CN104294234A - 一种可自转公转的仿行星式镀膜治具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型镀膜机腔内蒸发镀膜的镀膜治具，尤指一种应用在大型镀膜机腔中实现产品均匀镀膜效果的一种可自转公转的仿行星式镀膜治具及其使用方法，一种可自转公转的仿行星式镀膜治具，所述的镀膜治具安装在镀膜机腔内部上方，所述的镀膜治具主要包括治具本体、公转系统和自转系统，所述的治具本体包括三个治具盘，治具盘为伞形，伞形治具盘中部的尖端处设置有连接柱；本发明利用行星运动的原理，根据行星自转和公转的运动规律使治具盘在镀膜机腔内实现独立自转并整体公转的效果，达到镀膜时产品表面的保护膜层均匀沉积的目的，且不仅镀膜产品的主体部分可均匀镀膜，镀膜产品的边缘及棱角亦可达到最佳的镀膜效果，实现整体镀膜的均匀性。

Description

一种可自转公转的仿行星式镀膜治具及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种大型镀膜机腔内蒸发镀膜的镀膜治具，尤指一种应用在大型镀膜机腔中实现产品在蒸发源作用下达到均匀镀膜效果的一种可自转公转的仿行星式镀膜治具及其使用方法。

背景技术

工业上常用真空镀膜设备进行蒸发镀膜以完成基片表面沉积膜层形成保护膜的工作，真空蒸发镀膜需要一定的真空条件和蒸发条件，蒸发镀膜技术在物理气相沉积技术中发展较早且因为其优越的特点使其持之以恒地被广泛应用，真空蒸发镀膜设备与工艺相对比较简单，即可沉积非常纯净的膜层，又可制备具有特定结构和性质的膜层等，而在真空蒸发镀膜设备中的主要部件之一是镀膜治具；为提高镀膜工作的效率，真空镀膜设备一般为大型机腔，因此，镀膜治具也以大型治具为设计宗旨，目前，除小型镀膜治具或特殊形状镀膜治具外，常用的大型镀膜治具为伞形，伞形比平面的镀膜治具面积更大，而分布在治具表面镀膜产品量相应增大，但是，伞形治具由于伞形具有一定倾斜度，镀膜产品在伞形治具表面的位置各不相同，因此所涂覆的膜层厚度也各不相同，影响膜层的均匀性，同时还会导致镀膜产品的边缘、棱角处无法完全沉积膜层，直接影响镀膜效果；为解决以上问题，人们将镀膜治具改造为在镀膜作业过程中可转动的伞形镀膜治具，镀膜治具以其中轴为中心轴并绕中心轴转动，经过改进的镀膜治具在作业时镀膜效果大为好转，产品的棱角边缘也能顺利涂覆上膜层，但由于治具的形状依然存在镀膜均匀性问题，此为镀膜作业造成了或大或小的影响。 

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在公开一种大型镀膜机腔内蒸发镀膜的镀膜治具，尤指一种应用在大型镀膜机腔中实现产品在蒸发源作用下达到均匀镀膜效果的一种可自转公转的仿行星式镀膜治具及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可自转公转的仿行星式镀膜治具，所述的镀膜治具安装在镀膜机腔内部上方，所述的镀膜治具主要包括治具本体、公转系统和自转系统，所述的治具本体包括三个治具盘，治具盘为伞形，伞形治具盘中部的尖端处设置有连接柱；

