專利名稱：電子束蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以電子轟擊法為特征的電子束蒸發(fā)器。
電子束蒸發(fā)器通稱為電子槍，是真空鍍膜機(jī)的核心部件，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、光學(xué)儀器儀表業(yè)等領(lǐng)域蒸鍍電學(xué)膜、光學(xué)膜、介質(zhì)膜與功能性薄膜。
常用的電子束蒸發(fā)器，由支承板、陰極組件、加速極、電磁偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、坩堝及水冷器組成，其中陰極組件由帶絕緣子的陰極支桿、陰極絲、聚焦極構(gòu)成，電磁偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由勵(lì)磁線圈和極靴構(gòu)成，由陰極組件、加速極形成的電子束經(jīng)電磁偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)偏轉(zhuǎn)后轟擊施鍍材料，兼作為陽極的坩堝由水冷器冷卻，置于坩堝內(nèi)的施鍍材料受電子束轟擊，產(chǎn)生汽化蒸發(fā)，沉積在工件表面形成薄膜。
這種電子束蒸發(fā)器的突出優(yōu)點(diǎn)是能使各種高熔點(diǎn)的施鍍材料汽化而蒸發(fā)，如對(duì)于SiO2粉末經(jīng)過預(yù)熔而蒸發(fā)，于是這種電子束蒸發(fā)器至今在形成光學(xué)薄膜工藝中仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。但存在如下缺陷。
1.由于坩堝容量有限，置于坩堝內(nèi)的施鍍材料在幾分鐘至十分鐘內(nèi)蒸發(fā)貽盡，無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)蒸發(fā)。
2.施鍍材料是借助重力作用置放于坩堝內(nèi)，其蒸發(fā)方向只能是自下而上，不能實(shí)現(xiàn)其他方向蒸發(fā)。
3.沉積多層膜時(shí)，更換的施鍍材料需要再次經(jīng)過電子束來回掃描進(jìn)行預(yù)熔，而這種預(yù)熔時(shí)間往往很長(zhǎng)，無法滿足長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)蒸發(fā)的要求。
本發(fā)明的目的在于提供一種蒸發(fā)時(shí)間特別長(zhǎng)的電子束蒸發(fā)器，設(shè)有由施鍍材料制成的棒狀靶和使棒狀靶旋轉(zhuǎn)提升的旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)，電子束對(duì)棒狀靶上端面作掃描轟擊，使靶材汽化蒸發(fā)沉積在工件表面。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用了以下技術(shù)措施1.將施鍍材料制成棒狀靶，布置在兼作陽極的坩堝軸線上，為了布置棒狀靶，同軸地在坩堝和支承板上各開一個(gè)通孔。
2.為了使棒狀靶的靶面均勻蒸發(fā)及連續(xù)工作，設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)，使棒狀靶不斷旋轉(zhuǎn)且緩慢地提升，保持靶面始終處于同一高度，直至靶材耗盡。
3.為使靶面均勻蒸發(fā)，在勵(lì)磁線圈的勵(lì)磁電壓上疊加一個(gè)三角波電壓，使電子束在靶面上作徑向往復(fù)掃描。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體內(nèi)容。
如

圖1所示，一種電子束蒸發(fā)器，包括支承板3，陰極組件4，加速極5，電磁偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6，坩堝7以及水冷套H，其中陰極組件4由帶絕緣子的陰極支桿41、陰極絲42、聚焦極43組成，電磁偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6由勵(lì)磁線圈61和極靴62構(gòu)成、陰極組件4、加速極5形成的電子束在極靴62間偏轉(zhuǎn)后轟擊施鍍材料，施鍍材料蒸汽沉積在工件表面，其特征是施鍍材料制成棒狀體，布置在原坩堝7的軸線處構(gòu)成接受電子束轟擊的棒狀靶B，該棒狀靶B由一個(gè)旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)8帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明電子束蒸發(fā)器設(shè)有底盤1、支承桿2以及旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)8，旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)8由夾持器81、彈性襯套82、齒輪83、升降滑塊84、螺桿85、導(dǎo)桿86以及花鍵軸87組成，其中螺桿85、導(dǎo)桿86以及花鍵軸87的兩端分別安裝在底盤1和支承板3上;夾持器81上開有一個(gè)用于布置棒狀靶B和彈性襯套82的沉孔，升降滑塊84上設(shè)有一個(gè)與螺桿85相配合的螺孔、兩個(gè)與導(dǎo)桿86配合的通孔、一個(gè)用于布置齒輪83及其軸承的沉孔，棒狀靶B、夾持器81、彈性襯套82、齒輪83及其軸承同軸布置，且通過螺釘與升降滑塊84連為一體，齒輪83與花鍵軸87嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)的花鍵軸87和螺桿85分別帶動(dòng)棒狀靶B作旋轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。
在同一個(gè)電子束蒸發(fā)器中配置多個(gè)旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)8，裝上不同材料的棒狀靶B，加以依次切換，則該蒸發(fā)器可用于形成多層膜。施鍍材料為粉末狀的，可應(yīng)用粉末冶金法，將其制造成棒狀體供本電子束蒸發(fā)器使用。
對(duì)陰極組件4施加幾千伏直流負(fù)高壓，陰極絲42兩端施加幾十伏電壓直至產(chǎn)生電子熱發(fā)射，支承板3、加速極5、電磁偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6、坩堝7、旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)8均為地電位。
