CN104818468B - 真空镀膜腔体中的三轴转基架装置 - Google Patents

真空镀膜腔体中的三轴转基架装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，包括第一齿轮组、第二齿轮组、至少一个第一传动件、第三齿轮、第四齿轮组、至少一个第二传动件、第五齿轮组、第六齿轮组；第一齿轮组包括第一上齿轮和第一下齿轮，这两个齿轮相互固定在一起并一起转动，其中第一下齿轮固定在腔体内的底板上；第二齿轮组包括第二上齿轮，第二下齿轮，第二上齿轮具有第一传动件放置孔，该第二上齿轮通过第一传动件与第二下齿轮传动连接，其中第二下齿轮的底面与第一下齿轮的顶面成滑动连接。本发明可解决如何使产品保持三轴旋转从而解决在镀膜过程中样品之间相互遮挡的现象，从而保证了样品各表面镀膜的均匀性。

Description

真空镀膜腔体中的三轴转基架装置
技术领域
本发明涉及一种在真空镀膜工序中放置在真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，其由若干个齿轮构成，通过仅采用一台电机即可实现待镀膜样品围绕三个轴心同时进行旋转，从而解决在镀膜过程中样品之间相互遮挡的现象，从而保证了样品各表面镀膜的均匀性。
背景技术
真空镀是指在真空条件下，通过蒸发、溅射或离化等方式在产品表面沉积各种金属和非金属薄膜的工艺，其主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型。需要镀膜的产品称为基片，被镀的材料称为靶材；基片通过基架固定于真空腔体中，靶材通常位于腔体周围、中心、底部或上部。其中应用最广泛的是靶材分布于腔体四周，该方式更换靶材最为方便，但在通常情况下不能保证靶材正对每串样品，远离靶材以及背对靶材的基片仅能沉积到少量薄膜。
为了解决上述问题需要依靠基片自身的旋转，目前多采用的方式为公转和自转相结合的两轴转方式，但此方式镀膜效率较低，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，使产品保持三轴旋转从而解决在镀膜过程中样品之间相互遮挡的现象，从而保证了样品各表面镀膜的均匀性。
真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，包括第一齿轮组、第二齿轮组、至少一个第一传动件、第三齿轮、第四齿轮组、至少一个第二传动件、第五齿轮组、第六齿轮组；第一齿轮组包括第一上齿轮和第一下齿轮，这两个齿轮相互固定在一起并一起转动，其中第一下齿轮固定在腔体内的底板上；第二齿轮组包括第二上齿轮，第二下齿轮，第二上齿轮具有第一传动件放置孔，该第二上齿轮通过第一传动件与第二下齿轮传动连接，其中第二下齿轮的底面与第一下齿轮的顶面成滑动连接，第二下齿轮与第三齿轮啮合连接，其中，第三齿轮安装在腔体内的电机上；第四齿轮组包括至少一个第四齿轮，每一个第四齿轮底端设置在第一传动件内与之一起运动，顶端则与第一上齿轮啮合连接；第二传动件底端设置在第四齿轮内部并与之一起运动，第五齿轮组具有至少一个第五齿轮，每一个第四齿轮的顶部均与一组第五齿轮传动连接；第六齿轮组包括至少一个第六齿轮，该第五齿轮与第六齿轮啮合连接，其中第六齿轮组活动固定在第二上齿轮表面上。
所述第一下齿轮固定在腔体内的底板上是指第一下齿轮通过连接螺钉固定在腔体的底板上，该连接螺钉采用陶瓷包覆实现第一下齿轮与腔体的绝缘。
所述第三齿轮包括上下两部分，下半部分与腔体内的电机相连并与腔体导通，上半部分与下半部分之间通过连接螺钉连接，其连接螺钉采用陶瓷包覆实现上下部分的同步旋转并绝缘。
所述第三齿轮的转动频率为6-10r/min。
所述第四齿轮的数量与第一传动件放置孔及第一传动件的数量一致，第二传动件的数量与第四齿轮的数量一致。
所述第四齿轮的数量为3-8个，第五齿轮的数量为2-5个。
所述第六齿轮的数量与第二传动件的数量一致，两个相邻的第六齿轮之间通过连接器活动固定在第二上齿轮表面上。
所述第六齿轮的直径大于第四齿轮。
所述第一传动件为中空的套筒，该套筒顶端与第二上齿轮固定在一起，底端则通过轴承与第二下齿轮固定在一起。
所述第二传动件为圆盘，其纵截面为“T”形，其顶部具有安装第五齿轮的安装孔，底部则通过轴承与第四齿轮连接在一起。
所述轴承为滚动轴承。
所述第一下齿轮顶面具有环形凹槽，第二下齿轮的底面在对应位置也具有环形凹槽，上述两个环形凹槽形成的空间内放置有滚珠。本发明的有益效果为：
