CN103290382A - 一种真空镀膜机行星式工件架 - Google Patents

Abstract

一种真空镀膜机行星式工件架，包括动力输入机构、工件架外支架、转笼行星架、转笼驱动部件、容纳工件的转笼、传动链轮和动力传递链条，转笼行星架一端由固定在工件架外支架上的旋转体支撑，转笼行星架另一端旋转中心由固定在工件架外支架上的旋转轴承支撑，转笼行星架至少安装三组以上的转笼驱动部件，每只转笼驱动部件装有转笼链轮，动力传递链条与多个转笼驱动部件的转笼链轮啮合的同时与固定在工件架外支架上的链轮啮合，所述动力输入机构驱动转笼行星架转动。本发明能有效提高镀膜机中工作效率和工件镀层质量，减少工件相互划伤和碰伤的概率，有效地满足卧式多靶真空溅射或离子镀膜机施镀时的各种工艺要求。

Description

一种真空镀膜机行星式工件架

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域，特别涉及一种用于卧式多靶真空溅射或离子镀膜机中的行星式工件架。

背景技术

电镀在工业中应用已久，但由于在电镀过程中有三废排放对环境污染严重，需大量投资治理又难根治，近些年来国内外进行了广泛的研究，部分采用离子镀代替电镀技术，特别是立式多靶真空溅射或离子镀膜机得到了较快的发展，主要以挂镀为主，其缺点是比较适合特定工件的镀膜，与电镀比被镀件的适应性较差，很难实现工件滚镀的效果，所以卧式多靶真空溅射或离子镀膜机目前在加速发展中，主要用于滚镀小形工件，如螺钉、螺母、多边形薄片、圆环、圆片、各种多边形块件和易碎工件如磁性材料各种形状的多边形块件等，卧式多靶真空溅射或离子镀膜机的滚镀技术，目前大多处于小批试产阶段，相对于产业化应用还有很多技术难题需要攻克，要提高卧式多靶真空溅射或离子镀膜机的生产效率，在镀膜机内设置的弧靶和溅射靶要尽可能的多，使镀膜机单位时间内激发出来的镀层离子尽可能多，并有效地溅射到被镀工件表面，要求镀膜机内的工件架保证所有工件能实现滚镀效果，并且施镀均匀，工件架的结构要避开各种弧靶和溅射靶的制约，镀膜机与工件架的运动要有效传递，转笼速度能随工艺要求改变方便，一次装料工件量要大，工件上下料要快捷，所以卧式多靶真空溅射或离子镀膜机产业化应用的工件架有待深入研究和开发。

发明内容

本发明的目的是针对卧式多靶真空溅射或离子镀膜机产业化应用要求而提供一种真空镀膜机行星式工件架，该工件架整体进出镀膜机方便，实现工件上下料快捷，与镀膜机的运动传递可靠，能适应卧式多靶真空溅射或离子镀膜机产业化应用的要求。

本发明为实现上述目的而采用的技术方案为：

一种真空镀膜机行星式工件架，其特征在于：包括动力输入机构、工件架外支架、转笼行星架、转笼驱动部件、容纳工件的转笼、传动链轮和动力传递链条，转笼行星架一端由固定在工件架外支架上的旋转体支撑，转笼行星架另一端旋转中心由固定在工件架外支架上的旋转轴承支撑，转笼行星架至少安装三组以上的转笼驱动部件，每只转笼驱动部件装有转笼链轮，动力传递链条与多个转笼驱动部件的转笼链轮啮合的同时与固定在工件架外支架上的链轮啮合，所述动力输入机构驱动转笼行星架转动。

