工件架旋转系统以及真空镀膜设备
技术领域
本发明涉及真空镀膜加工技术领域,尤其是一种工件架旋转系统以及真空镀膜设备。
背景技术
现有的PVD(Physical Vapor Deposition的缩写,中文意思是“物理气相沉积”)镀膜(通常称之为真空镀膜)中需要将工件放置在真空室中进行镀膜,由于靶材固定,所以需要将工件进行旋转,现有的工件的旋转形式都采用单一的旋转方式,故而,在一次镀膜时,不能做到对工件的各个表面进行镀膜,所以现有技术对于工件的多个表面进行镀膜时,采用分多次进行镀膜,操作比较麻烦。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种工件架旋转系统以及真空镀膜设备,旨在能够实现对工件进行自转、公转和自转与公转同时进行的组合转动形式,以能够对工件的多个表面进行镀膜,以解决现有技术的缺陷。
为实现上述目的,本发明提出一种工件架旋转系统,用在真空镀膜设备上,其特征在于,所述工件架旋转系统包括:
安装座;
转动组件,设于所述安装座,所述转动组件包括用以固定待镀膜工件的自转盘,所述自转盘可沿着其自转轴可转动设置,且所述自转盘还可绕着一公转轴转动设置;以及,
驱动系统,驱动连接于所述转动组件,所述驱动系统驱动所述自转盘绕着所述自转轴和/或所述公转轴转动,以使得所述自转盘具有单独绕其自转轴转动的自转行程、单独绕公转轴转动的公转行程、以及同时能够绕自转轴转动和公转轴转动的组合转动行程。
可选地,所述转动组件还包括一公转盘,所述公转盘可转动设置,所述公转盘的转轴为所述公转轴;
所述自转盘沿着其自转动轴可转动地设于所述公转盘上,且可随着所述公转盘一同公转;
所述驱动系统驱动连接于所述公转盘和所述自转盘,且可选择性地驱动所述自转盘自转和/或所述公转盘公转。
可选地,所述驱动系统包括:
驱动装置;以及,
传动机构,传动连接在所述驱动装置与所述公转盘和所述自转盘之间,以将所述驱动装置驱动转化为所述公转盘的公转和/或所述自转盘的自转。
可选地,所述驱动装置包括公共驱动装置;
所述传动机构包括传动动连接在所述公共驱动装置和所述公转盘之间的公转传动机构、以及传动连接在所述公共驱动装置和所述自转盘之间的自转传动机构;
其中,所述公转传动机构和所述自转传动机构均设置为可离合的传动机构,以使得所述公共驱动装置能够选择驱动所述自转盘自转和/或所述公转盘公转。
可选地,所述驱动装置包括公转驱动装置和自转驱动装置;
所述传动机构包括传动连接在所述公转驱动装置和所述公转盘之间的公转传动机构、以及传动连接在所述自转动驱动装置和所述自转盘之间的自转传动机构。
可选地,所述公转驱动装置和所述自转驱动装置均固定安装于所述安装座;
所述自转传动机构设置为可离合传动设置的传动机构,以使得所述公转动驱动装置通过所述公转传动机构驱动所述公转盘时,所述自转盘与所述公转驱动装置之间脱离驱动连接。
可选地,所述公转传动机构包括固定套接在所述公转轴的公转转动部,以通过所述公转轴与所述公转盘连接,所述公转转动部与所述公转驱动装置传动连接,以被所述公转驱动装置驱动转动;
所述自转传动机构包括:
转动轴,外套接于所述公转轴,且两者之间可相对转动;
自转动传动部,固定套接在所述转动轴,且与所述自转动驱动装置传动连接,以被所述自转驱动装置驱动转动;
大齿轮,固定套接于所述转动轴,以被所述转动轴带动转动;以及,
小齿轮,与所述大齿轮相啮合,且可通过所述自转轴与所述自转盘连接;
其中,所述小齿轮和所述大齿轮设置为可分离设置,或者所述自转动轴与所述小齿轮设置为可离合设置,以使得所述自转传动机构设置为可离合传动设置的传动机构。
可选地,所述小齿轮套接于所述自转轴,且两者之间在周向上相互固定以传递转动,所述小齿轮在所述自转轴的轴向上可调节设置,以使得所述小齿轮能够与所述大齿轮分离和啮合。
可选地,所述自转轴上与处在分离状态的所述小齿轮对应的分离位置、以及对应处在啮合状态的所述小齿轮的啮合位置;
所述小齿轮和所述自转轴的分离位置,其中之一设置有定位部,另一设置有配合部,通过所述定位部和所述配合部的定位配合,以使得所述小齿轮定位在所述自转轴的分离位置。
