[发明专利]一种蒸发速率智能可调的蒸发镀膜方法

说明书

本发明公开了一种蒸发速率智能可调的蒸发镀膜方法，包括：（1）启动蒸发镀膜机的真空系统对镀膜室抽真空；（2）当镀膜室的真空度达到工艺要求时，启动线性蒸发源和控制系统；线性蒸发源的一级坩埚将送丝机构输送来的丝材熔化成熔液，并通过熔液流管将熔液注入二级坩埚；熔液在二级坩埚中加热蒸发实现蒸发镀膜；（3）在镀膜路径的下游设置有膜厚检测装置，可对基底上沉积的膜层进行膜厚检测；控制系统会实时获取膜厚检测数据，并根据膜厚检测数据对线性蒸发源在镀膜幅宽方向上的蒸发速率进行分段闭环智能调控，使基底上沉积的膜层呈现所需的膜厚分布状态，并在整个蒸发镀膜过程中保持该膜厚分布状态的稳定。

技术领域

本发明属于真空镀膜技术领域，特别涉及在真空蒸发镀膜中使用的一种蒸发速率智能可调的蒸发镀膜方法。

背景技术

近年来，光学技术、储能技术、平板显示技术的高速发展对薄膜产品性能的均匀性和稳定性提出了更高的要求。作为薄膜制备的重要工艺技术之一，真空蒸发镀膜在上述领域的薄膜产品的工业生产中得到了广泛的应用。送丝机构由于可以在蒸发镀膜过程中连续地补充膜材，在蒸发镀膜中应用较多。

由于设置送丝机构的蒸发形式为点状源蒸发，不适用在连续式或半连续式蒸发镀膜中对宽幅基片进行膜层制备。即使是设置多个送丝速度一致的送丝机构排布在镀膜幅宽方向上，也易于在相邻送丝机构之间存在膜厚分布不连续的问题，更重要的是，在蒸发镀膜过程中，由于受到蒸发源余弦定律的影响，基片的中部和两侧在幅宽方向上的膜层厚度分布会呈现不均匀的状态，无法满足光学、储能及平板显示等对产品性能要求严苛的使用需求。

另一方面，由于丝材在导管出口处受到坩埚中蒸发高温的烘烤容易温度偏高，热量经热传导会使导管中甚至是传输辊轮中的丝材易于软化而弯曲变形，造成卡丝而无法输送，导致蒸发镀膜过程无法正常进行。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种蒸发速率智能可调的蒸发镀膜方法，包括以下步骤：

（1）启动蒸发镀膜机的真空系统对镀膜室抽真空；

（2） 当镀膜室的真空度达到工艺要求时，启动线性蒸发源和控制系统；线性蒸发源包括一级坩埚、二级坩埚和送丝机构；线性蒸发源的一级坩埚将送丝机构输送来的丝材熔化成熔液，并通过熔液流管将熔液注入二级坩埚；熔液在二级坩埚中加热蒸发实现蒸发镀膜；

（3）在镀膜路径的下游设置有膜厚检测装置，可对基底上沉积的膜层进行膜厚检测；控制系统会实时获取膜厚检测数据，并根据膜厚检测数据对线性蒸发源在镀膜幅宽方向上的蒸发速率进行分段闭环智能调控，使基底上沉积的膜层呈现所需的膜厚分布状态，并在整个蒸发镀膜过程中保持该膜厚分布状态的稳定。膜厚检测数据包括在镀膜幅宽方向上各部位的膜厚数据。

二级坩埚为长条槽状体，二级坩埚的长度方向与镀膜幅宽方向一致；沿镀膜幅宽方向并排布置有2个以上的送丝机构，每个送丝机构的下方均设置有1个一级坩埚；二级坩埚的数量为1个，位于一级坩埚的下方；一级坩埚的底部设置有熔液流管，熔液流管的另一端与二级坩埚侧壁相通，在熔液流管上设置有流量控制阀；二级坩埚上设置有2组以上的电极，二级坩埚上不同段的加热可进行分段控制。

在二级坩埚与一级坩埚之间设置有水冷挡板，水冷挡板在一级坩埚的一侧设置有隔热层。熔液流管外表面包裹有隔热层。二级坩埚中的加热温度比一级坩埚中的加热温度高100-400℃。

由于一级坩埚的加热只需满足丝材的熔化和顺畅流动即可，因此一级坩埚中的加热温度较蒸发温度低一个层次，并且，在二级坩埚和一级坩埚之间设置有水冷挡板及隔热层，可有效隔绝二级坩埚中的高温热量对处于一级坩埚区域的丝材的影响。这样，送丝机构中传输的丝材的温度升高效应将大大减弱，显著地解决了丝材发生软化弯曲变形造成卡丝故障的问题。

作为蒸发坩埚的二级坩埚设计成长条槽状体，将丝材熔液汇聚在一起再加热蒸发，形成了1个蒸发稳定连续的线性蒸发镀膜源，有利于在连续式或半连续式蒸发镀膜中对宽幅基底进行稳定的膜层制备。