CN103590005B - 一种真空镀膜机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种真空镀膜机，属于机械技术领域。它解决了现有的真空镀膜机产能不高的问题。本真空镀膜机，包括真空罩和用于使真空罩内部保持真空状态的真空系统，真空罩内设置有伞架和蒸发源，伞架包括能够周向转动的转盘和若干个工件架，工件架分别与转盘通过各自转轴一相连，工件架沿转盘周向呈伞状分布，本真空镀膜机还包括能使工件架随着转盘周向转动的同时绕转轴一的中心线转动的驱动机构。本真空镀膜机伞架采用工件架沿转盘周向呈伞状分布的结构，减少了伞架占用的空间，增大了工件架对蒸发材料的接受面积，工件架上的正反两面均能装载待镀膜工件，增加了工件架的装载数量。本真空镀膜机的产量更高，经济效益更好。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种真空镀膜机。
背景技术
随着科学技术的发展，电子设备的显示屏性能不断提升，并且出现了利用人手直接触摸控制的触摸屏。在实际的使用过程中，显示屏容易沾染外界的灰尘等污物，触摸屏更容易在触摸后留下指纹或者产生划痕。为提高显示屏的耐磨和耐脏性能，通常采用真空镀膜的方式在显示屏表面镀附一层高耐磨防指纹的涂层。
真空镀膜是将真空室内材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上，从而形成一层薄膜的技术。现有的真空蒸发镀膜设备包括真空罩和抽真空装置，真空罩内具有一个用于蒸发镀膜材料的蒸发源，待镀膜的基片定位在蒸发源的前方。镀膜过程中，真空罩被抽至高真空，蒸发源中的物质蒸发，蒸发物质的原子或分子以冷凝方式沉积在基片表面形成一层薄膜。在镀膜的过程中，可以采用多个蒸发源或者旋转基片的方式保证膜层厚度的均匀性。
为了提高镀膜生产效率，有人提出了使工件架自转同时相对于蒸发源公转的镀膜形式。例如，中国专利【申请号200820028638.6；授权公告号CN201195744Y】公开的一种真空镀膜机的工件三维转动支架，包括有动力输入轴、公转盘支撑座、公转转动轴承、公转盘转动连接盘、公转盘，在公转盘上设有工件转盘支撑杆，工件转盘支撑杆上方设有上支架，工件杆通过转动支撑座与上支架连接，工件杆上设置有工件旋转轴，其特点是在公转盘上设有工件自转和工件旋转机构，公转盘转动连接盘与自转齿轮盘固连。
上述的真空镀膜机的工件三维转动支架实现了工件的公转、自转、旋转的动作，提高了镀膜的生产效率。但是，该结构真空镀膜机的工件三维转动支架存在的问题在于：1、转动支架公转时还有较大的空间未被充分利用，工件镀膜的产能还可以进一步提高；2、转动支架自转轴线方向的多个工件与蒸发源的距离各不相同，靠近蒸发源的工件挡住远离蒸发源的工件，需要蒸发源提供更多的镀膜材料；3、无论是公转、自转、旋转，在转轴上定位工件，导致转轴在转动过程中会出现不同程度的晃动，进而使镀工件表面的薄膜均匀程度下降。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种真空镀膜机，本发明解决的技术问题是提高镀膜机的产能。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种真空镀膜机，包括真空罩和用于使真空罩内部保持真空状态的真空系统，所述真空罩内设置有伞架和蒸发源，其特征在于，所述伞架包括能够周向转动的转盘和若干个工件架，所述工件架分别与转盘通过各自转轴一相连，所述工件架沿转盘周向呈伞状分布，本真空镀膜机还包括能使工件架随着转盘周向转动的同时绕转轴一的中心线转动的驱动机构。
