專利名稱：導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熱蒸發(fā)薄膜制備領(lǐng)域，具體涉及一種熱蒸發(fā)沉積薄膜所用的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置。
背景技術(shù)：
熱蒸發(fā)是薄膜制備的一種最基本和最常用的方法。因它具有較高的沉積速率和較高的薄膜質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，在薄膜制備領(lǐng)域中有著非常廣泛的應(yīng)用。但通常熱蒸發(fā)均采用蒸汽 由下方往上方沉積的方式進(jìn)行，不適用于對(duì)一些需要蒸汽由上方往下方沉積的應(yīng)用場(chǎng)合。
發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)中熱蒸發(fā)不適合蒸汽由上方往下方沉積的應(yīng)用領(lǐng)域，本實(shí)用新型提供一種導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，適用于需要在下方固定樣品的熱蒸發(fā)氣相沉積，可滿足特定領(lǐng) 域的需要。本實(shí)用新型的一種導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特點(diǎn)是，所述的裝置包括加熱爐、導(dǎo) 流管以及導(dǎo)流管加熱罩；所述的加熱爐以中心軸為中心，通過由內(nèi)向外依次設(shè)置的加熱絲 架、內(nèi)保溫筒和外保溫筒構(gòu)成；采用上下相對(duì)應(yīng)設(shè)置的第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)作骨 架，在第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)圓周上相對(duì)應(yīng)設(shè)有均勻分布的數(shù)個(gè)小孔，通過加熱絲 上下對(duì)穿連接成一個(gè)圓筒形的加熱絲架；在加熱絲架內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)舟；在所述的兩個(gè)圓形 瓷環(huán)和加熱絲架的外圍設(shè)置有內(nèi)保溫筒。在所述的第二圓形瓷環(huán)下方設(shè)置同軸心的加熱絲架支撐座，加熱絲架通過均勻分 布的三根對(duì)穿第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)的長(zhǎng)固定螺桿固定在加熱絲架支撐座上，長(zhǎng)固 定螺桿的兩端均設(shè)有外螺紋，長(zhǎng)固定螺桿的一端與加熱絲支撐架連接，另一端與導(dǎo)流管底 座基座連接，長(zhǎng)固定螺桿在穿過所述的兩個(gè)圓形瓷環(huán)的部位均通過螺母固定兩個(gè)圓形瓷環(huán) 之間的相對(duì)距離；在加熱絲架支撐座上設(shè)置有固定溫度探頭的中心固定孔，溫度探頭通過 中心固定孔設(shè)置于蒸發(fā)舟底部，并與蒸發(fā)舟接觸；在加熱絲架支撐座與長(zhǎng)固定螺桿的外圍 設(shè)置有外保溫筒；在加熱絲架支撐座下方連接有中心軸，中心軸的一端穿過加熱爐與熱絲架支撐座 固定連接，另一端與底座法蘭連接，將加熱爐固定設(shè)置在底座法蘭上；底座法蘭上開有兩孔 引出兩根金屬管作為進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管和出水管的一端與底座法蘭密封連接，另一 端分別與外保溫筒相連接。所述的中心軸、第一圓形瓷環(huán)、第二圓形瓷環(huán)、加熱絲架支撐座、蒸發(fā)舟均為同軸 心設(shè)置。所述的導(dǎo)流管包括導(dǎo)流管底座、導(dǎo)流管管道和導(dǎo)流管噴頭帽，導(dǎo)流管底座包括導(dǎo) 流管底座基座和導(dǎo)流管底座接頭，導(dǎo)流管外圍設(shè)有導(dǎo)流管加熱罩。導(dǎo)流管底座基座與加熱 爐中蒸發(fā)舟的蒸發(fā)口密封固定連接，導(dǎo)流管底座基座上設(shè)有通孔，導(dǎo)流管底座基座通過通 孔與內(nèi)螺紋柱子一端連接，內(nèi)螺紋柱子的另一端與加熱爐內(nèi)的長(zhǎng)固定螺桿連接。