CN112593193B - 一种真空磁控溅射镀膜设备及其镀膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空磁控溅射镀膜设备及其镀膜方法，包括转筒、移动筒、活动靶组件和移动靶组件，所述移动筒靠近转筒的一端开设有弧形开口槽，所述弧形开口槽内部活动填充有弹性层，且弧形开口槽两端各固定设置有排斥磁铁和吸引磁铁，所述靶材板一一侧与连接杆一间固定连接有弹性拉绳一，所述靶材板一远离弹性拉绳一的一端与连接杆二间固定连接有弹性拉绳二，本发明在使用中，通过弹性拉绳一和弹性拉绳二，使得固定靶组件在转动时带动靶材板一在凹型结构中翻转，对凹型结构的各个侧面进行镀膜处理，并通过移动筒、限位机构使得固定靶组件周期带动靶材板一在凹型结构中正反转，使得凹型结构中侧面的镀膜更为均匀。

Description

一种真空磁控溅射镀膜设备及其镀膜方法
技术领域
本发明涉及磁控溅射镀膜设备技术领域，具体为一种真空磁控溅射镀膜设备及其镀膜方法。
背景技术
现有的真空磁控溅射镀膜设备主要是对镀膜件表面进行镀膜，对管道类镀膜件的内表面进行镀膜的相关技术的描述较少，此外，在对不规则管道内部进行镀膜时，易发生镀膜不均匀等问题。
现有技术中，申请号为“201710949826.6”的一种磁控溅射镀膜设备和磁控溅射镀膜方法，包括产生磁场的螺线管和靶，将靶插入镀膜件内部，实现对镀膜件内部进行镀膜。
但现有技术仍存在较多缺陷，如：当镀膜件内表面存在沟壑等凹型结构时，利用上述技术无法对凹型结构的全部内表面进行镀膜，凹型结构侧面无法镀膜，影响镀膜质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空磁控溅射镀膜设备及其镀膜方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种真空磁控溅射镀膜设备，包括：
螺线管，所述螺线管通电产生磁场；
转筒，所述转筒上固定设置有传感器；
移动筒，所述移动筒与转筒间活动连接有连杆，所述移动筒靠近转筒的一端开设有弧形开口槽，所述弧形开口槽内部活动填充有弹性层，且弧形开口槽两端各固定设置有排斥磁铁和吸引磁铁；
活动靶组件，所述活动靶组件位于转筒和移动筒之间，所述活动靶组件包括连接杆一、伸出杆和靶材板一，所述伸出杆活动伸出连接杆一，且伸出杆伸出连接杆一的一端与靶材板一间通过转轮活动连接，且靶材板一一侧与连接杆一间固定连接有弹性拉绳一，所述靶材板一朝向镀膜件内壁，所述连接杆一靠近连杆的一端与连杆活动连接；
所述连接杆一内部活动连接有插杆一，所述转筒靠近连接杆一的一侧开设有插孔一，且插杆一活动伸入插孔一中，所述连接杆一内设置有控制插杆一离开插孔一的运动组件，且连接杆一与伸出杆间设置有伸出组件；以及
固定靶组件，所述固定靶组件位于转筒和移动筒之间，所述固定靶组件包括固定连接的连接杆二和靶材板二，所述靶材板一远离弹性拉绳一的一端与连接杆二间固定连接有弹性拉绳二，所述靶材板二朝向镀膜件内壁；
所述连接杆二内开设有通槽，所述通槽内活动设置有插杆二，所述转筒靠近连接杆二的一侧开设有插孔二，且插杆二活动伸入插孔二，所述连接杆二内设置有限制插杆二运动的限位组件，且插杆二与排斥磁铁、吸引磁铁相配合。
优选的，所述运动组件包括铁块一、电磁铁一和电磁铁二，且铁块一位于电磁铁一和电磁铁二之间，且电磁铁二位于电磁铁一和移动筒之间，所述连接杆一靠近转筒的一侧开设有空槽，且插杆一活动伸入插孔一和空槽，所述插杆一伸入空槽的一端固定连接有铁块一，所述空槽连接有连接槽一，且铁块一活动伸入连接槽一，所述电磁铁一和电磁铁二分别设置在连接槽一两端。
