CN111020507B - 一种靶材绑定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及靶材组件制造技术领域，公开了一种靶材绑定装置，其包括加热组件、底架、衬管、翻转组件和夹紧装置，加热组件包括加热底座和加热箱体，加热箱体竖直设于加热底座上，加热箱体设置在底架的一端，衬管连接在翻转组件上，翻转组件安装在底架上，翻转组件能够驱动衬管在第一位置与第二位置之间转动，当翻转组件位于第一位置时，衬管平行设于底架上，当翻转组件位于第二位置时，衬管竖直设于加热箱体内，衬管的外部用于套设靶材，衬管及靶材均安装于夹紧装置上，衬管、夹紧装置及靶材之间形成有填充腔，填充腔的底端开设有用于注入绑定材料的注入口。本发明提供的靶材绑定装置能增加绑定良率，能够绑定较长的靶材，绑定操作更便利。

Description

一种靶材绑定装置

技术领域

本发明涉及靶材组件制造技术领域，特别是涉及一种靶材绑定装置。

背景技术

靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。旋转靶材是靶材的一种，是磁控的靶材。靶材做成圆筒型的，里面装有静止不动的磁体，以慢速转动。

绑定靶材时，工作人员先将圆筒状的衬管竖直放置在加热箱体中，再逐一将一节节靶材从下而上套设在衬管上，靶材和衬管之间形成填充腔。从上而下往填充腔中注入液态状的绑定材料，绑定材料可以是熔融状态的金属铟。待绑定材料冷却后，靶材与凝固的铟连接在一起，将靶材从衬管上拔出即可完成绑定。

浇筑绑定材料时，从上而下的浇筑方式容易令绑定材料中掺杂有气泡，影响产品质量。另外，绑定工序在厂房内完成，现有的厂房高不过6米。由于绑定后期，需要将靶材从下而上从衬管上拔出，因此，限制了靶材绑定长度最长不超过3米。因此，现有的靶材绑定装置不能绑定较长的靶材。而且绑定后的靶材重量重达100Kg，工作人员需要费较大的力气将靶材从下而上从衬管上拔出。

发明内容

本发明的目的是：提供一种靶材绑定装置，其能增加绑定良率，能够绑定较长的靶材，绑定操作更便利。

为了实现上述目的，本发明提供了一种靶材绑定装置，其包括加热组件、底架、衬管、翻转组件和夹紧装置，

所述加热组件包括加热底座和加热箱体，所述加热箱体竖直设于所述加热底座上，所述加热箱体设置在所述底架的一端，

所述衬管连接在所述翻转组件上，所述翻转组件安装在所述底架上，所述翻转组件能够驱动所述衬管在第一位置与第二位置之间转动，当所述衬管位于所述第一位置时，所述衬管平行设于所述底架上，当所述衬管位于所述第二位置时，所述衬管竖直设于所述加热箱体内，

所述衬管的外部用于套设靶材，所述衬管及所述靶材均安装于所述夹紧装置上，所述衬管、所述夹紧装置及所述靶材之间形成有填充腔，所述填充腔的底端开设有用于注入绑定材料的注入口。

作为优选方案，所述加热箱体通过滑动组件滑动连接在所述加热底座上，所述滑动组件安装在所述加热底座上，且所述滑动组件的输出端与所述加热箱体连接。

作为优选方案，所述滑动组件包括滑轨和滑动驱动装置，所述滑轨水平设于所述加热底座上，所述滑动驱动装置安装在所述加热底座的一端，所述滑动驱动装置的输出端与所述加热箱体连接。

作为优选方案，所述滑动驱动装置为电机，所述电机的输出端通过滚珠丝杠与所述加热箱体连接。

作为优选方案，所述翻转组件包括支撑件和翻转驱动装置，所述衬管可拆卸地安装在所述支撑件上，所述支撑件的一端分别与所述底架和所述翻转驱动装置的输出端连接，所述翻转驱动装置安装在所述底架上。

作为优选方案，所述翻转驱动装置为气缸，所述气缸倾斜设于所述底架内。

作为优选方案，所述夹紧装置包括第一夹紧件、第二夹紧件和至少两根固定杆，所述第一夹紧件和所述第二夹紧件相对设置，用于夹紧所述靶材和所述衬管，所述固定杆的两端分别与所述第一夹紧件和所述第二夹紧件可拆卸地连接。

