CN1865489A

CN1865489A - 贴片电感骨架的连续镀膜装置

Info

Publication number: CN1865489A
Application number: CN 200610048942
Authority: CN
Inventors: 王德苗; 任高潮; 董树荣; 金浩; 顾为民; 邵净羽
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2006-11-22

Abstract

本发明涉及一种贴片电感骨架的连续溅射镀膜设备，它包括机体、真空抽气装置和惰性气体充气机构，所述真空抽气装置和惰性气体充气机构分别与机体相连通，其特征在于所述机体由依次相通的预抽室、清洗室、溅射腔室和出片室构成，机体内设有基片输送装置，所述基片输送装置上设有工件架，该工件架上安装有基片架，基片架上设有掩膜板，在溅射腔室内设有金属溅射靶，在清洗室内设有等离子清洗装置，所述基片输送装置能够将安装有基片架的工件架依次输送到预抽室、清洗室、溅射腔室和出片室中；具有结构简单、适应性广、能耗低、电极层抗熔蚀、抗拉性强、生产过程无污染、产量大，它是一种大吞吐量的贴片电感骨架金属化镀膜设备。

Description

贴片电感骨架的连续镀膜装置

技术领域

本发明涉及一种溅射镀覆的专用设备，特别是涉及一种贴片电感骨架的连续镀膜装置。

背景技术

贴片电感主要由骨架和线圈构成，在骨架的一个端面上设有电极层，所述线圈的两个线头与电极层相焊接，所述骨架是采用软磁铁氧体或陶瓷材料制成的。在现有技术中，骨架上的电极层通过将银-铅-钯浆料涂覆在骨架端面，经过高温烧结后，再以这层金属层为基础分别化学电镀镍、铜、银等金属层而成的；由于在骨架上设置电极层需要将昂贵的银-钯浆料作底金属层，其成本较高；高温烧结不仅能量消耗大、生产效率低，而且也不适合由高分子聚合物材料制成的骨架上设置电极层；另外电镀层的结构比较疏松、抗熔蚀性和抗拉强度较差，电镀工艺不仅会给环境带来污染，电镀废液处理的成本也很高，更为严重的是在产品上残留着有害人体健康的化学成分，不符合国际市场对产品的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产过程无污染、产量大、成本低、电极层抗熔蚀和抗拉性强、骨架材料适应性广、产品符合国际要求的贴片电感骨架连续式溅射镀膜装置。

本发明的目的是采用这样的技术解决方案实现的：它包括机体、真空抽气装置和惰性气体充气机构，所述真空抽气装置和惰性气体充气机构分别与机体相连通，其特征在于所述机体由依次相通的预抽室、清洗室、溅射腔室、出片室以及真空阀门构成，机体内设有基片输送装置，所述基片输送装置上设有工件架，该工件架上安装有基片架，基片架上设有掩膜板，在溅射腔室内设有金属溅射靶，在清洗室内设有等离子清洗装置，所述基片输送装置能够将安装有基片架的工件架依次输送到预抽室、清洗室、溅射腔室和出片室中。

由于本发明所述机体由依次相通的预抽室、清洗室、溅射腔室和出片室构成，机体内的基片输送装置能够将工件架依次输送到预抽室、清洗室、溅射腔室和出片室中，真空阀门能有效隔离各真空区域，使等离子清洗室、溅射室在工作时始终保持真空状态，因而能够达到连续大量生产效果，并具有工艺简单、无污染、金属膜层与骨架结合牢固的特点，它是一种大量生产贴片电感骨架的理想镀膜设备。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明的基片架示意图

图3为本发明的掩膜板示意图

附图标号说明：1-机体，2-预抽室，3-掩膜板，4-隔离阀门，5-等离子清洗装置，6-清洗室，7-金属溅射靶，8-溅射腔室，9-金属溅射靶，10-溅射腔室，11-金属溅射靶，12-溅射腔室，13-隔离阀门，14-出片室，15-阀门，16-基片输送装置，17、24、19-22-真空抽气装置，18、25-放大气阀，23a、23b、23c、24d-惰性气体充气机构，26-工件架，27-基片架，28-阀门，29-骨架槽孔，30-定位销孔，31-图形孔，32-分隔条，33-定位孔。