优选的，所述伸出组件包括电机和螺纹丝杆，且螺纹丝杆安装在电机上，所述螺纹丝杆活动伸入伸出杆中。
优选的，所述限位组件包括推板、限位杆和电磁铁三，且推板位于限位杆和电磁铁三之间，所述限位杆靠近电磁铁三的一侧固定连接有铁块二，所述通槽一侧连接有连接槽二，所述推板固定设置在插杆二上，且推板活动伸入连接槽二，所述限位杆活动设置在连接槽二中，所述电磁铁三固定设置在连接槽二中，且电磁铁三位于限位杆和移动筒之间。
优选的，所述靶材板一和靶材板二均与电源负极连通。
优选的，所述转筒固定连接有转杆，所述转杆安装在转动电机上，所述移动筒固定连接有牵引杆，所述牵引杆安装在步进电缸上。
一种镀膜方法，使用上述的真空磁控溅射镀膜设备，步骤包括：
a，将镀膜件放置在螺线管内部，并将转筒、移动筒、活动靶组件和固定靶组件放置在镀膜件内部；
b，间歇启动步进电缸，牵引杆拉动移动筒在镀膜件内部运动，当步进电缸停止运动时，转动电机启动，转杆通过转筒带动活动靶组件和固定靶组件转动对镀膜件内表面进行镀膜；
c，当传感器感应到镀膜件中的凹型结构时，电磁铁二吸引铁块一，使得插杆一离开转筒，电机转动，螺纹丝杆带动伸出杆伸出，伸出杆带动靶材板一伸入凹型结构，靶材板一对凹型结构进行镀膜；
d，电磁铁三吸引铁块二，使得插杆二伸入弧形开口槽，转筒带动固定靶组件转动，插杆二挤压弹性层，当插杆二运动至吸引磁铁位置时，插杆二离开插孔二，插杆二在弹性层作用下带动固定靶组件反向转动，直至插杆二运动至排斥磁铁位置，插杆二再次插入转筒中，反复循环；
e，步进电缸再次启动时，电磁铁一吸引铁块一，使得插杆一重新插入转筒，电机反向转动使得伸出杆复位，电磁铁三失去磁性，插杆二在排斥磁铁作用下离开弧形开口槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本装置的活动靶组件使得靶材板一能够伸入凹型结构中，对镀膜件的凹型结构进行镀膜，同时在靶材板一和连接杆一间连接弹性拉绳一，又在靶材板一另一端和连接杆二间连接弹性拉绳二，使得固定靶组件在转动时带动靶材板一在凹型结构中翻转，对凹型结构的各个侧面进行镀膜处理；
2、本装置的移动筒中设置有弹性层、排斥磁铁和吸引磁铁，又在连接杆二中设置限位机构，固定靶组件在转筒带动下转动至吸引磁铁位置后，固定靶组件与转筒脱离，并在弹性层作用下反转至排斥磁铁位置，固定靶组件再次与转筒连接一同转动，固定靶组件周期正反转带动靶材板一在凹型结构中翻转，使得凹型结构中侧面的镀膜更为均匀。
本发明的真空磁控溅射镀膜设备及其镀膜方法，通过弹性拉绳一和弹性拉绳二，使得固定靶组件在转动时带动靶材板一在凹型结构中翻转，对凹型结构的各个侧面进行镀膜处理，并通过移动筒、限位机构使得固定靶组件周期带动靶材板一在凹型结构中正反转，使得凹型结构中侧面的镀膜更为均匀，使用方便，非常值得推广。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明的转筒、移动筒、活动靶组件和固定靶组件连接示意图；
图3为本发明的活动靶组件和固定靶组件连接示意图；
图4为本发明的靶材板一伸入凹型结构并翻转示意图；
图5为本发明的固定靶组件转动带动靶材板一翻转示意图；
图6为本发明的移动筒剖面示意图；
图7为本发明的活动靶组件和转筒连接示意图；
图8为图7中A区结构放大示意图；
图9为本发明的插杆一离开插孔一时活动靶组件状态示意图；
图10为本发明的固定靶组件、转筒和移动筒连接示意图；
图11为图10中B区结构放大示意图；