可选地,所述定位部为卡槽,所述配合部为弹性卡凸。
可选地,所述小齿轮与所述自转轴之间设置有复位件,所述复位件用以在所述定位部和所述配合部解除配合时,将所述小齿轮复位至所述啮合位置。
可选地,所述安装座上还设置有能够驱动所述小齿轮在所述自转轴上的分离位置和啮合位置之间活动的调节装置。
可选地,所述调节装置包括:
脱离装置,具有可驱动伸缩设置的抵顶件,所述抵顶件用以顶推所述小齿轮自所述自转轴的啮合位置移动至所述分离位置;以及,
复位装置,具有可驱动伸缩设置的吸附件,所述吸附件用以吸附所述小齿轮设置,以对处在所述分离位置的所述小齿轮施加作用力,使得所述定位部和所述配合部解除配合。
可选地,所述吸附件上设置有第一磁吸部;
所述小齿轮设置有与所述第一磁吸部吸附的第二磁吸部。
可选地,所述安装座包括固定板,所述固定板与所述公转盘相对设置,且所述固定板上设置有支撑组件,所述支撑组件的一端与所述固定板固定连接,另一端设置有与所述公转盘滚动接触的滚动件。
本发明还提供一种真空镀膜设备,包括工件架旋转系统,所述工件架旋转系统包括:
安装座;
转动组件,设于所述安装座,所述转动组件包括用以固定待镀膜工件的自转盘,所述自转盘可沿着其自转轴可转动设置,且所述自转盘还可绕着一公转轴转动设置;以及,
驱动系统,驱动连接于所述转动组件,所述驱动系统驱动所述自转盘绕着所述自转轴和/或所述公转轴转动,以使得所述自转盘具有单独绕其自转轴转动的自转行程、单独绕公转轴转动的公转行程、以及同时能够绕自转轴转动和公转轴转动的组合转动行程。
本发明的技术方案中,用以固定待镀膜工件的自转盘具有单独绕其自转轴转动的自转行程、单独绕公转轴转动的公转行程、以及同时能够绕自转轴转动和公转轴转动的组合转动行程,以能够对工件的多个表面进行镀膜,以解决现有技术的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的工件架旋转系统的一实施例的立体示意图;
图2为图1的工件架旋转系统的传动系统的主要结构的立体示意图;
图3为图2的剖视示意图;
图4为图1中的自转盘、小齿轮和自转轴的组合示意图;
图5为图4的剖视示意图;
图6为图1中的分离装置的立体示意图;
图7为图1中的复位装置的立体示意图;
图8为图1中的支撑组件的立体示意图。
本发明提供的实施例附图标号说明:
标号 |
名称 |
标号 |
名称 |
100 |
工件架旋转系统 |
322 |
转动轴 |
1 |
安装座 |
323 |
自转动传动部 |
11 |
固定板 |
324 |
大齿轮 |
2 |
转动组件 |
325 |
小齿轮 |
21 |
自转盘 |
326 |
轴承 |
21a |
自转轴 |
A |
卡槽 |
22 |
公转盘 |
B |
弹性卡凸 |
22a |
公转轴 |
C |
复位件 |
3 |
驱动系统 |
4 |
脱离装置 |
31 |
驱动装置 |
41 |
抵顶件 |
31a |
公转驱动装置 |
5 |
复位装置 |
31b |
自转驱动装置 |
51 |
吸附件 |
32 |
传动机构 |
52 |
拉块 |
32a |
公转传动机构 |
6 |
支撑组件 |
321 |
公转转动部 |
61 |
滚动件 |
32b |
自转传动机构 |
|
|
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例,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作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。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
现有的PVD镀膜中需要将工件放置在真空室中进行镀膜,由于靶材固定,所以需要将工件进行旋转,如此对工件的表面进行镀膜,然而,本申请的改进之前的镀膜设备的工件架旋转系统只能公转的同时进行自转,只有这一种运行模式,无法实现单独公转、单独自转,也无法实现对工件架系统中自转的单独控制。
