CN219156953U - 多蒸发源装置及真空系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种多蒸发源装置及真空系统，多蒸发源装置包括：真空法兰；以及多个蒸发源组件，设置在真空法兰上，多个蒸发源组件包括：第一蒸发源组件，包括：第一坩埚，用于盛放第一蒸发源材料；第一加热装置，与第一坩埚热耦合，用于加热第一坩埚中盛放的第一蒸发源材料；以及第二蒸发源组件，包括：第二坩埚，用于盛放第二蒸发源材料；第二加热装置，与第二坩埚热耦合，用于加热第二坩埚中盛放的第二蒸发源材料。

Description

多蒸发源装置及真空系统

技术领域

本公开涉及真空蒸发镀膜技术，特别涉及一种多蒸发源装置及真空系统。

背景技术

真空蒸镀法是目前应用较为广泛的一种镀膜方法，是真空内加热坩埚，使坩埚内的材料升华从而实现蒸发镀膜的技术。常见蒸发源一般包括单个坩埚和与坩埚配套的加热装置。如果需要更换材料一般需要更换蒸发源，或同时通过多个窗口安装多个蒸发源，拆卸不便。另外，现有蒸发源的坩埚容量较小，能够容纳的蒸镀材料有限，无法满足需要大量蒸镀材料的镀膜工艺的需求。

实用新型内容

本公开提供了一种多蒸发源装置，其特征在于，包括：真空法兰；以及多个蒸发源组件，设置在真空法兰上，多个蒸发源组件包括：第一蒸发源组件，包括：第一坩埚，用于盛放第一蒸发源材料；第一加热装置，与第一坩埚热耦合，用于加热第一坩埚中盛放的第一蒸发源材料；以及第二蒸发源组件，包括：第二坩埚，用于盛放第二蒸发源材料；第二加热装置，与第二坩埚热耦合，用于加热第二坩埚中盛放的第二蒸发源材料。

在一些实施例中，多蒸发源装置还包括：快门组件，用于遮挡多个蒸发源组件中的一个或多个。

在一些实施例中，快门组件包括：挡板，包括至少一个叶片；以及驱动装置，与挡板连接，用于驱动挡板转动，以遮挡多个蒸发源组件中的一个或多个。

在一些实施例中，驱动装置包括：传动杆，与挡板连接，以通过转动驱动挡板转动；磁驱动装置，与真空法兰真空密封连接，磁驱动装置的输出端与传动杆连接用于驱动传动杆转动；或者驱动装置包括：传动杆，与挡板连接，以通过转动驱动挡板转动；密封轴承，与真空法兰真空密封连接；驱动电机，驱动电机的输出端通过密封轴承与传动杆连接，用于驱动传动杆转动。

在一些实施例中，第一加热装置包括：第一加热片，围绕第一坩埚且沿第一坩埚的侧壁外围蜿蜒延伸；和/或第二加热装置包括：第二加热片，围绕第二坩埚且沿第二坩埚的侧壁外围蜿蜒延伸。

在一些实施例中，多蒸发源装置还包括：第一水冷组件，与第一坩埚热耦合，用于与第一坩埚进行热交换；和/或第二水冷组件，与第二坩埚热耦合，用于与第二坩埚进行热交换。

在一些实施例中，第一水冷组件，包括：第一循环腔，围绕第一坩埚设置；第一进水管，与第一循环腔连通，用于向第一循环腔输送冷却水；以及第一出水管，与第一循环腔连通，用于将冷却水从第一循环腔内排出；和/或第二水冷组件，包括：第二循环腔，围绕第二坩埚设置；第二进水管，与第二循环腔连通，用于向第二循环腔输送冷却水；以及第二出水管，与第二循环腔连通，用于将冷却水从第二循环腔内排出。

在一些实施例中，多蒸发源装置还包括：第一支架，包括：第一支撑筒，用于容纳第一坩埚；第一保温层，设置在第一支撑筒内，用于保持第一坩埚的温度；以及第一架体，用于支撑第一支撑筒，和/或第二支架，包括：第二支撑筒，用于容纳第二坩埚；第二保温层，设置在第二支撑筒内，用于保持第二坩埚的温度；以及第二架体，用于支撑第二支撑筒。

在一些实施例中，多蒸发源装置还包括：第三蒸发源组件，包括：第三坩埚，用于盛放第三蒸发源材料；第三加热装置，与第三坩埚热耦合，用于加热第三坩埚中盛放的第三蒸发源材料。

