CN108977785A - 一种磁控溅镀装置 - Google Patents
一种磁控溅镀装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108977785A CN108977785A CN201810989365.XA CN201810989365A CN108977785A CN 108977785 A CN108977785 A CN 108977785A CN 201810989365 A CN201810989365 A CN 201810989365A CN 108977785 A CN108977785 A CN 108977785A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotating shaft
- box body
- workbench
- target
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 abstract description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/50—Substrate holders
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明属于溅镀技术领域，具体的说是一种磁控溅镀装置，包括箱体、靶材、环形磁铁、工作台、待镀工件、驱动装置、电源、导气系统和排气系统，箱体内部通过水平设置隔板分为上下两部分，隔板的下方中间位置竖直设置有圆筒，圆筒的两端分别与隔板和箱体的底部相连，箱体侧壁设置有排气孔；靶材设置在隔板的下底面，箱体的底部设置有工作台；待镀工件放置在工作台上；环形磁铁位于靶材的上方；驱动装置位于箱体内部，驱动装置用于实现环形磁铁在箱体内的运动，从而使靶材表面的磁场分布均匀；电源正极与待镀工件相连接，电源负极与靶材相连接。本发明能够使靶材表面的磁场分布均匀，同时，能够对靶材和工件进行散热，提高了镀层的质量。
Description
技术领域
本发明属于溅镀技术领域，具体的说是一种磁控溅镀装置。
背景技术
溅镀(Sputter)是指在真空环境下，通入适当的惰性气体作为媒介，靠惰性气体加速对溅镀靶(Target)进行轰击，以造成溅镀靶表面(正面)的靶材原子散落，并在基座表面形成一层金属薄膜沉积。圆柱式磁控溅镀装置一般包括圆筒状外壳、一个置于该圆筒状外壳内的圆柱筒状靶材及一个置于该圆柱筒状靶材内的磁铁组。该磁铁组一般由多个独立的磁铁组成，该磁铁组形成一个叠加磁场。由于多个磁铁间彼此独立，该叠加磁场在该靶材表面的分布一般都不均匀。溅镀时，靶材表面磁场强度高的区域电子集中度较高，该部分靶材被轰击的频率因此也较高。反复使用后，该部分靶材相对于其它磁场强度低部分的靶材消耗较多。当该部分靶材耗净，需更换靶材时，其它部分却还剩有靶材，靶材利用率低。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种磁控溅镀装置，本发明主要用于解决磁控溅镀过程中靶材消耗不均匀导致利用率低的问题。本发明通过一个动力源实现磁场在平面内的转动和直线运动，从而使靶材表面的磁场分布均匀，也实现了工件表面的镀层均匀；同时，将工件通过工作台放置在水面，能够对靶材和工件进行散热，提高了镀层的质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种磁控溅镀装置，包括箱体、靶材、环形磁铁、工作台、待镀工件、驱动装置、电源、导气系统和排气系统，所述箱体内部通过水平设置隔板分为上下两部分，隔板的下方中间位置竖直设置有圆筒，圆筒的两端分别与隔板和箱体的底部相连，箱体侧壁设置有排气孔；所述靶材设置在隔板的下底面，箱体的底部设置有工作台，箱体侧壁上设置有导气系统和排气系统，排气系统用于对箱体下部空间抽真空，导气系统用于将氩气通入箱体内部；所述待镀工件放置在工作台上；所述环形磁铁位于箱体的上部空间，环形磁铁位于靶材的上方；所述驱动装置位于箱体内部，驱动装置用于实现环形磁铁在箱体内的运动，从而使靶材表面的磁场分布均匀；所述电源正极与待镀工件相连接，电源负极与靶材相连接；其中，
