CN211112190U - 一种插拔式高真空蒸发源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超高真空设备领域，特别涉及一种插拔式高真空蒸发源。一种插拔式高真空蒸发源，包括插拔式底座和蒸发源主体，蒸发源主体与插拔式底座插拔式连接，蒸发源主体设置有加热机构，加热机构下端设置有测温机构，蒸发源还包括屏蔽机构，屏蔽机构开合式置于蒸发源主体进料口的上方。本实用新型插拔式结构紧凑，方便蒸发源的安装和拆卸以及源材料的装填和更换，且便于加热丝的维护，单个蒸发源均设有加热机构和屏蔽机构，可在真空腔室内部安装有多个装有不同材料的蒸发源，实现在一个基板上依次镀多种不同的材料，简化多种材料的镀膜步骤，保证镀膜质量，满足超高真空环境下样品的蒸发需求，温控范围为50℃‑600℃，便于加工及推广使用。

Description

一种插拔式高真空蒸发源

技术领域

本实用新型涉及超高真空设备领域，特别涉及一种插拔式高真空蒸发源。

背景技术

真空镀膜技术是材料科学领域的重要组成部分，是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，从半导体、集成电路、显示器、太阳能光伏等行业的快速发展可以看到，真空镀膜设备的需求不断增加，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。

真空镀膜是在真空环境下，利用物理或化学手段在固体表面生长一层具有特殊性能的薄膜，真空镀膜按照成膜方式的不同可分为物理方式成膜（PVD）和化学方式成膜（CVD）。其中物理方式成膜主要包括电阻加热蒸发、电子束轰击、磁控溅射、脉冲激光照射和分子束外延等。

真空蒸发镀膜，即在真空环境中加热蒸发源中的源材料，当加热温度达到源材料的蒸发温度后，源材料以分子或原子态附着于基板上达到镀膜的目的。蒸发源是利用物理手段进行薄膜生长的核心部分，通过加热使源材料蒸发，要求蒸发源温度精确可控，以避免破坏源材料，真空蒸发镀膜具有膜层均匀、附着力强的优点，能够提高被镀件的机械及化学性能，并且膜的纯度高、密实性好、光泽度高，在产品的产量、质量和性能方面均能得到很大程度的提高。

近年来，随着有机半导体材料的发展与应用，形成了多学科（物理、化学及材料等）交叉的研究领域。特别是以有机半导体薄膜器件为代表的，在材料特性、制备工艺以及制造成本等方面表现出远超传统材料的优点，在光电、太阳能电池、通信等领域受到广泛关注。若可实现在单个分子区域对电子运动进行控制，便可制得具有特殊性能的分子器件，通常只有单个有机分子才具有某种物理特性，即有机材料是分子器件的主要材料来源，因此，有机分子薄膜的制备也是现如今学者们的重要研究课题之一，目前现有的高真空蒸发源主要采用的是一体结构的，不便于蒸发源的安装和拆卸，在装填源材料和维护加热丝时，操作不方便，效率较低，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有一体结构的高真空蒸发源在装填源材料和维护加热丝时，操作不方便的技术问题，提供一种插拔式高真空蒸发源，其插拔式结构便于蒸发源的安装和拆卸，且方便源材料的装填和加热丝的维护。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种插拔式高真空蒸发源，包括插拔式底座和蒸发源主体，所述蒸发源主体与插拔式底座插拔式连接，所述蒸发源主体设置有加热机构，所述加热机构下端设置有测温机构，所述插拔式高真空蒸发源还包括屏蔽机构，所述屏蔽机构开合式置于蒸发源主体进料口的上方。

进一步地，所述插拔式底座包括蒸发源支架和陶瓷底座B，所述陶瓷底座B安装在蒸发源支架上，所述蒸发源主体还设置有陶瓷底座A，所述陶瓷底座A上端安装有底座，所述底座上端安装有外罩，所述陶瓷底座A和陶瓷底座B通过定位销定位，所述定位销上端固定在底座上，下端置于定位套中，所述定位套与陶瓷底座B插拔式连接。

进一步地，所述屏蔽机构包括驱动装置、挡板和挡板固定架，所述驱动装置驱动连接挡板，所述挡板开合式置于蒸发源主体进料口的上方，所述挡板安装在挡板固定架上，所述挡板固定架安装在蒸发源支架上。

