CN212357381U - 一种金属处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属处理设备，缓冲室位于工作腔一侧，并与工作腔连接；第一闸门设置于缓冲室与工作腔的连接处，第二闸门位于缓冲室一侧壁上；转移装置位于工作腔或缓冲室内；加热源置于工作腔内，用于加热坩埚；真空泵与缓冲室相导通设置；工作腔、缓冲室分别连接一根用于输送保护气体的管道；控制装置与转移装置、第一闸门、第二闸门、加热源、真空泵电连接。上述技术方案通过工作腔、缓冲室、第一闸门第二闸门、移动装置的配合，可以使工作腔在不破除真空的前提下，进行添加或移出金属镁的操作，避免生产过程中频繁打开蒸镀腔体去除镁灰，提高了生产效率，另外利于维持腔体真空环境，避免了频繁破真空造成腔体水氧污染问题。

Description

一种金属处理设备

技术领域

本实用新型涉及机发光二极管制作领域，尤其涉及一种金属处理设备。

背景技术

OLED，即有机发光二极管(organic light-emitting diode)是继LCD 后新一代的显示器，具有宽视角、高亮度、高对比度、低驱动电压和快速响应的优点，在制作OLED显示器时，主要采用在高真空环境下蒸镀成膜，坩埚作为蒸镀设备的蒸发源，盛放金属或有机材料，材料受热汽化后沉积到玻璃基板上形成有机薄膜，用于实现OLED器件发光。

金属镁作为OLED阴极材料主要为发光层提供载流子，制程中一般与银共蒸镀至玻璃基板，但镁本身活性高，在包装及加料过程中必然会接触大气，从而造成表面层氧化。蒸镀过程中镁保持颗粒状并以原子形式溢出坩埚，而镁氧化物会随着材料消耗逐渐在上层堆积形成镁灰，镁灰在蒸镀时会伴随镁原子沉积于基板上，逐渐引起部分银氧化，造成器件出现黑点现象，另外氧化银折射率低引起器件透光性能变差，且影响器件微共振腔效应，发光效率及使用寿命均会降低。目前针对镁灰的处理方式一般是先将镁直接蒸镀生产，待一定时间后停产并将坩埚降温蒸镀腔室破真空再取出，如此会降低生产效率难以保证生产良率，且难以保证腔体的低水氧环境。

实用新型内容

为此，需要提供一种金属处理设备，提高生产效率，同时提高生产良率。

为实现上述目的，发明人提供了一种金属处理设备，包括：工作腔、缓冲室、转移装置、第一闸门、第二闸门、加热源、真空泵、控制装置；

所述缓冲室位于工作腔一侧，并与所述工作腔连通；所述第一闸门设置于所述缓冲室与所述工作腔的连通处，所述第二闸门位于所述缓冲室一侧壁上；第一闸门用于隔绝第一闸门两侧的空气；第二闸门用于隔绝第二闸门两侧的空气；所述转移装置位于所述工作腔或所述缓冲室内；所述加热源置于所述工作腔内，用于加热坩埚；所述真空泵与所述缓冲室相导通设置；所述工作腔、缓冲室分别连接一根用于输送保护气体的管道；所述控制装置与所述转移装置、第一闸门、第二闸门、加热源和真空泵电连接。

进一步地，所述加热源为多个。

进一步地，所述加热源包括：冷却装置，所述冷却装置绕设于所述加热源上，并与所述控制装置电连接，所述冷却装置用于冷却所述加热源。

进一步地，还包括：分子筛、净化柱、过滤管道和循环泵，所述过滤管道为U型三通管；所述过滤管道主管上设置有所述循环泵，所述循环泵用于抽取所述工作腔内的气体；所述过滤管道一支管设置有所述分子筛，另一支管上设置有净化柱，所述分子筛用于吸收气体中的水分子，所述净化柱用于吸收气体中的氧气；所述过滤管道的三个管口均与所述工作腔导通设置，所述循环泵与所述控制装置电连接。

