一种采用激光清理坩埚口的方法及装置与流程

本发明涉及坩埚清理技术领域，更具体地说，涉及一种采用激光清理坩埚口的方法及装置。

背景技术：

在使用坩埚的蒸发镀膜工艺中，由于坩埚口离加热丝较远，在坩埚口处的温度往往低于坩埚内部，使得在加热蒸发过程中，蒸发料容易在坩埚口处凝结甚至堵塞坩埚口，出现这种情况时，为保证材料蒸镀速率可控，必须终止工艺。

在清理坩埚口附着蒸发料时，现有的技术一般可分为以下两种：1、使用分段加热丝对坩埚上半部分进行升温处理，使结料融化，落入坩埚，但该方式一是清理慢且效果不明显，二是由于加热丝热量也会通过坩埚壁传到蒸发料中，使得材料蒸发速率迅速增加，加快凝结，堵死坩埚口，甚至造成材料喷射和变性；2、打开腔室清理坩埚口，该方式需抽真空、保温，清理周期较长，容易耽误工期。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述现有技术中清理慢且效果不明显、清理周期长的缺陷，提供一种采用激光清理坩埚口的方法，该方法采用激光对坩埚口边缘的有效部位进行快速加热，可以方便、快捷的清理坩埚口附着的蒸发料，清理周期短，可避免延误工期。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种采用激光清理坩埚口的方法，包括以下步骤：

发射低功率激光并生成对应的光斑；

移动光斑至坩埚口边缘；

生成环形光圈；

调整环形光圈的大小，使得环形光圈的内圆直径等于或小于坩埚口边缘直径，外圆直径大于坩埚口边缘直径；

提高激光功率，进行加热。

作为本发明的一个优选方案，所述步骤“发射低功率激光并生成对应的光斑”具体为：

发射激光功率低于50w的激光并生成对应的光斑。

作为本发明的一个优选方案，所述步骤“生成环形光圈”具体为：

通过光斑转动生成环形光圈。

作为本发明的一个优选方案，所述步骤“调整环形光圈的大小，使得环形光圈的内圆直径等于或小于坩埚口边缘直径，外圆直径大于坩埚口边缘直径”具体为：

调整环形光圈的大小，使得环形光圈的内圆直径小于等于坩埚口边缘直径，外圆直径比坩埚口边缘直径大于等于0.1-50mm。

作为本发明的一个优选方案，所述步骤“提高激光功率，进行加热”之后还包括：

判断清理效果是否达到预设的要求；

若是，则停止加热；

若否，则继续提高激光功率，直至清理效果达到预设的要求。

同时，本发明实施例还提供了一种采用激光清理坩埚口的装置，包括：

激光件，用于发射激光；

全反射棱镜组件，用于所述激光件发射的激光的射入，且生成环形光圈；

移动件，固定所述激光件，且与所述全反射棱镜组件连接，用于移动所述激光件、所述全反射棱镜组件；

升降机构，一端与所述移动件连接，一端与所述全反射棱镜组件连接，用于上下移动所述全反射棱镜组件。

作为本发明的一个优选方案，

所述全反射棱镜组件设于所述激光件的下端，其包括壳体、全反射棱镜、与全反射棱镜连接的用于驱动所述全反射棱镜转动的旋转件，所述壳体与所述移动件连接，所述旋转件固定在所述壳体上，所述全反射棱镜包括用于所述激光件发射的激光射入的第一侧面、用于全反射射入的激光的第二侧面、用于经过全反射后的激光射出的第三侧面。

作为本发明的一个优选方案，所述旋转件、所述全反射棱镜上分别设有相互啮合的第一齿轮、第二齿轮。

作为本发明的一个有选方案，所述全反射棱镜上设有轴承，所述壳体内壁设有与所述轴承相配合的轴承固定夹。

作为本发明的一个优选方案，所述移动件为机械手。

实施本发明实施例提供的采用激光清理坩埚口的方法，具有以下有益效果：该方法采用激光对坩埚口边缘的有效部位进行快速加热，可以方便、快捷的清理坩埚口附着的蒸发料，清理周期短，可避免延误工期。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例1中采用激光清理坩埚口的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例1中采用激光清理坩埚口的方法的流程示意图；

图3是本发明实施例2中采用激光清理坩埚口的装置的结构示意图；

图4是本发明实施例2中采用激光清理坩埚口的装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种采用激光清理坩埚口的方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：发射低功率激光并生成对应的光斑；

