一种具有导热件的热蒸发坩埚组件的制作方法

文档序号:15181781发布日期:2018-08-14 20:13阅读:198来源:国知局

本实用新型涉及真空PVD镀膜领域,更具体地说,涉及一种具有导热件的热蒸发坩埚组件。



背景技术:

在热蒸发镀膜工艺过程中,电阻式加热器通常置于坩埚的侧面或底部(线源蒸发还需在喷管、喷嘴周围布置加热器)。理论上虽然通过多层屏蔽可以使得热场内部属于一个近似密闭的热孤立系统,经过长时间预热可以使得坩埚内的蒸发原料达到热平衡。但是由于蒸发工艺必然设定开口或喷嘴将蒸发原料气体导出加热区以喷发到达镀膜面,实现蒸发镀膜功能,因此实际工艺过程是非热平衡状态,而在环境微扰条件下,原料内临近加热源的位置、远离加热源的位置、临近蒸发液面的位置之间会产生短时的温度不均匀。这种温度不均匀性容易导致沸腾现象,即溶液中的局部产生气泡,上升在液体表面破损,在此过程中易产生小液滴喷溅出坩埚或喷嘴结构。喷溅的液滴溅落在镀膜表面,会对镀膜面产生严重的品质伤害。这种喷溅现象在导热性差的液体蒸发工艺、大蒸发量工艺过程以及相对大的蒸发坩埚结构中更加严重。

为了解决喷溅问题,我们提出一种热蒸发三维导热网状结构来实现匀热导热功能,降低因温度不均匀导致喷溅的几率。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种具有导热件的热蒸发坩埚组件,解决因温度不均匀导致的喷溅问题。

为了实现上述的目的,本实用新型采用了如下的技术方案:

本实用新型提供了一种具有导热件的热蒸发坩埚组件,包括坩埚本体及导热件,所述坩埚本体设有腔体,所述导热件嵌于所述腔体内且与所述腔体表面接触以进行热量传递,所述导热件上设有多个在高度方向连通的气体蒸发通道,所述气体蒸发通道用于导出所述坩埚本体内产生的蒸发原料气体。

进一步地,所述导热件的底部和侧部分别与所述腔体的底部和侧壁接触。

进一步地,所述导热件由导热丝堆叠形成且具有弹性,使得嵌入所述腔体时与所述腔体表面弹性挤压接触。

进一步地,所述导热件在所述腔体内的堆叠高度占所述腔体深度的1/3~ 4/5。

进一步地,所述导热件由可弯折的弹簧结构多次弯曲层叠形成丝网状三维体。

进一步地,所述导热件由导热金属或陶瓷材料或复合材料制成。

进一步地,所述导热金属选自铜、金、银、钽、钼、钨。

进一步地,所述陶瓷材料为石墨、石英、氧化铝、碳纤维、热解氮化硼、碳化硅。

进一步地,所述导热件为表面镀附有陶瓷薄膜的金属导热件,或表面镀附有金属薄膜的陶瓷导热件。

本实用新型一种具有导热件的热蒸发坩埚组件,通过热蒸发三维导热件将蒸发原料内部、临近液面处、接近坩埚内壁处连接起来,形成多个小的子蒸发区域。由于三维导热件结构的联通性,使得临近加热源的坩埚壁、底部的热量可以快速传导到坩埚内部和临近液面处,促进在非平衡态下的温度场均匀性,在热蒸发镀膜工艺中起到匀热,导热作用,降低了因温度不均匀导致喷溅的几率。

附图说明

图1为本实用新型一种具有导热件的热蒸发坩埚组件的俯视示意图;

图2为本实用新型一种具有导热件的热蒸发坩埚组件的截面示意图;

图3为本实用新型三维的导热件的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

结合图1和图2,本实用新型一种具有导热件的热蒸发坩埚组件,包括坩埚本体1及导热件2,坩埚本体1设有腔体11,导热件2嵌于腔体11内且与腔体11表面接触以进行热量传递,导热件2上设有多个在高度方向连通的气体蒸发通道,气体蒸发通道用于导出坩埚本体1内产生的蒸发原料气体。优选的,导热件2的底部和侧部分别与腔体11的底部和侧壁紧密接触,多面积的接触使得坩埚本体1上的热量能够及时得到分散。

其中,参见图3,导热件2由导热丝堆叠形成具有蓬松多孔结构的丝网球,且具有弹性,使得嵌入腔体11时与腔体11表面弹性挤压接触。堆叠形成的导热件2保证了有更多的接触外壁,使得散热更均匀,同时具有的弹性一方面确保了接触的可靠性,使得热量能够及时得到传递,另外一方面也方便导热件2 的取放,当坩埚本体1为上窄下宽的结构时,在放置导热件2时可进行一定的压缩,待导热件2进入空腔11内后导热件2恢复弹性与空腔11的各个内壁挤压接触。优选的,导热件2由可弯折的弹簧结构多次弯曲层叠形成丝网状三维体。其中,导热件2的外形可以根据坩埚本体1内的腔体11进行匹配设置,可以为圆柱体、圆台体或圆锥体。

优选的,参见图1,为了与坩埚本体1的装料量匹配,通常导热件2在体 11内的堆叠高度占腔体11深度的1/3~4/5。优选的,导热件2在体11内的堆叠高度占腔体11深度的2/3。

具体的,选择加工导热件2的材料需要考虑导热性、耐热性、材料兼容性、真空适用性、热膨胀系数、与蒸发溶液的浸润性以及易加工性。优选的,导热件2可选择导热性良好的金属如铜、金、银、钽、钼、钨等。或者耐腐蚀性强的陶瓷材料如高纯石墨、高纯石英、高纯氧化铝、碳纤维、热解氮化硼、碳化硅等;或者兼顾金属与陶瓷的优点做成复合材料。其中导热件2的加工方法根据选择材料不同采用采用机械加工、3D打印等方式进行加工。具体的,当采用复合材料来加工导热件2时,导热件2可先利用金属制备成金属导热件,再利用气相沉积或其它镀膜工艺在金属导热件表面镀一层陶瓷薄膜形成表面镀附有陶瓷薄膜的金属导热件,也可以反之,先制备陶瓷导热件,再利用气相沉积或其它镀膜工艺在陶瓷导热件表面镀一层金属薄膜形成表面镀附有金属薄膜的陶瓷导热件。

本实用新型一种具有导热件的热蒸发坩埚组件,通过热蒸发三维导热件将蒸发原料内部、临近液面处、接近坩埚内壁处连接起来,形成多个小的子蒸发区域。由于三维导热件结构的联通性,使得临近加热源的坩埚壁、底部的热量可以快速传导到坩埚内部和临近液面处,促进在非平衡态下的温度场均匀性,在热蒸发镀膜工艺中起到匀热,导热作用,降低了因温度不均匀导致喷溅的几率。

上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述,虽然已表示和描述了一些实施例,但本领域技术人员应该理解,在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下,可以对这些实施例进行修改和完善,这些修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。

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