CN201442976U - 一种带有补偿斜靶的真空磁控溅射镀膜机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种带有补偿斜靶的真空磁控溅射镀膜机，为了消除成膜时复杂外形产品的阴影区，改善产品表面成膜均匀性，一方面，采用行星齿轮结构悬挂杆完成工件的公转和自转，另一方面，在样品悬挂架(8)的上下两侧，柱状磁控靶之间安装有对称的补偿斜靶，由于样品架加载偏压，故磁控靶靶材成膜材料可以从多方向沉积到产品基片上。通过联合应用多功能样品悬挂架和补偿斜靶，可以有效的消除镀膜死角，提高成膜质量，可镀制复杂外形的产品基片。

Description

一种带有补偿斜靶的真空磁控溅射镀膜机

技术领域

本实用新型属于物理气相沉积领域，涉及一种真空磁控溅射镀膜设备。

背景技术

在光电薄膜、半导体电子学用薄膜、表面装饰等工业等领域的生产当中，利用真空磁控溅射技术在塑料材料、金属材料产品样件或光学玻璃表面镀制金属、合金半导体、或金属化合物薄膜，以满足某种特殊需要，如装饰、导电、提高硬度强度等目的。其中针对装饰工业批量镀膜，1992年美国5096562号专利提出的旋转柱型磁控溅射靶结构被广泛应用。但在实际生产过程中，对于非规则形状的产品基片，如手机外壳、手表壳、化妆品盖、汽车零部件等，尤其随着电子产品的迅猛发展，产品型号不断的更新，产品外观日趋复杂化、多样化，往往造成成膜时存在阴影区，产品成膜后其相应位置没镀或少镀，影响产品外观或导电性等要求。

实用新型内容

为解决上述镀膜不均匀问题，本实用新型的目的是提供一种应用斜靶补偿和多功能样品悬挂架的原理的高效率、高灵动性、批量生产、占地面积小的大型真空磁控溅射彩镀设备。具体方案是：

一种真空磁控溅射彩镀设备，包括依次布置在工作空间内的烘烤室3、工件预悬挂台7、真空镀膜室17及样品悬挂架转运车4，所述样品悬挂架转运车4上方为样品悬挂架托车5及其托车轨道6；在工件预悬挂台7上方、烘烤室3、真空镀膜室17的室内底部相应位置同样安装有托车轨道6，所述工件预悬挂台7、烘烤室3和真空镀膜室17三工位的托车轨道6相连接；所述工件预悬挂台7的托车轨道上设置样品悬挂架8；所述真空镀膜室17内部装有多组柱状旋转磁控靶16，真空镀膜室17内上下中心有与样品悬挂架8对接的轴承组件21，真空镀膜室17外接配抽真空系统，真空镀膜室17门上有装有多个观察窗18，其特征在于：在样品悬挂架8的上下两侧柱状磁控靶16之间安装有对称的补偿斜靶15；

所述样品悬挂架8为自转式，即样品悬挂处在随样品悬挂杆的公转和自转的同时，杆的样品悬挂处能够自身旋转；

所述配抽真空系统包括水凝结捕集器9、分子泵14、闸板阀13、罗茨泵+干泵10及维持泵11；

所述样品悬挂架8采用行星齿轮结构。

本实用新型为了消除成膜时复杂外形产品的阴影区，改善产品表面成膜均匀性，一方面，采用行星齿轮结构悬挂杆完成工件的公转和自转，另一方面，在样品悬挂架8的上下两侧柱状磁控靶16之间安装有对称的补偿斜靶15，由于样品架加载偏压，故磁控靶靶材成膜材料可以从多方向沉积到产品基片上。通过联合应用多功能样品悬挂架和补偿斜靶，可以有效的消除镀膜死角，提高成膜质量，可镀制复杂外形的产品基片。

为了增加镀制产品种类，该镀膜设备可根据产品外形，相应变换样品悬挂架的可拆卸样品悬挂杆部分，来满足不同种类产品外形的悬挂需求。另外，柱状旋转磁控靶的特有结构可以对镀膜范围，镀膜距离，镀膜朝向进行调节，满足生产变动产品要求。

为了增加镀制产品颜色，本实用新型的镀膜设备采用单靶或多靶溅射的工作方式，采用镀制多层光学膜方法，使用2～3种靶材，就可以得到多种不同颜色，理论上可以得到所有色彩的薄膜，改变了现有装饰镀膜设备的产品颜色比较简单的状况，大幅度提高了装饰镀膜的技术水平和工艺水平。

整个彩镀设备配有电控操作系统，实现镀膜全过程中的全自动和半自动控制，方便快捷，安全性高。

另外，真空镀膜室配备的离子源一方面用于产品表面的清洗，另一方面，可离化工作气体。提高成膜质量。

本实用新型真空彩镀设备结构整体布局合理，可以消除复杂外形产品成膜时的阴影区，满足不同种类、形状产品的镀膜要求，具有一定灵动性，可镀制多种颜色薄膜，生产效率高，占地面积小，适用于手机等电子产品、多层光学薄膜、汽车零部件、化妆品和洁浴产品外壳的高质量成膜及批量生产。