进一步地，所述驱动装置包括驱动杆，所述驱动杆通过导向定位块固定在挡板固定架中间，所述驱动杆下端穿过蒸发源支架，所述驱动杆上部安装有压簧，所述驱动杆通过连接轴C与连接杆的一端连接，所述连接杆的另一端通过连接轴A与挡板连接，所述连接轴A上安装有定位套筒B。

进一步地，所述挡板通过连接轴B安装在挡板固定架上，所述连接轴B上靠近挡板内部安装有两个定位套筒A。

进一步地，所述加热机构包括坩埚、加热组件和陶瓷上盖，所述坩埚上端套设在陶瓷上盖中并与其固定连接，所述加热组件设置在坩埚周围。

进一步地，所述加热组件包括石英棒，所述石英棒中心设有连接螺杆，所述连接螺杆上端固定在陶瓷上盖上，下端穿过下支撑板并与其固定连接，所述下支撑板安装在底座上，所述石英棒上缠绕有加热丝，所述加热丝与电极接线杆连接，所述电极接线杆一端固定在电极座上，另一端与接头B连接，所述接头B与陶瓷底座B插拔式连接，所述电极座安装在陶瓷绝缘柱上，所述陶瓷绝缘柱安装在底座上。

进一步地，所述石英棒有三个，所述三个石英棒均匀分布在坩埚周围，所述三个石英棒上分别设有等距凹槽，所述加热丝均匀缠绕在凹槽上。

进一步地，所述测温机构包括热电偶，所述热电偶穿过双芯陶瓷管，所述热电偶一端与坩埚底部接触，另一端与热电偶接线杆连接，所述热电偶接线杆一端固定在热电偶座上，另一端与接头A连接，所述接头A与所述陶瓷底座B插拔式连接，所述热电偶接线杆外部套设有接头套A，所述热电偶座安装在陶瓷绝缘柱上，所述陶瓷绝缘柱安装在底座上。

进一步地，所述双芯陶瓷管嵌套在热电偶导向杆中心，所述双芯陶瓷管与坩埚底部接触，所述热电偶导向杆穿过下支撑板固定在底座上，所述热电偶导向杆下端设有凹槽，所述凹槽内安装有压簧。

本实用新型插拔式结构紧凑，方便蒸发源的安装和拆卸以及源材料的装填和更换，且便于加热丝的维护，单个蒸发源均设有加热机构和屏蔽机构，可在真空腔室内部安装有多个装有不同材料的蒸发源，实现在一个基板上依次镀多种不同的材料，简化多种材料的镀膜步骤，保证镀膜质量，同时满足超高真空环境下样品的蒸发需求，温控范围为50℃-600℃，温控精度可达±0.2℃，适合有机物以及其它高蒸气压固体材料的蒸发，特别适合有机发光二极管（OLED）和光伏电池等的有机薄膜生长，便于生产加工以及推广使用，为真空镀膜装备提供了技术参考，具有一定的理论意义和实际应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的主剖视图。

图3为本实用新型的蒸发源主体结构剖视图。

图4为本实用新型的蒸发源主体结构俯视图。

图5为图4的B-B剖视图（热电偶连接部分局部剖视图）。

图6为图4的C-C剖视图（电极连接部分局部剖视图）。

图中：1.坩埚，2.外罩，3.底座，4.陶瓷底座A，5.陶瓷底座B，6.蒸发源支架，7.挡板，8.连接轴A，9.连接杆，10.连接轴B，11.连接轴C，12.驱动杆，13.压簧，14.导向定位块，15.挡板固定架，16.定位套筒A，17.定位套筒B，18.定位销，19.定位套，20.陶瓷上盖，21.连接螺杆，22.石英棒，23.双芯陶瓷杆，24.热电偶导向柱，25.下支撑板，26.热电偶座，27.陶瓷绝缘柱，28.热电偶接线杆，29.接头套，30.接头A，31.电极座，32.电极接线杆，33.接头B。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并不局限于具体实施例。

