一种真空蒸发镀膜设备制造技术

本发明专利技术公开一种真空蒸发镀膜设备，包括真空腔体，所述真空腔体内顶部设有中心回转机构，中心回转机构下端连接有用于放置待镀膜基板的工件盘，真空腔体内底部设有离子源装置以及用于蒸发镀膜材料的蒸发装置，真空腔体内设有加热装置，所述蒸发装置包括电子发生器、罐状水冷机构，罐状水冷机构环绕设于电子发生器外围，工件盘设有温度传感器，真空腔体外设有控制器，控制器根据温度传感器检测得到的温度控制罐状水冷机构的冷水循环。优点为：可即时将电子发生器多余的辐射热带出，避免温度过高而使基板翘曲等；可根据实时温度控制冷水循环，不仅避免了腔体内温度过高，也避免了热量浪费；设备特别适用于低温镀膜需求的基板，如小于1mm厚的微纳晶。小于1mm厚的微纳晶。小于1mm厚的微纳晶。

【技术实现步骤摘要】
一种真空蒸发镀膜设备


[0001]本专利技术属于镀膜
，具体涉及一种真空蒸发镀膜设备。

技术介绍

[0002]自19世纪初薄膜被制造使用以来，一代一代的科学家对薄膜的理论、制备工艺、材料和应用领域进行了不断地深入研究，逐渐形成了较为完备的光学薄膜体系。现在薄膜技术在电子元器件、激光、航天等高科技行业领域有着极其广泛地应用，并且薄膜技术越来越影响着其产品的性能，已成为高科技行业的重要技术。
[0003]真空蒸发镀膜是将镀膜材料在真空环境中加热，使之气化并沉积到基片而获得薄膜材料的一种薄膜制造方法。
[0004]现有的真空蒸发镀膜方法主要应用于精密光学薄膜制造等领域，镀膜基板主要有光学玻璃、塑胶、树脂、半导体材料等基板。
[0005]由于光学膜层通常层数较多，从镀膜开始至镀膜结束，基板温度呈现递增式状态。按不同的镀膜要求和镀膜工艺，真空腔体内基板的温度在镀膜过程，温度从十几摄氏度到几百摄氏度的高温均有，(1)玻璃类的基板大多能够承受镀膜温度，但比较薄的基板，如厚度小于1mm的平面基板(如厚度小于1mm的微纳晶平面基板)，如果镀膜层数较多，镀膜温度升温较高，在镀膜完成后，基板翘曲变形严重，造成镀膜产品报废。(2)塑胶、树脂类的基板，通常不能承受高温(如下表1，列出了一些塑胶、树脂类基板玻璃化温度)，镀膜时，温度要控制在200℃以下。
[0006]表1部分塑胶、树脂类基板部分性能对比表
[0007]性能ARTONPCPMMAZeonex密度/(g/cm3)1.081.191.191.01吸水率(％)0.40.42.0＜0.01折射率1.511.581.491.53透过率(％)92909391阿贝数57305852玻璃化温度T
g
/℃17115093140铅笔硬度2HB3HH
[0008]针对不能承受高温的基板镀膜，现有技术主要采用低温镀膜的方式进行，如采用低能离子源辅助沉积；低沉积速率镀膜；关闭腔体加热机构，即不加热常温镀膜。
[0009]为了迎合塑胶、树脂及较薄的基板镀膜时由于基板不能承受高温，因温度高造成基板形变翘曲等问题，现有技术主要采用低能，常温(不加热)，低沉积速率镀膜。采用此法，会对薄膜造成一系列的问题，如：
[0010](1)低能镀膜：膜层致密性不足，膜层间空穴空隙增多，耐候性差。
[0011](2)常温镀膜：未加热烘烤，塑胶、树脂类基板内水汽不能完全放出，膜层质量变差，如膜层附着力不足，百格试验过不了等。
[0012](3)低沉积速率镀膜，由于镀膜速率降低，造成镀膜时长被拉长。且对于膜系层数较多的薄膜制备，在一罩产品镀膜结束后再开始下一罩产品成膜前，由于要给镀膜设备降温，又再次延长了生产节拍，使得成膜效率不得已被大大降低。生产节拍长，生产效率低下。
[0013]以上主要是为了控制或降低真空腔体内温升过高，不得已而采取的镀膜工艺。而采用高能高温镀膜，虽然膜层质量相比于低能低温镀膜好，但一些很薄的基板，如厚度小于1mm的光学玻璃基板(如厚度小于1mm的微纳晶平面基板)，塑胶类的，树脂类的基板不能承受高能高温镀膜，否则成膜结束后，基板形变翘曲严重，造成产品不可用或报废。
[0014]例如申请号为201310429910.7的中国专利，其公开了一种真空镀膜机，包括真空室，所述真空室的内腔下部设置有电子枪和辅助离子源，在电子枪和辅助离子源的上方设有正对两者的基片架，基片架的外侧设有基片加热器；基片架的顶部和真空室内腔顶部相连接的位置处设置有光控系统和晶控系统，电子枪、辅助离子源、光控系统和晶控系统通过信号线与监视设备相连。该专利通过基片加热器在镀膜前对基片进行稳定均匀加热，以改善膜层致密性和均匀性；用离子束轰击正在生长的膜层，形成致密均匀的膜层结构，提高镀膜膜层的稳定性和质量，达到改善镀膜膜层光学和机械性能的目的。但是该专利并未考虑腔体内温升不可控或不能及时将多余的热量传递出去的问题。
[0015]因此，针对现有技术中，随着镀膜时间的延长，腔体内温升不可控或不能及时将多余的热量传递出去的问题，亟需一种解决的技术方案。