[0009]導(dǎo)流管管道一端與導(dǎo)流管底座接頭固定連接，導(dǎo)流管管道的另一端設(shè)有外螺紋接頭，噴頭帽設(shè)置在外螺紋接頭上。導(dǎo)流管加熱罩殼體上設(shè)有環(huán)繞的加熱絲，還設(shè)有用于加熱 絲的固定和與殼體絕緣的開槽盤頭螺釘、螺母和絕緣柱，導(dǎo)流管加熱罩的底板開有孔用以 伸出噴頭帽，噴頭帽開有出孔。所述的蒸發(fā)舟的形狀為一端開口的圓柱形。導(dǎo)流管管道的內(nèi)徑為4mm 6mm，噴頭帽出孔的孔徑小于導(dǎo)流管管道的內(nèi)徑。導(dǎo)流管管道中段設(shè)有基準(zhǔn)點(diǎn)，導(dǎo)流管加熱罩內(nèi)相對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)點(diǎn)的部位設(shè)有用以標(biāo)示 和固定噴頭帽出孔的噴射角度的角度標(biāo)尺。本實(shí)用新型的裝置工作時(shí)，需配以溫度測(cè)量控制儀，配以真空室和真空機(jī)組，整個(gè) 裝置須在真空環(huán)境下工作。為了減小熱量的損失，在兩圓形瓷環(huán)之間和加熱絲外圍設(shè)有圓 柱形聚四氟乙烯材料的內(nèi)保溫筒，將加熱絲完全包覆其中。為了解決加熱絲架的強(qiáng)度和固 定問題，設(shè)置了一個(gè)圓形金屬加熱絲架支撐座。長(zhǎng)固定螺桿的設(shè)置不僅用來(lái)固定兩圓形瓷 環(huán)間的距離，也提高了整個(gè)加熱絲架的強(qiáng)度。由于整個(gè)加熱爐需要在真空中使用，需要通 過真空法蘭來(lái)密封和內(nèi)外連接加熱和測(cè)控的電路連線，把整個(gè)加熱爐設(shè)置在一個(gè)真空法蘭 上。為了減小加熱爐的熱輻射對(duì)外界的影響，在整個(gè)加熱絲架的外部設(shè)置了一個(gè)外保 溫筒，從底座法蘭上引出兩根金屬管道作為進(jìn)水管和出水管，同時(shí)兩根水管起到支撐和托 起外保溫筒的作用，整個(gè)加熱絲架放入外保溫筒之內(nèi)并完全罩在其中。使用時(shí)通以循環(huán)水 用以加熱爐的水冷。蒸發(fā)口通過聚四氟乙烯墊片與導(dǎo)流管底座密封，設(shè)置的三個(gè)內(nèi)螺紋柱 子，其一端緊旋于加熱爐內(nèi)固定長(zhǎng)螺桿上，另一端作為與導(dǎo)流管底座密封固定的內(nèi)螺紋。導(dǎo)流管底座的外螺紋接頭與導(dǎo)流管的連接螺母和球形接頭匹配并通過螺紋固定， 同時(shí)也通過它們之間螺紋的旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)整噴頭的角度。根據(jù)沉積工藝的需要噴頭帽可以更換 為不同的中心孔徑的噴頭帽。為了防止蒸發(fā)原料在導(dǎo)流管上的冷凝，導(dǎo)流管也需要保持一 定的溫度，將導(dǎo)流管完全置于由加熱絲環(huán)繞的加熱罩內(nèi)，可有效控制加熱罩內(nèi)的溫度使導(dǎo) 流管的溫度恒定。加熱絲通過多個(gè)設(shè)置在外殼上絕緣柱環(huán)繞數(shù)圈，開槽盤頭螺釘配以螺母 固定住加熱絲，使用絕緣柱與殼體絕緣。本實(shí)用新型導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置適用于需要在下方固定樣品的熱蒸發(fā)氣相沉 積。如在盤內(nèi)運(yùn)動(dòng)的微球采用熱蒸發(fā)氣相沉積實(shí)現(xiàn)其表面均勻涂層的情況。也可以通過兩 個(gè)或兩個(gè)以上的組合配置實(shí)現(xiàn)兩種或兩種以上材料的化學(xué)氣相沉積。如果配備高性能的溫 度測(cè)控儀，可達(dá)到較高的蒸發(fā)溫控精度，同時(shí)由于蒸汽流是由小孔引出，蒸汽流更集中，可 以獲得更高的沉積速率。