具体的，步骤s1中，由于环形光圈需要与坩埚口定位后再加热，故发射低功率激光一是可以节约能源、成本，二是可以起到保证安全的作用，避免环形光圈在与坩埚口定位的过程中，出现激光加热、灼伤其它部件或者其它区域的情况，或者是灼烧到操作人员的情况。

s2：移动光斑至坩埚口边缘；

上述，具体的，蒸发料在附着时，往往都是在坩埚口上附着有蒸发料，而后的蒸发料大都是附着在早先的蒸发料上，进而当早先的蒸发料从坩埚口上脱落时，而后的蒸发料也会脱落；故在本实施例中，只需要对坩埚口有效区域进行加热，使得附着在坩埚口上的蒸发料升华、脱落，即可使得大部分的蒸发料脱落；而即使得光斑位于坩埚口边缘处，进而下后续步骤中，只需使得光斑转动，即可得到与坩埚口边缘处基本吻合的环形光圈，而后对环形光圈调整，即可较大程度的实现利用到发射的激光，减少资源浪费。

s3：生成环形光圈；

s4：调整环形光圈的大小，使得环形光圈的内圆直径等于或小于坩埚口边缘直径，外圆直径大于坩埚口边缘直径；

具体的，环形光圈的内圆直径等于或小于坩埚口边缘直径，外圆直径大于坩埚口边缘直径，能较大程度的使得环形光圈的覆盖区域与附着在坩埚口的蒸发料区域吻合，加热效率高。

s5：提高激光功率，进行加热。

具体的，此时环形光圈与坩埚口的定位已经完成，提高激光功率，进行加热，坩埚口加热后，附着在上面的蒸发料会升华或者脱落，进而达到清理的目的。

优选的，步骤s1具体为：

发射激光功率低于50w的激光并生成对应的光斑。

上述，具体的，经过试验验证，发射低功率激光并生成光斑，此时该激光功率低于50w即可。

优选的，步骤s3具体为：

通过光斑旋转生成环形光圈。

上述，具体的，光斑形成后，通过转动光斑即可生成环形光圈。

优选的，步骤s4具体为：

调整环形光圈的大小，使得环形光圈的内圆直径小于等于坩埚口边缘直径，外圆直径比坩埚口边缘直径大于等于0.1-50mm。

上述，具体的，由于不同的坩埚口附着的蒸发料的大小不一样，进而在进行步骤s4时，即调整环形光圈的大小，使得环形光圈的内圆直径等于或小于坩埚口边缘直径，外圆直径大于坩埚口边缘直径时，可以对环形光圈的大小进行调整，以适用于不同情况，当然根据实验数据，更具体的，可以使得环形光圈的内圆直径小于等于坩埚口边缘直径，外圆直径比坩埚口边缘直径大于等于0.1-50mm，此时加热效果、清理效果更佳。

优选的，如图2所示，在步骤s5之后还包括：

s6：判断清理效果是否达到预设的要求；

若是，则停止加热；

若否，则继续提高激光功率，直至清理效果达到预设的要求。

上述，具体的，在进行s5步骤后，有时可能会出现清理的效果未达到操作人员预期的效果，即清理效果未达到预设的要求，此时可能是由于激光功率不够造成，故在步骤s5之后，可检查判断清理效果是否达到预设的要求可根据实际情况由操作人员而定，当达到后，即可停止加热，关闭激光发射，完成清理操作如通过机械手将相关部件移动至闲置位置；当未达到时，即可继续提高激光功率，直至清理效果达到预设的要求。

实施本实施例提供的采用激光清理坩埚口的方法，具有以下有益效果：该方法采用激光对坩埚口边缘的有效部位进行快速加热，可以方便、快捷的清理坩埚口附着的蒸发料，清理周期短，可避免延误工期。

实施例2

如图3-图4所示，本实施例提供了一种采用激光清理坩埚口的装置，包括：

激光件1，用于发射激光；

全反射棱镜组件2，用于激光件1发射的激光的射入，且生成环形光圈；

移动件3，固定激光件1，且与全反射棱镜组件2连接，用于移动激光件1、全反射棱镜组件2；

升降机构4，一端与移动件3连接，一端与全反射棱镜组件2连接，用于上下移动全反射棱镜组件2。

上述，具体的，激光件1可发射激光形成光斑，激光射入全反射棱镜组件2后，可生成环形光圈，例如，通过旋转全反射棱镜组件2，可达到旋转光斑的作用，进而即可生成环形光圈。

