一種熱蒸發(fā)鍍膜裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及真空鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱蒸發(fā)鍍膜裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光學(xué)薄膜制造領(lǐng)域，熱蒸發(fā)技術(shù)是最早發(fā)展起來的一種薄膜沉積技術(shù)，具有操 作簡單、鍍膜成本低、監(jiān)控方便、穩(wěn)定性好等特點，目前仍然是光學(xué)制造企業(yè)采用的主流薄 膜制備技術(shù)。
[0003] 熱蒸發(fā)鍍膜，是在真空室內(nèi)，對蒸發(fā)容器(如坩堝、鎢舟）中的薄膜原材料（Ti02、 Si02、]\%?2等）進(jìn)行加熱，在高溫下，原材料的原子或分子從膜料表面蒸發(fā)氣化并逸出，在 真空室中形成蒸汽流并向空間擴散，最后沉積到零件表面，附著凝結(jié)或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成 薄膜的方法。熱蒸發(fā)鍍膜對膜料加熱一般采用兩種方式：電阻加熱和電子束加熱。電阻 加熱是將高熔點的金屬鎢、鉬等制成特定的舟型，通過電極加熱舟體，使舟體達(dá)到很高的 溫度，從而熔化或氣化舟里面的鍍膜材料。電子束加熱是利用電子槍產(chǎn)生的高能電子束 (6000-10000eV)加熱坩堝中的材料，使其蒸發(fā)并形成薄膜的方法。由于電子束可以加熱高 熔點的氧化物和陶瓷等材料，因此得到了更加廣泛的應(yīng)用。
[0004] 一方面，在薄膜制造過程中，有時為了獲得特定的光學(xué)性能(如超窄帶濾光片，負(fù) 濾光片等)，需要進(jìn)行薄層或極薄層沉積(幾個納米甚至幾個埃米)。同時，在超低損耗薄膜 或激光薄膜的制備時，也需要超低沉積速率(如0. 01-0.lnm/s)才能獲得優(yōu)良的性能。按照 現(xiàn)有膜厚的控制方式，要實現(xiàn)超薄層的精確控制，必須降低成膜的沉積速率，也就是說低沉 積速率可以提高膜厚的控制精度。但是實際操作中發(fā)現(xiàn)，采用現(xiàn)有的熱蒸發(fā)技術(shù)，通過降低 沉積速率的方式來獲得超薄層的精確沉積厚度仍然是十分困難的事情，原因在于：1、當(dāng)沉 積到所需膜厚時，即使切斷電源，熔融的膜料不會立即停止蒸發(fā)，而且關(guān)閉擋板也需要一定 的時間；2、材料熔化后形成的蒸發(fā)區(qū)域是一個面蒸發(fā)源，沉積速率不會太低；3、大多數(shù)材 料具有特定的熔點，因此膜料蒸發(fā)是一個突變的過程；4、采用降低蒸發(fā)源溫度的方法可在 一定范圍內(nèi)降低沉積速率，但低溫會造成成膜粒子的動能減小，膜層質(zhì)量變差。這些原因造 成熱蒸發(fā)鍍膜的極薄層控制十分困難。
[0005] 另一方面，薄膜的結(jié)構(gòu)決定其性能。不同工藝參數(shù)制備的薄膜通常具有不同的微 觀結(jié)構(gòu)和理化性能。沉積速率大小不僅影響薄膜的光學(xué)吸收和散射性能，還影響薄膜的機 械性能。改變沉積速率，可以影響膜料粒子的迀移率，從而影響膜層的質(zhì)量?，F(xiàn)有磁控濺 射、離子束濺射、金屬有機物化學(xué)氣相沉積和分子束外延等方法具有很好的速率調(diào)控性，但 由于這些方法所能沉積的薄膜材料非常有限，膜層吸收較大，因此其在光學(xué)鍍膜領(lǐng)域的應(yīng) 用非常有限。
[0006] 綜上所述，如何在熱蒸發(fā)鍍膜中對極薄層進(jìn)行精確控制是目前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本實用新型的核心是提供一種熱蒸發(fā)鍍膜裝置，以根據(jù)需要對沉積頻率和占空比 進(jìn)行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對膜厚和結(jié)構(gòu)的有效控制。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案是：
[0009] -種熱蒸發(fā)鍍膜裝置，包括真空室和設(shè)置于真空室內(nèi)的蒸發(fā)源，在蒸發(fā)源上方設(shè) 置有能夠阻擋膜料的擋板，在擋板上方設(shè)置有調(diào)制盤，所述的調(diào)制盤通過轉(zhuǎn)軸與設(shè)置于真 空室外的調(diào)制電機連接；調(diào)制電機與驅(qū)動器和控制器連接；
[0010] 所述的調(diào)制盤包括調(diào)制板固定架和設(shè)置于調(diào)制板固定架內(nèi)的多片移動葉片；
[0011] 所述的調(diào)制板固定架包括圓環(huán)形的框架、多片固定葉片和聯(lián)軸器；
[0012] 所述的固定葉片為扇形板形狀，多片固定葉片等間設(shè)置于框架的圓環(huán)內(nèi)，固定葉 片的長弧段通過焊接與框架連接，固定葉片的短弧段通過焊接連接聯(lián)軸器；