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置整體外形示意圖圖2為本實(shí)用新型的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖圖3a為本實(shí)用新型中的加熱絲骨架圓形瓷環(huán)的A-A剖面圖圖3b為本實(shí)用新型中的加熱絲骨架圓形瓷環(huán)的俯視圖圖4為本實(shí)用新型導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置中的導(dǎo)流管主視圖[0023]圖5為本實(shí)用新型導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置中的導(dǎo)流管底座主視圖圖6為本實(shí)用新型導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置中的導(dǎo)流管加熱罩主視圖圖中1.底座法蘭 2.第一螺母 3.加熱絲架支撐座 4.溫度探頭 5.加熱絲架 6.蒸發(fā)舟 7.內(nèi)保溫筒 8.外保溫筒 9.固定長(zhǎng)螺桿 10.固 定螺母11.第一圓形瓷環(huán) 12.內(nèi)螺紋柱子 13.固定螺釘 31.第二圓形瓷環(huán) 15.導(dǎo)流管 16.導(dǎo)流管管道 17.外螺紋接頭 18.球形接頭 19.連接螺母 20.噴頭帽 21.導(dǎo)流管底座基座 22.導(dǎo)流管底座接頭 23.通孔 24.底板 25.導(dǎo)流管加熱罩 26.開槽盤頭螺釘 27.第二螺母 28.絕緣柱 29.蓋子 30.出孔 32.加熱爐 33.中心軸 34.基準(zhǔn)點(diǎn)
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述
圖1為本實(shí)用新型的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置整體外形示意圖，圖中加熱爐32通過 中心軸33固定設(shè)置在底座法蘭1上，設(shè)置在加熱爐32頂端的導(dǎo)流管底座基座21通過連接 螺母19與導(dǎo)流管15固定連接，導(dǎo)流管15的頂端設(shè)置有噴頭帽20。圖2 6中，本實(shí)用新型的一種導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，包括加熱爐32、導(dǎo)流管15 以及導(dǎo)流管加熱罩25 ；所述的加熱爐32以中心軸33為中心，通過由內(nèi)向外依次設(shè)置的加 熱絲架5、內(nèi)保溫筒7和外保溫筒8構(gòu)成。采用上下相對(duì)應(yīng)設(shè)置的第一圓形瓷環(huán)11和第二 圓形瓷環(huán)31作骨架，在第一圓形瓷環(huán)11和第二圓形瓷環(huán)31圓周上相對(duì)應(yīng)設(shè)有均勻分布的 數(shù)個(gè)小孔，通過加熱絲上下對(duì)穿連接成一個(gè)圓筒形的加熱絲架5。加熱絲架5兩端與底座法 蘭1上設(shè)置的兩個(gè)加熱電極連接，在加熱絲架5內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)舟6，蒸發(fā)舟6的形狀為一端 開口的圓柱形。在所述的兩個(gè)圓形瓷環(huán)和加熱絲架的外圍設(shè)置有內(nèi)保溫筒7。在所述的第二圓形瓷環(huán)31下方設(shè)置同軸心的加熱絲架支撐座3，加熱絲架5通過 均勻分布的三根對(duì)穿第一圓形瓷環(huán)11和第二圓形瓷環(huán)31的長(zhǎng)固定螺桿9固定在加熱絲架 支撐座3上，長(zhǎng)固定螺桿9的兩端均設(shè)有外螺紋，長(zhǎng)固定螺桿9的一端與加熱絲支撐架3連 接，另一端與加熱爐頂部設(shè)置的導(dǎo)流管底座基座21連接，長(zhǎng)固定螺桿9在穿過所述的兩個(gè) 圓形瓷環(huán)的部位均通過所設(shè)固定螺母10固定兩個(gè)圓形瓷環(huán)之間的相對(duì)距離，同時(shí)也提高 了加熱絲架5的強(qiáng)度。在加熱絲架支撐座3上設(shè)置有固定溫度探頭4的中心固定孔，溫度 探頭4通過中心固定孔設(shè)置于蒸發(fā)舟6的底部，并與蒸發(fā)舟6的底部接觸，用于測(cè)控加熱溫 度。溫度探頭4與還底座法蘭1相應(yīng)的電極連接。在加熱絲架支撐座3與長(zhǎng)固定螺桿9的 外圍設(shè)置有外保溫筒8。