CN108179396A - 环形循环连续式真空镀膜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环形循环连续式真空镀膜装置，包括主腔体、主真空系统及镀膜工艺组件，主腔体设置有主腔室、可开合的进料口，还包括转盘、转盘升降机构、转盘转动机构、进料腔室、若干个工艺腔室及进料子腔室真空系统，转盘转动机构驱动转盘水平转动，将待镀工件在进料腔室及各个工艺腔室之间传递，转盘升降机构驱动转盘升降，将进料腔室及工艺腔室在与主腔室联通的状态及独立真空腔室的状态之间切换，主真空系统将主腔室及各个工艺腔室进行真空处理，进料子腔室真空系统将进料腔室单独进行真空处理，不同的镀膜工艺组件安装于各工艺子腔体，实现不同的镀膜功能。本发明可在一个真空腔内实现环形循环连续式、低成本的镀膜生产。
Description
技术领域
本发明属于真空镀膜设备技术领域，具体涉及一种环形循环连续式真空镀膜装置。
背景技术
现有的真空镀膜设备按照真空设备中真空腔的数目可分为单体式镀膜机及连续式镀膜设备。
单体式镀膜机通常是有一个真空腔体及抽气系统组成，真空镀膜工艺模块装载在腔体上，在达到所需真空度时，启用所需真空镀膜工艺模块，来实现材料表面的加工，单一腔体导致产品进出料时需要开关门，不能对产品进行连续生产，这会大大降低生产效率，增大人工成本，而且生产的不连续性造成实际生产中的产品差异性增大，一定程度上会影响产品质量。
自动连续式真空镀膜设备是多个独立的镀膜腔组成的线性连续真空镀膜装置，具有连续不间断生产、工艺稳定、生产节拍短的特点，目前大量应用于工业生产。线性连续式真空镀膜设备可以大大提高生产的自动化程度，提高生产效率，提高良品率。
现有技术中的线性连续式真空镀膜设备包含具有复数独立的镀膜腔、具有清洁缓冲腔及缓冲真空腔的缓冲真空装置、具有前置准备腔及完成腔的准备装置、传送装置及包括复数闸门的闸门单元。
线性连续式真空镀膜设备结构复杂，多个独立的镀膜腔需要配置多个高真空泵组，大量闸门的使用，增加了生产成本、生产时间、生产空间，复杂的设备增加了待镀工件传动的难度，多个腔体的存在也使增加了生产过程中故障维修的难度和成本，线性连续式镀膜设备的高门槛大大提高了企业的使用成本；对于一些小尺寸的工件，目前的连续式加工需要大量的人力装、卸载，很难实现连续化生产。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可在一个真空腔内实现对产品环形循环连续式镀膜生产的低成本真空涂层装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括主腔体、主真空系统及镀膜工艺组件，所述的主腔体内设置有主腔室，所述的主真空系统将主腔室进行真空处理，所述的主腔体设置有可开合的进料口，其特征在于：还包括转盘、转盘转动机构、转盘升降机构、进料子腔体、至少2个工艺子腔体及进料子腔室真空系统，所述的转盘转动机构驱动转盘水平转动设置于主腔室内，所述的进料子腔体及工艺子腔体安装于主腔体顶部上盖板，所述的进料子腔体及两个以上工艺子腔体位于转盘上方并沿转盘环形周向等距排布，所述的进料子腔体及工艺子腔体底部设置有朝向转盘的密封口，所述的转盘在转盘升降机构驱动其上升时，将进料子腔体的密封口密封并构成进料腔室，将工艺子腔体的密封口密封并构成工艺腔室，所述的进料子腔室真空系统将进料腔室单独进行真空处理，所述的转盘上方用于放置待镀工件，并在转盘转动机构驱动其转动时将待镀工件在进料腔室及各工艺腔室之间传递，所述的镀膜工艺组件安装于工艺子腔体对应的主腔体顶部上盖板且各镀膜工艺组件的功能不同。
