CN219079643U - 一种蒸发装置及镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气相沉积镀膜技术领域，尤其涉及一种蒸发装置及镀膜设备。该蒸发装置包括蒸发锅、补液组件以及载气组件，蒸发锅内沿其高度方向间隔设置有多个蒸发腔室，并且蒸发锅内部和各个蒸发腔室的外壁之间填充有均温液体，补液组件能够向每个蒸发腔室内通入待蒸发液体，在不增大蒸发锅体积的基础上有效增大了待蒸发液体的表面积，从而增大了蒸发量，也保证了蒸发的稳定性。载气组件包括进气管路以及排气管路，进气管路用于向每个蒸发腔室内通入载气，排气管路用于将每个蒸发腔室内的蒸汽和载气排出，从而增大了蒸发腔室内部空气的流通速度，从而增大了蒸发量。镀膜设备通过应用上述蒸发装置，提高了涂层的沉积速度，也保证了涂层的均匀性。

Description

一种蒸发装置及镀膜设备

技术领域

本实用新型涉及气相沉积镀膜技术领域，尤其涉及一种蒸发装置及镀膜设备。

背景技术

气相沉积技术是利用气相中发生的物理、化学过程，在工件表面形成功能性的金属、非金属或化合物涂层。化学气相沉积是指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其他气体引入沉积室，在工件表面发生化学反应生成薄膜的过程。

涂层的沉积速度与蒸汽的流量相关，蒸汽的流量越大，沉积室内的沉积气流越稳定，涂层的沉积速度越快，涂层沉积的均匀性越好。蒸发装置是利用传统发泡装置，通过载气携带蒸发装置内蒸发的蒸汽直接进入沉积室内。由于蒸发装置内液态反应剂的蒸发速度主要受液体温度、液面表面积以及蒸发腔内空气流动速度的影响，液体的温度越高，液面的表面积越大，蒸发腔内空气的流动速度越大，蒸发速度越快，产生的蒸汽量越大。现有的蒸发装置为了增大蒸发量，通常增大蒸发腔的体积，但是大大增加了整个装置的占地面积，从而导致厂房空间利用率低。

因此，亟需一种蒸发装置及镀膜设备，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种蒸发装置，以在蒸发装置占地面积较小的情况下保证蒸发量和蒸发的稳定性。

本实用新型的另一个目的在于提供一种镀膜设备，在提高空间利用率的基础上提高涂层的沉积速度，保证涂层的均匀性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种蒸发装置，包括：

蒸发锅，所述蒸发锅内沿其高度方向间隔设置有多个蒸发腔室，并且所述蒸发锅内部和各个所述蒸发腔室的外壁之间填充有均温液体；

补液组件，所述补液组件能够向每个所述蒸发腔室内通入待蒸发液体；以及

载气组件，所述载气组件包括进气管路以及排气管路，每个所述蒸发腔室的进气口均与所述进气管路相导通，所述进气管路被配置为向每个所述蒸发腔室内通入载气，每个所述蒸发腔室的排气口均与所述排气管路相导通，所述排气管路被配置为将每个所述蒸发腔室内的蒸汽和所述载气排出。

作为优选方案，所述补液组件包括：

补液管路，每个所述蒸发腔室的进液口均与所述补液管路相导通，所述补液管路被配置为向每个所述蒸发腔室内通入所述待蒸发液体；以及

排液管路，每个所述蒸发腔室的排液口均与所述排液管路相导通，所述排气管路能将每个所述蒸发腔室内所述待蒸发液体排出，并且每个所述蒸发腔室的所述排液口和所述进液口均低于对应腔室内的所述进气口和所述排气口。

