[实用新型]一种用于连续真空蒸镀的自动送料装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于连续真空蒸镀的自动送料装置，属于真空镀膜和表面加工领域，可应用于各种真空蒸镀设备的腔室内。

背景技术

真空镀膜是现代制造业和表面处理工业中一项十分重要的技术，尤其是近年来随着信息技术和电子产品的迅猛发展，真空镀膜在制备和加工光学与电子器件等领域的应用也得到进一步的促进。其中，真空热蒸发镀膜即蒸镀设备因其能快速、方便地沉积各种材质的薄膜和相对低廉的成本而得到广泛应用。真空蒸镀技术是通过电阻加热、感应加热、激光加热、等离子体加热或者电子束轰击等多种方式使原材料升华或者蒸发成为高温蒸汽，再冷却沉积到塑料、金属、陶瓷和玻璃等各种材质的基体上形成具有一定功能的薄膜。

在真空蒸镀时，基底状态和腔室环境相对容易保持稳定，但蒸发原料的持续消耗会对镀膜过程和质量造成一些负面影响。对于短期的薄膜沉积，由于蒸发原料不会大幅度地消耗，所以不需要补充原料，蒸发源的蒸发速率即气体分子的输出量也很稳定，因此沉积过程和薄膜的性状都能保持稳定、均匀。但是，当需要长期连续镀膜时，比如大面积沉积、厚膜沉积或者多工件连续沉积等情形下，蒸发原料往往需要一次甚至多次补充。如果原料补充需要反复进行打开腔室、增补原料和重新抽真空的过程，会给真空蒸镀带来巨大的额外成本，并在很大程度上影响镀膜的质量。连续、高效率地制备大量高质量薄膜是现代制造业对真空蒸镀提出的重要客观要求，因此怎样提高补充蒸发原料的效率并降低原料补充过程对连续真空蒸镀膜质量的影响是真空蒸镀行业亟待解决的问题。

针对这一焦点问题，从上世纪后半叶开始不少业内人士和研究人员就开始给出许多不同的解决方案，但也不断涌现新的问题。来自美国德拉维尔大学的研究小组曾在美国专利US4401052A和US4325986A中分别提出过两腔室和多腔室的设计方案，通过阀门的开闭使设备始终保持有一个腔室处在真空工作环境，而其他腔室可以在常压下进行填料工作。这种设计可以节约抽真空的成本，同时也可以提供多蒸发源以满足复杂组分薄膜的制备。无独有偶，中国专利CN201020188782和CN201310092816也分别提出了主副腔和多腔室的设计，主腔蒸镀，副腔送料。而中国专利CN201320858786 更简洁地将多个坩埚放在腔室内，通过调整热源位置实现了原料补充。还有一些设备直接使用了超大坩埚和过量的原料来保证原料的供应。综合上述这些结果不难看出，多腔室、多坩埚和超大坩埚都能降低换料成本并提高蒸镀效率。但是，这些方案的共同缺点是在换料的时候，蒸发速率会发生改变，影响薄膜的连续、均匀生长。比如多坩埚或者多腔室在更换原料时，新料会比即将耗尽的旧料产生更大的蒸发速率；而一次放入过量原料时，由于原料在一段较长时间不断消耗并缩小体积，其蒸发速率会随时间线性下降。

还有一些巧妙的设计能在特定的领域和范围内既解决换料效率问题又保证薄膜的连续、均匀沉积。例如中国专利CN201320689762 通过储存蒸汽来保持蒸发源的连续供给，而CN200810123705 的循环液体蒸发源也能提供连续的蒸发源，但是显然这两者只适用于沸点相对较低的液态有机物的蒸镀。类似的，中国专利CN201310045492提出了用管道运送颗粒状物料的方式，既不影响腔室的真空环境，小颗粒的物料形状也能提供稳定的蒸发速率，但其只适用于容易得到大量颗粒的原料，一些硬质的原料要加工成大量颗粒本身就需要高额成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提高真空蒸镀设备的蒸发原料的供应效率，在降低成本的同时提高其连续、均匀镀膜的能力，是一种用于连续真空蒸镀的自动送料装置。

一种用于连续真空蒸镀的自动送料装置，所述自动送料装置包括真空腔室，还包括固定在真空腔室外部的动力单元及固定在真空腔室内部的自动送丝组件，所述动力单元与自动送丝组件通过磁流体密封轴连接；

其中自动送丝组件包括主动轮、从动轮、丝锟、送丝导向器及蒸镀单元；

优先地，所述磁流体密封轴的一端置于真空腔室内，并连接自动送丝组件，所述磁流体密封轴另一端置于真空腔室外部，并连接动力单元；

优先地，所述磁流体密封轴的一端固定连接主动轮，所述从动轮固定在真空腔室内壁上，并与主动轮相互啮合，啮合中心处设有一卡槽，所述丝锟处于主动轮上方，所述送丝导向器固定在真空腔室内壁上，并送丝导向器一端位置对应卡槽，另一端位置对应蒸镀单元；

优先地，所述主动轮、从动轮与丝锟的中心轴在一条直线上；

优先地，自动送丝组件还包括从动轮压紧机构，从动轮压紧机构固定在真空腔室内部底部，从动轮固定在从动轮压紧机构上；