所述驱动装置包括转轴一、转轴二、安装架、放置杆和电机，所述隔板在中间位置竖直设置有安装孔；所述转轴一位于圆筒内，转轴一下端转动安装在箱体的底部，转轴一上端穿过隔板的安装孔转动安装在隔板上，转轴一的上端向上延伸出隔板，转轴一的顶端沿轴线方向竖直设置有沉孔；所述转轴二位于转轴一的上方，转轴二下端位于转轴一的沉孔内，转轴二外圆周表面设置有摩擦板，摩擦板位于转轴一的沉孔内，转轴二与转轴一通过摩擦板实现动力传递；所述安装架下端固定安装在转轴一的顶端，安装架位于隔板的上方，安装架左右侧壁上水平设置有贯通的滑槽，转轴二位于安装架内部，安装架的顶部开设有供转轴二上端穿过的通过孔，转轴二与安装架之间为间隙配合；所述放置杆水平穿过安装架的滑槽，放置杆中间位置设置有矩形通槽，转轴二竖直穿过放置杆的矩形通槽，转轴二表面在矩形通槽的位置水平固定有拨杆，转轴二表面还设置有弹簧一，弹簧一与拨杆对称设置；所述环形磁铁同轴安装在放置杆上，相邻的环形磁铁极性相反；所述电机安装在箱体的下方，电机输出轴与转轴一相连接。工作时，将待镀工件放置在工作台上，通过排气系统将箱体下部空间的空气抽出，再利用导气系统将氩气抽入箱体内，接着电源工作使靶材和待镀工件之间形成电场；然后，电机转动带动转轴一运动，由于转轴一与转轴二之间通过摩擦板实现传动，从而转轴一和转轴二之间存在转速差，转轴一与转轴二之间发生相对转动，使拨杆推动放置杆沿着安装架的滑槽来回运动，从而实现了环形磁铁的转动和沿放置架长度方向的水平移动，实现了靶材表面的均匀，保证了靶材的均匀消耗，提高了靶材的利用率。
所述转轴一的沉孔为上端大下端小的锥形孔，锥形孔的底部设置有圆柱型沉孔，圆柱型沉孔内部设置有活塞，圆柱型沉孔的底部与活塞之间形成储存腔，储存腔内储存汞液；所述摩擦板为橡胶材质；所述活塞上端设置有半球形顶盖，半球形顶盖与转轴二底部接触。当转轴二的温度升高时，汞液温度升高推动活塞向上运动，半球形顶盖将转轴二顶起，由于沉孔为锥形孔，转轴二被顶起一段高度后，转轴二与转轴一之间的摩擦力减小，从而转轴二与转轴一之间的转速差加大，拨杆拨动放置杆的频率加快，使放置杆左右移动的速度加快，在实现磁场均匀性的同时，环形磁铁能够加快箱体上层空间的空气流动，实现散热。
所述隔板内部在靶材的位置设置有空腔，空腔用于对靶材进行散热；所述放置杆在与环形磁铁接触的部位设置有气囊一，环形磁铁通过气囊一同轴安装在放置杆上；所述隔板上方均匀设置有气囊二，气囊二位于环形磁铁的下方，气囊二内部设置有支撑弹簧一，气囊二上设置有进气口和出气口，进气口和出气口的位置设置有压力阀，隔板上表面设置有通气孔，气囊二通过通气孔与隔板的空腔相通。放置杆带动环形磁铁水平移动时，环形磁铁对气囊二进行挤压，使气囊二不断地充气和放气，从而将空腔内的热空气排出，提高了散热的效果；在这过程中，当某个部位磁场较强导致局部温升过高时，该处的气囊二体积变大，在挤压该处的气囊二的同时，环形磁铁自身在放置杆上同样发生向上移动、减弱该处的磁场，从而进一步对靶材表面的磁场进行调节，保证了磁场的均匀性。
所述转轴二底部设置有散热孔，散热孔在转轴二位于转轴一外部的位置与转轴二的外表面相通，转轴二在位于散热孔的上方设置有风板；所述风板上端铰接在转轴二上，风板与转轴二之间通过弹簧二实现连接；所述放置杆的底部设置有拨板，拨板与风板接触，拨板用于使风板发生摆动，从而将外界的风吹入转轴二，实现活塞和汞液的降温。放置杆沿着滑槽水平运动时，拨板周期性地推动风板摆动，将外界的空气通入转轴二内部，实现活塞和汞液的降温，从而使转轴一带动转轴二运动的调节响应更快，实现了工作的协调性。
所述箱体底部储存有液态水；所述工作台为尼龙或者木头材质中的一种，工作台浮在水面；所述圆筒外壁上沿径向方向设置有气体通道，气体通道与圆筒内部相通；所述转轴一在圆筒内部设置有叶轮，叶轮位于气体通道的下方，箱体底部在圆筒的位置设置有出气孔；所述电机与转轴一之间通过电磁联轴器实现连接，电机通过支架固定在箱体的下方。工作时，由于温度升高，将水加热产生蒸汽，蒸汽穿过气体通道进入圆筒内部，再由出气孔排出，蒸汽在圆筒内单向流动时，推动叶轮转动，此时，电磁联轴器断电，电机不工作，由叶轮推动转轴一转动，节省了能源的消耗、提高了能源的利用率。