作为优选方案，所述补液管路包括补液主管以及多个补液分支管，每个所述补液分支管的一端均与所述补液主管相导通，另一端与对应的所述蒸发腔室的所述进液口相导通；

所述排液管路包括排液主管以及多个排液分支管，每个所述排液分支管的一端均与所述排液主管相导通，另一端与对应的所述蒸发腔室的所述排液口相导通；

每个所述补液分支管上均设置有第一开关阀，每个所述排液分支管上均设置有第二开关阀，并且所述第一开关阀和所述第二开关阀均位于所述蒸发锅的外侧。

作为优选方案，所述补液组件还包括：

液位计，每个所述排液分支管上均设置有所述液位计，并且所述液位计与对应的所述蒸发腔室相导通，所述液位计被配置为检测对应的所述蒸发腔室内的液位。

作为优选方案，所述进气管路包括进气主管以及多个进气分支管，每个所述进气分支管的一端均与所述进气主管相导通，另一端与对应的所述蒸发腔室的所述进气口相导通，并且每个所述进气分支管上均设置有流量控制阀，所述流量控制阀位于所述蒸发锅的外侧；

所述排气管路包括排气主管以及多个排气分支管，每个所述排气分支管的一端均与所述排气主管相导通，另一端与对应的所述蒸发腔室的所述排气口相导通。

作为优选方案，所述均温液体为均温油。

作为优选方案，所述均温油为甲基硅油。

作为优选方案，每个所述蒸发腔室内的所述待蒸发液体的液位均低于对应腔室内的所述进气口和所述排气口。

作为优选方案，所述蒸发装置还包括：

支撑环，相邻两个所述蒸发腔室之间通过所述支撑环支撑，并且所述支撑环的周向上间隔开设有多个进液孔。

一种镀膜设备，包括沉积室以及如上所述蒸发装置，所述排气管路与所述沉积室相导通，以将所述蒸发装置内的所述蒸汽和所述载气排入所述沉积室内。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种蒸发装置，该蒸发装置通过在蒸发锅内沿其高度方向间隔设置有多个蒸发腔室，并且蒸发锅内部和各个蒸发腔室的外壁之间填充均温液体，补液组件能够向每个蒸发腔室内通入待蒸发液体，在不增大蒸发锅体积的基础上大大增大了待蒸发液体的表面积，从而增大了蒸发量，均温液体的设置也保证了各个蒸发腔室温度均匀性，保证了蒸发的稳定性。此外，通过设置载气组件，载气组件的进气管路用于向每个蒸发腔室内通入载气，载气组件的排气管路用于将每个蒸发腔室内的蒸汽和载气排出，增大了蒸发腔室内部空气的流通速度，进一步增大了蒸发量。

本实用新型还提供了一种镀膜设备，通过应用上述蒸发装置向沉积室内通入蒸汽和载气，在提高空间利用率的基础上提高了涂层的沉积速度，也保证了涂层的均匀性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的蒸发装置的剖视图一；

图2是本实用新型实施例提供的蒸发装置的剖视图二；

图3是本实用新型实施例提供的支撑环的俯视图。

图中：

1、蒸发锅；11、蒸发腔室；111、进气口；112、排气口；113、进液口；114、排液口；12、均温液体；

2、补液组件；21、补液管路；211、补液主管；212、补液分支管；213、第一开关阀；22、排液管路；221、排液主管；222、排液分支管；223、第二开关阀；23、液位计；