本发明进一步设置为：所述的转盘升降机构包括安装于主腔体并位于转盘下方的侧升降气缸及中升降气缸，所述的侧升降气缸驱动设置有与转盘放置待镀工件位置下方相抵的侧升降板，所述的中升降气缸驱动设置有中升降板，所述的中升降板设置有与转盘中部相抵的支撑杆。
本发明进一步设置为：所述的转盘转动机构包括安装于主腔体并位于转盘下方的转盘电机，所述的转盘电机驱动设置有转盘电机轴，所述的转盘电机轴与转盘周向联动。
本发明进一步设置为：所述的进料口设置于主腔体顶部并与进料腔室相联通，所述的进料口设置有可开合的封闭门板及将封闭门板锁定的锁定机构。
本发明进一步设置为：所述的主腔体上盖板与各工艺子腔体对应位置设置有安装口，各所述的镀膜工艺组件可拆卸的安装于相对应的工艺子腔体的安装口位置。
本发明进一步设置为：所述的镀膜工艺组件为磁控溅射模块或电弧离子镀模块或离子清洗模块或离子辅助化学气相沉积模块或化学气相沉积模块。
与现有技术相比，本发明提供的环形循环连续式真空镀膜装置，具有如下实质性区别和显著性进步：
1）在一台单腔真空设备中可以连续不间断镀膜加工。
2）设备简单，没有使用闸门控制真空，降低了机械加工难度，降低了设备成本及维护成本。
3）设备生产节拍短、操作简单，大大提高了生产效率。
4）设备镀膜工艺组件可换性强，可对待镀工件进行多种工艺的加工。
5)设备真空维持方式简单，可在同一节拍中实现不同工艺的同时使用。
总之，本发明所提供的环形循环连续式真空镀膜装置，不仅可在一个真空室内实现工件涂层的连续不间断生产，而且可对同一批次工件进行多种工艺的复合加工；环形循环连续式真空镀膜装置的简单实用化，可以大大降低设备的成本，提高生产效率，降低生产成本。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的立体图；
图2为本发明具体实施方式的结构示意图；
图3为本发明具体实施方式转盘转动机构及转盘升降机构的结构示意图；
图4为本发明具体实施方式中上盖底部的立体图；
图5为本发明具体实施方式的起始进料循环示意图；
图6为本发明具体实施方式的循环进料工作示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明：
为便于描述，本发明中，对真空装置真空的获得与恢复大气进行简要阐述。
真空装置是用结构金属碳钢、不锈钢等焊接装配而成，为获得所需要的真空度，需要对真空装置装载抽气系统，一般抽气系统分为两部分：粗抽系统、精抽系统，粗抽系统一般包括大抽速的机械泵、罗茨泵、由气缸及电磁阀控制的前级阀组成，精抽系统包括一套或多套高真空抽气泵及高真空泵的前级泵组；真空获得的过程是：启动粗抽系统的泵组及前级阀对真空装置进行抽气，待达到一定真空度时，使用精抽系统对真空装置进行进一步的抽气，直至达到所需要的本底真空；真空装置的恢复大气过程就是启动设备上装配的放气阀，通入空气或保护气，使得真空装置恢复到标准大气压。
本发明中用到的进料子腔室真空系统没有画出，为使得该发明能够高效优质的产出，下列说明中高真空抽气泵配置了分子泵及低温泵。