所述工作台为“凸”字型结构，工作台的上表面尺寸小于待镀工件的尺寸，工作台的下表面位于水面下方，工作台上表面设置有凹槽，凹槽用于增加待镀工件与工作台之间的摩擦力。由于工作台的“凸”字型结构，工作台露出水面的部分在竖直方向上位于待镀工件的范围内，从而避免靶材上轰出的原子掉落到工作台上，保证了工作台的清洁；同时，凹槽的设计增加了待镀工件与工作台之间的摩擦力，从而保证了待镀工件在工作台上的平稳放置。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种磁控溅镀装置，本发明通过转轴一和转轴二的摩擦传动实现转速差，再通过转轴二上的拨杆实现磁场的直线运动，实现了一个动力源完成磁场在平面内的转动和直线运动，从而使靶材表面的磁场分布均匀，也实现了工件表面的镀层均匀；同时，将工件通过工作台放置在水面，能够对靶材和工件进行散热，提高了镀层的质量。
2.本发明所述的一种磁控溅镀装置，本发明通过将工作台设置呈“凸”字型结构，工作台露出水面的部分在竖直方向上位于待镀工件的范围内，从而避免靶材上轰出的原子掉落到工作台上，保证了工作台的清洁，同时避免了工件的污染。
3.本发明所述的一种磁控溅镀装置，本发明利用靶材的升温使气囊一体积变化，再利用环形磁铁的运动使气囊充放气，一方面实现了靶材的散热，另一方面也使磁铁上下运动，进一步改善了磁场的分布，提高了磁场的均匀性。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明图1中A-A剖视图；
图3是本发明图1中B处的局部放大图；
图中：箱体1、靶材2、环形磁铁3、工作台4、待镀工件5、驱动装置6、隔板11、圆筒12、转轴一61、转轴二62、安装架63、放置杆64、电机65、沉孔611、摩擦板7、矩形通槽641、拨杆8、活塞9、半球形顶盖91、空腔21、气囊一642、气囊二111、散热孔621、风板622、拨板643、叶轮10、电磁联轴器66。
具体实施方式
使用图1-图3对本发明一实施方式的一种磁控溅镀装置进行如下说明。
如图1-图3所示，本发明所述的一种磁控溅镀装置，包括箱体1、靶材2、环形磁铁3、工作台4、待镀工件5、驱动装置6、电源、导气系统和排气系统，所述箱体1内部通过水平设置隔板11分为上下两部分，隔板11的下方中间位置竖直设置有圆筒12，圆筒12的两端分别与隔板11和箱体1的底部相连，箱体1侧壁设置有排气孔；所述靶材2设置在隔板11的下底面，箱体1的底部设置有工作台4，箱体1侧壁上设置有导气系统和排气系统，排气系统用于对箱体1下部空间抽真空，导气系统用于将氩气通入箱体1内部；所述待镀工件5放置在工作台4上；所述环形磁铁3位于箱体1的上部空间，环形磁铁3位于靶材2的上方；所述驱动装置6位于箱体1内部，驱动装置6用于实现环形磁铁3在箱体1内的运动，从而使靶材2表面的磁场分布均匀；所述电源正极与待镀工件5相连接，电源负极与靶材2相连接；其中，
所述驱动装置6包括转轴一61、转轴二62、安装架63、放置杆64和电机65，所述隔板11在中间位置竖直设置有安装孔；所述转轴一61位于圆筒12内，转轴一61下端转动安装在箱体1的底部，转轴一61上端穿过隔板11的安装孔转动安装在隔板11上，转轴一61的上端向上延伸出隔板11，转轴一61的顶端沿轴线方向竖直设置有沉孔611；所述转轴二62位于转轴一61的上方，转轴二62下端位于转轴一61的沉孔611内，转轴二62外圆周表面设置有摩擦板7，摩擦板7位于转轴一61的沉孔611内，转轴二62与转轴一61通过摩擦板7实现动力传递；所述安装架63下端固定安装在转轴一61的顶端，安装架63位于隔板11的上方，安装架63左右侧壁上水平设置有贯通的滑槽，转轴二62位于安装架63内部，安装架63的顶部开设有供转轴二62上端穿过的通过孔，转轴二62与安装架63之间为间隙配合；所述放置杆64水平穿过安装架63的滑槽，放置杆64中间位置设置有矩形通槽641，转轴二62竖直穿过放置杆64的矩形通槽641，转轴二62表面在矩形通槽641的位置水平固定有拨杆8，转轴二62表面还设置有弹簧一，弹簧一与拨杆8对称设置；所述环形磁铁3同轴安装在放置杆64上，相邻的环形磁铁3极性相反；所述电机65安装在箱体1的下方，电机65输出轴与转轴一61相连接。