具体实施方式

在图1中，本发明所述的贴片电感骨架的连续镀膜设备包括机体1、真空抽气装置17、19-22、24、惰性气体充气机构23a、23b、23c、24d，所述真空抽气装置分别与机体1相连通，所述机体1由依次相通的预抽室2、清洗室6、溅射腔室8、10、12和出片室14构成，机体1内设有可正反传输并可调节速度的基片输送装置16，所述基片输送装置16上设有工件架26，该工件架26上安装有基片架27，基片架27上设有掩膜板3，在溅射腔室8、10、12内设有金属溅射靶7、9、11，在清洗室内6设有等离子清洗装置5，所述基片输送装置16能够将安装有基片架27的工件架26依次输送到预抽室2、清洗室6、溅射腔室8、10、12和出片室14中，输送方式正反可逆，输送速度可调；在机体1的两端设有阀门15、28，在所述预抽室2与清洗室6之间设有隔离阀门4，在所述溅射腔室12与出片室14之间设有隔离阀门13；所述惰性气体充气机构23a、23b、23c、23d分别布置在等离子清洗室6与溅射腔室8、10、12中；所述预抽室2、出片室14接有抽气中真空装置24、17，以及放大气阀25、18；所述清洗室6和溅射腔室8、10、12连接有高真空抽气装置19-22；所述基片输送装置16可正反传输工件架26，传输速度可调；所述金属溅射靶7、9、11采用旋转柱型磁控溅射靶，也可用平面磁控溅射靶；磁控溅射靶至少为三只。磁控溅射是一种高速率、低温升、环保的成膜技术，溅射膜层与基片结合牢固、膜层致密；合理选择材料与膜层配置能获得结合力强、高温焊接性好、成本低廉的电极膜；所述真空抽气装置17、19-22、24和惰性气体充气机构23由市场直接购得，其结构不作赘述。

在图2、图3中：本发明所述的基片架27由金属材料或耐温有机材料或陶瓷材料制成，在基片架27上设有骨架槽孔29和定位销孔30，所述骨架槽孔29均匀分布在基片架27中，使用时它能够与贴片电感骨架相配合，并能使贴片电感骨架按一定方向整齐排列；所述定位销孔30中插入销钉就可将基片架27安装在工件架26上；本发明所述的掩膜板3由金属薄板或耐温有机材料薄片制成，掩膜板3上设有与骨架槽孔29相对应的图形孔31，每个图形孔中设有分隔条32，该分隔条32能将骨架上金属膜层分隔开，且相互绝缘，在掩膜板3上设有与定位销孔30相对应的定位孔33，通过销钉能够将掩膜板3、基片架27和工件架26联接在一起。

本发明使用时，先将贴片电感骨架采用超声振动方式按一定方向、整齐划一地排布在基片架27的骨架槽孔29中，然后将掩膜板3覆盖在基片架27上，并用销钉将二者一起联接在工件架26上，关闭两端的阀门4与阀门13，启动真空抽气装置17-20，将机体1内预抽室2、清洗室6和溅射腔室8、10、12抽到高真空状态，关闭隔离阀4和13，再由惰性气体充气机构23a、23b、23c、23d向溅射室6、8、10及清洗室6内动态地输入Ar等惰性气体，将机内压力动态维持在10^-1Pa范围内。通过放大气阀25向预抽室2放入大气，打开阀门28，将上述装有骨架、基片架的工件架26送入预抽室2，关闭阀门28并启动抽气系统24，在预抽室2达到几Pa真空度后，打开隔离阀门4，由基片输送装置16将工件架26输送到清洗室6中，关闭隔离阀门4，启动等离子清洗装置5，其产生的等离子体能够轰击基片架27上贴片电感骨架的表面，从而实现在线等离子清洗；然后将清洗后的贴片电感骨架依次输送移至溅射腔室8、10、12，由金属溅射靶7、9、11分别向基片架27上的贴片电感骨架溅射，达到向贴片电感骨架表面溅射沉积底金属层、过渡金属层与面电极层作用。所述底金属层、过渡金属层与面电极层的厚度分别为50-300nm、200-5000nm和50-500nm，各层膜层的厚度靠调节各个磁控溅射靶的功率、控制工件架的传输速率与往复次数来实现。完成向贴片电感骨架表面溅射各层金属层后，打开隔离阀13，将工件架26输送至出片室14，再关闭隔离阀门13，通过放大气阀18向出片室放入大气，打开阀15，取出工件架26，关闭阀15与放大气阀18，启动抽气装置，使出片室保持真空；后续工件架26上贴片电感骨架的镀膜工作过程相同，在此不作详述。预抽室2与隔离阀门4、出片室14与隔离阀门13的设置，可保证等离子清洗室6以及溅射室8、10、12等功能区在运转时始终保持在真空状态而不暴露大气，从而实现连续生产。