所述的公转系统主要包括连接座、公转支架、公转中轴和公转导轨，连接座安装在镀膜机腔的外顶面，公转中轴穿过镀膜机腔顶面贯通的通孔分别与连接座、公转支架轴向安装，并使公转支架安装在镀膜机腔内顶面；连接座内部安装有回转驱动装置，可驱动公转中轴绕中心轴水平旋转；公转支架的主支架为类轮毂的镂空圆盘状，且在中轴处开设有中轴孔，公转支架的分支架连接在主支架边缘，公转支架包括三个分支架，三个分支架均为一端连接主支架边缘处，另一端从主支架边缘处向下倾斜延展，三个分支架以主支架为基面呈圆周阵列分布，分支架与主支架边缘的凸出端为固定装配，且分支架末端开设有通孔；公转中轴下端轴套安装在与之匹配的主支架所开设的中轴孔内，公转中轴上端与连接座内部的回转驱动装置电性连接，当回转驱动装置驱动公转中轴旋转时可带动公转支架旋转；公转导轨为环绕在自转系统外的圆形轨道，公转导轨处于公转系统的底端，由三根“L”形支撑柱一端连接公转导轨下表面，另一端安装在镀膜机腔内顶面使公转导轨固定在镀膜机腔内； 

所述的自转系统主要包括三个自转导轮，自转导轮上半部分为凸起的连接块，下半部分为滑轮，自转导轮的滑动轮廓与公转导轨的轮廓相匹配，自转导轮通过连接块与公转支架分支架的连接使其与公转系统相连接，连接块的形状为两端凸起中间下凹的阶梯轴状，连接块的中间轴段套设在公转支架的分支架通孔中，且自转导轮的中轴处开设有贯穿连接块与滑轮的中轴孔，所述治具盘的连接柱套装在自转导轮的中轴孔内，与自转导轮和公转支架分支架轴向配合安装，治具盘安装在公转支架的内侧，自转导轮绕中心轴旋转时带动治具盘绕中心轴旋转。

所述镀膜治具中，以一治具盘与一自转导轮、一公转支架分支架形成一组并配合安装，三个治具盘分别与三个自转导轮、三个公转支架分支架对应成组并配合安装。

所述的自转导轮的连接块与公转支架分支架之间安装有轴承，通过轴承作用使连接块在公转支架分支架通孔内旋转，即自转导轮旋转，而治具盘的连接柱套装在自转导轮的中轴孔内，治具盘同时旋转，实现自转系统的转动以实现治具盘的自转。

所述的公转系统的回转驱动装置设置有轴承，轴承安装在公转中轴与镀膜机腔之间，通过轴承作用带动公转中轴在镀膜机腔通孔内旋转，即带动公转支架的主支架和分支架同时旋转，实现公转系统的转动。

所述的自转导轮架设在公转导轨的表面，当公转支架转动时，与分支架连接的自转导轮同步绕公转支架中心轴转动，当自转导轮由于转动而发生位置偏移时，架设在公转导轨上的自转导轮由于与公转导轨外轮廓相贴合而沿公转导轨运动从而产生自转。

一种可自转公转的仿行星式镀膜治具的使用方法，所述的使用方法包括以下步骤：

1）公转系统装配：打开镀膜机的外壳使操作员能在镀膜机腔内进行装配工作，首先将公转支架的主支架安装在镀膜机腔内顶面，安装时先将公转中轴套设在主支架的中轴孔内并加以固定，固定完成后使公转中轴从镀膜机腔内顶面穿过外顶面，再在镀膜机腔的通孔处安装与公转中轴适配的轴承， 公转中轴顶端安装在连接座之内；然后将其中一个分支架安装在主支架边缘，分支架与主支架边缘的凸出端连接，分支架的倾斜度可为与主支架呈100-130度相交，用螺钉将主支架和分支架连接后再在主支架和分支架之间加上加强肋使分支架固定安装，重复上述步骤，将另外两个分支架安装在主支架上；最后安装公转导轨，将三根“L“形支撑架焊接在公转导轨的下表面，随即用螺钉螺母将支撑架固定在镀膜机腔的内壁；

2）自转系统装配：将轴承安装在自转导轮的连接块的中轴段，接着将装配好轴承的自转导轮套设在公转支架分支架的通孔中并加以固定，将治具盘的连接柱套设在自转导轮的中轴孔中以完成治具盘、自转导轮和公转支架分支架的轴向安装，在公转支架的另一侧安装回转驱动装置并锁紧装置，自转导轮的滑动轮廓底端架设在公转导轨之上，治具盘的盘口朝内；