工作时，将待镀工件5放置在工作台4上，通过排气系统将箱体1下部空间的空气抽出，再利用导气系统将氩气抽入箱体1内，接着电源工作使靶材2和待镀工件5之间形成电场；然后，电机65转动带动转轴一61运动，由于转轴一61与转轴二62之间通过摩擦板7实现传动，从而转轴一61和转轴二62之间存在转速差，转轴一61与转轴二62之间发生相对转动，使拨杆8推动放置杆64沿着安装架63的滑槽来回运动，从而实现了环形磁铁3的转动和沿放置架长度方向的水平移动，实现了靶材2表面的均匀，保证了靶材2的均匀消耗，提高了靶材2的利用率。
如图3所示，所述转轴一61的沉孔611为上端大下端小的锥形孔，锥形孔的底部设置有圆柱型沉孔611，圆柱型沉孔611内部设置有活塞9，圆柱型沉孔611的底部与活塞9之间形成储存腔，储存腔内储存汞液；所述摩擦板7为橡胶材质；所述活塞9上端设置有半球形顶盖91，半球形顶盖91与转轴二62底部接触。当转轴二62的温度升高时，汞液温度升高推动活塞9向上运动，半球形顶盖91将转轴二62顶起，由于沉孔611为锥形孔，转轴二62被顶起一段高度后，转轴二62与转轴一61之间的摩擦力减小，从而转轴二62与转轴一61之间的转速差加大，拨杆8拨动放置杆64的频率加快，使放置杆64左右移动的速度加快，在实现磁场均匀性的同时，环形磁铁3能够加快箱体1上层空间的空气流动，实现散热。
如图1所示，所述隔板11内部在靶材2的位置设置有空腔21，空腔21用于对靶材2进行散热；所述放置杆64在与环形磁铁3接触的部位设置有气囊一642，环形磁铁3通过气囊一642同轴安装在放置杆64上；所述隔板11上方均匀设置有气囊二111，气囊二111位于环形磁铁3的下方，气囊二111内部设置有支撑弹簧一，气囊二111上设置有进气口和出气口，进气口和出气口的位置设置有压力阀，隔板11上表面设置有通气孔，气囊二111通过通气孔与隔板11的空腔21相通。放置杆64带动环形磁铁3水平移动时，环形磁铁3对气囊二111进行挤压，使气囊二111不断地充气和放气，从而将空腔21内的热空气排出，提高了散热的效果；在这过程中，当某个部位磁场较强导致局部温升过高时，该处的气囊二111体积变大，在挤压该处的气囊二111的同时，环形磁铁3自身在放置杆64上同样发生向上移动、减弱该处的磁场，从而进一步对靶材2表面的磁场进行调节，保证了磁场的均匀性。
如图3所示，所述转轴二62底部设置有散热孔621，散热孔621在转轴二62位于转轴一61外部的位置与转轴二62的外表面相通，转轴二62在位于散热孔621的上方设置有风板622；所述风板622上端铰接在转轴二62上，风板622与转轴二62之间通过弹簧二实现连接；所述放置杆64的底部设置有拨板643，拨板643与风板622接触，拨板643用于使风板622发生摆动，从而将外界的风吹入转轴二62，实现活塞9和汞液的降温。放置杆64沿着滑槽水平运动时，拨板643周期性地推动风板622摆动，将外界的空气通入转轴二62内部，实现活塞9和汞液的降温，从而使转轴一61带动转轴二62运动的调节响应更快，实现了工作的协调性。
如图1所示，所述箱体1底部储存有液态水；所述工作台4为尼龙或者木头材质中的一种，工作台4浮在水面；所述圆筒12外壁上沿径向方向设置有气体通道，气体通道与圆筒12内部相通；所述转轴一61在圆筒12内部设置有叶轮10，叶轮10位于气体通道的下方，箱体1底部在圆筒12的位置设置有出气孔；所述电机65与转轴一61之间通过电磁联轴器66实现连接，电机65通过支架固定在箱体1的下方。工作时，由于温度升高，将水加热产生蒸汽，蒸汽穿过气体通道进入圆筒12内部，再由出气孔排出，蒸汽在圆筒12内单向流动时，推动叶轮10转动，此时，电磁联轴器66断电，电机65不工作，由叶轮10推动转轴一61转动，节省了能源的消耗、提高了能源的利用率。
如图1所示，所述工作台4为“凸”字型结构，工作台4的上表面尺寸小于待镀工件5的尺寸，工作台4的下表面位于水面下方，工作台4上表面设置有凹槽，凹槽用于增加待镀工件5与工作台4之间的摩擦力。由于工作台4的“凸”字型结构，工作台4露出水面的部分在竖直方向上位于待镀工件5的范围内，从而避免靶材2上轰出的原子掉落到工作台4上，保证了工作台4的清洁；同时，凹槽的设计增加了待镀工件5与工作台4之间的摩擦力，从而保证了待镀工件5在工作台4上的平稳放置。
