CN111020498A - 一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，属于镀膜设备技术领域，一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，包括壳体和设置在壳体下侧的底座，壳体卡接在底座上，壳体内部设有真空腔，壳体内部左右两侧均设有工件架，两个工件架分别通过转轴固定在壳体上，两个转轴底端均连接有驱动机构，壳体的左右两侧内壁上均固定有靶材，左右两侧的工件架之间设置有镀膜辊，镀膜辊的下侧设有蒸发器，可以实现同时进行蒸发镀膜和溅射镀膜两种镀膜加工方式，有效提高了镀膜加工的生产效率，能够在镀膜过程中对镀膜机进行有效散热，散热效率高，有效延长了使用寿命，并能将真空镀膜机产生的粉尘去除，避免真空泵受粉尘影响，有效降低能耗，节能减排。

Description

一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机

技术领域

本发明涉及镀膜设备技术领域，更具体地说，涉及一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机。

背景技术

真空镀膜机主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，MBE分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。主要思路是分成蒸发和溅射两种。真空镀膜机工作时：先抽真空，使真空室处于真空状态，再通过电子枪束流对真空室底部坩埚内的镀膜材料(简称膜料)加热；膜料在加热到一定的温度后，膜料分子会产生挥发，挥发出的膜料分子沉积在真空室顶部的产品表面形成薄膜。

目前的真空镀膜机存在以下缺点：

1、但现有的真空镀膜机只能蒸发镀膜或溅射镀膜，生产效率低。

2、目前在真空镀膜机镀膜时镀膜室中在蒸镀，镀膜室中残留部分未蒸镀到薄膜上的蒸气，该蒸气遇冷形成粉尘，粉尘在负压的作用下被真空泵抽走，该粉尘影响真空泵正常作业，增大真空泵的能耗，严重时甚至会损坏真空泵。

3、现有的真空镀膜机散热较多采用自然冷却，效果较差，导致工作效率低，冷却不及时，很容易导致真空镀膜机因为温度过高而损坏，影响真空镀膜机的使用寿命。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，可以实现同时进行蒸发镀膜和溅射镀膜两种镀膜加工方式，有效提高了镀膜加工的生产效率，能够在镀膜过程中对镀膜机进行有效散热，散热效率高，有效延长了使用寿命，并能将真空镀膜机产生的粉尘去除，避免真空泵受粉尘影响，有效降低能耗，节能减排。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，包括壳体和设置在壳体下侧的底座，所述壳体卡接在底座上，所述壳体内部设有真空腔，所述壳体内部左右两侧均设有工件架，两个所述工件架分别通过转轴固定在壳体上，两个所述转轴底端均连接有驱动机构，所述壳体的左右两侧内壁上均固定有靶材，左右两侧的工件架之间设置有镀膜辊，所述镀膜辊的下侧设有蒸发器，所述蒸发器的下侧设有支架，所述支架固定在壳体的下侧内壁上，所述壳体上侧设有散热外壳，所述散热外壳内部设有散热芯体，所述散热芯体贴合壳体的顶部外壁设置，所述壳体的顶部开设有多个通孔，多个所述通孔内部均卡接有铜棒，多个所述铜棒均与散热芯体贴合设置，所述散热外壳的左右两端设有引风机和排风机，所述壳体的底部中心处开设有落尘孔，所述落尘孔处设有沉降筒，所述沉降筒内部设有沉降装置，所述底座内底部设有沉降水箱，所述沉降筒内部还设有螺旋冷凝管道。

进一步的，所述转轴的上下两端与壳体的接触处均设有固定轴承。

进一步的，所述驱动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和驱动电机，所述第一锥齿轮固定在所述转轴的底部外壁上，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接，所述驱动电机固定在底座的侧壁上，所述第二锥齿轮固定在所述驱动电机驱动轴的外壁上。

