CN106271373B - 滚花刀和滚花系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滚花刀和滚花系统，包括：刀杆，刀杆包括用于与机床相连的安装端和未连接机床的压花端，刀杆用以实现机床进给；滚花单元，滚花单元套装在刀杆上，用于对环件结构断口进行表面滚花处理；锁紧装置，位于刀杆的压花端，用于使滚花单元固定于刀杆上。本发明通过刀杆实现滚花单元与机床的连接，滚花单元套装在刀杆上，并通过锁紧装置进行固定。滚花单元与刀杆之间配合，通过机床进给，使滚花单元与环件结构断口表面产生挤压，实现滚花单元对环件结构断口表面的滚花处理。通过机床进给滚花刀能够使对环件结构断口的环纹进行标准化处理，提高产品的合格率和稳定性，降低异常率，降低产品制造成本。

Description

滚花刀和滚花系统

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种滚花刀和滚花系统。

背景技术

在半导体溅射工艺中，为了提高溅射沉积的均匀性，通常在溅射设备中安置环件结构，以约束溅射粒子的运动轨迹，也就是说，所述环件结构在溅射过程中起到聚焦高能量粒子的作用。

具体的，参考图1，示出了现有技术中溅射设备的结构示意图。

溅射靶材10设置于待沉积表面11的上方，环件结构12设置于溅射靶材10与待沉积表面11之间。高能粒子13轰击溅射靶材10产生的颗粒物部分落在待沉积表面11上，还有部分被吸附在环件结构断口12的表面。

现有技术在环件结构12断口的表面设置有凹凸的花纹，提高环件结构断口12表面的粗糙程度，以增加环件结构对颗粒物的吸附能力。而环件结构断口表面的花纹是否标准，对所述环件结构在溅射过程中能否较好地实现聚焦高能粒子具有很大的影响。现有技术中往往采用滚花工艺在所述环件结构断口12表面压滚花纹。

但是现有技术中常采用的手动滚花方法无法实现标准化，影响产生花纹的合格率及稳定性。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种滚花刀和滚花系统，以实现滚花方法的标准化，提高滚花花纹的合格率以及稳定性。

为解决上述问题，本发明提供一种滚花刀，包括：

刀杆，所述刀杆包括用于与机床相连的安装端和未连接机床的压花端，所述刀杆用以实现机床进给；

滚花单元，所述滚花单元套装在所述刀杆上，用于对所述环件结构断口进行表面滚花处理；

锁紧装置，位于所述刀杆的压花端，用于使所述滚花单元固定于所述刀杆上。

可选的，所述滚花刀还包括套装在所述刀杆上且位于滚花单元和锁紧装置之间的至少1个垫片。

可选的，所述滚花刀还包括套装在所述刀杆上且位于滚花单元和锁紧装置之间的弹簧垫片。

可选的，所述滚花单元包括至少1个滚花轮，所述滚花轮套装在所述刀杆上，并能够绕所述刀杆转动。

可选的，所述滚花轮呈环形，包括外圆周面和内圆周面，所述外圆周面上设置有凹凸的花纹。

可选的，所述花纹包括斜纹。

可选的，所述滚花单元包括第一滚花轮和第二滚花轮，所述第一滚花轮外圆周面上的斜纹与所述第二滚花轮外圆周面上的斜纹倾斜方向相反，用于在环件结构断口上形成网状花纹。

可选的，所述外圆周面上设置有环绕所述滚花轮轴线的凹槽，所述花纹位于所述凹槽内。

可选的，所述凹槽沿滚花轮径向的截面为弧形。

可选的，所述弧形凹槽的曲率半径在1.7mm到1.8mm范围内。

可选的，所述刀杆压花端的端面内设置有螺孔，所述螺孔内有内螺纹，所述锁紧装置表面设置有外螺纹，所述锁紧装置通过螺旋方式实现与所述刀杆的连接。

本发明还提供一种滚花系统，包括：

本发明所提供的滚花刀；

与所述滚花刀相连的机床，用于对所述滚花刀施加进给以实现对所述环件结构断口的表面滚花处理。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明通过刀杆实现滚花单元与机床的连接，滚花单元套装在所述刀杆上，并通过锁紧装置进行固定。所述滚花单元与刀杆之间配合，通过机床进给，使滚花单元与环件结构断口表面产生挤压，实现滚花单元对环件结构断口表面的滚花处理。通过机床进给滚花刀能够使对环件结构断口的环纹进行标准化处理，提高产品的合格率和稳定性，降低异常率，降低产品制造成本。

