CN101353778A - 溅镀式镀膜装置及镀膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种溅镀式镀膜装置，其包括一个镀膜工作室；一个运载装置，其可沿所述镀膜工作室的底部的延伸方向做线性运动，该运载装置包括一个固定座及至少一承载台，所述至少一承载台可绕所述固定座旋转且其相对于该固定座设置，用于承载工件；以及至少一靶材，其设置在所述镀膜工作室内，用于对所述工件进行镀膜。所述溅镀式镀膜装置及镀膜方法可对工件的表面进行镀膜，并在不增加靶材的数量的前提下控制膜层的厚度，从而达到降低生产成本的目的。

Description

溅镀式镀膜装置及镀膜方法

技术领域

本发明涉及一种镀膜装置及镀膜方法，尤其涉及一种溅镀式镀膜装置及采用该溅镀式镀膜装置的镀膜方法。

背景技术

溅镀是利用等离子体产生的离子去撞击阴极靶材，将靶材内的原子撞出而沉积在基材表面上堆积成膜层。由于溅镀可以同时达成较佳的沉积效率、精确的成份控制、以及较低的制造成本，因此在工业上被广泛应用。

当前手机数码相机镜头的应用已日渐普及，因此有必要提升其关键零部件的制造技术，以有效地降低其制造成本及提升其良率。作为相机镜头关键零部件之一的镜头模组通常包括镜座、镜筒以及收容在镜筒内的镜片、垫片(Spacer)、光圈、红外截止滤光片(IR-cutFilter)等元件。镜片的设计方法请参阅Chao等人在2000年IEEE系统、超声波会议(2000IEEE Ultrasonics Symposium)上发表的论文Aspheric lens design。

在镜头模组组装过程中，通常需将所述镜片、垫片、光圈、红外截止滤光片等元件通过一定顺序装入镜筒，再将镜筒旋入镜座以组装成一个完整的镜头模组。另外，如图1所示，为了降低所述镜头模组受电磁干扰的程度，在对所述镜头模组进行组装前，一般还需于镜座2a的外圆周面20a上溅镀上一层防电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)膜层，以提升组装后镜头模组抗电磁干扰的能力。

现有技术以溅镀法来制备所述镜座2a外圆周面20a的膜层时，为了增加所述膜层厚度的均匀度，需要使靶材1a在对所述镜座2a的外圆周面20a进行镀膜时，该镜座2a保持一定速度朝某一方向行进，且当所述膜层的厚度需要调整时，还需根据膜层的厚度选择靶材的数量，即膜层较薄时，可以选用较少的靶材，然而，当膜层较厚，且相对应地所述靶材的数量要求较多时，为了容置所述多个靶材，制备所述膜层的设备将不得不相应地增加体积，这在一定程度上增加了设备的更换频率和由此带来的经济成本。

有鉴于此，有必要提供一种可在镀膜过程中方便调节膜层厚度的溅镀式镀膜装置及镀膜方法。

发明内容

下面将以实施例说明一种可在镀膜过程中方便调节膜层厚度的溅镀式镀膜装置及镀膜方法。

本发明提供一种溅镀式镀膜装置，其包括一个镀膜工作室；一个运载装置，其可沿所述镀膜工作室的底部的延伸方向做线性运动，该运载装置包括一个固定座及至少一承载台，所述至少一承载台可绕所述固定座旋转且其相对于该固定座设置，用于承载工件；以及至少一靶材，其设置在所述镀膜工作室内，用于对所述工件进行镀膜。

以及，一种采用上述溅镀式镀膜装置的溅镀式镀膜方法，其包括以下步骤：

(1)提供一种如权利要求1所述的溅镀式镀膜装置，将待镀膜工件装载在先接近所述至少一靶材的承载台上；(2)所述承载台沿接近于所述至少一靶材的方向作线性运动；(3)所述至少一靶材对所述工件进行镀膜；(4)所述承载台翻转一预定角度，所述至少一靶材对所述工件进行二次溅镀。

相对于现有技术，所述溅镀式镀膜装置及镀膜方法经由设置一个可沿镀膜工作室作线性运动的运载装置，并将该运载装置的承载台设置为可绕该运载装置的固定座旋转，一方面，可经由所述运载装置带动承载台上承载的工件依次进行镀膜，从而可实现镀膜的连续作业，并且提高膜层厚度的均匀度；另一方面，当工件表面所需的膜层较厚时，可经由将承载台翻转一预定角度以对该工件进行二次溅镀，因此，所述溅镀式镀膜装置可在不增加靶材的数量的前提下，实现对镀膜过程中膜层的厚度的调节，进而可达到降低生产成本的目的。

