专利名称：一种用于电子束蒸发镀膜的新结构蒸发材料的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种镀膜用的蒸发材料，特别涉及一种用于电子束蒸发镀膜的新结构的蒸发材料。
背景技术：
真空蒸发镀膜是真空镀膜技术中发展最早应用最广的一种，蒸发热源由原来的电阻式加热发展为电子束轰击、高频感应和激光等方式。电阻式热源实质是一个电阻加热器，在真空环境下将蒸发材料加热到气化温度进行蒸发镀膜。而电子束加热原理是基于电子在存在电位差的电场作用下，获得动能打到蒸发材料上，使材料加热汽化实现蒸发镀膜。电 子束热源的优点首先在于能够获得比电阻热源更大的能量密度，可以将材料表面温度加热 到3000 6000°C，因此可以蒸镀钨、钥、锗、氧化硅和氧化铝等难熔金属和非金属材料，同时由于被蒸镀的材料是放在水冷坩埚内，可以避免容器材料的蒸发及容器材料与蒸发材料之间的反应，可以显著提高薄膜的纯度；其次是热量可以直接施加到材料表面，热效率高，热传导和热辐射损失少。电子束加热的缺点是设备复杂，加速电压较，当电压过高时会产生X射线，损害人体健康，其次电子轰击对多数化合物产生分解作用，因此不宜蒸镀化合物薄膜。特别指出，电子束加热的热量直接施加在材料表面，可以将材料表面温度加热到很高，在蒸发材料表面形成的熔池。如果蒸发材料含气量较高或者内部有气孔等冶金缺陷，就会引发熔池飞溅，导致基片报废，严重的甚至爆炸，危及设备安全。电子束蒸发镀膜所用材料形式较多，可以是片状、颗粒状蒸发材料和块状蒸发材料等等。其中块状蒸发材料包括锥台形状、环形、半环状、扇环状、盘状。与片状和颗粒状蒸发材料相比，块状蒸发材料在加热蒸发过程中，析出气体更集中，因此块状蒸发材料更容易发生气体飞溅现象；部分易于磁化的蒸发材料，熔池液面易受轰击电子电磁力的影响，容易发生波动，甚至熔体溢出容器，如镍材质的锥台状和盘状蒸发料。因此，对于一些容易引起飞溅甚至爆锅的蒸发材料，一般在进行正式蒸发镀膜前先进性一次预熔除气，来减少蒸发时发生飞溅现象。这种方法虽然实用，但毕竟增加了一道工序，增加一定的成本。
实用新型内容本实用新型可以在对块状蒸发材料不进行预熔的情况下直接进行蒸发，就能够减少和消除传统块状蒸发材料在电子加热蒸发过程中容易飞溅和液面波动溢出的现象。一种用于电子束蒸发镀膜的块状蒸发材料，其直接被电子束加热蒸发的端面上，被电子束加热的区域，加工有一个凹槽，该凹槽用于盛放片状或颗粒状同材质蒸发材料。所述凹槽的形状和尺寸取决于块状蒸发材料的外形尺寸和电子束加热区域的尺寸。优选条件为凹槽具有底面和侧面，凹槽底面和块状蒸发镀膜材料的底面平行，凹槽侧面和块状蒸发镀膜材料的侧面平行。凹槽的对称轴和块状蒸发材料的对称轴共轴。所述凹槽的表面开口形状通常为圆形或矩形。[0009]所述凹槽的垂直截面为矩形或者上大下小的倒梯形。所述凹槽的深度一般不大于块状材料高度的1/2。所述块状蒸发镀膜材料用钛、镍、铝、钒、银等金属或合金材料制成。本实用新型的使用方法是，在装炉时，将相同材质的片状或者颗粒状蒸发材料放入本实用新型的凹槽内同时装炉。电子束加热蒸发时，首先加热熔化凹槽内的片状或者颗粒状蒸发材料，形成熔池进行蒸发。熔池在蒸发过程中，不断熔解接触的块状蒸发材料，保持熔池的稳定。本实用新型之所以能够减少甚至消除飞溅现象，是因为电子束直接加热片状或者颗粒状蒸发材料形成熔池，由熔池逐渐熔化块状蒸发材料，降低了块状蒸发材料所受的热冲击，减缓了块状蒸发材料内的气体析出。该实用新型可以应用于目前常用的所有材质的蒸发材料，有利于提高蒸发镀膜质量。·
图I为本实用新型的俯视图；图2为本实用新型的截面图；图3为实施例I带凹槽的钛锥台蒸发料加工图纸；图4为实施例2带凹槽的镍锥台蒸发料加工图纸。
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型的最常用的形式为块状蒸发材料为倒圆锥台，在上表面加工有凹槽，凹槽的垂直截面为上大下小的梯形。下面结合实施例对本实用新型进行说明。实施例I :图3所示为已经生产的带凹槽的钛锥台蒸发料加工图纸。该钛锥台蒸发料为倒圆锥台，该圆锥台顶面直径为Φ48_，斜边与垂直线的夹角为15°，高度为ΖΟπιιΓΛμ。在锥台顶部加工一垂直截面是倒梯形的凹槽。该凹槽深度为