作为优选方案，所述第二夹紧件上设有连通管，所述连通管的第一端部伸出于所述第二夹紧件的外侧，所述连通管的第二端部与所述注入口连通。

作为优选方案，还包括输送装置，所述输送装置的输出端与所述连通管的第一端部可拆卸地连接。

作为优选方案，还包括控制器，所述控制器分别与所述翻转组件和所述加热底座电连接。

本发明一种靶材绑定装置与现有技术相比，其有益效果在于：本发明一种靶材绑定装置包括翻转组件，可将衬管翻转到水平或竖直状态，使得工作人员能够在衬管处于水平状态下，安装或拆卸靶材，工作人员不需要费力攀爬到高处，将产品从下而上从衬管上拔出，操作方便。同时靶材绑定长度不再受限于厂房高度，该靶材绑定装置能够绑定更长的靶材，是绑定技术上的一个突破。填充腔的底端开设有用于注入绑定材料的注入口，工作人员能够从下而上地将绑定材料注入填充腔中，注入时绑定材料中的气泡上升溢出，能够大大地提高绑定质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的支撑杆竖直放置时的靶材绑定装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的支撑杆水平放置时的靶材绑定装置(不包括输送装置)的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的漏斗和夹紧块的连接示意图；

图4是本发明实施例提供的夹紧装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的夹紧装置、衬管和靶材的纵截面示意图。

图中，1、靶材；2、衬管；3、翻转组件；31、支撑件；311、支撑杆；312、支撑板；32、翻转驱动装置；4、底架；5、加热组件；51、箱体；511、围板；512、底板；513、上门板；514、侧门板；515、侧板；52、加热底座；6、夹紧装置；61、第一夹紧件；62、第二夹紧件；63、固定杆；7、输送装置；8、滑动组件；81、滑轨；82、滑动驱动装置；9、滚珠丝杠；10、填充腔；11、U型缺口；12、连通管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

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“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。

如图1至图5所示，本发明优选实施例的一种靶材绑定装置，其包括加热组件5、底架4、衬管2、翻转组件3和夹紧装置6，底架4由多条长条形的支杆连接而成。加热组件5包括加热底座52和加热箱体51，加热箱体512设置在底架4的一端，加热底座52的形状为长方体，底架4的一端和加热底座52的一短边的端部固定连接。加热箱体51竖直设于加热底座52上，加热底座52内设有热源，能够加热加热箱体51，加热箱体51内设有加热腔。衬管2连接在翻转组件3上，翻转组件3安装在底架4上，用于将衬管2翻转到水平或竖直状态。翻转组件3能够驱动衬管2在第一位置与第二位置之间转动，当衬管2位于第一位置时，衬管2平行设于底架1上，当衬管2位于第二位置时，衬管2竖直设于加热箱体51的加热腔中。衬管2的外部用于套设靶材1，衬管2及靶材1均安装于夹紧装置6上，夹紧装置6将靶材1牢固固定在衬管2上。衬管2、夹紧装置6及靶材1之间形成有填充腔10，填充腔10的底端开设有用于注入绑定材料的注入口。

基于上述技术方案，衬管2可拆卸地连接在翻转组件3上，工作人员可将衬管2拆卸下来，便于安装和更换。绑定前，将衬管2连接在翻转组件3上，衬管2水平设于底架4的上表面。绑定时，工作人员将靶材1逐一套设在衬管2上，并利用夹紧装置6固定好靶材1的位置。利用翻转组件3将衬管2从水平设置的状态翻转到竖直设置的状态，使得衬管2竖直立于加热箱体51中。将绑定材料从注入口注入填充腔10中，液态铟从下而上逐渐充满填充腔10。若注液时混杂有空气，受密度因素影响，气泡会上升溢出绑定材料，从而增加绑定良率，提高绑定后产品的质量。注液完毕后，合上加热箱体51，利用加热底座52加热靶材1，使得绑定材料粘附在靶材1内壁。加热完毕后，停止加热底座52，打开加热箱体51，待靶材1冷却后，利用翻转组件3将衬管2从竖直设于加热箱体51的状态翻转到水平设于底架4上的状态。工作人员松开夹紧装置6，将绑定好的产品水平地从衬管2上移出即可。由于加设了翻转组件3，使得取下绑定后的产品时，工作人员不需要费力攀爬到高处，将产品从下而上从衬管2上拔出，节省力气，操作更便捷安全。由于靶材1能够翻转，因此该靶材1绑定装置能够绑定更长的靶材1，是绑定技术上的创新。

