CN106893993A - 溅射镀膜设备及其镀膜腔室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种溅射镀膜设备及其镀膜腔室，镀膜腔室包括：外壳，所述外壳围成镀膜腔，所述外壳包括底壁、前壁及与所述前壁相对的后壁；阴极，设置于所述前壁上，且沿所述前壁排列；基架，可滑动地设置于所述底壁上，所述基架的运动方向与所述阴极排列的方向一致；支架，可转动地设置于所述基架上，所述支架能够承载样品；及，驱动机构，用于驱动所述支架转动。上述溅射镀膜设备及其镀膜腔室，采用了基架、支架及驱动机构相配合的结构，从进样到镀膜再到出样的过程中，样品均随着基架移动，以实现连续生产。同时，驱动机构能够驱动支架转动，以实现对非平面异形样品各个表面上的均匀镀膜。

Description

溅射镀膜设备及其镀膜腔室
技术领域
本发明涉及镀膜技术，特别是涉及溅射镀膜设备及其镀膜腔室。
背景技术
随着科学技术的发展，真空镀膜技术得到了飞速的发展。薄膜技术可以改变工件表面性能，提高工件耐磨损、抗氧化和耐腐蚀等性能，从而延长工件的使用寿命。薄膜技术也可以实现光学、电学、半导体薄膜器件的制备，具有很高的经济价值。磁控溅射技术可以制备各种超硬膜、耐腐蚀摩擦薄膜、超导薄膜、磁性薄膜、光学薄膜以及各种具有特殊功能的薄膜，在工业薄膜制备领域的应用非常广泛。
目前，产业化的磁控溅射的设备主要分为两种类型：第一种为流水线式镀膜设备，设备通常为线性结构，包括多个腔室。生产时，样品基架放好样品后，从进样腔室进入，通过过渡腔室进入镀膜腔室，然后在镀膜腔室完成镀膜工艺后经由过渡腔室到出样腔室，基架可通过回架导轨回到进样腔室侧，取出成品后，重新安放需要镀膜样品，又可进入进样腔室，完成循环。缓冲室的设计可以实现不破环镀膜室真空条件下连续进出样，实现流水线生产。
第二种为单体式镀膜设备，设备通常为圆柱形结构，结构比较简单，在腔壁的内侧均匀分布磁控溅射阴极部分，腔室正中心位置为主样品架，一般为圆柱形，可自转。主样品架上有许多圆形样品架，同样可以自转，镀膜时，先打开门阀，将样品架上放好样品后关上门阀，抽到合适真空后，让主样品架和次样品架同时自转，开始溅射镀膜，镀膜结束并待温度冷却后，将腔室放大气，打开门阀，拿出样品。
传统的溅射镀膜设备都有着相应的缺点，对于第一种设备而言，其只能实现单面镀膜，当需要在一些样品的多个表面镀膜时，只能依次在不同面分次镀上薄膜，这样不仅增加了镀膜所需要的时间，同时工件表面的薄膜的均匀性也得不到保证。
对于第二种设备，每次更换样品需要重新将设备放大气，一次只能生产一批样品，不能连续生产，并且在溅射工艺中需要对设备内进行加热，而为防止设备高温下被氧化，镀膜结束后必须等设备温度冷却下来，才能通入大气，取出样品，增加了工艺耗费时间。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够连续生产，且实现多面镀膜的溅射镀膜设备及其镀膜腔室。
一种镀膜腔室，包括：
外壳，所述外壳围成镀膜腔，所述外壳包括底壁、前壁及与所述前壁相对的后壁；
阴极，设置于所述前壁上，且沿所述前壁排列；
基架，可滑动地设置于所述底壁上，所述基架的运动方向与所述阴极排列的方向一致；
支架，可转动地设置于所述基架上，所述支架能够承载样品；及
驱动机构，用于驱动所述支架转动。
在其中一个实施例中，所述驱动机构包括：
锯齿导轨，设置于所述前壁或所述后壁上，所述锯齿导轨为条状结构，其上带有锯齿；及
齿轮，与所述支架相联动，所述齿轮与所述锯齿导轨相啮合；
其中，所述基架滑动，所述锯齿导轨与所述齿轮相配合，以带动所述支架转动。
在其中一个实施例中，所述支架的一端穿设所述基架，且与所述齿轮相连接，所述基架开设有用于避位所述齿轮的避位孔，所述齿轮穿设所述避位孔并与所述锯齿导轨相啮合。
在其中一个实施例中，所述基架还包括支架连接座，所述支架固定于所述支架连接座，且所述支架通过所述支架连接座与所述基架相连接。
在其中一个实施例中，所述基架还包括轴承，所述支架连接座通过所述轴承与所述齿轮可转动连接。
