用于真空镀膜设备的异向蒸发装置及方法

技术领域

本发明涉及蒸发镀膜技术领域，特别涉及一种用于真空镀膜设备的异向蒸发装置及方法。

背景技术

采用蒸发源进行蒸发镀膜是真空镀膜工艺的常用方式，其工艺特点是在真空环境中，通过加热蒸发源，使其蒸发并沉积在工件表面，从而形成膜层。但在目前的真空镀膜设备中，蒸发源的蒸发方向一般是水平向上的，也就是说，工件只能从蒸发源的上方经过，才能实现镀膜，在该情况下，待镀膜的工件需要通过专用的辅助夹具进行夹持后，再放置于蒸发源上方进行蒸发镀膜，若工件采用传统的输送带或传动辊进行输送，则无法实现蒸发镀膜，因此，在实际的真空镀膜生产中，采用蒸发镀膜方式对工件进行镀膜时，往往无法实现工件的连续输送或者其输送机构非常复杂，造成设备成本较高、生产效率也难以提高。

为此，在现有技术中，磁控溅射镀膜方式也是真空镀膜工艺的常用方式，该方式可以实现工件的任意方向镀膜，但由于其镀膜效率较低，很难实现快速镀膜，相比之下，蒸发镀膜的蒸发量非常大，可实现快速镀膜，所以当工件需要大面积镀膜或需要快速镀膜时，目前仍然采用蒸发镀膜的方式。因此，如何解决蒸发镀膜无法变向蒸发的问题，在真空镀膜领域内就具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于真空镀膜设备的异向蒸发装置，该装置可实现从多种不同方向对工件进行蒸发镀膜，适应工件的不同输送方式，提高生产效率。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述装置实现的真空镀膜设备的异向蒸发方法。

本发明的技术方案为：一种用于真空镀膜设备的异向蒸发装置，包括蒸发源和蒸发材料导流器，蒸发源上设有镀膜材料放置槽，镀膜材料放置槽上部设有开口，蒸发材料导流器中设有导流通道，导流通道的一端与镀膜材料放置槽的开口连通，导流通道的另一端开放并朝向工件的待镀膜面，导流通道朝向待镀膜面的一端呈扩散状，且扩散面的直径大于或等于工件的宽度(即工件与其输送方向相垂直的边框长度)。其中，镀膜材料放置于镀膜材料放置槽内，加热后产生的镀膜材料蒸汽通过蒸发材料导流器中的导流通道进行输送，对工件的待镀膜面进行镀膜，由于导流通道的导向作用，镀膜材料的蒸发方向可产生变化，因此对工件的镀膜方向就不局限于其底面，根据实际生产中工件的一般输送方式，较多地应用于工件上表面的镀膜，当然，也可应用于其侧面的镀膜。在该情况下，工件就可以采用传统的输送带或传动辊进行输送，而不局限于只能采用专用夹具进行输送。

所述蒸发材料导流器包括导流管、加热管套、加热器和保温层，导流管、加热管套和保温层由内到外依次设置，加热器埋于保温层中，导流管内为导流通道。该结构中，镀膜材料蒸汽在蒸发源处已经形成，在蒸发材料导流器中，加热管套、加热器和保温层的主要作用均是对镀膜材料蒸汽进行保温，防止由于输送路径过长而产生凝固或温度下降的现象，从而对工件的镀膜效果其保障作用。