更佳地，加热箱体51通过滑动组件8滑动连接在底架4上，滑动组件8安装在加热底座52上且其输出端与加热箱体51连接。当需要往填充腔10注入绑定材料时，为了让工作人员有更多操作空间，加热箱体51通过滑动组件8滑动连接在加热底座52的上表面，可沿加热底座52的长度方向自由移动，以避让竖直设置的衬管2和靶材1。滑动组件8包括滑轨81和滑动驱动装置82，滑轨81水平设于加热底座52的上表面，在本实施例中，滑轨81的数量为两条，两条滑轨81沿加热底座52的长度方向对称设置。滑动驱动装置82安装在加热底座52的一端，其位于加热底座52的中心轴线上，且安装在加热底座52远离底架4的一端。滑动驱动装置82的输出端与加热箱体51连接。滑动驱动装置82驱动加热箱体51在加热底座52上来回滑动。往填充腔10注入绑定材料时，滑动驱动装置82驱动加热箱体51滑动到加热底座52远离底架4的一端。注入完毕后，滑动驱动装置82驱动加热箱体51滑动到加热底座52靠近底架4的一端，使得靶材1位于加热箱体51中。滑动驱动装置82为电机，电机的输出端通过滚珠丝杠9与加热箱体51连接。滚珠丝杠9的螺杆的一端与电机的输出端连接，另一端与加热底座52可转动地连接。滚珠丝杠9的螺母螺接在螺杆上，且与加热箱体51固定连接。控制器控制电机驱动滚珠丝杠9，带动加热箱体51在滑轨81上来回滑动。

其中，翻转组件3包括支撑件31和翻转驱动装置32，支撑件31可以包括支撑杆311和支撑板312，支撑杆311固定连接在支撑板312上，支撑杆311和支撑板312之间相互垂直。衬管2可拆卸地安装在支撑件31上，当衬管2水平设置时，衬管2连接在支撑杆311的上表面，衬管2的一端可通过螺接或其他方式连接在支撑板312上。支撑件31的一端分别与底架4和翻转驱动装置32的输出端连接，支撑杆311的一端与翻转驱动装置32的输出端连接，支撑板312的一端与加热底座52靠近底架4的一端可转动地连接。翻转驱动装置32安装在底架4上。翻转驱动装置32设置在底架4靠近加热底座52的一端，支撑件31的一端通过转轴铰接在加热底座52靠近底架4的一端。在工作状态下，翻转驱动装置32驱动支撑件31翻转到水平状态或竖直状态，从而带动安装在支撑件31上的衬管2和靶材1翻转。翻转组件3利用简单的结构足以实现支撑件31的来回翻转。翻转驱动装置32可以是气缸，气缸倾斜设于底架4内。气缸活塞杆与支撑杆311的一端铰接。气缸倾斜设置，以使得支撑件31能够处于垂直状态，能够与水平面形成90°夹角。当气缸活塞杆伸出时，支撑件31被向上抬起，从水平设置向上翻转。当气缸活塞杆完全伸出时，支撑件31处于竖直设置状态。当气缸活塞杆收缩时，支撑件31向下翻转，从竖直的位置翻转为水平设于底架4上的位置。

在本实施例中，加热箱体51的形状为长方形。加热箱体51包括围板511、底板512、侧门板514、上门板513和两块相对设置的侧板515。围板511的两侧分别与两块侧板515固定连接。围板511的顶部与上门板513铰接，上门板513可打开，便于工作人员往注入口灌入绑定材料。侧门板514与任一侧板515铰接，侧门板514可打开，为衬管2翻转提供空间。两块侧板515的底部分别与两条滑轨81滑动连接。底板512分别与围板511的底侧和两块侧板515固定连接。底板512与滚珠丝杆的螺母固定连接。底板512上设有U型缺口11，当靶材1位于加热箱体51中时，支撑板312与U型缺口11对应且配合，使得加热箱体51的底部密封，防止热量外散。

