CN212833998U - 一种光学镀膜机以及融料保护罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学镀膜机以及融料保护罩，光学镀膜机包括真空室、坩埚、融料加热装置和融料保护罩，坩埚、融料加热装置和融料保护罩均位于真空室中，融料保护罩罩扣于坩埚上，真空室上设有观察窗；融料保护罩包括顶盖和多块非磁性挡板，多块非磁性挡板分别与顶盖的边缘连接、构成罩体，多块非磁性挡板围成一个至少一面开口的多面体围挡，坩埚位于多面体围挡中，多面体围挡的至少一个开口面向观察窗。本申请通过在光学镀膜机的坩埚上设置融料保护罩，靶材融料过程产生的细微粉末和飞溅膜料通过融料保护罩可以约束扩散方向以便减少对腔室的污染，更利于清洁，从而使真空腔室内的洁净度更高，提升镀膜产品良率。

Description

一种光学镀膜机以及融料保护罩

技术领域

本申请属于光学镀膜机技术领域，具体涉及一种光学镀膜机以及融料保护罩。

背景技术

光学镀膜是指在光学零件表面上镀上一层或多层介质薄膜的工艺过程。在光学零件表面镀膜的目的是为了达到减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求，改变材料表面的反射和透射特性。常用的镀膜法有真空镀膜(物理镀膜的一种)和化学镀膜，最常见的镀膜设备为真空光学镀膜机。

真空光学镀膜机主要包括真空室、抽真空装置、坩埚、电子枪和控制柜。抽真空装置用于对真空室抽真空；坩埚和电子枪设置于承载板上、均位于真空室底部，电子枪与坩埚相对应，坩埚用于用于装载为光学元件镀膜的靶材；电子枪用于加热坩埚内的靶材，形成融料；控制柜与抽真空装置和电子枪电性连接，用于控制设备自动运行。

现有的采用电子枪的光学镀膜机在镀膜时，是通过电子束加热坩埚底部来蒸发靶材物质，由于坩埚底部过热，融化的蒸镀材料液滴落到底部后运动趋于缓慢，容易过热出现融料溅射的情况。为了防止融料溅射，若降低温度，蒸发效率则会受很大影响。例如，电子束加热钨坩埚底部蒸发银，在用于卷对卷带材镀银***时，液滴溅射会对所镀的膜造成严重的破坏，另外液滴飞溅冷却为固态落在带材背面，则会随带材运动至导轮下对带材造成周期性的尖刺状压痕破坏。

而对于高功率半导体激光器芯片的光学镀膜工艺，则需保证光学镀膜机真空腔室的洁净度。如果洁净度不够，会污染bar条电极面，镀上光学薄膜后，会导致芯片在使用时出现光学损伤，严重缩减器件寿命。因此，在不影响蒸发效率的情况下，如何防止溅射是电子束热蒸发***需要解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种光学镀膜机以及融料保护罩，融料时对坩埚进行防护，避免融料发生溅射对镀膜机腔室造成污染。

实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种光学镀膜机，包括真空室、坩埚和融料加热装置，所述坩埚和所述融料加热装置均位于所述真空室中，所述真空室具有可开合的真空门，所述真空门上设有观察窗，所述融料加热装置用于加热所述坩埚中的靶材，所述真空室中设置有融料保护罩，所述融料保护罩罩扣于所述坩埚上；

所述融料保护罩包括顶盖和2块以上非磁性挡板，2块以上所述非磁性挡板分别与所述顶盖的边缘连接、构成罩体，2块以上所述非磁性挡板围成一个至少一面开口的多面体围挡，所述坩埚位于所述多面体围挡中，所述多面体围挡的至少一个开口面向所述观察窗。

可选的，所述融料保护罩还包括倒钩槽，所述倒钩槽设置于所述融料保护罩的底部、与所述多面体围挡连接。

可选的，所述多面体围挡的每个侧面的所述非磁性挡板的底部均设置有所述倒钩槽。

可选的，所述非磁性挡板与所述倒钩槽一体成型。

可选的，所述非磁性挡板由非磁性金属板弯折构成，非磁性金属板的折弯的底部构成所述倒钩槽。

可选的，相邻2块所述非磁性挡板可拆卸地连接。

可选的，所述多面体围挡为由非磁性金属板弯折构成的一体式结构，所述非磁性金属板的底部折弯构成所述倒钩槽。

可选的，所述非磁性金属板的厚度为0.8～1.6mm。

可选的，所述非磁性金属板为不锈钢板。

基于同样的发明构思，本实用新型还对应提供了一种融料保护罩，所述融料保护罩用于罩扣在光学镀膜机的坩埚上；所述融料保护罩包括顶盖、2块以上非磁性挡板和倒钩槽，2块以上所述非磁性挡板分别与所述顶盖的边缘连接、构成罩体，2块以上所述非磁性挡板围成一个至少一面开口的多面体围挡，所述坩埚位于所述多面体围挡中；