本真空镀膜机的工作原理是：镀膜加工之前，先将待镀膜工件定位在工件架上，真空系统将真空罩内部抽真空，并使其保持真空状态。镀膜加工开始后，驱动机构带动工件架随转盘周向转动的同时绕转轴一的中心线转动，蒸发源将镀膜材料加热蒸发，镀膜材料蒸发后向上扩散到工件架处，附着在温度较低的待镀膜工件上，形成厚薄均匀的薄膜。由于工件架沿转盘周向呈伞状分布，减少了伞架占用的空间，增大了工件架对蒸发材料的接受面积；并且，工件架能够随着转盘周向转动的同时绕转轴一的中心线转动，工件架上的正反两面均能装载待镀膜工件，增加了工件架的装载数量。因此，本真空镀膜机的产量更高，经济效益更好。
在上述的真空镀膜机中，所述驱动机构包括锥齿齿盘和驱动电机，所述锥齿齿盘与真空罩固定连接，所述驱动电机通过传动副与转盘相连，所述转轴一端部分别设置有与上述锥齿齿盘配合的锥齿轮。通过锥齿轮的传动，使工件架随着转盘转动后能够到转轴一准确地转过相应的角度。
作为另一种方案，在上述的真空镀膜机中，所述驱动机构包括摩擦轨道和驱动电机，所述摩擦轨道周向分布在真空罩内壁，所述驱动电机通过传动副与转盘相连，所述工件架另一端设置有与转轴一中心线位于同一直线上的转轴二，上述转轴二的端部固连有摩擦轮，上述摩擦轮能在所述摩擦轨道内滚动使工件架绕转轴一和转轴二中心线转动。工件架随转盘转动的过程中，转轴二沿着摩擦轨道周向运动，并且固定在转轴二上的摩擦轮在摩擦力的作用下带动转轴二绕自身中心线方向转动，从而带动工件架绕转轴一和转轴二的中心线方向转动；工件架通过转轴一和转轴二的定位结构简单，拆装方便。
作为另一种方案，在上述的真空镀膜机中，所述驱动机构包括自转电机和公转电机，所述公转电机通过传动副与转盘相连，所述自转电机分别通过传动副与转轴一相连。自转电机和公转电机分别带动工件架自转和公转，通过自动控制设备能够实现工件架自转和公转的精确控制。
在上述的真空镀膜机中，所述真空罩还设置有支架，上述支架与真空罩轴向和径向定位并能够绕所述转盘中心线转动，所述工件架的底部分别可拆连接于所述支架上，所述支架与工件架对应的位置具有让位开口。通过设置支架使工件架的自转和公转更稳定，工件架的底部可拆连接与支架上，方便工件上料或者下料时将工件架从支架上拆下，镀膜过程中，蒸发后的镀膜材料通过让位开口扩散到工件架处，减少支架阻挡造成镀膜材料的损失。
在上述的真空镀膜机中，所述蒸发源包括蒸发舟和电源，所述蒸发舟的舟体两端分别具有电极，上述电极分别与电源的正负极接通，所述舟体上还具有辅助加热片，上述辅助加热片与舟体形成用于放置蒸发原料的容纳空间，所述辅助加热片底部部分或者全部与所述舟体相连，所述舟体和辅助加热片均采用导电材料制成。舟体底部的热量通过热传导到镀膜材料上，辅助加热片表面的热量通过热辐射到镀膜材料上，改善蒸发舟内镀膜材料的受热情况，使镀膜材料能够迅速蒸发扩散到真空镀膜机的内部空间，提高了镀膜机的加工效率。
在上述的真空镀膜机中，所述工件架相对于转盘的倾斜角度为小于90°。这个倾斜角度范围下，工件架接受镀膜材料的面积最大，并且占用的空间相对较小。
在上述的真空镀膜机中，所述工件架的表面呈扇形。采用扇形的工件架结构，能够进一步利用真空罩内的空间，增加工件架的装片量。
作为另一种方案，在上述的真空镀膜机中，所述工件架的表面呈矩形。工件架的结构简单，安装方便，不容易产生干涉现象。
在上述的真空镀膜机中，所述工件架的表面具有低粘度的Pe膜片。待镀膜工件直接通过Pe膜片粘附在工件架上，装片方便，节省了装片夹具的成本；并且，待镀膜工件上需要镀膜的表面上没有任何附加零部件，使待镀膜工件的镀膜质量更好。