图12为本发明的插杆二同时插入插孔二和弧形开口槽时状态示意图；
图13为本发明的插杆二离开插孔二时状态示意图。
图中：1螺线管、2转筒、21传感器、22插孔一、23插孔二、3移动筒、31弧形开口槽、32弹性层、33排斥磁铁、34吸引磁铁、4连杆、5活动靶组件、51连接杆一、511空槽、512连接槽一、513插杆一、514铁块一、515电磁铁一、516电磁铁二、517电机、518螺纹丝杆、52伸出杆、53转轮、54靶材板一、55弹性拉绳一、6固定靶组件、61连接杆二、611通槽、612连接槽二、62靶材板二、63插杆二、631推板、64限位杆、641铁块二、65电磁铁三、7弹性拉绳二、8转杆、9转动电机、10牵引杆、11步进电缸、12电源、13镀膜件、14凹型结构。
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。
请参阅图1-13，本发明提供一种技术方案：
螺线管1，螺线管1通电产生磁场；
转筒2，转筒2上固定设置有传感器21，传感器21检测镀膜件13中是否有凹型结构14；
移动筒3，移动筒3与转筒2间活动连接有连杆4，移动筒3靠近转筒2的一端开设有弧形开口槽31，弧形开口槽31内部活动填充有弹性层32，且弧形开口槽31两端各固定设置有排斥磁铁33和吸引磁铁34；
活动靶组件5，活动靶组件5位于转筒2和移动筒3之间，活动靶组件5包括连接杆一51、伸出杆52和靶材板一54，伸出杆52活动伸出连接杆一51，且伸出杆52伸出连接杆一51的一端与靶材板一54间通过转轮53活动连接，且靶材板一54一侧与连接杆一51间固定连接有弹性拉绳一55，当伸出杆52向远离连接杆一51的方向运动时，弹性拉绳一55拉动靶材板一54翻转，靶材板一54朝向镀膜件内壁，连接杆一51靠近连杆4的一端与连杆4活动连接；
连接杆一51内部活动连接有插杆一513，转筒2靠近连接杆一51的一侧开设有插孔一22，且插杆一513活动伸入插孔一22中，连接杆一51内设置有控制插杆一513离开插孔一22的运动组件，且连接杆一51与伸出杆52间设置有伸出组件，当传感器21感应到凹型结构14时，运动组件带动插杆一513脱离插孔一22，活动靶组件5停止转动，伸出组件带动伸出杆52伸出，使得靶材板一54伸入凹型结构14；以及
固定靶组件6，固定靶组件6位于转筒2和移动筒3之间，固定靶组件6包括固定连接的连接杆二61和靶材板二62，靶材板一54远离弹性拉绳一55的一端与连接杆二61间固定连接有弹性拉绳二7，连接杆二61在转筒2带动下转动，连接杆二61转动使得弹性拉绳二7被拉长，弹性拉绳二7带动靶材板一54反向翻转，使得靶材板一54在凹型结构14中转动，靶材板一54转动更好地对凹型结构14中各个侧面进行镀膜处理，靶材板二62朝向镀膜件内壁；
连接杆二61内开设有通槽611，通槽611内活动设置有插杆二63，转筒2靠近连接杆二61的一侧开设有插孔二23，且插杆二63活动伸入插孔二23，连接杆二61内设置有限制插杆二63运动的限位组件，且插杆二63与排斥磁铁33、吸引磁铁34相配合，当传感器21感应到凹型结构时，限位组件带动插杆二63向靠近移动筒3的方向运动，使得插杆二63插入弧形开口槽31中，转筒2带动固定靶组件6转动使得插杆二63挤压弹性层32，当插杆二63运动至吸引磁铁34位置时，吸引磁铁34吸引插杆二63，使得插杆二63离开插孔二23，插杆二63在弹性层32作用下带动固定靶组件6反向转动，直至插杆二63运动至排斥磁铁33位置，排斥磁铁33排斥插杆二63，使得插杆二63再次插入转筒2中，转筒2再次带动固定靶组件6转动。