技术实现思路

[0016]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种真空蒸发镀膜设备，以解决随着镀膜时间的延长，腔体内温升不可控或不能及时将多余的热量传递出去的问题，采取的技术方案如下：
[0017]一种真空蒸发镀膜设备，包括真空腔体，所述真空腔体内顶部设有中心回转机构，中心回转机构下端连接有用于放置待镀膜基板的工件盘，真空腔体内底部设有离子源装置以及用于蒸发镀膜材料的蒸发装置，真空腔体内设有加热装置，所述蒸发装置包括电子发生器、罐状水冷机构，罐状水冷机构环绕设于电子发生器外围，工件盘设有温度传感器，真空腔体外设有控制器，控制器根据温度传感器检测得到的温度控制罐状水冷机构的冷水循环。
[0018]作为优选方案，罐状水冷机构包括罐体，罐体内部中空，罐体外壁环绕设有冷却水盘管，冷却水盘管与真空腔体外冷却水系统连通。
[0019]作为优选方案，罐体端面设有多个定位孔，真空腔体内底部设有多个定位柱，通过定位柱、定位孔以将罐体可拆卸式安装于真空腔体内底部。
[0020]作为优选方案，真空腔体内底部可拆卸设有底护板，定位柱设于底护板上，底护板的底面设有多个底护板支撑柱，所述离子源装置、蒸发装置均突出于底护板。
[0021]作为优选方案，冷却水盘管穿过底护板与真空腔体外冷却水系统连通。
[0022]作为优选方案，蒸发装置还包括第一挡板机构，第一挡板机构包括第一支杆、第一转板，第一支杆位于罐状水冷机构旁侧并竖直安装于底护板上，第一转板位于电子发生器上侧并转动安装于第一支杆。
[0023]作为优选方案，离子源装置包括离子束发生器、第二挡板机构，第二挡板机构包括
第二支杆、第二转板，第二支杆位于离子束发生器旁侧并竖直安装于底护板上，第二转板位于离子束发生器上侧并转动安装于第二支杆。
[0024]作为优选方案，真空腔体内位于工件盘下方的侧壁处设有一对膜厚修正板，膜厚修正板与真空腔体内壁转动连接。
[0025]作为优选方案，真空腔体侧壁设有真空腔体门，真空腔体门设有视窗，罐体侧壁设有与视窗相应的预留观察窗口。
[0026]作为优选方案，罐体还包括罐体内壁，罐体内壁与罐体外壁焊接成一整体，罐体内壁采用不锈钢、铸铁、合金钢材质中的任意一种，罐体外壁、冷却水盘管均采用铜材料。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]1.通过罐状水冷机构，实现即时将电子发生器多余的辐射热带出腔体，不至于真空镀膜腔体内温度过高而使镀膜基板翘曲形变等，使得该设备更适应薄基板及塑胶、树脂类等不能承受高温的基板成膜。
[0029]2.可以根据实时温度及时控制罐状水冷机构内的冷水循环，不仅避免了腔体内温度过高，也避免了热量浪费。
[0030]3.当需要高温成膜时，可随时将罐状水冷机构拆除以恢复设备原样，安装与拆卸简单便捷。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空蒸发镀膜设备，其特征在于，包括真空腔体，所述真空腔体内顶部设有中心回转机构，中心回转机构下端连接有用于放置待镀膜基板的工件盘，真空腔体内底部设有离子源装置以及用于蒸发镀膜材料的蒸发装置，真空腔体内设有加热装置，所述蒸发装置包括电子发生器、罐状水冷机构，罐状水冷机构环绕设于电子发生器外围，工件盘设有温度传感器，真空腔体外设有控制器，控制器根据温度传感器检测得到的温度控制罐状水冷机构的冷水循环。2.根据权利要求1所述的一种真空蒸发镀膜设备，其特征在于，罐状水冷机构包括罐体，罐体内部中空，罐体外壁环绕设有冷却水盘管，冷却水盘管与真空腔体外冷却水系统连通。3.根据权利要求2所述的一种真空蒸发镀膜设备，其特征在于，罐体端面设有多个定位孔，真空腔体内底部设有多个定位柱，通过定位柱、定位孔以将罐体可拆卸式安装于真空腔体内底部。4.根据权利要求3所述的一种真空蒸发镀膜设备，其特征在于，真空腔体内底部可拆卸设有底护板，定位柱设于底护板上，底护板的底面设有多个底护板支撑柱，所述离子源装置、蒸发装置均突出于底护板。5.根据权利要求4所述的一种真空蒸发镀膜设备，其特征在于，冷却水盘管穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶利松，
申请(专利权)人：杭州乾智新材料研究有限公司，
类型：发明
国别省市：