3）镀膜治具运行：完成机组装配后，当启动公转系统的回转驱动装置时，以三个治具盘为一个整体式的治具本体，治具本体绕公转系统的中轴转动，且由于自转导轮架设在公转导轨的表面，治具本体转动后，自转导轮随即沿公转导轨运行，当自转导轮被带动而运行时，与自动导轮连接的治具盘也同时绕中心轴转动，从而实现了治具盘在作公转运动时同时作自转运动；

4）蒸发镀膜：启动蒸发器，通过蒸发源使蒸发物质经加热后汽化从而产生膜材蒸气，膜材蒸气直线飞行运动到待镀膜产品表面，气态粒子在产品表面凝聚形核后生长成固相薄膜，即在待镀膜产品表面沉积一层固态薄膜形成保护膜层。

本发明的有益效果体现在：本发明利用行星运动的原理，并根据行星自转和公转的运动规律使得治具盘在镀膜机腔内实现独立自转并整体公转的效果，并达到镀膜时产品表面的保护膜层均匀沉积的目的，且不仅仅是镀膜产品的主体部分可均匀镀膜，镀膜产品的边缘及棱角亦可达到最佳的镀膜效果，实现整体镀膜的均匀性；本发明采用三个伞形治具盘结合用于同一镀膜机腔内，伞形治具盘可依据镀膜机腔大小灵活放置，也增大了镀膜产品的放置空间，随即也增加了一次工作的镀膜产品量，又因为治具盘既可自转又可公转，使得镀膜效果不受空间布局的影响而影响膜层涂覆效果，因此本发明在空间布局的改造上提高了产能与工作效率；自转导轮与公转导轨的搭配，自转系统可由启动的公转系统运动带动其运动，从而使镀膜产品进行全方位沉积膜层，使镀膜产品边缘或棱角处也能充分沉积膜层。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的结构分解图。

图3是本发明安装在镀膜机腔的结构示意图。

图4是本发明的公转系统结构图。

图5是本发明的自转系统分解图。

图6是本发明的公转导轨与自转导轮的配合示意图。

附图标注说明：1-治具本体，2-公转系统，3-自转系统，4-镀膜机腔，11-治具盘，12-连接柱，21-连接座，22-公转支架，221-主支架，222-分支架，23-公转中轴，24-公转导轨， 241-“L”形支撑柱，31-自转导轮，32-连接块，33-滑轮，34-轴承，5-蒸发源。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：