如图1至2所示，本发明公开了一种环形循环连续式真空镀膜装置，包括主腔体1、主真空系统2及镀膜工艺组件3，主腔体1内设置有主腔室11，主腔体1从上而下由上盖板16、主真空室壁17及底盘18组成，主真空系统2将主腔室11进行真空处理，主腔体1设置有可开合的进料口12，还包括转盘4、转盘转动机构、转盘升降机构、进料子腔体5、工艺子腔体6及进料子腔室真空系统7，转盘转动机构驱动转盘4水平转动设置于主腔室11内，进料子腔体5及工艺子腔体6安装于主腔体1上盖板16，进料子腔体5及两个以上工艺子腔体6位于转盘4上方并沿转盘4环形周向等距排布，进料子腔体5及工艺子腔体6底部设置有朝向转盘4的密封口，转盘4在转盘升降机构驱动其上升时，将进料子腔体5的密封口密封并构成进料腔室51，将工艺子腔体6的密封口密封并构成工艺腔室61，进料子腔室真空系统7将进料腔室51单独进行真空处理，转盘4上方用于放置待镀工件，并在转盘转动机构驱动其转动时将待镀工件在进料腔室51及各工艺腔室61之间传递，镀膜工艺组件3安装于工艺子腔体6对应的主腔体顶部上盖板16且各镀膜工艺组件3的功能不同。
如图1及图4所示，上盖板16设置有主真空系统2（即分子泵组）、镀膜工艺组件3、真空腔体检测设备接口163及水冷加热接口164，上盖板16与主真空系统2通过螺栓固定安装，镀膜工艺组件3包括磁控溅射组块、离子清洗组块、离子镀弧源组块、PECVD电极组块、CVD组块，可通过上盖板16相对应的工艺腔室61的预留口装配，上盖板16还设有两个连接进料子腔室真空系统的进料抽气口166，进料抽气接口166通过管道接头167与进料子腔体5连接，并外接真空抽气系统的粗抽泵系统、低温泵及恢复大气压的放气阀，真空腔体检测设备接口163、水冷加热接口164、进料子腔体5及工艺子腔体6通过焊接固定在上盖板16上，进料子腔体5及工艺子腔体6由上盖板16连为一体，同步上升下降，工艺子腔体6的数量可按需设置，在本发明实施方式中优选三个，配合一个进料子腔体5，以90°的夹角排布于转盘4上方，排布方式如图，分别为进料腔室a101，工艺腔室a102，工艺腔室b103，工艺腔室c104，进料腔室a101可以通过进料抽气口166中外接放气阀，实现封闭门板13的开关，从而放入及取出产品，产品在四个真空腔的运转过程是从进料腔a101→工艺腔a102→工艺腔b103→工艺腔c103→出料腔a101。
如图2及图3所示，转盘升降机构包括安装于主腔体1并位于转盘4下方的侧升降气缸41及中升降气缸42，侧升降气缸41驱动设置有与转盘4放置待镀工件位置下方相抵的侧升降板411，中升降气缸42驱动设置有中升降板421，中升降板421设置有与转盘4中部相抵的支撑杆422，采用双升降结构，使升降位置更加针对，保证升降平稳性的同时保证侧升降板411设置有密封圈及安装密封圈的安装槽，对转盘边缘位置进行二次密封，侧升降板411与转盘4之间存在1-5mm缝隙的调节间隙。
转盘转动机构包括安装于主腔体1并位于转盘4下方的转盘电机434，转盘电机43驱动设置有转盘电机轴431，转盘电机轴431与转盘4周向联动，转盘电机轴431与转盘电机43之间还设置有具有升降空间的联轴器432，可使转盘电机轴431在转盘升降时，仍在联轴器432内，保持转盘电机43与转盘电机轴431周向驱动配合。
进料口12设置于主腔体1顶部并与进料腔室51相联通，进料口12设置有可开启的封闭门板13及将封闭门板13锁定的锁定机构14，锁定机构14为现有构件，未在附图中具体描述。
主腔体1上盖板16与各工艺子腔体6对应位置设置有安装口15，各镀膜工艺组件3可拆卸的安装于相对应的工艺子腔体6的安装口15位置。
镀膜工艺组件3为磁控溅射模块或电弧离子镀模块或离子清洗模块或离子辅助化学气相沉积模块或化学气相沉积模块。
