专利名称：电子束蒸发器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以电子轰击法为特征的电子束蒸发器。
电子束蒸发器通称为电子枪，是真空镀膜机的核心部件，广泛应用于电子工业、光学仪器仪表业等领域蒸镀电学膜、光学膜、介质膜与功能性薄膜。
常用的电子束蒸发器，由支承板、阴极组件、加速极、电磁偏转机构、坩埚及水冷器组成，其中阴极组件由带绝缘子的阴极支杆、阴极丝、聚焦极构成，电磁偏转机构由励磁线圈和极靴构成，由阴极组件、加速极形成的电子束经电磁偏转机构偏转后轰击施镀材料，兼作为阳极的坩埚由水冷器冷却，置于坩埚内的施镀材料受电子束轰击，产生汽化蒸发，沉积在工件表面形成薄膜。
这种电子束蒸发器的突出优点是能使各种高熔点的施镀材料汽化而蒸发，如对于SiO2粉末经过预熔而蒸发，于是这种电子束蒸发器至今在形成光学薄膜工艺中仍然占据主导地位。但存在如下缺陷。
1.由于坩埚容量有限，置于坩埚内的施镀材料在几分钟至十分钟内蒸发贻尽，无法实现长时间的连续蒸发。
2.施镀材料是借助重力作用置放于坩埚内，其蒸发方向只能是自下而上，不能实现其他方向蒸发。
3.沉积多层膜时，更换的施镀材料需要再次经过电子束来回扫描进行预熔，而这种预熔时间往往很长，无法满足长时间连续蒸发的要求。
本发明的目的在于提供一种蒸发时间特别长的电子束蒸发器，设有由施镀材料制成的棒状靶和使棒状靶旋转提升的旋转升降机构，电子束对棒状靶上端面作扫描轰击，使靶材汽化蒸发沉积在工件表面。
实现本发明目的采用了以下技术措施1.将施镀材料制成棒状靶，布置在兼作阳极的坩埚轴线上，为了布置棒状靶，同轴地在坩埚和支承板上各开一个通孔。
2.为了使棒状靶的靶面均匀蒸发及连续工作，设有一个旋转升降机构，使棒状靶不断旋转且缓慢地提升，保持靶面始终处于同一高度，直至靶材耗尽。
3.为使靶面均匀蒸发，在励磁线圈的励磁电压上叠加一个三角波电压，使电子束在靶面上作径向往复扫描。
以下结合附图，详细叙述本发明的具体内容。
如
图1所示，一种电子束蒸发器，包括支承板3，阴极组件4，加速极5，电磁偏转机构6，坩埚7以及水冷套H，其中阴极组件4由带绝缘子的阴极支杆41、阴极丝42、聚焦极43组成，电磁偏转机构6由励磁线圈61和极靴62构成、阴极组件4、加速极5形成的电子束在极靴62间偏转后轰击施镀材料，施镀材料蒸汽沉积在工件表面，其特征是施镀材料制成棒状体，布置在原坩埚7的轴线处构成接受电子束轰击的棒状靶B，该棒状靶B由一个旋转升降机构8带动作旋转和升降运动。
本发明电子束蒸发器设有底盘1、支承杆2以及旋转升降机构8，旋转升降机构8由夹持器81、弹性衬套82、齿轮83、升降滑块84、螺杆85、导杆86以及花键轴87组成，其中螺杆85、导杆86以及花键轴87的两端分别安装在底盘1和支承板3上;夹持器81上开有一个用于布置棒状靶B和弹性衬套82的沉孔，升降滑块84上设有一个与螺杆85相配合的螺孔、两个与导杆86配合的通孔、一个用于布置齿轮83及其轴承的沉孔，棒状靶B、夹持器81、弹性衬套82、齿轮83及其轴承同轴布置，且通过螺钉与升降滑块84连为一体，齿轮83与花键轴87啮合，转动的花键轴87和螺杆85分别带动棒状靶B作旋转和升降运动。
在同一个电子束蒸发器中配置多个旋转升降机构8，装上不同材料的棒状靶B，加以依次切换，则该蒸发器可用于形成多层膜。施镀材料为粉末状的，可应用粉末冶金法，将其制造成棒状体供本电子束蒸发器使用。
对阴极组件4施加几千伏直流负高压，阴极丝42两端施加几十伏电压直至产生电子热发射，支承板3、加速极5、电磁偏转机构6、坩埚7、旋转升降机构8均为地电位。
