Устройство для испарения материалов в вакууме

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19)111 557 114 С 23 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 48) 29.02,8421 дв ев б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Комбинат ФЕБ Локомотифбау Электротехнише Верке "Ханс Беймлер" (ЛО) (72) Карл Стейнфельдер, Клаус Гем и Готфрид функе (00)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПАРЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ В ВАКУУМЕ(57) Изобретение относится к нанесению покрытий в вакууме и может быть использовано в устройствах для испа-. рения веществ и напыления слоев изух материалов, преимущественно слодля электрофотографических целей. Цель изобретения - повьппение производительности - достигается за счетмаксимального использования поверхности испарения и прогрева испарителя сверху и снизу. Для этого устройство снабжено крьппкой 5, которая выполнена из двух частей- - закрытойчасти 6, содержащей лучевой нагреватель 2, и паропропускающей части 7.Обе части крышки соединены шарниром8. Устройство содержит также ванну 1испарителя, керамические опорные элементы 3, рефлектор 4, лучеиспускающий нагреватель 9,отражательные пластины 10, дополнительный испаритель11, опорные ролики 12, канатную систему 13 перемещения, Большое перепускное отверстие крьппки 5 исключаетобразование подпора паров над расплавом. Подпор толщины слоя осуществляется взвешиванием испаряемого материала. 3 з.п. ф-лы, 1,ил.1335 35 Изобретение относится к нанесениюпокрытий в вакууме и может быть использовано в устройствах для испарениявеществ и напыления системы слоев из5двух материалов, преимущественно сис-темы слоев для электрофотографических целей.Известно разделение испарителя нанесколько камер перегородками и эмпирическое определение объема навески испаряемого материала и его полноеиспарение для достижения равномернойтолщины слоев на подложках, Недостатком указанного устройства являетсято, что для подогрева испарителя дотемпературы испарения требуется определенное время. Если высокой нагревательной мощностью это время выдерживается весьма небольшим, то 20быстро достигается скорость испарения, необходимая для получения требуемой структуры слоя, но выделениегаза из испаряемого материала получается неполным. Это ведет к усиленному включению примесных атомов вслой. При медленном повышении нагревательной мощности испарителя можнодостичь достаточного выделения газаиз испаряемого материала, но требуе- ЗОмое значение скорости испарения достигается очень медленно. В обоих случаях зто ведет к сильному встраиванию атомов остаточных газов в слойв начале испарения (патент ГДРР 75925, кл. 48 в 13/00, 1970, патент Великобритании Р 1162410,кл. С 7 Р, 1980),Во избежание попадания брызг жидкости на подложку известно устройство для предотвращения прямолинейногораспределения эмиттируемых с поверхности испаряемого материала частиц.Это достигается установкой диафрагмы. над испаряемым материалом, исключающих прямой выход молекул пара(патент ГДР Р 83048, кл . 48 в 13/00,1971, Патент СПА У 2793609,кл. 118-49, 1942), или лабиринтовыхотверстий для выхода пара (заявкаФРГ У 1519713, кл. 48 в 13/12, 1972,патент СССР Р 259596, кл,С 23 С 14/26, 1968).Указанные устройства имеют тотнедостаток, что они очень сильнозадерживают поток пара. Это необходимо из-за того, что при расплавлении испаряемого материала и в процессе последующей фазы газовыделения 5762материал очень склонен к образованию брызг, поэтому необходимо многократ- но 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 камеры (патент ГДР Р 83048). Если по причинам полного использования испаряемого материала и равномерности толщины слоя на краю подложки расстояние между верхней гранью диафрагмы и подложками установлено меньше, нельзя пренебрегать оттенением ,от стенок камер в диафрагме и возникает уменьшение толщины слоя на соответствующих местах подложки. Кроме того, известные устройства требуют относительно большой конструктивной высоты и большого расстояния от подложки.Цель изобретения - повышение 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 лучеиспускающего нагревателя 2, установленного на керамических элементах 3 Под нагревателем 2 располагается рефлектор74, Крышка 5 состоит из закрытой части 6 с косвенным нагревом и паропропускающей 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 свободному креплению на керамических элементах. Из-за своей малой толщины от335576 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 крышкой 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.Ванну 1 основного испарителя и дополнительный испаритель 11 загружают обычным способом. Для загрузки дополнительного испарителя 11 при закрытой крышке 5 и для загрузки основного испарителя при открытой крышке 5 паропропускающую часть 7 крышки 5 откидывают вверх. При закрытой крышке 5 основного испарителя паропропускающую часть 7 крышки 5 используют в качестве ограждения от брызг жидкости из дополнительного испарителя 11, Выделения газа из испаряемого материала, загруженного в дополнительный испаритель 11, из-за малого количества не требуется. После достижения конечной температуры в ванне 1 испарителя и достаточного газовыделения из испаряемого материала, закрывают отверстие испарителя 1 паропропускающей частью 7 крышки 5, перемещая последнюю в горизонтальном направлении. Начинается напыление материала без брызгообразования с самого начала с требуемым количеством материала.Большое пропускное отверстие крьппки 5 исключает образование подпора паров над расплавом. Работать можно с нормальной температурой испарителя и подбор толщины слоя осуществляется взвешиванием испаряемого материала.Формула изобретения 45 Ь ) - Р120 50 4, Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что крышка кинематически соединена с канатной сис 55 темой перемещения. 1. Устройство для испарения материалов в вакууме, содержащее основной испаритель косвенного нагрева, дополнительный испаритель прямого нагрева,разделенные перегородками на камеры, 5и лабиринтную систему для предотвращения прямолинейного выхода пара изиспарителей, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено крышкой,выполненной из двух частей - закрытой, содержащей лучевой нагреватель,и паропропускающей, соединенных между собой шарниром, и расцоложеннойнад испарителями с возможностью наг рева и перемещения относительно испарителей, причем основной и дополнительный испарители установлены в одной плоскости вплотную один к другому, а периметр закрытой части крыш О ки в два раза больше периметраванныосновного испарителя, при этом суммарная площадь отверстий для выходапара в паропропускающей части крьппки равна площади поверхности основно го испарителя, а крышка установленас возможностью перекрытия дополнительного испарителя паропропускающейчастью при расположении закрытойчасти над основным испарителем. зо2. Устройство по п 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что паропропускающая часть крышки выполнена ввиде отражательных пластин, электрически изолированных одна от другойи соединенных последовательно для прямого протекания тока.3. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что верхняя 4 О кромка ванны основного испарителя выполнена с отбортовкой, а крышка расположена над отбортовкой ванны нарасстоянии, определяемом иэ выраже- ния где Ь - расстояние между крышкой и отбортовкой ванны, мм; Р - ширина отбортовки, мм.