如图5所示，根据生产工艺要求，更换镀膜工艺组件3，装配完成后，控制侧升降气缸41及中升降气缸42，使得转盘4与升降板下降到起始位置，此时整个装置为一个真空室，分别按照操作流程依次启动装配在上盖板16的进料抽气接口166的进料子腔室真空系统、低温泵及上盖15的主真空系统2，待整个真空室真空度达到一定的本底真空时，控制侧升降气缸41及中升降气缸42，使得进料子腔体5、工艺子腔体6、侧升降板411及转盘4形成四个相互独立的真空小腔体，即进料腔室a101，工艺腔室a102，工艺腔室b103，工艺腔室c104，关闭进料子腔室真空系统的真空阀，打开进料抽气接口166外接的放气阀恢复大气压，打开封闭门板13，将产品A组放在转盘4与进料腔室a101对应的位置上，重新启动进料抽气接口166外接的进料子腔室真空系统的真空阀，待抽到一定真空度时，调节侧升降气缸41及中升降气缸42，使进料子腔体5及工艺子腔体6与转盘4分离，启动转盘电机434，使载有A组产品的转盘转动，到工艺腔室a102的位置，启动工艺腔室a102中的镀膜工艺组件3，此时，将产品B组放在转盘4与进料腔室a101对应的位置上，重复上述动作，挂有产品A组的挂具会经过工艺腔室b103、工艺腔室c104、被各工艺腔室的不同功能的镀膜工艺组件3逐步处理，最后从进料腔室a101被取出，完成所有加工，产品B、产品C等会依次进入镀膜工艺的加工流程中，如图6所示，在连续式生产过程中，每个进料腔室及工艺腔室同时同步加工，提高生产效率。
Claims (6)
1.一种环形循环连续式真空镀膜装置，包括主腔体、主真空系统及镀膜工艺组件，所述的主腔体内设置有主腔室，所述的主真空系统将主腔室进行真空处理，所述的主腔体设置有可开合的进料口，其特征在于：还包括转盘、转盘转动机构、转盘升降机构、进料子腔体、至少2个工艺子腔体及进料子腔室真空系统，所述的转盘转动机构驱动转盘水平转动设置于主腔室内，所述的进料子腔体及工艺子腔体安装于主腔体顶部上盖板，所述的进料子腔体及两个以上工艺子腔体位于转盘上方并沿转盘环形周向等距排布，所述的进料子腔体及工艺子腔体底部设置有朝向转盘的密封口，所述的转盘在转盘升降机构驱动其上升时，将进料子腔体的密封口密封并构成进料腔室，将工艺子腔体的密封口密封并构成工艺腔室，所述的进料子腔室真空系统将进料腔室单独进行真空处理，所述的转盘上方用于放置待镀工件，并在转盘转动机构驱动其转动时将待镀工件在进料腔室及各工艺腔室之间传递，所述的镀膜工艺组件安装于工艺子腔体对应的主腔体顶部上盖板且各镀膜工艺组件的功能不同。
2.根据权利要求1所述的环形循环连续式真空镀膜装置，其特征在于：所述的转盘升降机构包括安装于主腔体并位于转盘下方的侧升降气缸及中升降气缸，所述的侧升降气缸驱动设置有与转盘放置待镀工件位置下方相抵的侧升降板，所述的中升降气缸驱动设置有中升降板，所述的中升降板设置有与转盘中部相抵的支撑杆。
3.根据权利要求1所述的环形循环连续式真空镀膜装置，其特征在于：所述的转盘转动机构包括安装于主腔体并位于转盘下方的转盘电机，所述的转盘电机驱动设置有转盘电机轴，所述的转盘电机轴与转盘周向联动。
4.根据权利要求1所述的环形循环连续式真空镀膜装置，其特征在于：所述的进料口设置于主腔体顶部并与进料腔室相联通，所述的进料口设置有可开合的封闭门板及将封闭门板锁定的锁定机构。
5.根据权利要求1所述的环形循环连续式真空镀膜装置，其特征在于：所述的主腔体上盖板与各工艺子腔体对应位置设置有安装口，各所述的镀膜工艺组件可拆卸的安装于相对应的工艺子腔体的安装口位置。
6.根据权利要求1所述的环形循环连续式真空镀膜装置，其特征在于：所述的镀膜工艺组件为磁控溅射模块或电弧离子镀模块或离子清洗模块或离子辅助化学气相沉积模块或化学气相沉积模块。
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