在励磁线圈61的励磁电压中叠加一个三角波电压，电子束便在靶面上作径向往复扫描。棒状靶B工作时，由于作旋转运动且缓慢上升，加上电子束作径向往复扫描，使靶面始终处于同一高度。
本发明的棒状靶B及使棒状靶B作旋转提升运动的旋转升降机构8同时适用于偏转式电子束蒸发器、直式电子枪蒸发器及其他形式的电子束蒸发器。
同现有技术比较，本发明具有以下突出的优点。
1.施镀材料制成棒状体，其连续工作时间可达到一百小时至数百小时，有助于实现蒸镀工艺产业化。而以坩埚盛料蒸发只能连续蒸发数十分钟。
2.对粉状施镀材料，如陶瓷粉料可加入适量的石腊，用粉末冶金法制成棒料，同样可实现长达数百小时的连续蒸镀。
3.由于施镀材料制成棒料，不需要坩埚容器，其蒸镀的方向可以任意选择，而现有的电子束蒸发器只能是以自下而上的方式蒸镀。
4.旋转升降机构可以设置多个，依次切换这些机构，即可实现长时间连续蒸镀。
5.由于棒料不断旋转和缓慢上升，其上端面受电子束往复扫描轰击，棒料受热均匀，能避免现有技术中出现的材料飞溅或炸裂。
6.可应用于对现有的普通电子枪进行技术改造，只需在原坩埚上开一个布置棒状体的通孔及设置一个旋转升降机构，其他部件则无需改动。
实施例一种磁偏转式电子束蒸发器，采用如图1所示的结构，安装在连续生产线上，在大面积平板玻璃上连续镀SiO2膜，SiO2靶采用石英棒制成，其尺寸这φ30×450mm，在电子束功率为1KW条件下，连续蒸发200小时，SiO2靶材刚好耗尽。SiO2靶工作时，靶材旋转速度为每分钟20转，上升速度为每分钟0.0375mm。
权利要求
1.一种电子束蒸发器，包括支承板[3]、阴极组件[4]，加速极[5]，电磁偏转机构[6]，坩埚[7]以及水冷套[H]，其中阴极组件[4]由带绝缘子的阴极支杆[41]、阴极丝[42]、聚焦极[43]组成，电磁偏转机构[6]由励磁线圈[61]和极靴[62]构成，阴极组件[4]、加速极[5]形成的电子束在极靴[62]间偏转后轰击施镀材料，施镀材料蒸汽沉积在工件表面，其特征在于设有底盘[1]，支承杆[2]，棒状靶[B]以及旋转升降机构[8]；施镀材料制成棒状体，布置在原坩埚[7]的轴线处构成接受电子束轰击的棒状靶[B]，该棒状靶[B]由旋转升降机构[8]带动作旋转和升降运动。
2.根据权利要求1的电子束蒸发器，其特征在于所述的旋转升降机构[8]由夹持器[81]、弹性衬套[82]、齿轮[83]、升降滑块[84]、螺杆[85]、导杆[86]以及花键轴[87]组成，其中螺杆[85]、导杆[86]、花键轴[87]的两端分别安装在底盘[1]和支承板[3]上，夹持器[81]上开有一个用于布置棒状靶[B]和弹性衬套[82]的沉孔，升降滑块[84]上设有一个与螺杆[85]相配合的螺孔、两个与导杆[86]配合的通孔、一个用于布置齿轮[83]及其轴承的沉孔，棒状靶[B]、夹持器[81]、弹性衬套[82]、齿轮[83]及其轴承同轴布置，且通过螺钉与升降滑块[84]连为一体，齿轮[83]与花键轴[87]啮合，转动的花键轴[87]和螺杆[83]分别带动棒状靶[B]作旋转和升降运动。
3.根据权利要求1的电子束蒸发器，其特征在于所述的棒状靶B可用粉状的施镀材料经粉末冶金法制成棒状体。
全文摘要
一种电子束蒸发器，其特征是施材料制成棒状体，布置在原坩埚7的轴线处构成棒状靶B，该棒状靶B由一个旋转升降机构8带动作旋转和升降运动。同现有技术比较，其优点是连续蒸镀的时间可提高150倍以上，特别有利于将粉状施镀材料改制为棒料实现长时间连续蒸镀，蒸发方向可任意选择，有利于实现蒸镀工艺产业化。
文档编号C23C14/30GK1109108SQ94114030
公开日1995年9月27日 申请日期1994年12月8日 优先权日1994年12月8日
发明者王德苗, 任高潮 申请人:浙江大学