如图1-6所示的一种插拔式高真空蒸发源，包括插拔式底座、蒸发源主体和屏蔽机构，蒸发源主体与插拔式底座插拔式连接，屏蔽机构开合式置于蒸发源主体进料口的上方，插拔式底座包括蒸发源支架6和陶瓷底座B5，陶瓷底座B5安装在蒸发源支架6上，蒸发源主体设置有陶瓷底座A4，陶瓷底座A4上端安装有底座3，底座3上端安装有外罩2，底座3和外罩2采用不锈钢，陶瓷底座A4和陶瓷底座B5通过定位销18定位，定位销18上端固定在底座3上，下端置于定位套19中，定位套19与陶瓷底座B5插拔式连接，蒸发源主体还设置有加热机构，加热机构包括坩埚1、加热组件和陶瓷上盖20，坩埚1上端套设在陶瓷上盖20中并与其固定连接，加热组件设置在坩埚1周围，加热组件包括石英棒22，石英棒22中心设有连接螺杆21，连接螺杆21上端固定在陶瓷上盖20上，下端穿过下支撑板25并与其固定连接，下支撑板25安装在底座3上，石英棒22有三个，三个石英棒22均匀分布在坩埚1周围，三个石英棒22上分别设有等距凹槽，加热丝均匀缠绕在凹槽上，加热丝与电极接线杆32连接，电极接线杆32一端固定在电极座31上，另一端与接头B33连接，接头B33与陶瓷底座B5插拔式连接，电极座31安装在陶瓷绝缘柱27上，陶瓷绝缘柱27安装在底座3上，加热机构下端设置有测温机构，测温机构包括热电偶，热电偶穿过双芯陶瓷管23，双芯陶瓷管23嵌套在热电偶导向杆24中心，热电偶导向杆24穿过下支撑板25固定在底座3上，热电偶导向杆24下端设有凹槽，凹槽内安装有压簧，双芯陶瓷管23一端与坩埚1底部接触，热电偶的一端与坩埚1底部接触，另一端与热电偶接线杆28连接，热电偶接线杆28一端固定在热电偶座26上，另一端与接头A30连接，接头A30与所述陶瓷底座B5插拔式连接，热电偶接线杆28外部套设有接头套A29，热电偶座26安装在陶瓷绝缘柱27上，陶瓷绝缘柱27安装在底座3上，屏蔽机构开合式置于蒸发源主体进料口的上方，屏蔽机构包括驱动装置、挡板7和挡板固定架15，挡板7通过连接轴B10安装在挡板固定架15上，连接轴B10上靠近挡板7内部安装有两个定位套筒A16，挡板固定架15安装在蒸发源支架6上，驱动装置驱动连接挡板7，挡板7开合式置于蒸发源主体进料口的上方，驱动装置包括驱动杆12，驱动杆12通过导向定位块14固定在挡板固定架15中间，驱动杆12下端穿过蒸发源支架6，驱动杆12上部安装有压簧13，驱动杆12通过连接轴C11与连接杆9的一端连接，连接杆9的另一端通过连接轴A8与挡板7连接，连接轴A8上安装有定位套筒B17。

采用本实用新型的插拔式高真空蒸发源，将镀膜的源材料置于坩埚1中，将插拔式底座安装于真空腔室内部，蒸发源主体安装在插拔式底座上，并对真空腔室内部做抽真空处理，当真空度达到镀膜要求的真空度之后，将石英棒22上缠绕的加热丝（钨或钽）通电，加热坩埚1内部的源材料，采用加热丝缠绕的方式，结构简单，成本较低，源材料受热辐射作用温度升高，当温度达到源材料的蒸发温度时，在超高真空环境中源材料以基本无阻碍的直线运动从坩埚1中挥发出来，并部分依附于基板上面，从而形成分布均匀，性能优越的有机分子薄膜，坩埚1下方设置有热电偶测温部分，热电偶穿过双芯陶瓷杆23与坩埚1底部接触，热电偶导向杆24下端设有凹槽用于安装压簧，使热电偶与坩埚1的底部能够密切接触，从而获得准确的测温数据，坩埚1上方设有挡板7，当不需要继续镀膜时，可通过驱动杆12将挡板7关闭，其中陶瓷绝缘柱是起到电极接线柱和热偶接线柱与蒸发源主体的绝缘作用，采用陶瓷底座A4和陶瓷底座B5同样是起到绝缘的作用。

该插拔式真空蒸发源的插拔式底座安装于真空腔室内部，蒸发源主体与插拔式底座之间实现插拔式分离，很大程度上简便了源材料的装填和更换的问题，结构紧凑，插拔方便，且单个蒸发源均设有加热机构和屏蔽机构，故可在真空腔室内部呈圆周或其他方式安装有多个装有不同材料的蒸发源，从而实现了在一个基板上依次镀多种不同的材料，简化多种材料的镀膜步骤，保证镀膜质量。

以上内容是结合优选技术方案对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定实用新型的具体实施仅限于这些说明。对本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种插拔式高真空蒸发源，其特征在于：包括插拔式底座和蒸发源主体，所述蒸发源主体与插拔式底座插拔式连接，所述蒸发源主体设置有加热机构，所述加热机构下端设置有测温机构，所述插拔式高真空蒸发源还包括屏蔽机构，所述屏蔽机构开合式置于蒸发源主体进料口的上方。

2.根据权利要求1所述的一种插拔式高真空蒸发源，其特征在于：所述插拔式底座包括蒸发源支架（6）和陶瓷底座B（5），所述陶瓷底座B（5）安装在蒸发源支架（6）上，所述蒸发源主体还设置有陶瓷底座A（4），所述陶瓷底座A（4）上端安装有底座（3），所述底座（3）上端安装有外罩（2），所述陶瓷底座A（4）和陶瓷底座B（5）通过定位销（18）定位，所述定位销（18）上端固定在底座（3）上，下端置于定位套（19）中，所述定位套（19）与陶瓷底座B（5）插拔式连接。

3.根据权利要求1所述的一种插拔式高真空蒸发源，其特征在于：所述屏蔽机构包括驱动装置、挡板（7）和挡板固定架（15），所述驱动装置驱动连接挡板（7），所述挡板（7）开合式置于蒸发源主体进料口的上方，所述挡板（7）安装在挡板固定架（15）上，所述挡板固定架（15）安装在蒸发源支架（6）上。

4.根据权利要求3所述的一种插拔式高真空蒸发源，其特征在于：所述驱动装置包括驱动杆（12），所述驱动杆（12）通过导向定位块（14）固定在挡板固定架（15）中间，所述驱动杆（12）下端穿过蒸发源支架（6），所述驱动杆（12）上部安装有压簧（13），所述驱动杆（12）通过连接轴C（11）与连接杆（9）的一端连接，所述连接杆（9）的另一端通过连接轴A（8）与挡板（7）连接，所述连接轴A（8）上安装有定位套筒B（17）。

5.根据权利要求3所述的一种插拔式高真空蒸发源，其特征在于：所述挡板（7）通过连接轴B（10）安装在挡板固定架（15）上，所述连接轴B（10）上靠近挡板（7）内部安装有两个定位套筒A（16）。

6.根据权利要求1所述的一种插拔式高真空蒸发源，其特征在于：所述加热机构包括坩埚（1）、加热组件和陶瓷上盖（20），所述坩埚（1）上端套设在陶瓷上盖（20）中并与其固定连接，所述加热组件设置在坩埚（1）周围。

7.根据权利要求6所述的一种插拔式高真空蒸发源，其特征在于：所述加热组件包括石英棒（22），所述石英棒（22）中心设有连接螺杆（21），所述连接螺杆（21）上端固定在陶瓷上盖（20）上，下端穿过下支撑板（25）并与其固定连接，所述下支撑板（25）安装在底座（3）上，所述石英棒（22）上缠绕有加热丝，所述加热丝与电极接线杆（32）连接，所述电极接线杆（32）一端固定在电极座（31）上，另一端与接头B（33）连接，所述接头B（33）与陶瓷底座B（5）插拔式连接，所述电极座（31）安装在陶瓷绝缘柱（27）上，所述陶瓷绝缘柱（27）安装在底座（3）上。

8.根据权利要求7所述的一种插拔式高真空蒸发源，其特征在于：所述石英棒（22）有三个，所述三个石英棒（22）均匀分布在坩埚（1）周围，所述三个石英棒（22）上分别设有等距凹槽，所述加热丝均匀缠绕在凹槽上。

9.根据权利要求2所述的一种插拔式高真空蒸发源，其特征在于：所述测温机构包括热电偶，所述热电偶穿过双芯陶瓷管（23），所述热电偶一端与坩埚（1）底部接触，另一端与热电偶接线杆（28）连接，所述热电偶接线杆（28）一端固定在热电偶座（26）上，另一端与接头A（30）连接，所述接头A（30）与所述陶瓷底座B（5）插拔式连接，所述热电偶接线杆（28）外部套设有接头套A（29），所述热电偶座（26）安装在陶瓷绝缘柱（27）上，所述陶瓷绝缘柱（27）安装在底座（3）上。

10.根据权利要求9所述的一种插拔式高真空蒸发源，其特征在于：所述双芯陶瓷管（23）嵌套在热电偶导向杆（24）中心，所述双芯陶瓷管（23）与坩埚（1）底部接触，所述热电偶导向杆（24）穿过下支撑板（25）固定在底座（3）上，所述热电偶导向杆（24）下端设有凹槽，所述凹槽内安装有压簧。

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