一种带防液滴喷溅格栅的热蒸发装置制造方法及图纸

一种带防液滴喷溅格栅的热蒸发装置，包括：蒸发材料；坩埚，所述坩埚容纳待加热的所述蒸发材料；喷管，所述喷管与坩埚的顶端端口相通；格栅，所述格栅放置在坩埚内壁，且位于蒸发材料上方，所述格栅具有阻挡喷溅液滴直线运动至喷管的倾斜挡板。所述格栅还包括支撑框架，所述支撑框架的外壁与所述坩埚内壁紧密贴合，且形状相同。在热蒸发镀膜工艺中，格栅可顺利通过蒸气，且阻挡大部分喷溅液滴，有效减少喷溅液滴到达镀膜表面，提高镀膜材料的厚度均匀性和化学组分一致性，提高镀膜工艺的良品率。

【技术实现步骤摘要】
一种带防液滴喷溅格栅的热蒸发装置
本技术涉及真空热蒸发镀膜领域，具体涉及一种带防液滴喷溅格栅的热蒸发装置。
技术介绍
蒸发镀膜是真空物理气相沉积镀膜的技术之一。蒸发镀膜装备通常分为真空腔体、真空获得系统、热蒸发系统、电控系统构成。热蒸发系统由蒸发容器(蒸发坩埚、蒸发舟等)，电阻丝加热器或其他加热装置，热屏蔽系统，加热温控系统构成。工艺过程为：蒸发原料置于坩埚中，在真空环境中利用加热使镀膜原料发生固液气相变过程，蒸发原料被加热至熔化后产生蒸发气体或以升华模式由固态直接产生蒸发气体，蒸发气体在真空腔体中沉积在衬底表面形成薄膜材料。通过蒸发工艺可以形成单质薄膜，也可以通过化学反应形成化合物薄膜。在生产实践中，根据热蒸发源的结构分为点蒸发源和线蒸发源等。线性热蒸发源常用于连续生产型镀膜设备，和点状热蒸发源相比，具有镀膜面积大、均匀性高、材料利用率高的优点，但线性蒸发源结构复杂，通常包含坩埚、坩埚加热器、喷管、喷管加热器、热屏蔽结构、喷嘴等等。其工作原理为蒸发源材料在坩埚中被加热，所产生的蒸发气体经过喷管导流后从喷嘴处喷出，其中喷管和喷嘴也需要加热，避免蒸发气体再次凝结。在实际过程中，材料内部产生的蒸发气体在逸出材料表面的过程中，会携带出一定的液滴，大的液滴因为重力会坠落回蒸发材料表面或粘附于坩埚内壁，但部分小液滴会伴随蒸发气体经过喷管后从喷嘴逸出，并沉积于衬底，小液滴会伴随蒸发气体经过喷管后从喷嘴逸出，并沉积于衬底的现象被称为液滴喷溅，导致薄膜材料局部的厚度和化学组分异常，影响薄膜材料的厚度均匀性和化学组分一致性，导致镀膜废品的产生。此技术目的为解决上述液滴喷溅问题，采用热蒸发源的防液滴喷溅格栅，用于阻挡坩埚中喷溅液滴到达喷管，并保持蒸发气体的正常通过。
技术实现思路
本技术的一种带防液滴喷溅格栅的热蒸发装置，包括：蒸发材料坩埚，所述坩埚容纳待加热的所述蒸发材料；喷管，所述喷管与坩埚的顶端端口相通；格栅，所述格栅放置在坩埚内壁，且位于蒸发材料上方，所述格栅具有阻挡喷溅液滴直线运动至喷管的倾斜挡板。优选地，所述格栅还包括：支撑框架，所述支撑框架的外壁与所述坩埚内壁紧密贴合，且形状相同。优选地，所述倾斜挡板平行设置且为多个，且每个所述的倾斜挡板的两端支撑在所述支撑框架上。优选地，所述支撑框架外壁的水平横截面为椭圆形或四边形。优选地，所述支撑框架外壁的水平横截面为圆形。优选地，所述格栅采用烧结、机械或增材制造加工。优选地，所述格栅材料为铜、金、银、钽、钼、钨、石墨、石英、氧化铝、碳纤维、氮化硼或碳化硅。优选地，所述倾斜挡板具有多层。优选地，所述同一层的倾斜挡板间距相同。优选地，所述格栅具有多个。优选地，所述格栅具有两个，且上下相邻对称放置。与现有技术相比，本技术的有益效果是：在热蒸发镀膜工艺中，格栅可顺利通过蒸气，且阻挡大部分喷溅液滴，有效减少喷溅液滴到达镀膜表面，提高镀膜材料的厚度均匀性和化学组分一致性，提高镀膜工艺的良品率。附图说明图1为本技术格栅结构示意图；图2为本技术一对格栅安装结构的剖面示意图；图3在一对格栅阻挡直线运动轨迹的示意图；图4为本技术使用方式示意图；其中1-格栅，2-支撑框架，3-倾斜挡板,4-坩埚、5-喷管,6-喷嘴,7-蒸发材料，8-蒸发材料被加热后产生的蒸气和液滴混合物，9-液滴被格栅阻挡后进入喷管的蒸气,a、b、c-液滴直线运动轨迹。具体实施方式下面结合附图对本专利技术所提供的带防液滴喷溅隔板的热蒸发装置做出进一步详尽的阐释。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：如图1所示,一种带防液滴喷溅格栅的热蒸发装置，蒸发材料、坩埚、喷管和格栅，所述坩埚容纳待加热的所述蒸发材料；所述喷管与坩埚的顶端端口相通；所述格栅放置在坩埚内壁，且位于蒸发材料上方，优选地，在坩埚中接近喷管处放置格栅，所述格栅具有阻挡喷溅液滴直线运动至喷管的倾斜挡板。