CN113061863A - 一种镀膜治具、镀膜设备及镀膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镀膜治具、镀膜设备及镀膜方法，涉及玻璃镀膜技术领域。所述镀膜设备包括真空室、偏压电源及镀膜治具，所述镀膜治具包括金属本体，所述金属本体上设有仿形凹坑，所述仿形凹坑的内壁与镀膜工件的镀膜面相契合；真空室内设有工件架及靶源，所述镀膜治具连接于所述工件架，所述靶源正对所述镀膜治具；所述工件架连接所述偏压电源的其中一个电极，所述靶源接地或者连接偏压电源的另一个电极。本发明在镀膜时，镀膜工件的紧贴在仿形凹坑的内壁上，通入偏压电源后，能在镀膜工件的镀膜面上形成各处均匀的电场，膜层物质在电场作用下沉积在镀膜面上，最终形成各处厚度均匀的光学膜。本发明还提供了一种镀膜方法。

Description

一种镀膜治具、镀膜设备及镀膜方法
技术领域
本发明涉及玻璃镀膜技术领域，尤其涉及一种镀膜治具、镀膜设备及镀膜方法。
背景技术
随着人们审美观的不断发展，人们对于消费类电子产品如手机的触摸屏已经不满足于传统的平面屏，于是2.5D屏、3D屏等曲面屏应运而生。这些曲面屏需要镀光学膜，用于提升屏幕的光学显示性能。现有的一种常见的镀膜方法是真空镀膜，其是一种物理气相沉积(PVD，Physical Vapor Deposition)制备功能薄膜的方法。它的基本原理是在真空室内，膜层材料的原子在电磁场作用下从靶源离析出来打到被镀物表面上。这种工艺方法被广泛应用在各种镀膜工艺中，例如玻璃镀膜、触摸屏镀膜等。
在进行镀膜时需要用金属治具来承托玻璃工件，现有的金属治具一般是平板状，金属治具加上电压后，电场随金属治具分布，由于曲面屏(或玻璃)各处曲率不同，导致曲面屏(或玻璃)的镀膜面上各处电场强度不均匀，例如2.5D曲面屏(或玻璃)的平面处电场强度强、侧弧面处电场强度弱，在镀膜沉积的过程中平面和侧弧面沉积的膜层厚度差异很大，最终导致所镀的光学膜层达不到均匀的效果。而3D曲面屏(或玻璃)镀膜时，上述的缺陷更为明显。
有鉴于此，急需一种新的技术方案来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，提供一种镀膜治具、镀膜设备及镀膜方法，可在镀膜工件上形成厚度均匀的光学膜。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种镀膜治具，包括金属本体，所述金属本体上设有仿形凹坑，所述仿形凹坑的内壁与镀膜工件的镀膜面相契合。
本发明的目的之二在于提供一种镀膜设备，包括真空室、偏压电源及如上所述的镀膜治具；
所述真空室内设有工件架及靶源，所述镀膜治具连接于所述工件架，所述靶源正对所述镀膜治具；
所述工件架连接所述偏压电源的其中一个电极，所述靶源接地或者连接偏压电源的另一个电极。
作为进一步的改进，所述镀膜设备还包括真空炉体，所述真空室由所述真空炉体的内部空腔形成，所述工件架及所述靶源分别连接于所述真空炉体的相对两端。
作为进一步的改进，所述的镀膜工件包括曲面玻璃。
本发明的目的之三在于提供一种镀膜方法，其特征在于，包括如下步骤：
使用如上所述的镀膜设备来对镀膜工件进行镀膜，其中，所述镀膜工件的凸面贴紧在所述镀膜治具的仿形凹坑内，所述镀膜工件的镀膜面正对所述靶源。
作为进一步的改进，所述镀膜治具由金属板件经过冲压、锻压或CNC雕刻工艺成型。
作为进一步的改进，在所述镀膜之前，还包括如下步骤：