3、载气组件；31、进气管路；311、进气主管；312、进气分支管；313、流量控制阀；32、排气管路；321、排气主管；322、排气分支管；

4、支撑环；41、进液孔。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种蒸发装置，该蒸发装置主要应用于化学气相沉积中，将液态反应剂的蒸汽及反应所需其他气体引入沉积室中，从而在工件表面发生化学反应生成薄膜。具体而言，如图1和图2所示，本实施例提供的蒸发装置包括蒸发锅1、补液组件2以及载气组件3，其中，蒸发锅1内沿其高度方向间隔设置有多个蒸发腔室11，并且蒸发锅1内部和各个蒸发腔室11的外壁之间填充有均温液体12，补液组件2能够向每个蒸发腔室11内通入待蒸发液体，载气组件3包括进气管路31以及排气管路32，每个蒸发腔室11的进气口111均与进气管路31相导通，进气管路31用于向每个蒸发腔室11内通入载气，每个蒸发腔室11的排气口112均与排气管路32相导通，排气管路32用于将每个蒸发腔室11内的蒸汽和载气排出。该蒸发装置通过在蒸发锅1内沿其高度方向间隔设置多个蒸发腔室11，并且蒸发锅1内部和各个蒸发腔室11的外壁之间填充均温液体12，补液组件2能够向每个蒸发腔室11内通入待蒸发液体，在不增大蒸发锅1体积的基础上大大增大了待蒸发液体的表面积，从而增大了蒸发量，使得蒸发装置在体积较小的情况下也能够满足蒸发量的需求，提高了空间利用率。此外，均温液体12的设置保证了各个蒸发腔室11温度的均匀性，保证了蒸发的稳定性。此外，通过设置载气组件3，载气组件3的进气管路31用于向每个蒸发腔室11内通入载气，载气组件3的排气管路32用于将每个蒸发腔室11内的蒸汽和载气排出，增大了蒸发腔室11内部空气的流通速度，进一步增大了蒸发量。

需要说明的是，在本实施例中，该蒸发装置主要应用于碳化硅沉积镀膜中，待蒸发液体为三氯甲基硅烷（MTS），载气为氢气（H₂）。此外，在本实施例中，通过设置加热组件对蒸发锅1加热，然后均温液体12将吸收的热量传递给各个蒸发腔室11。

优选地，在本实施例中，均温液体12为均温油，均温油性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，即使蒸发腔室11发生泄漏的危险，也保证了蒸发装置的安全性。具体而言，均温油为甲基硅油，甲基硅油具有防静电，耐高温的优点，进一步保证了安全性。

结合图1对进气管路31的具体结构进行说明，如图1所示，进气管路31包括进气主管311以及多个进气分支管312，每个进气分支管312的一端均与进气主管311相导通，每个进气分支管312的另一端与对应的蒸发腔室11的进气口111相导通，通入进气主管311中的载气如图中箭头方向所示通过各个进气分支管312通入对应的蒸发腔室11内，并且每个进气分支管312上均设置有流量控制阀313，流量控制阀313位于蒸发锅1的外侧。通过在每个进气分支管312上均设置有流量控制阀313，从而调节每个进气分支管312通入对应蒸发腔室11载气的流量，从而调节对应蒸发腔室11内的蒸发量。此外，通过将流量控制阀313设置在蒸发锅1的外侧，不仅便于调节流量控制阀313，也避免了蒸发锅1内的均温油脏污流量控制阀313，提高了对流量控制阀313的保护。由于流量控制阀313的具体结构以及调节原理属于现有技术，在此便不再赘述。

如图1所示，排气管路32包括排气主管321以及多个排气分支管322，其中，每个排气分支管322的一端均与排气主管321相导通，每个排气分支管322的另一端与对应的蒸发腔室11的排气口112相导通，蒸发腔室11内的载气和蒸汽如图中箭头方向所示通过对应的排气分支管322后汇总至排气主管321中，从而便于排气主管321将汇总的蒸汽和载气排入沉积室内。

优选地，在本实施例中，每个蒸发腔室11内的待蒸发液体的液位均低于对应腔室内的进气口111和排气口112，从而保证载气组件3通入的载气在待蒸发液体表面的上方流动，从而提高待蒸发液体的蒸发量。

结合图2对补液组件2的具体结构进行说明，如图2所示，补液组件2包括补液管路21以及排液管路22，其中，每个蒸发腔室11的进液口113均与补液管路21相导通，补液管路21用于向每个蒸发腔室11内通入待蒸发液体，每个蒸发腔室11的排液口114均与排液管路22相导通，排气管路32能将每个蒸发腔室11内待蒸发液体排出，并且每个蒸发腔室11的排液口114和进液口113均低于对应腔室内的进气口111和排气口112。通过设置排液管路22，当需要更换待蒸发液体或者需要清洗蒸发腔室11时，可通过排液管路22将残留的待蒸发液体排出。此外，在蒸发腔室11中，通过将排液口114和进液口113的设置位置低于对应腔室的进气口111和排气口112的设置位置，进一步保证了通入的载气在待蒸发液体的上方流通。