具体的，运动组件包括铁块一514、电磁铁一515和电磁铁二516，且铁块一514位于电磁铁一515和电磁铁二516之间，且电磁铁二516位于电磁铁一515和移动筒3之间，连接杆一51靠近转筒2的一侧开设有空槽511，且插杆一513活动伸入插孔一22和空槽511，插杆一513伸入空槽511的一端固定连接有铁块一514，空槽511连接有连接槽一512，且铁块一514活动伸入连接槽一512，电磁铁一515和电磁铁二516分别设置在连接槽一512两端，当传感器21未感应到凹型结构14时，电磁铁一515工作吸引铁块一514，使得插杆一513插入插孔一22中，当传感器22感应到凹型结构14时，电磁铁二516工作吸引铁块一514，使得插杆一513离开插孔一22，活动靶组件5不再随转筒2一同转动。
具体的，伸出组件包括电机517和螺纹丝杆518，且螺纹丝杆518安装在电机517上，螺纹丝杆518活动伸入伸出杆52中，当传感器21感应到凹型结构14时，电机517带动螺纹丝杆518转动，使得伸出杆52伸出，伸出杆52向靠近凹型结构14的方向运动使得靶材板一54伸入凹型结构14。
具体的，限位组件包括推板631、限位杆64和电磁铁三65，且推板631位于限位杆64和电磁铁三65之间，限位杆64靠近电磁铁三65的一侧固定连接有铁块二641，通槽611一侧连接有连接槽二612，推板631固定设置在插杆二63上，且推板631活动伸入连接槽二612，限位杆64活动设置在连接槽二612中，电磁铁三65固定设置在连接槽二612中，且电磁铁三65位于限位杆64和移动筒3之间，当传感器21感应到凹型结构14时，电磁铁三65吸引铁块二641，使得限位杆64推动推板631向靠近移动筒3的方向运动，使得插杆二63插入弧形开口槽31中。
具体的，靶材板一54和靶材板二62均与电源12负极连通，使得电离产生的阳离子击打在靶材板一54和靶材板二62上，靶材板一54和靶材板二62在阳离子击打下溅射出靶原子，靶原子落在镀膜件13上进行镀膜。
具体的，转筒2固定连接有转杆8，转杆8安装在转动电机9上，移动筒3固定连接有牵引杆10，牵引杆10安装在步进电缸11上，间歇启动步进电缸11，拉动移动筒3在镀膜件13内部运动，当步进电缸11停止运动时，转动电机9启动，转筒2带动活动靶组件5和固定靶组件6转动对镀膜件13内表面进行镀膜。
一种镀膜方法，使用上述的真空磁控溅射镀膜设备，步骤包括：
a，将镀膜件13放置在螺线管1内部，并将转筒2、移动筒3、活动靶组件5和固定靶组件6放置在镀膜件13内部；
b，间歇启动步进电缸11，牵引杆10拉动移动筒3在镀膜件13内部运动，当步进电缸11停止运动时，转动电机9启动，转杆8通过转筒2带动活动靶组件5和固定靶组件6转动对镀膜件13内表面进行镀膜；
c，当传感器21感应到镀膜件13中的凹型结构14时，电磁铁二516吸引铁块一514，使得插杆一513离开转筒2，电机517转动，螺纹丝杆518带动伸出杆52伸出，伸出杆52带动靶材板一54伸入凹型结构14，靶材板一54对凹型结构14进行镀膜；
d，电磁铁三65吸引铁块二641，使得插杆二63伸入弧形开口槽31，转筒2带动固定靶组件6转动，插杆二63挤压弹性层32，当插杆二63运动至吸引磁铁34位置时，插杆二63离开插孔二23，插杆二63在弹性层32作用下带动固定靶组件6反向转动，直至插杆二63运动至排斥磁铁33位置，插杆二63再次插入转筒2中，反复循环；
e，步进电缸11再次启动时，电磁铁一515吸引铁块一514，使得插杆一513重新插入转筒2，电机517反向转动使得伸出杆52复位，电磁铁三65失去磁性，插杆二63在排斥磁铁33作用下离开弧形开口槽31。