附图说明

图1是现有采用溅渡法对镜座进行镀膜的原理示意图。

图2是本发明第一实施例提供的溅镀式镀膜装置的结构示意图。

图3是镜筒的结构示意图。

图4是图2所示的溅镀式镀膜装置对镜座的外圆周面进行镀膜的示意图。

图5是图2所示的溅镀式镀膜装置的转盘翻转180度以对镜座的外圆周面进行二次镀膜的示意图。

图6是图2所示的溅镀式镀膜装置对镜座的外圆周面进行二次镀膜的示意图。

图7是本发明第二实施例提供的溅镀式镀膜装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图2及图3，本发明第一实施例提供的一种溅镀式镀膜装置20，用于对镜座30的待镀膜表面300b进行镀膜。如图3所示，所述镜座30通常包括一个底座30a及从该底座30a上延伸出来的一个圆筒形结构30b，所述防电磁干扰膜层形成于该圆筒形结构30b的外圆周面300b上。

如图2所示，所述溅镀式镀膜装置20包括一个镀膜工作室21，一个运载装置22以及一个靶材23。

所述镀膜工作室21用以提供一真空溅镀环境。通常，该镀膜工作室21包括与该镀膜工作室21相连通的一气体入口(图未示)及一气体出口(未标示)。其中，气体入口用于向镀膜工作室21内导入放电气体，例如氩气、氮气等，气体出口用于使镀膜工作室21在工作时保持一定的真空度。该气体出口通常与一个抽真空装置24相连，该抽真空装置24可为分子泵、洛茨真空泵或干式机械真空泵等。

所述运载装置22包括一个传输装置221、一个固定座222、一个转盘223、一个旋转单元224，以及至少一承载台如第一承载台225a及第二承载台225b。所述传输装置221设置于所述镀膜工作室21的底部210并可沿该底部210的延伸方向(如图2中箭头所示方向)做线性运动。优选地，该传输装置221可为一传输带。所述固定座222设置于所述传输装置221上，所述转盘223进一步设置该固定座221上并可绕该固定座221旋转。具体地，该转盘223可通过与其轴心(未标示)相连接的旋转单元224带动旋转，优选地，该旋转单元224可为旋转马达元件或旋转汽缸元件。

所述第一承载台225a及第二承载台225b用于承载镜座30，其分别设置于所述转盘223的两端(未标示)且与所述固定座222形成相对设置，由于所述转盘223可绕所述固定座222旋转，因此分别设置于该转盘223的两端上的第一承载台225a及第二承载台225b也可绕该固定座222旋转。具体地，该第一承载台225a及第二承载台225b可由导电材料，如铁、铝等金属制成，其在溅镀过程中充当阳极。在本实施例中，所述第一承载台225a、第二承载台225b及旋转单元224位于同一条直线上，且该第一承载台225a与第二承载台225b分处所述旋转单元224的两侧，所述第一承载台225a与所述旋转单元224间的距离等于所述第二承载台225b与所述旋转单元224间的距离。

所述靶材23设置在所述镀膜工作室21内，本实施例中，该靶材23为铜靶材，其数目可设置为三个，且该三个靶材沿图2中箭头，即所述传输装置221的运动方向分布。另外，该三个靶材23分别可装载于三个靶电极230，且该三个靶电极230可为板状电极，其在溅镀过程通常充当阴极且其开关状态可分别独立控制。

请进一步参阅图4、图5、图6及图7，下面将简要描述一种利用本发明第一实施例所提供的溅镀式镀膜装置20于镜座30的外圆周面300b上制作具有防电磁干扰膜层的溅镀式镀膜方法，其包括以下步骤：

(1)将待镀膜工件装载在可先接近所述至少一靶材的承载台上。

如图2所示，所述转盘223设置于所述传输装置221上，其将随该传输装置221沿该传输装置221的运动方向(如图2中箭头所示方向)运动并接近所述靶材23，在该传输装置221的运动方向上定义所述第一承载台225a在前，所述第二承载台225b在后，并将所述镜座30设置在所述第一承载台225a上。