一种可自转公转的仿行星式镀膜治具，所述的镀膜治具安装在镀膜机腔4内部上方，所述的镀膜治具主要包括治具本体1、公转系统2和自转系统3，所述的治具本体1包括三个治具盘11，治具盘11为伞形，伞形治具盘中部的尖端处设置有连接柱12；所述的公转系统2主要包括连接座21、公转支架22、公转中轴23和公转导轨24，连接座21安装在镀膜机腔4的外顶面，公转中轴23穿过镀膜机腔4顶面贯通的通孔分别与连接座21、公转支架22轴向安装，并使公转支架22安装在镀膜机腔4内顶面；连接座21内部安装有回转驱动装置，可驱动公转中轴23绕中心轴水平旋转；公转支架的主支架221为类轮毂的镂空圆盘状，且在中轴处开设有中轴孔，公转支架的分支架222连接在主支架221边缘，公转支架22包括三个分支架222，三个分支架222均为一端连接主支架221边缘处，另一端从主支架221边缘处向下倾斜延展，三个分支架222以主支架221为基面呈圆周阵列分布，分支架222与主支架221边缘的凸出端为固定装配，且分支架222末端开设有通孔；公转中轴23下端轴套安装在与之匹配的主支架221所开设的中轴孔内，公转中轴23上端与连接座21内部的回转驱动装置电性连接，当回转驱动装置驱动公转中轴23旋转时可带动公转支架22旋转；公转导轨24为环绕在自转系统3外的圆形轨道，公转导轨24处于公转系统2的底端，由三根”L”形支撑柱241一端连接公转导轨24下表面，另一端安装在镀膜机腔4内顶面使公转导轨24固定在镀膜机腔4内；所述的自转系统3主要包括三个自转导轮31，自转导轮31上半部分为凸起的连接块32，下半部分为滑轮33，自转导轮31的滑动轮廓与公转导轨24的轮廓相匹配，自转导轮31架设在公转导轨24的表面，当公转支架22转动时，与分支架222连接的自转导轮31同步绕公转支架22中心轴转动，当自转导轮31由于转动而发生位置偏移时，架设在公转导轨24上的自转导轮31由于与公转导轨24外轮廓相贴合而沿公转导轨24运动从而产生自转，自转导轮31通过连接块32与公转支架分支架222的连接使其与公转系统2相连接，连接块32的形状为两端凸起中间下凹的阶梯轴状，连接块32的中间轴段套设在公转支架的分支架222通孔中，且自转导轮31的中轴处开设有贯穿连接块32与滑轮33的中轴孔，所述治具盘11的连接柱12套装在自转导轮31的中轴孔内，与自转导轮31和公转支架分支架222轴向配合安装，在镀膜机腔4中，以一治具盘11与一自转导轮31、一公转支架分支架222形成一组并配合安装，三个治具盘11分别与三个自转导轮31、三个公转支架分支架222对应成组并配合安装；治具盘11安装在公转支架22的内侧，自转导轮31绕中心轴旋转时带动治具盘11绕中心轴旋转；

所述的自转导轮31的连接块32与公转支架分支架222之间安装有轴承34，通过轴承34作用使连接块32在公转支架分支架222通孔内旋转，即自转导轮31旋转，而治具盘11的连接柱12套装在自转导轮31的中轴孔内，治具盘11同时旋转，实现自转系统3的转动以实现治具盘11的自转；所述的公转系统2的回转驱动装置设置有轴承34，轴承34安装在公转中轴23与镀膜机腔4之间，通过轴承34作用带动公转中轴23在镀膜机腔4通孔内旋转，即带动公转支架的主支架221和分支架222同时旋转，实现公转系统2的转动。

一种可自转公转的仿行星式镀膜治具的使用方法，所述的使用方法包括以下步骤：

1）公转系统2装配：打开镀膜机的外壳使操作员能在镀膜机腔4内进行装配工作，首先将公转支架的主支架221安装在镀膜机腔4内顶面，安装时先将公转中轴23套设在主支架221的中轴孔内并加以固定，固定完成后使公转中轴23从镀膜机腔4内顶面穿过外顶面，再在镀膜机腔4的通孔处安装与公转中轴23适配的轴承34， 公转中轴23顶端安装在连接座21之内；然后将其中一个分支架222安装在主支架221边缘，分支架222与主支架221边缘的凸出端连接，分支架222的倾斜度可为与主支架221呈100-130度相交，用螺钉将主支架221和分支架222连接后再在主支架221和分支架222之间加上加强肋使分支架222固定安装，重复上述步骤，将另外两个分支架222安装在主支架221上；最后安装公转导轨24，将三根“L“形支撑架焊接在公转导轨24的下表面，随即用螺钉螺母将支撑架固定在镀膜机腔4的内壁；

2）自转系统3装配：将轴承34安装在自转导轮31的连接块32的中轴段，接着将装配好轴承34的自转导轮31套设在公转支架分支架222的通孔中并加以固定，将治具盘11的连接柱12套设在自转导轮31的中轴孔中以完成治具盘11、自转导轮31和公转支架分支架222的轴向安装，在公转支架22的另一侧安装回转驱动装置并锁紧装置，自转导轮31的滑动轮廓底端架设在公转导轨24之上，治具盘11的盘口朝内；

