[发明专利]金属蒸镀复合坩埚

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空热蒸发装置，特别涉及一种具有保温性能的坩埚。

背景技术

蒸镀法是一种物理气相沉积的真空镀膜技术。它是将蒸镀的材料置于一个坩埚之中，通过对坩埚加热，使材料从固态转化为气态的原子、原子团或分子，然后凝聚到待镀膜的基板表面形成薄膜。该技术广泛应用于太阳能电池、半导体晶片、平板显示、光学镜片等领域。

目前，有机电致发光器件作为下一代平板显示的核心技术正受到越来越多的关注。而器件制备的主要方法就是采用蒸镀法。无论是有机功能层、有机发光层，还是金属电极，都是采用对坩埚加热的方法来蒸镀。

通常用来蒸镀金属电极的镀膜材料包括：用于蒸镀顶发射器件金属阳极的高功函数金属——金(Au)、银(Ag)、镍(Ni)等；用于制备器件金属阴极的低功函数金属——钙(Ca)、镁(Mg)、铝(Al)等。

在蒸镀过程中，盘绕在坩埚容器外侧的加热丝对坩埚加热，坩埚将所获得的热量传导到存放在坩埚容器中的固态金属材料上，使之熔解，并且在熔融的液态下蒸发。蒸镀过程完成后，切断加热丝上的电流，停止加热。但是，停止加热后，通常坩埚容器上各部分降温速度是不一样的，越接近坩埚容器开口的位置，温度下降越快。因而当坩埚容器内部的炽热金属依然处于熔融状态并且随着温度下降而体积收缩时，一部分接近坩埚容器开口处的金属熔液已经冷却凝结，堵塞了坩埚口。坩埚口处凝结的金属会影响到蒸发速率的稳定性，且增加了金属熔液溢到外面电极上引起短路的可能性，且凝结的金属将坩埚堵塞会导致无法再向坩埚中添加金属物料，只好换坩埚，坩埚更换周期缩短。导致生产成本上升。

此外，常见的加热丝加热坩埚的蒸发源，加热丝提供的热量仅有小部分通过坩埚用于加热，大部分热量辐射到加热丝周围的空间，使得腔体温度上升，影响器件性能。如果能够将上述被浪费的热量充分的利用，那么就可以通过降低加热丝两端的电压或者减小流过加热丝的电流，来降低蒸镀金属过程中的能耗，实现节能的目的。

目前常用的金属蒸镀坩埚结构如图5，6，坩埚整体为顶端开口空心圆柱体301。这种形状的坩埚容易出现的问题是：1.在蒸镀过程中，有大量的热能浪费；2.在蒸镀结束后，在坩埚开口处容易凝结金属，导致坩埚的使用寿命严重缩短。因而设计一种能够提高蒸镀过程中的热能利用效率，并且避免在蒸镀结束后由于坩埚散热不均匀而产生坩埚口金属凝结的蒸镀用坩埚就显得很有必要了。

发明内容

本发明是要提供一种具有保温性能的金属蒸镀复合坩埚，该坩埚使得坩埚在蒸镀过程中的加热效率提高，而且在停止加热后坩埚温度下降的不均匀性得到补偿，从而避免了坩埚容器口凝结金属的问题。

本发明是这样实现的：一种金属蒸镀复合坩埚，包括上端开口的坩埚容器，其特点是：坩埚容器的开口边上设有一个环状水平平台；环状水平平台外固定连接保温套筒，坩埚容器与保温套筒之间形成一个封闭空间，封闭空间内沿坩埚容器壁盘绕有加热丝，保温套筒底部设有一对环状泄流槽。

套筒顶部与坩埚容器的水平平台的接触处，设有至少两个向内反扣的咬合件，保温套筒通过咬合件固定在坩埚容器外。

环状水平平台、半环状泄流槽、坩埚主体和保温套筒同心。

坩埚容器开口处的环状水平平台，其宽度为加热丝直径的两到三倍。

保温套筒的内径为坩埚主体加水平平台的直径，深度为坩埚容器高度与加热丝直径之和，保温套筒的壁厚与坩埚容器的壁厚相同。

保温套筒顶部的套筒壁上，垂直于咬合件的方向，开有两个对称的半圆形导引孔，导引孔的直径为加热丝直径与水平平台厚度之和的两倍。

泄流槽的宽度略小于加热丝的直径。

保温套筒上方内扣咬合件的厚度为坩埚壁厚的一到两倍。

本发明的有益效果在于：

1.由于本发明的金属蒸镀坩埚具有一个用较高反射率和保温性能材料制作的保温套筒。因而在真空蒸镀的条件下，加热丝向周围空间辐射的热损耗被该保温套筒反射并维持在坩埚容器周围，从而实现蒸镀过程中加热效率的提高。

2.由于该保温套筒的设计，在蒸镀过程结束后，加热丝和坩埚容器中的余热使得坩埚容器中的熔融金属液能够有充分的时间流动到容器内部，而不会因为局域降温过快造成容器开口处金属熔液凝结，从而提高到坩埚的使用寿命。

3.在该保温套简的底部，在接近底面外边缘处开有两条对称的环形泄流槽，是为了避免在蒸镀过程中，溢出坩埚容器口的金属熔液漫过水平平台并渗入保温套筒内，可以通过泄流槽将上述熔液导出，从而避免了积累在保温套筒中的溢出金属熔液使加热丝短路的情况。

附图说明

图1是本发明实施例之一的结构剖视图；