一種真空鍍膜的加熱基片架的製作方法

2023-07-20 20:06:11

專利名稱：一種真空鍍膜的加熱基片架的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及製備種類薄膜的設備，具體地說是一種用於承載 基片的真空鍍膜的加熱基片架。
背景技術：
真空鍍膜技術的應用已遍及各個領域，鍍膜的方法有很多種，較 為常用的是真空蒸發鍍膜，是通過蒸發源加熱使膜材蒸發。常用的蒸 發源有電阻式加熱蒸發源、電子東式蒸發源、空心熱陰極等離子束蒸 發源、感應式加熱蒸發源等，其中電阻式加熱蒸發源使用較多。作為
真空鍍膜重要的環節，蒸發源在設計時，需要注意以下幾點第一，
蒸發源要使膜材有較高的蒸發率，並能存儲足夠的膜材；第二，膜材 的蒸發率應能夠容易控制；第三，蒸發源在長時間的工作中要具有可 靠的穩定性；第四，蒸發源需有較長的使用壽命。現有的蒸發源其電 阻絲難於固定和東縛，可靠性較差，使用壽命也不高，很難滿足上述 的要求。
而目前使用的基片架，靶材與基片是相對固定的，無論靶材選擇 什麼材料，距離都不可調，因此服制了靶材的選擇範圍，也降低了鍍 膜的效率。此外，現有基片架在鍍膜過程中，基片固定，鍍膜均勾性 差，質量不高。再有，鍍膜裸露在外，很容易被汙染，降低了膜層質 量。

實用新型內容
為了解決上述現有基片架及蒸發源存在的問題，本實用新型的目 的在於提供一種基片託可旋轉、鍍膜均勻的真空鍍膜的加熱基片架。
本實用新型的另一目的在於提供一種蒸發源可伸縮的真空鍍膜 的加熱基片架，可適用於不同的膜材。
本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的 本實用新型包括蒸發源、傳動組件、支撐組件及步進電機磁力轉
軸，步進電機磁力轉軸安裝在支撐組件上，蒸發源設置在傳動組件上、
並通過傳動組件與步進電機磁力轉軸連動。
其中所述支撐組件由第一、二支撐盤中間設置多個支撐杆構成，
步進電機磁力轉軸安裝在第二支撐盤上；在第二支撐盤上還安裝有直
動撥叉，其上設有伸縮機構；伸縮機構位於第一、二支撐盤之間，一端連接直動撥叉，另一端由第一支撐盤穿出、並設有固定託，在固定
託上均布有多個與蒸發源相連接的固定杆；伸縮機構為四連杆機構； 所述傳動組件包括第一連接杆、轉動託、轉動杆及第一、二齒輪，第 一連接杆的一端與步進電機磁力轉軸相連，另一端由支撐組件穿出、 並連接第一齒輪，第二齒輪與第一齒輪嚙合傳動；轉動託安裝在第二 齒輪上，在轉動託上均布有多個與蒸發源相連接的轉動杆；所述蒸發 源包括爐盤、爐盤架、基片託、加熱罩、隔熱片及簡式隔熱片，加熱 罩的底部與轉動杆相連接，基片託固接在加熱罩的頂部，與加熱罩一 起隨轉動杆旋轉；爐盤架位於加熱罩的內部、與固定杆相連接，外罩 有簡式隔熱片的爐盤安裝在爐盤架的頂部，在爐盤與爐盤架之間設有 隔熱片；基片託上開有第一凹槽；爐盤上電阻絲的兩側均布有多個第 二凹槽；在爐盤的中心開有熱偶引入口，電阻絲引入、引出口分別位 於熱偶引入口的兩側；支撐組件上安裝有磁力轉軸，其通過第二連接 杆與基片擋板相連接，基片擋板通過磁力轉軸可繞第二連接杆旋轉； 在支撐組件上還安裝有四芯引線組件，其上設有四個電極，其中兩個 連接加熱電源及蒸發源上的電阻絲，另外兩個連接溫度傳感器及溫度 顯示儀。
本實用新型的優點與積極效果為
1. 本實用新型的基片在鍍膜過程中可旋轉，大大提高了鍍膜的 均勻性，保證了膜層質量。
2. 本實用新型的靶材和基片之間的距離可以調節，針對不同的 膜材可以選擇不同的距離，從而擴大了靶材的選擇範圍，提高了鍍膜 效率；並且，伸縮機構運動靈活，伸縮距離大。
3. 蒸發源的爐盤結構簡單，設置的第二凹槽很好地突破了電阻 絲難以固定和東縛的難點，避免電阻絲因受熱變形而脫開爐盤造成短 路，延長了蒸發源的使用壽命，提高了蒸發源的可靠性。
4. 熱偶固定在基片託的正下方，能夠準確地測量出加熱溫度。
5. 本實用新型的基片託上設置的第一凹槽，增大了熱阻，減少 了熱傳導，有效地起到了聚熱的作用。
6. 本實用新型的基片擋板對基片起到防護作用，屏蔽了汙染， 提高了膜層質量。
7. 本實用新型結構簡單、可靠性好，工作效率高。

