CN104805410B

CN104805410B - 磁控溅射镀膜机

Info

Publication number: CN104805410B
Application number: CN201510191812.3A
Authority: CN
Inventors: 徐旻生; 庄炳河; 王应斌; 龚文志; 李辉龙; 崔汉夫; 李永杰; 张亮; 张勇军
Original assignee: Ulvac Opto Electronics Thinfilm Technology Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Aifake China Investment Co ltd
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2035-04-21
Also published as: CN104805410A

Abstract

本发明涉及一种磁控溅射镀膜机，其包括进片室、镀膜室、过渡室、出片室以及用于承载镀膜基片的基片架，所述镀膜室包括两个以上镀膜室，所述过渡室具有进料端和出料端，所述进片室衔接于过渡室的进料端以将基片架送到过渡室，所述出片室衔接于过渡室的出料端以接收过渡室送出的基片架，每个镀膜室分别连通于所述过渡室，所述过渡室用于将基片架在各镀膜室之间切换，使每个镀膜室分别对基片架上的基片进行镀膜。上述镀膜机用一个过渡室连通两个以上镀膜室，充分利用过渡室过渡，连续地在一个镀膜机中进行多种膜材的镀膜操作，提高生产节拍和生产效率，降低生产成本。

Description

磁控溅射镀膜机

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域，具体涉及一种磁控溅射镀膜机。

背景技术

镀膜技术经过几十年的发展已经进入到相对成熟的阶段，广泛应用于玻璃成型工艺。随着平板显示器产业的飞速发展，在2004年中国LCD显示器的产量首次超过了CRT，在该领域是一种大面积的镀膜技术，还不只是被镀工件的镀膜面积大到几平方米，而是考虑一套镀膜设备整个的生产能力和质量的平稳。

磁控溅射镀膜在该领域是一种大面积的镀膜技术，被镀工件的镀膜面积大到几平方米，一套镀膜设备要考虑整个生产能力和质量的平稳，它所面临的主要问题有：

①薄膜均匀性的控制，包括薄膜厚度、薄膜成分与薄膜特性的均匀性；

②连续生产的条件下，薄膜制备的可重复性与薄膜特性的一致性；

③如何控制和减少薄膜的区缺陷；

④生产节拍的提高使得产能增加从而可以一定程度上降低成本。

因此，现有的镀膜设备都要求镀膜的薄膜性能可控，镀膜连续性，以及提高生产节拍和提升生产效率。例如，常用镀膜设备如真空溅射镀膜机，在玻璃基片上连续溅射镀膜Nb₂O₅、SiO₂等透明介质膜。对于这种需要两种靶材的镀膜，通常需要分别单独镀膜，这样就难以满足连续镀膜，提高生产效率的效果，而且生产设备成本也较高。虽然有些可以通过更换靶材来在同一镀膜设备中实现两种材料的镀膜，然而，对于一些需要多种材料或者两种材料不能共同在一个镀膜设备中进行的情况将难以适应。

发明内容

有鉴于此，提供一种成本低、设备灵活性高、能连续化对两种以上材料镀膜的磁控溅射镀膜机。

一种磁控溅射镀膜机，其包括进片室、镀膜室、过渡室、出片室以及用于承载镀膜基片的基片架，所述镀膜室包括两个以上镀膜室，所述过渡室具有进料端和出料端，所述进片室衔接于过渡室的进料端以将基片架送到过渡室，所述出片室衔接于过渡室的出料端以接收过渡室送出的基片架，每个镀膜室分别连通于所述过渡室，所述过渡室用于将基片架在各镀膜室之间切换，使每个镀膜室分别对基片架上的基片进行镀膜；所述镀膜室至少包括第一镀膜室和第二镀膜室，所述进片室与出片室位于过渡室相对两侧，所述第一镀膜室和第二镀膜室位于过渡室的另一相对两侧，所述过渡室内设有升降装置以及安装于升降装置顶部的第一方向传送装置，所述过渡室内还设有第二方向传送装置，所述第一方向传送装置和所述第二方向传送装置之间有高度差，通过升降装置的升降及其上的传送装置的传送操作将基片架在镀膜室与进片室或出片室之间切换，所述第一方向传送装置的第一方向为进/出片室传送方向、镀膜室传送方向中的一个，则所述第二方向传送装置的第二方向为进/出片室传送方向、镀膜室传送方向中的另一个。

