阅读说明：本技术 坩埚装置及具有其的蒸镀机 (Crucible device and evaporation plating machine with same ) 是由 璁稿悍 许康 于 2020-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明揭示了一种坩埚装置和蒸镀机。坩埚装置包括坩埚,坩埚上设置有反应容器；坩埚装置还包括：旋转台,旋转台上设置有复数个原料容器,旋转台可绕其中心轴为转轴旋转,复数个原料容器围绕旋转台的中心轴圆周分布,原料容器上设置有补料口；上料机构,上料机构包括上料通道,上料通道的一端可选择地与补料口配合,上料通道的另一端与反应容器连通。蒸镀机包括蒸镀腔、设置于蒸镀腔内的电子枪和坩埚装置。本发明通过上料机构将旋转台上的原料引入反应容器内,使补充原料操作简单,提升了工作效率,补充原料时不需要打开蒸镀腔,进一步提升了补充原料的便捷程度,而且本发明可以向反应容器内填充不同材质的原料。(The invention discloses a crucible device and an evaporation machine. The crucible device comprises a crucible, and a reaction container is arranged on the crucible; the crucible apparatus further includes: the rotary table is provided with a plurality of raw material containers, the rotary table can rotate around a central shaft of the rotary table serving as a rotating shaft, the plurality of raw material containers are distributed around the circumference of the central shaft of the rotary table, and the raw material containers are provided with material supplementing ports; feed mechanism, feed mechanism include the feed channel, and the one end of feed channel is optionally with the feed supplement mouth cooperation, feed channel's the other end and reaction vessel intercommunication. The evaporation machine comprises an evaporation cavity, an electron gun and a crucible device, wherein the electron gun and the crucible device are arranged in the evaporation cavity. According to the invention, the raw materials on the rotary table are introduced into the reaction container through the feeding mechanism, so that the operation of supplementing the raw materials is simple, the working efficiency is improved, the evaporation cavity does not need to be opened when the raw materials are supplemented, the convenience degree of supplementing the raw materials is further improved, and the reaction container can be filled with the raw materials of different materials.)

坩埚装置及具有其的蒸镀机

技术领域

本发明涉及芯片制造设备，特别涉及一种坩埚装置及具有其的蒸镀机。

背景技术

在LED芯片的制作过程中，需要通过蒸镀机将材料熔融形成蒸汽，然后将蒸汽镀在半导体基片上。蒸镀机包括蒸镀腔以及设置于蒸镀腔内的坩埚和电子枪，坩埚上设置有反应腔，反应腔内盛放有原料，电子枪产生的电子束加热反应腔内的原料，使原料变成蒸汽。当原料不断损耗时，需要向反应腔内补充原料。

由于在蒸镀过程中蒸镀腔是密闭的，当向反应腔内补充原料时，必须要停止蒸镀反应，然后将蒸镀腔打开，再向反应腔内倒入原料。因此，补充原料的操作复杂，同时由于坩埚的温度高，在向反应腔倒入原料的过程中存在安全风险，容易烫伤操作者。

发明内容

本发明的目的在于提供一种补料方便的坩埚装置及具有其的蒸镀机。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种坩埚装置，包括坩埚，所述坩埚上设置有反应容器；

