CN215251126U - 一种镀膜材料的蒸发源结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学成膜技术领域，尤其是一种镀膜材料的蒸发源结构，该蒸发源结构包括石英坩埚、加热丝、保温片以及热电偶，其中所述加热丝设置在所述石英坩埚的外围且与所述石英坩埚的外轮廓形状相匹配，所述保温片围合在所述加热丝的外围且覆盖所述加热丝的加热范围，所述热电偶设置在所述石英坩埚的外侧用于测量所述石英坩埚的温度。本实用新型的优点是：可实现高挥发性镀膜材料的完全蒸发；可实现对高挥发性镀膜材料的蒸发温度的精确控制，有效保证系统的正常运行，同时可有效减少热损失，大大提高了能量利用率；既能有效降低蒸发源本体受热的形变量，又可在破真空时实现蒸发源的快速冷却，从而大大提高产品性能和生产效率。

Description

一种镀膜材料的蒸发源结构

技术领域

本实用新型涉及光学成膜技术领域，尤其是一种镀膜材料的蒸发源结构。

背景技术

目前，在蒸发成膜工艺执行时，通过在成膜室内配备蒸发源结构实现其镀膜材料的蒸发，镀膜材料在加热系统的加热下从石英坩埚内蒸发到产品上实现成膜。现有的蒸发源结构本身较为简单，无效精确控制石英坩埚内镀膜材料的加热温度，尤其是针对于高挥发性镀膜材料而言，若无法有效控制加热温度，往往还造成成膜质量的下降。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种镀膜材料的蒸发源结构，通过石英坩埚、加热丝、保温片以及热电偶的组合设计，适应于高挥发性镀膜材料的蒸发成膜工艺需要，提高成膜质量。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种镀膜材料的蒸发源结构，其特征在于：该蒸发源结构包括石英坩埚、加热丝、保温片以及热电偶，其中所述加热丝设置在所述石英坩埚的外围且与所述石英坩埚的外轮廓形状相匹配，所述保温片围合在所述加热丝的外围且覆盖所述加热丝的加热范围，所述热电偶设置在所述石英坩埚的外侧用于测量所述石英坩埚的温度。

在所述保温片的外围设置有水冷防护罩。

所述加热丝呈分段式结构，即沿所述石英坩埚的高度方向分为若干段加热丝，若干所述加热丝的连线与所述石英坩埚的外轮廓形状相匹配。

所述保温片呈分块式结构，即包括若干块保温片，若干块所述保温片的围合区域覆盖所述加热丝的加热范围。

所述石英坩埚外侧设置有两个所述热电偶，所述热电偶分别置于所述石英坩埚的顶部和底部。

本实用新型的优点是：可实现高挥发性镀膜材料的完全蒸发；可实现对高挥发性镀膜材料的蒸发温度的精确控制，有效保证系统的正常运行，同时可有效减少热损失，大大提高了能量利用率；既能有效降低蒸发源本体受热的形变量，又可在破真空时实现蒸发源的快速冷却，从而大大提高产品性能和生产效率。

附图说明

图1为本实用新型的第一种结构示意图；

图2为本实用新型的第二种结构示意图；

图3为本实用新型的第三种结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3所示，图中标记1-21分别表示为：水冷保护罩1、加热丝2、加热丝3、石英坩埚4、保温片5、保温片6、保温片7、保温片8、热电偶9、热电偶10、保温片11、保温片12、加热丝13、底板14、底板15、热电偶16、加热丝17、保温片18、保温片19、保温片20、热电偶21。

实施例一：本实施例中应用于高挥发性镀膜材料的蒸发源结构可承载例如CSI等镀膜材料。

如图1所示，本实施例中的蒸发源结构包括适应坩埚4，该石英坩埚4用于盛装镀膜材料。该石英坩埚4为瓶体状，其瓶口可选择适当的蒸发口径以满足蒸发成膜工艺的需要，可避免镀膜材料的堵塞，同时提高材料利用率。在本实施例中，石英坩埚4采用石英制成，其可提供良好的耐高温和低膨胀性能，可在恶劣环境下正常工作，同时具有良好的红外线穿透性，更便于热量的传递，保证对适应坩埚4内部所盛装的镀膜材料的加热效果。

如图1所示，在石英坩埚4的外围布置有两段用于对镀膜材料进行加热的加热丝，即加热丝2和加热丝3，其中加热丝2和加热丝3均围绕石英坩埚4布置且加热丝2位于加热丝3的上方，两者的连线与适应坩埚4的外轮廓形状相吻合适配，且完全覆盖石英坩埚4，以保证对石英坩埚4进行整体加热，避免加热盲区。与此同时，加热丝2对应于瓶体状的石英坩埚4的瓶口范围，而加热丝3则对应于石英坩埚4的瓶底范围，这样一来，可有效解决石英坩埚4内部的镀膜材料的蒸发性能所存在的差异问题；在使用时，加热丝分开加热控制，有效保证蒸镀材料受热均匀，蒸发完全。在本实施例中，加热丝2和加热丝3可采用耐高温钨钽合金制作，采用双层螺旋状加热丝结构设计，以保证加热温度及加热稳定性。