圖l為本實用新型的整體結構示意圖之一； 圖2為圖1中蒸發源的剖視圖； 圖3為圖2中爐盤的俯視圖；圖4為圖3的A—A視圖5為本實用新型的整體結構示意圖之二；
其中l為基片擋板，2為蒸發源，3為轉動杆，4為固定杆，5 為固定託，6為第一齒輪，7為第一支撐盤，8為第一連接杆，9為支 撐杆，IO為第二連接杆，ll為第二支撐盤，12為四芯引線組件，13 為步進電機磁力轉軸，14為直動撥叉，15為磁力轉軸，16為伸縮機 構，17為第二齒輪，18為轉動託，19為第一凹槽，20為爐盤，21 為爐盤架，22為基片託，23為簡式隔熱片，24為加熱罩，25為隔熱 片，26為接線柱，27為螺釘，28為第二凹槽，29為電阻絲引入口， 30為熱偶引入口， 31為電阻絲引出口。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
如圖1及圖5所示，本實用新型包括蒸發源2、傳動組件、支撐 組件及步進電機磁力轉軸13。支撐組件由第一、二支撐盤7、 11及 支撐杆9組成，第一支撐盤7為三角形，第一支撐盤ll為圓形，在 第一支撐盤7的三個角上分別與三個支撐杆9的一端固定連接，三個 支撐杆9的另 一端固定在第二支撐盤11上。在第二支撐盤11上分別 安裝有四芯引線組件l2、步進電機磁力轉軸13、直動撥叉14及磁力 轉軸15。傳動組件包括第一連接杆8、轉動託18、轉動杆3及第一、 二齒輪6、 17,第一連接杆8的一端與步進電機磁力轉軸13相連， 另一端由第一支撐盤7穿出、並連接第一齒輪6,第二齒輪17與第 一齒輪6嚙合傳動；轉動託18安裝在第二齒輪17上，在轉動託18 上均布有多個轉動杆3。在第一、二支撐盤7、 ll之間容置一個伸縮 機構16 (本實施例為四連杆機構)，其一端與直動撥叉14相連，另 一端由第一支撐盤7穿出、並設有固定託5，在固定託5上均布有多 個固定杆4。第二連接杆IO的一端連接磁力轉軸15,另一端與基片 擋板1相連接，基片擋板1通過磁力轉軸15的驅動可繞第二連接杆 IO旋轉。四芯引線組件12上設有四個電極，其中兩個連接加熱電源 及蒸發源2上的電阻絲，另外兩個連接溫度傳感器及溫度顯示儀，加 熱電源通過四芯引線組件12接到蒸發源2的電阻絲上，根據不同的 加熱溫度選擇不同材料的電阻絲。
如圖2~4所示，蒸發源2包括由陶瓷材料模具製成的爐盤20和 爐盤架21、基片託22、加熱罩24、隔熱片25以及簡式隔熱片23, 加熱罩24的底部與轉動杆3相連接，基片託22通過銷固定在加熱罩 24的頂部，與加熱罩24 —起隨轉動杆3旋轉。爐盤架21位於加熱 罩24的內部、與固定杆5相連接，外罩有簡式隔熱片23的爐盤20安裝在爐盤架21的頂部，在爐盤20與爐盤架21之間設有隔熱片25。 基片託22及加熱罩24能夠轉動而爐盤架21不能轉動但可以在伸縮 機構16的驅動下伸縮，既能實現基片加熱，又能實現基片轉動，使 膜層更加均勻。加熱罩24、隔熱片25及簡式隔熱片23形成熱量保 護空間，可減少熱量損失。基片託22的上下兩面均開有第一凹槽19， 增大了熱阻，減少了熱傳導，有效地起到了聚熱的作用。爐盤20上 電阻絲的兩側均布有多個第二凹槽28,在加熱的過程中，可防止電 阻絲因受熱變形而脫開爐盤造成短路。在爐盤20的中心開有熱偶引 入口 30，電阻絲引入、引出口 29、 31分別位於熱偶引入口 30的兩 側。爐盤20上設有接線柱26，螺釘27緊固在接線柱26上，用於連 接電阻絲和導線。熱偶固定在基片託22的正下方，因此，測量數據 最接近基片的真實溫度。
本實用新型的工作原理為當基片成膜時，磁力轉軸15驅動第 二連接杆10旋轉，使基片擋板l旋開。通過手動調節直動撥叉14， 使其帶動伸縮機構16運動，固定託5在伸縮機構16的帶動下，控制 蒸發源2中的爐盤架21前後伸縮需要的距離，伸縮距離視膜材而定。 步進電機磁力轉軸13工作，驅動第一連接杆8旋轉，通過第一、二 齒輪6、 17的嚙合傳動，驅動加熱罩24及其上的基片託22旋轉，基 片託22在轉動的同時加熱到需要的溫度，進行鍍膜且保持鍍膜的均 勻性。不工作時，將基片擋板l旋轉至擋住基片，防止汙染基片的純 度。