所述坩埚装置还包括：

旋转台，所述旋转台上设置有复数个原料容器，所述旋转台可绕其中心轴为转轴旋转，复数个所述原料容器围绕所述旋转台的中心轴圆周分布，所述原料容器上设置有补料口；

上料机构，所述上料机构包括上料通道，所述上料通道的一端可选择地与所述补料口配合，所述上料通道的另一端与所述反应容器连通。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述原料容器内设置有推料件，所述推料件与所述原料容器内壁相贴，所述推料件可在所述原料容器内靠近或远离所述补料口移动。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述坩埚装置还包括推料驱动组件，所述推料驱动组件包括活动块，所述原料容器在所述推料件活动方向的一侧设置有开口，所述活动块可穿过所述开口并可靠近或远离所述补料口移动。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述上料机构包括上组装件和下组装件，所述上组装件和下组装件可拆卸式连接。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述上组装件的底部设有上槽，所述下组装件的顶部设有下槽，所述上槽和所述下槽相对应，所述上槽和下槽配合形成所述上料通道。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述补料口设置于所述原料容器的外周，所述补料口的高度高于所述反应容器的高度，所述上料通道倾斜设置且靠近所述原料容器的一端高于远离所述原料容器的一端。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述反应容器移动安装在所述坩埚上且移动方向为纵向，所述坩埚装置还包括设置于所述反应容器下方的感应机构，所述感应机构包括支撑件、弹性件、第一光电传感器，所述支撑件设置于所述弹性件和所述反应容器之间，所述支撑件上设置有横向突出的突出部，所述第一光电传感器可感应所述第一光电传感器与所述支撑件之间的横向距离。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述感应机构还包括第二光电传感器，所述第二光电传感器可感应所述第二光电传感器与所述支撑件之间的横向距离，且所述第二光电传感器低于所述第一光电传感器。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述感应机构可靠近或远离所述反应容器移动。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种蒸镀机，包括蒸镀腔和设置于所述蒸镀腔内的电子枪；

所述蒸镀机还包括上述的坩埚装置，所述坩埚和旋转台设置于所述蒸镀腔内，所述电子枪的电子束加热区域与所述反应容器的位置相对应。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过上料机构将旋转台上的原料引入反应容器内，使补充原料操作简单，提升了工作效率。而且补充原料时不需要打开蒸镀腔，进一步提升了补充原料的便捷程度。

旋转台旋转时可以切换原料容器的位置，使上料通道可以与不同的原料容器配合，因此本发明具有向反应容器内填充不同材质原料的功能。

附图说明

图1是本发明一实施方式的坩埚装置的结构示意图；

图2是本发明一实施方式的的上料机构的结构示意图；

图3是本发明一实施方式的蒸镀机的结构示意图；

其中，10、坩埚装置；11、旋转台；12、上料机构；121、上料通道；122、上组装件；123、下组装件；13、坩埚；14、原料容器；141、补料口；142、推料件；15、反应容器；16、旋转台驱动机构；161、第一伺服马达；162、第一齿轮；163、第二齿轮；164、第三齿轮；17、坩埚驱动机构；171、第二伺服马达；172、第四齿轮；173、第五齿轮；174、第六齿轮；18、推料驱动组件；181、活动块；182、缸体；19、感应机构；191、支撑件；192、弹性件；193、第一光电传感器；194、突出部；195、第二光电传感器；20、蒸镀腔；30、电子枪。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大，因此，仅用于图示本发明的主题的基本结构。

如图1所示，本发明的一实施方式提供了一种坩埚装置10，包括旋转台11、上料机构12和坩埚13。

旋转台11上设置有复数个原料容器14，原料容器14可以放置原料，不同原料容器14的原料材质可以不相同。旋转台11可绕其中心轴为转轴旋转，复数个原料容器14围绕旋转台11的中心轴圆周分布，原料容器14上设置有补料口141。

坩埚13上设置有反应容器15，反应容器15内放置待反应或正在反应的原料。

参考图2，上料机构12包括上料通道121，上料通道121的一端可选择地与补料口141配合，上料通道121的另一端与反应容器15连通。本实施例中，“可选择地”含义是上料通道121可连通不同原料容器14的补料口141。

通过上料机构12将原料引入反应容器15内，补充原料操作简单，相对手动添加原料操作便捷，从而提升了工作效率。

当旋转台11旋转时，不同原料容器14的补料口141可与上料通道121配合，以将不同原料容器14中的原料引入反应容器15中。由于可以在不同反应容器15中放置不同材质的原料，因此，本实施方式可以向反应容器15提供不同材质的原料，扩大了坩埚装置10的使用范围。