所述倒钩槽设置于所述融料保护罩的底部、与所述多面体围挡连接，所述多面体围挡的每个侧面的所述非磁性挡板的底部均设置有所述倒钩槽，所述非磁性挡板与所述倒钩槽一体成型；

所述非磁性挡板由非磁性金属板弯折构成，非磁性金属板的折弯的底部构成所述倒钩槽；相邻2块所述非磁性挡板通过卡扣结构可拆卸地连接，或者，所述多面体围挡为由非磁性金属板弯折构成的一体式结构。

由上述技术方案可知，本实用新型提供了一种光学镀膜机，在真空室中设置融料保护罩，融料保护罩罩扣于坩埚上，融料时对坩埚进行防护，避免融料发生溅射对镀膜机腔室造成污染。该融料保护罩包括顶盖和多块非磁性挡板，非磁性挡板与顶盖的边缘连接构成罩体，多块非磁性挡板围成一个至少一面开口的多面体围挡，多面体围挡围绕在坩埚周围，该多面体围挡可以契合坩埚的形状，其使用大小尺寸可以随坩埚而更改，多面体围挡的至少一个开口面向观察窗，不会影响工作人员对融料的观察，该开口面同时作为气相的扩散口。该融料保护罩采用的是非磁性挡板，无磁性材料不会对电子枪的电子束运行造成干扰。

与现有技术相比，本申请通过在光学镀膜机的坩埚上设置融料保护罩，靶材融料过程产生的细微粉末和飞溅膜料通过融料保护罩可以约束扩散方向以便减少对腔室的污染，更利于清洁，从而使真空腔室内的洁净度更高，提升镀膜产品良率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中光学镀膜机的结构示意图；

图2为图1中光学镀膜机的真空室的结构示意图；

图3为图1中光学镀膜机的融料保护罩的结构示意图。

附图标记说明：1-真空室；2-观察窗；3-抽真空装置；4-控制柜；5-坩埚；6-融料加热装置；7-承载板；8-光学零件；9-融料保护罩，91-顶盖，92-非磁性挡板，93-倒钩槽，94-多面体围挡。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

本实用新型实施例提供一种光学镀膜机，该光学镀膜机可为现有任一种类光学镀膜机，该光学镀膜机中配置有融料保护罩，靶材融料过程产生的细微粉末和飞溅膜料通过融料保护罩可以约束扩散方向以便减少对腔室的污染，更利于清洁，从而使真空腔室内的洁净度更高，提升镀膜产品良率。

下面以真空光学镀膜机为例，对本实用新型进行详细描述：

真空光学镀膜机的结构如图1和图2所示，主要包括真空室1、抽真空装置3、坩埚5、电子枪6和控制柜4。真空室1是整个真空光学镀膜机的核心部件，真空室1由抽真空装置3进行抽真空(如图2中箭头所示方向)，真空室1具有可开合的真空门，真空门上设有观察窗2，如图1所示。参见图2，坩埚5和电子枪6均设置于承载板7上、且均位于真空室1底部，电子枪6与坩埚5相对应，坩埚5用于用于装载为光学元件镀膜的靶材；电子枪6用于加热坩埚内的靶材，形成融料；控制柜4与抽真空装置3和电子枪6分别电性连接，用于控制设备自动运行。

此外，该真空光学镀膜机还包括一些附件，例如冷却装置，冷却装置包括水塔、水阀和冷却管道，冷却管道设于真空室1的外侧，水阀和水塔均与冷却管道连通。水塔内冷却水通过水阀和冷却管道，可以使得真空室1外侧的温度得以降低，有效防止真空室温度过高。由于本实用新型并未对真空光学镀膜机固有功能组件的结构进行改进，故而详细结构在此不一一展开说明，真空光学镀膜机的其他未详述结构参考现有技术。