在勵(lì)磁線圈61的勵(lì)磁電壓中疊加一個(gè)三角波電壓，電子束便在靶面上作徑向往復(fù)掃描。棒狀靶B工作時(shí)，由于作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)且緩慢上升，加上電子束作徑向往復(fù)掃描，使靶面始終處于同一高度。
本發(fā)明的棒狀靶B及使棒狀靶B作旋轉(zhuǎn)提升運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)8同時(shí)適用于偏轉(zhuǎn)式電子束蒸發(fā)器、直式電子槍蒸發(fā)器及其他形式的電子束蒸發(fā)器。
同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)。
1.施鍍材料制成棒狀體，其連續(xù)工作時(shí)間可達(dá)到一百小時(shí)至數(shù)百小時(shí)，有助于實(shí)現(xiàn)蒸鍍工藝產(chǎn)業(yè)化。而以坩堝盛料蒸發(fā)只能連續(xù)蒸發(fā)數(shù)十分鐘。
2.對(duì)粉狀施鍍材料，如陶瓷粉料可加入適量的石臘，用粉末冶金法制成棒料，同樣可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)數(shù)百小時(shí)的連續(xù)蒸鍍。
3.由于施鍍材料制成棒料，不需要坩堝容器，其蒸鍍的方向可以任意選擇，而現(xiàn)有的電子束蒸發(fā)器只能是以自下而上的方式蒸鍍。
4.旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)可以設(shè)置多個(gè)，依次切換這些機(jī)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)蒸鍍。
5.由于棒料不斷旋轉(zhuǎn)和緩慢上升，其上端面受電子束往復(fù)掃描轟擊，棒料受熱均勻，能避免現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的材料飛濺或炸裂。
6.可應(yīng)用于對(duì)現(xiàn)有的普通電子槍進(jìn)行技術(shù)改造，只需在原坩堝上開一個(gè)布置棒狀體的通孔及設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)，其他部件則無需改動(dòng)。
實(shí)施例一種磁偏轉(zhuǎn)式電子束蒸發(fā)器，采用如圖1所示的結(jié)構(gòu)，安裝在連續(xù)生產(chǎn)線上，在大面積平板玻璃上連續(xù)鍍SiO2膜，SiO2靶采用石英棒制成，其尺寸這φ30×450mm，在電子束功率為1KW條件下，連續(xù)蒸發(fā)200小時(shí)，SiO2靶材剛好耗盡。SiO2靶工作時(shí)，靶材旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘20轉(zhuǎn)，上升速度為每分鐘0.0375mm。
權(quán)利要求
1.一種電子束蒸發(fā)器，包括支承板[3]、陰極組件[4]，加速極[5]，電磁偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)[6]，坩堝[7]以及水冷套[H]，其中陰極組件[4]由帶絕緣子的陰極支桿[41]、陰極絲[42]、聚焦極[43]組成，電磁偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)[6]由勵(lì)磁線圈[61]和極靴[62]構(gòu)成，陰極組件[4]、加速極[5]形成的電子束在極靴[62]間偏轉(zhuǎn)后轟擊施鍍材料，施鍍材料蒸汽沉積在工件表面，其特征在于設(shè)有底盤[1]，支承桿[2]，棒狀靶[B]以及旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)[8]；施鍍材料制成棒狀體，布置在原坩堝[7]的軸線處構(gòu)成接受電子束轟擊的棒狀靶[B]，該棒狀靶[B]由旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)[8]帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束蒸發(fā)器，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)[8]由夾持器[81]、彈性襯套[82]、齒輪[83]、升降滑塊[84]、螺桿[85]、導(dǎo)桿[86]以及花鍵軸[87]組成，其中螺桿[85]、導(dǎo)桿[86]、花鍵軸[87]的兩端分別安裝在底盤[1]和支承板[3]上，夾持器[81]上開有一個(gè)用于布置棒狀靶[B]和彈性襯套[82]的沉孔，升降滑塊[84]上設(shè)有一個(gè)與螺桿[85]相配合的螺孔、兩個(gè)與導(dǎo)桿[86]配合的通孔、一個(gè)用于布置齒輪[83]及其軸承的沉孔，棒狀靶[B]、夾持器[81]、彈性襯套[82]、齒輪[83]及其軸承同軸布置，且通過螺釘與升降滑塊[84]連為一體，齒輪[83]與花鍵軸[87]嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)的花鍵軸[87]和螺桿[83]分別帶動(dòng)棒狀靶[B]作旋轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束蒸發(fā)器，其特征在于所述的棒狀靶B可用粉狀的施鍍材料經(jīng)粉末冶金法制成棒狀體。
全文摘要
一種電子束蒸發(fā)器，其特征是施材料制成棒狀體，布置在原坩堝7的軸線處構(gòu)成棒狀靶B，該棒狀靶B由一個(gè)旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)8帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。同現(xiàn)有技術(shù)比較，其優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)蒸鍍的時(shí)間可提高150倍以上，特別有利于將粉狀施鍍材料改制為棒料實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)蒸鍍，蒸發(fā)方向可任意選擇，有利于實(shí)現(xiàn)蒸鍍工藝產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號(hào)C23C14/30GK1109108SQ94114030
公開日1995年9月27日 申請(qǐng)日期1994年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月8日
發(fā)明者王德苗, 任高潮 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)