CN105755444A - 一种用于真空镀的可控、活动遮盖装置 - Google Patents

一种用于真空镀的可控、活动遮盖装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于真空镀的可控、活动遮盖装置，包括遮盖部分、控制部分、储存仓和基座。该发明（1）简化了包括MLCC生产在内的真空镀工艺流程，起到缩短其生产周期，提高产生效率，节约生产成本的作用，符合环保要求。（2）使一些用传统方法做不到的工艺成为可能，具有一定的创新性。

Description

一种用于真空镀的可控、活动遮盖装置
技术领域
本发明涉及真空镀工艺中的遮盖技术，尤指用于真空镀的可控、活动遮盖装置。
背景技术
目前，公知的真空镀技术知识，几乎没有一种有效实用的工艺，能够灵活控制镀层物质在工件上的着落。虽然申请公布号CN102605336A的专利公布了一种磁控方法，用于控制镀层物质的着落，但是该方法对不受电场、磁场控制的镀层物质无效，有局限性。
另一方面，目前的多层陶瓷电容（MLCC）通常采用的是以一种刮刀(DotBlade)-干式工艺或淋膜-湿式工艺制作介电陶瓷层及网版印刷制作多层内部电极方式，其内部电极受工艺限制最薄厚度一般只能到1μm，且需要以贵金属制作导电层。申请公布号CN1716473A的专利虽然公布了一种用真空镀制作MLCC的方法，该方法的明显缺点是需要用光罩蚀刻工艺处理MLCC内部电极线路，MLCC的镀制过程需要反复取出工件，造成镀制速度慢、成本高、生产过程易受空气污染。
再一方面，包括电动汽车在内的现代机电设备，对可快速充放电的大容量电池需求日益增加，以至于电池性能往往成为制约电动汽车等新技术推广的一个瓶颈。现有电动汽车所用大容量电池基本上有两种类型：锂电池和活性炭超级电池，他们都有不可克服的缺点，前者充电慢，后者比能量低，使用不当会造成电解质泄漏。
据现有技术推断，电动汽车用的理想电池有望是大容量的多层陶瓷电容（MLCC）电池，该电池具有容量大、耐压高、稳定性高、可快速反复充放电、漏电流小等优点。
发明内容
为了克服现有的真空镀技术无法控制镀层物质的灵活着落的不足，本发明提供了一种用于真空镀的可控、活动遮盖装置，该装置可以方便地控制真空镀的镀制区域，从而灵活地控制镀层物质的着落，特别适用于真空溅镀法制作多层陶瓷电容器(MLCC)，它可以大大提高MLCC陶瓷电容器的性能和降低其制作成本。该装置同时适用于真空装饰镀，可方便地在工件的不同区域镀上不同厚度的镀层，提高装饰镀的表达能力。该装置也适合于镀制厚度渐变的镀层，如用于制作渐变滤镜等。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：根据不同真空镀工艺的特性，在真空镀设备的镀源与被镀工件中间，设置一个性能不同的、可方便控制的遮盖装置，用于遮挡不需要镀制的工件表面，从而控制镀层物质在被镀工件表面的着落。
该遮盖装置一般有两种形式，第一种遮盖装置包括有一个复杂的储存仓，储存仓内有多块遮挡板，遮挡板可以在储存仓中直线运动/转动，储存仓中还设置有一套控制机构，可以控制各个遮挡板的运动，使其按镀制工艺的要求停留在适当的位置，或者适时进行恰当的运动，从而遮挡了工件不需要镀制的表面。这些遮挡板不同的位置组合/运动组合，便构成了不同的固定/变动的镀制区；第二种遮盖装置包括有一个可储存备用遮挡板的储存仓，有一个固定遮挡板的支架，有一台沿支架上导轨运行的运输小车，运输小车上有一套装夹与运送的机构，可以受控将遮挡板从储存仓运送到其遮挡的位置，精确地固定在支架上，起遮挡的作用，并且运输小车还可以反过来将遮挡板送回储存仓中。第二种遮盖装置特点是，每块遮挡板依据镀层的形状进行镂空，使得刚好能遮挡住不需要镀制的工件表面。通过更换不同的遮挡板，使每个镀制层开关不同。
本发明的有益效果是，它拓展了真空镀工艺的适用性和生产效率。它既可以快速改变遮盖物形状，使得在镀制不同形状的镀层时，不必重复地将工件取出、装进真空室，从而（1）提高镀制速度和镀制质量；（2）将真空镀的过程变成逐“点”或逐“线”镀制，从而可以镀制出厚薄不均的单一镀层及其镀层组合，可以制作特殊装饰镀件和特种光学透镜。
附图说明
图1示意说明本发明所指真空镀源1001、可控活动遮盖装置1002、被镀工件1003、承载工件的基座1004之间的相对位置关系。
图2示意说明本发明“一种用于真空镀的可控、活动遮盖装置”的一个基本应用实例，图2是图1中从真空镀源1001面向被镀工件1003的视图，图中A、B是可相向运动的一对遮盖板，C、D是可相向运动的另一对遮盖板，内外虚线围成的区域F是遮盖装置1002的储存仓和控制机构，F里面的遮盖板A、B、C、D可受控各自向镀制区E伸缩。被遮盖板A、B、C、D和储存仓F挡住后，只有阴影部分所标示的面积（即镀制区E）的工件表面暴露给真空镀源进行镀制。
图3是图2的另一个变化，镀制区E面积从方形变成接近圆形，采用类似相机快门的遮盖机构进行遮挡。