可选的，本发明可选方案中，所述滚花单元包括第一滚花轮和第二滚花轮，所述第一滚花轮和所述第二滚花轮上的斜纹方向相反，通过分别采用两个滚花轮进行两次滚花处理，能够使滚花后所述环件结构断口表面的花纹交叉，产生网状花纹。

附图说明

图1是现有技术中溅射设备的结构示意图；

图2至图6是本发明滚花刀一实施例的结构示意图；

图7是本发明滚花系统一实施例的使用示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中采用手动滚花方法处理环件结构断口无法实现滚花标准化，容易产生滚花不均匀等问题。现结合现有技术中环件滚花工艺的过程分析原因：

现有技术中，对环件结构断口的滚花处理中，基本是通过手动滚花实现的。但是手动滚花无法实现滚花效果的标准化，容易出现花纹不均匀等缺点。而且手动滚花步骤较多，过程复杂。

此外，进行手动滚花的滚花技术人员，需要长时间的学习和实践，才熟练掌握手动滚花的技术，对产能的提高造成较大影响。

为解决所述技术问题，本发明提供一种滚花刀，包括：

刀杆，所述刀杆包括用于与机床相连的安装端和未连接机床的压花端，所述刀杆用以实现机床进给；滚花单元，所述滚花单元套装在所述刀杆上，用于对所述环件结构断口进行表面滚花处理；锁紧装置，位于所述刀杆的压花端，用于使所述滚花单元固定于所述刀杆上。

本发明通过刀杆实现滚花单元与机床的连接，滚花单元套装在所述刀杆上，并通过锁紧装置进行固定。所述滚花单元与刀杆之间配合，通过机床进给，使滚花单元与环件结构断口表面产生挤压，实现滚花单元对环件结构断口表面的滚花处理。通过机床进给滚花刀能够使对环件结构断口的环纹进行标准化处理，提高产品的合格率和稳定性，降低异常率，降低产品制造成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图2和图3，其中图2示出了本发明滚花刀一实施例的结构示意图，图3示出了图2中所示滚花刀的拆解示意图。

需要说明的是，所述滚花刀用于对溅射工艺中使用的环件结构断口进行表面滚花处理，所述滚花刀通过机床进给实现滚花处理。具体的，所述滚花刀包括：

刀杆100，所述刀杆包括用于与机床(图中未示出)相连的安装端(图中未示出)和未连接机床的压花端，所述刀杆100用于实现机床进给。

具体的，本实施例中，所述刀杆100为圆柱形，所述刀杆100与机床相连的一端为安装端(图中未标示)，用以传递机床的进给。

结合参考图4，示出了图2中刀杆100中A-A’线的剖视图。

所述刀杆100未连接机床一端为压花端(图中未标示)，所述压花端的端面内设置有螺孔101。

所述螺孔101内设置有内螺纹，用于与锁紧装置500相配合实现锁紧功能。

继续参考图2和图3，所述滚花刀还包括套装在所述刀杆100上的滚花单元200，用于对所述环件结构断口进行表面滚花处理。

具体的，所述滚花单元200包括至少一个滚花轮210，所述滚花轮210套装在所述刀杆100上，并能够以所述刀杆100为轴进行转动。

本实施例中，所述滚花轮210呈环形，包括外圆周面201和内圆周面202。

其中，所述内圆周面202形成一中心通孔，用于安装所述刀杆100，所述滚花轮210可以在垂直所述刀杆100的平面内，做以所述刀杆100为轴线的自转。所述滚花轮210与所述刀杆100之间活动配合，所述滚花轮210与环件结构断口产生挤压，并通过机床进给，实现滚花轮210的自转。

需要说明的是，为了使所述滚花轮210套装在所述刀杆100上，所述刀杆100的压花端需所述滚花轮210的中心通孔相匹配。也就是说，所述刀杆100压花端的直径比所述刀杆100其他部分的直径小，且略小于所述滚花轮210内圆周面202的直径，以便于实现所述滚花轮210的装配以及所述滚花轮210在所述刀杆100上的转动。此外，所述刀杆100压花端的长度H₁₂略大于所述滚花轮210的厚度H₂₁，以便于调整所述滚花轮210沿刀杆100方向上的位置。

还需要说明的是，为了避免所述环件结构断口过于“尖锐”，而导致在溅射过程中发生放电现象，所述环件结构的断口为弧形设计。因此，为了与所述环件结构断口表面形状相匹配，本实施例中，所述滚花轮210的外圆周201面上设置有环绕所述滚花轮210轴线的凹槽205。

具体的，所述凹槽205沿滚花轮210径向的横截面为弧形。此外，本实施例中，所述环件结构断口弧形的曲率半径为1.56mm。因此，为了与之相适应，本实施例中，所述凹槽205的曲率半径R在1.7mm到1.8mm范围内。