(2)所述承载台沿接近于所述至少一靶材的方向作线性运动。

可以理解的是，当所述转盘223在所述传输装置221的带动下进入所述镀膜工作室21时，可经由与镀膜工作室21相连通的抽真空装置24对镀膜工作室21抽真空至预定压力的真空状态，并经由与镀膜工作室21相连通的气体入口向镀膜工作室21通入放电气体，如氩气等。

(3)所述至少一靶材对所述工件进行镀膜。

如图4所示，当所述镜座30运动至与所述铜靶材23相对时，可由外部电源(图未示)向所述靶电极230施加负电压，同时第一承载台225a接地(图未示)，使得所述铜靶材23表面上的放电气体电离并产生等离子，通过该等离子的离子在铜靶材23上撞击出原子或原子团，并将该原子团沉积在所述待镀膜的外圆周面300b，可在该外圆周面300b上形成一层铜膜层。

(4)所述承载台翻转一预定角度，所述至少一靶材对所述工件的表面进行二次溅镀。

请一并参阅图5及图6，当所述铜靶材23对所述镜座30的外圆周面300b进行镀膜的同时，所述传输装置221继续作线性运动，从而使承载在所述第一承载台225a上的镜座30依次分别与所述三个铜靶材23相对并由该三个铜靶材23对其进行镀膜，以使该镜座30的外圆周面300b上的铜膜层厚度分布均匀。当所述镜座30远离所述三个铜靶材23，使得所述铜靶材23被撞击出的原子或原子团未能到达所述镜座30的外圆周面300b以形成铜膜层时，所述外部电源停止向所述靶电极230施加负电压，此时，所述旋转单元224旋转以带动所述转盘223旋转一预定角度，如180度，如图5中所示，可以理解，由于此时所述传输装置221作线性运动的方向未变，所以所述第一承载台225a旋转180度后，其将再次在所述传输装置221的带动下朝接近所述三个铜靶材23的方向运动，以再一次依次分别与所述三个铜靶材23相对，并由该三个铜靶材23对其进行二次镀膜，如图6所示。

由此可知，所述镜座30经历两次镀膜后，其外圆周面300b上所镀的铜膜层将可达到所需厚度。进一步地，可经由所述传输装置221将其移出所述镀膜工作室21。

可以理解，当所述镜座30外圆周面300b所需的铜膜层的厚度较薄时，所述第一承载台225a及第二承载台225b可分别承载一镜座30，通过所述传输装置221带动该第一承载台225a及第二承载台225b作线性运动，可使该第一承载台225a及第二承载台225b上装载的镜座30依次分别与所述三个铜靶材23相对，从而可利用所述三个铜靶材23对所述镜座30进行一次镀膜而达到所需的膜层厚度。当然，当所述镜座30外圆周面300b所需的铜膜层的厚度需进一步减薄时，还可通过选择性地开关所述三个靶电极230以选择地性利用所述三个铜靶材23对所述镜座30的外圆周面300b进行镀膜，例如，可以只开启一个靶电极230，并且只采用一个铜靶材23对所述镜座30的外圆周面300b进行镀膜。

在不增加所述溅镀式镀膜装置20的体积的前提下，所述溅镀式镀膜装置20还可进一步设置三个位于所述镀膜工作室21内且与所述三个铜靶材23相邻的不锈钢靶材，以利用该三个不锈钢靶极进一步在所述镜座30的外圆周面300b的铜膜层上溅镀上一层不锈钢膜层。

请参阅图7，本发明第二实施例提供的一种溅镀式镀膜装置70，其与本发明第一实施例提供的溅镀式镀膜装置20结构基本相同，其区别在于：所述溅镀式镀膜装置70还进一步包括一个装载室72、一个卸载室73、一个加热室74及一个清洗室75，所述传输装置221分别设置于该装载室72、加热室74、清洗室75、镀膜工作室21及卸载室73的底部210，所述抽真空装置24分别通过一抽气管与所述装载室72、加热室74、清洗室75及卸载室73相连通。

具体地，所述装载室72、加热室74、清洗室75、镀膜工作室21及卸载室73依次相邻设置。其中，所述装载室72用于收容待镀膜的镜座30，所述卸载室73用于收容已镀膜的镜座30。

所述加热室74用于在将所述待镀膜的镜座30送入所述清洗室75进行等离子清洗前，收容并加热该镜座30，以对该镜座30进行干燥，并提升该镜座30在所述镀膜工作室21进行镀膜时的镀膜品质。

所述清洗室75用于在将所述镜座30送入镀膜工作室2 1进行镀膜前，对该镜座30的待镀膜外圆周面300b进行等离子体清洗(plasma cleaning)，以使所述镜座30的待镀膜外圆周面300b保持洁净，从而于所述镀膜工作室21内获得较佳的镀膜效果。

所述传输装置221设置于所述装载室72、加热室74、清洗室75、镀膜工作室21及卸载室73的底部210，从而可带动所述镜座30在依次分别在该装载室72、加热室74、清洗室75、镀膜工作室21及卸载室73作线性运动。

另外，所述抽真空装置24可分别独立地对所述装载室72、加热室74、清洗室75、镀膜工作室21及卸载室73抽真空，使该装载室72、加热室74、清洗室75、镀膜工作室21及卸载室73的真空度可根据作业需要进行调整。

本发明第一实施例及第二实施例分别所提供的溅镀式镀膜装置20、70，其经由设置一个可沿镀膜工作室21作线性运动的运载装置22、并将该运载装置22的第一承载台225a及第二承载台225b设置为可绕该运载装置22的固定座224旋转，一方面，可经由所述运载装置22带动所述第一承载台225a及第二承载台225b上承载的镜座30依次进行镀膜，从而可实现镀膜的连续作业，并且提高膜层厚度的均匀度；另一方面，当镜座30外圆周面300b所需的膜层较厚时，可经由将所述第一承载台225a及第二承载台225b翻转一预定角度以对该镜座30进行二次溅镀，因此，所述溅镀式镀膜装置20、70可在不增加靶材23的数量的前提下，实现对镀膜过程中膜层的厚度的调节，进而可达到降低生产成本的目的。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种溅镀式镀膜装置，其包括：

一个镀膜工作室；

一个运载装置，其可沿所述镀膜工作室的底部的延伸方向做线性运动，该运载装置包括一个固定座及至少一承载台，所述至少一承载台可绕所述固定座旋转且其相对于该固定座设置，用于承载工件；以及

至少一靶材，其设置在所述镀膜工作室内，用于对所述工件进行镀膜。

2.如权利要求1所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述运载装置包括：一个传输装置，其设置于所述工作室的底部并可沿该工作室的底部的延伸方向做线性运动，所述固定座设置于所述传输装置上；

一个转盘，其设置所述固定座上并可绕该固定座旋转，所述至少一承载台设置于该转盘的端部；

一个旋转单元，其与所述转盘的轴心相连接，用于带动所述转盘旋转。

3.如权利要求2所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述传输装置为传输带。

4.如权利要求2所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述旋转单元为旋转马达元件或旋转汽缸元件。

5.如权利要求1所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述溅镀式镀膜装置进一步包括一个清洗室，所述清洗室与所述镀膜工作室相邻设置，用于收容并清洗所述工件。

6.如权利要求5所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述溅镀式镀膜装置进一步包括一个加热室，所述加热室与所述清洗室相邻设置，用于收容并对所述工件进行干燥。

7.如权利要求6所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述溅镀式镀膜装置进一步包括一个装载室及一个卸载室，所述装载室与所述加热室相邻设置，所述卸载室与所述镀膜工作室相邻设置，所述装载室用于收容待镀膜的工件，所述卸载室用于收容已镀膜的工件。

8.如权利要求7所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述溅镀式镀膜装置进一步包括一个抽真空装置，所述抽真空装置通过一抽气管分别与所述装载室、所述加热室、所述清洗室、所述镀膜工作室及所述卸载室相连通，以分别独立地对该装载室、加热室、清洗室、镀膜工作室及卸载室抽真空。

9.如权利要求1所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述溅镀式镀膜装置进一步包括设置在所述工作室内的至少一靶电极，所述每一靶电极分别对应装载每一靶材。

10.一种溅镀式镀膜方法，其包括以下步骤：

(1)提供一种如权利要求1所述的溅镀式镀膜装置，将待镀膜工件装载在先接近所述至少一靶材的承载台上；

(2)所述承载台沿接近于所述至少一靶材的方向作线性运动；

(3)所述至少一靶材对所述工件进行镀膜；

(4)所述承载台翻转一预定角度，所述至少一靶材对所述工件进行二次溅镀。

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