在其中一个实施例中，所述支架连接座的端部开设有安装孔，所述支架的一端穿设于所述安装孔中。
在其中一个实施例中，所述安装孔为两个相对设置的半圆形孔，所述支架的一端相对设置有两个截面为半圆形的插入部，两个所述插入部分别与两个所述半圆形孔相配合。
在其中一个实施例中，还包括基架导轨，所述基架可滑动地设置于所述基架导轨上。
在其中一个实施例中，所述支架为多个，多个支架在所述基架上均匀排布。
一种溅射镀膜设备，包括依次相连的进样腔室、第一过渡腔室、上述镀膜腔室、第二过渡腔室及出样腔室。
上述溅射镀膜设备及其镀膜腔室，采用了基架、支架及驱动机构相配合的结构，从进样到镀膜再到出样的过程中，样品均随着基架移动，以实现连续生产。同时，驱动机构能够驱动支架转动，以实现对非平面异形样品各个表面上的均匀镀膜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为本发明一实施例中溅射镀膜设备的结构图；
图2为图1所示镀膜腔室的具体结构图；
图3为图1所示镀膜腔室的另一角度的具体结构图；及
图4为图2所示镀膜腔室中支架及支架连接座的具体结构图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明一实施例中的溅射镀膜设备10，包括进样腔室100、第一过渡腔室200、镀膜腔室300、第二过渡腔室400及出样腔室500。进样腔室100、第一过渡腔室200、镀膜腔室300、第二过渡腔室400及出样腔室500之间依次相连接。溅射镀膜设备10还可包括回架导轨600，通过回架导轨600对样品进行传输。
具体在工作时，样品(图未标)可安装在基架350上，由进样区域(图未示)进入进样腔室100。进样腔室100抽真空之后进入第一过渡腔室200，然后进入镀膜腔室300进行镀膜。镀膜完成后，样品从第二过渡腔室400进入到出样腔室500，通入大气，通过回架导轨600回到出样区域(图未示)，准备进行下一批样品的镀膜。样品在整个镀膜过程中随基架350移动，以实现流水化作业，实现连续生产。
请一并参阅图2至图3，镀膜腔室300包括外壳310、阴极330、基架350、支架370及驱动机构390。外壳310围成镀膜腔311。外壳310包括底壁312、前壁314及与前壁314相对的后壁316。阴极330设置于前壁314上。阴极330可为多个，多个阴极330沿前壁314排列。
需要指出的是，外壳310还包括其它结构，如与底壁312相对应的上壁(图未标)、侧壁(图未标)及门阀(图未标)等。
基架350可滑动地设置于底壁312上，基架350的运动方向与阴极330排列的方向一致。具体在本实施例中，镀膜腔室300还包括基架导轨320，基架350可滑动地设置于基架导轨320上，并与外部动力机构相连接，以驱动基架350在基架导轨320上运动。
支架370设置于基架350上，支架370能够承载样品。具体的，支架370与基架350之间可转动地连接。驱动机构390用于驱动支架370转动。
支架370可为多个，多个支架370在基架350上均匀排布。通过在基架350上设置多个支架370，可以同时对多个样品进行镀膜，实现了批量化的快速生产。
具体在工作时，镀膜腔室300被磁场所覆盖。样品进入进样腔室100后，对镀膜腔室300按工艺需要调整温度，以通过磁控溅射的方式在样品表面形成薄膜层。样品随基架350移动，以实现连续生产。同时，驱动机构390驱动支架370转动，以实现对非平面异形样品各个表面上的均匀镀膜。
具体在本实施例中，请参阅图3，驱动机构390包括锯齿导轨392及齿轮394。锯齿导轨392设置于后壁316。锯齿导轨392为条状结构，其上带有锯齿。锯齿导轨392的延伸方向与基架导轨320的延伸方向相平行。可以理解，锯齿导轨392也可以设置于前壁314上。
支架370的一端穿设基架350，且与齿轮394相连接。基架350开设有用于避位齿轮394的避位孔(图未标)，齿轮394穿设避位孔并与锯齿导轨392相啮合。基架350滑动，在滑动过程中，齿轮394与锯齿导轨392上的锯齿产生相对的运动，锯齿导轨392上的锯齿向齿轮394施加转动力，以带动支架370转动。
