CN117737675B - 一种多腔室磁控溅射连续镀膜机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空镀膜技术领域，尤其是指一种多腔室磁控溅射连续镀膜机，包括镀膜设备以及送料单元，所述送料单元包括上料机器人、上料机构、第一传输机构、取料传输机构、第二传输机构以及下料机构，上料机器人位于上料架、下料架、取料传输机构以及镀膜设备之间；上料机构、第一传输机构、取料传输机构、第二传输机构以及下料机构构成用于传输板件的传输回路。本发明通过让上料机构、第一传输机构、取料传输机构、第二传输机构以及下料机构构成用于传输板件的传输回路，使得板件在经过上一工艺加工后可直接在送料单元之间流转，从而达到了有效板件各工艺之间的加工时间，有利于提升时间利用率。

Description

一种多腔室磁控溅射连续镀膜机

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域，尤其是指一种多腔室磁控溅射连续镀膜机。

背景技术

磁控溅射是一种在真空下对板件进行镀膜的工艺，能够让板件表面的膜层均匀，从而保证镀膜效果和质量。

现有的磁控溅射工艺，其送料方式都是流水式的，即通过机械手在传输带拾起板件并放入镀膜机，也是通过机械手把镀膜后的板件从镀膜机取出并放在传输带进行下料。这种方式的效率较低，无法把各步骤所需的时间进行较好的统筹。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种多腔室磁控溅射连续镀膜机，通过改进送料以实现各步骤之间的时间整合，有利于提升效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种多腔室磁控溅射连续镀膜机，包括镀膜设备以及送料单元，所述送料单元包括上料机器人、上料机构、第一传输机构、取料传输机构、第二传输机构以及下料机构，上料机器人位于上料架、下料架、取料传输机构以及镀膜设备之间；

第一传输机构用于把板件自上料机构移送至取料传输机构；

上料机器人用于在取料传输机构与镀膜设备之间交换物料；

镀膜设备设置有过渡门、过渡腔室、真空门、镀膜腔室以及换板机构，过渡腔室与镀膜腔室连通，真空门用于隔绝过渡腔室与镀膜腔室，过渡门用于把过渡腔室与外界隔绝，换板机构用于对过渡腔室与镀膜腔室之间交换板件；

第二传输机构用于把镀膜后的板件自取料传输机构移送至下料机构；

上料机构、第一传输机构、取料传输机构、第二传输机构以及下料机构构成用于传输板件的传输回路。

进一步的，所述上料机构包括上料架、上料升降模组、上料横移模组以及两个取料件，上料架设置有多个放板层，上料升降模组用于驱动两个取料件升降，上料横移模组用于驱动两个取料件横移，取料件用于托住板件后带动板件移动。

更进一步的，所述上料横移模组包括上料电机、上料联杆以及两个上料座，两个取料件与两个上料座一一对应滑动设置；上料座与取料件之间通过齿轮齿条模组传动连接，上料电机用于驱动上料联杆转动，上料联杆的两端分别与两个上料座内的齿轮传动连接。

进一步的，所述第一传输机构包括第一传输架、均设置于第一传输架的第一传输模组两个第二传输模组，两个第二传输模组彼此平行且间隔设置，第二传输模组用于把板件传输至取料传输机构，第一传输模组的传输方向与第二传输模组的传输方向非平行设置；第二传输模组与第一传输架之间设置有用于驱动第二传输模组升降的传输升降模组。

更进一步的，所述取料传输机构包括取料架、第一取料传输模组和第二取料传输模组，第一取料传输模组位于上料机器人与第二取料传输模组之间，第一取料传输模组设置有若干个限位模组，限位模组用于对板件进行限位。

更进一步的，所述第二传输机构包括第二传输架、均设置于第二传输架的第三传输模组两个第四传输模组，两个第四传输模组彼此平行且间隔设置，第四传输模组用于把板件传输至取料传输机构，第三传输模组的传输方向与第四传输模组的传输方向非平行设置；第四传输模组与第二传输架之间设置有用于驱动第四传输模组升降的传输升降组件。