作为优选，在上述的真空镀膜机中，所述工件架为多面体结构，所述工件架上具有多个用于装载原料的载料面。通过工件架的自转使工件架上的多个面上均能够接受镀膜材料，在一次镀膜加工过程中能够完成多个载料面上的待镀膜工件的镀膜加工，进一步增加了工件架的装片量。
在上述的真空镀膜机中，所述真空罩底部还设置有等离子发生器。镀膜加工前，先通过等离子发生器产生的等离子对待镀膜工件表面进行清洗，提高了镀膜材料的附着能力。
与现有技术相比，本真空镀膜机的优点在于：
1、本真空镀膜机伞架采用工件架沿转盘周向呈伞状分布的结构，减少了伞架占用的空间，增大了工件架对蒸发材料的接受面积。工件架能够随着转盘周向转动的同时绕转轴一的中心线转动，工件架上的正反两面均能装载待镀膜工件，增加了工件架的装载数量。本真空镀膜机的产量更高，经济效益更好。
2、本真空镀膜机的蒸发舟具有辅助加热片，舟体底部的热量通过热传导到镀膜材料上，辅助加热片表面的热量通过热辐射到镀膜材料上，改善蒸发舟内镀膜材料的受热情况，使镀膜材料能够迅速蒸发扩散到真空镀膜机的内部空间，提高了镀膜机的加工效率。
3、本真空镀膜机的蒸发舟的工件架为多面体结构，通过工件架的自转使工件架上的多个面上均能够接受镀膜材料，在一次镀膜加工过程中能够完成多个载料面上的待镀膜工件的镀膜加工，进一步增加了工件架的装片量。
附图说明
图1是实施例一中本真空镀膜机的内部结构示意图。
图2是实施例一中本真空镀膜机的工件架安装结构示意图。
图3是实施例一中本真空镀膜机的蒸发舟的结构示意图。
图4是实施例二中本真空镀膜机的内部结构示意图。
图中，1、真空罩；2、伞架；21、转盘；22、工件架；221、载料面；3、蒸发源；31、蒸发舟；311、电极；312、辅助加热片；313、容纳空间；4、转轴一；5、锥齿齿盘；6、驱动电机；7、锥齿轮；8、摩擦轨道；9、转轴二；10、摩擦轮；11、支架；111、让位开口；12、等离子发生器；13、待镀膜工件。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
本真空镀膜机包括真空罩1、真空系统、伞架2、蒸发源3和驱动机构。
具体来说，如图1所示，伞架2包括转盘21和工件架22，转盘21通过传动轴与真空罩1相连，传动轴能够带动转轴周向转动。如图1和图2所示，工件架22沿转盘21周向呈伞状分布，工件架22相对于转盘21的倾斜角度为小于90°。工件架22上端分别固定有转轴一4，转盘21上具有供转轴一4穿过的安装孔，转轴一4分别装入对应的安装孔内。
驱动机构用于使工件架22随着转盘21周向转动的同时绕转轴一4的中心线转动，本实施例中，驱动机构包括锥齿齿盘5和驱动电机6，锥齿齿盘5与转盘21同轴设置并与真空罩1固定连接，驱动电机6通过齿轮传动副或者带轮传动副与传动轴相连。每个安装孔外端处均对应设置与锥齿齿盘5配合的锥齿轮7，转轴一4的端部穿过安装孔后能与锥齿轮7周向可拆连接。在实际的生产和制造过程中，转轴一4可以通过花键或者定位销与锥齿轮7连接。通过锥齿轮7的传动，使工件架22随着转盘21转动后能够到转轴一4准确地转过相应的角度。
真空罩1还设置有支架11，支架11与真空罩1轴向和径向定位并能够绕转盘21中心线转动，工件架22的底部分别可拆连接于支架11上，支架11与工件架22对应的位置具有让位开口111。在实际的生产和制造过程中，工件架22通过定位销或者卡扣与支架11可拆连接。通过设置支架11使工件架22的自转和公转更稳定，工件架22的底部可拆连接与支架11上，方便工件上料或者下料时将工件架22从支架11上拆下，镀膜过程中，蒸发后的镀膜材料通过让位开口111扩散到工件架22处，减少支架11阻挡造成镀膜材料的损失。