上述磁控溅射镀膜机具有两个以上镀膜室，各镀膜室之间分别连通于过渡室，通过过渡室作为中间过渡，基片在其中一个镀膜室经过镀膜后，转入过渡室再送入下一个镀膜室进行镀膜，直到基片上镀有全部所需膜层。这样可以充分利用过渡室，在相应的镀膜机中进行多种膜材的镀膜操作，全程所有膜层的镀膜连续化进行，镀膜操作按步有序进行，极大提高生产节拍和生产效率。而且，镀膜机用一套进片室和出片室，降低生产成本，提高生产效率，过渡室可衔接所需的镀膜室，设备灵活性高。

附图说明

图1是本发明实施例的磁控溅射镀膜机俯视结构示意图。

图2是图1的磁控溅射镀膜机立体结构示意图。

图3是图1的装片台中的装片传送装置的结构示意图。

图4是图3中A部分放大结构示意图。

图5是图1的磁控溅射镀膜机中的基片架的正面结构示意图。

图6是图1的磁控溅射镀膜机中的基片架的立体结构示意图。

图7是图1的磁控溅射镀膜机中的基片架的背面结构示意图。

图8是显示图1的磁控溅射镀膜机的过渡室内进出片室方向相关元件的结构示意图。

图9是图8的过渡室内部的侧视结构示意图。

图10是显示图1的磁控溅射镀膜机的过渡室内镀膜室方向相关元件的结构示意图。

图11是图10的过渡室内部的侧视结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。

请参阅图1和图2，显示本发明实施例的磁控溅射镀膜机10，其包括进片室11、镀膜室、过渡室14、出片室15以及用于承载镀膜基片的基片架20，镀膜室包括两个以上镀膜室，本实施例以两个为例，分别为第一镀膜室12和第二镀膜室13，所述过渡室14具有进料端和出料端，所述进片室11衔接于过渡室14的进料端以将基片架20送到过渡室14，所述出片室15衔接于过渡室14的出料端以接收过渡室14送出的基片架20，每个镀膜室12、13分别连通于所述过渡室14，所述过渡室14用于将基片架20在各镀膜室12、13之间切换，使每个镀膜室12、13分别对基片架20上的基片进行镀膜。

第一镀膜室12和第二镀膜室13采用对称方式设于过渡室14的两侧，为便于衔接，过渡室14有四个侧面，一对侧面与两个镀膜室12、13连接，另一对侧面与进片室11、出片室15连接。即，第一镀膜室12和第二镀膜室13和进片室11、出片室15成对地位于两个对侧。当然也可是将两个镀膜室12、13连通于过渡室14相邻的两侧，并不限于此。当采用三个或四个以上镀膜室12、13时，过渡室14的形状根据所要衔接的室数量而作了相应的多面体，如有四个镀膜室就采用六个侧面，连接至过渡室14的多个室呈均匀对称地分布，使镀膜机结构对称，分布合理，且方便基片架20的传送。

磁控溅射镀膜机10还包括控制台40，所述控制台40用于控制各室的镀膜操作，控制台40上具有触控屏41。

如图1所示，在进片室11的进料侧设有装片台16，在出片室15的出料侧设有卸片台17。进片室11与出片室15的结构对称，装片台16和卸片台17结构对称。装片台16设有装片传送装置和装片控制系统，卸片台17设有卸片传送装置和卸片控制系统。装片台16和卸片台17的结构基本相同，只是位置不同，一个是进料传送一个是出料传送。装片传送装置和卸片传送装置分别包括支撑并传送基片架20的多个导轮，装片控制系统和卸片控制系统分别用于驱动多个导轮滚动以传送基片架20。

如图1和3所示，以装片传送装置为例，其包括支撑并传送基片架20的多个导轮162。多个导轮162分成至少两排，图中显示有三排导轮162，每排有两个导轮162，分别位于两侧。每排两个导轮162安装于一个转轴163的两端，其中一个导轮162受控制装置控制。如图4所示，控制装置包括传动轴164，传动轴164延伸设于三排导轮162同一侧，传动轴164上对应每排转轴一侧分别设有一个主动轮165，图示为三个主动轮165，每排的转轴163靠近传动轴164的端部设有受对应主动轮165带动的传动轮166，每个主动轮165分别与对应一个传动轮166啮合。三个主动轮165在动力如电机驱动下转动，带动传动轮166转动，由此带动导轮162转动，当基片架20架设于导轮162上时，导轮162转动带动基片架20移动到进片室11。

