CN106893996A - 立式磁控溅射镀膜用的偏压结构及其夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种立式磁控溅射镀膜用的偏压结构及其夹持装置，该偏压结构包括相对于待镀膜基片固定的一对安装座，设置于一对安装座之间的偏压部，设置于每个安装座和偏压部之间的扭簧，每个扭簧的第一端部相对于偏压部固定，第二端部相对于相应的安装座固定，以使得偏压部能够弹性偏压到待镀膜基片上，并且偏压部具有与待镀膜基片接触且相互间隔开的第一偏压面和第二偏压面。由于偏压结构与待镀膜基片之间具有相互间隔开的第一偏压面和第二偏压面，能够保证偏压结构和待镀膜基片充分接触面积的前提下，避免局部温升过高造成的局部应力集中问题，从而避免如400℃～500℃工艺温度下因夹持点应力过大造成的产品破碎问题。
Description
技术领域
本公开涉及镀膜技术领域，具体地，涉及一种立式磁控溅射镀膜用的偏压结构和使用该偏压结构的夹持装置。
背景技术
磁控溅射镀膜技术在玻璃行业的应用由来已久，其原理是应用在真空状态下，通入精确控制量的工艺气体，在强电磁场交互作用下产生电离，冲击阴极靶材，产生等离子体放电，靶材原料经辉光放电过程，并在磁场作用下高速飞向阳极过程中附着于待镀膜产品表面，与表面形成类似共价键结构的分子结合力，从而形成一层附着于产品表面的金属(或者非金属及其氧化物)膜层，该膜层的光学或电学效应或两者的综合效用可用于相关的领域。
在电子级镀膜领域，为避免靶材掉落及其他灰尘类物质落于产品表面，而形成膜层不良，多采用立式镀膜系统。
在立式连续镀膜系统中，需对要镀膜的物品放置于传送承载器上，并进行夹持固定，以满足连续生产的要求。
现有的物料承载器夹子系统的形式，存在与被夹持物料接触面积小，夹子夹持力度受镀膜系统内部温度升降变化影响大，对玻璃热胀冷缩尺寸变化适应能力差等问题，易造成玻璃破碎、掉片等问题，从而降低了镀膜产品的成品率，同时增大设备停机清理腔室内部及由于玻璃破损造成的设备零部件更换及检修频率，不适用于当前的例如大世代尺寸面板玻璃连续镀膜生产的需求。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，该偏压结构与待镀膜基片的接触面积大，且能避免局部应力集中的问题，提高产品的成品率。
本公开的另一个目的是提供一种立式磁控溅射镀膜用的夹持装置，该夹持装置能够稳固地保持待镀膜基片大致处于竖直状态，且能提高待镀膜基片的成品率。
根据本公开的一个方面，本公开提供一种立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，包括相对于待镀膜基片固定的一对安装座，设置于所述一对安装座之间的偏压部，设置于每个安装座和所述偏压部之间的扭簧，每个扭簧的第一端部相对于所述偏压部固定，第二端部相对于相应的所述安装座固定，以使得所述偏压部能够弹性偏压到所述待镀膜基片上，并且所述偏压部具有与所述待镀膜基片接触且相互间隔开的第一偏压面和第二偏压面。
可选地，每个安装座和所述偏压部开设有首尾相接且沿轴向延伸的第一凹槽，一对所述扭簧沿轴向对齐并分别嵌入到相应的所述第一凹槽中，所述安装座上还开设有沿轴向延伸且与每个第一凹槽相连通的第二凹槽，所述偏压结构还包括穿过所述偏压部上的转轴，该转轴穿过一对所述扭簧且两端分别嵌入到所述第二凹槽中。
可选地，所述转轴相对于所述偏压部固定，并且可转动地设置于所述第二凹槽中。
可选地，所述偏压部包括形成为沿垂直于所述轴向延伸的条形板本体，以及设置在该条形板本体上且沿轴向间隔设置的一对耳板，所述一对耳板套设于所述转轴上，并且所述条形板本体的位于所述一对耳板轴向的相对两侧分别形成有部分的所述第一凹槽。
可选地，所述条形板本体上形成有沿垂直于所述轴向延伸且与所述第一凹槽相连通的第三凹槽，所述安装座上形成有平行于所述第三凹槽且与所述第一凹槽相连通的第四凹槽，所述扭簧的第一端部嵌入并限位于所述第三凹槽中，所述扭簧的第二端部嵌入并限位于所述第四凹槽中。
