Устройство для испарения материалов в вакууме Советский патент 1987 года по МПК C23C14/26 

Изобретение относится- к нанесению покрытий в вакууме и может быть использовано в устройствах для испарен веществ и напыления системы слоев из двух материалов, преимущественно сие темы слоев для электрофотографических целей.

Известно разделение испарителя на несколько камер перегородками и эмпирическое определение объема навески испаряемого материала и его полно |1спарение для достижения равномерной толщины слоев на подложках. Недостатком указанного устройства является тОр что для подогрева испарителя до температуры испарения требуется определенное время. Если высокой нагревательной мощностью это время выдерживается весьма небольшим, то быстро достигается скорость испарения, необходимая для получения требуемой структуры слоя, но выделение газа из испаряемого материала получается неполным. Это ведет к усиленному включению примесных атомов в слой. При медленном повышении нагревательной мощности испарителя можно достичь достаточного выделения газа из испаряемого материала, но требуемое значение скорости испарения достигается очень медленно. В обоих случаях это ведет к сильному встраиванию атомов остаточных газов в слой в начале испарения (патент ГДР №75925, кл. 48 в 13/00, 1970, па- тент Великобритании If 1162410, кл. С 7 F, 1980).

Во избежание попадания.брызг жидкости на подложку известно устройство для предотвращения прямолинейного распределения эмиттируемых с поверхности испаряемого материала частиц. Это достигается установкой диафраг- №1. над испаряемым материалом, исключающих прямой выход молекул пара (патент ГДР № 83048, кл. 48в 13/00, 1971, Патент США № 2793609, кл. 118-49, 1942), или лабиринтовых отверстий для выхода пара (заявка ФРГ № 1519713, кл. 48в13/12, 1972, патент СССР № 259596, кл. С 23 С 14/26, 1968).

Указанные устройства имеют тот недостаток, что они очень сильнс задерживают поток пара. Это необходимо из-за того, что при расплавлении испаряемого материала и в процессе последующей фазы газовьщеления

0

0

материал очень склонен к образованию брызг, поэтому необходимо многократно изменять направление потока пара или работать с малыми отверстиями для выхода пара. Уменьшение поперечного сечения расширительного пространства приводит к повышению давления пара над расплавом, вследствие чего скорость испарения заметно снижается и возникает возможность усиленного образования сгустков.Кроме того,навески в камерах теряют свою эффективность, если диафрагма не разделена на ка- 5 меры (патент ГДР № 83048). Если по причинам полного использования испаряемого материсша и равномерности толщины слоя на краю подложки расстояние между верхней гранью диаф- 0 рагмы и подложками установлено меньше, нельзя пренебрегать оттенением ,от стенок камер в диафрагме и возникает уменьшение толщины слоя на соответствующих местах подложки. i 5 Кроме того, известные устройства требуют относительно большой конструктивной высоты и большого расстояния от подложки.

Цель изобретения - повьштение производительности за счет максимального использования поверхности испарения и прогрева испарителя сверху и снизу.

На чертеже показано предлагаемое устройство, разрез.

Устройство состоит из ванны 1 испарителя, выполненной из листа качественной стали, разделенной перегородками на камеры и имеющей на верхней грани отбортовку шириной 20 мм. Нагрев ванны 1 испарителя косвенный от лучеиспуекающего нагревателя 2, установленного на керамических элементах 3 Под нагревателем 2 располагается рефлектор 4. Крышка 5 состоит из закрытой части 6 с косвенным нагревом и паро- пропускающей части 7. Обе части соединены между собой шарнирами 8, позволяющими повернуть часть 7 вверх на 150. Часть 6 обогревается луче- испускающим нагревателем 9. Отражательные пластины 10 части 7 выполнены из качественной листовой стали. Прочность пластин 10 достигается их формой. Продольное удлинение при нагреве возможно благодаря с вободно- му креплению на керамических элементах. Из-за своей малой толщины от5

0

5

0

5

ражательные пластины 10 только в незначительной мере уменьшает поперечное .сечение расширительного пространства для паров. Рама части 7 шире, чем отверстие ванны 1 испарителя . Дополнительный испаритель 11 выполнен как желоб из молибденового листа и разделен перегородками (не показаны) на камеры. Он расположен вплотную под крьш1кой 5. Опорные ролики 12 обеспечивают зазор 0,5 мм между верхней гранью ванны 1 испарителя и нижней кромкой крышки 5. Перемещение последней осуществляется при помощи канатной системы 13 перемещения.