进一步的，左右两侧的所述靶材均与所述工件架竖直平行设置，所述工件架的横向截面呈矩形状，所述工件架的各个侧面均能装载工件，所述靶材为圆柱形靶材。

进一步的，所述壳体上还设有氩气输送机构，所述氩气输送机构包括氩气输送管道以及设置于所述氩气输送管道上的控制阀，所述氩气输送管道与真空腔的内部相连通。

进一步的，所述散热芯体包括换热外壳，所述换热外壳内部中间位置设有隔板，所述隔板将换热外壳分割为内通道和外通道，所述内通道和外通道内部设置有换热翅片。

进一步的，所述换热翅片包括翅片本体，所述翅片本体包括第一翅板、第二翅板和连接板，所述第一翅板、第二翅板分别与连接板连接，所述第一翅板的高度是第二翅板的9/10，所述第一翅板的顶部设置有半圆形凸起，所述第二翅板的顶部设置有三角形锯齿，所述第一翅板上设置有第一通孔，所述第二翅板上设置有第二通孔，所述第一通孔和第二通孔大小、形状都相同，所述第一通孔和所述第二通孔交错设置。

进一步的，所述沉降装置包括两组支杆，两组所述支杆的底部与所述沉降水箱的内腔底部固定连接，两组所述支杆之间固定套接有倒V形导板，所述倒V形导板的底部左右两侧均固定设有转动件，所述转动件与支杆套接，所述转动件的外侧设有斜板，两块所述斜板与所述倒V形导板之间呈W形分布，所述斜板的外侧设有连线，所述沉降筒的内壁底部左右两侧均设有绕线器，所述连线的底部与绕线器连接。

进一步的，所述转动件与斜板之间设有复位弹簧。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)真空镀膜器工作时，蒸发器底部的热量通过热传导到镀膜材料上，使镀膜材料能够迅速蒸发扩散到真空镀膜机的内部空间，并随气流蒸镀于镀膜辊的基材上，同时，随着镀膜辊的自转，基材上被均匀蒸镀一层镀膜材料，完成蒸发镀膜；壳体上还设有氩气输送机构，往真空腔内通入一定气压的氩气，氩气在高电压电场作用下电离为氩离子，氩离子加速轰击靶材，从而将靶材材料溅射到工件表面，形成薄膜，同时驱动机构带动工件架转动，工件架在转动的同时均可旋转至与靶材相对的位置，从而挂在工件架各侧面上的工件均能完成溅射镀膜，镀膜效率高。可以实现同时进行蒸发镀膜和溅射镀膜两种镀膜加工方式，有效的提高了镀膜加工的生产效率，并有利于降低镀膜产品的成本。

(2)真空镀膜机工作时产生的热量由铜棒传导至散热芯体上，同时打开引风机和排风机，此时在散热外壳内部流动的空气将散热芯体上的热量带走，有效的进行散热，而通过改变翅板的高度，并在第一翅板上设置半圆形凸起，在第二翅板招上设置三角形锯齿结构，三角形锯齿的高度不同，以改变流体的阻力，使流体各部分受到的阻力不同，形成湍流，第一通孔和第二通孔交错设置，两种通孔的中心不在同一条轴线上，以减缓流体流速，从而使换热得到强化，增加流过翅板表面的空气扰动，提高换热效率，达到好的换热效果，从而有效的增加散热效果，相较于普通的翅片散热装置，散热效率更强。

(3)通过设置沉降装置和沉降水箱，真空镀膜机工作时产生的粉尘经过沉降装置进入沉降水箱，达到了利用水对粉尘进行除尘沉降的效果，两组斜板与倒V形导板之间呈W形分布，使得粉尘落在斜板与倒V形导板构成的W形置物板上，绕线器工作使斜板向下转动，形成倒V形置物板，并将W形置物板上积累的粉尘从倒V形置物板的左右两侧滑落下来，避免粉尘直接掉落带来的沉降不均问题，沉降效率高，除尘效果好，将真空镀膜机产生的粉尘去除，避免真空泵受粉尘影响，有效降低能耗，节能减排。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中散热芯体的结构示意图；