更进一步的，所述上料单元的工作方式包括：

通过远离下料机构的第四传输模组送入板件，其中板件贴还有保护膜；

远离下料机构的第四传输模组把板件传输至第二取料传输模组，由工人或装置对第二取料传输模组上的板件进行撕膜；

第二取料传输模组把撕膜后的板件移送至第二传输模组，经第二传输模组把板件移送至第一传输模组；

判断第一取料传输模组是否具有板件，若无则由第一传输模组把板件传输至第一取料传输模组，若有则由第一传输模组把板件传输至上料架；

上料机器人把板件自第一取料传输模组移送至镀膜设备内，然后把镀膜后的板件移送至第一取料传输模组；

第一取料传输模组把镀膜后的板件经第三传输模组传输至下料架进行储放；

当无板件由第四传输模组传输至第二取料传输模组时，通过下料机构、第三传输模组与第四传输模组配合把镀膜后的板件传输至外界进行下料。

更进一步的，限位模组包括限位气缸、抵触件以及挡板，挡板与限位气缸分别设置于第一取料传输模组的两侧，抵触件安装于限位气缸的活塞杆，挡板的一端形成弯折部，弯折部朝远离第一取料传输模组的一侧弯折。

进一步的，所述过渡腔室和真空腔室内分别设置有用于固定板件的固定机构，固定机构包括转动模组、转动架以及多个固定模组，转动模组用于驱动转动架转动，多个固定模组以转动架的转轴为圆心呈环形阵列分布于转动架；

转动模组具有角度检测器，角度检测器用于获取转动模组转动的角度。

更进一步的，所述镀膜设备的动作步骤包括：

获取上料机器人的送板信号，关闭真空门；

对过渡腔室进行破真空处理，然后打开过渡门；

由上料机器人把过渡腔室内固定机构上的板件逐一取出并放入取料传输机构，然后把待镀膜的板件自取料传输机构逐一取出并放入过渡腔室内的固定结构中；

感测上料机器人是否离开过渡腔室，如是则关闭过渡门，并对过渡腔室内进行抽真空处理；

打开真空门，由换板机构把真空腔室内固定机构上的板件与过渡腔室内固定机构上的板件逐一进行换位，直至全部板件均完成换位；

关闭真空门，对真空腔室内的板件进行磁控溅射镀膜。

本发明的有益效果：本发明通过让上料机构、第一传输机构、取料传输机构、第二传输机构以及下料机构构成用于传输板件的传输回路，使得板件在经过上一工艺加工后可直接在送料单元之间流转，从而达到了有效板件各工艺之间的加工时间，有利于提升时间利用率。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的上料单元的示意图。

图3为图2的A处放大图。

图4为图2的B处放大图。

图5为本发明的镀膜设备的内部示意图。

图6为本发明的换板机构的示意图。

附图标记：1-镀膜设备，2-送料单元，3-上料机器人，4-上料机构，5-第一传输机构，6-取料传输机构，7-第二传输机构，8-下料机构，11-过渡门，12-过渡腔室，13-真空门，14-镀膜腔室，15-换板机构，16-固定机构，41-上料架，42-上料升降模组，43-上料横移模组，44-取料件，46-托板，51-第一传输架，52-第一传输模组，53-第二传输模组，54-传输升降模组，55-推料模组，61-取料架，62-第一取料传输模组，63-第二取料传输模组，64-限位模组，71-第二传输架，72-第三传输模组，73-第四传输模组，74-传输升降组件，161-转动模组，162-转动架，163-固定模组，431-上料电机，432-上料联杆，433-上料座，434-齿轮齿条模组，551-旋转夹紧气缸，552-推料件，641-限位气缸，642-抵触件，643-挡板，644-弯折部。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1至图6所示，本发明提供的一种多腔室磁控溅射连续镀膜机，包括镀膜设备1以及送料单元2，所述送料单元2包括上料机器人3、上料机构4、第一传输机构5、取料传输机构6、第二传输机构7以及下料机构8，上料机器人3位于上料架41、下料架、取料传输机构6以及镀膜设备1之间；