而在现实生产和实验过程中,根据工艺需要,有时在真空室中需要对两种或多种不同类别和材质的工件进行镀膜,有的工件需要自转,有的不需要,有的需要公转,有的不需要,或者公转镀膜一段时间后,再只自转进行镀膜,所以就需要一种能够实现以下三种运动形式的工件架系统。
鉴于此,本发明提供一种工件架旋转系统以及、具有所述工件架旋转系统的真空镀膜设备,以克服上述之缺陷,图1至图6为本发明提供的工件架旋转系统的一实施例,以下结合附图对本发明实施例提供的工件架旋转系统进行说明。
本发明提供的工件架旋转系统100的基本构思是:让固定待镀膜工件的自转盘21具有单独绕其自转轴21a转动的自转行程、单独绕公转轴22a转动的公转行程、以及同时能够绕自转轴21a转动和公转轴22a转动的组合转动行程,以满足不同的工艺需求。
请参阅图1至图3,所述工件架旋转系统100包括安装座1和转动组件2和驱动系统3。
所述安装座1作为所述转动组件2和所述驱动系统3的安装载体,其具体形式和结构不做限制,可以是一个固定板11,也可以是一个固定架,也或者是其他形式。
所述动组件设于所述安装座1,所述转动组件2包括用以固定待镀膜工件的自转盘21,所述自转盘21具体在本实施例中为圆形设置,显然本设计不限于此,所述自转盘21也可以是非圆形,也可以是方形等等,所述自转盘21可沿着其自转轴21a可转动设置,且所述自转盘21还可绕着一公转轴22a转动设置。
所述驱动系统3驱动连接于所述转动组件2,所述驱动系统3驱动所述自转盘21绕着所述自转轴21a和/或所述公转轴22a转动,以使得所述自转盘21具有单独绕其自转轴21a转动的自转行程、单独绕公转轴22a转动的公转行程、以及同时能够绕自转轴21a转动和公转轴22a转动的组合转动行程。
本发明的技术方案中,用以固定待镀膜工件的自转盘21具有单独绕其自转轴21a转动的自转行程、单独绕公转轴22a转动的公转行程、以及同时能够绕自转轴21a转动和公转轴22a转动的组合转动行程,以能够对工件的多个表面进行镀膜,以解决现有技术的缺陷。
实现所述自转盘21的自转和公转以及组合转动(即同时自转和公转)的具体结构不做限制,实现形式有多种多样,后续结合本发明的实施例进行示例性说明。
在本发明的实施例中,所述转动组件2还包括一公转盘22,所述公转盘22可转动设置,所述公转盘22的转轴为所述公转轴22a,所述自转盘21沿着其自转动轴322可转动地设于所述公转盘22上,且可随着所述公转盘22一同公转,所述驱动系统3驱动连接于所述公转盘22和所述自转盘21,且可选择性地驱动所述自转盘21自转和/或所述公转盘22公转。显然,本设计也可以不设置公转盘22,可以设置一个转动架,所述转动架可以沿着所述公转轴22a转动,所述自转盘21可以转动设置在所述转动架,而后通过驱动系统3可以分别驱动所述转动架公转和/或所述自转盘22自转。也即,本设计实现所述转动盘21的公转的具体结构不做限制。
通过将所述自转盘21设置在所述公转盘22上,为此,所述自转盘21可以随着所述公转盘22转动,此外,所述自转盘21沿着其自转轴21a可转动地安装于所述公转盘22,所以,所述自转盘21也能够实现自转,为此,所述驱动系统3可以单独驱动所述自转盘21自转,也可以是在驱动所述自转盘21自转的同时驱动所述公转盘22公转,以实现组合转动,也可以是,单独驱动所述公转盘22公转,以使得所述自转盘21公转。
所述驱动系统3包括驱动装置31和传动机构32,所述传动机构32传动连接在所述驱动装置31与所述公转盘22和所述自转盘21之间,以将所述驱动装置31驱动转化为所述公转盘22的公转和/或所述自转盘21的自转,显然,所述驱动装置31作为所述驱动系统3的动力源,可以是电机,也可以是旋转气缸等等,在此不做限制,当然,可以是不是旋转装置,对于不同的动力运动方式,所述传动机构32需要做适配性设置,该等适配性设置属于机械领域里面的基本技能,为此,在此不必对其一一进行列举。
