CN110747442A - 一种空心圆柱形被镀件外表面镀膜的旋转装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种空心圆柱形被镀件外表面镀膜的旋转装置，旋转装置安装于磁控溅射镀膜机的真空室内，磁控溅射镀膜机的真空室内设有外圆盘和旋转圆盘；外圆盘上设置有外盘支架，旋转圆盘上设有轴盘连接件；旋转装置包括相啮合的第一伞形齿轮和第二伞形齿轮；第一伞形齿轮和第二伞形齿轮分别设有台阶，第一伞形齿轮的连接轴的一端和第二伞形齿轮的连接轴的一端相互垂直连接形成有L形轴，第一伞形齿轮的连接轴的另一端与所述轴盘连接件连接，第一伞形齿轮的台阶与外盘支架连接；第二伞形齿轮的台阶通过螺柱连接有被镀件辅件，被镀件辅件上依次套接有第一弹性挡圈、空心圆柱形被镀件和第二弹性挡圈。

Description

一种空心圆柱形被镀件外表面镀膜的旋转装置
技术领域
本发明属于特殊薄膜制备技术领域，特别涉及在空心圆柱形被镀件外圆柱面磁控溅射薄膜的方法及保证薄膜均匀性的装置。
背景技术
在平面型光学元件的表面磁控溅射制备薄膜时，一般是将被镀元件置于高真空的载物盘上进行的。而磁控溅射设备中的载物盘只能绕着竖直轴旋转，对于空心圆形被镀件外表面制备薄膜时，用上述的方法很难保证膜层的均匀性。
空心圆柱形被镀件外表面镀膜的旋转装置涉及的主要问题是改变空心圆柱形被镀件的旋转方向。参考图1，沈阳仪器仪表工艺研究所曾设计了一个倾斜摩擦式的旋转支架。其方法是将空心圆柱形被镀件倾斜放置在高真空腔室内，利用橡皮圈与旋转圆盘的内圆柱面紧密接触相摩擦去带动空心圆柱形被镀件旋转，但是使用这种倾斜式支架存在以下缺点。
使用这种支架需要两次溅射才能使空心圆柱形被镀件外表面均匀的镀上所要求的薄膜。
橡皮圈与旋转圆盘的内圆柱面紧密接触相摩擦时会造成橡皮圈的磨损，如果镀膜时间较长，会出现橡皮圈与旋转圆盘的内圆柱面分离，从而无法带动空心圆柱形被镀件转动。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种空心圆柱形被镀件外表面镀膜的旋转装置，该装置结构简单，操作方便，能够很好的保证空心圆柱形被镀件外表面膜层的均匀性，且适用于多靶同时溅射。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种空心圆柱形被镀件外表面镀膜的旋转装置，包括磁控溅射镀膜机和空心圆柱形被镀件，磁控溅射镀膜机的真空室内设有外圆盘和旋转圆盘；所述旋转装置安装于磁控溅射镀膜机的真空室内，所述外圆盘上设置有外盘支架，所述旋转圆盘上设有轴盘连接件；所述旋转装置包括相啮合的第一伞形齿轮和第二伞形齿轮，用以改变空心圆柱形被镀件的旋转方向与转速；
所述第一伞形齿轮和第二伞形齿轮分别设有台阶，所述台阶上设有用于固定的螺纹孔，第一伞形齿轮的连接轴的一端和第二伞形齿轮的连接轴的一端相互垂直连接形成有L形轴，第一伞形齿轮的连接轴的另一端与所述轴盘连接件连接，所述第一伞形齿轮的台阶与外盘支架通过螺柱连接；
第二伞形齿轮的连接轴上设有轴肩；所述第二伞形齿轮的轴孔内套接有微型轴承并通过所述轴肩限制微型轴承的轴向位移，所述第二伞形齿轮的台阶通过螺柱连接有被镀件辅件，所述被镀件辅件上依次套接有第一弹性挡圈、空心圆柱形被镀件和第二弹性挡圈，通过第一弹性挡圈和第二弹性挡圈限制空心圆柱形被镀件的轴向位移。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
1.本装置主要由一对相啮合的伞形齿轮、外盘支架、L形轴、轴盘连接件、被镀件辅件构成，其结构工艺简单，成本较低。各零件之间主要以螺栓、螺柱等方式连接，易于安装，而且伞形齿轮的传动方式可靠性好且寿命长。
2.本装置充分利用了伞形齿轮的特点，不仅能实现空心圆柱形被镀件绕竖直轴的公转，又能实现被镀件绕水平轴的自转。在多靶同时溅射时，只需通过一次磁控溅射就可以在空心圆柱形被镀件的外表面制备均匀的薄膜，极大的提高了工作效率。
3.由于磁控溅射镀膜机真空室内旋转圆盘的转速可以通过上位机软件控制，因此本装置可通过设置镀膜机真空室内旋转圆盘的转速来调节空心圆柱被镀件绕竖直轴的转速。而被镀件绕水平轴的转速可以通过更换不同的伞形齿轮改变传动比来调节。被镀件的转速是影响薄膜质量的因素之一，转速的可控性便于制备出高质量的薄膜。