作为优选方案，如图3所示，蒸发源3包括蒸发舟31和电源，蒸发舟31的舟体两端分别具有电极311，电极311分别与电源的正负极接通，舟体上还具有辅助加热片312，辅助加热片312与舟体形成用于放置蒸发原料的容纳空间313，辅助加热片312底部部分或者全部与舟体相连，舟体和辅助加热片312均采用导电材料制成。在实际的生产和制造过程中，蒸发舟31和辅助加热片312可采用一体式结构，将蒸发舟31一侧或者两侧边材料的两端部分别剪开并向内弯折形成辅助加热片312。舟体底部的热量通过热传导到镀膜材料上，辅助加热片312表面的热量通过热辐射到镀膜材料上，改善蒸发舟31内镀膜材料的受热情况，使镀膜材料能够迅速蒸发扩散到真空镀膜机的内部空间，提高了镀膜机的加工效率。
本实施例中，工件架22的表面呈扇形。采用扇形的工件架22结构，能够进一步利用真空罩1内的空间，增加工件架22的装片量。工件架22的表面具有低粘度的Pe膜片。待镀膜工件13直接通过Pe膜片粘附在工件架22上，装片方便，节省了装片夹具的成本；并且，待镀膜工件13上需要镀膜的表面上没有任何附加零部件，使待镀膜工件13的镀膜质量更好。作为优选方案，真空罩1底部还设置有等离子发生器12。
本真空镀膜机的工作原理是：镀膜加工之前，先将待镀膜工件13定位在工件架22上，真空系统将真空罩1内部抽真空，并使其保持真空状态。镀膜加工开始后，驱动电机6带动工件架22随转盘21周向转动的同时绕转轴一4的中心线转动，先通过等离子发生器12产生的等离子对待镀膜工件13表面进行清洗，提高了镀膜材料的附着能力。蒸发源3将镀膜材料加热蒸发，镀膜材料蒸发后向上扩散到工件架22处，附着在温度较低的待镀膜工件13上，形成厚薄均匀的薄膜，实现了对待镀膜工件13的镀膜加工。
实施例二：
本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，如图4所示，本实施例中，驱动机构包括摩擦轨道8和驱动电机6，摩擦轨道8周向分布在真空罩1内壁，驱动电机6通过传动副与转盘21相连，工件架22另一端设置有与转轴一4中心线位于同一直线上的转轴二9，转轴二9的端部固连有摩擦轮10，摩擦轮10能在摩擦轨道8内滚动使工件架22绕转轴一4和转轴二9中心线转动。工件架22随转盘21转动的过程中，转轴二9沿着摩擦轨道8周向运动，并且固定在转轴二9上的摩擦轮10在摩擦力的作用下带动转轴二9绕自身中心线方向转动，从而带动工件架22绕转轴一4和转轴二9的中心线方向转动；工件架22通过转轴一4和转轴二9的定位结构简单，拆装方便。
实施例三：
本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，驱动机构包括自转电机和公转电机，公转电机通过传动副与转盘21相连，自转电机分别通过传动副与转轴一4相连。自转电机和公转电机分别带动工件架22自转和公转，通过自动控制设备能够实现工件架22自转和公转的精确控制。
实施例四：
本实施例中的技术方案与实施例一、实施例二或者实施例三中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，工件架22的表面呈矩形。工件架22的结构简单，安装方便，不容易产生干涉现象。
实施例五：
