CN203513792U - 一种真空镀膜系统及其真空闸门装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空镀膜系统及其真空闸门装置。真空镀膜系统包括真空闸门装置及真空闸门板，真空闸门装置包括支撑座、弹性密封机构、双摇杆机构及旋转驱动件；弹性密封机构包括固定件、金属密封板及弹性组件；双摇杆机构连接在弹性密封机构与旋转驱动件之间。利用双摇杆机构实现弹性密封机构的弧线运动，结构简单，占用空间小，且便于安装及维护；采用简单的旋转驱动装置即可实现真空闸门装置的致动，金属密封板与真空闸门板面面贴合实现密封，提高密封性能；金属密封板具备良好的耐腐蚀和耐高温性能；由于弹性组件的弹性作用与金属密封板的配合具备一定柔性变形补偿作用，从而降低了真空闸门板及密封板的机械精度，降低加工及装配难度。

Description

一种真空镀膜系统及其真空闸门装置

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜领域，尤其涉及一种真空镀膜系统及其真空闸门装置。

背景技术

真空闸门的主要功能是实现真空腔室与腔室或真空腔室与外界之间的隔绝和联通，其广泛应用于各种真空镀膜装置。

在现代真空镀膜技术中，为了提高膜层质量，减低交差污染和是渗透污染对膜层质量的影响，采用了一种回型真空腔室成为真空系统的必然发展趋势。其具体结构是：在一个真空腔室的内部，设置了多个工艺反应室，工艺反应室和真空腔室之间设置了一个多通道密封结构真空闸阀，用于实现工艺反应室和真空腔室之间的隔绝和联通。当进行工艺时，闸阀门关闭，工艺室和真空腔室处于两种独立的真空环境中，这就大大的降低了外部杂质进入工艺室的几率，进而避免了膜层的渗透污染。在该种镀膜系统，一种合适的真空闸阀装置就显得非常重要。现有的真空闸阀装置中，一方面，其结构过于复杂，且需要的空间较大，成本高且不利用系统安装维护，另一方面，由于工艺反应室具有高温和腐蚀性，而现有闸阀装置采用的O圈作为密封材料，因而不能满足该种镀膜系统的闸阀需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种真空镀膜系统及其真空闸门装置，结构简单，占用空间小，耐腐蚀耐高温，便于加工装配，且可有效保证密封效果。

为了解决上述技术问题，一方面，本实用新型的实施例提供了一种真空闸门装置，用于开关真空闸门板上的开口，其特征在于，所述真空闸门装置包括支撑座、弹性密封机构、双摇杆机构及旋转驱动件；

所述支撑座相对所述真空闸门板固定设置；

所述弹性密封机构包括固定件、金属密封板及弹性组件；所述固定件位于所述金属密封板远离所述真空闸门板的一侧；所述金属密封板为平板状，用于与所述真空闸门板面面贴合以将所述开口封闭；所述弹性组件连接在所述固定件与所述金属密封板之间，用于提供弹力使所述金属密封板压紧于所述真空闸门板；

所述双摇杆机构连接在所述弹性密封机构与所述旋转驱动件之间，其包括主动摇杆、从动摇杆、连杆，所述主动摇杆的一端传动连接于所述旋转驱动件、另一端转动连接于所述连杆，所述从动摇杆的两端分别转动连接于所述支撑座及所述连杆；所述连杆与所述固定件固定连接；

所述旋转驱动件固定于所述支撑座，用于带动所述主动摇杆摆动，并驱动所述弹性密封机构与所述真空闸门板抵接或分离。

其中，所述金属密封板的厚度小于或等于4mm。

其中，所述金属密封板为长条状，所述金属密封板上靠近所述固定件的板面上设有加强筋；所述加强筋为条状，沿所述金属密封板的宽度方向设置；所述弹性组件连接至所述加强筋。

其中，所述弹性组件包括压簧及连接柱，所述固定件上设有连接通孔，所述连接柱沿自身轴向滑动穿设所述连接通孔，所述连接柱的一端与所述金属密封板固定连接，另一端设有连接帽，用于防止所述连接柱从所述连接通孔中滑出；所述压簧套设在所述连接柱上，且压缩设置在所述金属密封板与所述固定件之间。