如图1所示，在加热丝2和加热丝3的外围分块式地布置有保温片5、保温片6、保温片7、保温片8。其中，保温片5设置在加热丝的上方，其既可避免热辐射损失，又能起到防污的作用，避免从石英坩埚4瓶口位置所蒸发出的镀膜材料与加热丝相接触，有效延长了加热丝使用寿命。保温片6设置在加热丝的侧向外围，保温片7设置在加热丝2和加热丝3之间，而保温片8则设置在加热丝的底部；保温片6、保温片7以及保温片8的组合结构可利用加热丝2和加热丝3的热辐射能量差异，有效保证石英坩埚4内的镀膜材料可自顶而下的完全蒸发。上述各保温片所围合构成的保温区域完全覆盖了加热丝2和加热丝3的加热范围，以对加热进行保温，。在本实施例中，采用保温片的多片式分块布置，可有效减小能量损失，从而保证热源中心的温度，大大提高了能量利用率。

如图1所示，在石英坩埚4和加热丝之间设置有两个热电偶，分别为热电偶9以及热电偶10，这两个热电偶分别用于测量温度，从而精确控制石英坩埚4内的镀膜材料的加热程度。在本实施例中，热电偶9用于测量石英坩埚4的瓶底温度，而热电偶10则用于测量石英坩埚4的瓶口温度。在本实施例中，对加热丝的加热温度的控制可利用PID进行控制，并结合两个热电偶的温度反馈，从而将加热丝设定至合理的输出值，可有效保证系统的正常运行，保证石英坩埚4内的镀膜材料自顶而下的完全蒸发同时可进一步减少能量消耗，降低成本。

如图1所示，在保温片的外围还设置有水冷防护罩1，该水冷防护罩1既能有效降低蒸发源本体受热的形变量，又可在破真空时实现蒸发源的快速冷却，从而大大提高产品性能和生产效率。本实施例中的水冷防护罩1的罩体内部可设置冷却水管，通过在冷却水管内循环冷却水使水冷防护罩1具有较低的温度，在完成蒸发成膜工艺后，可通过水冷防护罩1迅速降低石英坩埚4的温度，从而提高生产效率。同时，在蒸发成膜工艺执行时，需求温度较高，对部品进行冷却，可有效保护关键部品，提高使用寿命。

实施例二：本实施例相较于实施例一的不同之处在于，本实施例中的石英坩埚4用于盛装TLI等镀膜材料。

如图2所示，本实施例中的石英坩埚4呈上窄下宽的瓶体状，即瓶口的宽度小于瓶底的宽度。在石英坩埚4的外围设置有加热丝13，加热丝13的布设位置与石英坩埚4的外轮廓形状相吻合适配，其用于对该石英坩埚4进行加热。在加热丝13的外围设置有保温片11和保温片12，本实施例中的保温片11和保温片12构成双层保温层，可进一步有效减少热损失，提高能量利用率。在石英坩埚4的底部设置有用于安装适应坩埚4的底板14，该底板14与石英坩埚4之间可采用承插式结构相连接固定。在底板14的外围设置有底板15。热电偶16设置在加热丝13与保温片12之间，用于测量加热温度。

在本实施例中，加热丝13的顶部可采用涡状盘制结构，即石英坩埚4瓶口位置的加热丝13可采用涡状盘制结构，从而可使镀膜材料自顶而下的蒸发。加热丝13的底部可采用螺旋结构可使靶材受热均匀，蒸发完全。

实施例三：本实施例相较于实施例一的不同之处在于：本实施例中的石英坩埚4用于盛装SmI₂、YbI₂、EuI₂等镀膜材料。

如图3所示，在石英坩埚4的外围设置有加热丝17。在加热丝17的外围围合有由保温片18、保温片19、保温片20所构成的保温层。热电偶21用于测量加热温度，其设置在石英坩埚4的底部。相较于实施例一而言，在本实施例中由于所盛装的镀膜材料用量较少，因此石英坩埚4的体积较小且其外围所布置的加热丝17不采用分段式布置，即可保证加热效果。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (5)

1.一种镀膜材料的蒸发源结构，其特征在于：该蒸发源结构包括石英坩埚、加热丝、保温片以及热电偶，其中所述加热丝设置在所述石英坩埚的外围且与所述石英坩埚的外轮廓形状相匹配，所述保温片围合在所述加热丝的外围且覆盖所述加热丝的加热范围，所述热电偶设置在所述石英坩埚的外侧用于测量所述石英坩埚的温度。

2.根据权利要求1所述的一种镀膜材料的蒸发源结构，其特征在于：在所述保温片的外围设置有水冷防护罩。

3.根据权利要求1所述的一种镀膜材料的蒸发源结构，其特征在于：所述加热丝呈分段式结构，即沿所述石英坩埚的高度方向分为若干段加热丝，若干所述加热丝的连线与所述石英坩埚的外轮廓形状相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种镀膜材料的蒸发源结构，其特征在于：所述保温片呈分块式结构，即包括若干块保温片，若干块所述保温片的围合区域覆盖所述加热丝的加热范围。

5.根据权利要求1所述的一种镀膜材料的蒸发源结构，其特征在于：所述石英坩埚外侧设置有两个所述热电偶，所述热电偶分别置于所述石英坩埚的顶部和底部。

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