具体流程如下：
工作时，将待镀工件5放置在工作台4上，通过排气系统将箱体1下部空间的空气抽出，再利用导气系统将氩气抽入箱体1内，接着电源工作使靶材2和待镀工件5之间形成电场；然后，电机65转动带动转轴一61运动，由于转轴一61与转轴二62之间通过摩擦板7实现传动，从而转轴一61和转轴二62之间存在转速差，转轴一61与转轴二62之间发生相对转动，使拨杆8推动放置杆64沿着安装架63的滑槽来回运动，从而实现了环形磁铁3的转动和沿放置架长度方向的水平移动，实现了靶材2表面的均匀，保证了靶材2的均匀消耗，提高了靶材2的利用率。放置杆64沿着滑槽水平运动时，拨板643周期性地推动风板622摆动，将外界的空气通入转轴二62内部，实现活塞9和汞液的降温，从而使转轴一61带动转轴二62运动的调节响应更快，实现了工作的协调性。
当转轴二62的温度升高时，汞液温度升高推动活塞9向上运动，半球形顶盖91将转轴二62顶起，由于沉孔611为锥形孔，转轴二62被顶起一段高度后，转轴二62与转轴一61之间的摩擦力减小，从而转轴二62与转轴一61之间的转速差加大，拨杆8拨动放置杆64的频率加快，使放置杆64左右移动的速度加快，在实现磁场均匀性的同时，环形磁铁3能够加快箱体1上层空间的空气流动，实现散热。
放置杆64带动环形磁铁3水平移动时，环形磁铁3对气囊二111进行挤压，使气囊二111不断地充气和放气，从而将空腔21内的热空气排出，提高了散热的效果；在这过程中，当某个部位磁场较强导致局部温升过高时，该处的气囊二111体积变大，在挤压该处的气囊二111的同时，环形磁铁3自身在放置杆64上同样发生向上移动、减弱该处的磁场，从而进一步对靶材2表面的磁场进行调节，保证了磁场的均匀性。
工作时，由于温度升高，将水加热产生蒸汽，蒸汽穿过气体通道进入圆筒12内部，再由出气孔排出，蒸汽在圆筒12内单向流动时，推动叶轮10转动，此时，电磁联轴器66断电，电机65不工作，由叶轮10推动转轴一61转动，节省了能源的消耗、提高了能源的利用率。
由于工作台4的“凸”字型结构，工作台4露出水面的部分在竖直方向上位于待镀工件5的范围内，从而避免靶材2上轰出的原子掉落到工作台4上，保证了工作台4的清洁；同时，凹槽的设计增加了待镀工件5与工作台4之间的摩擦力，从而保证了待镀工件5在工作台4上的平稳放置。
以上，关于本发明的一种实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变更。
(A)在上述实施方式中，转轴二上设置有一个放置杆用于放置环形磁铁，但不限于此，也可以在转轴上对称设置多个放置杆。
工业实用性
根据本发明，此磁控溅镀装置，通过一个动力源实现磁场在平面内的转动和直线运动，从而使靶材表面的磁场分布均匀，也实现了工件表面的镀层均匀，同时，能够对靶材和工件进行有效地散热，提高了镀层的质量，从而此磁控溅镀装置在溅镀领域中是有用的。
Claims (6)
1.一种磁控溅镀装置，其特征在于：包括箱体(1)、靶材(2)、环形磁铁(3)、工作台(4)、待镀工件(5)、驱动装置(6)、电源、导气系统和排气系统，所述箱体(1)内部通过水平设置隔板(11)分为上下两部分，隔板(11)的下方中间位置竖直设置有圆筒(12)，圆筒(12)的两端分别与隔板(11)和箱体(1)的底部相连，箱体(1)侧壁设置有排气孔；所述靶材(2)设置在隔板(11)的下底面，箱体(1)的底部设置有工作台(4)，箱体(1)侧壁上设置有导气系统和排气系统，排气系统用于对箱体(1)下部空间抽真空，导气系统用于将氩气通入箱体(1)内部；所述待镀工件(5)放置在工作台(4)上；所述环形磁铁(3)位于箱体(1)的上部空间，环形磁铁(3)位于靶材(2)的上方；所述驱动装置(6)位于箱体(1)内部，驱动装置(6)用于实现环形磁铁(3)在箱体(1)内的运动，从而使靶材(2)表面的磁场分布均匀；所述电源正极与待镀工件(5)相连接，电源负极与靶材(2)相连接；其中，