第一传输机构5用于把板件自上料机构4移送至取料传输机构6；

上料机器人3用于在取料传输机构6与镀膜设备1之间交换物料；

镀膜设备1设置有过渡门11、过渡腔室12、真空门13、镀膜腔室14以及换板机构15，过渡腔室12与镀膜腔室14连通，真空门13用于隔绝过渡腔室12与镀膜腔室14，过渡门11用于把过渡腔室12与外界隔绝，换板机构15用于对过渡腔室12与镀膜腔室14之间交换板件；

第二传输机构7用于把镀膜后的板件自取料传输机构6移送至下料机构8；

上料机构4、第一传输机构5、取料传输机构6、第二传输机构7以及下料机构8构成用于传输板件的传输回路。

即板件在进行磁控溅射镀膜前，通常还需要进行撕膜动作，由于撕膜的速率比起磁控溅射的速率要高，因此本发明可先把完成撕膜的板件于传输回路之间流转，在镀膜设备1对板件完成磁控溅射后，可把未镀膜的板件流转至取料传输机构6，由上料机器人3把镀膜后的板件与未镀膜的板件进行更换。在镀膜时，可通过传输回路实现镀膜后板件的下料以及撕膜后板件的上料，从而实现了流转效果。

在本实施例中，所述上料机构4包括上料架41、上料升降模组42、上料横移模组43以及两个取料件44，上料架41设置有多个放板层，上料升降模组42用于驱动两个取料件44升降，上料横移模组43用于驱动两个取料件44横移，取料件44用于托住板件后带动板件移动。

当撕膜后的板件被上料且磁控溅射镀膜尚未完成时，由第一传输机构5把撕膜后的板件传输至上料架41处，经上料升降模组42与上料横移模组43配合控制两个取料件44拾取板件并把板件送入放板层中，从而达到了暂存板件的效果；当磁控溅射完成后，上料架41中的板件可被放出，由第一传输机构5传输至取料传输机构6处，从而被上料机器人3进行取放。

具体的，放板层主要由两块间隔设置于上料架41内侧壁的托板46组成，即两块托板46分别托住板件的底部两侧，从而实现暂存效果；而上料架41的放板层与一次性可磁控溅射的板件数量相适应。

此外，该上料升降模组42由两个常规的升降装置构成，该升降装置主要包括电机以及丝杆装置，而上料横移模组43的两端分别安装于两个丝杆装置上，从而可实现对于上料横移模组43的高精度升降控制。

具体的，所述上料横移模组43包括上料电机431、上料联杆432以及两个上料座433，两个取料件44与两个上料座433一一对应滑动设置；上料座433与取料件44之间通过齿轮齿条模组434传动连接，上料电机431用于驱动上料联杆432转动，上料联杆432的两端分别与两个上料座433内的齿轮传动连接。

即本发明存放板件时，是按照自上而下于各放板层内；而在取出板件时，则是自下而上自各放板层内取出，如此以保证当相邻的放板层之间的间距非常小时，取料件44的高度较大亦可顺利取放板，即无需对取料件44的高度做出过多限制，有利于保证取放板的稳定性。

在本实施例中，所述第一传输机构5包括第一传输架51、均设置于第一传输架51的第一传输模组52两个第二传输模组53，两个第二传输模组53彼此平行且间隔设置，第二传输模组53用于把板件传输至取料传输机构6，第一传输模组52的传输方向与第二传输模组53的传输方向非平行设置；第二传输模组53与第一传输架51之间设置有用于驱动第二传输模组53升降的传输升降模组54。

该第一传输机构5具有两个传输方向：一个是由第一传输模组52把板件传输至上料架41的第一方向，另一个则是由第二传输模组53把板件传输至取料传输模组的第二方向，第一方向与第二方向彼此不平行，优选为垂直。