图3为本发明中换热翅片的结构示意图；

图4为本发明中沉降筒的结构示意图。

图中标号说明：

1壳体、2底座、3真空腔、4转轴、5工件架、6第一锥齿轮、7第二锥齿轮、8驱动电机、9靶材、10镀膜辊、11蒸发器、12支架、13散热外壳、14散热芯体、141内通道、142外通道、143隔板、144换热翅片、1441第一翅板、1442第二翅板、1443连接板、1444半圆形凸起、1445第一通孔、1446第二通孔、145换热外壳、15引风机、16排风机、17铜棒、18沉降筒、19螺旋冷凝管道、20沉降装置、200支杆、201倒V形导板、202转动件、203斜板、204连线、205绕线器、21沉降水箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，包括壳体1和设置在壳体1下侧的底座2，壳体1卡接在底座2上，壳体1内部设有真空腔3，壳体1内部左右两侧均设有工件架5，两个工件架5分别通过转轴4固定在壳体1上，两个转轴4底端均连接有驱动机构，驱动机构包括第一锥齿轮6、第二锥齿轮7和驱动电机8，第一锥齿轮6固定在转轴4的底部外壁上，第二锥齿轮7与第一锥齿轮6啮合连接，驱动电机8固定在底座2的侧壁上，第二锥齿轮7固定在驱动电机8驱动轴的外壁上，转轴4的上下两端与壳体1的接触处均设有固定轴承。

壳体1的左右两侧内壁上均固定有靶材9，左右两侧的工件架5之间设置有镀膜辊10，镀膜辊10的下侧设有蒸发器11，蒸发器11的下侧设有支架12，支架12固定在壳体1的下侧内壁上；左右两侧的靶材9均与工件架5竖直平行设置，工件架5的横向截面呈矩形状，工件架5的各个侧面均能装载工件，靶材9为圆柱形靶材。

壳体1上还设有氩气输送机构，氩气输送机构包括氩气输送管道以及设置于氩气输送管道上的控制阀，氩气输送管道与真空腔3的内部相连通。

真空镀膜器工作时，蒸发器11底部的热量通过热传导到镀膜材料上，使镀膜材料能够迅速蒸发扩散到真空镀膜机的内部空间，并随气流蒸镀于镀膜辊10的基材上，同时，随着镀膜辊10的自转，基材上被均匀蒸镀一层镀膜材料，完成蒸发镀膜；壳体1上还设有氩气输送机构，往真空腔3内通入一定气压的氩气，氩气在高电压电场作用下电离为氩离子，氩离子加速轰击靶材9，从而将靶材9材料溅射到工件表面，形成薄膜，同时驱动机构带动工件架5转动，工件架5在转动的同时均可旋转至与靶材9相对的位置，从而挂在工件架5各侧面上的工件均能完成溅射镀膜，镀膜效率高。可以实现同时进行蒸发镀膜和溅射镀膜两种镀膜加工方式，有效的提高了镀膜加工的生产效率，并有利于降低镀膜产品的成本。

请参阅图1-3，一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，壳体1上侧设有散热外壳13，散热外壳13内部设有散热芯体14，散热芯体14贴合壳体1的顶部外壁设置，壳体1的顶部开设有多个通孔，多个通孔内部均卡接有铜棒17，多个铜棒17均与散热芯体14贴合设置，散热外壳13的左右两端设有引风机15和排风机16；

散热芯体14包括换热外壳145，换热外壳145内部中间位置设有隔板143，隔板143将换热外壳145分割为内通道141和外通道142，内通道141和外通道142内部设置有换热翅片144。换热翅片144包括翅片本体，翅片本体包括第一翅板1441、第二翅板1442和连接板1443，第一翅板1441、第二翅板1442分别与连接板1443连接，第一翅板1441的高度是第二翅板1442的9/10，第一翅板1441的顶部设置有半圆形凸起1444，第二翅板1442的顶部设置有三角形锯齿，第一翅板1441上设置有第一通孔1445，第二翅板1442上设置有第二通孔1446，第一通孔1445和第二通孔1446大小、形状都相同，第一通孔1445和第二通孔1446交错设置。