参考图5和图6，示出了图2中所述滚花轮210的结构示意图。

本实施例中，所述滚花轮210外圆周面的花纹包括斜纹。

需要说明的是，当所述滚花轮外圆周面的花纹为斜纹时，所述滚花单元200包括第一滚花轮211和第二滚花轮212，所述第一滚花轮211外圆周面上的斜纹与所述第二滚花轮212外圆周面上的斜纹倾斜方向相反。

本实施例中，所述第一滚花轮211外圆周面上的斜纹为从右上向左下延伸，为向右倾斜的斜纹；所述第二滚花轮212外圆周面上的斜纹为从左上向右下延伸，为向左倾斜的斜纹，即第一滚花轮211外圆周面上的斜纹与所述第二滚花轮212外圆周面上的斜纹倾斜方向相反。

在所述环件结构断口表面进行滚花处理，是为了增加所述断口表面的粗糙程度，以增加所述环件结构的吸附能力，因此，当所述花纹为网状花纹时，所述环件结构的吸附能力更好。所以为了实现在所述断口上产生网状花纹，本实施例中，所述环件结构断口需要经过两次滚花处理。首先采用第一滚花轮211对所述环件结构断口进行滚花处理，滚花后，在所述环件结构断口表面形成为向左倾斜的花纹；接着再用第二滚花轮212对所述环件结构断口再次进行滚花处理，滚花后，在所述环件结构断口表面形成向右倾斜的花纹。第二次滚花以后，两次滚花形成的花纹相互交叉，形成网状花纹。

继续参考图2和图3，所述滚花刀还包括锁紧装置300，所述锁紧装置300位于所述刀杆100的压花端，用于使所述滚花单元200固定于所述刀杆100上。

如前所述，所述刀杆100的压花端端面内设置有螺孔101，所述螺孔101内设有内螺纹，所述锁紧装置300表面设置有外螺纹，所述锁紧装置300通过螺旋方式固定于所述螺孔101内，以实现锁紧装置300与所述刀杆100的连接。

需要说明的是，采用螺旋方式实现所述锁紧装置300与所述刀杆100之间连接的做法仅为一示例，本发明其他实施例中可以选择例如卡扣等其他连接方式，本发明对此不做限制。

此外，所述滚花刀还包括至少一个垫片400，所述垫片400套装在所述刀杆上，且位于所述滚花单元200和锁紧装置300之间，用于调节所述滚花单元200在所述刀杆100上的位置。

具体的，所述垫片400套装在所述锁紧装置300和所述滚花单元200之间，通过改变所述垫片400的数量，对所述滚花单元200在所述刀杆100上的套装位置进行调节。

为了使所述滚花轮与所述环件结构的高度相当以获得较好的滚花效果，本实施例中，在所述锁紧装置300和所述滚花轮210之间设置有2个垫片。

进一步，本实施例中，在所述垫片400和所述锁紧装置300之间还包括弹簧垫片500。由于弹簧垫片500有一个拱高，能够在锁紧装置300拧紧之后，通过拱高的变化，给所述锁紧装置300施加额外的力，增大锁紧装置300表面的外螺纹和所述螺孔101中内螺纹之间的摩擦力，从而起到放松的作用，此外，所述弹簧垫片500还可以通过拱高的变化起到缓冲和减震的作用。更重要的是，通过利用弹簧垫片500拱高的变化，可以实现滚花单元200在刀杆100上位置的微调。

相应的，本发明还提供一种滚花系统，包括：

本发明所提供的滚花刀；与所述滚花刀相连的机床，用于对所述滚花刀施加进给以实现对环件结构断口的表面滚花处理。

参考图7，示出了本发明滚花系统一实施例的使用示意图。

所述滚花系统包括：滚花刀1000，所述滚花刀1000为本发明提供的滚花刀，具体方案参考前滚花刀的实施例，在此不再赘述。

为实现对所述环件结构3000断口进行表面滚花处理，需将所述环件结构3000断口表面与所述滚花刀1000中滚花轮的外圆周面相贴合。因此本实施例中，所述滚花刀1000的刀杆与所述环件结构3000断口表面平行。且所述环件结构3000断口的延伸方向(本实施例中，所述环件结构3000断口的延伸方向为垂直图面的方向)与所述滚花刀1000的刀杆方向互相垂直。

所述滚花系统还包括与所述滚花刀1000相连的机床2000，用于对所述滚花刀1000施加进给以实现对所述环件结构3000断口表面进行滚花处理。

需要说明的是，本实施例中，所述滚花刀的滚花单元包括第一滚花轮和第二滚花轮。所述第一滚花轮外圆周面的花纹为向右倾斜的斜纹，所述第二滚花轮外圆周面的花纹为向左倾斜的斜纹。因此，为获得吸附能力更好的网状花纹，本实施例中需要进行两次滚花。