其中，所述弹性组件包括两个对称设置的V形弹片，各所述V形弹片的两端分别固定连接至所述固定件及所述金属密封板。

其中，所述弹性密封机构包括的弹性组件为多个，均布于所述金属密封板与所述固定件之间。

其中，所述金属密封板为长条状；所述固定件为与所述金属密封板相配合的长条状；各所述弹性密封机构中，两所述弹性组件为一组，每组中的两弹性组件沿所述金属密封板的宽度方向排布设置；多组弹性组件沿所述金属密封板的长度方向排布。

其中，所述金属密封板为长条状；所述固定件为与所述金属密封板相配合的长条状；所述双摇杆机构为两组，两所述双摇杆机构的连杆相互平行，且分别固定连接至所述固定件长度方向上的两端；

所述真空闸门装置还包括主动转轴和从动转轴；两组所述双摇杆机构的主动摇杆均固定连接于所述主动转轴，所述主动转轴传动连接于所述旋转驱动件；所述从动转轴转动连接于支撑座，两组所述双摇杆机构的从动摇杆分别固定连接至从动转轴。

其中，真空闸门装置还包括辅助双摇杆机构，辅助双摇杆机构包括辅助主摇杆、辅助从摇杆及辅助连杆；所述辅助主摇杆的一端固定连接至所述主动转轴、另一端转动连接至所述辅助连杆；所述辅助从摇杆的一端固定连接至所述从动转轴、另一端转动连接至所述辅助连杆。

另一方面，本实用新型提供了一种真空镀膜系统，包括前述的真空闸门装置及真空闸门板，所述真空闸门装置与所述真空闸门板对应配合，用于开关所述真空闸门板上的开口。

本实用新型实施例提供的真空镀膜系统及其真空闸门装置，利用双摇杆机构实现弹性密封机构的弧线运动，在打开开口的同时可避开开口，便于作业；双摇杆机构结构简单，占用空间小，且便于安装及维护；采用简单的旋转驱动装置带动主动摇杆动作即可实现真空闸门装置的致动，易于安装及维护；采用金属密封板作为密封材料，在关闭状态金属密封板与真空闸门板面面贴合实现密封，具备较好的密封性能；金属密封板具备良好的耐腐蚀和耐高温性能；由于弹性组件的弹性作用与金属密封板的配合具备一定柔性变形补偿作用，从而降低了真空闸门板及密封板的机械精度，降低加工及装配难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型第一实施例提供的真空闸门系统的示意图；

图2是图1中真空闸门装置在关闭状态的剖面图；

图3是图1中真空闸门装置在打开状态的剖面图；

图4是图1中真空闸门装置的弹性密封机构的剖面图；

图5是图1中真空闸门装置的弹性密封机构的分解示意图

图6是图1中真空闸门装置的主动转轴与支撑座的连接剖面图；

图7、图8是本实用新型第二实施例提供的弹性密封机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1至图3所示，本实用新型中第一实施例提供的一种真空镀膜系统，包括真空闸门装置及真空闸门板9，真空闸门装置与真空闸门板对应配合，用于开关真空闸门板9上的开口90，以实现真空镀膜系统中真空腔室之间、或者真空腔室与外界之间的隔绝与联通。

真空闸门装置包括支撑座1、双摇杆机构2、弹性密封机构3及旋转驱动件4。双摇杆机构2及旋转驱动件4均连接至支撑座1，双摇杆机构2连接在弹性密封机构3与旋转驱动件4之间，旋转驱动件4用于带动双摇杆机构2动作以驱动弹性密封机构3与真空闸门板9抵接或分离，从而开关开口90。

支撑座1相对真空闸门板9固定设置。支撑座1包括两个相对设置的支撑板11、12。在具体实施过程中，支撑座1可以为真空镀膜系统中位于真空闸门板9两边的真空腔壁，当然，在其他的实施方式中，亦可在真空镀膜系统中安装单独的部件作为支撑座1，或者直接利用真空闸门板9作为支撑座。