进一步地，旋转台11的下方设置有旋转台驱动机构16。旋转台驱动机构16的作用是驱动旋转台11旋转。

优选地，旋转台驱动机构16包括第一伺服马达161、第一齿轮162、第二齿轮163、第三齿轮164。其中，第一伺服马达161的输出轴与第一齿轮162中心连接，第三齿轮164固定安装在旋转台11的底部且第三齿轮164的中心轴与旋转台11的中心轴重合，第二齿轮163则连接第一齿轮162和第三齿轮164。通过第一齿轮162、第二齿轮163、第三齿轮164，可以精细地调整扭矩。相比第一伺服马达161与旋转台11直接相连，本实施方式的旋转台11转速稳定，不会因为转速不稳导致补料口141无法与上料通道121配合的情形发生。

具体来说，第一伺服马达161的输出轴竖直设置，第一齿轮162的中心与第一伺服马达161输出轴的顶端连接，即第一齿轮162横向设置。第三齿轮164也为横向设置。第二齿轮163则可以横向设置，也可以竖向设置，均可以实现调整扭矩的目的。

在本发明的一实施方式中，坩埚13可绕其中心轴为转轴旋转，如此可以调整反应容器15的位置。反应容器15具有一补料位置和蒸镀位置。当反应容器15到达补料位置时，反应容器15可以与上料通道121的端部相通。当反应容器15到达蒸镀位置时，可以与电子枪配合进行蒸镀作业。如此设置，可以避免电子枪与上料机构12和旋转台11位置冲突，且避免电子枪产生的热量使原料容器14和上料机构12内的原料蒸发。

进一步地，坩埚13的下方设置有坩埚驱动机构17。坩埚驱动机构17的作用是驱动坩埚13旋转。

优选地，坩埚驱动机构17包括第二伺服马达171、第四齿轮172、第五齿轮173、第六齿轮174。其中，第二伺服马达171的输出轴与第四齿轮172中心连接，第六齿轮174固定安装在坩埚13的底部且第六齿轮174的中心轴与坩埚13的中心轴重合，第五齿轮173则连接第四齿轮172和第六齿轮174。通过第四齿轮172、第五齿轮173、第六齿轮174，可以精细地调整扭矩。相比第二伺服马达171与坩埚13直接相连，本实施方式的坩埚13转速稳定，不会因为转速不稳导致补料口141无法与上料通道121配合。

具体来说，第二伺服马达171的输出轴竖直设置，第四齿轮172的中心与第二伺服马达171输出轴的顶端连接，即第四齿轮172横向设置。第六齿轮174也为横向设置。第五齿轮173则可以横向设置，也可以竖向设置，均可以实现调整扭矩的目的。

优选地，反应容器15的数量为复数个，围绕坩埚13的中心轴圆周分布。不同数量的反应容器15可放置不同材质的原料，避免蒸镀时不同材质的原料混合。

优选地，原料容器14内设置有推料件142，推料件142与原料容器14内壁相贴，推料件142可在原料容器14内靠近或远离补料口141移动。推料件142的作用是将原料容器14内的原料推出补料口141，使原料可以进入上料机构12中。

推料件142的移动方向可以为横向，也可以为竖向。

优选地，坩埚装置10还包括推料驱动组件18，推料驱动组件18包括活动块181，原料容器14在推料件142活动方向的一侧设置有开口，活动块181可穿过开口并可靠近或远离补料口141移动。活动块181可推动推料件142，使推料件142移动。

在本发明的一实施方式中，推料件142的移动方向为竖向，原料容器14上的开口位于原料容器14的底部。推料驱动组件18为气缸，其缸体182位于旋转台11的下方，活动块181则为气缸的伸缩杆。活动块181可在竖向上移动。另外，旋转台11上开设有使活动块181通过的孔。

参考图2，优选地，上料机构12包括上组装件122和下组装件123。上组装件122和下组装件123可拆卸式连接，具体地，上组装件122和下组装件123可卡接或通过螺钉连接。上组装件122的底部设有上槽，下组装件123的顶部设有下槽，上槽和下槽相对应，上槽和下槽配合形成上料通道121。因此，上料机构12分解和组装方便，可以将上料机构12的上组装件122和下组装件123分离，便于清理上料通道121。