而本实施例中的传输升降模组54优选由气缸作为动力源，即在需要把板件送入上料架41或者输出上料架41时，由传输升降模组54控制第二传输模组53下降至低于第一传输模组52的高度，以便于板件由第一传输模组52进行传输；当板件被从第一传输模组52传输至取料传输模组或从取料传输模组送入第一传输模组52时，则由传输升降模组54控制板件第二传输模组53上升至高于第一传输模组52的高度，使得位于第一传输模组52上被支撑的板件经由第二传输模组53托起并进行传输，使得结构更为紧凑。

具体的，该第一传输架51设有推料模组55，推料模组55包括旋转夹紧气缸551以及安装于旋转夹紧气缸551的推料件552。即当取料件44拾取板件并下降至第一传输模组52的高度时，由旋转夹紧气缸551动作，控制推料件552先转动至竖起于板件的一侧后，再推动板件以使得板件自取料件44被推动至第一传输模组52，以达到转移的效果。

本发明采用了旋转夹紧气缸551，是因为其具有旋转以及横移两个动作，让推料件552可在不使用时转动至“躺下”而对取料件44上的板件进行让位，从而通过简单结构即可实现让位以及推动的动作，结构紧凑。

在本实施例中，所述取料传输机构6包括取料架61、第一取料传输模组62和第二取料传输模组63，第一取料传输模组62位于上料机器人3与第二取料传输模组63之间，第一取料传输模组62设置有若干个限位模组64，限位模组64用于对板件进行限位。

即取料传输机构6具有第一取料传输模组62和第二取料传输模组63，其中第一取料传输模组62用于让上料机器人3实现与镀膜设备1交换板件，而第二取料传输模组63则是用于传输未撕膜的板件，让工人或设备在第二取料传输模组63处进行撕膜，随后撕膜后的板件经第一传输机构5传输而进入第一取料传输模组62或上料架41内储放，实现了让撕膜动作集成于本发明的效果。

具体的，限位模组64包括限位气缸641、抵触件642以及挡板643，挡板643与限位气缸641分别设置于第一取料传输模组62的两侧，抵触件642安装于限位气缸641的活塞杆，挡板643的一端形成弯折部644，弯折部644朝远离第一取料传输模组62的一侧弯折。即当板件到达第一取料传输模组62时，其姿态存在不正的情况，此时由限位气缸641控制抵触件642抵触并推动板件，以使得板件的姿态被校正；在板件姿态校正过程中，挡板643的弯折部644可起到补偿作用，即板件因被校正姿态而与挡板643撞击的力可从弯折部644处被释放，从而减少板件受到的反作用力。

在本实施例中，所述第二传输机构7包括第二传输架71、均设置于第二传输架71的第三传输模组72两个第四传输模组73，两个第四传输模组73彼此平行且间隔设置，第四传输模组73用于把板件传输至取料传输机构6，第三传输模组72的传输方向与第四传输模组73的传输方向非平行设置；第四传输模组73与第二传输架71之间设置有用于驱动第四传输模组73升降的传输升降组件74。该第二传输机构7的结构与第一传输机构5的结构基本上一致，在此不再赘述。

此外，下料机构8的结构与上料机构4的结构也基本一致。

实际使用时，所述上料单元的工作方式包括以下步骤：

通过远离下料机构8的第四传输模组73送入板件，其中板件贴还有保护膜；

远离下料机构8的第四传输模组73把板件传输至第二取料传输模组63，由工人或装置对第二取料传输模组63上的板件进行撕膜；

第二取料传输模组63把撕膜后的板件移送至第二传输模组53，经第二传输模组53把板件移送至第一传输模组52；

判断第一取料传输模组62是否具有板件，若无则由第一传输模组52把板件传输至第一取料传输模组62，若有则由第一传输模组52把板件传输至上料架41；

上料机器人3把板件自第一取料传输模组62移送至镀膜设备1内，然后把镀膜后的板件移送至第一取料传输模组62；

第一取料传输模组62把镀膜后的板件经第三传输模组72传输至下料架进行储放；

当无板件由第四传输模组73传输至第二取料传输模组63时，通过下料机构8、第三传输模组72与第四传输模组73配合把镀膜后的板件传输至外界进行下料。

通过上述方式的执行，让本发明的第二传输机构7可以作为上料未撕膜的班级用，还能够作为下料镀膜后的板件用，而根据板件的状况等，可让板件在传输回路中流转传输，从而灵活根据磁控溅射进度以及撕膜进度分配板件的位置，以提升灵活性，且提升了效率。