上述动力输入机构通过齿轮啮合带动转笼行星架进行公转，使结构简便易行。

上述传动链轮有一个以上，每个链轮同轴排列且链轮的半径不同，组成调速链轮组。

上述调速链轮组轴向可以移动，动力传递链条与调速链轮组中的链轮啮合可以切换。由于设置动力传递链条与调速链轮组中的链轮啮合，通过改变动力传递链条与调速链轮组中的链轮啮合方式，可实现转笼行星架公转与转笼自转的转速比的改变和转笼的自转方向的改变。当转笼自转速度为零时，转笼行星架公转一转，此时转笼以工件架外支架为参照系也相当于一转，当转笼的转向与转笼行星架公转方向一致时，转笼以工件架外支架为参照系的转速等于转笼行星架公转的转速加上转笼自转的转速，这个转速称为转笼的绝对转速，转笼的绝对转速在镀膜机施镀工艺中主要用来控制转笼内被镀工件的翻滚频次，转笼行星架公转的速度在镀膜机施镀工艺中，主要用来控制各转笼相对于镀膜机炉体内壁的弧靶和中心附近溅射靶位置改变的频次，实现各转笼施镀条件等同化的目的，结合转笼自转转速的配合实现被镀工件施镀条件等同化的目标，保证所有工件镀层均匀。

上述动力传递链条的同一侧面与多个转笼驱动部件的链轮啮合的同时与固定在工件架外支架上的链轮啮合，使转笼行星架公转方向与转笼自转方向相反。还可以是：上述动力传递链条的同一侧面与多个转笼驱动部件的链轮啮合的同时，动力传递链条的另一侧面与固定在工件架外支架上的链轮啮合，使转笼行星架公转方向与转笼自转方向相同。因此能实现转笼自转方向与转笼行星架公转的方向相反，可以很方便地实现转笼的绝对转速从零至工艺要求的转速。当转笼绝对转速要求小于转笼行星架公转时，调整动力传递链条与调速链轮组中的链轮啮合方式，使转笼自转方向与转笼行星架公转的方向相反。当转笼绝对转速要求大于转笼行星架公转时，调整动力传递链条与调速链轮组中的链轮啮合方式，使转笼自转方向与转笼行星架公转的方向相同。

上述链轮至少有一个链条张紧器，随时张紧动力传递链条，保证动力的顺利传递。

上述转笼行星架一端外径的表面设一屏蔽挡板环包。上述转笼行星架内齿轮表面设一屏蔽挡板环包，设置一屏蔽挡板环包转笼行星架的所有链轮、动力传递链条、链条张紧器和调速链轮组，使这些部件免遭镀层的污染。

上述行星式工件架可以通过移动小车实现进出镀膜机炉体完成工件上料与下料工作，行星式工件架移入镀膜机炉体时，镀膜机炉体中的传动输出部件与行星式工件架的动力输入机构偶合，使动力输入机构转动、动力输入机构带动转笼行星架进行公转，通过动力传递链条带动转笼自转。

由于本发明的工件架整体进出镀膜机方便，工件上料与下料操作在镀膜机炉体外进行，工件上下料快捷，有利于工件架整体工件上料后，便于工件在镀膜机炉体外进行其它工艺炉镀前工艺预处理，有效提高镀膜机中工作效率和工件镀层质量。

由于转笼行星架由工件架外支架支撑，能在转笼行星架二端实现同轴旋转的同时，使转笼行星架一端实现中空，使工件架避开了镀膜机炉体内壁的弧靶和中心附近溅射靶的制约，使被镀工件均匀分布在弧靶与溅射靶之间，一次装料实现弧镀与溅射镀的复合工艺，弧镀提高镀层堆积速度，溅射镀改善镀层质量，有效地提高镀膜机生产效率和镀层质量。

还由于本发明能通过调整转笼行星架公转与转笼自转的转速比和转笼的自转方向，有效地满足卧式多靶真空溅射或离子镀膜机施镀时的各种工艺要求，控制转笼的绝对转速，对于易碎工件如磁性材料各种形状的多边形块件滚镀，可以根据工件的形状和尺寸的不同，通过控制施镀时间内的工件翻滚频次，达到均匀镀层的基础上，减少工件相互划伤和碰伤的概率。