所述驱动装置(6)包括转轴一(61)、转轴二(62)、安装架(63)、放置杆(64)和电机(65)，所述隔板(11)在中间位置竖直设置有安装孔；所述转轴一(61)位于圆筒(12)内，转轴一(61)下端转动安装在箱体(1)的底部，转轴一(61)上端穿过隔板(11)的安装孔转动安装在隔板(11)上，转轴一(61)的上端向上延伸出隔板(11)，转轴一(61)的顶端沿轴线方向竖直设置有沉孔(611)；所述转轴二(62)位于转轴一(61)的上方，转轴二(62)下端位于转轴一(61)的沉孔(611)内，转轴二(62)外圆周表面设置有摩擦板(7)，摩擦板(7)位于转轴一(61)的沉孔(611)内，转轴二(62)与转轴一(61)通过摩擦板(7)实现动力传递；所述安装架(63)下端固定安装在转轴一(61)的顶端，安装架(63)位于隔板(11)的上方，安装架(63)左右侧壁上水平设置有贯通的滑槽，转轴二(62)位于安装架(63)内部，安装架(63)的顶部开设有供转轴二(62)上端穿过的通过孔，转轴二(62)与安装架(63)之间为间隙配合；所述放置杆(64)水平穿过安装架(63)的滑槽，放置杆(64)中间位置设置有矩形通槽(641)，转轴二(62)竖直穿过放置杆(64)的矩形通槽(641)，转轴二(62)表面在矩形通槽(641)的位置水平固定有拨杆(8)，转轴二(62)表面还设置有弹簧一，弹簧一与拨杆(8)对称设置；所述环形磁铁(3)同轴安装在放置杆(64)上，相邻的环形磁铁(3)极性相反；所述电机(65)安装在箱体(1)的下方，电机(65)输出轴与转轴一(61)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种磁控溅镀装置，其特征在于：所述转轴一(61)的沉孔(611)为上端大下端小的锥形孔，锥形孔的底部设置有圆柱型沉孔(611)，圆柱型沉孔(611)内部设置有活塞(9)，圆柱型沉孔(611)的底部与活塞(9)之间形成储存腔，储存腔内储存汞液；所述摩擦板(7)为橡胶材质；所述活塞(9)上端设置有半球形顶盖(91)，半球形顶盖(91)与转轴二(62)底部接触。
3.根据权利要求1所述的一种磁控溅镀装置，其特征在于：所述隔板(11)内部在靶材(2)的位置设置有空腔(21)，空腔(21)用于对靶材(2)进行散热；所述放置杆(64)在与环形磁铁(3)接触的部位设置有气囊一(642)，环形磁铁(3)通过气囊一(642)同轴安装在放置杆(64)上；所述隔板(11)上方均匀设置有气囊二(111)，气囊二(111)位于环形磁铁(3)的下方，气囊二(111)内部设置有支撑弹簧一，气囊二(111)上设置有进气口和出气口，进气口和出气口的位置设置有压力阀，隔板(11)上表面设置有通气孔，气囊二(111)通过通气孔与隔板(11)的空腔(21)相通。
4.根据权利要求2所述的一种磁控溅镀装置，其特征在于：所述转轴二(62)底部设置有散热孔(621)，散热孔(621)在转轴二(62)位于转轴一(61)外部的位置与转轴二(62)的外表面相通，转轴二(62)在位于散热孔(621)的上方设置有风板(622)；所述风板(622)上端铰接在转轴二(62)上，风板(622)与转轴二(62)之间通过弹簧二实现连接；所述放置杆(64)的底部设置有拨板(643)，拨板(643)与风板(622)接触，拨板(643)用于使风板(622)发生摆动，从而将外界的风吹入转轴二(62)，实现活塞(9)和汞液的降温。
5.根据权利要求1所述的一种磁控溅镀装置，其特征在于：所述箱体(1)底部储存有液态水；所述工作台(4)为尼龙或者木头材质中的一种，工作台(4)浮在水面；所述圆筒(12)外壁上沿径向方向设置有气体通道，气体通道与圆筒(12)内部相通；所述转轴一(61)在圆筒(12)内部设置有叶轮(10)，叶轮(10)位于气体通道的下方，箱体(1)底部在圆筒(12)的位置设置有出气孔，出气孔位置设置有单向阀；所述电机(65)与转轴一(61)之间通过电磁联轴器(66)实现连接，电机(65)通过支架固定在箱体(1)的下方。