在加熱絲架支撐座3下方連接有中心軸33，中心軸33的一端穿過加熱爐32與熱 絲架支撐座3固定連接，另一端通過外螺紋頭與底座法蘭1連接，通過第一螺母2將加熱 爐33固定設(shè)置在底座法蘭1上；底座法蘭1上開有兩孔引出兩根金屬管作為進(jìn)水管和出水 管，進(jìn)水管和出水管的金屬管道一端外殼與底座法蘭1焊接密封連接，另一端分別與外保 溫筒8相連接，并起到支撐和托起外保溫筒8的作用，用以加熱爐32的水冷。在底座法蘭 1上還設(shè)置有電極。所述的中心軸33、第一圓形瓷環(huán)11、第二圓形瓷環(huán)31、加熱絲架支撐座3、蒸發(fā)舟 6均為同軸心設(shè)置。[0032]所述的導(dǎo)流管包括導(dǎo)流管底座、導(dǎo)流管管道16和導(dǎo)流管噴頭帽20，導(dǎo)流管底座包 括導(dǎo)流管基座21和導(dǎo)流管底座接頭22，導(dǎo)流管15外圍設(shè)有導(dǎo)流管加熱罩25 ；導(dǎo)流管15完 全置于導(dǎo)流管加熱罩25內(nèi)；導(dǎo)流管底座基座21與加熱爐的蒸發(fā)舟6的蒸發(fā)口密封固定連 接，導(dǎo)流管底座基座21上設(shè)有三個(gè)均勻分布的通孔23，內(nèi)螺紋柱子12的一端通過三個(gè)通孔 23和固定螺釘13與導(dǎo)流管底座基座21連接，內(nèi)螺紋柱子12的另一端緊旋于加熱爐32內(nèi) 的長(zhǎng)固定螺桿9上，內(nèi)螺紋柱子12共設(shè)置有三個(gè)，并與所述三個(gè)通孔23對(duì)應(yīng)。導(dǎo)流管管道16 —端的連接螺母19和球形接頭18匹配并通過螺紋與導(dǎo)流管底座接頭22固定連接，導(dǎo)流管管道16的另一端設(shè)有外螺紋接頭17，噴頭帽20通過內(nèi)螺紋擰緊 在外螺紋接頭17上；導(dǎo)流管加熱罩25的殼體上設(shè)有環(huán)繞的加熱絲，還設(shè)有用于加熱絲的 固定和與殼體絕緣的開槽盤頭螺釘26、螺母27和絕緣柱28，導(dǎo)流管加熱罩的上面設(shè)有蓋子 29，底板24開有孔用以伸出噴頭帽20，噴頭帽20上開有出孔30。本實(shí)用新型中導(dǎo)流管管道16的內(nèi)徑為5mm，噴頭帽20的出孔30的孔徑小于導(dǎo)流 管管道16的內(nèi)徑。導(dǎo)流管管道16中段設(shè)有基準(zhǔn)點(diǎn)34，導(dǎo)流管加熱罩25內(nèi)相對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)點(diǎn)34的部位設(shè) 有用以標(biāo)示和固定噴頭帽出孔的噴射角度的角度標(biāo)尺。
權(quán)利要求一種導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特征在于所述的裝置包括加熱爐、導(dǎo)流管以及導(dǎo)流管加熱罩；所述的加熱爐以中心軸為中心，通過由內(nèi)向外依次設(shè)置的加熱絲架、內(nèi)保溫筒和外保溫筒構(gòu)成；采用上下相對(duì)應(yīng)設(shè)置的第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)作骨架，在第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)圓周上相對(duì)應(yīng)設(shè)有均勻分布的數(shù)個(gè)小孔，通過加熱絲上下對(duì)穿連接成一個(gè)圓筒形的加熱絲架；在加熱絲架內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)舟；在所述的兩個(gè)圓形瓷環(huán)和加熱絲架的外圍設(shè)置有內(nèi)保溫筒；在所述的第二圓形瓷環(huán)下方設(shè)置同軸心的加熱絲架支撐座，加熱絲架通過均勻分布的三根對(duì)穿第一圓形瓷環(huán)和第二圓形瓷環(huán)的長(zhǎng)固定螺桿固定在加熱絲架支撐座上，長(zhǎng)固定螺桿的兩端均設(shè)有外螺紋，長(zhǎng)固定螺桿的一端與加熱絲支撐架連接，另一端與導(dǎo)流管底座基座連接；長(zhǎng)固定螺桿在穿過