工作原理：当传感器21感应到凹型结构14时，运动组件带动插杆一513脱离插孔一22，活动靶组件5停止转动，伸出组件带动伸出杆52伸出，使得靶材板一54伸入凹型结构14，弹性拉绳一55拉动靶材板一54使得靶材板一54翻转；
限位组件带动插杆二63向靠近移动筒3的方向运动，使得插杆二63插入弧形开口槽31中，转筒2带动固定靶组件6转动使得插杆二63挤压弹性层32，当插杆二63运动至吸引磁铁34位置时，吸引磁铁34吸引插杆二63，使得插杆二63离开插孔二23，插杆二63在弹性层32作用下带动固定靶组件6反向转动，直至插杆二63运动至排斥磁铁33位置，排斥磁铁33排斥插杆二63，使得插杆二63再次插入转筒2中，转筒2再次带动固定靶组件6转动；
连接杆二61转动使得弹性拉绳二7被拉长，弹性拉绳二7带动靶材板一54反向翻转，使得靶材板一54在凹型结构14中转动，靶材板一54转动更好地对凹型结构14中各个侧面进行镀膜处理。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种真空磁控溅射镀膜设备，其特征在于：包括，
螺线管(1)，所述螺线管(1)通电产生磁场；
转筒(2)，所述转筒(2)上固定设置有传感器(21)；
移动筒(3)，所述移动筒(3)与转筒(2)间活动连接有连杆(4)，所述移动筒(3)靠近转筒(2)的一端开设有弧形开口槽(31)，所述弧形开口槽(31)内部活动填充有弹性层(32)，且弧形开口槽(31)两端各固定设置有排斥磁铁(33)和吸引磁铁(34)；
活动靶组件(5)，所述活动靶组件(5)位于转筒(2)和移动筒(3)之间，所述活动靶组件(5)包括连接杆一(51)、伸出杆(52)和靶材板一(54)，所述伸出杆(52)活动伸出连接杆一(51)，且伸出杆(52)伸出连接杆一(51)的一端与靶材板一(54)间通过转轮(53)活动连接，且靶材板一(54)一侧与连接杆一(51)间固定连接有弹性拉绳一(55)，所述靶材板一(54)朝向镀膜件内壁，所述连接杆一(51)靠近连杆(4)的一端与连杆(4)活动连接；
所述连接杆一(51)内部活动连接有插杆一(513)，所述转筒(2)靠近连接杆一(51)的一侧开设有插孔一(22)，且插杆一(513)活动伸入插孔一(22)中，所述连接杆一(51)内设置有控制插杆一(513)离开插孔一(22)的运动组件，且连接杆一(51)与伸出杆(52)间设置有伸出组件；以及
固定靶组件(6)，所述固定靶组件(6)位于转筒(2)和移动筒(3)之间，所述固定靶组件(6)包括固定连接的连接杆二(61)和靶材板二(62)，所述靶材板一(54)远离弹性拉绳一(55)的一端与连接杆二(61)间固定连接有弹性拉绳二(7)，所述靶材板二(62)朝向镀膜件内壁；
所述连接杆二(61)内开设有通槽(611)，所述通槽(611)内活动设置有插杆二(63)，所述转筒(2)靠近连接杆二(61)的一侧开设有插孔二(23)，且插杆二(63)活动伸入插孔二(23)，所述连接杆二(61)内设置有限制插杆二(63)运动的限位组件，且插杆二(63)与排斥磁铁(33)、吸引磁铁(34)相配合；
所述运动组件包括铁块一(514)、电磁铁一(515)和电磁铁二(516)，且铁块一(514)位于电磁铁一(515)和电磁铁二(516)之间，且电磁铁二(516)位于电磁铁一(515)和移动筒(3)之间，所述连接杆一(51)靠近转筒(2)的一侧开设有空槽(511)，且插杆一(513)活动伸入插孔一(22)和空槽(511)，所述插杆一(513)伸入空槽(511)的一端固定连接有铁块一(514)，所述空槽(511)连接有连接槽一(512)，且铁块一(514)活动伸入连接槽一(512)，所述电磁铁一(515)和电磁铁二(516)分别设置在连接槽一(512)两端；