进一步地，还包括：水氧传感器，所述水氧传感器设置于所述工作腔内，并与所述控制装置电连接，用于检测所述工作腔内的水分子浓度和氧气浓度。

进一步地，还包括：压力传感器，所述压力传感器分别置于所述工作腔和所述缓冲室内，用于检测所述工作腔和所述缓冲室内压力值，所述压力传感器与控制装置电连接。

进一步地，所述转移装置为机械手臂，所述机械手臂设置于所述加热源靠近缓冲室的一侧，且设置于所述工作腔内。

区别于现有技术，上述技术方案通过所述工作腔、缓冲室、第一闸门第二闸门、移动装置的配合，可以使所述工作腔在不破除真空的前提下，进行添加或移出金属镁的操作。先将带有金属镁的坩埚置于所述缓冲室内，再使缓冲室内的压力值与所述工作腔的压力值相同，再由所述移动装置将坩埚移动至所述工作腔内，利用镁灰(氧化镁)与金属镁的密度不同，使镁灰与金属镁上下分离，最后再移至所述缓冲室内。该方法可以在镁进入蒸镀成膜前去除其表面氧化物，避免镁灰在与银共蒸镀过程中沉积到基板上造成部分银氧化的问题，改善了产品显示性能改善产品良率，提高了器件发光效率，也避免生产过程中频繁打开蒸镀腔体去除镁灰，提高了生产效率，另外利于维持腔体真空环境，避免了频繁破真空造成腔体水氧污染问题。

附图说明

图1为所述一种金属处理设备结构图；

图2为具体实施方式埚置于所述缓冲室中结构图；

图3为具体实施方式所述转移装置抓取坩埚结构图；

图4为具体实施方式坩埚置于所述加热源中结构图；

图5为所述加热源结构图；

图6为坩埚从所述一种金属处理设备取出后镁与镁灰在坩埚中位置关系图。

附图标记说明：

1、工作腔；2、缓冲室；3、转移装置；4、第一闸门；5、第二闸门；6、加热源；7、真空泵；8、分子筛；9、净化柱；10、过滤管道；11、循环泵； 12、坩埚；13、镁；14、镁灰；15、清理装置；

61、冷却装置；62、电热丝。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图6，本实施例提供了一种金属镁13的预处理设备，包括：工作腔1、缓冲室2、转移装置3、第一闸门4、第二闸门5、加热源6、真空泵7、控制装置；所述缓冲室2位于工作腔1一侧，并与所述工作腔1连接；所述第一闸门4设置于所述缓冲室2与所述工作腔1的连接处，所述第二闸门5位于所述缓冲室2一侧壁上；所述转移装置3位于所述工作腔1或所述缓冲室2内，优选的，所述转移装置3为机械手臂，且所述转移装置3设置于所述加热源6一侧，且设置于所述工作腔1内。所述加热源6置于所述工作腔1内，用于加热坩埚12，在某些实施例中，请参阅图1，所述工作腔1 内的加热源6可以为多个。多个所述加热源6可以提高去除镁灰14的效率，同时节约能源。所述真空泵7与所述缓冲室2相导通设置；所述工作腔1、缓冲室2分别连接一根用于输送惰性气体的管道，在某些实施例中也可以使用三通管，且在两支管上分别设置有阀门；所述控制装置与所述转移装置3、第一闸门4、第二闸门5、加热源6、真空泵7电连接。需要说明的是，在本实施例中，保护气体可以为惰性气体、氮气等不与金属镁13发生反应的气体，保护气体不与金属镁13产生反应，具体的，当所述真空泵7将所述缓冲室2 内的气体抽出至气压5E-5Pa以下后，所述真空泵7随即关闭，同时通过与所述缓冲室2相连的管道，将惰性气体输入至所述缓冲室2内，所述缓冲室2 内的气压达到预设值后，停止输入。同时所述控制装置可以与所述惰性气体发生器电连接。在实施例中，需要将金属材料镁13的表面氧化物的去除，以达到预处理目的，一种金属镁13的预处理设备工作原理主要是：所述缓冲室 2打开至大气环境，将盛放镁13的坩埚12置于缓冲室2内，然后密闭所述缓冲室2，所述真空泵7抽真空后，至气压到5E-5Pa以下后，充填氮气或氦气保护气体至设定压力，然后打开所述工作腔1与缓冲室2之间的第一阀门,所述转移装置3将坩埚12放入所述加热源6内，所述加热源6将坩埚12内固态镁13加热成液态，利用镁13氧化物密度低且熔点的特性，其氧化物会漂浮于液态镁13上，然后加热源6关闭待液态镁13降温凝固，所述转移装置3 将坩埚12取出至缓冲室2，然后打开所述缓冲室2第二闸门5将坩埚12取出再将上层镁灰14直接吸出除去。在某些实施例中，还包括多个的压力传感器，所述压力传感器分别置于所述工作腔1和所述缓冲室2内，用于检测所述工作腔1和所述缓冲室2内压力值，所述压力传感器与控制装置电连接。上述技术方案通过所述工作腔1、缓冲室2、第一闸门4第二闸门5、移动装置的配合，可以使所述工作腔1在不破除真空的前提下，进行添加或移出金属镁13的操作。先将带有金属镁13的坩埚12置于所述缓冲室2内，再使缓冲室 2内的压力值与所述工作腔1的压力值相同，再由所述移动装置将坩埚12移动至所述工作腔1内，利用镁灰14(氧化镁13)与金属镁13的密度不同，使镁灰14与金属镁13上下分离，最后再移至所述缓冲室2内。该方法可以在镁13进入蒸镀成膜前去除其表面氧化物，避免镁灰14在与银共蒸镀过程中沉积到基板上造成部分银氧化的问题，改善了产品显示性能改善产品良率，提高了器件发光效率，也避免生产过程中频繁打开蒸镀腔体去除镁灰14，提高了生产效率，另外利于维持腔体真空环境，避免了频繁破真空造成腔体水氧污染问题。

请参阅图5，为了进一步提高液化后的镁13可以快速的冷却，所述加热源6包括：冷却装置61，所述冷却装置61绕设于所述加热源6上，并与所述控制装置电连接，所述冷却装置61用于冷却所述加热源6。需要说明的是，所述加热源6的形状与坩埚12是适配的，坩埚12可以置入所述加热源6中加热。在所述加热源6内部设置有螺旋绕设的电热丝62，当然所述电热丝62 也可采用螺旋环绕的方式；且所述加热源6底部没有设置加热丝。电热丝62 等距连续布置，高度不小于坩埚12高度的2/3，以实现坩埚12四周加热而底部不加热的形式，避免镁13液化后底部温度比上部温度高而造成爆沸；所述加热源6工作温度设定高于镁13熔点：650℃，并设定坩埚12受热时间，其内部金属镁13全部融化；请参阅图6，氧化镁13熔点高密度小，镁灰14 逐渐漂浮于液态镁13上层。所述冷却装置61设置在所述加热源6外部，需要说明的是，冷却装置61可以为冷却液体管道，冷却装置61采用去离子水或冷却液等介质，流量设为可调，加热源6加热及保温时流量较低，避免带走过多热量，加热源6降温时增大流量加快降温速度。所述冷却装置61的设置大幅提高了液化后的镁13的冷却速率，进一步提高了去除镁灰14的效率。

为了降低所述工作腔1内的水分子以及氧气的含量，请参阅图2，在一种金属镁13的预处理设备实施例中，还包括了：分子筛8、净化柱9、过滤管道10、循环泵11，所述过滤管道10为U型三通管；所述过滤管道10主管上设置有所述循环泵11，所述循环泵11用于抽取所述工作腔1内的气体；所述过滤管道10一支管设置有所述分子筛8，另一支管上设置有净化柱9，所述分子筛8、净化柱9用于吸收气体中的水分子和氧气；所述过滤管道10的三个管口均与所述工作腔1导通设置。需要说明的是，在本实施例中，所述循环泵11在设备运行过程中保持持续开启的状态，也可以采用间隔固定的时间开启的方式。具体的，所述循环泵11用于将所述工作腔1内的气体抽入到管道中去，气体顺着管道流至所述分子筛8、净化柱9中，所述工作腔1内保护气体经由所述分子筛8去除水分子，所述净化柱9内铜吸收氧气后进入工作腔1，所述工作腔1内气体是循环使用。当然，所述过滤管道10还可以为普通管道，即，只有两个开口的管道，所述分子筛8、净化柱9、循环泵11，且气体依次经过所述循环泵11、分子筛8、净化柱9；本实施例通过所述分子筛 8、净化柱9、过滤管道10、循环泵11的配合去除所述工作腔1内多余的水分子、氧气，使所述工作腔1内的空气水分子、氧气含量达到最小。

在某些实施例中，为了进一步节省能耗，在本实施例中还包括了水氧传感器，所述水氧传感器设置于所述工作腔1内，并与所述控制装置电连接，用于检测所述工作腔1内的水分子浓度、氧气浓度。需要说明的是，所述工作腔1内充满了保护气体，保护气体可为氮气或氦气等惰性气体，内部设置水氧传感器检测水氧含量，所述缓冲室2与所述工作腔1间设置第一阀门，缓冲室2另一侧设置第二阀门与外界连接，且第一阀门与第二阀门为常闭状态，内部均为保护气体环境。在坩埚12放入所述加热源6后，所述水氧传感器检测所述工作腔1内水氧含量均低于5ppm，所述加热源6才能加热坩埚12；当所述水氧传感器检测到水氧含量高于预设值后，所述循环泵11开始工作，待所述水氧传感器检测到水氧含量低于5ppm后，所述加热源6开始工作。

