蒸發(fā)源是用來加熱膜材使之汽化蒸發(fā)的裝置。目前所用的蒸發(fā)源主要有電阻加熱、電子束加熱、感應(yīng)加熱、電弧加熱和激光加熱等多種形式。
電阻加熱式蒸發(fā)源:電阻式蒸發(fā)源簡單、經(jīng)濟、可靠,可以做成不同的容量、形狀并具有不同的電特性。
電子槍加熱蒸發(fā)源:有時很多材料不能用電阻加熱的形式蒸發(fā),例如常用于可見光和近紅外光學(xué)器件鍍膜的絕緣材料。在這種情況下,必須采用電子束加熱方式。電 子束加熱所用的電子槍有多種類型可供選擇。多坩堝電子槍可采用一個源對多種材料進行蒸發(fā),這種槍在鍍制多層膜且膜層較薄的工藝中應(yīng)用效果很好。當(dāng)需要每種 鍍膜材料用量較大,或每個源都需要占用不同的位置時,可以選用單坩堝電子槍。電子槍所用電源的大小更多地取決于蒸發(fā)材料的導(dǎo)熱性,而不是其蒸發(fā)溫度。電源 功率一般在4-10KW之間,對于大多數(shù)的絕緣材料,4KW就足夠了,而如果想達到很高的沉積速率,或在一個很大的真空室內(nèi)對導(dǎo)熱材料進行蒸發(fā)時,則需要 10KW以上的更大功率的電源
電子束加熱原理:電子束加熱蒸發(fā)源是利用熱陰極發(fā)射電子在電場作用下成為高能量密度的電子束直接轟擊至鍍料上。電子束的動能轉(zhuǎn)化為熱能,使鍍料加熱汽化,完成蒸發(fā)鍍膜。
感應(yīng)加熱式蒸發(fā)源:利用高頻電磁場感應(yīng)加熱膜材使其汽化蒸發(fā)的裝置稱為感應(yīng)加熱式蒸發(fā)源
感應(yīng)加熱式蒸發(fā)源具有如下特點:
1)蒸發(fā)速率大。在卷繞蒸鍍膜中,當(dāng)沉積鋁膜厚度為40nm時,卷繞速度可達270m/min,比電阻加熱式蒸發(fā)源高10倍左右。
2)蒸發(fā)源溫度均勻穩(wěn)定,不易產(chǎn)生液滴飛濺現(xiàn)象??杀苊庖旱纬练e在薄膜上產(chǎn)生針孔缺陷,提高膜層質(zhì)量。
3)蒸發(fā)源一次裝料,無需送絲機構(gòu),溫度控制比較容易,操作簡單。
4)對膜材純度要求略寬此,如一般真空感應(yīng)加熱式蒸發(fā)源用99.9%純度的鋁即可,而電阻加熱式蒸發(fā)源要求鋁的純度為99.39%,因此膜材的生產(chǎn)成本也可降低。
5)坩堝溫度較低,坩堝材料對膜導(dǎo)污染較少。
激光加熱式蒸發(fā)源:激光束加熱蒸發(fā)的原理是利用激光源發(fā)射的光子束的光能作為加熱膜材的熱源,使膜材吸熱汽化蒸發(fā),激光加熱蒸發(fā)技術(shù)是真空蒸發(fā)鍍膜工藝中的一項新技術(shù)。
電弧加熱蒸發(fā)源:電弧加熱蒸發(fā)源是在高真空下通過兩導(dǎo)電材料制成的電極之間產(chǎn)生電弧放電,利用電弧高溫使電極材料蒸發(fā)。
電弧源的形式有交流電弧放電、直流電弧放電和電子轟擊電弧放電等形式。
電弧加熱蒸發(fā)的優(yōu)點是既可避免電阻加熱法中存在的加熱絲、坩堝與蒸發(fā)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)和污染問題,還可以蒸發(fā)高熔點的難熔材料。
電弧加熱蒸發(fā)的缺點是電弧放電會飛濺出微米級的靶電極材料微粒,對膜層不利。
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