附图说明：

图1A为本发明实施例卧式多靶真空溅射或离子镀膜机的行星式工件架中，转笼与多个弧靶和溅射靶的位置关系示意图。

图1B为本发明实施例卧式多靶真空溅射或离子镀膜机中行星式工件架安装关系示意图。

图2为本发明实施例行星式工件架进出镀膜机的方式示意图。

图3A、3B、3C、3D为本发明实施例行星式工件架的结构示意图。

图3B是图3A的A-A剖面图。

图3C是图3A中I部分的放大图。

图3D是图3B中II部分的放大图。

图4A、4B为本发明实施例行星式工件架的转笼行星架公转与转笼自转的转速比的改变方法示意图。

图5A、5B为本发明实施例行星式工件架的转笼行星架公转方向一定时，转笼自转方向的改变方法示意图。

其中图中的标记如下：1镀膜机炉体；2镀膜机炉体内壁；3弧靶；4溅射靶；5转笼；6被镀工件；7弧靶与溅射靶屏蔽挡板；8镀膜机炉体中的传动输出部件；9炉体内壁导轨；10行星式工件架支承轮；11动力传递链条；12链条张紧器；13链轮；14镀膜机炉体中的真空吸口；15移动小车；16小车导轨；17工件架外支架；18转笼行星架；19转笼驱动部件；20转笼行星架一端外径；21转笼行星架另一端旋转中心；22轴承；23调速链轮组；24链轮A；25传动链轮B；26旋转体；27动力输入机构；28屏蔽挡板A；29屏蔽挡板B；30屏蔽挡板C；31外齿轮；32内齿轮；33连接杆；34锁紧螺钉；35链条啮合面A；36链条啮合面B。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1A所示，真空镀膜机行星式工件架，行星式工件架中的转笼5布局在弧靶3和溅射靶4之间。

转笼5公转绕K向或K反方向旋转，转笼5公转至H区域时，工件6在多个弧靶的作用下，高效地实施弧镀；转笼5公转至Z区域时，工件6在多个溅射靶的作用下，高效地实施溅射镀。

弧靶与溅射靶屏蔽挡板7，有效地分隔弧镀H区域和溅射镀Z区域，保证两种镀层工艺区域互不干涉，有效防止弧镀与溅射镀的相互污染，提高了设备的可靠性，弧镀与溅射镀既可以同时进行，也可以分步进行，提高了镀层工艺的灵活性。

镀膜机炉体中的真空吸口14设在炉体的中心附近，能有效提高真空抽吸效果。

如图1B所示，炉体内壁设置导轨9，支撑行星式工件架的四只支承轮10，支承轮10与工件架外支架17间绝缘，使转笼5相对于弧靶3和溅射靶4建立所需的偏置电压，有效地实施弧镀与溅射镀。

如图2所示，移动小车15的二侧小车导轨16支撑行星式工件架的四只支承轮10，行星式工件架在移动小车15上可朝A向或B向定向移动。当工件架整体进出镀膜机时，移动小车15的二侧小车导轨16分别与炉体内壁导轨9对齐；行星式工件架B向移动时，行星式工件架移出镀膜机炉体，被镀工件在镀膜机炉体1外作下料操作，完成下料后，装上转笼5和被镀工件6，行星式工件架A向移动，进入镀膜机炉体1中。

图3中动力输入机构27与镀膜机炉体中的传动输出部件8偶合，带动固定在动力输入机构27上的外齿轮31转动，外齿轮31与转笼行星架18上的内齿轮32啮合带动转笼行星架18进行公转。

转笼行星架一端外径20至少有二个安装在工件架外支架上的旋转体26支撑，转笼行星架另一端旋转中心21由安装在工件架外支架17上的轴承22支撑，转笼行星架18两端由连接杆33连接，使行星式工件架二端实现同轴旋转。

转笼行星架18至少安装有三组以上的转笼驱动部件19，每只转笼驱动部件19装有链轮13，动力传递链条11的链条啮合面A 35与多个转笼驱动部件的链轮13啮合的同时与固定在工件架外支架上调速链轮组23中一个链轮24啮合，链条张紧器12张紧链条，实现转笼行星架18公转方向K与转笼自转方向F相反的功能，见图5A。