具体地,在本发明的一实施例中,所述驱动装置31包括公共驱动装置31,所述传动机构32包括传动动连接在所述公共驱动装置31和所述公转盘22之间的公转传动机构32a、以及传动连接在所述公共驱动装置31和所述自转盘21之间的自转传动机构32b,其中,所述公转传动机构32a和所述自转传动机构32b均设置为可离合的传动机构32,以使得所述公共驱动装置31能够选择驱动所述自转盘21自转和/或所述公转盘22公转,为此,当所述自转盘21进行自转行程时,控制所述公转传动机构32a为分离状态,此时,所述公共驱动装置31的动力自所述自转传动机构32b传递至所述自转盘21,以进行自转,而在所述公转传动机构32a这一条传输路线被切断,当所述自转盘21需要自转和公转时,即组合转动时,所述公共驱动装置31能够同时通过所述公转传动机构32a和所述自转传动机构32b传递动力至所述公转盘22和所述自转盘21,以使得所述自转盘21能够进行公转和自转,当所述自转盘21进行公转行程时,控制所述自转传动机构32b处于分离状态,此时,所述公共驱动装置31的动力自所述公转传动机构32a传递至所述公转盘22,所述自转盘21在所述公转盘22的带动下以进行公转,而在所述自转传动机构32b这一条传输路线被切断。
在这里需要指出的是“可离合的传动机构32”为能够传动动力的传动线路可以断开和闭合,例如常见的离合器能实现离合,还可以是齿轮的啮合和分离啮合等等,亦或者其他形式,在此,本设计均不做限制。
前述介绍对于所述驱动装置31只设置一个的情况,显然本设计不限于此,在本发明的实施例中,所述驱动装置31包括公转驱动装置31a和自转驱动装置31b,所述传动机构32包括传动连接在所述公转驱动装置31a和所述公转盘22之间的公转传动机构32a、以及传动连接在所述自转动驱动装置31和所述自转盘21之间的自转传动机构32b。因为,所述自转盘21和所述公转盘22均具有独立的驱动装置31和传动系统,故而,两者容易实现单独公转和自转。
具体地,在本发明的实施例中,所述公转驱动装置31a和所述自转驱动装置31b均固定安装于所述安装座1,所述自转传动机构32b设置为可离合传动设置的传动机构32,以使得所述公转动驱动装置31通过所述公转传动机构32a驱动所述公转盘22时,所述自转盘21与所述公转驱动装置31a之间脱离驱动连接。因为,所述公转驱动装置31a和所述自转驱动装置31b均固定安装于所述安装座1,所以,在所述自转盘21为单独公转行程时,即在所述公转盘22公转时,所述自转驱动装置31b需要与所述自转盘21之前的传动连接断开,以避免自转传动机构32b影响所述自转盘21公转,所以,所述自转传动机构32b设置为可离合传动设置的传动机构32。
显然本设计不限于此,当所述自转驱动装置31b与所述公转盘22固定时,则不需要所述自转传动机构32b设置为可离合的传动机构32,此时,对所述自转驱动装置31b的供电带来了考验,可以设置圆环形滑轨,所述圆环形滑轨内设置有供电层,所述自转驱动装置31b与所述圆环形滑轨滑动连接,且所述自转驱动装置31b上设置有与所述供电层保持触接的导电部,以为所述自转驱动装置31b供电,当然,也可以是所述自转驱动装置31b自带电池。
所述公转传动机构32a和所述自转传动机构32b的具体形式和构造不做限制,具体地,在本发明的实施例中,所述公转传动机构32a包括固定套接在所述公转轴22a的公转转动部321,以通过所述公转轴22a与所述公转盘22连接,所述公转转动部321与所述公转驱动装置31a传动连接,以被所述公转驱动装置31a驱动转动。
所述自转传动机构32b包括转动轴322、自转动传动部323、大齿轮324和小齿轮325,所述转动轴322外套接于所述公转轴22a,且两者之间可相对转动,且具体地,两者通过轴承326转动安装。所述自转动传动部323固定套接在所述转动轴322,且与所述自转动驱动装置31传动连接,以被所述自转驱动装置31b驱动转动,所述自转动传动部323的具体形式不做限制,可以是齿轮,也可以是带轮,还可以是其他的结构,所述大齿轮324固定套接于所述转动轴322,以被所述转动轴322带动转动,所述小齿轮325与所述大齿轮324相啮合,且可通过所述自转轴21a与所述自转盘21连接。其中,所述小齿轮325和所述大齿轮324设置为可分离设置,或者所述自转动轴322与所述小齿轮325设置为可离合设置,以使得所述自转传动机构32b设置为可离合传动设置的传动机构32。