图4是本发明的另一个应用示例，其中，支架4001上面设置有导轨和定位机构，虚线所标示的运输小车4003可以在导轨上面移动，运输小车4003配置有一套复杂的机构，可以将遮盖板4002从储存仓4004中取出后，运送到支架4001的适当位置，并将遮盖板4002定位在支架4001上起遮挡作用，镀层完成镀制后，运输小车负责将遮盖板4002送回到储存仓中。遮盖板4002上有不同镂空花纹。
图5是图2的一个特例，用于示意MLCC陶瓷电容的镀制工艺，图2中的遮盖板A做成两块上下重叠、可以各自滑动的板，即遮盖板A1和遮盖板A2，两块板长宽相同且各有一个对称的缺口5004和5005，5001和5003为导电镀层，其上分别有凸出引线5006和5007（位置与5004、5005对应）,虚线5002所示是介电陶瓷层，CELL为MLCC核心部件。
图6是图4中可更换遮盖板的示例，4002-1、4002-2、4002-3分别是三块可更换的遮盖板，每块板上各有4个相同形状的镂空。
具体实施方式
本发明的主旨是改进真空镀的遮盖技术，有效控制镀制区域的形状和控制镀层各点的厚度，从而提高真空镀工艺的适应性，提高产能和产品质量，扩大镀制工艺的能力。
下面结合附图和实施例对本发明的内容进行例释，实施例中所提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
结合图1、图2、图3和图5,说明应用本发明遮盖装置如何制作MLCC电容。本示例采用磁控溅射的方法镀制MLCC的导电层金属铝和介电陶瓷层钛酸钡。
图5的遮盖装置包括有一个复杂的储存仓F，储存仓内有多块遮挡板A1、A2、B、C、D，遮挡板可以在储存仓F中直线运动，储存仓中还设置有一套控制机构，可以控制各个遮挡板的运动，使其按镀制工艺的要求停留在适当的位置，或者适时进行恰当的运动，从而遮挡了工件不需要镀制的表面。这些遮挡板不同的位置组合/运动组合，便构成了不同的固定/变动的镀制区E。
镀制过程如下，当图5中的遮盖板A1移至比遮盖板A2更靠近图2的镀制区E时，缺口5005被盖住、失效，缺口5004起作用，控制遮盖板A1、B、C、D分别定位于导电层5001的边线位置，此时的镀制区E与导电层5001的形状相同，便可以镀制铝导电层5001（图中实线所示部分）；同理，当遮盖板A2移至比遮盖板A1更靠近图2的镀制区E时，缺口5004失效、5005起作用，便可以镀制铝导电层5003；而当遮盖板A1与遮盖板A2正重叠时，缺口5004和5005皆失效，控制遮盖板A1、A2、B、C、D分别定位于5002的边线位置，又可以镀制介电陶瓷层5002（图中虚线所示部分）。当按照“5002+5001+5002+5003+……+5003+5002”的规律，隔着介电陶瓷层5002,两种铝导电层5001和5003交替重复镀制，就可以制作MLCC电容的核心部件CELL，经过后期的适当封装工艺，可以制作MLCC电容成品，CELL的电极从5006和5007引出。
本例的被镀制工件1003是一块绝缘塑料基板，封装后，该基板可以成为MLCC外壳的一部分。
实施例2
结合图4、图5和图6,说明应用本发明遮盖装置如何制作MLCC电容。本示例采用磁控溅镀的方法镀制MLCC的导电层金属铝和介电陶瓷层钛酸钡。
如图4所示遮盖装置包括有一个可储存备用遮挡板4002的储存仓4004，有一个固定遮挡板的支架4001，有一台沿支架运行的运输小车4003，车上有一套装夹与运送的机构，可以受控将遮挡板4002从储存仓4004运送到其遮挡的位置，精确地固定在支架4001上，起遮挡的作用，并且运输小车还可以反过来将遮挡板送回储存仓中。
镀制过程如下，当图4中遮盖板4002共有三块，即分别做成图6中的遮挡板4002-1,遮挡板4002-2和遮挡板4002-3形状，他们分别按图5中铝导电层5001、5003和介电陶瓷层5002的形状进行镂空，使得一次镀制可以做成4个相同的MLCC电容核心部件CELL，当运输小车4003按照“4002-3、4002-1、4002-3、4002-2、……、4002-2、4002-3”的顺序，将遮挡板4002-1,遮挡板4002-2和遮挡板4002-3分别送至其遮挡位置，进行各层镀制时，可分别镀制介电陶瓷层5002和两极铝导电层5001和5003,并最终镀制成4个相同的MLCC电容核心部件CELL，镀制完成后进行适当的裁切，并按实施例1中相同的后期封装方法制作MLCC电容成品。
本例的被镀制工件1003是一块绝缘塑料基板，封装后，可以成为MLCC外壳的一部分。
实施例3
结合图1、图2,说明应用本发明遮盖装置如何镀制渐变镀层，图2中的E区为镀制区，当调整遮盖板A、B、C、D的相对位置，可以让镀制区E变成一条细缝（横缝或竖缝），镀制过程中改变镀制区E的大小及移动，就可以镀制出厚度变化的镀层，这种镀制方法还可以根据需要配上可旋转的基座1004，产生多种变化效果的镀层。
当镀制区E为一个细小面积时，通过控制遮盖板A、B、C、D的运动，可以移动镀制区E，从而镀制各种不同的花纹图案。不同材质和不同厚度的镀层有不同的性能与颜色，其组合可以构成色彩丰富的工件装饰面。