参见图2，本实施例的光学镀膜机中配置有融料保护罩9，融料保护罩9位于真空室1中，且罩扣于坩埚5上。参见图3，融料保护罩9包括顶盖91和2块以上非磁性挡板92，2块以上非磁性挡板92分别与顶盖91的边缘连接、构成罩体，2块以上非磁性挡板92围成一个至少一面开口的多面体围挡94，坩埚5位于多面体围挡94中，多面体围挡94的至少一个开口面向观察窗2。

根据坩埚5的形状和外形尺寸，该融料保护罩9可以设置为不同的形状。例如圆柱形坩埚，可将融料保护罩9设置为前面和底面开口的长方体，即多面体围挡94具有3个侧面，融料保护罩9底面的开口用于套在坩埚5上。前面的开口一则作为气相的扩散口，二则作为融料溅射的约束口，三则用于提供观察用口，不会影响工作人员对融料的观察。又例如，坩埚5呈漏斗状，则可将融料保护罩9设置为前面和底面开口的三棱台或者四棱台，以与坩埚5的形状相适配。融料保护罩9的具体形状根据坩埚实际形状而定，具体形状本实用新型不做限制。

围成多面体围挡94的多片挡板92可以采用现有任一种连接方式连接在一起，例如相邻2块非磁性挡板92通过卡扣结构或者连接销可拆卸地连接；或者相邻2块非磁性挡板92焊接位一体；或者多面体围挡94为由非磁性金属板弯折构成的一体式结构，即将一整块非磁性金属板按照结构需要折弯，然后与顶盖91的边缘连接后即构成该融料保护罩9。

由于需要镀膜的光学零件8的材质主要为玻璃，因此靶材也选择与玻璃结合度较好的材料，考虑到该融料保护罩9后期的清理问题，作为优选，融料保护罩9采用非磁性金属板，例如铝、铜、不锈钢等。非磁性金属板一方面与靶材结合性差，利于将粘附在非磁性金属板上的液滴刮落；另一方面金属板的熔点高，不会在真空室的高温环境中软化或者变形。非磁性金属板的厚度为0.8～1.6mm，本实施例采用1.2mm厚的316L不锈钢。

为避免清理该融料保护罩9时造成真空室二次污染，参见图3，本实施例中，该融料保护罩9还包括倒钩槽93，倒钩槽93设置于融料保护罩9的底部、与多面体围挡94连接。多面体围挡94的每个侧面的非磁性挡板92的底部均设置有倒钩槽93。倒钩槽93可以采用任一槽结构，具体结构本实用新型不做限制。为避免刮落的融料屑落在真空室中，本实施例中，倒钩槽93采用梯形槽，即倒钩槽93的横截面呈上大下小的梯形，拐角处采用圆弧过渡。

倒钩槽93可设置为与非磁性挡板92一体成型。例如非磁性挡板92采用不锈钢板，通过将不锈钢板的下部折弯呈槽状，即可得到该倒钩槽93；倒钩槽93也可采用已经成的槽体，通过焊接、螺钉固定、粘接等方式与非磁性挡板92固定在一起，倒钩槽93与非磁性挡板92的连接方式本实用新型不做限制。

应用实例：

某半导体激光器生产企业使用真空光学镀膜机对半导体激光器bar条8进行镀膜，使用的靶材中，熔硅、二氧化钛、氟化镁等靶材易发生较严重的飞溅。考虑到融料飞溅的问题，该企业的真空光学镀膜机在坩埚5上方设置一块挡板，在对靶材进行熔融时，通过盖板遮盖坩埚5，从而防止融料飞溅。用电子枪对融料进行蒸发时，需要移开挡板，因此操作多有不便。并且挡板只能阻挡融料向上飞溅，仍有部分融料液滴附着在真空室的内壁上，污染bar条电极面，镀上光学薄膜后，导致芯片在使用时出现光学损伤，严重缩减器件寿命。

后该企业对设备进行升级，在真空光学镀膜机中使用本实施例提供的融料保护罩，融料保护罩的各板件可拆卸，因此同时充当了挡板的作用，故而拆除了原设备的坩埚挡板及其安装所需的附属结构。

改进后的光学镀膜机的操作步骤如下：

1、打开真空室1的真空门，将该融料保护罩9放置在真空室1中，调整融料保护罩9的位置，使得融料保护罩9将坩埚保护在内，且开口对准观察窗2，保证融料时不受视线的影响，随后将融料保护罩9固定。

