[發(fā)明專利]一種用于連續(xù)真空蒸鍍的自動送料裝置

有效

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• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN104388909B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施戈;彭建;陳良賢
• 申請（專利權(quán)）人: 北京泰科諾科技有限公司
• 主分類號: C23C14/56
• 分類號: C23C14/56;C23C14/24
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于連續(xù)真空蒸鍍的自動送料裝置，屬于真空鍍膜和表面加工領(lǐng)域，可應(yīng)用于各種真空蒸鍍設(shè)備的腔室內(nèi)。

背景技術(shù)

真空鍍膜是現(xiàn)代制造業(yè)和表面處理工業(yè)中一項(xiàng)十分重要的技術(shù)，尤其是近年來隨著信息技術(shù)和電子產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，真空鍍膜在制備和加工光學(xué)與電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用也得到進(jìn)一步的促進(jìn)。其中，真空熱蒸發(fā)鍍膜即蒸鍍設(shè)備因其能快速、方便地沉積各種材質(zhì)的薄膜和相對低廉的成本而得到廣泛應(yīng)用。真空蒸鍍技術(shù)是通過電阻加熱、感應(yīng)加熱、激光加熱、等離子體加熱或者電子束轟擊等多種方式使原材料升華或者蒸發(fā)成為高溫蒸汽，再冷卻沉積到塑料、金屬、陶瓷和玻璃等各種材質(zhì)的基體上形成具有一定功能的薄膜。

在真空蒸鍍時，基底狀態(tài)和腔室環(huán)境相對容易保持穩(wěn)定，但蒸發(fā)原料的持續(xù)消耗會對鍍膜過程和質(zhì)量造成一些負(fù)面影響。對于短期的薄膜沉積，由于蒸發(fā)原料不會大幅度地消耗，所以不需要補(bǔ)充原料，蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率即氣體分子的輸出量也很穩(wěn)定，因此沉積過程和薄膜的性狀都能保持穩(wěn)定、均勻。但是，當(dāng)需要長期連續(xù)鍍膜時，比如大面積沉積、厚膜沉積或者多工件連續(xù)沉積等情形下，蒸發(fā)原料往往需要一次甚至多次補(bǔ)充。如果原料補(bǔ)充需要反復(fù)進(jìn)行打開腔室、增補(bǔ)原料和重新抽真空的過程，會給真空蒸鍍帶來巨大的額外成本，并在很大程度上影響鍍膜的質(zhì)量。連續(xù)、高效率地制備大量高質(zhì)量薄膜是現(xiàn)代制造業(yè)對真空蒸鍍提出的重要客觀要求，因此怎樣提高補(bǔ)充蒸發(fā)原料的效率并降低原料補(bǔ)充過程對連續(xù)真空蒸鍍膜質(zhì)量的影響是真空蒸鍍行業(yè)亟待解決的問題。

針對這一焦點(diǎn)問題，從上世紀(jì)后半葉開始不少業(yè)內(nèi)人士和研究人員就開始給出許多不同的解決方案，但也不斷涌現(xiàn)新的問題。來自美國德拉維爾大學(xué)的研究小組曾在美國專利US4401052A和US4325986A中分別提出過兩腔室和多腔室的設(shè)計方案，通過閥門的開閉使設(shè)備始終保持有一個腔室處在真空工作環(huán)境，而其他腔室可以在常壓下進(jìn)行填料工作。這種設(shè)計可以節(jié)約抽真空的成本，同時也可以提供多蒸發(fā)源以滿足復(fù)雜組分薄膜的制備。無獨(dú)有偶，中國專利CN201020188782和CN201310092816也分別提出了主副腔和多腔室的設(shè)計，主腔蒸鍍，副腔送料。而中國專利CN201320858786 更簡潔地將多個坩堝放在腔室內(nèi)，通過調(diào)整熱源位置實(shí)現(xiàn)了原料補(bǔ)充。還有一些設(shè)備直接使用了超大坩堝和過量的原料來保證原料的供應(yīng)。綜合上述這些結(jié)果不難看出，多腔室、多坩堝和超大坩堝都能降低換料成本并提高蒸鍍效率。但是，這些方案的共同缺點(diǎn)是在換料的時候，蒸發(fā)速率會發(fā)生改變，影響薄膜的連續(xù)、均勻生長。比如多坩堝或者多腔室在更換原料時，新料會比即將耗盡的舊料產(chǎn)生更大的蒸發(fā)速率；而一次放入過量原料時，由于原料在一段較長時間不斷消耗并縮小體積，其蒸發(fā)速率會隨時間線性下降。

還有一些巧妙的設(shè)計能在特定的領(lǐng)域和范圍內(nèi)既解決換料效率問題又保證薄膜的連續(xù)、均勻沉積。例如中國專利CN201320689762 通過儲存蒸汽來保持蒸發(fā)源的連續(xù)供給，而CN200810123705 的循環(huán)液體蒸發(fā)源也能提供連續(xù)的蒸發(fā)源，但是顯然這兩者只適用于沸點(diǎn)相對較低的液態(tài)有機(jī)物的蒸鍍。類似的，中國專利CN201310045492提出了用管道運(yùn)送顆粒狀物料的方式，既不影響腔室的真空環(huán)境，小顆粒的物料形狀也能提供穩(wěn)定的蒸發(fā)速率，但其只適用于容易得到大量顆粒的原料，一些硬質(zhì)的原料要加工成大量顆粒本身就需要高額成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提高真空蒸鍍設(shè)備的蒸發(fā)原料的供應(yīng)效率，在降低成本的同時提高其連續(xù)、均勻鍍膜的能力，是一種用于連續(xù)真空蒸鍍的自動送料裝置。

一種用于連續(xù)真空蒸鍍的自動送料裝置，所述自動送料裝置包括真空腔室，還包括固定在真空腔室外部的動力單元及固定在真空腔室內(nèi)部的自動送絲組件，所述動力單元與自動送絲組件通過磁流體密封軸連接；

其中自動送絲組件包括主動輪、從動輪、絲錕、送絲導(dǎo)向器及蒸鍍單元。

進(jìn)一步地，所述磁流體密封軸的一端置于真空腔室內(nèi)，并連接自動送絲組件，所述磁流體密封軸另一端置于真空腔室外部，并連接動力單元。

進(jìn)一步地，所述主動輪固定連接在磁流體密封軸的一端上，所述從動輪固定在真空腔室內(nèi)壁上，并與主動輪相互嚙合，嚙合處中心設(shè)有一卡槽，所述絲錕處于主動輪上方，所述送絲導(dǎo)向器固定在真空腔室內(nèi)壁上，并所述送絲導(dǎo)向器一端位置對應(yīng)卡槽，另一端位置對應(yīng)蒸鍍單元。