所述限位组件包括推板(631)、限位杆(64)和电磁铁三(65)，且推板(631)位于限位杆(64)和电磁铁三(65)之间，所述限位杆(64)靠近电磁铁三(65)的一侧固定连接有铁块二(641)，所述通槽(611)一侧连接有连接槽二(612)，所述推板(631)固定设置在插杆二(63)上，且推板(631)活动伸入连接槽二(612)，所述限位杆(64)活动设置在连接槽二(612)中，所述电磁铁三(65)固定设置在连接槽二(612)中，且电磁铁三(65)位于限位杆(64)和移动筒(3)之间。
2.根据权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜设备，其特征在于：所述伸出组件包括电机(517)和螺纹丝杆(518)，且螺纹丝杆(518)安装在电机(517)上，所述螺纹丝杆(518)活动伸入伸出杆(52)中。
3.根据权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜设备，其特征在于：所述靶材板一(54)和靶材板二(62)均与电源(12)负极连通。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的真空磁控溅射镀膜设备，其特征在于：所述转筒(2)固定连接有转杆(8)，所述转杆(8)安装在转动电机(9)上，所述移动筒(3)固定连接有牵引杆(10)，所述牵引杆(10)安装在步进电缸(11)上。
5.一种镀膜方法，其特征在于：使用上述权利要求4所述的真空磁控溅射镀膜设备，步骤包括：
a，将镀膜件(13)放置在螺线管(1)内部，并将转筒(2)、移动筒(3)、活动靶组件(5)和固定靶组件(6)放置在镀膜件(13)内部；
b，间歇启动步进电缸(11)，牵引杆(10)拉动移动筒(3)在镀膜件(13)内部运动，当步进电缸(11)停止运动时，转动电机(9)启动，转杆(8)通过转筒(2)带动活动靶组件(5)和固定靶组件(6)转动对镀膜件(13)内表面进行镀膜；
c，当传感器(21)感应到镀膜件(13)中的凹型结构(14)时，电磁铁二(516)吸引铁块一(514)，使得插杆一(513)离开转筒(2)，电机(517)转动，螺纹丝杆(518)带动伸出杆(52)伸出，伸出杆(52)带动靶材板一(54)伸入凹型结构(14)，靶材板一(54)对凹型结构(14)进行镀膜；
d，电磁铁三(65)吸引铁块二(641)，使得插杆二(63)伸入弧形开口槽(31)，转筒(2)带动固定靶组件(6)转动，插杆二(63)挤压弹性层(32)，当插杆二(63)运动至吸引磁铁(34)位置时，插杆二(63)离开插孔二(23)，插杆二(63)在弹性层(32)作用下带动固定靶组件(6)反向转动，直至插杆二(63)运动至排斥磁铁(33)位置，插杆二(63)再次插入转筒(2)中，反复循环；
e，步进电缸(11)再次启动时，电磁铁一(515)吸引铁块一(514)，使得插杆一(513)重新插入转筒(2)，电机(517)反向转动使得伸出杆(52)复位，电磁铁三(65)失去磁性，插杆二(63)在排斥磁铁(33)作用下离开弧形开口槽(31)。
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