所述加热器为螺旋状的加热管，加热管环绕于加热管套外周。

所述加热管的材料为钨金属加热丝。

所述保温层的材质为氧化铝晶体纤维棉。

所述加热管套的材质为钼片。

所述导流通道的径向截面呈圆形或矩形，相应地，镀膜材料放置槽的开口呈圆形或矩形。

所述导流通道的轴向截面呈弧形环状，末端开口连接有喇叭状的扩散部。通过该喇叭状的扩散部，可进一步保证工件上的镀膜均匀性。

所述蒸发源安装于镀膜室内或镀膜室外；

当蒸发源安装于镀膜室内时，通过支架安装于工件一侧(即输送带一侧)或直接安装于镀膜室的内壁上；该结构可较好的保证镀膜室的密封性，设备安装简单；

当蒸发源安装于镀膜室外时，蒸发材料导流器穿过镀膜室的侧壁进入镀膜室后，末端开口朝向工件的待镀膜面；该结构可便于镀膜材料的更换或查看。

所述工件采用输送带或传动辊进行输送，蒸发源位于工件的一侧，蒸发材料导流器整体呈拱形，导流通道的末端位于工件上方。

所述蒸发源为电阻加热式蒸发源、感应加热式蒸发源或电子枪加热式蒸发源。

本发明一种用于真空镀膜设备的异向蒸发方法，通过在蒸发源与工件之间设置蒸发材料导流器，蒸发源内的镀膜材料加热蒸发后，产生的镀膜材料蒸汽通过蒸发材料导流器进行导向，根据工件的待镀膜面所处位置改变蒸发方向，从而适应工件的多种不同输送方式。

上述用于真空镀膜设备的异向蒸发装置及方法使用时，其原理是：蒸发源中将镀膜材料加热至蒸发温度或升华温度时，镀膜材料变成蒸汽向上蒸发，蒸发材料导流器内，在蒸发源上方形成密封的导流通道，导流通道外周通过加热管套、加热器、保温层等结构进行加热，确保导流通道内的温度略高于镀膜材料的蒸发温度或升华温度，因此，镀膜材料变成蒸汽就不会凝固，而是沿着导流通道进行流动，直至到达工件的待镀膜面进行镀膜。其中，蒸发材料导流器的作用是，将导流管内的温度加热到高于镀膜材料的蒸发温度或升华温度，当导流管的温度大于镀膜材料蒸发温度或升华温度时，蒸发材料就不会凝结在导流管里面，而是沿着导流通道的方向传送至镀膜处。蒸发材料导流器中，其加热器的加热方式可以是电阻加热方式，也可以是感应加热方式；可以是直接加热，也可以是间接加热，总之能达到导流管内的温度要略高于镀膜材料的蒸发温度或升华温度的目的即可。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本用于真空镀膜设备的异向蒸发装置及方法中，通过在蒸发源与工件之间设置蒸发材料导流器，利用蒸发材料导流器改变镀膜材料蒸汽的流动方向，从而实现可从不同方向对工件进行蒸发镀膜，以达到适应工件的多种不同输送方式的目的，尤其是可适应传统的输送带输送方式或传动辊输送方式，使工件在输送带或传动辊上就可以直接进行蒸发镀膜，从而简化设备结构，也大大减少工件的装夹作业劳动强度，提高镀膜效率，降低生产成本。

本用于真空镀膜设备的异向蒸发装置的结构和原理简单，导向通道的末端出口方向可根据工件镀膜工艺的实际需求进行调整，使用灵活而方便。

附图说明

图1为本用于真空镀膜设备的异向蒸发装置的原理示意图。

图2为本用于真空镀膜设备的异向蒸发装置的结构示意图。

上述各图中，各附图标记所示部件如下：1为蒸发源，1-1为镀膜材料放置槽，1-2为镀膜材料，2为蒸发材料导流器，2-1为导流通道，2-2为导流管，2-3为加热管套，2-4为加热器，2-5为保温层，3为工件，4为输送带。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种用于真空镀膜设备的异向蒸发装置，如图1或图2所示，包括相连接的蒸发源1和蒸发材料导流器2，其具体结构如下：

蒸发源上设有镀膜材料放置槽1-1，镀膜材料放置槽上部设有开口，镀膜材料放置槽内设置镀膜材料1-2。根据镀膜工艺的实际需求，蒸发源可采用传统的电阻加热式蒸发源、感应加热式蒸发源或电子枪加热式蒸发源。