同时移动件3可移动激光件1以及全反射棱镜组件2，即达到移动光斑的作用，且移动件3与全反射棱镜组件2通过升降机构4连接，进而通过升降机构4的伸展或者收缩，可以实现全反射棱镜组件2相对于移动件3的上下移动，即实现全反射棱镜组件2相对一激光件1的上下移动，进而通过控制升降机构4的伸展或者收缩，可以调整形成的环形光圈的大小，可以适用于不同类型的坩埚口、不同情况的坩埚口蒸发料附着情况等，同时在激光加热之前，同时调整环形光圈的大小，可使得环形光圈的内圆半径等于或略小于坩埚口的边缘半径，环形光圈的外圆半径略大于坩埚口的边缘半径，即可使得环形光圈集中在蒸发料附着区域，进而实现有针对性的对坩埚口边缘处进行加热，加热速度快，清理效果佳，清理速度快，清理周期短。

优选的，全反射棱镜组件2设于激光件1的下端，其包括壳体21、全反射棱镜22、与全反射棱镜22连接的用于驱动全反射棱镜22转动的旋转件23，壳体21与移动件3连接，旋转件23固定在壳体21上，全反射棱镜22包括用于激光件发射的激光射入的第一侧面221、用于全反射射入的激光的第二侧面222、用于经过全反射后的激光射出的第三侧面223。

上述，具体的，激光件1可发射激光，激光发射后从第一侧面221上射入至全反射棱镜22中，再经过第二侧面222的全反射第二侧面222可全反射从第一侧面221上射入的激光，使得激光从第三侧面223上射出。

上述，可以理解的是，激光件1发射的激光能从第一侧面221上射入，即激光件1发射发射的激光垂直于第一侧面221；进而射入的激光能经过第二侧面222的全反射，即射入的激光在第二侧面222上的入射角大于光从该全反射棱镜射入外部的临界角；进而激光可从第三侧面223上射出，即经过第二侧面222全反射后的激光与第三侧面223垂直。在实际生产或应用中，第一侧面221、第二侧面222、第三侧面223、激光件1等的具体构造也只需能达到上述功能、效果即可，在此不做限制。

同时，旋转件23可驱动全反射棱镜22转动，进而激光发射后，由于全反射棱镜22的转动，从第三侧面223上射出的激光将形成一环形光圈，进而该环形光圈可对坩埚口边缘局部进行加热，即利用激光能量密度高等特点，以激光为热源对坩埚口边缘局部进行加热，加热速度快，可方便、快捷的清理坩埚口结料，清理周期短，可避免延误工期。

优选的，旋转件23、全反射棱镜22上分别设有相互啮合的第一齿轮51、第二齿轮52。

具体的，旋转件23连接第一齿轮51、全反射棱镜22连接第二齿轮52。

具体的，在本实施例中，旋转件23优选采用旋转电机，进而旋转电机与全反射棱镜22间采用齿轮组实现传动，即旋转电机的输出轴连接第一齿轮51、全反射棱镜22连接第二齿轮52，进而旋转电机转动，经过第一齿轮51、第二齿轮52的配合传动，带动全反射棱镜22转动，整体结构较为简单。

优选的，全反射棱镜22上设有轴承224，壳体21内壁设有与轴承224相配合的轴承固定夹211。

上述，具体的，全反射棱镜22在壳体21内转动，由于其是由旋转电机的转动以及齿轮组的传动来实现的，故全反射棱镜22在转动时会有受力不均的现象，有可能导致其在转动时会有一定的摆动或者窜动，转动精度较低，而且还有可能出现全反射棱镜22上下窜动的可能。

进而，在全反射棱镜22上设有轴承224，通过轴承224与轴承固定夹211的配合，一是能起到一定的支撑固定该全反射棱镜22的作用，防止其上下窜动，二是能在一定程度上保证全反射棱镜22的转动精度，防止其摆动或窜动过大。

在本实施例中，优选移动件3为机械手。

具体的，移动件3采用机械手，进而激光件1固定在机械手上后，利用机械手的收缩、伸展、移动等特性，可方便该采用激光清理坩埚口的装置的工作，例如，当坩埚口附着有蒸发料需要清理时，机械手运作，带动激光件1、全反射棱镜组件2从闲置位置运动到工作位置坩埚口边缘的上方，进而激光件1、全反射棱镜组件2开始工作，开始清理工作；当清理工作完成后，机械手运作，带动激光件1、全反射棱镜组件2从工作位置运动到闲置位置，进而具有清理周期短，操作方便等优点。

同时，在本实施例中，优选升降机构4为液压机构或者气压机构或者电动推杆。

上述，液压机构、气压机构、电动推杆均为市面上较为常见的产品，其具有结构简单，可靠性强等优点。

同时，优选的，升降机构4上设有刻度。

上述，具体的，升降机构4上设有刻度，通过刻度，操作人员可以较为直观的了解到升降机构的伸展量或者收缩量。

上述，可以理解的是，本实施例提供的采用激光清理坩埚口的装置，其与实施例1中所述的方法属于同一构思，其具体实现过程详见实施例1中的方法内容，这里不再赘述。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。