保持受熱坩堝之水平度的方法
2023-09-16 08:34:40
專利名稱：保持受熱坩堝之水平度的方法
技術領域：
本發明涉及一種方法和設備，用以在坩堝熱膨脹期間保持坩堝的水平度。
通常，在真空腔室內採用坩堝陣列來製造例如合金感光器。坩堝陣列可由兩列或多列電阻加熱的坩堝組成。這些坩堝是通過在一段連續材料(一般是304不鏽鋼)上將數個凹腔衝壓成各坩堝而形成。這些凹腔通常被稱為盤並且存在許多坩堝和盤尺寸的組合。某些坩堝甚至是鍍鉻的，以防止感光器合金和坩堝材料相互反應。幾年來，坩堝已有效地應用在蒸發沉積系統中，但是總存在一個問題，即補償坩堝材料在沉積系統進行工作的如700華氏度下的熱膨脹。坩堝的長度可多至115英寸，並業已觀察到當加熱時其長度約膨脹0.5到1.0英寸。在加熱時，如果將坩堝的兩端固定，坩堝會以拱起(上或下)或扭曲(左右地)的形式膨脹，從而改變熔融合金液池的深度，進而引起所謂分離現象(存在於發光器材料中的硒元素和碲元素分離以及所用輸送材料中砷和硒的分離)，並且在某些情況下可能造成不完全的蒸發，而導致從電子學的觀點看是難以接受的產品。坩堝的拱起和/或扭曲也會因合金濺射而導致塗鍍缺陷。受熱坩堝的拱起將改變坩堝一部分的高度或水平度。
以前的設計已經採取了措施以處理坩堝膨脹問題。這些現有的張緊系統可很好的補償坩堝的長度增加。然而，在將坩堝固定於現有張緊系統之處，這些現有技術系統往往會改變坩堝的高度或水平度。而且，這些現有技術系統還常有卡死失效的問題，這是因為例如有幾層硒塗鍍在該系統上而阻礙運動。
圖1示出了現有技術張緊系統2，其中一坩堝6的前緣4頂在一塊連接於彈簧10的端板8上。然而，隨著坩堝膨脹，圖1的系統將對坩堝端部施加一個向下的力，該力可能會不理想地改變坩堝的高度，並產生上述問題。此外，由於該系統上的塗層可能阻礙運動，圖1所示的系統易於卡死失效。
本發明的目的是儘可能減小或克服與傳統張緊系統相關的上述缺陷。
Erhart等的美國專利3,746,502，Levchenko等的美國專利4,700,660，和Noma等的美國專利4,854,264公開了傳統的蒸發坩堝和真空蒸發設備，所有這些公開物在此作為參考。
本發明涉及一種方法，用以在坩堝的熱膨脹期間保持具有一第一端部和一第二端部的坩堝的水平度，包括在加熱坩堝期間在第一端部上沿平行於坩堝長度的方向提供一個連續拉力。
在本發明的實施例中還提供了一種方法，用以在坩堝的熱膨脹期間保持具有一第一端部和一第二端部的坩堝的水平度，包括固定第二端部以儘可能減小坩堝的移動；和在加熱坩堝期間在整個第一端部沿平行於坩堝長度的方向提供一個連續拉力。
參照附圖，並通過下面的描述，將更明顯地了解本發明的其它方面圖1是現有技術張緊系統的示意性剖視圖；圖2是本發明設備的最佳實施例的剖視圖；圖3是圖2所示實施例的俯視圖。
除特別說明，在附圖中相同的參考號表示相同的零件。
圖2和3示出了一個用以在坩堝熱膨脹期間保持坩堝6的水平度的最佳設備12。坩堝帶有一第一端部14和一第二端部(未示出)，並且其上畫出了多個凹腔16。坩堝的第一端部14在坩堝的前緣4處通過一角架20和螺栓22連接於一最好由不鏽鋼製成的纜繩18。角架(其上最好塗有非導電陶瓷材料)沿第一端部14的相當一部分寬度延伸並允許纜繩沿坩堝的第一端部的一段，最好沿整個第一端部，施加一個拉力。由於空間的限制，為方便設備的一部分在坩堝下方定位，纜繩18繞過一個可調惰輪24，該惰輪可由陶瓷材料製成。纜繩的另一端部通過例如壓接連接與一拉伸彈簧26連接。