1/5，如此设计可以在后期工艺调整中更好的控制约各段温度及蒸发速率，更好的保证了大面积蒸发薄膜的均匀性问题。

作为优化设计，输气管道都采用双层结构，并在正常使用时进行抽真空，如此设计可以更好的提高输气管的密封安全性能。并且降低热辐射，节约能源。

本实用新型正常工作时，蒸发原料放入坩埚内，坩埚通过加热组件进行加热，原料蒸发成气体后通过输气管道及前端喷嘴，凝结到温度较低的基片上形成薄膜达到沉积目的。

蒸发源系统A原料蒸发完毕，关闭锥形阀，对自封密封阀体进行冷却，此时蒸发料因受冷而凝固在自封密封阀体通道内，当一定时间内，自封密封阀体通道完全密封后，关闭坩埚加热组件，打开蒸发源系统B继续进行蒸发沉积进行连续生产。

蒸发源系统A的坩埚内外层之间通入氮气五分钟进行冷却，然后抽气，再冲气，抽气，如此循环，直到坩埚温度低于30摄氏度，打开坩埚入料口，进行填充原料作业，填充完毕，密封入料口，对坩埚内外层之间进行抽真空，抽气半小时，进行加热，待机备用，等蒸发源系统B，蒸发完毕，进行切换，以达到连续镀膜生产的目的。

以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。

Claims (2)

1.一种自封防漏低沸点材料热蒸发镀膜装置，包括：

装载蒸发材料的双层结构的坩埚（1），坩埚内层设有加热组件（2）、外层设有冷却水管（3）；

坩埚侧面设有进料口（4）、上面设有蒸发出气口（5a），蒸发出气口上设有出气管（5），出气管上端设有锥形阀（6）；

出气管上端连接输气管（8）的前段（8A），输气管的后段（8B）中采用线状排列设置一组喷嘴（9），输气管的后段（8B）设置在镀膜线的真空腔室中；

坩埚设有与其夹层相连的真空抽气装置、以及用于快速冷却坩埚及输气管道的氮气装置；

其特征在于：锥形阀（6）与坩埚之间的出气管（5）中设有自封密封阀体（7），用于防止在连续镀膜机密封阀上沉积膜金属膜；

所述的自封密封阀为环状组件，包括外层保温管（7a）及内层加热盘（7b），外层保温管及内层加热盘之间设有间隙与出气管（5）的夹层联通，内层加热盘中均布一组与出气管内腔联通的锥形孔（7h），内层加热盘外圆面设有一组冷却管（7c），冷却管上设有安全阀（7d）。

2.根据权利要求1所述的一种自封防漏低沸点材料热蒸发镀膜装置，其特征在于自封密封阀进气口（7f）的面积是出气口（7g）面积的二倍，总的出气面积与出气管（5）的横截面积相等，并且进气口（7f）位于坩埚一侧、出气口（7g）位于锥形阀（6）一侧。