本实施例中的技术方案与实施例一至实施例四中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，工件架22上具有多个用于装载原料的载料面221。通过工件架22的自转使工件架22上的多个面上均能够接受镀膜材料，在一次镀膜加工过程中能够完成多个载料面221上的待镀膜工件13的镀膜加工，进一步增加了工件架22的装片量。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了真空罩1、伞架2、转盘21、工件架22、载料面221、蒸发源3、蒸发舟31、电极311、辅助加热片312、转轴一4、锥齿齿盘5、驱动电机6、锥齿轮7、摩擦轨道8、转轴二9、摩擦轮10、支架11、让位开口111、等离子发生器12、待镀膜工件13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (9)
1.一种真空镀膜机，包括真空罩(1)和用于使真空罩(1)内部保持真空状态的真空系统，所述真空罩(1)内设置有伞架(2)和蒸发源(3)，其特征在于，所述伞架(2)包括能够周向转动的转盘(21)和若干个工件架(22)，所述工件架(22)分别与转盘(21)通过各自转轴一(4)相连，所述转盘(21)上具有供转轴一(4)穿过的安装孔，转轴一(4)分别装入对应的安装孔，所述工件架(22)沿转盘(21)周向呈伞状分布，本真空镀膜机还包括能使工件架(22)随着转盘(21)周向转动的同时绕转轴一(4)的中心线转动的驱动机构，所述真空罩(1)还设置有支架(11)，上述支架(11)与真空罩(1)轴向和径向定位并能够绕所述转盘(21)中心线转动，所述工件架(22)的底部分别可拆连接于所述支架(11)上，所述支架(11)与工件架(22)对应的位置具有让位开口(111)。
2.根据权利要求1所述的真空镀膜机，其特征在于，所述驱动机构包括锥齿齿盘(5)和驱动电机(6)，所述锥齿齿盘(5)与真空罩(1)固定连接，所述驱动电机(6)通过传动副与转盘(21)相连，所述转轴一(4)端部分别设置有与上述锥齿齿盘(5)配合的锥齿轮(7)。
3.根据权利要求1所述的真空镀膜机，其特征在于，所述驱动机构包括摩擦轨道(8)和驱动电机(6)，所述摩擦轨道(8)周向分布在真空罩(1)内壁，所述驱动电机(6)通过传动副与转盘(21)相连，所述工件架(22)另一端设置有与转轴一(4)中心线位于同一直线上的转轴二(9)，上述转轴二(9)的端部固连有摩擦轮(10)，上述摩擦轮(10)能在所述摩擦轨道(8)内滚动使工件架(22)绕转轴一(4)和转轴二(9)中心线转动。
4.根据权利要求1或2或3所述的真空镀膜机，其特征在于，所述蒸发源(3)包括蒸发舟(31)和电源，所述蒸发舟(31)的舟体两端分别具有电极(311)，上述电极(311)分别与电源的正负极接通，所述舟体上还具有辅助加热片(312)，上述辅助加热片(312)与舟体形成用于放置蒸发原料的容纳空间(313)，所述辅助加热片(312)底部部分或者全部与所述舟体相连，所述舟体和辅助加热片(312)均采用导电材料制成。
5.根据权利要求1或2或3所述的真空镀膜机，其特征在于，所述工件架(22)相对于转盘(21)的倾斜角度为小于90°。
6.根据权利要求1或2或3所述的真空镀膜机，其特征在于，所述工件架(22)的表面呈扇形。
7.根据权利要求1或2或3所述的真空镀膜机，其特征在于，所述工件架(22)的表面呈矩形。
8.根据权利要求1或2或3所述的真空镀膜机，其特征在于，所述工件架(22)的表面具有低粘度的Pe膜片。
9.根据权利要求1或2或3所述的真空镀膜机，其特征在于，所述工件架(22)为多面体结构，所述工件架(22)上具有多个用于装载原料的载料面(221)。
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