具体的，在进行滚花处理过程时，将装有第一滚花轮的所述滚花刀1000装配至所述机床2000相应位置后，首先调整所述滚花刀1000的高度。本实施例中，调整所述滚花刀1000的高度，使所述滚花刀1000中滚花轮的厚度中心与所述环件结构的厚度中心一致，完成对刀。完成对刀后，设置机床的运行参数，进行滚花。

具体的，所述运行参数包括压入量、进给量等。本实施例中，对所述环件结构3000断口进行表面滚花处理过程中，设置压入量为0.5mm，进给量为F50。

经过一次滚花后，在所述环件结构3000的断口上形成向左倾斜的斜纹。

之后，更换所述滚花刀1000上的滚花轮，并将装有第二滚花轮的滚花刀1000装配至所述机床2000相应位置，再次调整滚花刀1000的高度，进行对刀。

对刀完成后，再次设置机床运行参数，进行滚花。需要说明的是，采用第二滚花轮进行滚花时机床的运行参数与采用第一滚花轮进行滚花时的机床运行参数相同，以获得均匀的网状花纹，

第二次滚花后，在所述环件结构3000的断口上形成向右倾斜的斜纹，与第一次滚花形成的向左倾斜的斜纹相互交叉，形成网状花纹。

综上，本发明通过刀杆实现滚花单元与机床的连接，滚花单元套装在所述刀杆上，并通过锁紧装置进行固定。所述滚花单元与刀杆之间配合，通过机场进给，使滚花单元与环件结构断口表面产生挤压，实现滚花单元对环件结构断口表面的滚花处理。通过机床进给滚花刀能够使对环件结构断口的环纹进行标准化处理，提高产品的合格率和稳定性，降低异常率，降低产品制造成本。此外，本发明可选方案中，所述滚花单元包括第一滚花轮和第二滚花轮，所述第一滚花轮和所述第二滚花轮上的斜纹方向相反，通过分别采用两个滚花轮进行两次滚花处理，能够使滚花后所述环件结构断口表面的花纹交叉，产生网状花纹。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种滚花刀，用于对溅射工艺中使用的环件结构断口进行表面滚花处理，所述环件结构断口弧形的曲率半径为1.56mm，所述滚花刀通过机床进给实现滚花处理，其特征在于，包括：

刀杆，所述刀杆包括用于与机床相连的安装端和未连接机床的压花端，所述刀杆用以实现机床进给；

滚花单元，所述滚花单元套装在所述刀杆上，用于对所述环件结构断口进行表面滚花处理，所述滚花单元包括至少1个滚花轮，所述滚花轮的外周面上设置有凹槽，所述凹槽沿滚花轮径向的截面为弧形，弧形凹槽的曲率半径在1.7mm到1.8mm范围内，凹槽内具有凹凸的花纹；

锁紧装置，位于所述刀杆的压花端，用于使所述滚花单元固定于所述刀杆上。

2.如权利要求1所述的滚花刀，其特征在于，所述滚花刀还包括套装在所述刀杆上且位于滚花单元和锁紧装置之间的至少1个垫片。

3.如权利要求1所述的滚花刀，其特征在于，所述滚花刀还包括套装在所述刀杆上且位于滚花单元和锁紧装置之间的弹簧垫片。

4.如权利要求1所述的滚花刀，其特征在于，所述滚花轮套装在所述刀杆上，并能够绕所述刀杆转动。

5.如权利要求4所述的滚花刀，其特征在于，所述滚花轮呈环形。

6.如权利要求5所述的滚花刀，其特征在于，所述花纹包括斜纹。

7.如权利要求6所述的滚花刀，其特征在于，所述滚花单元包括第一滚花轮和第二滚花轮，所述第一滚花轮外圆周面上的斜纹与所述第二滚花轮外圆周面上的斜纹倾斜方向相反，用于在环件结构断口上形成网状花纹。

8.如权利要求5所述的滚花刀，其特征在于，所述凹槽环绕所述滚花轮轴线。

9.如权利要求1所述的滚花刀，其特征在于，所述刀杆压花端的端面内设置有螺孔，所述螺孔内有内螺纹，所述锁紧装置表面设置有外螺纹，所述锁紧装置通过螺旋方式实现与所述刀杆的连接。

10.一种滚花系统，用于对溅射工艺中使用的环件结构断口进行表面滚花处理，其特征在于，包括：

如权利要求1～9任一项权利要求所述的滚花刀；

与所述滚花刀相连的机床，用于对所述滚花刀施加进给以实现对所述环件结构断口的表面滚花处理。