对真空室进行抽真空，使真空室内气压值为10-3～10-4兆帕；
启动偏压电源，使镀膜治具带电；
充入反应气体，然后进行镀膜。
作为进一步的改进，还包括对镀膜工件的镀膜面进行清洗的步骤。
作为进一步的改进，所述清洗的步骤包括利用离子源轰击玻璃进行清洗或者利用偏压辉光进行清洗。
作为进一步的改进，所述镀膜包括溅射镀膜和电子枪蒸发镀膜中的任一种。
相比于现有技术，本发明带来如下有益效果：
本发明的镀膜治具，包括金属本体，所述金属本体上设有仿形凹坑，所述仿形凹坑的内壁与镀膜工件的镀膜面相契合。在镀膜时，镀膜工件的紧贴在仿形凹坑的内壁上，通入偏压电源后，能在镀膜工件的镀膜面上形成各处均匀的电场，膜层物质在电场作用下沉积在镀膜面上，最终形成各处厚度均匀的光学膜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
图1示出了本发明一较佳实施例的镀膜设备的结构示意图；
图2示出了本发明实施例一中镀膜治具与2.5D玻璃的装配图；
图3示出了本发明实施例一2.5D玻璃上镀膜完成时的结构示意图；
图4示出了本发明实施例二中镀膜治具与3D玻璃的装配图；
图5示出了本发明实施例二3D玻璃上镀膜完成时的结构示意图。
主要元件符号说明：
10-2.5D玻璃；11-第一凸面；12-第一凹面；20-真空炉体；21-真空室；23-工件架；24-靶源；25-进气口；26-排气口；30-镀膜治具；31-仿形凹坑；40-光学膜；50-3D玻璃；51-第二凸面；52-第二凹面。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明的核心在于提供一种镀膜治具，应用在镀膜设备中，可以对具有2.5D或3D曲面的镀膜工件进行镀膜。所述镀膜治上设有与镀膜工件的镀膜面相契合的仿形凹坑，镀膜时，镀膜工件放置在镀膜治具上，由于镀膜治具做了仿形设计，从而能在镀膜面上形成各处均匀的电场，使得膜层物质能够在镀膜面的各处均匀沉积，从而使光学膜各处的膜层厚度均匀的目的。
实施例一
本实施例提供一种镀膜设备，用于对2.5D玻璃10进行镀膜。
请参阅图2及图3，所述的2.5D玻璃10的中间为平面、侧边为弧面。2.5D玻璃10进一步包括第一凸面11及第一凹面12，其中，所述第一凹面12为需要镀光学膜的面，定义为镀膜面。
请参阅图1，所述镀膜设备包括真空炉体20、偏压电源及镀膜治具30。
所述真空炉体20是密闭空间，其内部设有真空室21，所述真空室21内进一步设有工件架23及靶源24。所述工件架23用于放置所述镀膜治具30，镀膜治具30连接在工件架23上，二者是电导通的，其中，镀膜治具30用于承载2.5D玻璃10。所述靶源24用于释放膜层物质，靶源24正对所述镀膜治具30。
具体在本实施例中，所述工件架23与真空炉体20连接，且二者一起连接所述偏压电源的其中一个电极，所述靶源24接地或者连接所述偏压电源的另一个电极。
所述工件架23与所述靶源24分别连接于所述真空炉体20的相对两端，在一个具体的实施例中，所述靶源24连接在真空炉体20的顶部，相应地，所述工件架23连接于真空炉体20的底部，且工件架23位于靶源24的正下方。可以理解的是，在其它一些实施例中，所述靶源24和工件架23在真空炉体20内部的安装位置还可以上下对调或设置为其它的形式，只要确保二者相对设置即可。
偏压电源启动后，可在真空室21内形成电场，从靶源24释放的膜层物质在电场的作用下沉积在2.5D玻璃10的镀膜面上，从而完成镀膜。