另外，夹紧装置6包括第一夹紧件61、第二夹紧件62和至少两根固定杆63，第一夹紧件61和第二夹紧件62相对设置，用于夹紧靶材1和衬管2，固定杆63的两端分别与第一夹紧件61和第二夹紧件62可拆卸地连接，各固定杆63沿衬管2的中心轴线均匀分布。绑定时，第一夹紧件61和第二夹紧件62分别位于衬管2的两端，各固定杆63位于靶材1的外侧。固定杆63沿衬管2的长度方向布置，固定杆63的两端分别与第一夹紧件61和第二夹紧件62连接，固定第一夹紧件61和第二夹紧件62的相对位置，第一夹紧件61和第二夹紧件62的相对距离不变，以将靶材1牢固固定在衬管2上。该用于靶材1绑定的夹紧装置6能够根据靶材1需要绑定的长度调整第一夹紧件61和第二夹紧件62之间的距离，使用灵活方便。固定杆63为螺杆，同一根固定杆63的两端分别螺接有一个螺母，固定杆63的两端分别通过螺母螺接在第一夹紧件61和第二夹紧件62上。由于衬管2的形状和靶材1的形状均为圆柱状，为了更好地抵接靶材1，第一夹紧件61和第二夹紧件62的横截面形状均为圆环状。由于靶材1的端面为平面，因此为了更好地与靶材1相适配，令第一夹紧件61和第二夹紧件62更好地抵接在靶材1端面，防止衬管2竖直设置时，液态铟从底部流出。第二夹紧件62与第一夹紧件61相对的一面为抵接面，抵接面为平面，能够对填充腔10的底部进行较好的密封。为便于注入绑定材料，第二夹紧件62上设有连通管12，连通管12的第一端部伸出于第二夹紧件62的外侧，以便工作人员将绑定材料注入填充腔10中。连通管12的第二端部穿出第二夹紧件62的内壁且与注入口连通。绑定材料从连通管12的第一端部注入，经过连通管12流到连通管12的第二端部，经过注入口流入填充腔10的底部。固定杆63的数量为四个，各固定杆63沿衬管2的周向均匀分布。各固定杆63呈矩阵分布，能够360°全方位锁紧第一夹紧件61和第二夹紧件62，避免靶材1松脱。

优选地，本发明提供的靶材绑定装置还包括输送装置7，输送装置7的输出端与连通管的第一端部可拆卸地连接，从而实现输送装置7与第二夹紧件62底端的注入口连通。输送装置7用于将绑定材料，如金属铟，从下而上注入填充腔10中。输送装置7为漏斗，漏斗为常见的设备，便于维修更换。注入绑定材料前，漏斗的末端与连通管12的第一端部对接即可，使用方便。

此外，本发明提供的靶材绑定装置还包括控制器，控制器分别与翻转组件3和加热底座52电连接。控制器可以是设置靶材1绑定装置旁边或控制室内的控制面板，也可以是PLC控制柜。翻转驱动装置32由控制器控制，用于驱动支撑件31翻转。利用控制器控制翻转组件3的气缸活塞杆伸出或缩回，以将衬管2从水平设置的状态翻转到竖直设置的状态，使得衬管2竖直立于加热箱体51中。工作人员可通过控制器控制加热底座52的加热温度。控制器还可以与滑动驱动装置82电连接，用于控制电机驱动滚珠丝杠9转动。

本发明一种靶材绑定装置的工作过程为：将衬管2固定在支撑杆311上，衬管2的一端固定在支撑板312上。在衬管2上安装第二夹紧件62。逐一将一节节的靶材1套设在衬管2上，将第一夹紧件61套设在衬管2上，移动第一夹紧件61在衬管2上的位置，使得第一夹紧件61和第二夹紧件62分别抵接在靶材1的两端。将固定杆63安装在第一夹紧件61和第二夹紧件62上，使得靶材1被夹紧在衬管2上。利用控制器控制气缸活塞杆伸出，使得支撑件31带动衬管2向上翻转，从水平位置移动到竖直位置。控制器控制电机驱动滚珠丝杠9带动加热箱体51移动到加热底座52远离底架4的一端。工作人员将漏斗末端连接在第二夹紧件62的连通管12上，往注入口注入绑定材料，填充前10从下而上逐渐充满液态铟。注入完毕后，拆卸漏斗。控制器控制电机驱动滚珠丝杠9带动加热箱体51移动到加热底座52靠近底架4的一端，使得衬管2位于加热箱体51中。此时，支撑板312与U型缺口11配合，合上上门板513和侧门板514，整个加热箱体51处于密封状态。控制器控制加热箱体51加热，加热完毕后，打开侧门板514。待靶材1冷却后，控制器控制气缸活塞杆收缩，使得支撑件31带动衬管2向下翻转，从竖直位置移动到水平位置。衬管2水平置于底架4上，将夹紧装置6拆卸下来，水平移出绑定后的产品，即完成靶材1绑定。