本實施例選用熔點為150(TC的鐵鉻鋁製成的絲狀電阻式加熱源， 其加熱溫度高，溫度可自由控制，加熱絲的熱變形對蒸發源的使用壽 命影響小，通過調整的爐盤架的伸縮距離和基片託的旋轉速度，能夠 很好地控制鍍膜的性能。本實用新型的基片旋轉速度可在5~60轉/ 分鐘範圍內選擇，不同膜材選擇不同的轉速勻速旋轉。
權利要求1.一種真空鍍膜的加熱基片架，其特徵在於包括蒸發源(2)、傳動組件、支撐組件及步進電機磁力轉軸(13)，步進電機磁力轉軸(13)安裝在支撐組件上，蒸發源(2)設置在傳動組件上、並通過傳動組件與步進電機磁力轉軸(13)連動。
2. 按權利要求1所述的真空鍍膜的加熱基片架，其特徵在於 所述支撐組件由第一、二支撐盤(7、 11)中間設置多個支撐杆(9) 構成，步進電機磁力轉軸(13)安裝在第二支撐盤(11)上；在第二 支撐盤(11)上還安裝有直動撥叉(14),其上設有伸縮機構(16); 伸縮機構U6)位於第一、二支撐盤(7、 11)之間， 一端連接直動 撥叉(14),另一端由第一支撐盤(7)穿出、並設有固定託(5)，在 固定託(5)上均布有多個與蒸發源(2)相連接的固定杆(4)。
3. 按權利要求2所述的真空鍍膜的加熱基片架，其特徵在於 所述伸縮機構(16)為四連杆機構。
4. 按權利要求1或2所述的真空鍍膜的加熱基片架，其特徵在 於所述傳動組件包括第一連接杆(8)、轉動託(18)、轉動杆(3) 及第一、二齒輪(6、 17),第一連接杆(8)的一端與步進電機磁力 轉軸(13)相連，另一端由支撐組件穿出、並連接第一齒輪(6),第 二齒輪(17)與第一齒輪(6)嚙合傳動；轉動託(18)安裝在第二 齒輪(17)上，在轉動託(18)上均布有多個與蒸發源(2)相連接 的轉動杆(3)。
5. 按權利要求1或2所述的真空鍍膜的加熱基片架，其特徵在 於所述蒸發源(2 )包括爐盤(20 )、爐盤架(21 )、基片託(22 )、 加熱罩(24)、隔熱片(")及簡式隔熱片(23),加熱罩(24)的底 部與轉動杆(3)相連接，基片託(22)固接在加熱罩(24)的頂部， 與加熱罩(24) —起隨轉動杆(3)旋轉；爐盤架(21)位於加熱罩(24)的內部、與固定杆(5)相連接，外罩有簡式隔熱片(23)的 爐盤(20)安裝在爐盤架(21)的頂部，在爐盤(20)與爐盤架(21) 之間設有隔熱片(25)。
6. 按權利要求5所述的真空鍍膜的加熱基片架，其特徵在於 所述基片託(22)上開有第一凹槽"9)。
7. 按權利要求5所述的真空鍍膜的加熱基片架，其特徵在於 所述爐盤(20)上電阻絲的兩側均布有多個第二凹槽(28);在爐盤(20)的中心開有熱偶引入口 (30)，電阻絲引入、引出口 (29、 31)分別位於熱偶引入口 (30)的兩側。
8. 按權利要求1或2所述的真空鍍膜的加熱基片架，其特徵在 於所述支撐組件上安裝有磁力轉軸(15),其通過第二連接杆(IO) 與基片擋板(1)相連接，基片擋板(1)通過磁力轉軸(15)可繞第 二連接杆(10)旋轉。
9. 按權利要求1或2所述的真空鍍膜的加熱基片架，其特徵在 於在支撐組件上還安裝有四芯引線組件(12),其上設有四個電極， 其中兩個連接加熱電源及蒸發源(2)上的電阻絲，另外兩個連接溫 度傳感器及溫度顯示儀。
專利摘要本實用新型涉及製備種類薄膜的設備，具體地說是一種用於承載基片的真空鍍膜的加熱基片架，包括蒸發源、傳動組件、支撐組件及步進電機磁力轉軸，步進電機磁力轉軸安裝在支撐組件上，蒸發源設置在傳動組件上、並通過傳動組件與步進電機磁力轉軸連動。本實用新型的基片在鍍膜過程中可旋轉，提高了鍍膜的均勻性，保證了膜層質量；靶材和基片之間的距離可以調節，針對不同的膜材可以選擇不同的距離，從而擴大了靶材的選擇範圍，提高了鍍膜效率；蒸發源的爐盤結構簡單，很好地突破了電阻絲難以固定和束縛的難點，避免電阻絲因受熱變形而脫開爐盤造成短路，延長了蒸發源的使用壽命，提高了蒸發源的可靠性；基片擋板對基片起到防護作用，屏蔽了汙染。
文檔編號C23C14/50GK201158704SQ200820010150
公開日2008年12月3日 申請日期2008年1月11日 優先權日2008年1月11日
發明者呂鑫淼, 冬 張, 徐寶利, 李重茂, 王雲琴, 趙崇凌, 趙科新, 趙長存, 郭東民, 高樹愛 申請人:中國科學院瀋陽科學儀器研製中心有限公司