请参阅图2及图3，具体在本实施例中，所述镀膜治具30包括金属本体，所述金属本体上设有仿形凹坑31，所述仿形凹坑31的内壁与镀膜工件的镀膜面相契合。
在本实施例中，2.5D玻璃10即是所述的镀膜工件，2.5D玻璃10的第一凹面12即是所述的镀膜面。所述的仿形凹坑31的内壁与镀膜工件的镀膜面相契合指的是，仿形凹坑31的内壁与2.5D玻璃10的第一凹面12相契合，与2.5D玻璃10形状相匹配的，仿形凹坑31的内壁的中间为平面、侧边为弧面，仿形凹坑31整体与2.5D玻璃10的第一凹面12相匹配、相契合。当然，由于2.5D玻璃10本身具有一定厚度，因此，仿形凹坑31在尺寸上要略大于2.5D玻璃10的第一凹面12的尺寸，具体在其中一个实施例中，可以将仿形凹坑31在尺寸在2.5D玻璃10的第一凹面12的基础上整体外扩0.05-0.1mm的距离，只要确保二者形状相契合即可，如此，在镀膜时，2.5D玻璃10可全部放置于仿形凹坑31内，使得2.5D玻璃10的上表面与镀膜治具30的上表面平齐。
作为进一步的改进，所述真空炉体20的炉壁上还开设有进气口25和排气口26，所述进气口25设置在真空炉体20的侧壁顶部，所述排气口26设置在真空炉体20的侧壁底部。进气口25用于往所述真空室21内充入反应气体，所述排气口26用于将真空室21内的气体排到室外。
本实施例的镀膜流程如下：
首先、将镀膜治具30稳固地放置在工件架23上，使二者保持连接，此时，镀膜治具30的仿形凹坑31朝上；
然后、将2.5D玻璃10的第一凸面11向下并将其放置在镀膜治具30的仿形凹坑31内，使第一凸面11与仿形凹坑31的内壁紧密贴合；
接着、关闭真空炉体20，对所述真空室21进行抽真空，使真空室21内气压值保持在10-3～10-4帕。
第四步、启动偏压电源，让镀膜治具30带电；
第五步、充入反应气体开始镀膜。
其中，所述镀膜包括溅射镀膜或者电子枪蒸发镀膜，采用溅射镀膜时，对应的反应气体为氮气或氧气；采用电子枪蒸发镀膜时，对应的反应气体为氧气。
作为一种优选的方案，在上述第五步之前还包括一个对2.5D玻璃10的镀膜面进行清洗的步骤，具体的，可以采取两种方式来进行清洗：
第一种是利用离子源轰击玻璃来对玻璃进行清洗，第二种是利用偏压辉光来进行清洗，两种清洗方式均可，操作人员可灵活选用。
进一步的，本实施例的镀膜治具30是由金属板件经过冲压工艺、锻压工艺或CNC雕刻工艺制造而成。镀膜治具30的材质为铝合金、不锈钢或者其它金属材料。
所述镀膜治具30可以是一体的结构，也可以是分体式结构。
其中，所述分体式结构指的是，所述镀膜治具30由两个或两个以上的组成部分拼接而成，每个组成部分之上分别设有部分的仿形凹坑31，拼接后才可围成完整的仿形凹坑31。在镀膜工件具有复杂的镀膜面的情况下，这种分体式结构的镀膜治具30尤其适用，可降低制作难度。
综上所述，本实施例的镀膜治具30，其上开设有与2.5D玻璃10的镀膜面相契合的仿形凹坑31，在镀膜时，2.5D玻璃10紧贴在仿形凹坑31的内壁上，通入偏压电源后，能在镀膜工件的镀膜面上形成各处均匀的电场，膜层物质在电场作用下沉积在镀膜面上，最终形成各处厚度均匀的光学膜40(如图3所示)。
实施例二
本实施例提供一种镀膜设备，用于对3D玻璃50进行镀膜。
请参阅图4及图5，所述的3D玻璃50具有第二凸面51和第二凹面52，其中，所述第二凹面52为需要镀光学膜的面，定义为镀膜面。在本实施例中，3D玻璃50在任何一个点上都具有弧度，这与实施例一的镀膜工件有所不同。