Claims (8)

1.一种用于真空镀的可控、活动遮盖装置，包括位于被镀工件与真空镀源之间的可控活动遮盖物、用于控制遮盖物动作的控制装置、储存备用遮盖物的储存仓、放置被镀工件的基座，其特征在于：所述遮盖物在真空镀制过程中是活动的、可控的。
2.根据权利要求1所述的用于真空镀的可控、活动遮盖装置，其特征在于：所述遮盖物在镀制过程中既可以更换，也可以改变遮挡位置或形状，或者是其组合。
3.根据权利要求1所述的用于真空镀的可控、活动遮盖装置，其特征在于：所述遮盖物可以是板状的遮盖板，也可以是其他形状。
4.根据权利要求1所述的用于真空镀的可控、活动遮盖装置，其特征在于：所述储存仓用于储存不在遮挡状态的遮盖物，或遮盖物的一部分。
5.根据权利要求1所述的用于真空镀的可控、活动遮盖装置，其特征在于：所述遮盖装置可以是集中置于一个真空室中，也可以是分开置于多个真空室中。
6.根据权利要求1所述的用于真空镀的可控、活动遮盖装置，其特征在于：所述用于固定被镀工件的基座可以是固定的，也可以是可控移动的，或可控旋转的。
7.根据权利要求1所述的用于真空镀的可控、活动遮盖装置，其特征在于：所述控制的形式可以是有线电子控制、无线电子控制、机械控制或气液控制。
8.根据权利要求1所述的用于真空镀的可控、活动遮盖装置，其特征在于：所述控制的方法可以是电子自动控制、机械自动控制或人工控制。
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