具体而言，补液管路21包括补液主管211以及多个补液分支管212，每个补液分支管212的一端均与补液主管211相导通，每个补液分支管212的另一端与对应的蒸发腔室11的进液口113相导通，补液主管211中通入的待蒸发液体通过各个补液分支管212后流入对应的蒸发腔室11中。排液管路22包括排液主管221以及多个排液分支管222，每个排液分支管222的一端均与排液主管221相导通，每个排液分支管222的另一端与对应的蒸发腔室11的排液口114相导通，蒸发腔室11内的待蒸发液体通过对应的排液分支管222流入补液主管211中排出。

此外，在本实施例中，每个补液分支管212上均设置有第一开关阀213，每个排液分支管222上均设置有第二开关阀223。当不需要往蒸发腔室11内通入待蒸发液体时，可将该蒸发腔室11对应的第一开关阀213闭合，当需要往蒸发腔室11内通入待蒸发液体时，可将该蒸发腔室11对应的第一开关阀213打开。当需要将蒸发腔室11内的待蒸发液体排出时，可将该蒸发腔室11对应的第二开关阀223打开，当不需要将蒸发腔室11内的待蒸发液体排出时，可将该蒸发腔室11对应的第二开关阀223闭合，从而能够独立控制每个蒸发腔室11的通入和排出情况。第一开关阀213和第二开关阀223的具体结构以及调节原理属于现有技术，在此便不再赘述。

优选地，在本实施例中，第一开关阀213和第二开关阀223均位于蒸发锅1的外侧，不仅便于操作第一开关阀213和第二开关阀223，也避免了蒸发锅1内的均温油脏污第一开关阀213和第二开关阀223，提高了对第一开关阀213和第二开关阀223的保护。

进一步地，如图2所示，本实施例提供的补液组件2还包括液位计23，每个排液分支管222上均设置有液位计23，并且液位计23与对应的蒸发腔室11相导通，液位计23用于检测对应的蒸发腔室11内的液位，从而便于检测各个蒸发腔室11内的液位信息，以便于及时向不足的蒸发腔室11内补充待蒸发液体。由于液位计23的具体结构以及检测原理属于现有技术，在此便不再赘述。

需要说明的是，在排液分支管222上，液位计23位于对应的第二开关阀223的上游，从而保证即使第二开关阀223处于闭合状态，排液分支管222上的液位计23也能够与对应的蒸发腔室11导通，从而便于液位计23检测对应的蒸发腔室11内的液位。

此外，如图2和图3所示，本实施例提供的蒸发装置还包括支撑环4，相邻两个蒸发腔室11之间通过支撑环4支撑，并且支撑环4的周向上间隔开设有多个进液孔41。该支撑环4的设置保证了相邻两个蒸发腔室11之间间隔排布，保证均温油能够通过支撑环4上的进液孔41遍布在蒸发腔室11的外周，进一步保证了对蒸发腔室11加热的均匀性。

本实施例还提供了一种镀膜设备，该镀膜设备包括沉积室以及上述蒸发装置，排气主管321与沉积室相导通，以将蒸发装置内的蒸汽和载气排入沉积室内。本实施例提供的镀膜设备，通过应用上述蒸发装置向沉积室内通入蒸汽和载气，在提高空间利用率的基础上提高了涂层的沉积速度，也保证了涂层的均匀性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蒸发装置，其特征在于，包括：