4.本装置只需通过改变被镀件辅件的尺寸大小就可适用于不同尺寸空心圆柱形被镀件的溅射，适用性强。
附图说明
图1是沈阳仪器仪表工艺研究所设计的倾斜摩擦式旋转支架图。
图2是本发明旋转装置的原理示意图。
图3是本发明旋转装置的正视结构示意图。
图4a和图4b分别是图3中A-A向和B-B向的剖视结构示意图。
图5是本发明旋转装置的俯视结构示意图。
附图标记：1-1-橡皮圈；1-2-空心圆柱形被镀件；1-3-靶材；1-伞形齿轮Ⅰ，2-L形轴，3-伞形齿轮Ⅱ，4-螺柱，5-弹性挡圈Ⅰ，6-空心圆柱形被镀件，7-弹性挡圈Ⅱ，8-被镀件辅件，9-溅射靶材，10-轴肩，11-外盘支架，12-台阶；13-台阶螺纹孔；14-NKS轴承；15-外圆盘；16-旋转圆盘；17-螺栓；18-轴盘连接件；19-螺母
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2至图5所示，本发明保护一种空心圆柱形被镀件外表面镀膜的旋转装置，包括磁控溅射镀膜机和空心圆柱形被镀件，磁控溅射镀膜机的真空室内设有外圆盘和旋转圆盘；所述旋转装置安装于磁控溅射镀膜机的真空室内，所述外圆盘上设置有外盘支架，所述旋转圆盘上设有轴盘连接件；所述旋转装置包括相啮合的第一伞形齿轮和第二伞形齿轮，用以改变空心圆柱形被镀件的旋转方向与转速；
安装前，先将磁控溅射真空室内的外圆盘15和旋转圆盘16拆卸下来，在需要安装螺栓17的对应位置处进行钻孔。用本发明的旋转装置替换原有的装置。
将轴盘连接件18与磁控溅射真空室旋转圆盘16用四个螺栓17固定，伞形齿轮台阶12与外盘支架11通过螺柱4连接后用三个螺栓17将其固定在磁控溅射真空室的外圆盘15上。L形轴的带螺纹端与轴盘连接件18通过螺母19连接。NKS轴承14嵌入伞形齿轮Ⅱ3的齿轮孔内，并将其套在L形轴带有轴肩10的一端，通过轴肩10限制NKS轴承13的轴向位移。被镀件辅件8与L形轴带有轴肩10的一端间隙配合，并与伞形齿轮Ⅱ3的台阶通过螺柱4连接。依次将弹性挡圈Ⅰ5、空心圆柱形被镀件6、弹性挡圈Ⅱ7套在被镀件辅件8上，通过两弹性挡圈限制空心圆柱形被镀件6的轴向位移。
安装结束后，开启磁控溅射镀膜机，溅射靶材9处于负高压。电子在电场E的作用下，飞向处于阳极位的被镀件6，在途中与氩原子碰撞，使氩原子发生电离产生Ar+和新的电子，Ar+带正电，在电场作用下加速飞往处于负高压的溅射靶9，并轰击靶材9，使靶材9发生溅射，被溅射出来的靶原子在飞向被镀件6时，镀膜机装置中的电机带动旋转圆盘16绕Z轴转动，从而带动L形轴2转动。通过L形轴2上一对相啮合的伞形齿轮来改变空心圆柱形被镀件6的旋转方向，实现了被镀件6既能绕Z轴公转，又能绕X轴自转的功能，从而保证薄膜均匀的沉积在空心圆柱形被镀件6上。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种空心圆柱形被镀件外表面镀膜的旋转装置，包括磁控溅射镀膜机和空心圆柱形被镀件，磁控溅射镀膜机的真空室内设有外圆盘和旋转圆盘；其特征在于，所述旋转装置安装于磁控溅射镀膜机的真空室内，所述外圆盘上设置有外盘支架，所述旋转圆盘上设有轴盘连接件；所述旋转装置包括相啮合的第一伞形齿轮和第二伞形齿轮，用以改变空心圆柱形被镀件的旋转方向与转速；
所述第一伞形齿轮和第二伞形齿轮分别设有台阶，所述台阶上设有用于固定的螺纹孔，第一伞形齿轮的连接轴的一端和第二伞形齿轮的连接轴的一端相互垂直连接形成有L形轴，第一伞形齿轮的连接轴的另一端与所述轴盘连接件连接，所述第一伞形齿轮的台阶与外盘支架通过螺柱连接；
第二伞形齿轮的连接轴上设有轴肩；所述第二伞形齿轮的轴孔内套接有微型轴承并通过所述轴肩限制微型轴承的轴向位移，所述第二伞形齿轮的台阶通过螺柱连接有被镀件辅件，所述被镀件辅件上依次套接有第一弹性挡圈、空心圆柱形被镀件和第二弹性挡圈，通过第一弹性挡圈和第二弹性挡圈限制空心圆柱形被镀件的轴向位移。
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