可选地，所述偏压部还包括固定到所述条形板本体的远离所述转轴的端部上的压块，所述第一偏压面和第二偏压面形成于所述压块上。
可选地，所述压块的背离所述条形板本体的端面形成为朝向所述条形板本体凹陷的“几”字型结构，所述第一偏压面和第二偏压面分别形成于所述“几”字型结构的相对两端上。
可选地，所述压块由Vespel Polyimide(全芳香族聚酰亚胺树脂)制成。
可选地，所述扭簧为由铬镍铁基合金制成。
可选地，所述安装座由钛基合金制成。
根据本公开的另一方面，提供一种立式磁控溅射镀膜用的夹持装置，包括形成为回字形结构的固定支架，该回字形结构的内周壁上形成有沿周向延伸的L形止挡结构，所述回字形结构上还固定有本公开提供的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，其中，所述偏压部将所述待镀膜基片压紧到所述L形止挡结构中。
通过上述技术方案，使用时在待镀膜基片的一侧设置止挡机构，另一侧利用一对扭簧产生的扭矩使得偏压部弹性偏压到待镀膜基片的另一侧上，从而通过二者的协同配合，分别从待镀膜基片的相对两侧牢牢地夹紧待镀膜基片，保证其能够保持竖立状态，从而满足连续生产的要求。另外，由于本公开的偏压结构与待镀膜基片之间具有相互间隔开的第一偏压面和第二偏压面，从而能够在保证偏压结构和待镀膜基片充分的接触面积的前提下，避免局部温升过高造成的局部应力集中问题，从而避免如400℃～500℃工艺温度下因夹持点应力过大造成的产品破碎问题，及由产品破碎导致的设备停机清理而影响产品的成品率，降低设备使用率，增加维修操作人员工作强度等问题。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开的一示例性实施方式提供的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构的沿一个方向的立体图；
图2是根据本公开的一示例性实施方式提供的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构的沿另一个方向的立体图；
图3是根据本公开的一示例性实施方式提供的安装座和偏压部的立体示意图；
图4是根据本公开的一示例性实施方式提供的立式磁控溅射镀膜用的夹持装置的下部的正视图；
图5是图4中A部的局部放大图；
图6是根据本公开的一示例性实施方式提供的立式磁控溅射镀膜用的夹持装置的下部的偏压结构的剖面示意图。
附图标记说明
10安装座 11第一凹槽 12第二凹槽
13第三凹槽 14第四凹槽 20偏压部
21条形板本体 22耳板 30扭簧
40转轴 50压块 51第一偏压面
52第二偏压面 60固定支架 61L形止挡结构
62第二垫片 63第一垫片 70待镀膜基片
100偏压结构
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“轴向”具体是指扭簧的中心轴线的方向，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
如图1至图6所示，本公开提供一种立式磁控溅射镀膜用的偏压结构100，包括相对于待镀膜基片70固定的一对安装座10，设置于一对安装座10之间的偏压部20，设置于每个安装座10和偏压部20之间的扭簧30，即，该偏压结构包括一对间隔设置的扭簧30，每个扭簧30的第一端部相对于偏压部20固定，第二端部相对于相应的安装座10固定，以使得偏压部20能够弹性偏压到待镀膜基片70上。换言之，该偏压部20可以相对于该一对安装座10摆动，并且偏压部20具有与待镀膜基片70接触且相互间隔开的第一偏压面51和第二偏压面52。