本公开提供了一种真空系统，包括：真空腔；样品台，设置在真空腔内，用于承载样品；以及根据本公开中任一项实施例的多蒸发源装置，多蒸发源装置的真空法兰安装在真空腔上，多蒸发源装置的多个蒸发源组件用于对样品进行蒸镀。

根据本公开一些实施例的多蒸发源装置能够带来有益的技术效果。例如，本公开一些实施例的多蒸发源装置能够解决常规技术中以下问题中的一项或多项：更换蒸发源材料操作繁琐、拆卸不便、坩埚容量小、无法满足工业镀膜需求，能够实现更换蒸发源材料操作简单、坩埚容量大、既适用于科研镀膜、也适用于工业镀膜的技术效果。

根据本公开一些实施例的真空系统能够带来有益的技术效果。例如，本公开一些实施例的真空系统能够解决常规技术中以下问题中的一项或多项：更换蒸发源材料操作繁琐、更换材料时容易破坏腔体内真空、不适用于工业镀膜，能够实现更换蒸发源材料操作简单、无需破坏腔体内真空、既适用于科研镀膜、也适用于工业镀膜的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出根据本公开一些实施例的多蒸发源装置的结构示意图；

图2示出根据本公开一些实施例的多蒸发源装置的截面示意图；

图3示出根据本公开一些实施例的加热片的结构示意图；

图4示出根据本公开一些实施例的快门组件的结构示意图；

图5示出根据本公开一些实施例的快门组件的工作状态示意图；以及

图6示出根据本公开一些实施例的真空系统的结构示意图。

在上述附图中，各附图标记分别表示：

100 多蒸发源装置

10 真空法兰

11 第一电馈通

20 蒸发源组件

21a 第一蒸发源组件

211a第一坩埚

212a第一加热装置

2121a第一加热片

2122a PBN固定圈

21b 第二蒸发源组件

211b 第二坩埚

30 第一支架

31 第一支撑筒

32 第一坩埚支撑架

33 第一保温层

34 第一架体

35 加热电极导杆

40 第二支架

50 快门组件

51 挡板

52 驱动装置

521 磁驱动装置

522 连接轴

523 传动杆

524 固定块

60 第二水冷组件

61 第二循环腔

62 第二进水管

63 第二出水管

200 真空腔

300 样品台

1000 真空系统

具体实施方式

下面将结合附图对本公开一些实施例进行描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开示例性实施例，而不是全部的实施例。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，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公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接；可以是两个元件内部的连通。在本公开的描述中，远端或远侧是指深入真空环境(例如，真空腔)的一端或一侧，近端或近侧是与远端或远侧相对的一端或一侧(例如，远离真空腔的一端或一侧，或者真空腔内靠近真空腔壁的一端或一侧等等)。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

图1示出根据本公开一些实施例的多蒸发源装置100的结构示意图。图2示出根据本公开一些实施例的多蒸发源装置100的截面示意图。

如图1和图2所示，多蒸发源装置100可以包括真空法兰10和多个蒸发源组件20。多个蒸发源组件20可以设置在真空法兰10上。多个蒸发源组件20可以包括第一蒸发源组件21a和第二蒸发源组件21b。

本领域技术人员可以理解，虽然在本公开的一些实施例中多个蒸发源组件20可以包括第一蒸发源组件21a和第二蒸发源组件21b，但是多个蒸发源组件20也可以包括数量大于两个的蒸发源组件。此外，虽然本公开中以结构相似的第一蒸发源组件21a和第二蒸发源组件21b为例，但是多个蒸发源组件20中可以包括不同的蒸发源组件。例如，第一蒸发源组件21a和第二蒸发源组件21b可以具有不同的结构。

如图1和图2所示，第一蒸发源组件21a可以包括第一坩埚211a和第一加热装置212a。第一坩埚211a能够用于盛放第一蒸发源材料(例如，低饱和蒸汽压高纯材料等)，第一加热装置212a可以与第一坩埚211a热耦合，能够用于加热第一坩埚211a中盛放的第一蒸发源材料(例如，低饱和蒸汽压高纯材料等)。类似地，第二蒸发源组件21b可以包括第二坩埚211b和第二加热装置(图中未示出)。第二坩埚211b能够用于盛放第二蒸发源材料(例如，高饱和蒸汽压高纯材料等)，第二加热装置可以与第二坩埚211b热耦合，能够用于加热第二坩埚211b中盛放的第二蒸发源材料(例如，高饱和蒸汽压高纯材料等)。

本领域技术人员可以理解，第一坩埚211a中盛放的第一蒸发源材料和第二坩埚211b中盛放第二蒸发源材料可以相同或不同。实际上，多个蒸发源组件20中的各个蒸发源组件20盛放的蒸发源材料可以全部相同、部分相同、部分不同或全部不同。虽然本公开中第一坩埚211a中可以盛放低饱和蒸汽压高纯材料，第二坩埚211b中可以盛放高饱和蒸汽压高纯材料，但是这仅是示例性的，第一坩埚211a中也可以盛放高饱和蒸汽压高纯材料，第二坩埚211b中也可以盛放低饱和蒸汽压高纯材料。

在本公开的一些实施例中，以第一蒸发源组件21a为例进行说明，第二蒸发源组件21b的结构和功能与第一蒸发源组件21a相似，在此不再赘述。图3示出根据本公开一些实施例的加热片2121a的结构示意图。

如图1-3所示，在本公开的一些实施例中，第一加热装置212a可以包括第一加热片2121a。第一加热片2121a围绕第一坩埚211a且沿第一坩埚211a的侧壁外围蜿蜒延伸。第一加热片2121a可以在至少一个固定环(例如，热解氮化硼陶瓷(PBN)固定圈)2122a的固定下呈筒状环绕第一坩埚211a。第一加热片2121a通过电阻式发热，达到对第一坩埚211a的升温效果。由于第一加热片2121a是片状结构，发热区域更大，更加集中，能够更有效地对第一坩埚211a盛放的第一蒸发源材料进行加热，以对样品进行蒸镀。

在本公开的一些实施例中，多蒸发源装置100还可以包括第一支架30和第二支架40。在本公开的一些实施例中，以第一支架30为例进行说明，第二支架40的结构和功能可以与第一支架30相似，在此不再赘述。

如图2所示，在本公开的一些实施例中，第一支架30可以包括第一支撑筒31、第一坩埚支撑架32、第一保温层33和第一架体34。第一支撑筒31可以用于容纳第一坩埚211a，第一支撑筒31的上沿与第一坩埚211a的上沿卡合连接，使第一坩埚211a固定在第一支撑筒31内。第一加热片2121a设置在第一支撑筒31和第一坩埚211a之间。第一支撑筒31可以由耐高温的金属材料制成(例如，金属钽等)。

如图2所示，在本公开的一些实施例中，第一坩埚支撑架32设置在第一支撑筒31内且位于第一坩埚211a底部，能够用于对第一坩埚211a进行支撑，使第一坩埚211a更加稳定。在一些实施例中，第一坩埚支撑架32也可以省略，第一坩埚211a可以直接设置在第一支撑筒31内。第一保温层33设置在第一支撑筒31内，且与第一支撑筒31的内壁贴合。在本公开的一些实施例中，第一保温层33由凹凸点多层金属片组成，每层金属片间点接触，导热效果较差，从而能够起到良好的隔热功能。第一架体34能够用于支撑第一支撑筒31，第一架体34一端与第一支撑筒31固定连接，另一端与真空法兰10固定连接，能够使第一支撑筒31固定在真空法兰10上。

如图2所示，在本公开的一些实施例中，第一支架30还可以用于支承加热电极导杆35。加热电极导杆35通过真空法兰10上的第一电馈通11与第一加热电源(图中未示出)连接，以向第一加热片2121a通电，使其对第一坩埚211a进行加热。

图4示出根据本公开一些实施例的快门组件50的结构示意图。图5示出根据本公开一些实施例的快门组件50的工作状态示意图。

如图1、图2、图4和图5所示，在本公开的一些实施例中，多蒸发源装置100还可以包括快门组件50，能够用于遮挡多个蒸发源组件20(例如，第一蒸发源组件21a和/或第二蒸发源组件21b)中的一个或多个。

如图4所示，在本公开的一些实施例中，快门组件50可以包括挡板51和驱动装置52。挡板51可以包括至少一个叶片。虽然如图1、图2、图4和图5中仅示出单个叶片的实施例，但是挡板51可以包括多个叶片，用于同时遮挡多个蒸发源组件20。单个叶片的尺寸可以大于一个或多个坩埚的尺寸，以遮挡一个或多个坩埚。例如，如图5所示，叶片末端的直径大于第一坩埚211a和第二坩埚211b的直径。此外，挡板51可以包括间隔设置的多个叶片，用于同时遮挡不相邻的多个蒸发源组件20。

驱动装置52与挡板51连接，能够用于驱动挡板51转动，以遮挡多个蒸发源组件20中的一个或多个(例如，第一蒸发源组件21a和/或第二蒸发源组件21b)。

如图4所示，在本公开的一些实施例中，驱动装置51包括磁驱动装置521、连接轴522、传动杆523以及固定块524。磁驱动装置521的法兰口与真空法兰10真空密封连接，磁驱动装置521的输出端从法兰口穿出，通过连接轴522与传动杆523固定连接，以驱动传动杆523转动。固定块524固定在传动杆523的远端，挡板51通过螺丝固定连接在固定块524上，以使其能够随传动杆523的转动而转动。

如图5所示，在本公开的一些实施例中，可以分别在第一坩埚211a和第二坩埚211b中放入所需要蒸镀的蒸发源材料(例如，高饱和蒸汽压高纯材料、低饱和蒸汽压高纯材料)。将多蒸发源装置100安装到真空腔，对第一坩埚211a内的蒸发源材料进行加热，挡板51转动至第二坩埚211b上，使第二坩埚211b内的蒸发源材料无法蒸出。当第一坩埚211a蒸镀完毕，挡板51在驱动装置51的驱动下转动至第一坩埚211a上方，使第一坩埚211a内的蒸发源材料无法蒸出，以达到仅使用第二坩埚211b的目的。

本领域技术人员可以理解，虽然图1-图5仅示出了一个挡板51，但实际上挡板51的数量也可以为两个或三个，形成风扇状，在蒸发源组件20的数量大于两个的情况下，通过转动遮挡多个蒸发源组件20中的一个或多个。

本领域技术人员可以理解，在本公开的一些实施例中，驱动装置包括磁驱动装置仅是示例性的。在本公开的另一些实施例中，驱动装置还可以包括传动杆、密封轴承以及驱动电机。传动杆与挡板连接，以通过转动驱动挡板转动。密封轴承能够用于真空密封，驱动电机的输出端通过密封轴承与传动杆连接，传动杆在驱动电机的驱动下转动，以遮挡多个蒸发源组件20中的一个或多个。

如图1和图2所示，在本公开的一些实施例中，多蒸发源装置100还可以包括第一水冷组件(图中未示出)和第二水冷组件60。第一水冷组件与第一坩埚211a热耦合，能够用于与第一坩埚211a进行热交换。第二水冷组件60与第二坩埚211b热耦合，能够用于与第二坩埚211b进行热交换。在本公开的一些实施例中，第一水冷组件和第二水冷组件60的结构相似，图2中省略了第一水冷组件，仅以第二水冷组件60为例进行说明，对第一水冷组件不再赘述。

如图1和图2所示，在本公开的一些实施例中，第二水冷组件60可以包括第二循环腔61、第二进水管62和第二出水管63。第二循环腔61围绕第二坩埚211b设置。第二进水管62与第二循环腔61连通，能够用于向第二循环腔63输送冷却水，且第二进水管62部分在第二循环腔61内蜿蜒延伸，使得第二循环腔61内部能够完全被冷却水充满，不会有空水区域，起到最大的降温效果。第二出水管63与第二循环腔61连通，用于将冷却水从第二循环腔61内排出。

在本公开的一些实施例中，第一蒸发源组件21a和第二蒸发源组件21b在工作过程中需要高温加热，第一坩埚211a和第二坩埚211b可能在热传导效应下相互影响，影响镀膜效果和成品质量。使用第一水冷组件和第二水冷组件60可以起到隔热和散热的效果，保证镀膜效果且延长设备使用寿命。

本领域技术人员可以理解，虽然本公开的一些实施例中，多蒸发源装置100还可以包括第一水冷组件(图中未示出)和第二水冷组件60。但是，多蒸发源装置100也可以仅包括第一水冷组件或第二水冷组件。类似地，多蒸发源装置100也可以不包括水冷组件。

在本公开的一些实施例中，多蒸发源装置100还可以包括第三蒸发源组件。第三蒸发源组件可以包括：第三坩埚，用于盛放第三蒸发源材料；第三加热装置，与第三坩埚热耦合，用于加热第三坩埚中盛放的第三蒸发源材料。此外，多蒸发源装置100还可以包括更多蒸发源组件，这些蒸发源组件可以具有与以上的第一蒸发源组件21a和第二蒸发源组件21b类似或不同的结构。

图6示出根据本公开一些实施例的真空系统1000的结构示意图。

如图6所示，真空系统1000可以包括真空腔200、样品台300以及多蒸发源装置100。样品台300置在真空腔200内，能够用于承载样品。多蒸发源装置100的真空法兰10可以安装在真空腔200上，多蒸发源装置100的多个蒸发源组件20能够用于对样品进行蒸镀。多蒸发源装置100可以装填满足工业级别的镀膜需求的蒸发源材料，镀膜过程中无需再拆卸蒸发源添加或更换蒸发源材料，缩短生产时间，提高生产效率，降低生产成本。

需要指出的是，以上仅为本公开的示例性实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多蒸发源装置，其特征在于，包括：

真空法兰；以及

多个蒸发源组件，设置在所述真空法兰上，

所述多个蒸发源组件包括：

第一蒸发源组件，包括：

第一坩埚，用于盛放第一蒸发源材料；

第一加热装置，与所述第一坩埚热耦合，用于加热所述第一坩埚中盛放的所述第一蒸发源材料；以及

第二蒸发源组件，包括：

第二坩埚，用于盛放第二蒸发源材料；

第二加热装置，与所述第二坩埚热耦合，用于加热所述第二坩埚中盛放的所述第二蒸发源材料。

2.根据权利要求1所述的多蒸发源装置，其特征在于，还包括：

快门组件，用于遮挡多个蒸发源组件中的一个或多个。

3.根据权利要求2所述的多蒸发源装置，其特征在于，所述快门组件包括：

挡板，包括至少一个叶片；以及

驱动装置，与所述挡板连接，用于驱动挡板转动，以遮挡多个蒸发源组件中的一个或多个。

4.根据权利要求3所述的多蒸发源装置，其特征在于，

所述驱动装置包括：

传动杆，与所述挡板连接，以通过转动驱动所述挡板转动；

磁驱动装置，与所述真空法兰真空密封连接，所述磁驱动装置的输出端与所述传动杆连接用于驱动所述传动杆转动；或者

所述驱动装置包括：

传动杆，与所述挡板连接，以通过转动驱动所述挡板转动；

密封轴承，与所述真空法兰真空密封连接；

驱动电机，所述驱动电机的输出端通过所述密封轴承与所述传动杆连接，用于驱动所述传动杆转动。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的多蒸发源装置，其特征在于，

所述第一加热装置包括：第一加热片，围绕所述第一坩埚且沿所述第一坩埚的侧壁外围蜿蜒延伸；和/或

所述第二加热装置包括：第二加热片，围绕所述第二坩埚且沿所述第二坩埚的侧壁外围蜿蜒延伸。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的多蒸发源装置，其特征在于，还包括：

第一水冷组件，与所述第一坩埚热耦合，用于与所述第一坩埚进行热交换；和/或

第二水冷组件，与所述第二坩埚热耦合，用于与所述第二坩埚进行热交换。

7.根据权利要求6所述的多蒸发源装置，其特征在于，

所述第一水冷组件，包括：

第一循环腔，围绕所述第一坩埚设置；

第一进水管，与所述第一循环腔连通，用于向所述第一循环腔输送冷却水；以及

第一出水管，与所述第一循环腔连通，用于将所述冷却水从第一循环腔内排出；和/或

所述第二水冷组件，包括：

第二循环腔，围绕所述第二坩埚设置；

第二进水管，与所述第二循环腔连通，用于向所述第二循环腔输送冷却水；以及

第二出水管，与所述第二循环腔连通，用于将所述冷却水从第二循环腔内排出。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的多蒸发源装置，其特征在于，还包括：

第一支架，包括：

第一支撑筒，用于容纳所述第一坩埚；

第一保温层，设置在所述第一支撑筒内，用于保持所述第一坩埚的温度；以及

第一架体，用于支撑所述第一支撑筒，和/或

第二支架，包括：

第二支撑筒，用于容纳所述第二坩埚；

第二保温层，设置在所述第二支撑筒内，用于保持所述第二坩埚的温度；以及

第二架体，用于支撑所述第二支撑筒。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的多蒸发源装置，其特征在于，还包括：第三蒸发源组件，包括：

第三坩埚，用于盛放第三蒸发源材料；

第三加热装置，与所述第三坩埚热耦合，用于加热所述第三坩埚中盛放的所述第三蒸发源材料。

10.一种真空系统，其特征在于，包括：

真空腔；

样品台，设置在所述真空腔内，用于承载样品；以及

根据权利要求1-9中任一项所述的多蒸发源装置，所述多蒸发源装置的真空法兰安装在所述真空腔上，所述多蒸发源装置的多个蒸发源组件用于对所述样品进行蒸镀。

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