在某些实施例中，还包括清理装置15，所述清理装置15置于所述金属镁 13的预处理设备一侧，所述清理装置15用于清理坩埚12内的镁灰14。当镁灰14与镁13分离后，通过清理装置15清除煤灰，所述清理装置15可以为吸尘器，或者吹料机构，吹除镁13上方的镁灰14即氧化镁13。

所述控制装置用于执行如下方法步骤：

请参阅图2，驱动第二闸门5开启，将带有金属镁13的坩埚12放置于缓冲室2内，关闭第二闸门5；

驱动真空泵7开启，对缓冲室2进行抽真空；

驱动真空泵7关闭，并向缓冲室2内充入惰性气体；

请参阅图3，驱动第一闸门4打开，并驱动转移装置3抓取坩埚12，将坩埚12移动至加热源6内，关闭第一闸门4；

驱动水氧传感器判断水分子、氧气含量是否大于预设值；

若水分子、氧气含量大于预设值，驱动循环泵11抽气，待水分子、氧气含量低于预设值后，循环泵11停止抽气，请参阅图4，并驱动加热源6开启，加热带有金属镁13的坩埚12；

若水分子、氧气含量小于预设值，请参阅图4，驱动加热源6开启，加热带有金属镁13的坩埚12；

驱动加热源6关闭，驱动冷却装置61开启，待坩埚12冷却后，驱动第一闸门4开启；

驱动转移装置3将坩埚12移动至缓冲室2内，关闭第一闸门4；

开启第二闸门5，并移出坩埚12。

具体的，为实现上述目的，发明人还提供了一种金属处理设备的驱动方法，控制装置用于驱动所述金属处理设备执行如下步骤：

驱动第二闸门开启，将坩埚从所述金属处理设备外移动至缓冲室内；

驱动第二闸门关闭，并驱动真空泵抽真空；

驱动真空泵关闭，并通入保护气体；

驱动第一阀门开启，并驱动转移装置将坩埚移动至工作腔内的加热源中；

驱动第一闸门关闭，并开启加热源，待一定时长后关闭加热源；

驱动第一闸门开启，并驱动转移装置将坩埚从加热源上移动至缓冲室内，并关闭第一闸门；

最后驱动第二闸门开启，并将坩埚移动至所述金属处理设备外。

第一个方法：怎么预处理环境，然后进去加热，加热后怎么出来

进一步地，在某些实施例中，在所述驱动第一闸门关闭步骤后，还包括步骤：

驱动置于工作腔内的水氧传感器检测工作腔内的水氧含量是否低于水氧含量预设值；

若水氧含量低于水氧含量预设值，则控制装置驱动加热源启动；

若水氧含量高于水氧含量预设值，则控制装置驱动循环泵启动，待水氧含量预设值后，控制装置驱动加热源启动。

进一步地，在某些实施例中，在所述驱动第二闸门关闭，并驱动真空泵抽真空步骤时，还包括步骤：驱动压力传感器检测缓冲室内气压是否低于第一预设压力值；

若低于第一预设压力值，驱动真空泵停止抽真空，并通入保护气体；

若高于第一预设压力值，驱动真空泵继续抽真空，直至缓冲室内气压低于第一预设压力值，而后通入保护气体；

在所述驱动真空泵关闭，并通入保护气体步骤时，还包括步骤：驱动压力传感器检测缓冲室内冲入保护气体后的气压是否达到第二预设压力值；

若达到第二预设压力值，停止输入保护气体，并驱动第一闸门开启；

若未达到第二预设压力值，继续输入保护气体，直至缓冲室内气压达到第二预设压力值，而后停止输入保护气体，并驱动第一闸门开启。

需要说明的是，将镁13添加坩埚12内，为防止镁13液化后爆沸溢出坩埚12，材料添加量不超过坩埚12容量的70-80％；放置坩埚12前先打开所述第二阀门，然后坩埚12置于所述缓冲室2内，所述坩埚可以通过人工的方式放入所述缓冲室内，当然也可通过机械臂等方式；所述第二阀门闭合，所述真空泵7启动将缓冲室2内部气体抽出至第二预设压力值以下，即，第一预设压力值为5E-5Pa；所述真空泵7关闭，充入保护气体至第二预设压力值。其中，所述工作腔1为保护气体环境，保护气体可为氮气或氦气等惰性气体，内部设置所述水氧传感器检测水氧含量，另设置所述分子筛8及净化柱9，所述工作腔1内保护气体经由分子筛8去除水分子，净化柱9内铜吸收氧气后进入所述工作腔1，所述工作腔1内气体循环使用；所述缓冲室2与工作腔1 间设置所述第一阀门，所述缓冲室2另一侧设置第二阀门与外界连接，且所述第一阀门与第二阀门为常闭状态，内部均为保护气体环境；保护气体输气端可分别向工作腔1及缓冲室2补充及充填气体。