当需要所述自转盘21单独进行自转时,直接控制所述自转驱动装置31b通过所述自转传动机构32b驱动所述自转盘21转动,当需要所述自转盘21单独进行公转时,需要将所述小齿轮325和所述大齿轮324分离,或者所述自转动轴322与所述小齿轮325分离,以切断所述自转驱动装置31b与所述自转盘21之间的连接,此时,控制所述公转驱动装置31a驱动所述公转盘22转动,以带动所述自转盘21公转,当需要所述自转盘21公转和自转同时进行时,控制所述自转驱动装置31b通过所述自转传动机构32b驱动所述自转盘21转动,以使得所述自转盘21自转,同时控制所述公转驱动装置31a驱动所述公转盘22转动,以带动所述自转盘21公转。
实现“所述自转传动机构32b设置为可离合传动设置的传动机构32”的具体形式不做限制,具体地,在本发明的实施例中,所述小齿轮325套接于所述自转轴21a,且两者之间在周向上相互固定以传递转动,所述小齿轮325在所述自转轴21a的轴向上可调节设置,以使得所述小齿轮325能够与所述大齿轮324分离和啮合。
在本发明的实施例中,所述自转轴21a上与处在分离状态的所述小齿轮325对应的分离位置、以及对应处在啮合状态的所述小齿轮325的啮合位置;所述小齿轮325和所述自转轴21a的分离位置,其中之一设置有定位部,另一设置有配合部,通过所述定位部和所述配合部的定位配合,以使得所述小齿轮325定位在所述自转轴21a的分离位置。具体地,在本发明的实施例中,所述定位部为卡槽A,所述配合部为弹性卡凸B,显然,所述定位部和所述配合部还可以是磁吸结构等等。
进一步地,请查阅图1、图4和图5,所述小齿轮325与所述自转轴21a之间设置有复位件C,所述复位件C用以在所述定位部和所述配合部解除配合时,将所述小齿轮325复位至所述啮合位置,具体的,所述复位件C为复位弹簧,所述复位弹簧套设在所述自转轴21a上且一端被所述自转轴21a限位,另一端与所述小齿轮325的端面抵接,以在所述小齿轮325自所述啮合位置移动至所述分离位置时,所述复位弹簧为压缩。
可选地,在本发明的实施例中,所述安装座1上还设置有能够驱动所述小齿轮325在所述自转轴21a上的分离位置和啮合位置之间活动的调节装置。所述调节装置具体构造不做限制,例如可以是磁吸力驱动装置31,例如,所述自转轴21a上设置有电磁铁,所述小齿轮325上设置有磁吸部,以通过所述电磁铁得电和失电以及电流方向来控制所述电磁铁对所述小齿轮325的作用力大小和方向。
具体地,在本实施例中,请参阅图1和图6,所述调节装置包括脱离装置4和所述复位装置5,所述脱离装置4具有可驱动伸缩设置的抵顶件41,所述抵顶件41用以顶推所述小齿轮325自所述自转轴21a的啮合位置移动至所述分离位置,所述抵顶件41具体为通过气缸驱动伸缩,显然还可以是油缸或者直线电机,在此不做限制。
请参阅图1和图7,所述复位装置5具有可驱动伸缩设置的吸附件51,所述吸附件51用以吸附所述小齿轮325设置,以对处在所述分离位置的所述小齿轮325施加作用力,使得所述定位部和所述配合部解除配合,所述吸附件51具体为通过气缸驱动伸缩,显然还可以是油缸或者直线电机,在此不做限制。所述吸附件51的吸附方式可以是吸盘,也可以是磁吸,在本实施例中,所述吸附件51上设置有第一磁吸部,具体地,所述吸附件51具有采用磁性材料制成的拉块52,所述小齿轮325设置有与所述第一磁吸部吸附的第二磁吸部,具体的,所述小齿轮325采用钢制材质。
在本发明的实施例中,请参阅图1和图8,所述安装座1包括固定板11,所述固定板11与所述公转盘22相对设置,且所述固定板11上设置有支撑组件6,所述支撑组件6的一端与所述固定板11固定连接,另一端设置有与所述公转盘22滚动接触的滚动件61,以提高所述公转盘22的转动稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。