蒸发材料导流器包括导流管2-2、加热管套2-3、加热器2-4和保温层2-5，导流管、加热管套和保温层由内到外依次设置，加热器埋于保温层中，导流管内为导流通道2-1。导流通道的一端与镀膜材料放置槽的开口连通，导流通道的另一端开放并朝向工件3的待镀膜面，导流通道朝向待镀膜面的一端呈扩散状，且扩散面的直径大于或等于工件的宽度(即工件与其输送方向相垂直的边框长度)。

工件由输送带4进行输送，工件的上表面为待镀膜面。所以，蒸发源位于工件的一侧，蒸发材料导流器整体呈拱形，导流通道的末端位于工件上方。

其中，镀膜材料放置于镀膜材料放置槽内，加热后产生的镀膜材料蒸汽通过蒸发材料导流器中的导流通道进行输送，对工件的待镀膜面进行镀膜，由于导流通道的导向作用，镀膜材料的蒸发方向可产生变化，因此对工件的镀膜方向就不局限于其底面，根据实际生产中工件的一般输送方式，较多地应用于工件上表面的镀膜，当然，也可应用于其侧面的镀膜。在该情况下，工件就可以采用传统的输送带或传动辊进行输送，而不局限于只能采用专用夹具进行输送。而蒸发材料导流器中，镀膜材料蒸汽在蒸发源处已经形成，在蒸发材料导流器中，加热管套、加热器和保温层的主要作用均是对镀膜材料蒸汽进行保温，防止由于输送路径过长而产生凝固或温度下降的现象，从而对工件的镀膜效果其保障作用。

蒸发材料导流器中，加热器为螺旋状的加热管，加热管环绕于加热管套外周。加热管的材料为钨金属加热丝，保温层的材质为氧化铝晶体纤维棉，加热管套的材质为钼片。导流通道的径向截面呈圆形或矩形，相应地，镀膜材料放置槽的开口呈圆形或矩形。导流通道的轴向截面呈弧形环状，末端开口连接有喇叭状的扩散部。通过该喇叭状的扩散部，可进一步保证工件上的镀膜均匀性。

蒸发源安装于镀膜室内，通过支架安装于输送带一侧或直接安装于镀膜室的内壁上。

通过上述异向蒸发装置可实现一种用于真空镀膜设备的异向蒸发方法，该方法通过在蒸发源与工件之间设置蒸发材料导流器，蒸发源内的镀膜材料加热蒸发后，产生的镀膜材料蒸汽通过蒸发材料导流器进行导向，根据工件的待镀膜面所处位置改变蒸发方向，从而适应工件的多种不同输送方式。

上述用于真空镀膜设备的异向蒸发装置及方法使用时，其原理是：蒸发源中将镀膜材料加热至蒸发温度或升华温度时，镀膜材料变成蒸汽向上蒸发，蒸发材料导流器内，在蒸发源上方形成密封的导流通道，导流通道外周通过加热管套、加热器、保温层等结构进行加热，确保导流通道内的温度略高于镀膜材料的蒸发温度或升华温度，因此，镀膜材料变成蒸汽就不会凝固，而是沿着导流通道进行流动，直至到达工件的待镀膜面进行镀膜。其中，蒸发材料导流器的作用是，将导流管内的温度加热到高于镀膜材料的蒸发温度或升华温度，当导流管的温度大于镀膜材料蒸发温度或升华温度时，蒸发材料就不会凝结在导流管里面，而是沿着导流通道的方向传送至镀膜处。蒸发材料导流器中，其加热器的加热方式可以是电阻加热方式，也可以是感应加热方式；可以是直接加热，也可以是间接加热，总之能达到导流管内的温度要略高于镀膜材料的蒸发温度或升华温度的目的即可。

实施例2

本实施例一种用于真空镀膜设备的异向蒸发装置，与实施例1相比较，其不同之处在于：蒸发源安装于镀膜室外，蒸发材料导流器穿过镀膜室的侧壁进入镀膜室后，末端开口朝向工件的待镀膜面。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。