所述的兩個(gè)圓形瓷環(huán)的部位均通過螺母固定兩個(gè)圓形瓷環(huán)之間的相對(duì)距離；在加熱絲架支撐座上設(shè)置有固定溫度探頭的中心固定孔，溫度探頭通過中心固定孔設(shè)置于蒸發(fā)舟底部，并與蒸發(fā)舟接觸；在加熱絲架支撐座與長(zhǎng)固定螺桿的外圍設(shè)置有外保溫筒；在加熱絲架支撐座下方連接有中心軸，中心軸的一端穿過加熱爐與加熱絲架支撐座固定連接，另一端與底座法蘭連接，將加熱爐固定設(shè)置在底座法蘭上；底座法蘭上開有兩孔引出兩根金屬管作為進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管和出水管的一端與底座法蘭密封連接，另一端分別與外保溫筒相連接；所述的中心軸、第一圓形瓷環(huán)、第二圓形瓷環(huán)、加熱絲架支撐座、蒸發(fā)舟均為同軸心設(shè)置。所述的導(dǎo)流管包括導(dǎo)流管底座、導(dǎo)流管管道和導(dǎo)流管噴頭帽，導(dǎo)流管外圍設(shè)有導(dǎo)流管加熱罩；導(dǎo)流管底座基座與加熱爐蒸發(fā)舟的蒸發(fā)口密封固定連接，導(dǎo)流管底座基座上設(shè)置有通孔，導(dǎo)流管底座基座通過通孔與內(nèi)螺紋柱子一端固定連接，內(nèi)螺紋柱子另一端與加熱爐內(nèi)的長(zhǎng)固定螺桿連接；導(dǎo)流管管道一端與導(dǎo)流管底座接頭固定連接，導(dǎo)流管管道的另一端設(shè)有外螺紋接頭，噴頭帽設(shè)置在外螺紋接頭上；導(dǎo)流管加熱罩殼體上設(shè)有環(huán)繞的加熱絲，還設(shè)有用于加熱絲的固定和與殼體絕緣的開槽盤頭螺釘、螺母和絕緣柱，導(dǎo)流管加熱罩的底板開有孔用以伸出噴頭帽，噴頭帽開有出孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)舟的形狀 為一端開口的圓柱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特征在于導(dǎo)流管管道的內(nèi)徑為 4mm 6mm，噴頭帽出孔的孔徑小于導(dǎo)流管管道的內(nèi)徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，其特征在于導(dǎo)流管管道中段設(shè)有 基準(zhǔn)點(diǎn)，導(dǎo)流管加熱罩內(nèi)相對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)點(diǎn)的部位設(shè)有用以標(biāo)示和固定噴頭帽出孔的噴射角度 的角度標(biāo)尺。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種導(dǎo)流型熱蒸發(fā)沉積裝置，本實(shí)用新型的裝置含有加熱爐、導(dǎo)流管、導(dǎo)流管加熱罩。加熱爐由加熱絲架、內(nèi)保溫筒和外保溫筒組成，蒸發(fā)舟置于加熱絲架內(nèi)。在加熱爐中的加熱絲支撐座下方連接有中心軸，加熱爐通過中心軸與底座法蘭固定連接。導(dǎo)流管與蒸發(fā)舟的蒸發(fā)口密封連接，導(dǎo)流管置于導(dǎo)流管加熱罩內(nèi)。當(dāng)蒸發(fā)舟內(nèi)的材料受熱蒸發(fā)的時(shí)候，由于內(nèi)外壓差的作用，蒸氣會(huì)沿導(dǎo)流管向外流動(dòng)，由于導(dǎo)流管的導(dǎo)向作用，可實(shí)現(xiàn)蒸氣由上至下噴出。本實(shí)用新型的裝置也可以通過兩個(gè)或兩個(gè)以上的組合配置實(shí)現(xiàn)兩種或兩種以上材料的化學(xué)氣相沉積。解決了需要在下方固定樣品的熱蒸發(fā)氣相沉積問題。本實(shí)用新型的裝置中蒸汽流更集中，可以獲得更高的沉積速率。
文檔編號(hào)C23C16/448GK201553777SQ20092024367
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者劉一揚(yáng), 張占文, 李波, 漆小波, 陳素芬, 魏勝, 黃勇 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心