真空镀膜机工作时产生的热量由铜棒17传导至散热芯体14上，同时打开引风机15和排风机16，此时在散热外壳13内部流动的空气将散热芯体14上的热量带走，有效的进行散热，而通过改变翅板的高度，并在第一翅板1441上设置半圆形凸起，在第二翅板1442招上设置三角形锯齿结构，三角形锯齿的高度不同，以改变流体的阻力，使流体各部分受到的阻力不同，形成湍流，第一通孔1445和第二通孔1446交错设置，两种通孔的中心不在同一条轴线上，以减缓流体流速，从而使换热得到强化，增加流过翅板表面的空气扰动，提高换热效率，达到好的换热效果，从而有效的增加散热效果，相较于普通的翅片散热装置，散热效率更强。

请参阅图1和图4，一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，壳体1的底部中心处开设有落尘孔，落尘孔处设有沉降筒18，沉降筒18内部设有沉降装置20，底座2内底部设有沉降水箱21，沉降筒18内部还设有螺旋冷凝管道19。沉降装置20包括两组支杆200，两组支杆200的底部与沉降水箱21的内腔底部固定连接，两组支杆200之间固定套接有倒V形导板201，倒V形导板201的底部左右两侧均固定设有转动件202，转动件202与支杆200套接，转动件202的外侧设有斜板203，两块斜板203与倒V形导板201之间呈W形分布，转动件202与斜板203之间设有复位弹簧，斜板203的外侧设有连线204，沉降筒18的内壁底部左右两侧均设有绕线器205，连线204的底部与绕线器205连接。

通过设置沉降装置20和沉降水箱21，真空镀膜机工作时产生的粉尘经过沉降装置20进入沉降水箱21，达到了利用水对粉尘进行除尘沉降的效果，两组斜板203与倒V形导板201之间呈W形分布，使得粉尘落在斜板203与倒V形导板201构成的W形置物板上，绕线器205工作使斜板203向下转动，形成倒V形置物板，并将W形置物板上积累的粉尘从倒V形置物板的左右两侧滑落下来，避免粉尘直接掉落带来的沉降不均问题，沉降效率高，除尘效果好，将真空镀膜机产生的粉尘去除，避免真空泵受粉尘影响，有效降低能耗，节能减排。

工作原理：镀膜机具有蒸发镀膜和溅射镀膜两种工作方式；

蒸发镀膜工作方式：将需要蒸镀的基材覆盖有镀膜辊10上，打开蒸发器，蒸发器11工作将底部的热量热传导至镀膜材料上，镀膜材料迅速蒸发扩散到真空镀膜机的内部空间，并随气流蒸镀于镀膜辊10的基材上，同时，控制镀膜辊10自转，在基材上均匀蒸镀一层镀膜材料，完成蒸发镀膜。

溅射镀膜工作方式：将待镀膜工件均匀挂在工件架5上，并准备好靶材9，打开壳体1还的氩气输送机构，往真空腔3内通入一定气压的氩气，氩气在高电压电场作用下电离为氩离子，氩离子加速轰击靶材9，从而将靶材9材料溅射到工件表面，形成薄膜，同时打开工件架5的驱动机构，驱动机构带动工件架5转动，工件架5在转动的同时旋转至与靶材9相对的位置，从而对挂在工件架5上的工件进行均匀镀膜，完成溅射镀膜。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，包括壳体(1)和设置在壳体(1)下侧的底座(2)，其特征在于：所述壳体(1)卡接在底座(2)上，所述壳体(1)内部设有真空腔(3)，所述壳体(1)内部左右两侧均设有工件架(5)，两个所述工件架(5)分别通过转轴(4)固定在壳体(1)上，两个所述转轴(4)底端均连接有驱动机构，所述壳体(1)的左右两侧内壁上均固定有靶材(9)，左右两侧的工件架(5)之间设置有镀膜辊(10)，所述镀膜辊(10)的下侧设有蒸发器(11)，所述蒸发器(11)的下侧设有支架(12)，所述支架(12)固定在壳体(1)的下侧内壁上，所述壳体(1)上侧设有散热外壳(13)，所述散热外壳(13)内部设有散热芯体(14)，所述散热芯体(14)贴合壳体(1)的顶部外壁设置，所述壳体(1)的顶部开设有多个通孔，多个所述通孔内部均卡接有铜棒(17)，多个所述铜棒(17)均与散热芯体(14)贴合设置，所述散热外壳(13)的左右两端设有引风机(15)和排风机(16)，所述壳体(1)的底部中心处开设有落尘孔，所述落尘孔处设有沉降筒(18)，所述沉降筒(18)内部设有沉降装置(20)，所述底座(2)内底部设有沉降水箱(21)，所述沉降筒(18)内部还设有螺旋冷凝管道(19)。