优选地，补料口141设置于原料容器14的外周。在本发明中，不同原料容器14相对的一侧为内，相背的一侧为外。

补料口141的高度高于反应容器15的高度，上料通道121倾斜设置且靠近原料容器14的一端高于远离原料容器14的一端。

原料通过补料口141进入上料通道121，由于上料通道121倾斜设置，原料在自身重力作用下下滑，从而进入反应容器15。

优选地，反应容器15移动安装在坩埚13上且移动方向为纵向。

坩埚装置10还包括设置于反应容器15下方的感应机构19。感应机构19的作用是检测反应容器15中的原料量是否充足，以便于操作者判断是否需要进行补料作业。

具体地，感应机构19包括支撑件191、弹性件192、第一光电传感器193。支撑件191设置于弹性件192和反应容器15之间，支撑件191上设置有横向突出的突出部194。第一光电传感器193可感应第一光电传感器193与支撑件191之间的横向距离。

具体来说，支撑件191为具有一定高度的杆件，其横向宽度除了突出部194之外相等。弹性件192为具有一定弹性、可纵向伸缩的部件，例如弹簧。

当反应容器15内的原料逐渐消耗，其对支撑件191和弹性件192的压力逐渐降低。此时弹性件192的高度增加，支撑件191向上运动，支撑件191上的突出部194的高度也随之上升，当突出部194移动到第一光电传感器193的对应位置时，第一光电传感器193检测到第一光电传感器193与支撑件191之间的横向距离减少，表明反应容器15内的原料不足，需要进行补料作业。

通过上述的感应机构19，相比于在反应容器15内设置压力传感器，可以避免反应容器15在蒸镀时的高温损坏传感器，因此该坩埚装置10的可靠性得以提升。

作为优选，感应机构19设置在位于蒸镀位置的反应容器15的下方，以在蒸镀过程中实时监测反应容器15内部的原料是否充足。

优选地，感应机构19还包括第二光电传感器195。第二光电传感器195可感应第二光电传感器195与支撑件191之间的横向距离，且第二光电传感器195低于第一光电传感器193。第二光电传感器195的作用是检测反应容器15内的原料在补料后是否充足。

第一光电传感器193和第二光电传感器195均位于支撑件191的侧方，且二者的感应区域朝向支撑件191。

优选地，感应机构19可靠近或远离反应容器15移动。当第一光电传感器193检测到需要进行补料作业是，感应机构19远离反应容器15，可以避免坩埚13在旋转过程中，撞击到感应机构19，提升了该坩埚装置10的可靠性。

具体来说，弹性件192安装在一气缸上，在气缸的驱动下，感应机构19可纵向移动，以使感应机构19靠近或远离反应容器15。

参考图3，本发明的一实施方式还提供了一种蒸镀机，包括蒸镀腔20和设置于蒸镀腔20内的电子枪30。

蒸镀机还包括上述的坩埚装置10，坩埚13和旋转台11设置于蒸镀腔20内，电子枪30的电子束加热区域与反应容器15的位置相对应，电子枪30可以向反应容器15内加热以将反应容器15内的原料变成蒸汽。

本发明一实施方式的蒸镀机工作过程为：

(1)打开蒸镀腔20，向反应容器15和原料容器14内加入原料；

(2)封闭蒸镀腔20，启动电子枪30，使反应容器15内的原料变成蒸汽，以进行蒸镀作业；

(3)当第一光电传感器193感应到突出部194时，表明反应容器15内的原料不足，感应机构19向下移动；

(4)坩埚13旋转，使反应容器15移动到补料位置；

(5)旋转台11旋转，以将对应的原料容器14旋转至补料口141可与上料通道121配合的位置；

(6)推料件142在推料驱动组件18的作用下在原料容器14内移动，以将原料容器14内的原料推至补料口141，原料从补料口141进入上料通道121内；

(7)上料通道121内的原料在重力作用下进入反应容器15内；

(8)坩埚13旋转，将反应容器15移动至蒸镀位置；

(9)感应机构19上升直至初始位置，若第二光电传感器195未检测到突出部194，表明补料的原料量不足，需要重新进行补料作业。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。