3）镀膜治具运行：完成机组装配后，当启动公转系统2的回转驱动装置时，以三个治具盘11为一个整体式的治具本体1，治具本体1绕公转系统2的中轴转动，且由于自转导轮31架设在公转导轨24的表面，治具本体1转动后，自转导轮31随即沿公转导轨24运行，当自转导轮31被带动而运行时，与自动导轮连接的治具盘11也同时绕中心轴转动，从而实现了治具盘11在作公转运动时同时作自转运动；

4）蒸发镀膜：启动蒸发器，通过蒸发源5使蒸发物质经加热后汽化从而产生膜材蒸气，膜材蒸气从下往上直线飞行运动到待镀膜产品表面，气态粒子在产品表面凝聚形核后生长成固相薄膜，即在待镀膜产品表面沉积一层固态薄膜形成保护膜层。

镀膜作业在真空环境下进行，在镀膜作业进行时不适宜对设备零部件或待镀膜产品进行维护或更换等工作，本发明以严谨的工作系统使镀膜产品在设备就绪后无需其他操作便可一步到位地完成镀膜工作，达到可观的工作效率；使用本发明时，在完成零部件装配后需要将镀膜产品装载到镀膜治具上，同时需要将镀膜机腔4达到密封的真空状态，使用本发明进行镀膜时，先启用蒸发源5，系统同时需要满足蒸发条件，再驱动镀膜治具作公转运动同时利用公转运动带动自转运动，然后膜材蒸气从蒸发源5往机腔内的镀膜治具方向飞行并凝聚在镀膜治具上的镀膜产品表面，在膜材蒸气直线飞行以及镀膜治具匀速转动的前提条件下，达到镀膜产品的膜层均匀涂覆的效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种可自转公转的仿行星式镀膜治具，所述的镀膜治具安装在镀膜机腔内部上方，其特征在于：所述的镀膜治具主要包括治具本体、公转系统和自转系统，所述的治具本体包括三个治具盘，治具盘为伞形，伞形治具盘中部的尖端处设置有连接柱；

所述的公转系统主要包括连接座、公转支架、公转中轴和公转导轨，连接座安装在镀膜机腔的外顶面，公转中轴穿过镀膜机腔顶面贯通的通孔分别与连接座、公转支架轴向安装，并使公转支架安装在镀膜机腔内顶面；连接座内部安装有回转驱动装置，可驱动公转中轴绕中心轴水平旋转；公转支架的主支架为类轮毂的镂空圆盘状，且在中轴处开设有中轴孔，公转支架的分支架连接在主支架边缘，公转支架包括三个分支架，三个分支架均为一端连接主支架边缘处，另一端从主支架边缘处向下倾斜延展，三个分支架以主支架为基面呈圆周阵列分布，分支架与主支架边缘的凸出端为固定装配，且分支架末端开设有通孔；公转中轴下端轴套安装在与之匹配的主支架所开设的中轴孔内，公转中轴上端与连接座内部的回转驱动装置电性连接，当回转驱动装置驱动公转中轴旋转时可带动公转支架旋转；公转导轨为环绕在自转系统外的圆形轨道，公转导轨处于公转系统的底端，由三根“L”形支撑柱一端连接公转导轨下表面，另一端安装在镀膜机腔内顶面使公转导轨固定在镀膜机腔内； 

所述的自转系统主要包括三个自转导轮，自转导轮上半部分为凸起的连接块，下半部分为滑轮，自转导轮的滑动轮廓与公转导轨的轮廓相匹配，自转导轮通过连接块与公转支架分支架的连接使其与公转系统相连接，连接块的形状为两端凸起中间下凹的阶梯轴状，连接块的中间轴段套设在公转支架的分支架通孔中，且自转导轮的中轴处开设有贯穿连接块与滑轮的中轴孔，所述治具盘的连接柱套装在自转导轮的中轴孔内，与自转导轮和公转支架分支架轴向配合安装，治具盘安装在公转支架的内侧，自转导轮绕中心轴旋转时带动治具盘绕中心轴旋转。

2.根据权利要求1所述的一种可自转公转的仿行星式镀膜治具，其特征在于：所述镀膜治具中，以一治具盘与一自转导轮、一公转支架分支架形成一组并配合安装，三个治具盘分别与三个自转导轮、三个公转支架分支架对应成组并配合安装。

3.根据权利要求1所述的一种可自转公转的仿行星式镀膜治具，其特征在于：所述的自转导轮的连接块与公转支架分支架之间安装有轴承，通过轴承作用使连接块在公转支架分支架通孔内旋转，即自转导轮旋转，而治具盘的连接柱套装在自转导轮的中轴孔内，治具盘同时旋转，实现自转系统的转动以实现治具盘的自转。

4.根据权利要求1所述的一种可自转公转的仿行星式镀膜治具，其特征在于：所述的公转系统的回转驱动装置设置有轴承，轴承安装在公转中轴与镀膜机腔之间，通过轴承作用带动公转中轴在镀膜机腔通孔内旋转，即带动公转支架的主支架和分支架同时旋转，实现公转系统的转动。

5.根据权利要求1所述的一种可自转公转的仿行星式镀膜治具，其特征在于：所述的自转导轮架设在公转导轨的表面，当公转支架转动时，与分支架连接的自转导轮同步绕公转支架中心轴转动，当自转导轮由于转动而发生位置偏移时，架设在公转导轨上的自转导轮由于与公转导轨外轮廓相贴合而沿公转导轨运动从而产生自转。

6.一种可自转公转的仿行星式镀膜治具的使用方法，其特征在于：所述的使用方法包括以下步骤：

1）公转系统装配：打开镀膜机的外壳使操作员能在镀膜机腔内进行装配工作，首先将公转支架的主支架安装在镀膜机腔内顶面，安装时先将公转中轴套设在主支架的中轴孔内并加以固定，固定完成后使公转中轴从镀膜机腔内顶面穿过外顶面，再在镀膜机腔的通孔处安装与公转中轴适配的轴承，公转中轴顶端安装在连接座之内；然后将其中一个分支架安装在主支架边缘，分支架与主支架边缘的凸出端连接，分支架的倾斜度可为与主支架呈100-130度相交，用螺钉将主支架和分支架连接后再在主支架和分支架之间加上加强肋使分支架固定安装，重复上述步骤，将另外两个分支架安装在主支架上；最后安装公转导轨，将三根“L“形支撑架焊接在公转导轨的下表面，随即用螺钉螺母将支撑架固定在镀膜机腔的内壁；

2）自转系统装配：将轴承安装在自转导轮的连接块的中轴段外围，接着将装配好轴承的自转导轮套设在公转支架分支架的通孔中并加以固定，将治具盘的连接柱套设在自转导轮的中轴孔中以完成治具盘、自转导轮和公转支架分支架的轴向安装，自转导轮的滑动轮廓底端架设在公转导轨之上，治具盘的盘口朝内；

3）镀膜治具运行：完成机组装配后，当启动公转系统的回转驱动装置时，以三个治具盘为一个整体式的治具本体，治具本体绕公转系统的中轴转动，且由于自转导轮架设在公转导轨的表面，治具本体转动后，自转导轮随即沿公转导轨运行，当自转导轮被带动而运行时，与自动导轮连接的治具盘也同时绕中心轴转动，从而实现了治具盘在作公转运动时同时作自转运动；

4）蒸发镀膜：启动蒸发器，通过蒸发源使蒸发物质经加热后汽化从而产生膜材蒸气，膜材蒸气直线飞行运动到待镀膜产品表面，气态粒子在待镀膜产品表面凝聚形核后生长成固相薄膜，即在待镀膜产品表面沉积一层固态薄膜形成保护膜层。