附图说明

图1是本实用新型的空间布置俯视图；

图2是本实用新型真空镀膜室的A-A剖视图。

图3是本实用新型多级转动传动样品悬挂架工作示意图。

图4是本发明的样品悬挂架公转+自转+样品自转传动示意图。

图中1.冷却水路箱，2.气路柜，3.烘烤室，4.样品悬挂架转运车，5.样品悬挂架托车，6.托车轨道，7.工件预悬挂台，8.样品悬挂架，9.水凝结捕集器，10.罗茨泵+干泵，11.维持泵，12.阴极离子源，13.闸板阀，14.分子泵，15.补偿斜靶，16.柱状旋转磁控靶，17.真空镀膜室，18.观察窗，19.电源及电控柜，20.驱动电机，21.轴承组件，22.样品卡具，23.锥齿轮，24.小齿轮，25.大齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型创造进一步说明。

如图1所示，烘烤室3、工件预悬挂台7、真空镀膜室17依次布置在工作空间内，工件预悬挂台7上方设置有样品悬挂架8，转运车4上方为样品悬挂架托车5及其托车轨道6，在工件预悬挂台7上方、烘烤室3、真空镀膜室17的室内底部相应位置同样安装有托车轨道6，真空镀膜室17内部装有多组柱状旋转磁控靶16、补偿斜靶15和阴极离子源(12)，室内上下中心有与样品悬挂架8对接的轴承组件21，室外接配抽真空系统，主要包括水凝结捕集器9、分子泵14、闸板阀13、罗茨泵+干泵10及维持泵11，室门上有装有多个观察窗18。另外整个真空镀膜设备接配有冷却水路系统、气路系统及电源和控制系统。

如图2所示，真空镀膜室17室内样品悬挂架8与轴承组件21对接位于中心，周围与其平行安装多组柱状旋转磁控靶16，在样品悬挂架8的上下两侧柱状磁控靶16之间安装有对称的补偿斜靶15。

如图3和图4所示，该设备有行星齿轮系样品悬挂架8，可根据实际生产需要，选择安装不同类型的样品悬挂杆组件，其中可分为固定式和自转式。图中为自转式类型的样品悬挂架，除能够完成样品悬挂杆的公转和自转的同时，杆的样品悬挂处能够自身旋转。固定式无此功能，只完成样品悬挂杆的公转和自转。固定式和自转式通过变更可拆卸样品悬挂杆的方法进行二者之间的转换，可根据产品的实际工况和生产要求进行选择安装。

如图4所示，驱动电机20使自转式类型的样品悬挂架8公转，公转的同时大齿轮25驱动小齿轮24转动，使样品悬挂架8自转，自转的同时驱动锥齿轮23转动，从而使与之啮合的样品卡具22转动，即样品悬挂处转动。

本实用新型的生产流程为：样品悬挂架8首先在工件预悬挂台7位置悬挂样品，将转运车4停靠在工件预悬挂台7与烘烤室3之间，由样品悬挂架托车5牵引，样品悬挂架8沿托车轨道6移动，进入烘烤室3烘烤预处理，烘烤加温完毕后，将样品悬挂架8移回到样品悬挂架转运车4上，由转运车4运送到另一端的真空镀膜室17室内进行抽真空镀膜，真空系统接水凝结捕集器9，加快抽真空速度，镀膜时，阴极离子源12可对样品表面进行清洗，并离化工作气体，提高成膜质量。此时，若需不间断生产镀膜，将第二套样品悬挂架以相同流程悬挂产品基片并放入烘烤室3中加温预处理，待第一套样品悬挂架样品镀膜完毕后，运送回工件预悬挂台7摘卸并悬挂下一批样品基片，同时可将第二套样品悬挂架运送进真空镀膜室17中进行抽真空镀膜，实现半连续生产。

本实用新型的镀膜设备，柱状磁控靶16和补偿斜靶15即可以单独使用，也可以联合复合使用，镀制一种材料或多种材料靶材得到不同种类、不同颜色的薄膜。

Claims (4)

1.一种带有补偿斜靶的真空磁控溅射镀膜机，包括依次布置在工作空间内的烘烤室(3)、工件预悬挂台(7)、真空镀膜室(17)及样品悬挂架转运车(4)，所述样品悬挂架转运车(4)上方为样品悬挂架托车(5)及其托车轨道(6)；在工件预悬挂台(7)上方、烘烤室(3)、真空镀膜室(17)的室内底部相应位置同样安装有托车轨道(6)，所述工件预悬挂台(7)、烘烤室(3)和真空镀膜室(17)三工位的托车轨道(6)相连接；所述工件预悬挂台(7)的托车轨道上设置样品悬挂架(8)；所述真空镀膜室(17)内部装有多组柱状旋转磁控靶(16)，真空镀膜室(17)内上下中心有与样品悬挂架(8)对接的轴承组件(21)，真空镀膜室(17)外接抽真空系统，真空镀膜室(17)门上有装有多个观察窗(18)，其特征在于：在样品悬挂架(8)的上下两侧柱状磁控靶(16)之间安装有对称的补偿斜靶(15)。

2.根据权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜机，其特征在于：所述样品悬挂架(8)为自转式，即样品悬挂处在随样品悬挂杆的公转和自转的同时，杆的样品悬挂处能够自身旋转。

3.根据权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜机，其特征在于：所述抽真空系统包括水凝结捕集器(9)、分子泵(14)、闸板阀(13)、罗茨泵+干泵(10)及维持泵(11)。

4.根据权利要求2所述的真空磁控溅射镀膜机，其特征在于：所述样品悬挂架(8)采用行星齿轮结构。

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