2.根据权利要求1所述的一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，其特征在于：所述转轴(4)的上下两端与壳体(1)的接触处均设有固定轴承。

3.根据权利要求1所述的一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，其特征在于：所述驱动机构包括第一锥齿轮(6)、第二锥齿轮(7)和驱动电机(8)，所述第一锥齿轮(6)固定在所述转轴(4)的底部外壁上，所述第二锥齿轮(7)与第一锥齿轮(6)啮合连接，所述驱动电机(8)固定在底座(2)的侧壁上，所述第二锥齿轮(7)固定在所述驱动电机(8)驱动轴的外壁上。

4.根据权利要求1所述的一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，其特征在于：左右两侧的所述靶材(9)均与所述工件架(5)竖直平行设置，所述工件架(5)的横向截面呈矩形状，所述工件架(5)的各个侧面均能装载工件，所述靶材(9)为圆柱形靶材。

5.根据权利要求1所述的一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，其特征在于：所述壳体(1)上还设有氩气输送机构，所述氩气输送机构包括氩气输送管道以及设置于所述氩气输送管道上的控制阀，所述氩气输送管道与真空腔(3)的内部相连通。

6.根据权利要求1所述的一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，其特征在于：所述散热芯体(14)包括换热外壳(145)，所述换热外壳(145)内部中间位置设有隔板(143)，所述隔板(143)将换热外壳(145)分割为内通道(141)和外通道(142)，所述内通道(141)和外通道(142)内部设置有换热翅片(144)。

7.根据权利要求6所述的一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，其特征在于：所述换热翅片(144)包括翅片本体，所述翅片本体包括第一翅板(1441)、第二翅板(1442)和连接板(1443)，所述第一翅板(1441)、第二翅板(1442)分别与连接板(1443)连接，所述第一翅板(1441)的高度是第二翅板(1442)的9/10，所述第一翅板(1441)的顶部设置有半圆形凸起(1444)，所述第二翅板(1442)的顶部设置有三角形锯齿，所述第一翅板(1441)上设置有第一通孔(1445)，所述第二翅板(1442)上设置有第二通孔(1446)，所述第一通孔(1445)和第二通孔(1446)大小、形状都相同，所述第一通孔(1445)和所述第二通孔(1446)交错设置。

8.根据权利要求1所述的一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，其特征在于：所述沉降装置(20)包括两组支杆(200)，两组所述支杆(200)的底部与所述沉降水箱(21)的内腔底部固定连接，两组所述支杆(200)之间固定套接有倒V形导板(201)，所述倒V形导板(201)的底部左右两侧均固定设有转动件(202)，所述转动件(202)与支杆(200)套接，所述转动件(202)的外侧设有斜板(203)，两块所述斜板(203)与所述倒V形导板(201)之间呈W形分布，所述斜板(203)的外侧设有连线(204)，所述沉降筒(18)的内壁底部左右两侧均设有绕线器(205)，所述连线(204)的底部与绕线器(205)连接。

9.根据权利要求8所述的一种具有双加工方式的自冷却真空镀膜机，其特征在于：所述转动件(202)与斜板(203)之间设有复位弹簧。

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