如图5和图6所示，基片架20包括四面围合中间镂空的框架，具体地，如图5所示，框架由四个外框21通过螺栓22固定拼接而成。镂空区域大致对应待镀膜基片的最大尺寸，图示的结构中，基片架20最大可承载650x550mm的基片。框架限定镂空区域的内侧边缘设有台阶23用于放置基片25，框架在靠近台阶23的周边位置设有用于垫基片25的塑胶垫块24以及对基片25定位的塑胶定位块26。每个塑胶定位块26对应于一个塑胶垫块24，图示中在框架的台阶23周边分布设有多个塑胶定位块26和多个塑胶垫块24，以便共同支撑及定位基片25。进一步地，镂空区域装设有可调滑块27，框架对边即两个相对的外框21分别设有滑槽28，可调滑块27的两端可滑动地安装于滑槽28中。可调滑块27优选设有塑胶定位块26和塑胶垫块24，以支撑基片25。镂空区域大小是针对最大镀膜基片尺寸设定，当基片25的尺寸小于最大尺寸，通过移动可调滑块27以适应待镀膜基片25的尺寸，待镀膜基片25即支撑于可调滑块27的塑胶定位块26和塑胶垫块24以及外框21上的部分塑胶定位块26和塑胶垫块24。图中显示的是横向可调滑块27，在其它实施例中还可设置有纵向可调滑块。可调滑块27用螺栓固定在外框21两边滑槽28中，可根据基片25的规格进行无极调整和增删滑块27，最大限度适应产品需求。

如图7所示，基片架20的外框21底部还设有导轨29a和29b，导轨29架设于传送装置的导轮162上并在导轮162带动下进行传动，导轨29a和29b通过绝缘块291连接于外框21。图7中在四个外框21的底部分别设置沿其边长延伸的导轨29，为双边正交导轨，即如图7示例的横向导轨29a和纵向导轨29b各一对。由于进片室11、出片室15与两个镀膜室12、13为垂直设置，进片室11、出片室15和过渡室14之间的基片架20传送方向垂直于过渡室14和两个镀膜室12、13之间的传送方向，通过设置这种正交的双边导轨162，以便在这些室之间传送基片架20时顺畅地进行，不需要调转基片架20的朝向，使镀膜过程更简便高效。

具体地，请参阅图8、图9、图10和图11，过渡室14内设有升降装置140以及安装于升降装置140顶部的第一方向传送装置141，如图10所示，过渡室14内还设有第二方向传送装置142。为方便显示过渡室14内的结构，图8显示第一方向传送装置141，而只显示第二方向传送装置142的导轮安装板，其他结构隐去。图10显示第二方向传送装置142，而第一方向传送装置141隐去。第一方向传送装置141和所述第二方向传送装置142之间有高度差，通过升降装置140的升降及其上的传送装置141的传送操作将基片架20在镀膜室12、13以及进片室11、出片室15之间任意方向切换，所述第一方向传送装置141的第一方向为进/出片室传送方向、镀膜室传送方向中的一个，则所述第二方向传送装置142的第二方向为进/出片室传送方向、镀膜室传送方向中的另一个。图中示例为第一方向为进/出片室传送方向E0、E1，即由进/出片室11、15来往于过渡室14之间的方向，也可称为横向，第二方向为镀膜室传送方向D1、D2，在过渡室14与两个镀膜室12、13之间来往方向，也可称为纵向。如图9和11所示，对应地，所述第一方向传送装置141高于所述第二方向传送装置14，即H1大于H2，以过渡室14的底壁14a为基准，升降装置140最低点时与第二方向传送装置142高度一致。图11未显示升降装置140及第一方向传送装置141。

如图8和9所示，第一方向传送装置141包括多个第一方向导轮141a，在这两个图中显示有用于安装第二方向导轮142b的导轮板142c。如图10和11所示，所述第二方向传送装置142包括多个第二方向导轮142b，所述基片架20的横向导轨29a和纵向导轨29b分别对应于第一方向导轮141a和第一方向导轮142b并能沿着相对应的导轮滑动。

另外，过渡室14内还设有靠近升降装置140且与第一方向导轮141a在同一路线上的第一方向过渡导轮143（参阅图8），以及靠近升降装置140并与第二方向导轮142a在同一路线上的第二方向过渡导轮145（参阅图10），图8中显示有安装第二方向过渡导轮145的安装板145a，图10中显示有安装第一方向过渡导轮143的安装板143a。此外，所述过渡室14内还设有定位测量系统，用于使所述基片架20进入过渡室14时定位于升降装置140的第一方向传送装置141上预定位置。例如，当基片架20由进片室11进入过渡到14，到达升降装置140上的第一方向导轮141a上时，通过定位测量系统将其固定于预定位置，即为与第二方向导轮142b对准的位置。