1、待镀产品在第一齿轮组、第四齿轮、第六齿轮组的作用下实现三轴转，与两轴转基架相比，装炉量提高2-5倍，并能够保证所有炉内产品的均匀性镀膜；
2、整个基架结构设计简单，可靠性强，滚珠与滚动轴承保证了产品围绕三轴旋转过程中的平稳以及顺滑，避免基架抖动以及卡死现象的出现；
3、第一齿轮组与腔体之间的连接螺钉采用陶瓷包覆，第三齿轮的上下部分之间连接螺钉采用陶瓷包覆，使得基架整体与腔体绝缘，能够在镀膜过程中实现向被镀产品施加负偏压。
附图说明
图1是本发明的剖面结构示意图。
图2是本发明实施例1的俯视结构示意图。
图中1.第一齿轮组、11.第一上齿轮、12.第二下齿轮、121.凹槽、2.第二齿轮组、21.第二上齿轮、22.第二下齿轮、3.第三齿轮、4.第四齿轮组、41.第四齿轮、5.第五齿轮组、51.第五齿轮、6.第六齿轮组、6.第六齿轮、7.套筒、71.放置孔、8.圆盘、91.电机、92.轴承、93.底板、94.腔体中心轴、95.样品。
具体实施方式
在对本发明创造进行描述前，申请人在此说明一下，下面将要描述的第一齿轮组1、第二齿轮组2、第三齿轮3、第一传动件、第二传动件等部件其前面的代词只为使该部件与其他部件相区分，其并不代表特定的意义，不影响本专利的保护范围，特在此说明。
实施例1
请参考图1及图2，第一齿轮组1由第一上齿轮11和第一下齿轮12，二者之间通过连接臂进行刚性固定实现同步运动，第一下齿轮12固定于腔体底板93上，其上表面刻有环形凹槽121，该环形凹槽121中放置有滚珠。第二齿轮组2包括第二上齿轮21和第二下齿轮22，第二下齿轮22下表面刻有与第一下齿轮12上表面相同直径的环形凹槽121，将上述两个凹槽121相重合通过滚珠即可将第二下齿轮22放置于第一下齿轮12上，第二上齿轮21上表面均匀分布有5个套筒放置孔71，该放置孔71与第二下齿轮22之间固定有作为第一传动件的套筒7，第二上齿轮21及第二下齿轮22之间通过套筒7进行刚性固定实现同步运动，另外，第二下齿轮22与第三齿轮3外切，该第三齿轮3由腔体内的电机91带动实现顺时针或逆时针旋转，套筒7底部放置滚动轴承92，第四齿轮组4内的第四齿轮41的纵轴插入套筒7及滚动轴承92中，第四齿轮41与第一上齿轮11外切，第四齿轮41中心的实心孔底部放置滚动轴承92，作为第二传动件的圆盘8的纵轴插入第四齿轮41的中心孔中，圆盘8表面均匀分布3个实心孔，该孔底部放置滚动轴承92，第五齿轮组5内的第五齿轮51的纵轴插入圆盘8的实心孔中，并与第六齿轮组6内的第六齿轮61内切，第六齿轮61活动固定于第二上齿轮21表面，第五齿轮51上部固定镀膜产品。
本实施例中真空镀膜腔体中产品的装炉量为15串，与两轴转基架的5串装炉量相比提高了3倍。
实施例2：
本实施例与上述实施例区别点在于：第二上齿轮21上表面均匀分布有8个放置孔71，圆盘8表面均匀分布5个实心孔，装炉量为40串，与两轴转基架的8串装炉量相比提高了5倍。
实施例3
本实施例与上述实施例区别点在于：第二上齿轮21上表面均匀分布有3个放置孔，圆盘8表面均匀分布4个实心孔，装炉量为12串，与两轴转基架的3串装炉量相比提高了4倍。
本发明创造的运动原理及过程为：当电机92控制第三齿轮3转动时，第三齿轮3带动与其外切的第二下齿轮21围绕腔体中心轴94旋转，由于第二上齿轮21与第二下齿轮22之间通过套筒7刚性连接，因此放置于套筒7中的第四齿轮41、圆盘8、第五齿轮51、第六齿轮61均随第二下齿轮22围绕腔体中心轴94旋转，由于待镀膜样品95固定于第五齿轮51上，因此待镀膜样品95开始围绕腔体中心轴94即第一轴做公转；在第四齿轮41公转的过程中，由于与其外切的第一上齿轮11是固定不动的，因此第四齿轮41被第一上齿轮11拨动围绕自身轴心旋转，第四齿轮41上部的圆盘8、第五齿轮51随之转动，由于待镀膜样品95固定于第五齿轮51上，因此待镀膜样品95开始围绕第四齿轮41的轴心即第二轴旋转形成自转；由于第五齿轮51被固定于圆盘8表面紧随圆盘8围绕腔体中心轴94公转，因此当第五齿轮51围绕第四齿轮41的轴心旋转时，第五齿轮51与第六齿轮61不能同步旋转，第五齿轮51被第六齿轮61的内齿拨动围绕自身轴心旋转，固定于第五齿轮51上的待镀膜样品95随之围绕第五齿轮51的轴心即第三轴旋转。这样通过一台电机实现了样品95同时围绕腔体中心、第四齿轮轴心、第五齿轮轴心的三轴旋转，保证了镀膜过程中样品各表面镀膜的均匀性。