底面为直径Φ 31mm的圆，斜边与垂直线夹角为15°。凹槽底面和钛锥台蒸发料的底面平行，凹槽侧面和钛锥台蒸发料的侧面平行。凹槽的对称轴和钛锥台蒸发料的对称轴共轴。进行电子束蒸发镀膜时，将厚度为2mm的6X6mm的片状钛蒸发材料放入该凹槽内，随钛锥台蒸发料一起放入蒸发台内。蒸发过程中液面平稳，没有明显飞溅和液面波动。实施例2 图3所示为已经生产的带凹槽的钛锥台蒸发料加工图纸。该钛锥台蒸发料为倒圆锥台，该圆锥台顶面直径为Φ48πιπι，斜边与垂直线的夹角为15°，高度为ΖΟπιιΓΛμ。在锥台顶部加工一垂直截面是倒梯形的凹槽。该凹槽深度为
底面为直径Φ 31mm的圆，斜边与垂直线夹角为15°。凹槽底面和钛锥台蒸发料的底面平行，凹槽侧面和钛锥台蒸发料的侧面平行。凹槽的对称轴和钛锥台蒸发料的对称轴共轴。进行电子束蒸发镀膜时，将Φ6X6mm颗粒状钛蒸发材料放入该凹槽内，随钛锥台蒸发料一起放入蒸发台内。蒸发过程中液面平稳，没有明显飞溅和液面波动。实施例3 图4所示为采用本实用新型的镍锥台蒸发料加工图纸。本镍锥台蒸发料被加工为倒圆锥台形，顶面圆直径为Φ 48mm，斜边与垂直线的夹角为15°，高度为在锥台顶部加工一垂直截面是倒梯形的凹槽。该凹槽深度为底面为直径Φ31πιπι的圆，斜边与垂直线夹角为15°。凹槽底面和镍锥台蒸发料的底面平行，凹槽的对称轴和镍锥台蒸发料的对称轴共轴。进行电子束蒸发镀膜时，将厚度为3mm的3X6mm片状状镍蒸发材料放入该凹槽内，随镍锥台蒸发料一起放入蒸发台内。蒸发过程中液面比较平稳，没有溢出蒸发坩埚，也没有明显飞溅。实施例4: 图4所示为采用本实用新型的镍锥台蒸发料加工图纸。本镍锥台蒸发料被加工为倒圆锥台形，顶面圆直径为Φ48mm，斜边与垂直线的夹角为15°，高度为在锥台顶部加工一垂直截面是倒梯形的凹槽。该凹槽深度为底面为直径Φ31πιπι的圆，斜边与垂直线夹角为15°。凹槽底面和镍锥台蒸发料的底面平行，凹槽的对称轴和镍锥台蒸发料的对称轴共轴。进行电子束蒸发镀膜时，将Φ 3 X 4mm颗粒状镍蒸发材料放入该凹槽内，随镍锥台蒸发料一起放入蒸发台内。蒸发过程中液面比较平稳，没有溢出蒸发坩埚，也没有明显飞溅。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种用于电子束蒸发镀膜的块状蒸发材料，其特征在于该材料直接被电子束加热蒸发的端面上，加工有一个凹槽，该凹槽用于盛放片状或颗粒状同材质蒸发材料。
2.根据权利要求I中所述的材料，其特征在于所述凹槽的表面开口形状是圆形或矩形。
3.根据权利要求I中所述的材料，其特征在于所述凹槽的垂直截面为矩形或者上大下小的倒梯形。
4.根据权利要求I中所述的材料，其特征在于所述凹槽的深度不大于块状蒸发材料高度的1/2。
5.根据权利要求I中所述的材料，其特征在于块状蒸发材料用钛、镍、铝、钒、银或合金材料制成。
6.根据权利要求I中所述的材料，其特征在于凹槽具有底面和侧面，凹槽底面和块状蒸发材料的底面平行，凹槽侧面和块状蒸发材料的侧面平行。
7.根据权利要求6中所述的材料，其特征在于凹槽的对称轴和块状蒸发材料的对称轴共轴。
专利摘要本实用新型涉及一种用于电子束蒸发镀膜的新结构蒸发材料。在块状蒸发材料直接被电子束加热的端面加工一个具有一定尺寸和形状的凹槽，在使用时，将片状或者颗粒状同材质蒸发料放入凹槽内一起熔融蒸发，可以有效较少和避免传统锥台蒸发料在蒸发起始时发生的熔体飞溅，和蒸发过程中的熔体外溢。该实用新型可以应用于目前常用的所有材质的蒸发材料，有利于提高蒸发镀膜质量。
文档编号C23C14/14GK202530153SQ201220098888
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者于海洋, 任仁, 何金江, 刘红宾, 吕保国, 江轩, 熊晓东, 陈明 申请人:北京有色金属研究总院, 有研亿金新材料股份有限公司