综上，本发明实施例提供一种靶材绑定装置，其包括翻转组件，可将衬管翻转到水平或竖直状态，使得工作人员能够在衬管处于水平状态下，安装或拆卸靶材，工作人员不需要费力攀爬到高处，将产品从下而上从衬管上拔出，操作方便。同时靶材绑定长度不再受限于厂房高度，该靶材绑定装置能够绑定更长的靶材，是绑定技术上的一个突破。填充腔的底端开设有用于注入绑定材料的注入口，工作人员能够从下而上地将绑定材料注入填充腔中，注入时绑定材料中的气泡上升溢出，能够大大地提高绑定质量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种靶材绑定装置，其特征在于，包括加热组件、底架、衬管、翻转组件和夹紧装置，

所述加热组件包括加热底座和加热箱体，所述加热箱体竖直设于所述加热底座上，所述加热箱体设置在所述底架的一端，

所述衬管连接在所述翻转组件上，所述翻转组件安装在所述底架上，所述翻转组件能够驱动所述衬管在第一位置与第二位置之间转动，当所述衬管位于所述第一位置时，所述衬管平行设于所述底架上，当所述衬管位于所述第二位置时，所述衬管竖直设于所述加热箱体内，

所述衬管的外部用于套设靶材，所述衬管及所述靶材均安装于所述夹紧装置上，所述衬管、所述夹紧装置及所述靶材之间形成有填充腔，所述填充腔的底端开设有用于注入绑定材料的注入口。

2.如权利要求1所述的靶材绑定装置，其特征在于，所述加热箱体通过滑动组件滑动连接在所述加热底座上，所述滑动组件安装在所述加热底座上，且所述滑动组件的输出端与所述加热箱体连接。

3.如权利要求2所述的靶材绑定装置，其特征在于，所述滑动组件包括滑轨和滑动驱动装置，所述滑轨水平设于所述加热底座上，所述滑动驱动装置安装在所述加热底座的一端，所述滑动驱动装置的输出端与所述加热箱体连接。

4.如权利要求3所述的靶材绑定装置，其特征在于，所述滑动驱动装置为电机，所述电机的输出端通过滚珠丝杠与所述加热箱体连接。

5.如权利要求1所述的靶材绑定装置，其特征在于，所述翻转组件包括支撑件和翻转驱动装置，所述衬管可拆卸地安装在所述支撑件上，所述支撑件的一端分别与所述底架和所述翻转驱动装置的输出端连接，所述翻转驱动装置安装在所述底架上。

6.如权利要求5所述的靶材绑定装置，其特征在于，所述翻转驱动装置为气缸，所述气缸倾斜设于所述底架内。

7.如权利要求1所述的靶材绑定装置，其特征在于，所述夹紧装置包括第一夹紧件、第二夹紧件和至少两根固定杆，所述第一夹紧件和所述第二夹紧件相对设置，用于夹紧所述靶材和所述衬管，所述固定杆的两端分别与所述第一夹紧件和所述第二夹紧件可拆卸地连接。

8.如权利要求7所述的靶材绑定装置，其特征在于，所述第二夹紧件上设有连通管，所述连通管的第一端部伸出于所述第二夹紧件的外侧，所述连通管的第二端部与所述注入口连通。

9.如权利要求8所述的靶材绑定装置，其特征在于，还包括输送装置，所述输送装置的输出端与所述连通管的第一端部可拆卸地连接。

10.如权利要求1－9任一项所述的靶材绑定装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述翻转组件和所述加热底座电连接。

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