格栅的平行挡板之间形成特定的几何通道，此通道可以让蒸气通过，但不存在通道让沿直线路径运动的液滴通过。格栅包括一个支撑框架和多片平行的倾斜挡板，且每个所述的倾斜挡板的两端支撑在所述支撑框架上。为保证安装角度，通常在支撑框架中设置对位孔或台阶结构来安装倾斜挡板。支撑框架的外壁形状和坩埚的内壁形状相同，以使格栅的外形尺寸匹配于坩埚内壁，格栅横截面形状根据坩埚形状可以是圆形、椭圆形或长方形。格栅可以是如图1所示单独使用，也可以如图2所述组合使用，其中两个相同的格栅对称安装，单独的格栅或者组合后的格栅放置于热蒸发镀膜装备的坩埚中，阻挡蒸发源的坩埚里的喷溅液滴。利用液滴和蒸气的不同运动特性，蒸气可以沿着任何通道流动，但液滴的质量较大，在短时间和较短路径中，重力和蒸气对液滴的运动轨迹影响有限，大部分液滴倾向于沿着直线或准直线轨迹运动，隔板的参数设计为阻挡直线路径，从而阻挡大部分液滴通过，而蒸气可沿着挡板之间的间隙通过。如图3所示，液滴直线运动轨迹a、b、c无法通过格栅到达喷管，更无法通过喷口到达镀膜表面。另一个实施例中，栅格包括一个支撑框架，多层倾斜挡板，所述每层倾斜挡板中的各挡板间距相等。根据格栅材料的不同其加工采用烧结、机械加工、增材制造等方式，材料选择需要考虑导热性、耐热性、化学稳定性、真空适用性、热膨胀系数匹配以及易加工性，如导热良好的金属铜、金、银、钽、钼、钨等，或者非金属材料石墨、石英、氧化铝、碳纤维、氮化硼、碳化硅等。倾斜挡板的参数涉及层数、倾斜挡板的倾斜度及间距，其参数选择需要根据材料喷溅液滴的多少，容易产生喷溅液滴的蒸发材料需要配置更强阻挡效果的格栅，倾斜挡板相对于水平面的倾斜更大、间距更密集，倾斜挡板层数更多，但阻挡效果好的格栅组合会影响蒸气的通过量，进而影响蒸发速率，需要结合其它提高蒸发速率的手段，比如增加坩埚和喷管的尺寸、提供蒸发温度等，抵消格栅对蒸气通过效率的影响。倾斜挡板具有特定的倾斜角度和间距，以阻挡任何直线通过路径。在重力和蒸气的共同作用下，液滴的实际运动轨迹较为复杂，部分小液滴也可能不按照直线轨迹运动，格栅并不能阻挡所有液滴。如果需要加强阻挡液滴的效果，可采用多个格栅的结构。本技术的工作原理为：使用格栅时，将一个或多个格栅组合放入蒸发坩埚的接近喷管的区域，格栅的外壁与坩埚内壁贴合并紧密接触，坩埚中的材料被热蒸发形成蒸气，蒸发材料内部的蒸气逸出时可能携带液滴，形成蒸气和液滴的混合物，蒸气可以沿着任何通道流动，但液滴的质量较大，在短时间和较短路径中，重力和蒸气对液滴的运动轨迹影响有限，大部分液滴倾向于沿着直线或准直线轨迹运动，隔板的倾斜角度和间距能够阻挡液滴的直线路径，从而阻挡大部分液滴通过，而蒸气可沿着挡板之间的间隙通过。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带防液滴喷溅格栅的热蒸发装置，其特征在于：包括：蒸发材料；坩埚，所述坩埚容纳待加热的所述蒸发材料；喷管，所述喷管与坩埚的顶端端口相通；格栅，所述格栅放置在坩埚内壁，且位于蒸发材料上方，所述格栅具有阻挡喷溅液滴直线运动至喷管的倾斜挡板。

【技术特征摘要】
1.一种带防液滴喷溅格栅的热蒸发装置，其特征在于：包括：蒸发材料；坩埚，所述坩埚容纳待加热的所述蒸发材料；喷管，所述喷管与坩埚的顶端端口相通；格栅，所述格栅放置在坩埚内壁，且位于蒸发材料上方，所述格栅具有阻挡喷溅液滴直线运动至喷管的倾斜挡板。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述格栅还包括：支撑框架，所述支撑框架的外壁与所述坩埚内壁紧密贴合接触且形状相同。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：一层的所述倾斜挡板平行设置且为多个，且每个所述的倾斜挡板的两端支撑在所述支撑框架上。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述支撑框架外壁的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张撷秋，刘壮，杨世航，钟国华，黄俏俏，崔骏，李霖，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44