CN104404471B - 一种用于制备pvd、cvd涂层的多功能夹具及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具及其方法。该夹具由下支架、上挡板、紧固螺钉整体构成。下支架设有固定螺孔，定位凸台，样品定位槽。上挡板设有紧固螺孔，定位槽，透射孔和样品槽。通过采用样品槽的设计使得试样在做镀层过程中尽量较小除重力外其他应力的影响，以免造成所制备的涂层因受到应力而产生起皱、断裂等缺陷，保证试样的处理效果和镀层质量。样品槽的设计采用顶圆半径小于底圆半径的圆柱体，可适用于不用半径和厚度的样品。可以根据需要一次性进行多个试样的制备处理，降低实验的操作误差。本发明夹具结构简单、成本低，操作简单，可靠性强，通用性强。

Description

一种用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具及其方法

技术领域

本发明涉及PVD、CVD涂层制备技术领域，具体是一种制备PVD、CVD涂层的多功能夹具及其方法。

背景技术

PVD、CVD涂层主要应用于光学、微电子、耐磨、耐蚀等工业制造部件的表面处理。根据需要条件利用PVD、CVD涂层制备技术制备硬度高、结合力好及耐磨耐蚀性好等优点的薄膜涂层，在科研领域和工业制造中发挥重要作用。

根据分析薄膜的沉积过程、薄膜与基片的结合情况可以知道：薄膜受压应力时趋向于膨胀，出现起皱、剥落现象；受拉应力时则会趋向于收缩，会出现裂纹甚至断裂。所以在做PVD、CVD涂层制备过程中不能引进除重力外的应力。中国专利申请号200510086729.6公布了一种用于磁控溅射仪衬底固定夹具。中国专利申请号200410067264.5公布一种磁控溅射镀膜夹具及其使用方法。中国专利申请号201310173849.4公布一种用于磁控溅射设备倒置的固定多个基片的夹具及夹装方法。但是以上几种夹具装置与方法都会给待处理基片施加外应力，此时，基片会产生一定的弯度，当待处理基片在夹装时受压向PVD、CVD靶材方向凸起时所制备的薄膜将受到拉应力，此时会导致薄膜出现起皱、起泡和剥离现象；当待处理基片在夹装时受压向PVD、CVD靶材方向凹进时所制备的薄膜将受到压应力，此时会导致薄膜出现裂纹直至断裂等现象。将会影响薄膜与基体的结合力、均匀性等。因此，亟需一种能解决这些问题的固定基片的装置。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足提供一种用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具及其方法。本发明的工作原理：是利用stoney公式(r是基片弯曲半径、t_f为薄膜厚度、t_s为基片厚度)计算待处理基片所受应力的情况，使用带有样品槽7的上压片对待处理基片进行夹装，使用半径略小的透射孔6能保证待处理基片的固定，运用这种夹装方法不会造成挤压基片而减少了外加应力，从而保证基片平整度而对所制备薄膜产生压/拉应力，保证薄膜的制备效率和质量。

该方法不但减少由于夹具所带来的外应力，还可以根据实际情况固定多个基片，可以灵活适用于一定范围内的厚度、半径的基片，且不会发生基片脱落、电场不均等现象，顺利完成PVD、CVD涂层制备过程。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

1.一种用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具，以下简称夹具。该夹具由下支架、上挡板、紧固螺钉构成。所述下支架设有固定螺孔，定位凸台，样品定位槽；所述上挡板设有紧固螺孔，定位槽，透射孔和样品槽。

所述下支架的固定螺孔与所述上挡板的紧固螺孔配套，通过螺钉固定夹具。所述下支架的定位凸台与所述上挡板的定位槽配套，以固定夹具的稳定性。

所述上挡板的样品槽采用顶圆半径小于底圆半径的圆柱体，底圆半径与所述下支架的样品定位槽的半径相同。此截面渐变的设计可以对厚度和半径在一定范围内的样品进行夹装，增加其实用性。

所述上挡板的透射孔半径比样品槽顶圆半径小，以固定待喷涂样品。

上述下支架、上挡板和紧固螺钉都采用不锈钢材料做成。

一种用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：根据PVD、CVD涂层制备设备的样品室尺寸确定夹具尺寸、常用试样尺寸、一次性需要处理试样数量，按照用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具组装构成夹具装置。

步骤二：将数量与夹具装置样品槽的个数相等的需要进行PVD、CVD涂层制备的基片分别放置于下支架的样品定位槽内，盖上上挡板，调整好基片位置，使其尽量不受到挤压应力，并拧紧紧固螺钉。

