专利名称：坩埚及具有该坩埚的蒸镀设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种坩埚及具有该坩埚的蒸镀设备，尤其涉及一种盛放柱状膜料且可以连续更新膜料的坩埚及具有该坩埚的蒸镀设备。
背景技术：
光学薄膜一般采用蒸镀法(Evaporation Deposition)、离子辅助蒸镀法 (IonAssisted deposition, IAD) , ^!!!!! (Ion Beam Sputtering Deposition, IBSD) 进行镀制。离子辅助蒸镀具有独立的离子源，安装简单，对原系统的影响低，且离子束的范围大，分布均勻，拥有良好的动能，可以较轻易地将膜层压紧，得到附着力良好的膜层等优点， 其采用程度较高。离子辅助蒸镀系统通常利用金属坩埚来盛放颗粒状膜料，并利用电子枪产生的高能电子束对盛放于坩埚内的颗粒状膜料进行加热，使颗粒状膜料受热蒸发附着于镀膜表面形成所需的膜层。但是，利用传统的坩埚盛放颗粒状的膜料进行蒸镀加工时，易存在如下问题其一，经过一段时间的蒸镀加工使得坩埚内的膜料被消耗完一部分后，膜料表面将会因蒸发而产生大小不一的坑洞，通常需要人工进行重新平整并加料，以尽量使坩埚内的膜料表面与坩埚的开口相平，便于膜料在受热过程中蒸发，由此，将耗费较多的人力及工时以进行膜料的更新。其二，传统坩埚盛放的颗粒状膜料中膜料一般大小不一，加热时易因不同颗粒之间受热不均而造成膜料蒸发速率不一致，影响膜层形成的质量。其三，频繁地进行人工加料更新时，易使颗粒状的膜料中混杂一些杂质，当这些杂质受热蒸发而附着于镀膜表面时，极易影响镀膜表面所需膜层的品质。其四，采用传统的坩埚盛放颗粒状的膜料镀制多层膜时， 需要人工反复平整并加料，由此需要反复地对蒸镀腔进行破真空与抽真空的操作，直接造成加工工时的浪费，而且频繁地破真空与抽真空，较易影响真空泵的寿命及工作效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种易于实现的、可有效解决现有技术中存在的问题的坩埚及具有该坩埚的蒸镀设备。一种坩埚包括一个主体，一个顶杆，及一个驱动器。所述主体具有一个用于盛放柱状蒸镀膜料的收容孔，所述收容孔的底部开设有一个顶杆孔，所述顶杆孔与所述收容孔相贯通。所述顶杆设置于所述收容孔的底部且与所述顶杆孔相配合。所述驱动器与所述顶杆相连接，所述驱动器驱动所述顶杆沿所述顶杆孔朝向或背离所述收容孔运动，使得盛放于所述收容孔内的柱状膜料相对于所述收容孔的底部被所述顶杆升起或降低。—种蒸镀设备，所述蒸镀膜设备包括腔体及设置在所述腔体内的坩埚。所述坩埚包括一个主体，一个顶杆，及一个驱动器。所述主体具有一个用于盛放柱状蒸镀膜料的收容孔，所述收容孔的底部开设有一个顶杆孔，所述顶杆孔与所述收容孔相贯通。所述顶杆设置于所述收容孔的底部且与所述顶杆孔相配合。所述驱动器与所述顶杆相连接，所述驱动器驱动所述顶杆沿所述顶杆孔朝向或背离所述收容孔运动，使得盛放于所述收容孔内的柱状膜料相对于所述收容孔的底部被所述顶杆升起或降低。相对于现有技术，本发明的坩埚具有如下优点其一，所述坩埚利用驱动器驱动顶杆来升降盛放于坩埚内的柱状膜料，由此，对消耗完一部分的膜料的表面进行平整后，可以通过控制驱动器自动使坩埚内的膜料表面与坩埚的开口相平，而无需通过人工进行膜料更新。其二，所述坩埚盛放柱状膜料进行蒸镀加工，可较好的避免加热时因受热不均而造成膜料蒸发速率不一致，影响膜层形成的质量。其三，采用所述坩埚盛放柱状膜料进行蒸镀加工时，可以持续进行多次膜料更新，无需频繁地进行人工加料更新，可避免使膜料混杂杂质， 确保镀膜表面所需膜层的品质。其四，采用所述坩埚盛放柱状的膜料镀制多层膜时，无需人工反复平整并加料，由此可避免反复地对蒸镀腔进行破真空与抽真空的操作，节省了相应的工时，而且可以避免因频繁地破真空与抽真空而影响真空泵的寿命及工作效率。其五， 采用具有所述坩埚的蒸镀设备进行蒸镀加工，有利于实现镀膜加工的自动化或半自动化操作，有利于提高蒸镀效率。
