[发明专利]蒸发镀膜设备及其抽气工艺

说明书

技术领域

本发明属于蒸发镀膜技术领域，尤其涉及一种蒸发镀膜设备及其抽气工艺。

背景技术

传统的蒸发镀膜设备体积大，目前普遍采用大型扩散泵+罗茨泵+滑阀泵（或旋片泵）机组抽气，其存在如下缺点：

1．能耗高。扩散泵、罗茨泵和滑阀泵都是高能耗泵。加上镀膜过程中，真正需要高真空的时段仅3-4分钟，不到镀膜周期的1/3，然而，扩散泵启动时间长（约60min），无法中断运行，因此，抽气利用率很低（≤30%），进一步增加了蒸发镀膜的能耗。

2．油蒸汽污染严重。扩散泵、罗茨泵和滑阀泵都是有油泵，油蒸汽污染大，影响镀膜产品质量。尤其是扩散泵利用油蒸汽射流抽气，油蒸汽污染更加严重。

上述缺点是当今蒸发镀膜行业亟待解决，但一直未能攻克的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种新型的蒸发镀膜设备，其采用一种能耗低、能瞬间启动、无油蒸汽污染的新型电弧钛泵+牵引分子泵+前级泵机组，取代传统的扩散泵+罗茨泵+滑阀泵（或旋片泵）机组，实现降低抽气能耗，消除油蒸汽污染、提高真空产品质量的目的。

本发明是这样实现的，一种蒸发镀膜设备，包括真空镀膜室，所述真空镀膜室分别连接有电弧钛泵、牵引分子泵和粗抽泵，所述牵引分子泵与一前级泵连接，所述真空镀膜室和牵引分子泵之间设有一第一真空阀，所述牵引分子泵和前级泵之间设有一第二真空阀，所述真空镀膜室和粗抽泵之间设有一第三真空阀，所述真空镀膜室和电弧钛泵之间设有一第四真空阀；

所述电弧钛泵包括钛靶以及与所述钛靶连接的阴极弧源基座，所述钛靶设于所述真空镀膜室之内，所述阴极弧源基座设于所述真空镀膜室之外，所述阴极弧源基座通过一绝缘垫与所述真空镀膜室固定连接，所述阴极弧源基座上设有一永久磁铁，所述阴极弧源基座内设有一冷却水槽，所述阴极弧源基座上开设有一与所述冷却水槽连通的进水口和一与所述冷却水槽连通的出水口，所述钛靶和/或阴极弧源基座上开设有至少一与所述真空镀膜室连通的气孔。

进一步地，所述钛靶和阴极弧源基座连接处的残留空间还设有一弹性导热层。

具体地，所述弹性导热层由金属导热材料制成。

具体地，所述弹性导热层由非金属导热材料制成。

具体地，所述钛靶和/或阴极弧源基座上的气孔的内径为2~3mm，所述气孔的数量为1~3个。

本发明还提供了一种如前所述的蒸发镀膜设备的抽气工艺，包括如下步骤：

（1）粗抽阶段：由粗抽泵抽气，将真空镀膜室的压强从大气压抽至50~200 Pa； 

（2）中真空阶段：由牵引分子泵+前级泵抽气，将真空镀膜室压强由50~200 Pa抽至0.1Pa；

（3）精抽阶段：由电弧钛泵+牵引分子泵+前级泵抽气，真空镀膜室压强由0.1 Pa抽至10^-2~10^-3Pa，其中，高真空的活性气体由电弧钛泵抽出，高真空的惰性气体以及中真空气体由牵引分子泵和前级泵抽出；

（4）镀膜阶段：真空镀膜室达到蒸发镀膜所需的真空度后，开始预熔、镀膜，由电弧钛泵+牵引分子泵+前级泵继续抽气；

（5）结束阶段：镀膜完成后，关闭第三真空阀和第四真空阀，停止电弧钛泵，打开第一放气阀，真空镀膜室暴露于大气，完成蒸发镀膜工艺。

进一步地，所述蒸发镀膜设备还增设有一深冷水汽泵，所述深冷水汽泵与所述真空镀膜室连接，在中真空阶段、精抽阶段和镀膜阶段协助抽出水蒸汽。

进一步地，取消所述真空镀膜室和电弧钛泵之间的第四真空阀，所述真空镀膜室与电弧钛泵直接连通。

本发明的蒸发镀膜设备及其抽气工艺，采用并联抽气的电弧钛泵+牵引分子泵+前级泵机组，取代传统的扩散泵+罗茨泵+滑阀泵（或旋片泵）机组，其中，电弧钛泵用于快速抽除高真空的活性气体，牵引分子泵+前级泵用于快速抽除中真空气体以及高真空的惰性气体，本发明具有如下显著优点：

（1）电弧钛泵和牵引分子泵都是低能耗泵，加上电弧钛泵主要在精抽阶段和镀膜阶段运行，运行时间不到整个抽气时间的1/3，因此本发明可以大幅度降低抽气能耗；

（2）电弧钛泵和牵引分子泵都是无油蒸汽污染的清洁真空泵，消除了传统蒸发镀膜设备的油蒸汽污染，进一步保证了镀膜产品质量。

（3）本发明在电弧钛泵和真空镀膜室之间设置第四真空阀，在电弧钛泵不工作时，第四真空阀可以切断真空镀膜室和电弧钛泵之间的通道，从而，当真空镀膜室注入大气时，电弧钛泵不会暴露于大气，避免钛靶表面氧化。