动力传递链条11的链条啮合面A 35与多个转笼驱动部件的链轮13啮合的同时，动力传递链条11的链条啮合面B 36与固定在工件架外支架上调速链轮组23中一个链轮24啮合，链条张紧器12张紧链条，实现转笼行星架18公转方向K与转笼自转方向P相同的功能，见图5B。

如图3C中，同轴设置的不同半径的传动链轮25和传动链轮24组成调速链轮组23，调速链轮组23可以轴向移动。松开锁紧螺钉34，轴向移动调速链轮组23，改变动力传递链条11与调速链轮组23中的传动链轮25和链轮24的啮合，可以改变转笼行星架18公转与转笼13自转的转速比，见图4A、图4B。

如图3B所示，有一屏蔽挡板A 28环包转笼行星架一端外径20的表面，防止转笼行星架一端外径20的表面受镀层的污染。

如图3D所示，有一屏蔽挡板B 29环包转笼行星架内齿轮32表面，防止镀层污染转笼行星架内齿轮32表面。

如图4A、图4B所示，有一屏蔽挡板C 30环包转笼行星架的所有链轮13、动力传递链条11、链条张紧器12和调速链轮组23，防止镀层污染动力传递系统，保证转笼行星架运转可靠。

如图3B所示，有一屏蔽挡板A 28环包转笼行星架20表面，防止镀层污染转笼行星架一端外径20表面和旋转体26表面，保证转笼行星架一端外径20表面与旋转体26表面有良好滚动效果。

Claims (9)

1.一种真空镀膜机行星式工件架，其特征在于：包括动力输入机构、工件架外支架、转笼行星架、转笼驱动部件、容纳工件的转笼、传动链轮和动力传递链条，转笼行星架一端由固定在工件架外支架上的旋转体支撑，转笼行星架另一端旋转中心由固定在工件架外支架上的旋转轴承支撑，转笼行星架至少安装三组以上的转笼驱动部件，每只转笼驱动部件装有转笼链轮，动力传递链条与多个转笼驱动部件的转笼链轮啮合的同时与固定在工件架外支架上的链轮啮合，所述动力输入机构驱动转笼行星架转动。

2.根据权利要求l所述的真空镀膜机行星式工件架，其特征在于：所述动力输入机构通过齿轮啮合带动转笼行星架进行公转。

3.根据权利要求l所述的真空镀膜机行星式工件架，其特征在于：所述传动链轮有一个以上，每个链轮同轴排列且链轮的半径不同，组成调速链轮组。

4.根据权利要求3所述的真空镀膜机行星式工件架，其特征在于：所述调速链轮组轴向可以移动，动力传递链条与调速链轮组中的链轮啮合可以切换。

5.根据权利要求1所述的真空镀膜机行星式工件架，其特征在于：所述动力传递链条的同一侧面与多个转笼驱动部件的链轮啮合的同时与固定在工件架外支架上的链轮啮合，使转笼行星架公转方向与转笼自转方向相反。

6.根据权利要求l所述的真空镀膜机行星式工件架，其特征在于：所述动力传递链条的同一侧面与多个转笼驱动部件的链轮啮合的同时，动力传递链条的另一侧面与固定在工件架外支架上的链轮啮合，使转笼行星架公转方向与转笼自转方向相同。

7.根据权利要求l、5、6所述的真空镀膜机行星式工件架，其特征在于：所述链轮至少有一个链条张紧器。

8.根据权利要求2所述的真空镀膜机行星式工件架，其特征在于：所述转笼行星架一端外径的表面设一屏蔽挡板，环包转笼行星架一端外径和旋转体。

9.根据权利要求2所述的真空镀膜机行星式工件架，其特征在于：所述转笼行星架内齿轮表面设一屏蔽挡板环包，设置一屏蔽挡板环包转笼行星架的所有链轮、动力传递链条、链条张紧器和调速链轮组。

Images