图1是本发明第一实施例提供的坩埚的示意图，所述坩埚包括一个主体。图2是图1所示的坩埚的分解示意图。图3是图1所示的坩埚的剖视图。图4是图1所示的坩埚盛放柱状膜料的示意图。图5是本发明第二实施例提供的具有图1所示的坩埚的蒸镀设备的示意图。主要元件符号说明主体环形盖体基体螺钉外部冷却管顶杆驱动器驱动轴柱状膜料坩埚收容孔顶杆孔内螺纹第一通孔第一螺纹孔中心孔环形壁环形槽
10 11 13 17
19
20
30
31 40 100 101 103 105 111 113 131 133 135
第二螺纹孔137
环形通道139
外螺纹201
蒸镀设备300
腔体310
伞架320
离子源330
加热系统340
具体实施例方式下面将结合附图及实施例对本技术方案作进一步详细说明。请一并参阅图1至图3，本发明第一实施例提供一种坩埚100，其包括一个主体10， 一个顶杆20，及一个驱动器30。所述主体10具有一个收容孔101，所述收容孔101用于盛放柱状蒸镀膜料。所述收容孔101的底部开设有一个顶杆孔103。所述顶杆孔103与所述收容孔101相贯通。本实施例中，所述主体10包括一个环形盖体11，及一个基体13。所述环形盖体11的中央区域开设有一个第一通孔111。所述基体13为圆柱体结构，所述基体13具有一个开设于其中央区域的中心孔131，一个环绕于所述中心孔131外围的环形壁133，及一个环绕于所述环形壁133外围的环形槽135。所述环形盖体11与所述基体13相配合组成所述主体10，所述第一通孔111与所述中心孔131组成所述坩埚100的收容孔101，所述环形槽135与所述收容孔101相通且由所述环形壁133所间隔，所述顶杆孔103开设于所述中心孔131的底部。所述环形槽135形成围绕所述收容孔101的空腔，由此，对所述坩埚100进行加热时， 可以使所述坩埚100的主体10内的热量较为均勻地分布，有利于盛放于所述收容孔101内的膜料较均勻受热。优选地，所述第一通孔111、所述中心孔131、所述收容孔101及所述顶杆孔103均为圆形孔，即所述第一通孔111、所述中心孔131、所述收容孔101及所述顶杆孔103的横截面均为圆形。而且，所述第一通孔111、所述中心孔131、所述收容孔101及所述顶杆孔103 的中心轴同轴。进一步地，所述环形盖体11的外围对称地开设有多个第一螺纹孔113，所述基体 13的外围开设有多个与所述第一螺纹孔113 —一对应的第二螺纹孔137。所述多个第一螺纹孔113及所述多个第二螺纹孔137与多个螺钉(或螺栓)17 一一对应配合，使所述环形盖体11与所述基体13相配合组成所述主体10。本实施例中，所述环形盖体11以其中心为对称中心开设有四个所述第一螺纹孔113，对应地，所述基体13开设有四个所述第二螺纹孔137，所述四个第一螺纹孔113及所述四个第二螺纹孔137与四个所述螺钉17 —一对应配合。优选地，所述环形盖体11与所述基体13均由金属铜、钼或者钨制成，由此可以增强所述坩埚100受热时的热传导性，且可以承受较高的蒸镀温度。进一步地，所述基体13的环形壁133的内部开设有一个环形通道139，所述环形通道139与外部冷却管19相连通。由此，根据加工过程的使用需要，通过外部冷却系统(图未示)，即可将冷却液，如水或混合液体，经由所述外部冷却管19通入所述环形通道139内， 对所述坩埚100进行冷却，便于后续加工。所述顶杆20设置于所述收容孔101的底部且与所述顶杆孔103相配合，所述顶杆 20可以在所述顶杆孔103内转动或移动，以沿所述顶杆孔103进入与所述顶杆孔103相贯通的所述收容孔101内。本实施例中，所述顶杆20为圆柱结构，其与圆形的所述顶杆孔103