这样，使用时在待镀膜基片的一侧设置止挡机构，另一侧利用一对扭簧产生的扭矩使得偏压部弹性偏压到待镀膜基片的另一侧上，从而通过二者的协同配合，分别从待镀膜基片的相对两侧牢牢地夹紧待镀膜基片，保证其能够保持竖立状态，从而满足连续生产的要求。另外，由于本公开的偏压结构与待镀膜基片之间具有相互间隔开的第一偏压面51和第二偏压面52，即偏压结构具有彼此间隔开的双偏压面，从而能够在保证偏压结构和待镀膜基片充分的接触面积的前提下，最大限度分散接触应力，避免局部温升过高造成的局部应力集中问题，从而避免如400℃～500℃工艺温度下因夹持点应力过大造成的产品破碎问题，及由产品破碎导致的设备停机清理而影响产品的成品率，降低设备使用率，增加维修操作人员工作强度等问题。
即，本公开的偏压部20具有压紧状态和释放状态，在压紧状态时，偏压部20弹性偏压到待镀膜基片上，在释放状态时，偏压部20在外力的作用下与待镀膜基片脱离接触，从而实现对待镀膜基片的拆卸。如图1所示，为了保证偏压部20能够稳定地摆动，从而便于偏压部20切换压紧状态和释放状态，每个安装座10和偏压部20开设有首尾相接且沿轴向延伸的第一凹槽11。即，第一凹槽11的一部分形成于安装座10上，另一部分形成于偏压部20上。一对扭簧30沿轴向对齐并分别嵌入到相应的第一凹槽11中，从而实现对扭簧30的限位。安装座10上还开设有沿轴向延伸且与每个第一凹槽11相连通的第二凹槽12，偏压结构还包括穿过偏压部20上的转轴40，即偏压部20套设于转轴40上，该转轴40穿过一对扭簧30且两端分别嵌入到第二凹槽12中。这样，通过转轴40使得偏压部20可以稳定地相对于一对安装座10进行往复摆动，从而提高偏压结构的性能可靠性。
其中，转轴40可以相对于该一对安装座10固定，并且偏压部20可以相对于该转轴40转动。为了便于装配时偏压部20的安装定位，且提高偏压结构的整体紧凑性，同时方便外力轻松地开启该偏压结构，如图1和图3所示，转轴40相对于偏压部20固定，例如该转轴40可以以过盈配合的方式装配到偏压部20上。并且可转动地设置于第二凹槽12中。这样，在切换偏压部20的压紧状态和释放状态时，转轴40和偏压部20始终同步转动，从而可以避免该偏压结构松垮，提高其紧凑性，另外，由于转轴40和偏压部20同时转动，能够更快地消耗扭簧存储的角能量，从而更轻松地开启该偏压结构。此外，装配时，可以首先将转轴40装配到偏压部20上，再将装配有偏压部20的转轴40的两端穿过扭簧30，并嵌入到相应的第二凹槽12中，即可完成组装，从而避免了将转轴40装配到安装座10上后还需要再对偏压部20进行定位，提高装配效率。
进一步地，为提高偏压部20和转轴40转动的稳定性，偏压部20包括形成为沿垂直于轴向延伸的条形板本体21，以及设置在该条形板本体21上且沿轴向间隔设置的一对耳板22，一对耳板22套设于转轴40上。这样，条形板本体21通过结构简单的一对耳板22套设于转轴40上进行转动，就可以保证偏压部20相对于安装座10转动的稳定性。为利于空间布置，条形板本体21的位于一对耳板22轴向的相对两侧分别形成有部分的第一凹槽11。
进一步地，为利于空间布设，提高整个偏压结构的结构紧凑性，方便一对扭簧的安装固定，如图1和图3所示，条形板本体21上形成有沿垂直于轴向延伸且与第一凹槽11相连通的第三凹槽13，安装座10上形成有平行于第三凹槽13且与第一凹槽11相连通的第四凹槽14，扭簧30的第一端部嵌入并限位于第三凹槽13中，扭簧30的第二端部嵌入并限位于第四凹槽14中。在装配前，扭簧的第一端部和第二端部之间的夹角例如可以为90°，装配时通过反向旋拧第一端部和第二端部中的一者，并与另一者大致平行，并最终将第一端部嵌入并限位于第三凹槽13，同时第二端部嵌入并限位于第四凹槽14中，从而使得扭簧可以施加扭矩到偏压部上，以压紧待镀膜基片。
进一步地，为使得偏压部20的两个偏压面能够在扭簧的作用下足够牢靠地对待镀膜基片实现偏压固定，如图1所示，偏压部20还包括固定到条形板本体21的远离转轴40的端部上的压块50，即条形板本体21的沿垂直于轴向的两个端部中，压块50位于远离该转轴40的端部上，这样，在扭簧相同的扭矩作用下，利用杠杆原理可以使得开启偏压部20所需的外力更大，从而可以最大限度地避免制程过程中对靠近转轴40端部的误触发，即使得压块50的偏压面脱离待镀膜基片，保证偏压部20的偏压稳定性。具体地，第一偏压面51和第二偏压面52形成于压块50上。