一張力裝置30，例如一螺栓，連接於彈簧26，以調節纜繩的張力。彈簧26的作用是在坩堝長度擴張或收縮時儘可能減小纜繩張力的任何變化。張力裝置30通過一襯套34和一帶螺紋的調節襯套36安裝在支架32上。一防塵管38覆蓋彈簧26和一部分張力裝置30。一個例如由不鏽鋼製成的保護罩40保護纜繩，角架，和惰輪以防它們被塗鍍，以便儘可能減小或克服因防礙運動而造成的張緊失效問題。圖中還示出了連接於坩堝的電源接線42。坩堝的第二端部(未示出)被固定於例如一個安裝在一基板上的角架上，以儘可能減小坩堝的移動。
本發明設備的另一實施例是彈簧以及張力裝置位於與坩堝大致相同的高度，而不是在其下方。在該實施例中無需採用惰輪。
在第一端部上的拉力可以在坩堝受熱之前，期間和之後施加。坩堝的熱膨脹可略微減小纜繩的張力，因而略微減小第一端部上的拉力。坩堝冷卻時的收縮可略微增加纜繩的張力，因而略微增加第一端部上的拉力。這樣在坩堝加熱和冷卻期間拉力的大小可以變化。在坩堝加熱前纜繩的初始張力例如在約10到約50磅的範圍內，最好在約30到約40磅的範圍內，尤其是約35磅。
通過在第一端部上沿平行於坩堝長度的方向提供一個拉力，該設備在坩堝熱膨脹期間可保持坩堝的水平度，而不會在坩堝的第一端部施加任何向上或向下的力。此外，以這樣一種方式指向的拉力避免了受熱膨脹的坩堝產生扭曲(左右地)，這是因為該拉力促使坩堝以直線方式膨脹。這樣本發明的方法和設備儘可能減小了或避免了受熱坩堝的拱起和/或扭曲，而如果對此變形不加以校正就會造成上述塗鍍缺陷等問題。
在閱讀了本說明書之後，本領域技術人員可看出本發明的其它變化，這些變化應包括在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種在坩堝熱膨脹期間保持具有一第一端部和一第二端部的坩堝的水平度的方法，包括在坩堝的加熱期間在第一端部沿平行於坩堝長度的方向提供一個連續的拉力。
2.如權利要求1所述的方法，還包括固定住第二端部以儘可能減小坩堝的移動。
3.如權利要求1所述的方法，還包括在坩堝加熱之前和加熱結束而收縮之後在第一端部沿平行於坩堝長度的方向提供該連續的拉力。
4.如權利要求3所述的方法，其中在坩堝熱膨脹期間該連續拉力減小，在坩堝收縮期間該拉力增加。
5.如權利要求1所述的方法，其中該拉力由一纜繩提供，該纜繩在坩堝加熱前的初始張力在約10到50磅的範圍內。
6.如權利要求1所述的方法，其中該拉力由一纜繩提供，該纜繩在坩堝加熱前的初始張力在約30到40磅的範圍內。
7.如權利要求1所述的方法，其中在坩堝受熱前該拉力是可調的。
8.如權利要求1所述的方法，其中沿坩堝的整個第一端部提供有該拉力。
9.一種在坩堝熱膨脹期間保持具有一第一端部和一第二端部的坩堝的水平度的方法，包括固定住第二端部以儘可能減小坩堝的移動；並且在坩堝的加熱期間在整個第一端部沿平行於坩堝長度的方向提供一個連續的拉力。
全文摘要
本發明公開了一種在坩堝熱膨脹期間保持具有一第一端部和一第二端部的坩堝的水平度的方法，包括在坩堝的加熱期間在第一端部沿平行於坩堝長度的方向提供一個連續的拉力。
文檔編號F27B14/08GK1137573SQ96101799
公開日1996年12月11日 申請日期1996年3月5日 優先權日1995年4月21日
發明者L·J·波特, J·A·阿波龍尼, B·A·李斯, F·L·庫恩, L·A·雷裡利亞, 小·J·沃茲尼亞克 申請人:施樂公司