[0013] 所述的聯(lián)軸器設(shè)置于多片固定葉片的中央位置；聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)軸配合連接；在框架 的圓環(huán)面上均布多個螺紋孔；聯(lián)軸器上設(shè)置有緊固螺母；
[0014] 所述的移動葉片為扇形板形狀，移動葉片的長弧端設(shè)置有多個螺紋孔，多片移動 葉片的長弧端可通過螺紋連接設(shè)置于框架的不同位置，移動葉片的短弧端通過緊固螺母與 聯(lián)軸器連接。
[0015] 根據(jù)權(quán)利要求所述的熱蒸發(fā)鍍膜裝置，所述框架的圓環(huán)面上均布36個螺紋孔，相 鄰螺紋孔對框架中心的夾角為10°。
[0016] 所述的蒸發(fā)源為電子槍蒸發(fā)源或電阻蒸發(fā)源。
[0017] 所述的調(diào)制電機為直流電機或步進(jìn)電機。
[0018] 所述的控制器為PLC控制器或工控機，PLC控制器通過IXD觸摸屏并進(jìn)行電機參 數(shù)設(shè)置。
[0019] 本實用新型具有以下優(yōu)點：
[0020] 1.本實用新型能降低熱蒸發(fā)鍍膜的沉積速率，提高膜厚控制精度，且不改變成膜 粒子的動能，在熱蒸發(fā)沉積過程中，可以選擇性地控制沉積過程，適用于傳統(tǒng)熱蒸發(fā)技術(shù)的 所有薄膜材料，如ZnS、MgF2、A1203、Zr02、H4、Al、Ag等。
[0021] 2.本實用新型的沉積頻率可以根據(jù)需要進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，不加變速器時，沉積頻率 最高可達(dá)到1000Hz;本實用新型只需設(shè)計不同的調(diào)制盤結(jié)構(gòu)，就可使沉積膜料的占空比處 于0:1-1:1之間，從而可使成膜的沉積速率是目前熱蒸發(fā)沉積速率的0-100%。
[0022] 3.本實用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，系統(tǒng)緊湊，不需要對鍍膜機進(jìn)行特殊的 改造，在原有鍍膜機上，只要預(yù)留有備用孔，就可以方便進(jìn)行安裝。
【附圖說明】
[0023] 圖1.是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2.是本實用新型調(diào)制板固定架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖3.是圖2的A-A向剖視圖；
[0026] 圖4.是本實用新型移動葉片示意圖；
[0027] 圖中，1 一蒸發(fā)源，2-擋板，3-調(diào)制盤，4一調(diào)制電機，5-驅(qū)動器，6-控制器，7- 真空室，8-調(diào)制板固定架，9一固定葉片，10-緊固螺母，11 一聯(lián)軸器，12-移動葉片，13- 框架。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明，但是不應(yīng)以此限制本實用 新型的保護(hù)范圍。
[0029] 本實用新型的實現(xiàn)方法是：
[0030] 從蒸發(fā)源擴散出來的膜料粒子，在其傳輸?shù)交砻娴倪^程中，采用適當(dāng)?shù)姆椒?對膜料傳輸過程進(jìn)行干預(yù)和調(diào)控。根據(jù)需要，允許特定部分的膜料粒子順利傳輸?shù)交希?而阻止其余部分膜料粒子的擴散。雖然蒸發(fā)源對膜料的蒸發(fā)是持續(xù)進(jìn)行的，但對基片而言， 實現(xiàn)的膜料沉積不是連續(xù)的。本實用新型中，對膜料粒子的調(diào)控是通過一個特制的調(diào)制盤 來實現(xiàn)的。調(diào)制盤上開有通光部分和阻光部分，當(dāng)通光部分旋轉(zhuǎn)到蒸發(fā)源上方，蒸發(fā)出來的 膜料粒子可以順利擴散到基片表面，實現(xiàn)薄膜沉積。當(dāng)遮光部分旋轉(zhuǎn)到蒸發(fā)源上方，膜料粒 子受到遮擋，由于熱蒸發(fā)出來的粒子不是帶電離子，無法繞過遮擋部分，因此膜料無法沉積 到基片上，從而實現(xiàn)沉積速率的調(diào)控。
[0031] -種熱蒸發(fā)鍍膜裝置，如圖1所示包括真空室7和設(shè)置于真空室內(nèi)的蒸發(fā)源1，蒸 發(fā)源1為電子槍蒸發(fā)源或電阻蒸發(fā)源，在蒸發(fā)源1上方設(shè)置有能夠阻擋膜料的擋板2,膜 料預(yù)熔過程中，為防止大顆粒膜料噴濺到基片表面，采用擋板2阻止薄膜沉積，待預(yù)熔結(jié)束 后，打開擋板2進(jìn)行鍍膜，蒸發(fā)源1和擋板2是一般鍍膜機的標(biāo)準(zhǔn)配置。在擋板2上方設(shè)置 有調(diào)制盤3,調(diào)制盤3與擋板的間隔一般為2-3_，所述的調(diào)制盤3通過轉(zhuǎn)軸與設(shè)置于真空 室7外