相配合。进一步地，所述顶杆孔103的内周面开设有内螺纹105，所述顶杆20的外周面开设有与所述内螺纹105相配合的外螺纹201。由此，所述顶杆20可以在所述顶杆孔103内转动的同时沿所述顶杆孔103进入所述收容孔101内。所述驱动器30与所述顶杆20相连接，所述驱动器30驱动所述顶杆20沿所述顶杆孔103朝向或背离所述收容孔101运动，使得盛放于所述收容孔101内的柱状膜料(图未示)相对于所述收容孔101的底部被所述顶杆20升起或降低。本实施例中，所述驱动器 30为一个电动马达，其具有一个驱动轴31，所述驱动轴31的直径小于所述顶杆孔103的直径，所述驱动轴31与所述顶杆20相连接且其两者同轴。由此，通过所述驱动器30，即可驱动所述顶杆20沿所述顶杆孔103自动地朝向或背离所述收容孔101运动。优选地，所述顶杆20在所述驱动器30的驱动下沿着所述顶杆孔103的中心轴朝向或背离所述收容孔101运动。请参阅图4，为所述坩埚100盛放柱状膜料40的示意图。将所述坩埚100设置于蒸镀系统(图未示)内，进行蒸镀加工时，利用电子枪产生的高能电子束对所述坩埚100内的柱状膜料40进行加热，使所述柱状膜料40表面蒸发并形成膜层于镀膜表面。经过一段时间的镀膜加工使得所述坩埚100内的柱状膜料40被消耗完一部分后，所述柱状膜料40 表面因蒸发形成一些大小不一的坑洞，此时需要对所述柱状膜料40表面进行平整，以确保蒸镀加工过程获得稳定的蒸镀速率，在镀膜表面形成质量较佳的膜层。由于所述柱状膜料 40的消耗，平整完后所述柱状膜料40的表面将会低陷于所述收容孔101，即所述柱状膜料 40的表面低于所述收容孔101的开口，为了有利于柱状膜料40在受热过程中蒸发，需要使所述柱状膜料40的表面与所述收容孔101的开口相平。此时，启动所述驱动器30，驱动所述顶杆20，即可调节所述柱状膜料40的表面与所述收容孔101的开口的相对位置关系，确保柱状膜料40可以较好地受热蒸发。请参阅图5，本发明第二实施例提供一种蒸镀设备300，其包括一个腔体310，一个伞架320，一个离子源330，一个加热系统340，及一个坩埚100。所述腔体310为真空腔体，其通过相连通的真空泵(图未示)来获得内部的真空环境。所述伞架320、所述离子源330、所述加热系统340及所述坩埚100均设置于所述腔体310的内部。所述伞架320用于承载待镀膜元件，并使待镀膜元件的待镀表面朝向膜料(即靶材)。本实施例中，所述加热系统340为电子枪，其用于产生加热蒸镀膜料的高能电子束，以在镀膜加工时使膜料蒸发形成膜料粒子。所述离子源330为等离子体离子源，其用于形成蒸镀所需的等离子体，等离子体在真空环境中与膜料粒子相碰撞，使膜料粒子获得额外能量，膜料粒子撞向待镀表面后将附着于待镀表面，形成所需的膜层。
本实施例中，所述伞架320设置于所述腔体310的上部，所述离子源330朝向所述伞架320，所述坩埚100的收容孔101 (图未标示)朝向所述伞架320，所述加热系统340位于所述坩埚100的一侧，所述加热系统340产生的高能电子束在磁场(图未示)的影响下射向盛放于所述坩埚100内的膜料，由此对所述坩埚100内的膜料进行加热使膜料蒸发形成膜料粒子。相对于现有技术，本发明的坩埚具有如下优点其一，所述坩埚利用驱动器驱动顶杆来升降盛放于坩埚内的柱状膜料，由此，对消耗完一部分的膜料的表面进行平整后，可以通过控制驱动器自动使坩埚内的膜料表面与坩埚的开口相平，而无需通过人工进行膜料更新。其二，所述坩埚盛放柱状膜料进行蒸镀加工，可较好的避免加热时因受热不均而造成膜料蒸发速率不一致，影响膜层形成的质量。其三，采用所述坩埚盛放柱状膜料进行蒸镀加工时，可以持续进行多次膜料更新，无需频繁地进行人工加料更新，可避免使膜料混杂杂质， 确保镀膜表面所需膜层的品质。其四，采用所述坩埚盛放柱状的膜料镀制多层膜时，无需人工反复平整并加料，由此可避免反复地对蒸镀腔进行破真空与抽真空的操作，节省了相应的工时，而且可以避免因频繁地破真空与抽真空而影响真空泵的寿命及工作效率。