6.根据权利要求1所述的一种磁控溅镀装置，其特征在于：所述工作台(4)为“凸”字型结构，工作台(4)的上表面尺寸小于待镀工件(5)的尺寸，工作台(4)的下表面位于水面下方，工作台(4)上表面设置有凹槽，凹槽用于增加待镀工件(5)与工作台(4)之间的摩擦力。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810989365.XA CN108977785B (zh) | 2018-08-28 | 2018-08-28 | 一种磁控溅镀装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810989365.XA CN108977785B (zh) | 2018-08-28 | 2018-08-28 | 一种磁控溅镀装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108977785A true CN108977785A (zh) | 2018-12-11 |
| CN108977785B CN108977785B (zh) | 2020-10-23 |
Family
ID=64547344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810989365.XA Expired - Fee Related CN108977785B (zh) | 2018-08-28 | 2018-08-28 | 一种磁控溅镀装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108977785B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112626482A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-09 | 华能新能源股份有限公司 | 一种真空蒸镀用基片温度控制装置 |
| CN112680703A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-04-20 | 安徽胜利精密制造科技有限公司 | 一种用于笔记本外壳溅镀的工装 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101994093A (zh) * | 2009-08-14 | 2011-03-30 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 磁控溅镀装置 |
| CN102234776A (zh) * | 2010-04-22 | 2011-11-09 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 磁控溅镀装置 |
-
2018
- 2018-08-28 CN CN201810989365.XA patent/CN108977785B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101994093A (zh) * | 2009-08-14 | 2011-03-30 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 磁控溅镀装置 |
| CN102234776A (zh) * | 2010-04-22 | 2011-11-09 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 磁控溅镀装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 栾华: "《塑料二次加工》", 31 May 1999, 北京：中国轻工业出版社，第1版 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112680703A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-04-20 | 安徽胜利精密制造科技有限公司 | 一种用于笔记本外壳溅镀的工装 |