步骤三：将固定好基片的夹具固定在制备PVD、CVD涂层设备中的基片架上，调整好位置，进行PVD、CVD涂层制备处理。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过采用样品槽的设计使得试样在做镀层过程中减少除重力外的其他应力，保证试样的处理效果和镀层质量。

2.本发明样品槽采用斜线过度，适用于不用半径和厚度的样品。

3.本发明可以根据需要一次性进行多个试样的实验，降低了实验的操作误差。

4.本发明装置结构简单、成本低，操作简单，可靠性强，通用性强。

附图说明

图1为本发明夹具下支架俯视结构示意图。

图2为本发明夹具下支架正视结构示意图。

图中：下支架1、固定螺孔2、定位凸台3、样品定位槽4。

图3为本发明上挡板俯视结构示意图。

图4为本发明上挡板正视结构示意图。

图中：上挡板5、紧固螺孔6、定位槽7、透射孔8、样品槽9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，但不限制本发明的保护范围和应用范围：

1.本发明一种用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具结购如图1、2、3和图4所示，一种用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具，以下简称夹具。该夹具由下支架1、上挡板5、紧固螺钉构成。所述下支架1设有固定螺孔2，定位凸台3，样品定位槽4；所述上挡板5设有紧固螺孔6，定位槽7，透射孔8和样品槽9。

所述下支架1的固定螺孔2与所述上挡板5的紧固螺孔6配套，通过螺钉固定夹具。所述下支架1的定位凸台3与所述上挡板5的定位槽7配套，以固定夹具的稳定性。

所述上挡板5的样品槽9采用顶圆半径小于底圆半径的圆柱体，底圆半径与所述下支架1样品定位槽4的半径相同。此截面渐变的设计可以对厚度和半径在一定范围内的样品进行夹装，增加其实用性。

所述上挡板5的透射孔8半径比样品槽9顶圆半径小，以固定待喷涂样品。

上述下支架1、上挡板5和紧固螺钉都采用不锈钢材料做成。

2.一种用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：根据PVD、CVD涂层制备设备的样品室尺寸确定夹具尺寸、常用试样尺寸、一次性需要处理试样数量，按照用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具构成夹具装置。

步骤二：将数量与夹具装置样品槽9的个数相等的需要进行PVD、CVD涂层制备的基片分别放置于下支架1的样品定位槽4内，盖上上挡板5，调整好基片位置，使其尽量不受到挤压应力，并拧紧紧固螺钉。

步骤三：将固定好基片的夹具固定在制备PVD、CVD涂层设备中的基片架上，调整好位置，进行PVD、CVD涂层制备处理。

Claims (3)

1.一种用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具，以下简称夹具，其特征在于：该夹具由下支架(1)、上挡板(5)、紧固螺钉构成，所述下支架(1)设有固定螺孔(2)，定位凸台(3)，样品定位槽(4)；所述上挡板(5)设有紧固螺孔(6)，定位槽(7)，透射孔(8)和样品槽(9)；

所述下支架(1)的固定螺孔(2)与所述上挡板(5)的紧固螺孔(6)配套，通过螺钉固定夹具；所述下支架(1)的定位凸台(3)与所述上挡板(5)的定位槽(7)配套，以固定夹具的稳定性；

所述上挡板(5)的样品槽(9)采用顶圆半径小于底圆半径的圆柱体，底圆半径与所述下支架(1)样品定位槽(4)的半径相同，此截面渐变的设计可以对厚度和半径在一定范围内的样品进行夹装；

所述上挡板(5)的透射孔(8)半径比样品槽(9)顶圆半径小，以固定待喷涂样品。

2.根据权利要求1所述的用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具，其特征在于，所述下支架(1)、上挡板(5)和紧固螺钉都采用不锈钢材料做成。

3.如权利要求1所述的一种用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具的使用方法，其特征包括以下步骤：

步骤一：根据PVD、CVD涂层制备设备的样品室尺寸确定夹具尺寸、常用试样尺寸、一次性需要处理试样数量，按照用于制备PVD、CVD涂层的多功能夹具组装构成夹具装置；

步骤二：将数量与夹具装置样品槽(9)的个数相等的需要进行PVD、CVD涂层制备的基片分别放置于下支架(1)的样品定位槽(4)内，盖上上挡板(5)，调整好基片位置，使其尽量不受到挤压应力，并拧紧紧固螺钉；

步骤三：将固定好基片的夹具固定在制备PVD、CVD涂层设备中的基片架上，调整好位置，进行PVD、CVD涂层制备处理。