本发明的抽真空、阀门的开闭、输入Ar等惰性气体、等离子清洗骨架、工件架22的输送和金属溅射靶7、9、11的溅射等工作过程均可采用公知的自动控制技术进行控制和操作，以实现智能化生产和管理。

在制作溅射膜电极贴片电感时，先将镀有电极层的电感骨架放置在绕线机上绕制线圈，然后在高温锡槽中将线圈的漆包线线头除漆，并将线头与电极层相焊接即可得到产品。

实施例

一种型号为DA-43的贴片电感，其骨架由镍锌铁氧体材料制成，采用本发明技术镀以膜系电极层，各膜层的构成是：厚度为200nm钛底层溅射薄膜、厚度为2500nm的金属镍-铜过渡层溅射薄膜和厚度为200nm的金属银面层溅射薄膜；每一个工件架安放4000只DA-43骨架，每镀一架约10分钟。在430℃锡槽中焊接，两线头均被均匀丰满地熔焊在膜层上，经拉力试验，其平均抗拉强度达到75N，统计生产成本每只骨架仅为不到1分人民币。

Claims

1、贴片电感骨架的连续镀膜设备，包括机体、真空抽气装置、惰性气体充气机构和溅射靶，所述真空抽气装置和惰性气体充气机构分别与机体相连通，其特征在于所述机体由依次相通的预抽室、清洗室、溅射腔室和出片室构成，机体内设有基片输送装置，所述基片输送装置上设有工件架，该工件架上安装有基片架，基片架上设有掩膜板，在溅射腔室内设有金属溅射靶，在清洗室内设有等离子清洗装置，所述基片输送装置能够将安装有基片架的工件架依次输送到预抽室、清洗室、溅射腔室和出片室中。

2、根据权利要求1所述的贴片电感骨架的连续镀膜设备，其特征在于所述预抽室与清洗室之间设有隔离阀门，在所述溅射腔室与出片室之间设有隔离阀门。

3、根据权利要求1所述的贴片电感骨架的连续镀膜设备，其特征在于所述清洗室布置有一个在线进行清洗的等离子清洗装置。

4、根据权利要求1所述的贴片电感骨架的连续镀膜设备，其特征在于所述金属溅射靶为旋转柱型磁控溅射靶和平面磁控溅射靶中的一种，溅射靶的数量至少为三只。

5、根据权利要求1所述的贴片电感骨架的连续式镀膜设备，其特征在于所述的机体内设有可正反传输并可调节速度的基片输送装置。

6、根据权利要求1所述的贴片电感骨架的连续镀膜设备，其特征在于所述基片架由金属材料或耐温有机材料或陶瓷材料制成，在基片架上设有骨架槽孔和定位销孔。

7、根据权利要求1所述的贴片电感骨架的连续镀膜设备，其特征在于所述掩膜板由金属薄板或耐温有机材料薄片制成，掩膜板上设有与骨架槽孔相对应的图形孔，每个图形孔中设有分隔条。