请参阅图1，本实施例的镀膜设备包括真空炉体20、偏压电源及镀膜治具30。
其中，真空炉体20及偏压电源的结构及连接关系与实施例一的设置一致，区别之处在于：
所述仿形凹坑31的内壁与3D玻璃50的第二凹面52相契合，与3D玻璃50形状相匹配的，仿形凹坑31的内壁的各处均带有弧度，仿形凹坑31整体与3D玻璃50的第二凹面52相匹配、相契合。当然，由于3D玻璃50本身具有一定厚度，因此，仿形凹坑31在尺寸上要略大于3D玻璃50的第二凹面52的尺寸，具体在其中一个实施例中，可以将仿形凹坑31在尺寸在3D玻璃50的第二凹面52的基础上整体外扩0.05-0.1mm的距离，只要确保二者形状相契合即可，如此，在镀膜时，3D玻璃50可全部放置于仿形凹坑31内，使得3D玻璃50的上表面与镀膜治具30的上表面平齐。
本实施例的镀膜治具30的制作方式与实施例一一样，也可以通过冲压工艺、锻压工艺或CNC雕刻工艺制造而成。
本实施例的镀膜流程与实施例一一样。
综上，本实施例的镀膜治具30，其上开设有与3D玻璃50的镀膜面相契合的仿形凹坑31，在镀膜时，3D玻璃50紧贴在仿形凹坑31的内壁上，通入偏压电源后，能在镀膜工件的镀膜面上形成各处均匀的电场，膜层物质在电场作用下沉积在镀膜面上，最终形成各处厚度均匀的光学膜40(如图5所示)。
需要说明的是，上述两个实施例分别以2.5D玻璃10及3D玻璃50为例对本发明进行了说明，但可以理解的是，本发明的镀膜工件并不限定于以上两种情况，还可以是具有其它形状的2.5D玻璃10或3D玻璃50，或者是介于2.5D与3D之间的其它曲面玻璃。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种镀膜治具，其特征在于：包括金属本体，所述金属本体上设有仿形凹坑，所述仿形凹坑的内壁与镀膜工件的镀膜面相契合。
2.一种镀膜设备，包括真空室、偏压电源及如权利要求1所述的镀膜治具；
所述真空室内设有工件架及靶源，所述镀膜治具连接于所述工件架，所述靶源正对所述镀膜治具；
所述工件架连接所述偏压电源的其中一个电极，所述靶源接地或者连接偏压电源的另一个电极。
3.如权利要求2所述的镀膜设备，其特征在于：还包括真空炉体，所述真空室由所述真空炉体的内部空腔形成，所述工件架及所述靶源分别连接于所述真空炉体的相对两端。
4.如权利要求2所述的镀膜设备，其特征在于：所述镀膜工件包括曲面玻璃。
5.一种镀膜方法，其特征在于，包括如下步骤：
使用如权利要求2-4任一项所述的镀膜设备来对镀膜工件进行镀膜，其中，所述镀膜工件的凸面贴紧在所述镀膜治具的仿形凹坑内，所述镀膜工件的镀膜面正对所述靶源。
6.如权利要求5所述的镀膜方法，其特征在于：所述镀膜治具由金属板件经过冲压、锻压或CNC雕刻工艺成型。
7.如权利要求6所述的镀膜方法，其特征在于：在所述镀膜之前，还包括如下步骤：
对真空室进行抽真空，使真空室内气压值为10-3～10-4兆帕；
启动偏压电源，使镀膜治具带电；
充入反应气体，然后进行镀膜。
8.如权利要求7所述的镀膜方法，其特征在于：还包括对镀膜工件的镀膜面进行清洗的步骤。
9.如权利要求8所述的镀膜方法，其特征在于：所述清洗的步骤包括利用离子源轰击玻璃进行清洗或者利用偏压辉光进行清洗。
10.如权利要求5所述的镀膜方法，其特征在于：所述镀膜包括溅射镀膜和电子枪蒸发镀膜中的任一种。
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