Устройство работает следующим образом.

ВанйУ 1 основного испарителя и дополнительный испаритель 11 загружают обычным способом. Для загрузки дополнительного испарителя 11 при закрытой крьш1ке 5 и для загрузки основного испарителя при открытой крьш ке 5 паропропускающую часть 7 крышки 5 откидывают вверх. При закрытой крьш1ке 5 основного испарителя паропропускающую часть 7 крьшки 5 используют в качестве ограждения от брызг жидкости из дополнительного испарителя 11. Вьделения газа из испаряемого материала, загруженного в дополни- те льный испаритель 11, из-за малого количества не-требуется. После достижения конечной температуры в ванне 1 испарителя и достаточного газовыделения из испаряемого материала, закрьшают Отверстие испарителя 1 па- ропропускающей частью 7 крьшки 5, перемещая последнюю в горизонтальном направлении. Начинается напьшение материала без брызгообразования с самого начала с требуемым количеством материала.

Большое пропускное отверстие крьпп ки 5 исключает образование подпора паров над расплавом. Работать можно с нормальной температурой испарителя и подбор толщины слоя осуществляется взвешиванием испаряемого материала. Формула изобретения

1. Устройство для испарения мате

риалов в вакууме, содержащее основной 55 темой перемещения.

ВНИИПИ Заказ 4019/23 Тираж 936

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10

15

335576 4

испаритель косвенного нагрева, дополнительный испаритель прямого нагрева, разделенные перегородками на камеры, и лабиринтную систему для предотвращения прямолинейного выхода пара -из испарителей, отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности, оно снабжено крышкой, выполненной из двух частей - закрытой, содержащей лучевой нагреватель, и паропропускающей, соединенных между собой шарниром, и расположенной над испарителями с возможностью нагрева и перемещения относительно испа рителей, причем основной и д;ополни- тельный испарители установлены в одной плоскости вплотную один к друге-

0

5

0

5

0

му, а периметр закрытой части крышки в два раза больше периметра ванны основного испарителя, при этом суммарная площадь отверстий для выхода пара в паропропускающей части крьшки равна площади поверхности основного испарителя, а крьш1ка установлена с возможностью перекрытия дополнительного испарителя паропропускающей частью при расположении закрытой части над основным испарителем.

I ,

2.Устройство по п. .1, отличающееся тем, что паропро- пускающая часть крышки выполнена в виде отражательных пластин, электрически изолированных одна от другой

и соединенных последовательно для прямого протекания тока.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхняя кромка ванны основного испарителя выполнена с отбортовкой, а крышка расположена над отбортовкой ванны на расстоянии, определяемом из выражения

h

J 20

I.

50

где h - расстояние между крьшкой и

отбортовкой ванны, MMJ 1 - ширина отбортовки, мм.

4. Устройство по п. чающееся тем.

1, о т л и - что крьш1ка кинематически соединена с канатной сис

Подписное

Изобретение относится к нанесению покрытий в вакууме и может быть использовано в устройствах для испаг рения веществ и напьшения слоев из двух материалов, преимущественно слоев для электрофотографических целей. Цель изобретения - повьшение производительности - достигается за счет максимального использования поверхности испарения и прогрева испарителя сверху и снизу. Для этого устройство снабжено крышкой 5, которая выполнена из двух частей- - закрытой части 6, содержащей лучевой нагреватель 2, и паропропускающей части 7. Обе части крьплки соединены шарниром 8. Устройство содержит также ванну 1 испарителя, керамические опорные элементы 3, рефлектор 4, лучеиспускаю- щий нагреватель 9,отражательные пластины 10, дополнительный испаритель 11, опорные ролики 12, канатную систему 13 перемещения. Большое перепускное отверстие крышки 5 исключает- образование подпора паров над расплавом. Подпор толщины слоя осуществляется взвешиванием испаряемого материала. 3 з.п. ф-лы, 1,ил. & (Л со со СП СП О5