具体的，支架370的一端穿设基架350，且与齿轮394相连接。基架350开设有用于避位齿轮394的避位孔，齿轮394穿设避位孔并与锯齿导轨392相啮合。
上述驱动机构390，采用齿轮394与锯齿导轨392相配合的方式，实现了支架370的转动，进而带动样品的转动，以实现样品的均匀镀膜。整个驱动机构390结构简单，调节灵活，易于安装维护。
可以理解，上述驱动机构390还可替换为电机等动力装置，以通过主动传动的方式带动支架370转动。
基架350还可包括支架连接座380。支架370固定于支架连接座380，且支架370通过支架连接座380与基架350相连接。基架350还包括轴承(图未标)，支架连接座380通过轴承与齿轮394可转动连接，以使得支架连接座380可带动支架370转动。
请一并参阅图4，具体在本实施例中，支架连接座380的端部开设有安装孔382。支架370的一端穿设于安装孔382中。具体的，安装孔382为两个相对设置的半圆形孔，支架370的一端相对设置有两个截面为半圆形的插入部372，两个插入部372分别与两个半圆形孔相配合。
可以理解，上述安装孔382还可为其它形状，不限于上述结构。同时，插入部372的形状根据安装孔382的变化而改变。
上述溅射镀膜设备10及其镀膜腔室300，采用了基架350、支架370及驱动机构390相配合的结构，从进样到镀膜再到出样的过程中，样品均随着基架350移动，以实现连续生产。同时，驱动机构390能够驱动支架370转动，以实现对非平面异形样品各个表面上的均匀镀膜。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种镀膜腔室，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳围成镀膜腔，所述外壳包括底壁、前壁及与所述前壁相对的后壁；
阴极，设置于所述前壁上，且沿所述前壁排列；
基架，可滑动地设置于所述底壁上，所述基架的运动方向与所述阴极排列的方向一致；
支架，可转动地设置于所述基架上，所述支架能够承载样品；及
驱动机构，用于驱动所述支架转动。
2.根据权利要求1所述的镀膜腔室，其特征在于，所述驱动机构包括：
锯齿导轨，设置于所述前壁或所述后壁上，所述锯齿导轨为条状结构，其上带有锯齿；及
齿轮，与所述支架相联动，所述齿轮与所述锯齿导轨相啮合；
其中，所述基架滑动，所述锯齿导轨与所述齿轮相配合，以带动所述支架转动。
3.根据权利要求2所述的镀膜腔室，其特征在于，所述支架的一端穿设所述基架，且与所述齿轮相连接，所述基架开设有用于避位所述齿轮的避位孔，所述齿轮穿设所述避位孔并与所述锯齿导轨相啮合。
4.根据权利要求3所述的镀膜腔室，其特征在于，所述基架还包括支架连接座，所述支架固定于所述支架连接座，且所述支架通过所述支架连接座与所述基架相连接。
5.根据权利要求4所述的镀膜腔室，其特征在于，所述基架还包括轴承，所述支架连接座通过所述轴承与所述齿轮可转动连接。
6.根据权利要求4所述的镀膜腔室，其特征在于，所述支架连接座的端部开设有安装孔，所述支架的一端穿设于所述安装孔中。
7.根据权利要求6所述的镀膜腔室，其特征在于，所述安装孔为两个相对设置的半圆形孔，所述支架的一端相对设置有两个截面为半圆形的插入部，两个所述插入部分别与两个所述半圆形孔相配合。
8.根据权利要求1所述的镀膜腔室，其特征在于，还包括基架导轨，所述基架可滑动地设置于所述基架导轨上。
9.根据权利要求1所述的镀膜腔室，其特征在于，所述支架为多个，多个支架在所述基架上均匀排布。
10.一种溅射镀膜设备，其特征在于，包括依次相连的进样腔室、第一过渡腔室、如权利要求1至权利要求9任意一项所述的镀膜腔室、第二过渡腔室及出样腔室。
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