一种超高真空电子束发射装置的制作方法

本发明涉及真空镀膜，尤其是一种超高真空电子束发射装置。

背景技术：

1、电子束蒸镀是利用加速热电子轰击镀膜材料，热电子的动能接触材料后转换成热能，加热镀膜材料，蒸发成膜。与传统蒸镀方式不同，电子束蒸镀利用磁场的控制，可以精准高效的轰击坩埚内靶材，使之融化进而沉积在基片上。

2、在真空镀膜过程中，被轰击出镀膜材料并非全部沉积在基片上，部分材料会附着到灯丝或阳极块上污染枪体，影响蒸镀稳定性。同时灯丝逸出的离子会污染膜层。同时，在低真空或中真空中激发的粒子能量较低，在形成膜层后附着力较小，结合性不好，密度较差。

技术实现思路

1、本发明解决了镀膜过程中造成灯丝的污染和膜层污染的问题，提出一种超高真空电子束发射装置，将灯丝块隐藏安装，并优化阴阳极块及磁场设置，以获得更高能量的蒸发粒子。同时使用特殊的密封形式与材料让装置能在超高真空下使用。

2、为实现上述目的，提出以下技术方案：

3、一种超高真空电子束发射装置，包括：

4、基体组件，承载灯丝块组件和磁场组件；

5、灯丝组件，包括隐藏安装在阴极块上端的灯丝，所述阴极块正面底端连接导电片，所述阴极块背面连接有绝缘块，所述绝缘块通过固定块固定在阳极块上，阳极块顶部设有阳极板，所述阴极块正面顶部设有发射口，所述发射口用于发射热电子；

6、磁场组件，用于热电子方向。

7、本发明包括基体组件和设置在基体组件中部的灯丝块组件，所述灯丝组件包括通过灯丝夹固定安装在阴极块上端的灯丝，所述阴极块正面底端连接导电片，所述阴极块正面顶部设有发射口，所述阴极块背面连接有绝缘块，所述绝缘块通过固定块固定在阳极块上，阳极块顶部设有阳极板，所述基体组件设有磁场组件。

8、本发明的电子束发射装置安装在真空镀膜设备上使用，工作时，灯丝通过加热电流受热，灯丝表面逸出大量的热电子，热电子经阴极与阳极间的高压电场加速并聚焦，受磁场之力偏转到达坩埚表面，蒸发材料。电子束发射装置与坩埚组件分离，便于调整坩埚结构形式与位置，同时可以优化发射装置的安装方式。

9、作为优选，所述磁场组件包括左右对称的一对主极靴，主极靴上连接有四对辅助极靴。所述磁场组件设有磁块，设有一对磁块极片连接在磁块两侧，设有一对主极靴，所述主极靴通过定位销与所述磁块极片固定，左右主极靴上均连接有四对辅助极靴。磁块极片于基体组件左右对称分布，在两端分别与主极靴相连，以约束左右方向电子束偏转范围。

10、作为优选，所述四对辅助极靴包括为侧极靴和前极靴以及线圈极靴和连接极靴。四对辅助极靴分别为连接在所述主极靴的上部的侧极靴、连接在所述主极靴的顶部的前极靴、连接在所述侧极靴的顶部中间的线圈极靴和连接在所述侧极靴的后端的连接极靴，所述左右侧极靴通过连接极靴连接。

11、作为优选，各极靴高度从高到底依次为线圈极靴、连接极靴、前极靴、侧极靴、主极靴、圆极靴。连接两主极靴均包含前极靴，线圈极靴。前极靴与线圈极靴、连接极靴高度相同。

12、作为优选，左右前极靴间距从前往后逐渐增大，左右圆极靴间距不变，左右线圈极靴间距不变，左右侧极靴间距不变，分布在基体组件两端的主极靴与侧极靴间隔宽度相同，圆极靴间隔宽度大于前极靴宽度，大于线圈极靴宽度。

13、前极靴间距从前往后逐渐增大，这种结构设置有利于增强前部磁场作用力，利于电子束从灯丝处引出后向前置极靴间运动。线圈极靴间距前后相同，连接极靴将左右侧极靴连接起来。这种设置利于约束电子束激发出的二次电子的吸引。

14、作为优选，前极靴的前端设有朝向对面的凸起，凸起边缘呈直角形状。

15、作为优选，基体组件上设有通过冷却流道联通的进液孔和出液孔。

16、作为优选，灯丝盘成门状结构，装于灯丝块组件内部。灯丝采用门型灯丝。灯丝夹与阴极块将灯丝包裹在内部，避免灯丝污染，同时延长使用时间。在阳极块的顶部装有阳极盖板，可遮挡住上方真空环境中的污染物，加强保护。

17、作为优选，所述灯丝通过灯丝夹固定安装在阴极块上端。所述灯丝夹包括设有定位槽的左右两夹持块，所述灯丝的端部插装在定位槽中，通过阴极块将灯丝压在定位槽中，所述夹持块的底部连接固定块，所述灯丝夹设置在夹持块与阴极块之间。

18、本发明的有益效果是：

19、1、分离式结构，将集成式电子束发射装置中的电子束发射单元分离出，减小装置尺寸，结构优化，安装便捷，减少设备总装工时；

20、2、隐藏式灯丝设计，避免镀膜过程中灯丝的污染和膜层污染；

21、3、液体、气体密封均采用金属、焊接形式，保证超高真空下使用的可靠性。

技术特征：

1.一种超高真空电子束发射装置，其特征是，包括：

2.根据权利要求1所述的一种超高真空电子束发射装置，其特征是，所述磁场组件包括左右对称的一对主极靴，主极靴上连接有四对辅助极靴。

3.根据权利要求2所述的一种超高真空电子束发射装置，其特征是，所述四对辅助极靴包括为侧极靴和前极靴以及线圈极靴和连接极靴。

4.根据权利要求3所述的一种超高真空电子束发射装置，其特征是，左右前极靴间距从前往后逐渐增大，圆极靴间隔宽度大于前极靴宽度，大于线圈极靴宽度。

5.根据权利要求3所述的一种超高真空电子束发射装置，其特征是，前极靴的前端设有朝向对面的凸起，凸起边缘呈直角形状。

6.根据权利要求1所述的一种超高真空电子束发射装置，其特征是，基体组件上设有通过冷却流道联通的进液孔和出液孔。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种超高真空电子束发射装置，其特征是，灯丝盘成门状结构。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的一种超高真空电子束发射装置，其特征是，所述灯丝通过灯丝夹固定安装在阴极块上端。

技术总结
本发明提出一种超高真空电子束发射装置，包括基体组件和磁场组件，所述基体组件中部设有灯丝块组件，所述灯丝组件包括灯丝，所述灯丝通过灯丝夹固定安装在阴极块上端，所述阴极块正面底端连接导电片，所述阴极块正面顶部设有发射口，所述阴极块背面连接有绝缘块，所述绝缘块通过固定块固定在阳极块上，阳极块顶部有阳极板，本发明将灯丝块隐藏安装，并优化阴阳极块及磁场设置，以获得更高能量的蒸发粒子。同时使用特殊的密封形式与材料让装置能在超高真空下使用。

技术研发人员：姚南,谢如应,陈军,任雪堂
受保护的技术使用者：杭州大和热磁电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22