[发明专利]磁偏转电子束蒸发源

摘要

本发明公开了一种磁偏转电子束蒸发源，包括：电子束发生机构、磁偏转组件、水冷坩埚机构、直线换位机构和工作电路；电子束发生机构为本发明核心机构，主要包括灯丝、灯丝座、陶瓷片、陶瓷座、支撑块、陶瓷柱、阴极屏蔽罩等；采用灯丝加热的方式发射热电子，热电子经阴极和阳极之间的电场加速后飞往阳极，为了提高蒸发的速率，采用了一种阴极屏蔽罩，此阴极屏蔽罩不仅可以屏蔽下方永久磁铁产生的磁场对灯丝发射电子的干扰，而且还能作为控制极来调整束斑的大小；冷却构造是双层水冷，冷却外筒内的冷却内筒将冷却水直接送至无氧铜坩埚；待蒸发膜材位于无氧铜坩埚内衬内，采用的坩埚内衬可以使整个熔池的温度分布趋于均匀。

主权项

1.磁偏转电子束蒸发源，其特征在于，包括：电子束发生机构、磁偏转组件、水冷坩埚机构、直线换位机构和工作电路；所述的电子束发生机构包括：灯丝、灯丝座A、灯丝座B、陶瓷片、陶瓷座、陶瓷座套筒、支撑块、陶瓷柱、陶瓷柱保护罩、阴极屏蔽罩、磁铁套；所述的灯丝以螺钉连接的方式固定在灯丝座A和灯丝座B上；两陶瓷片以螺钉连接的方式固定在灯丝座A的上下两定位孔内，两陶瓷座位于灯丝座A和灯丝座B正下方，以同轴心的形式分别和两灯丝座装配；所述的两陶瓷座套筒与陶瓷座间隙配合并以螺钉的连接的形式与陶瓷座一起固定在所述支撑块上；所述支撑块以螺钉的连接方式固定在磁铁套上，且支撑块设置有具有放气作用的前后两通孔；其中，灯丝座、陶瓷座套筒和陶瓷座纵向同轴均预设有螺钉装配通孔，通过同一根螺钉连接在一起，磁铁套、支撑块和陶瓷座纵向同轴预设有螺钉装配通孔，通过另一根螺钉连接在一起；所述的阴极屏蔽罩位于两灯丝座和两陶瓷座套筒之间；所述的陶瓷柱以螺钉连接的方式固定在灯丝座A和灯丝座B之间，用以固定并绝缘两灯丝座；所述的陶瓷柱保护罩以螺钉连接的方式固定在陶瓷柱一侧用来保护陶瓷柱；所述的磁偏转组件包括：永久磁铁、轭铁、磁偏转挡片、磁铁固定垫片和非磁性挡片；所述的永久磁铁嵌于上述磁铁套内，并由磁铁固定垫片通过螺钉连接固定在所述的磁铁套上；所述的轭铁本身无磁性，共有四块，分别焊接在水冷坩埚机构的无氧铜坩埚上，经对应位置的永久磁铁磁化后具备磁性两轭铁在电子束发生机构区域构成均匀磁场，对电子起到了偏转270°的作用；所述的磁偏转挡片以螺钉连接的形式固定在所述灯丝座B上方；所述的非磁性挡片受永久磁铁磁力吸附在磁铁外侧；所述的水冷坩埚机构包括：无氧铜坩埚、坩埚后盖、坩埚内衬、水冷内筒、水冷外筒、冷却筒滑块和连接接口管；所述的坩埚后盖通过钎焊的方式焊接在所述无氧铜坩埚上；所述的坩埚内衬形状、大小与无氧铜坩埚槽相近；坩埚内衬的材料为石墨，Mo或Ta；所述水冷内筒一端焊接在无氧铜坩埚上作为进水口，另一端通过螺纹连接的形式和连接接口连接；所述的水冷外筒一端焊接在无氧铜坩埚上作为出水口；所述的冷却筒滑块与水冷外筒焊接在一起，水冷内筒位于水冷外筒内，冷却水由水冷内筒流入，从水冷外筒流出；所述的直线换位机构包括：无氧铜坩埚、冷却筒滑块、压板A、压板B、坩埚底座压板、焊接波纹管、滑轨嵌套、追加工法兰、铜螺母、塑料片、拧把手、铜片、螺纹丝杠、滑轨和滑轨滑块；所述的坩埚底座压板通过螺钉与上述的无氧铜坩埚连接；所述的冷却筒滑块与所述的坩埚底座以螺钉连接的形式固定，并且其上端面和前端面分别与装有滑轨嵌套的压板A和压板B通过螺钉连接，可以实现在压板A的轴向方向的滑动，从而带动无氧铜坩埚一起滑动；所述压板A和压板B通过焊接的方式固定，并且与所述追加工法兰焊接成一体；所述的焊接波纹管一端与冷却筒滑块焊接固定，另一端与追加工法兰焊接固定；；所述的铜片与追加工法兰焊接固定；所述的螺纹丝杠一端与上述冷却筒滑块焊接固定，另一端与水冷外筒连接接口连接，螺纹丝杠实际也作为水冷外筒往外排出冷却水；所述铜螺母与螺纹丝杠进行螺纹连接，所述的拧把手套在铜螺母上，并且通过一根细小的螺钉与铜螺母夹紧；所述的塑料片套在拧把手上；所述的滑轨焊接在追加工法兰上；所述的滑轨滑块与滑轨间隙配合，滑轨滑块便可以在滑轨上滑动；即，拧动拧把手带动铜螺母与螺杆转动变旋转运动为直线运动，原本压缩后的波纹管慢慢复原，冷却筒滑块带动着固定的无氧铜坩埚向前移动，达到换位的目的；所述的工作电路由：铜棒、电极法兰、灯丝、灯丝座A、灯丝座B、无氧铜坩埚组成；其中，两铜棒一端分别与灯丝座A和灯丝座B相连，另一端分别与电极法兰预设接口相连；所述灯丝两端分别固定在灯丝座A和灯丝座B的插口处，由外接电源经铜棒、灯丝座给灯丝作为阴极，且通负高压U=3.5kV，无氧铜坩埚作为阳极接地。