蒸发器本体制造技术

技术编号:5053073 阅读:161 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种蒸发器本体(1),用以在PVD金属喷镀装置内蒸发金属,其具有蒸发表面(3),其中,蒸发表面(3)包括多个凹部(5、5’、5”),各凹部的开口具有大于或等于1.5mm的面积/周长比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蒸发器本体本专利技术涉及一种蒸发器本体。使用金属涂覆柔性基底的常用方法是根据PVD(物理气相沉积)技术的所谓真空 带金属喷镀法(vacuum band metallization)。适用的柔性基底例如为纸张、塑料薄膜和织 物,并且主要使用铝作为金属。这种经过涂覆的基底广泛用于包装和装饰目的、用于电容器 的生产以及环境技术(绝缘)中。在所谓的敷金属装置中对柔性基底进行涂覆。在金属喷镀装置中,在冷却的辊上 引导/导引待涂覆基底,同时该基底暴露于金属蒸气中,金属蒸气在基底的表面上冷凝为 薄金属层。为了产生所需的金属蒸气流,使用例如所谓的蒸发皿形式的可电阻加热的蒸发 器本体,利用直流电流将蒸发器本体加热到大约1450至1600°C。金属丝被供应到蒸发表面 (通常为蒸发器本体的上侧)并在蒸发表面上液化,并且在大约10_4mbar的真空下蒸发。根据PVD技术,例如借助于闪蒸在非连续过程中分批地涂覆非柔性基底。非柔性 基底例如为TV(电视)屏幕和塑料零件。例如,传统的蒸发器本体由热压陶瓷材料组成,其主要成分是二硼化钛、氮化硼 和/或氮化铝。就此而言,二硼化钛是导电成分,氮化硼和/或氮化铝是电绝缘成分。这 些成分混合在一起时产生600至6000 ii Ohm女cm的比热电阻(specific electrical hot-resistance),其中导电成分与非导电成分的混合比率各为50质量% (+/-10质量% )。实践中,频繁出现的问题是蒸发器本体的蒸发表面由待蒸发金属的润湿、特别是 在金属喷镀过程开始时的初始润湿。结果,由于较小/减小的润湿表面,在金属喷镀过程开 始时仅可实现减小的蒸发率(千克金属/时间单位)。此外,当蒸发表面被润湿得不均勻和 不完全时,存在如下问题即,蒸发器本体的传导性——总体上是指导电性——由于待蒸发 金属与蒸发器本体接触(并联电阻)而改变。也就是说,传导性随着所供应的蒸发的金属 的量和延伸范围而不规则地改变。因此,必需重新调整对蒸发器本体的电流供应,以便能够 维持均勻的蒸发速率。因此,在现有技术中,经常将层结构施加到蒸发器本体的表面上以形成蒸发表面, 进而改善待蒸发金属对蒸发表面的润湿性。此外,已知两部分式蒸发皿,其具有导电性蒸发器本体芯部和容纳/包封芯部的 电绝缘性蒸发器本体外部,其中蒸发器本体的外部由促进润湿的材料制成。此外,从EP 1688514A1获知一种陶瓷蒸发皿,其蒸发表面设置有多个凹槽/沟道。 凹槽设置成不平行于电流流动方向,也就是说,凹槽相对于蒸发皿的纵向轴线倾斜。凹槽具 有0. 1至1. 5mm的宽度、0. 03至1mm的深度以及至少1mm的长度。凹槽被认为在蒸发操作 过程中改善液态铝对蒸发表面的润湿。特别地,根据EP 1688514A1,凹槽将抑制/降低沿蒸 发器本体纵向对蒸发表面的润湿,并且将促进沿蒸发器本体横向对蒸发表面的润湿,也就 是说,借助于凹槽,将获得较宽/加宽的蒸发器表面的润湿。这主要通过如下两个效果来实 现。一方面,通过凹槽的小宽度实现一种毛细作用,使得凹槽内的液态铝被“拉”向凹槽的 纵向端部。另一方面,凹槽内的温度由于凹槽侧壁处反射的热辐射而升高。升高的温度减 小润湿角,从而改善金属对蒸发表面的润湿。在图7中示出了这种现有技术的蒸发器本体,其中凹槽形成为横向沟道。这些已知的蒸发皿具有如下缺点S卩,由于在蒸发表面上必需设置大量相对较细 的凹槽,因此制造复杂。另一缺点在于如下事实即,如果将金属丝供应到沿纵向的中央位 置,则仅沿蒸发皿的纵向形成均勻的金属浴或金属熔体。