其中，为方便稳定地偏压待镀膜基片，如图1和图3所示，压块50的背离条形板本体21的端面形成为朝向条形板本体21凹陷的“几”字型结构，第一偏压面51和第二偏压面52分别形成于“几”字型结构的相对两端上，这样，保证了压块50与待镀膜基片充分的接触面积，且能缩小压块50的整体温升差，避免因应力集中而造成的产品破裂。
由于Vespel Polyimide(全芳香族聚酰亚胺树脂)具有良好的耐热性和耐磨耗性，该压块50可以由Vespel Polyimide制成。
为适应扭簧30在高温环境下工作的需求，该扭簧30由耐高温材料制成，具体地，扭簧30可以为由铬镍铁基合金制成。这样，可以重新测试并核算扭簧不同温度点的扭矩，确定相对应的扭簧截面形式。
为适应偏压结构耐高温的工作环境，该偏压结构的主要零部件例如安装座10、转轴40可以由钛基合金制成。由于钛基合金高温下变形量小，能够最大限度减少因整个偏压结构高温变形导致的夹持应力集中，以及由于变形导致的夹持失效。
如图4至图6所示，本公开还提供一种立式磁控溅射镀膜用的夹持装置，包括形成为回字形结构的固定支架60，该回字形结构的内周壁上形成有沿周向延伸的L形止挡结构61，回字形结构上还固定有上文介绍的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构100，其中，偏压部20将待镀膜基片70压紧到L形止挡结构61中，从而使得待镀膜基片70大致保持呈竖立的状态。具体地，该回字形结构上可以相应地分别形成有容纳上述转轴40和扭簧30的容纳槽，即转轴40和扭簧30的一部分容纳在偏压结构中相对应的凹槽中，一部分容纳在回字形结构上的相对应的容纳槽中，从而实现转轴40和扭簧30的限位，进而实现偏压结构的稳固安装。另外为方便解除偏压结构对待镀膜基片的偏压，回字形结构上还可以形成有避让上述偏压部20的靠近转轴的端部的避让槽。这样，当偏压结构安装到固定支架上后，通过例如气缸等动力机构朝向靠近待镀膜基片的一侧推顶该条形板本体上的靠近转轴的端部，从而使得该条形板本体上的远离转轴的端部的压块朝向远离待镀膜基片的一侧摆动，从而易于实现该偏压结构的开启。
具体地，该L形止挡结构61包括用于供待镀膜基片70的板面贴靠的第一侧壁，以及与该第一侧壁相连且用于止挡待镀膜基片70的侧面的第二侧壁。进一步地，为避免固定支架60直接与待镀膜基片70相接触，保护待镀膜基片70，如图6所示，该夹持装置还可以包括设置在该L形止挡结构61的第二侧壁上的第二垫块62，以及设置在该L形止挡结构61的第一侧壁上的第一垫块63。更进一步地，为适应偏压结构耐高温的工作环境，该第一垫块63和第二垫块62可以采用耐高温的工程复合材料制成，例如可以采用上述的Vespel Polyimide(全芳香族聚酰亚胺树脂)制成。
因此，使用本公开提供的夹持装置，可以显著降低偏压结构的使用数量，并且相应地降低夹持装置的开启机构数量，降低设备成本，简化设备，同时可以使夹持装置的维修保养简单化，降低劳动强度。
另外，通过实验，发现本公开提供的夹持装置相较于其他类型的夹持装置在生产过程中的破片率可降低90％以上，并且相较于其他类型的夹持装置在生产过程中的设备当机率可降低80％以上。
另外本公开提供的夹持装置适用于立式镀膜连续生产系统，尤其适合于大世代显示器面板连续生产系统的物料承载台车使用，建议使用于五代线及以上系统。对于小尺寸面板及手机面板的生产制造过程，也可实现夹持点部位减少的效果。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，其特征在于，包括相对于待镀膜基片(70)固定的一对安装座(10)，设置于所述一对安装座(10)之间的偏压部(20)，设置于每个安装座(10)和所述偏压部(20)之间的扭簧(30)，每个扭簧(30)的第一端部相对于所述偏压部(20)固定，第二端部相对于相应的所述安装座(10)固定，以使得所述偏压部(20)能够弹性偏压到所述待镀膜基片(70)上，并且所述偏压部(20)具有与所述待镀膜基片(70)接触且相互间隔开的第一偏压面(51)和第二偏压面(52)。