| CN112626482A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-09 | 华能新能源股份有限公司 | 一种真空蒸镀用基片温度控制装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108977785B (zh) | 2020-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108977785B (zh) | 一种磁控溅镀装置 | |
| CN106637112B (zh) | 用于燃料电池金属双极板的卧式磁控溅射系统及镀膜工艺 | |
| US5409590A (en) | Target cooling and support for magnetron sputter coating apparatus | |
| CN102234776A (zh) | 磁控溅镀装置 | |
| CN108920032B (zh) | 一种触摸屏的生产工艺 | |
| CN109055909B (zh) | 一种利用高能等离子体轰击工件表面并形成光滑镀层的设备 | |
| JP2013100568A (ja) | スパッタ装置、ターゲット装置 | |
| CN212533105U (zh) | 一种磁控溅射设备 | |
| JP4928692B2 (ja) | スパッタリング装置のマグネトロンユニット及びスパッタリング装置 | |
| CN220468114U (zh) | 一种用于电子束蒸镀的镀锅 | |
| CN116445874B (zh) | 一种用于钕铁硼磁体的磁控溅射靶装置 | |
| CN208378981U (zh) | 一种旋转式磁控溅射装置 | |
| CN204174271U (zh) | 一种高效散热的旋转平面靶 | |
| CN109182988B (zh) | 一种塑料壳体表面处理工艺 | |
| CN112680703A (zh) | 一种用于笔记本外壳溅镀的工装 | |
| CN206232800U (zh) | 一种制备有机发光二极管器件的蒸镀装置 | |
| CN113403591A (zh) | 新型阴极靶及旋转进气方法 | |
| CN218539808U (zh) | 旋转阴极磁场磁控溅射装置 | |
| CN111020510A (zh) | 一种新型磁钢可调节平面阴极 | |
| CN116837332B (zh) | 一种钕铁硼磁体表面磁控溅射方法 | |
| CN220144742U (zh) | 一种均匀冷却靶材的冷却装置 | |
| CN215328338U (zh) | 磁控溅射系统 | |
| CN221055591U (zh) | 一种方便散热的真空镀膜机 | |
| KR101097696B1 (ko) | 스퍼터링 장치 | |
| CN214199571U (zh) | 大型转盘式微波干燥设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200915 Address after: 7 / F, science and Technology Park, Nanjing Normal University, 188 Shihu West Road, Wuzhong District, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Suzhou Nanshi University Science Park Investment Management Co.,Ltd. Applicant after: NANJING NORMAL University Address before: 510641, 381, five mountain road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District, China Applicant before: Yu Zejun |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20201023 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |