CN2813637Y - 卧式电子束蒸发式真空镀膜机 - Google Patents

Abstract

一种工件以水平方向作旋转轴旋转的卧式电子束蒸发式真空镀膜机，电子束蒸发枪安装于工件架内部，工件架旋转轴为水平方向，工件以水平方向为轴进行公转或公自转。镀膜机主要由真空容器，电子束蒸发枪，工件架，反应充气系统，工件加热系统，真空抽气系统，膜厚测量控制系统组成。由于采用了卧式结构，从而使工件装载量大为提高且装载更为方便。实现了高效率、低成本镀膜。同时可以非常容易对圆柱状及管状工件以及大型工件进行均匀镀膜。

Description

卧式电子束蒸发式真空镀膜机

技术领城  本实用新型涉及一种以水平方向为旋转轴的的卧式电子束蒸发式真空镀膜设备，特别适用于替代传统的以竖直方向为旋转轴的立式电子束蒸发式真空镀膜设备，用于圆柱型、管型、不规则形状以及体积较大的需要进行外表面镀膜的工件镀膜。

背景技术  现有的真空镀膜技术，是通过制造一个金属容器，利用真空泵对容器进行抽气，使容器内环境为真空状态，镀膜材料和被镀工件置于容器内，通过加热镀膜材料，使其因受热而蒸发从而沉积于工件表面形成膜层的技术。而电子束蒸发镀膜，是在真空容器内，通过电子束蒸发枪装置，产生6000伏以上的电压对电子进行加速，从而形成高能量的电子束轰击到镀膜材料上，使材料熔化而蒸发进行镀膜的技术。目前，公知的电子束蒸发式镀膜设备，是以竖直方向为旋转轴的立式结构，电子枪作为镀膜材料的蒸发装置，设置在真空容器的下部，材料向上方蒸发，通过安装拱形工件装夹盘，工件置于容器的上部以竖直方向为旋转轴进行转动。这种立式结构存在着很多缺点：

1、由于采用的是立式结构，工件盘离地高度过高，工件安装不方便，生产效率低。

2、由于工件只能安装在容器的上部，因此并没有充分利用容器的内部空间，因而造成工件装载量低，所以设备产量低，镀膜成本高。

3、由于受到材料是向上蒸发，受到蒸发角度的限制，立式结构的容器的水平方向截面积不能做得很大，对于大型工件难以装载，因而难以对此类工件进行镀膜，设备的通用性差。

4、工件盘呈拱型，工件盘难以设计成装载圆柱状或管状工件的公自转机构，因而对此类工件的镀膜存在极大困难，难以实现工件表面的均匀镀膜。

5、工件容易相互碰撞，损坏几率较高，甚至会造成废品。

发明内容  本实用新型镀膜设备克服了传统设备的以上缺点，它打破了传统立式电子束蒸发式镀膜设备的结构形式，采用以水平方向为旋转轴的卧式公转或公自转结构，实现了工件360度全面镀膜。使该设备与传统结构设备相比，空间利用率提高了3-5倍，产量提高了2-3倍，效率提高了2-3倍，成本下降了3-5倍。工件安装的高度为1-1.2米，比立式设备下降了50％，从而使工件安装更为方便。由于材料沿容器直径方向蒸发，可以进行管状和圆柱状以及不规则形状工件的均匀镀膜。另外容器直径可以做到2米以上，使设备可以进行直径φ500mm以上的大型工件的均匀镀膜。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该卧式电子束蒸发式镀膜机包括真空容器，真空抽气系统，工件架，电子束蒸发枪，电子束蒸发枪支架及挡板，工件加热系统，充气反应系统，膜厚控制仪。本真空镀膜机的特征是：卧式结构与电子束蒸发镀膜方式的结合，真空容器为卧式结构，工件架旋转轴为水平安装，工件以水平方向为轴进行旋转，传动输入也是水平安装，电子束蒸发枪安装于工件架内部。工件可围绕旋转轴作公转或公自转，电子束蒸发枪通过支架承托，支架两侧为与水平方向成0°至90°夹角的倾斜挡板。工件加热系统安装紧贴于电子束蒸发枪支架以及两侧倾斜挡板的下部。电子枪在高压及磁场偏转的作用下，产生高能电子束，打在坩锅的膜料上，产生3000℃-6000℃度高温，使膜料蒸发并沉积于工件的表面，在膜厚控制仪下，实现均匀镀膜。

本实用新型的有益效果是；设备具有大装载量、高效率、低成本的优点。同时可以实现管状、圆柱状、不规则形状工件以及直径φ500mm大型工件的均匀镀膜。

附图说明

图1是本实用新型的正面示意图。

图2是本实用新型的侧面示意图。

图1中，1、真空容器，2、工件架，3、电子束蒸发枪，4、工件加热系统，5、挡板，6、支架，7、传动输入，8、充气反应系统，9、膜厚控制仪。

图2中，1、真空容器，2、工件架，3、电子束蒸发枪，7、传动输入。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

具体实施方式

在图1中，真空容器(1)由金属材料焊接而成，容器为卧式前端开门或双端开门。工件架(2)置于真空容器(1)内，容器的直径和长度可根据生产需要确定。工件架(2)可由数十根轴组成，每根轴均可以围绕工件架中心轴作匀速公转或公自转。电子束蒸发枪(3)安装在工件架中间，以支架(6)承托，支架两侧为挡板(5)，支架及挡板下部安装工件加热系统(4)。电子束蒸发枪中，由通电发热的灯丝组成的电子源，在真空状态下发射出低能热电子，在6000伏以上的电压对电子进行加速，同时在偏转磁场的作用下，电子沿特定的弧线飞行，并会聚成束，入射到坩埚的镀膜材料上。通过动能到热能的转换，电子束使镀膜材料的表面产生高达3000℃-6000℃的高温，从而使镀膜材料熔化而蒸发，并沉积于工件的表面形成膜层。充气反应系统(8)可在镀膜过程中根据工艺需要充入反应气体，膜厚控制仪(9)用于对每层膜的厚度进行监控。整个镀膜过程如下：工件清洗干净，烘干，装在工件架转轴上，关上真空室大门，在电子束蒸发枪坩埚内装入镀膜材料。启动抽真空系统。同时为了提高镀膜膜层的牢固度，可以开启工件烘烤系统对工件进行加热。当真空度到达5×10^-3Pa以及烘烤温度达到设定值时，充入适当的反应气体，维持一定的真空度，就可以进行镀膜。通过变频器调频将工件架转速调节到合适的转速值。通过电子束蒸发枪坩埚转位选择镀膜材料。调整电子束蒸发枪的灯丝电流，先预熔材料，当材料预熔充分后加大灯丝电流。镀膜开始，根据膜厚仪读数在达到一定的镀膜厚度后关闭蒸发挡板然后将电子束蒸发枪灯丝电流调零。如果需要镀制两种或多种材料时则可以通过电子枪坩埚转位选择另外一种镀膜材料进行镀膜，直至符合设定的镀膜工艺为止。待真空室内温度达到合适值(如：60℃)时充气打开真空室大门，取出工件。

Claims (3)

1、一种卧式电子束蒸发式真空镀膜机，其特征是：卧式结构与电子束蒸发镀膜方式的结合，真空容器为卧式结构，工件架旋转轴为水平安装，工件以水平方向为轴进行旋转，传动输入也是水平安装，电子束蒸发枪安装于工件架内部。

2、根据权利要求1所述的卧式电子束蒸发式真空镀膜机，其特征是：工件可围绕旋转轴作公转或公自转，电子束蒸发枪通过支架承托，支架两侧为与水平方向成0°至90°夹角的倾斜挡板。

3、根据权利要求1所述的卧式电子束蒸发式真空镀膜机，其特征是：工件加热系统安装紧贴于电子束蒸发枪支架以及两侧倾斜挡板的下部。

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