在本实施例中，所述过渡腔室12和真空腔室内分别设置有用于固定板件的固定机构16，固定机构16包括转动模组161、转动架162以及多个固定模组163，转动模组161用于驱动转动架162转动，多个固定模组163以转动架162的转轴为圆心呈环形阵列分布于转动架162；

转动模组161具有角度检测器，角度检测器用于获取转动模组161转动的角度。

固定机构16用于固定板件，以上料为例，每当上料机器人3从固定机构16取出一块板件后，需要把另一块未镀膜的板件放入固定机构16内；随后转动模组161动作，控制转动架162转动一个单位的角度，以使得下一镀膜后的板件正对上料机器人3……如此重复动作直至固定机构16上全部板件均被更换后，再合上过渡门11，由换板机构15实现两个固定机构16之间的换板动作。

实际动作时，所述镀膜设备1的动作步骤包括：

获取上料机器人3的送板信号，关闭真空门13；

对过渡腔室12进行破真空处理，然后打开过渡门11；

由上料机器人3把过渡腔室12内固定机构16上的板件逐一取出并放入取料传输机构6，然后把待镀膜的板件自取料传输机构6逐一取出并放入过渡腔室12内的固定结构中；

感测上料机器人3是否离开过渡腔室12，如是则关闭过渡门11，并对过渡腔室12内进行抽真空处理；

打开真空门13，由换板机构15把真空腔室内固定机构16上的板件与过渡腔室12内固定机构16上的板件逐一进行换位，直至全部板件均完成换位；

关闭真空门13，对真空腔室内的板件进行磁控溅射镀膜。

即本发明的多腔室，是具有一个过渡腔室12以及至少一个的真空腔室，过渡腔室12的真空随时可破，以实现与外界的换板；而真空腔室则需要始终保持在真空环境下，从而让每次执行磁控溅射前不需要重新抽真空，有利于降低成本以及提升效率。

此外，本发明的上料机器人3，其末端具有用于拾取板件的拾取模组，该拾取模组可为吸盘模组或者电磁模组，亦或者二者兼之，从而实现了快速且稳定抓取板件的效果。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种多腔室磁控溅射连续镀膜机，包括镀膜设备以及送料单元，其特征在于：所述送料单元包括上料机器人、上料机构、第一传输机构、取料传输机构、第二传输机构以及下料机构，上料机器人位于上料架、下料架、取料传输机构以及镀膜设备之间；

第一传输机构用于把板件自上料机构移送至取料传输机构；

上料机器人用于在取料传输机构与镀膜设备之间交换物料；

镀膜设备设置有过渡门、过渡腔室、真空门、镀膜腔室以及换板机构，过渡腔室与镀膜腔室连通，真空门用于隔绝过渡腔室与镀膜腔室，过渡门用于把过渡腔室与外界隔绝，换板机构用于对过渡腔室与镀膜腔室之间交换板件；

第二传输机构用于把镀膜后的板件自取料传输机构移送至下料机构；

上料机构、第一传输机构、取料传输机构、第二传输机构以及下料机构构成用于传输板件的传输回路；

所述第一传输机构包括第一传输架、均设置于第一传输架的第一传输模组两个第二传输模组，两个第二传输模组彼此平行且间隔设置，第二传输模组用于把板件传输至取料传输机构，第一传输模组的传输方向与第二传输模组的传输方向非平行设置；第二传输模组与第一传输架之间设置有用于驱动第二传输模组升降的传输升降模组；