进一步地，进片室11与出片室15内分别具有进片传送装置和出片传送装置，进片传送装置和出片传送装置分别包括沿进/出片室传送方向设置的多个进片导轮和多个出片导轮，多个进片导轮、多个出片导轮以及第一方向导轮141a位于同一水平面，而且与第一方向过渡导轮143也处于同一水平面上，更进一步地，多个进片导轮、多个出片导轮以及第一方向导轮141a和第一方向过渡导轮143相配合构成传送基片架20的导轨路线，至少有两条轨道线。每个镀膜室12、13内分别具有各自的镀膜传送装置，每个镀膜传送装置包括沿着镀膜室传送方向设置的多个镀膜传送导轮，各镀膜室内的镀膜传送导轮与第一方向导轮142b位于同一水平面，而且与第二方向过渡导轮145也处于同一水平面上，更进一步地，镀膜传送导轮与第一方向导轮142b以及第二方向过渡导轮145相配合构成在镀膜室12、13与过渡室14之间往复传送基片架20的导轨路线，至少有两条轨道线。这样，当需要在两个镀膜室12、13中往复进行镀膜，每个镀膜室12、13镀两次以上时，在这个水平面上的三个室内的导轨连接成如同铁路一样的往复轨道线，可以直接随时在过渡室14和两个镀膜室12、13这三个室内往复地输送基片架20，无需中间传送和调节等操作，方便多次镀膜，且一个镀膜室镀膜操作时，另一个更换靶材备用。

具体地，所述第一方向传送装置141、第二方向传送装置142、进片传送装置、出片传送装置以及各镀膜传送装置中的每个传送装置分别具有传送控制系统。以上各个传送装置的结构与装片、卸片传送装置的结构类似，导轮和传动轴以及控制装置的结构和排列方式以及驱动方式基本相同。以第一方向传送装置141的结构为例，第一方向传送装置141的传送控制系统包括动力装置（如电机，图未示）以及受动力装置驱动的传动轴141b，第一方向传送装置141的多个第一方向导轮141a至少有两排导轮，每排有至少两个导轮并间隔地套设于一转轴141c上，每个传动轴141b上对应于每排转轴一侧设有主动轮141d，每排的转轴一端设有受主动轮带动的从动轮141e。

此外，第一镀膜室12和第二镀膜室13内各有加热装置、带靶材的阴极系统、抽气系统以及控制系统等。进片室11和出片室15内也分别具有控制系统以及真空系统。

如图1和8-11所示，镀膜时，基片25置于基片架20上，基片架20置于装片台16的导轮162上，通过导轮162传送到进片室11，再由进片室11的传送装置送到过渡室14的第一方向导轮141a，基片架20位置对准后，升降装置140下降，使基片架20的纵向导轨29b落在第二方向导轮142a上，再由其传送到第一镀膜室12的传送装置上，并定位好，即可以该镀膜室12内进行镀膜，而后基片架20再通过镀膜传送装置传送到过渡室14的第二方向导轮142a，再由其传送到第二镀膜室13的传送装置上，在第二镀膜室13中进行镀膜，镀好膜层后再传回到过渡室14内，如需要进行两层以上镀膜，基片架20通过第二方向导轮142a以及两个镀膜室内的导轮来回传动，完成所有镀膜后，停留在过渡室14内固定位置，升降装置140使基片架20上升到进出片室方向传送装置后，通过进出片室方向传送装置送基片架20至出片室15，再送到卸片台17上，再通过其它装置收集镀好膜的基片25，即完成整个镀膜操作。

上述磁控溅射镀膜机具有两个以上镀膜室12、13，各镀膜室12、13之间分别连通于过渡室14，通过过渡室14作为中间过渡，基片在其中一个镀膜室经过镀膜后，转入过渡室14再送入下一个镀膜室进行镀膜，直到基片上镀有全部所需膜层。这样可以充分利用过渡室14，一个镀膜机10中进行多种膜材的镀膜操作，全程所有膜层的镀膜连续化进行，镀膜操作按步有序进行，提高生产节拍和生产效率。而且，镀膜机用一套进片室11和出片室15，降低生产成本，提高生产效率，过渡室14可衔接所需的镀膜室，设备灵活性高。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims

1.一种磁控溅射镀膜机，其包括进片室、镀膜室、过渡室、出片室以及用于承载镀膜基片的基片架，其特征在于，所述镀膜室包括两个以上镀膜室，所述过渡室具有进料端和出料端，所述进片室衔接于过渡室的进料端以将基片架送到过渡室，所述出片室衔接于过渡室的出料端以接收过渡室送出的基片架，每个镀膜室分别连通于所述过渡室，所述过渡室用于将基片架在各镀膜室之间切换，使每个镀膜室分别对基片架上的基片进行镀膜；所述镀膜室至少包括第一镀膜室和第二镀膜室，所述进片室与出片室位于过渡室相对两侧，所述第一镀膜室和第二镀膜室位于过渡室的另一相对两侧，所述过渡室内设有升降装置以及安装于升降装置顶部的第一方向传送装置，所述过渡室内还设有第二方向传送装置，所述第一方向传送装置和所述第二方向传送装置之间有高度差，通过升降装置的升降及其上的传送装置的传送操作将基片架在镀膜室与进片室或出片室之间切换，所述第一方向传送装置的第一方向为进/出片室传送方向、镀膜室传送方向中的一个，则所述第二方向传送装置的第二方向为进/出片室传送方向、镀膜室传送方向中的另一个。

2.如权利要求1所述的磁控溅射镀膜机，其特征在于，所述基片架底部设有双边正交导轨，所述双边正交导轨包括横向导轨和纵向导轨。

3.如权利要求2所述的磁控溅射镀膜机，其特征在于，所述第一方向传送装置包括多个第一方向导轮，所述第二方向传送装置包括多个第二方向导轮，所述基片架的横向导轨和纵向导轨分别对应于第一方向导轮和第二方向导轮并能沿着相对应的导轮滑动。

4.如权利要求3所述的磁控溅射镀膜机，其特征在于，所述过渡室内还设有靠近升降装置且与第一方向导轮在同一路线上的第一方向过渡导轮，以及靠近升降装置并与第二方向导轮在同一路线上的第二方向过渡导轮。

5.如权利要求3所述的磁控溅射镀膜机，其特征在于，所述过渡室内还设有定位测量系统，用于使所述基片架进入过渡室时定位于升降装置的第一方向传送装置上预定位置。

6.如权利要求3所述的磁控溅射镀膜机，其特征在于，所述进片室与出片室内分别具有进片传送装置和出片传送装置，所述进片传送装置和出片传送装置分别包括沿进/出片室传送方向设置的多个进片导轮和多个出片导轮，所述多个进片导轮、多个出片导轮与多个第一方向导轮位于同一水平面，每个镀膜室内分别具有各自的镀膜传送装置，每个镀膜传送装置包括沿着镀膜室传送方向设置的多个镀膜传送导轮，各镀膜室内的镀膜传送导轮与多个第二方向导轮位于同一水平面。

7.如权利要求6所述的磁控溅射镀膜机，其特征在于，所述第一方向传送装置、第二方向传送装置、进片传送装置、出片传送装置以及各镀膜传送装置中的每个传送装置分别具有传送控制系统，每个传送控制系统包括动力装置以及受动力装置驱动的传动轴，每个传送装置的多个导轮至少有两排导轮，每排有至少两个导轮并间隔地套设于一转轴上，每个传动轴上对应于每排转轴一侧设有主动轮，每排的转轴一端设有受主动轮带动的从动轮。

8.如权利要求2所述的磁控溅射镀膜机，其特征在于，所述基片架包括四面围合中间镂空的框架，所述框架限定镂空区域的内侧边缘设有台阶用于放置基片，所述框架在靠近台阶的周边位置设有用于垫基片的塑胶垫块以及对基片定位的塑胶定位块，所述镂空区域装设有可调滑块，所述框架对边分别设有滑槽，所述可调滑块的两端可滑动地安装于滑槽中。

9.如权利要求7所述的磁控溅射镀膜机，其特征在于，在所述进片室的进料侧设有装片台，在所述出片室的出料侧设有卸片台，所述装片台设有装片传送装置和装片控制系统，所述卸片台设有卸片传送装置和卸片控制系统，所述装片传送装置和卸片传送装置分别包括支撑并传送基片架的多个导轮，所述装片控制系统和卸片控制系统分别用于驱动所述多个导轮滚动以传送基片架，所述装片传送装置和卸片传送装置的多个导轮与所述第一方向传送装置、第二方向传送装置、进片传送装置、出片传送装置以及各镀膜传送装置中的各传送装置的导轮结构和排列方式相同，所述装片控制系统和卸片控制系统和各个室内的传送控制系统的结构和驱动方式相同。