打开所述第一阀门，所述转移装置3将坩埚12从载台取走并置于所述工作腔1指定所述加热源6内，所述第一阀门关闭；其中，所述加热源6采用电热丝62螺旋环绕均匀加热坩埚12形式，且坩埚12底部不布置电热丝62，电热丝62等距连续布置，高度不小于坩埚12高度的2/3，以实现坩埚12四周加热而底部不加热的形式，避免镁13液化后底部温度比上部温度高而造成爆沸；所述水氧传感器检测工作腔1内水氧含量均低于5ppm，即，水氧含量预设值为5ppm。加热源6才能加热坩埚12，加热源6工作温度设定至少高于镁13熔点(650℃)。设定坩埚 12受热时间，其内部金属镁13全部融化；氧化镁13熔点高密度小，镁灰14 逐渐漂浮于液态镁13上层；所述加热源6的加热温度及加热时间等由控制装置实现；在加热源6外部布设置冷却装置61，冷却装置61采用去离子水或冷却液等介质，流量设为可调，加热源6加热及保温时流量较低，避免带走过多热量，加热源6降温时增大流量加快降温速度。坩埚12达到受热时间后切断加热源6电源，冷却装置61冷却坩埚12，待坩埚12温度降至设定温度(操作人员安全温度)后打开所述第一阀门，所述转移装置3从加热源6中取出坩埚12放置到所述缓冲室2中的坩埚12载台，闭合所述第一阀门开启所述第二阀门，即可移出坩埚12。镁灰14堆积于材料上层，采用吸尘器等工具可将镁灰14直接吸出，其余较纯净固态镁13置于坩埚12底部，可移至蒸镀腔体生产成膜。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种金属处理设备，其特征在于，包括：工作腔、缓冲室、转移装置、第一闸门、第二闸门、加热源、真空泵、控制装置；

所述缓冲室位于工作腔一侧，并与所述工作腔连通；所述第一闸门设置于所述缓冲室与所述工作腔的连通处，所述第二闸门位于所述缓冲室一侧壁上；第一闸门用于隔绝第一闸门两侧的空气；第二闸门用于隔绝第二闸门两侧的空气；所述转移装置位于所述工作腔或所述缓冲室内；所述加热源置于所述工作腔内，用于加热坩埚；所述真空泵与所述缓冲室相导通设置；所述工作腔、缓冲室分别连接一根用于输送保护气体的管道；所述控制装置与所述转移装置、第一闸门、第二闸门、加热源和真空泵电连接。

2.根据权利要求1所述一种金属处理设备，其特征在于，所述加热源为多个。

3.根据权利要求1或2所述一种金属处理设备，其特征在于，所述加热源包括：冷却装置，所述冷却装置绕设于所述加热源上，并与所述控制装置电连接，所述冷却装置用于冷却所述加热源。

4.根据权利要求1所述一种金属处理设备，其特征在于，还包括：分子筛、净化柱、过滤管道和循环泵，所述过滤管道为U型三通管；所述过滤管道主管上设置有所述循环泵，所述循环泵用于抽取所述工作腔内的气体；所述过滤管道一支管设置有所述分子筛，另一支管上设置有净化柱，所述分子筛用于吸收气体中的水分子，所述净化柱用于吸收气体中的氧气；所述过滤管道的三个管口均与所述工作腔导通设置，所述循环泵与所述控制装置电连接。

5.根据权利要求1或4所述一种金属处理设备，其特征在于，还包括：水氧传感器，所述水氧传感器设置于所述工作腔内，并与所述控制装置电连接，用于检测所述工作腔内的水分子浓度和氧气浓度。

6.根据权利要求1所述一种金属处理设备，其特征在于，还包括：压力传感器，所述压力传感器分别置于所述工作腔和所述缓冲室内，用于检测所述工作腔和所述缓冲室内压力值，所述压力传感器与控制装置电连接。

7.根据权利要求1所述一种金属处理设备，其特征在于，所述转移装置为机械手臂，所述机械手臂设置于所述加热源靠近缓冲室的一侧，且设置于所述工作腔内。

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