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电子束蒸发镀膜机蒸发源有哪些特点-广东振华真空镀膜设备

电子束蒸发镀膜机的原理是在电场作用于电子的基础上,使电子获得动能从而加热气化膜材,实现蒸发镀膜的效果。这种镀膜工艺的优势是它的热量可直接作用在薄膜表面,所以传热层和热辐射损失较低,热效率高。且与电阻式的蒸发镀膜工艺相较,它可以获得的能量密度更高(约10⁴W/cm²-10⁹W/ cm²),可加热膜材表面到3000°C-6000°C,更有利于难溶性金属非金属物料膜层(铬、钼、钨、三氧化二铝、二氧化硅等)的蒸发。再加上该工艺的被蒸镀物料是置于水冷坩埚中的,有效避免了坩埚材料的蒸发及其与膜材料的反应,对提高膜的纯度至关重要。因此,此类蒸镀设备的蒸发源是十分重要的,那么接下来看看该设备常见的两类蒸发源各有哪些特点:

1、空心热阴极等离子电子束热蒸发源(HCD枪)

 空心热阴极等离子电子束蒸发源简称HCD枪,是由偏转磁场线圈、聚焦磁场线圈、辅助阳极以及带有水冷接头的空心钽管作阴极、密封法兰、绝缘套、阴极罩等结构组成,关于HCD原理此前已经有过详细的相关介绍,这里就不做多讲。关于HCD枪的特点主要有以下6点:

(1)高电流、低电压的工作环境,方便进行自动控制,因此安全性有保障;

(2)整体结构简单;

(3)能在气体辉光放电区稳定工作,压力稳定于1Pa-10⁻²Pa,膜粘附性强;

(4)阴极使用寿命较长,不易损坏;

(5)钽管的工作温度可达3200K,蒸发分子或原子经过等离子区的时候,等离子激发原子电离,可达20%的离化率;

(6)空心阴极进行放电可形成具有很高密度的等离子体,且空心阴极可电离大部分通过的气体。

2、磁偏转式电子束热蒸发源(e形枪)

作为热源,电子束需要熔化膜材物料,早前有环型、直枪型、熔滴型等类型,后来这些热源在真空蒸发镀膜中的应用发现有许多缺点存在,所以磁偏转式电子束热蒸发源出现,用以取代这些类型的蒸发源。

由于磁偏转式电子束热蒸发源的电子发射轨迹类似于“e”,因此也叫“e型电子束源”,简称为“e形枪”。e形枪的工作基本原理设计:阴极灯丝受热后发射出电子,这些热电子在灯丝阳极与阴极材料间受制约,不但可以会聚成束状,而且还会受影响磁场的作用发生偏转。电子到达阳极孔时可达到10keV的能量,而电子束经过阳极孔后,会受偏转磁场的影响而偏转270°,从而入射不断轰击坩埚的膜材表面令其加热蒸发。

膜材物料受电子束轰击会激发许多有害的散射电子(二次电子、背散射电子、反射电子等)。而e形枪配置吸收极可吸收这些有害电子,起保护基材和薄膜层的作用效果。

现如今,随着真空镀膜技术的广泛研究应用,不但对膜的种类有相关要求,现在对膜的质量也有了更严格的要求了,为了能够适应社会这种教学要求,只采用电阻加热的方式作为蒸发源已不能满足某些金属和非金属材料的蒸镀,在这种情况下,电子束蒸发镀膜机采用电子束作为蒸镀膜材的热源有了迅速的发展。