2、固定融料保护罩9的位置后，关闭光学镀膜机真空门，开始融料。

3、融料过程中，坩埚的中间和边缘部位的靶材均可被预融，对于硅、二氧化钛、氟化镁等易发生飞溅的靶材，发生溅射时，融料溅射到保护罩内表面，不会对真空腔室造成污染，融料过程中产生的偏大溅射膜料可通过倒钩槽收集。

4、使用一段时间后，通过刮刀或者刮板将溅射到保护罩内表面上的大块膜层料屑刮除，膜料废渣落在融料保护罩内侧底部的倒钩槽中，通过毛刷将倒钩槽中的料屑清扫出来，避免产生二次污染；细小或者膜层厚的不易清除的溅射料屑则可通过喷砂和/或超声波清洗方式去除，喷砂、超声波清洗可以完全去除镀在保护罩上的膜层。

通过上述实施例，本实用新型具有以下有益效果或者优点：

1)本实用新型提供的光学镀膜机以及融料保护罩，靶材融料过程产生的细微粉末和飞溅膜料通过融料保护罩可以约束扩散方向以便减少对腔室的污染，更利于清洁，从而使真空腔室内的洁净度更高，提升镀膜产品良率。

2)本实用新型提供的光学镀膜机以及融料保护罩，融料保护罩采用非磁性挡板，不干扰电子枪发出的电子束运行。

3)本实用新型提供的光学镀膜机以及融料保护罩，融料保护罩可以设计不同形状契合不同的坩埚大小、方向，从而控制扩散的方向，以便于真空腔室的清洁。

4)本实用新型提供的光学镀膜机以及融料保护罩，融料保护罩内侧底部倒钩槽可收集膜料废渣，避免更多的污染。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种光学镀膜机，包括真空室、坩埚和融料加热装置，所述坩埚和所述融料加热装置均位于所述真空室中，所述真空室具有可开合的真空门，所述真空门上设有观察窗，所述融料加热装置用于加热所述坩埚中的靶材，其特征在于：所述真空室中设置有融料保护罩，所述融料保护罩罩扣于所述坩埚上；

所述融料保护罩包括顶盖和2块以上非磁性挡板，2块以上所述非磁性挡板分别与所述顶盖的边缘连接、构成罩体，2块以上所述非磁性挡板围成一个至少一面开口的多面体围挡，所述坩埚位于所述多面体围挡中，所述多面体围挡的至少一个开口面向所述观察窗。

2.如权利要求1所述的光学镀膜机，其特征在于：所述融料保护罩还包括倒钩槽，所述倒钩槽设置于所述融料保护罩的底部、与所述多面体围挡连接。

3.如权利要求2所述的光学镀膜机，其特征在于：所述多面体围挡的每个侧面的所述非磁性挡板的底部均设置有所述倒钩槽。

4.如权利要求2或3所述的光学镀膜机，其特征在于：所述非磁性挡板与所述倒钩槽一体成型。

5.如权利要求4所述的光学镀膜机，其特征在于：所述非磁性挡板由非磁性金属板弯折构成，非磁性金属板的折弯的底部构成所述倒钩槽。

6.如权利要求5所述的光学镀膜机，其特征在于：相邻2块所述非磁性挡板可拆卸地连接。

7.如权利要求5所述的光学镀膜机，其特征在于：所述多面体围挡为由非磁性金属板弯折构成的一体式结构，所述非磁性金属板的底部折弯构成所述倒钩槽。

8.如权利要求6或7所述的光学镀膜机，其特征在于：所述非磁性金属板的厚度为0.8～1.6mm。

9.如权利要求8所述的光学镀膜机，其特征在于：所述非磁性金属板为不锈钢板。

10.一种融料保护罩，其特征在于：所述融料保护罩用于罩扣在光学镀膜机的坩埚上；所述融料保护罩包括顶盖、2块以上非磁性挡板和倒钩槽，2块以上所述非磁性挡板分别与所述顶盖的边缘连接、构成罩体，2块以上所述非磁性挡板围成一个至少一面开口的多面体围挡，所述坩埚位于所述多面体围挡中；

所述倒钩槽设置于所述融料保护罩的底部、与所述多面体围挡连接，所述多面体围挡的每个侧面的所述非磁性挡板的底部均设置有所述倒钩槽，所述非磁性挡板与所述倒钩槽一体成型；

所述非磁性挡板由非磁性金属板弯折构成，非磁性金属板的折弯的底部构成所述倒钩槽；相邻2块所述非磁性挡板通过卡扣结构可拆卸地连接，或者，所述多面体围挡为由非磁性金属板弯折构成的一体式结构。

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