[实用新型]一种热蒸发镀膜装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜技术领域，具体涉及一种热蒸发镀膜装置。

背景技术

在光学薄膜制造领域，热蒸发技术是最早发展起来的一种薄膜沉积技术，具有操作简单、镀膜成本低、监控方便、稳定性好等特点，目前仍然是光学制造企业采用的主流薄膜制备技术。

热蒸发镀膜，是在真空室内，对蒸发容器（如坩埚、钨舟）中的薄膜原材料（TiO₂、SiO₂、MgF₂等）进行加热，在高温下，原材料的原子或分子从膜料表面蒸发气化并逸出，在真空室中形成蒸汽流并向空间扩散，最后沉积到零件表面，附着凝结或发生化学反应形成薄膜的方法。热蒸发镀膜对膜料加热一般采用两种方式：电阻加热和电子束加热。电阻加热是将高熔点的金属钨、钼等制成特定的舟型，通过电极加热舟体，使舟体达到很高的温度，从而熔化或气化舟里面的镀膜材料。电子束加热是利用电子枪产生的高能电子束（6000-10000eV）加热坩埚中的材料，使其蒸发并形成薄膜的方法。由于电子束可以加热高熔点的氧化物和陶瓷等材料，因此得到了更加广泛的应用。

一方面，在薄膜制造过程中，有时为了获得特定的光学性能（如超窄带滤光片，负滤光片等），需要进行薄层或极薄层沉积（几个纳米甚至几个埃米）。同时，在超低损耗薄膜或激光薄膜的制备时，也需要超低沉积速率（如0.01-0.1nm/s）才能获得优良的性能。按照现有膜厚的控制方式，要实现超薄层的精确控制，必须降低成膜的沉积速率，也就是说低沉积速率可以提高膜厚的控制精度。但是实际操作中发现，采用现有的热蒸发技术，通过降低沉积速率的方式来获得超薄层的精确沉积厚度仍然是十分困难的事情，原因在于：1、当沉积到所需膜厚时，即使切断电源，熔融的膜料不会立即停止蒸发，而且关闭挡板也需要一定的时间；2、材料熔化后形成的蒸发区域是一个面蒸发源，沉积速率不会太低；3、大多数材料具有特定的熔点，因此膜料蒸发是一个突变的过程；4、采用降低蒸发源温度的方法可在一定范围内降低沉积速率，但低温会造成成膜粒子的动能减小，膜层质量变差。这些原因造成热蒸发镀膜的极薄层控制十分困难。

另一方面，薄膜的结构决定其性能。不同工艺参数制备的薄膜通常具有不同的微观结构和理化性能。沉积速率大小不仅影响薄膜的光学吸收和散射性能，还影响薄膜的机械性能。改变沉积速率，可以影响膜料粒子的迁移率，从而影响膜层的质量。现有磁控溅射、离子束溅射、金属有机物化学气相沉积和分子束外延等方法具有很好的速率调控性，但由于这些方法所能沉积的薄膜材料非常有限，膜层吸收较大，因此其在光学镀膜领域的应用非常有限。

综上所述，如何在热蒸发镀膜中对极薄层进行精确控制是目前亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的核心是提供一种热蒸发镀膜装置，以根据需要对沉积频率和占空比进行调节，实现对膜厚和结构的有效控制。

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种热蒸发镀膜装置，包括真空室和设置于真空室内的蒸发源，在蒸发源上方设置有能够阻挡膜料的挡板，在挡板上方设置有调制盘，所述的调制盘通过转轴与设置于真空室外的调制电机连接；调制电机与驱动器和控制器连接；

所述的调制盘包括调制板固定架和设置于调制板固定架内的多片移动叶片；

所述的调制板固定架包括圆环形的框架、多片固定叶片和联轴器；

所述的固定叶片为扇形板形状，多片固定叶片等间设置于框架的圆环内，固定叶片的长弧段通过焊接与框架连接，固定叶片的短弧段通过焊接连接联轴器；

所述的联轴器设置于多片固定叶片的中央位置；联轴器与转轴配合连接；在框架的圆环面上均布多个螺纹孔；联轴器上设置有紧固螺母；

所述的移动叶片为扇形板形状，移动叶片的长弧端设置有多个螺纹孔，多片移动叶片的长弧端可通过螺纹连接设置于框架的不同位置，移动叶片的短弧端通过紧固螺母与联轴器连接。

根据权利要求所述的热蒸发镀膜装置，所述框架的圆环面上均布36个螺纹孔，相邻螺纹孔对框架中心的夹角为10°。

所述的蒸发源为电子枪蒸发源或电阻蒸发源。

所述的调制电机为直流电机或步进电机。

所述的控制器为PLC控制器或工控机，PLC控制器通过LCD触摸屏并进行电机参数设置。

本实用新型具有以下优点：