蒸发锅（1），所述蒸发锅（1）内沿其高度方向间隔设置有多个蒸发腔室（11），并且所述蒸发锅（1）内部和各个所述蒸发腔室（11）的外壁之间填充有均温液体（12）；

补液组件（2），所述补液组件（2）能够向每个所述蒸发腔室（11）内通入待蒸发液体；以及

载气组件（3），所述载气组件（3）包括进气管路（31）以及排气管路（32），每个所述蒸发腔室（11）的进气口（111）均与所述进气管路（31）相导通，所述进气管路（31）被配置为向每个所述蒸发腔室（11）内通入载气，每个所述蒸发腔室（11）的排气口（112）均与所述排气管路（32）相导通，所述排气管路（32）被配置为将每个所述蒸发腔室（11）内的蒸汽和所述载气排出。

2.根据权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，所述补液组件（2）包括：

补液管路（21），每个所述蒸发腔室（11）的进液口（113）均与所述补液管路（21）相导通，所述补液管路（21）被配置为向每个所述蒸发腔室（11）内通入所述待蒸发液体；以及

排液管路（22），每个所述蒸发腔室（11）的排液口（114）均与所述排液管路（22）相导通，所述排气管路（32）能将每个所述蒸发腔室（11）内所述待蒸发液体排出，并且每个所述蒸发腔室（11）的所述排液口（114）和所述进液口（113）均低于对应腔室内的所述进气口（111）和所述排气口（112）。

3.根据权利要求2所述的蒸发装置，其特征在于，所述补液管路（21）包括补液主管（211）以及多个补液分支管（212），每个所述补液分支管（212）的一端均与所述补液主管（211）相导通，另一端与对应的所述蒸发腔室（11）的所述进液口（113）相导通；

所述排液管路（22）包括排液主管（221）以及多个排液分支管（222），每个所述排液分支管（222）的一端均与所述排液主管（221）相导通，另一端与对应的所述蒸发腔室（11）的所述排液口（114）相导通；

每个所述补液分支管（212）上均设置有第一开关阀（213），每个所述排液分支管（222）上均设置有第二开关阀（223），并且所述第一开关阀（213）和所述第二开关阀（223）均位于所述蒸发锅（1）的外侧。

4.根据权利要求3所述的蒸发装置，其特征在于，所述补液组件（2）还包括：

液位计（23），每个所述排液分支管（222）上均设置有所述液位计（23），并且所述液位计（23）与对应的所述蒸发腔室（11）相导通，所述液位计（23）被配置为检测对应的所述蒸发腔室（11）内的液位。

5.根据权利要求1～4任一项所述的蒸发装置，其特征在于，所述进气管路（31）包括进气主管（311）以及多个进气分支管（312），每个所述进气分支管（312）的一端均与所述进气主管（311）相导通，另一端与对应的所述蒸发腔室（11）的所述进气口（111）相导通，并且每个所述进气分支管（312）上均设置有流量控制阀（313），所述流量控制阀（313）位于所述蒸发锅（1）的外侧；

所述排气管路（32）包括排气主管（321）以及多个排气分支管（322），每个所述排气分支管（322）的一端均与所述排气主管（321）相导通，另一端与对应的所述蒸发腔室（11）的所述排气口（112）相导通。

6.根据权利要求1～4任一项所述的蒸发装置，其特征在于，所述均温液体（12）为均温油。

7.根据权利要求6所述的蒸发装置，其特征在于，所述均温油为甲基硅油。

8.根据权利要求1～4任一项所述的蒸发装置，其特征在于，每个所述蒸发腔室（11）内的所述待蒸发液体的液位均低于对应腔室内的所述进气口（111）和所述排气口（112）。

9.根据权利要求1～4任一项所述的蒸发装置，其特征在于，所述蒸发装置还包括：

支撑环（4），相邻两个所述蒸发腔室（11）之间通过所述支撑环（4）支撑，并且所述支撑环（4）的周向上间隔开设有多个进液孔（41）。

10.一种镀膜设备，其特征在于，包括沉积室以及权利要求1～9任一项所述蒸发装置，所述排气管路（32）与所述沉积室相导通，以将所述蒸发装置内的所述蒸汽和所述载气排入所述沉积室内。

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