其五， 采用具有所述坩埚的蒸镀设备进行蒸镀加工，有利于实现镀膜加工的自动化或半自动化操作，有利于提高蒸镀效率。另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种坩埚，其包括一个主体，所述主体具有一个用于盛放柱状蒸镀膜料的收容孔，所述收容孔的底部开设有一个顶杆孔，所述顶杆孔与所述收容孔相贯通；一个顶杆，所述顶杆设置于所述收容孔的底部且与所述顶杆孔相配合；及一个驱动器，所述驱动器与所述顶杆相连接，所述驱动器驱动所述顶杆沿所述顶杆孔朝向或背离所述收容孔运动，使得盛放于所述收容孔内的柱状膜料相对于所述收容孔的底部被所述顶杆升起或降低。
2.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述主体包括一个环形盖体，及一个基体； 所述环形盖体的中央区域开设有一个第一通孔，所述基体为圆柱体结构，所述基体具有一个开设于其中央区域的中心孔，一个环绕于所述中心孔外围的环形壁，及一个环绕于所述环形壁外围的环形槽；所述环形盖体与所述基体相配合组成所述主体，所述第一通孔与所述中心孔组成所述坩埚的收容孔，所述环形槽形成围绕所述收容孔的空腔，所述环形槽与所述收容孔相通且由所述环形壁所间隔，所述顶杆孔开设于所述中心孔的底部。
3.如权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述第一通孔、所述中心孔、所述收容孔及所述顶杆孔均为圆形孔，所述顶杆为圆柱结构。
4.如权利要求3所述的坩埚，其特征在于，所述第一通孔、所述中心孔、所述收容孔及所述顶杆孔的中心轴同轴，所述顶杆在所述驱动器的驱动下沿着所述顶杆孔的中心轴朝向或背离所述收容孔运动。
5.如权利要求3所述的坩埚，其特征在于，所述顶杆孔的内周面进一步开设有内螺纹， 所述顶杆的外周面进一步开设有与所述内螺纹相配合的外螺纹。
6.如权利要求3所述的坩埚，其特征在于，所述驱动器为一个电动马达，其具有一个驱动轴，所述驱动轴的直径小于所述顶杆孔的直径，所述驱动轴与所述顶杆相连接且其两者同轴。
7.如权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述环形壁的内部进一步开设有一个环形通道，所述环形通道与外部冷却管相连通。
8.如权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述环形盖体的外围对称地开设有多个第一螺纹孔，所述基体的外围开设有多个与所述第一螺纹孔一一对应的第二螺纹孔，所述多个第一螺纹孔及所述多个第二螺纹孔与多个螺钉或螺栓一一对应配合，使所述环形盖体与所述基体相配合组成所述主体。
9.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述环形盖体与所述基体由金属铜、钼或者钨制成。
10.一种蒸镀设备，其特征在于，所述蒸镀膜设备包括腔体及设置在所述腔体内的如权利要求1 9任一项所述的坩埚。
全文摘要
一种坩埚包括一个主体，一个顶杆，及一个驱动器。所述主体具有一个用于盛放柱状蒸镀膜料的收容孔，所述收容孔的底部开设有一个顶杆孔，所述顶杆孔与所述收容孔相贯通。所述顶杆设置于所述收容孔的底部且与所述顶杆孔相配合。所述驱动器与所述顶杆相连接，所述驱动器驱动所述顶杆沿所述顶杆孔朝向或背离所述收容孔运动，使得盛放于所述收容孔内的柱状膜料相对于所述收容孔的底部被所述顶杆升起或降低。本发明另外提供一种具有所述坩埚的蒸镀设备。
文档编号C23C14/24GK102373420SQ201010261279
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者裴绍凯 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司