Claims (9)

1.真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，其特征在于：包括第一齿轮组、第二齿轮组、至少一个第一传动件、第三齿轮、第四齿轮组、至少一个第二传动件、第五齿轮组、第六齿轮组；第一齿轮组包括第一上齿轮和第一下齿轮，这两个齿轮相互固定在一起并一起转动，其中第一下齿轮固定在腔体内的底板上；第二齿轮组包括第二上齿轮，第二下齿轮，第二上齿轮具有第一传动件放置孔，该第二上齿轮通过第一传动件与第二下齿轮传动连接，其中第二下齿轮的底面与第一下齿轮的顶面成滑动连接，第二下齿轮与第三齿轮啮合连接，其中，第三齿轮安装在腔体内的电机上；第四齿轮组包括至少一个第四齿轮，每一个第四齿轮底端设置在第一传动件内与之一起运动，顶端则与第一上齿轮啮合连接；第二传动件底端设置在第四齿轮内部并与之一起运动，第五齿轮组具有至少一个第五齿轮，每一个第四齿轮的顶部均与一组第五齿轮传动连接；第六齿轮组包括至少一个第六齿轮，该第五齿轮与第六齿轮啮合连接，其中第六齿轮组活动固定在第二上齿轮表面上，所述第二传动件为圆盘，其纵截面为“T”形，其顶部具有安装第五齿轮的安装孔，底部则通过一个轴承与第四齿轮连接在一起。
2.根据权利要求1中所述的真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，其特征在于：所述第一下齿轮通过连接螺钉固定在腔体的底板上，该连接螺钉采用陶瓷包覆实现第一下齿轮与腔体的绝缘；所述第三齿轮包括上下两部分，下半部分与腔体内的电机相连并与腔体导通，上半部分与下半部分之间通过连接螺钉连接，其连接螺钉采用陶瓷包覆实现上下部分的同步旋转并绝缘。
3.根据权利要求1中所述的真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，其特征在于：所述第三齿轮的转动频率为6-10r/min。
4.根据权利要求1中所述的真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，其特征在于：所述第四齿轮的数量与第一传动件放置孔及第一传动件的数量一致，第二传动件的数量与第四齿轮的数量一致。
5.根据权利要求1中所述的真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，其特征在于：所述第四齿轮的数量为3-8个，第五齿轮的数量为2-5个。
6.根据权利要求1中所述的真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，其特征在于：所述第六齿轮的数量与第二传动件的数量一致，两个相邻的第六齿轮之间通过连接器活动固定在第二上齿轮表面上；所述第六齿轮的直径大于第四齿轮。
7.根据权利要求1中所述的真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，其特征在于：所述第一传动件为中空的套筒，该套筒顶端与第二上齿轮固定在一起，底端则通过一个轴承与第二下齿轮固定在一起。
8.根据权利要求1或者7中所述的真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，其特征在于：所述轴承为滚动轴承。
9.根据权利要求1中所述的真空镀膜腔体中的三轴转基架装置，其特征在于：所述第一下齿轮顶面具有环形凹槽，第二下齿轮的底面在对应位置也具有环形凹槽，上述两个环形凹槽形成的空间内放置有滚珠。
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