这是因为,金属浴从金属丝的接触 点开始朝两侧以等纵向延伸范围延伸。如图7所示,如果金属丝的接触点未设置在中央处, 则蒸发皿的蒸发表面将由金属不完全润湿(特别是在纵向上)。此种单侧润湿具有如下效 果即,金属浴流到纵向侧之一处的经水冷的铜固着点上,其中相对侧保持未润湿。那么,由 于缺失液态金属熔体的冷却效果,因此相对侧过热。从DE 202005020544U1中获知一种蒸发器装置,其包括具有熔融区和蒸发区的坩 埚,该蒸发区与熔融区连通。DE 102005057220A1公开了一种用于蒸发金属的容器,其中在蒸发表面的底部形 成有多个凹槽。本专利技术的目的是提供一种灵敏度相对低的蒸发器本体,其易于操作并且容许沿蒸 发器本体的纵向和横向两个方向利用金属适当地(即大体均勻且完全地)润湿蒸发表面, 而无论金属丝的接触点或金属供应的位置如何。进一步地,蒸发器本体应该易于制造且制 造成本低廉。为达此目的,本专利技术提供一种如权利要求1所述的蒸发器本体。在从属权利要求 中描述了根据本专利技术的蒸发器本体的其它实施方式。根据本专利技术的蒸发器本体包括蒸发表面,供应到蒸发表面的金属可从蒸发表面蒸 发。例如,可将金属丝形式的诸如铝的金属供应到蒸发表面。替代地或附加地,可将已熔融 的金属供应到蒸发表面。在金属丝的情况下,被供应到蒸发表面的金属首先在热蒸发表面 上液化/熔融,随后蒸发。根据本专利技术,蒸发表面包括多个凹部,例如两个至五个凹部。每个凹部具有开口, 开口的面积/周长比大于或等于1. 5mm,例如大于或等于2mm、比如大于或等于3mm。如果例 如设置具有圆形开口的凹部,则开口的半径至少为3mm。如果例如设置具有圆环形开口的凹 部,则开口的环宽至少为3mm。如果例如设置具有正方形开口的凹部,则开口的边长至少为 6mm 0凹部具有促进润湿的效果,这主要基于凹部侧壁与蒸发表面的相邻部分之间边缘 处的润湿角的变化。在该边缘处,液态金属被阻截并沿边缘且围绕开口流动,使得熔融金属 初始主要沿边缘润湿蒸发表面。“悬突”的被阻截金属对凹部的润湿大体上急剧发生。大 于或等于1. 5mm的面积/周长比促进沿蒸发器本体的纵向和横向两个方向对蒸发表面的润 湿。进一步地,已证明这种凹部能够实现对蒸发表面均勻且大面积的润湿,即使金属未在中 央处供应也是如此,从而防止熔融金属的溢流。也就是说,液态金属大体润湿整个蒸发表 面,即使金属丝与蒸发表面的接触点未位于蒸发表面中央也是如此。因此,蒸发器本体易于 使用并且在操作条件下灵敏度低。进一步地,凹部易于制造。例如,可在蒸发表面上形成凹腔,在凹腔的底面内/上形成多个凹部。凹腔形成熔 融金属的边界并且防止熔融金属沿侧向溢流。例如,凹部可具有0.05至1mm的深度。比如,凹部具有0. 15至0. 4mm的深度。例如,各凹部或凹陷处的侧壁可与蒸发表面的邻近于凹部的部分形成80至150°4的角度。于是液态金属在边缘处的润湿角的变化为(180-80)° = 100°至(180-150)° = 30°。例如,所述角度可介于90至135°的范围内,比如介于90至120°的范围内。就此 而言,例如可这样选定角度即,促进熔融金属在侧壁与蒸发表面的邻近部分之间边缘处的 集聚,也就是说,使得熔融金属向凹部的流入受到阻碍,从而在蒸发器本体的操作过程中, 熔融金属初始主要沿由侧壁和蒸发表面的邻近于侧壁的部分所形成的边缘(在下述中,称 作凹部上边缘)并且围绕凹部流动。例如,各凹部的侧壁可为部分/局部曲面状或完全曲面状。例如,侧壁可至少在邻 近于凹部底面的部分成曲面状,也就是说,在凹部的底面和侧壁之间的边缘的部分成曲面 状。由此,可防止在蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:迈克尔尼恩贝格尔鲁道夫格劳胡伯特施瓦格
申请(专利权)人:肯纳金属斯泰克陶瓷有限责任公司
类型:发明
国别省市:DE

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