2.根据权利要求1所述的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，其特征在于，每个安装座(10)和所述偏压部(20)开设有首尾相接且沿轴向延伸的第一凹槽(11)，一对所述扭簧(30)沿轴向对齐并分别嵌入到相应的所述第一凹槽(11)中，所述安装座(10)上还开设有沿轴向延伸且与每个第一凹槽(11)相连通的第二凹槽(12)，所述偏压结构还包括穿过所述偏压部(20)上的转轴(40)，该转轴(40)穿过一对所述扭簧(30)且两端分别嵌入到所述第二凹槽(12)中。
3.根据权利要求2所述的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，其特征在于，所述转轴(40)相对于所述偏压部(20)固定，并且可转动地设置于所述第二凹槽(12)中。
4.根据权利要求2或3所述的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，其特征在于，所述偏压部(20)包括形成为沿垂直于所述轴向延伸的条形板本体(21)，以及设置在该条形板本体(21)上且沿轴向间隔设置的一对耳板(22)，所述一对耳板(22)套设于所述转轴(40)上，并且所述条形板本体(21)的位于所述一对耳板(22)轴向的相对两侧分别形成有部分的所述第一凹槽(11)。
5.根据权利要求4所述的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，其特征在于，所述条形板本体(21)上形成有沿垂直于所述轴向延伸且与所述第一凹槽(11)相连通的第三凹槽(13)，所述安装座(10)上形成有平行于所述第三凹槽(13)且与所述第一凹槽(11)相连通的第四凹槽(14)，所述扭簧(30)的第一端部嵌入并限位于所述第三凹槽(13)中，所述扭簧(30)的第二端部嵌入并限位于所述第四凹槽(14)中。
6.根据权利要求4所述的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，其特征在于，所述偏压部(20)还包括固定到所述条形板本体(21)的远离所述转轴(40)的端部上的压块(50)，所述第一偏压面(51)和第二偏压面(52)形成于所述压块(50)上。
7.根据权利要求6所述的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，其特征在于，所述压块(50)的背离所述条形板本体(21)的端面形成为朝向所述条形板本体(21)凹陷的“几”字型结构，所述第一偏压面(51)和第二偏压面(52)分别形成于所述“几”字型结构的相对两端上。
8.根据权利要求1所述的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，其特征在于，所述扭簧(30)为由铬镍铁基合金制成。
9.根据权利要求1所述的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构，其特征在于，所述安装座(10)由钛基合金制成。
10.一种立式磁控溅射镀膜用的夹持装置，其特征在于，包括形成为回字形结构的固定支架(60)，该回字形结构的内周壁上形成有沿周向延伸的L形止挡结构(61)，所述回字形结构上还固定有根据权利要求1至9中任意一项所述的立式磁控溅射镀膜用的偏压结构(100)，其中，所述偏压部(20)将所述待镀膜基片(70)压紧到所述L形止挡结构(61)中。
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