所述取料传输机构包括取料架、第一取料传输模组和第二取料传输模组，第一取料传输模组位于上料机器人与第二取料传输模组之间，第一取料传输模组设置有若干个限位模组，限位模组用于对板件进行限位；

所述第二传输机构包括第二传输架、均设置于第二传输架的第三传输模组两个第四传输模组，两个第四传输模组彼此平行且间隔设置，第四传输模组用于把板件传输至取料传输机构，第三传输模组的传输方向与第四传输模组的传输方向非平行设置；第四传输模组与第二传输架之间设置有用于驱动第四传输模组升降的传输升降组件。

2.根据权利要求1所述的多腔室磁控溅射连续镀膜机，其特征在于：所述上料机构包括上料架、上料升降模组、上料横移模组以及两个取料件，上料架设置有多个放板层，上料升降模组用于驱动两个取料件升降，上料横移模组用于驱动两个取料件横移，取料件用于托住板件后带动板件移动。

3.根据权利要求2所述的多腔室磁控溅射连续镀膜机，其特征在于：所述上料横移模组包括上料电机、上料联杆以及两个上料座，两个取料件与两个上料座一一对应滑动设置；上料座与取料件之间通过齿轮齿条模组传动连接，上料电机用于驱动上料联杆转动，上料联杆的两端分别与两个上料座内的齿轮传动连接。

4.根据权利要求1所述的多腔室磁控溅射连续镀膜机，其特征在于：所述上料单元的工作方式包括：

通过远离下料机构的第四传输模组送入板件，其中板件贴还有保护膜；

远离下料机构的第四传输模组把板件传输至第二取料传输模组，由工人或装置对第二取料传输模组上的板件进行撕膜；

第二取料传输模组把撕膜后的板件移送至第二传输模组，经第二传输模组把板件移送至第一传输模组；

判断第一取料传输模组是否具有板件，若无则由第一传输模组把板件传输至第一取料传输模组，若有则由第一传输模组把板件传输至上料架；

上料机器人把板件自第一取料传输模组移送至镀膜设备内，然后把镀膜后的板件移送至第一取料传输模组；

第一取料传输模组把镀膜后的板件经第三传输模组传输至下料架进行储放；

当无板件由第四传输模组传输至第二取料传输模组时，通过下料机构、第三传输模组与第四传输模组配合把镀膜后的板件传输至外界进行下料。

5.根据权利要求1所述的多腔室磁控溅射连续镀膜机，其特征在于：限位模组包括限位气缸、抵触件以及挡板，挡板与限位气缸分别设置于第一取料传输模组的两侧，抵触件安装于限位气缸的活塞杆，挡板的一端形成弯折部，弯折部朝远离第一取料传输模组的一侧弯折。

6.根据权利要求1所述的多腔室磁控溅射连续镀膜机，其特征在于：所述过渡腔室和真空腔室内分别设置有用于固定板件的固定机构，固定机构包括转动模组、转动架以及多个固定模组，转动模组用于驱动转动架转动，多个固定模组以转动架的转轴为圆心呈环形阵列分布于转动架；

转动模组具有角度检测器，角度检测器用于获取转动模组转动的角度。

7.根据权利要求6所述的多腔室磁控溅射连续镀膜机，其特征在于：所述镀膜设备的动作步骤包括：

获取上料机器人的送板信号，关闭真空门；

对过渡腔室进行破真空处理，然后打开过渡门；

由上料机器人把过渡腔室内固定机构上的板件逐一取出并放入取料传输机构，然后把待镀膜的板件自取料传输机构逐一取出并放入过渡腔室内的固定结构中；

感测上料机器人是否离开过渡腔室，如是则关闭过渡门，并对过渡腔室内进行抽真空处理；

打开真空门，由换板机构把真空腔室内固定机构上的板件与过渡腔室内固定机构上的板件逐一进行换位，直至全部板件均完成换位；

关闭真空门，对真空腔室内的板件进行磁控溅射镀膜。