弹性密封机构3包括固定件31、金属密封板32及弹性组件33，固定件31位于金属密封板32远离所述真空闸门板9的一侧，金属密封板32为平板状，用于与真空闸门板9面面贴合以将开口90封闭；弹性组件33连接在固定件31与金属密封板32之间，用于提供弹力使金属密封板32压紧于真空闸门板9。在本实施例中，金属密封板32为长条状，以便和长条状的开口90对应配合，金属密封板32的板面尺寸大于开口90，金属密封板32的周缘可与开口90的周缘对应面面贴合，从而将开口90关闭。固定件31亦为长条状，以利于固定件31与金属密封板32之间的对应配合连接，并使得弹性密封机构3整体呈长条状。

金属密封板32的材质可以为不锈钢、铝合金、铜合金等等金属材质，具备良好的耐腐蚀和耐高温性能。金属密封板32为平板状，其与真空闸门板9前端面可以为面面接触，其密封性能更好，环境适应性更佳，当密封端面有划痕时，依然可以保值较好的密封性能。

金属密封板32的厚度为小于或等于4mm，其具有一定的柔性形变功能，在于真空闸门板9前端面密封时可产生一定的补偿作用，当真空闸门板9的前端面产生微变形或是平整度较低时，依然具有良好的密封性能；利用金属密封板32的柔性变形补偿作用，可降低真空闸门板9与金属密封板32的机械精度，使得加工和装配的难度大大降低。本实施例中，金属密封板32的厚度为2～3mm，可保证金属密封板32具有一定结构强度。

由于金属密封板32较薄，为增强其结构强度，金属密封板32上靠近固定件31的板面上设有加强筋321，加强筋321为条状，沿金属密封板32的宽度方向设置。弹性组件33连接至加强筋321，可便于弹性组件33与金属密封板32之间的装配连接，同时保证金属密封板32在长度方向上的形变能力。

如图4、图5所示，弹性组件33包括压簧331及连接柱332。固定件31上设有连接通孔310，连接柱332沿自身轴向滑动穿设连接通孔310，连接柱332的一端与金属密封板32固定连接，另一端设有连接帽332a，用于防止连接柱332从连接通孔310中滑出。压簧331套设在连接柱332上，且压缩设置在金属密封板32与固定件31之间，以提供限制金属密封板32与固定件31相互靠近阻力。当固定件31向真空闸门板移动时，金属密封板32位于固定件31与真空闸门板9之间，利用压簧331的弹力可以使金属密封板32紧密贴合于真空闸门板9，保证密封的可靠性。

通过连接柱332与连接通孔310的配合，可保证金属密封板32与固定件31相对移动的稳定性，同时便于压簧331的装配与连接。此处，作为另外的实施方式，弹性组件33亦可仅包括压簧331，压簧331的两端分别直接固定连接至金属密封板32与固定件31。

进一步，连接通孔310与连接柱332之间设有滑动轴承34，利用滑动轴承34可保证连接柱332移动的稳定性。连接通孔310远离金属密封板32的一端为与连接帽332a相配合的阶梯形，同时可便于滑动轴承34的安装。连接通孔310的靠近金属密封板32的一端为与压簧331相适配的阶梯形，以便与压簧331的安装。

连接柱332与金属密封板32之间螺纹连接，以便与连接柱332与金属密封板32之间的装配。更具体的，加强筋321上螺孔，连接柱332上设有与该螺孔对应配合的螺柱，螺柱螺纹连接于螺孔，压簧331抵靠于加强筋321，从而实现弹性组33与金属密封板32之间的装配连接。

在本实施例中，真空闸门板9竖直设置，其上开设有多个长条形的开口90，开口90的长度方向为水平向，多个长条形的开口90沿竖直方向排布设置。弹性密封机构3与开口90一一对应，亦为多个。相应地，金属密封板32为与开口90相配合的长条状。固定件31亦为与金属密封板32相配合的长条状，以便于其与金属密封板32的配合连接，同时，使得各弹性密封机构3整体呈长条状。

如图5所示，弹性密封机构3包括的弹性组件33为多个，均布于金属密封板32与固定件31之间，以保证金属密封板32与固定件31之间弹性的均衡性，有效保证金属密封板32与真空闸门板9之间的密封性能。在本实施例中，具体地，在各弹性密封机构3中，两弹性组件33为一组，每组中的两弹性组件33沿金属密封板32的宽度方向排布设置；多组弹性组件33沿金属密封板32的长度方向排布，从而使得各弹性组件33均布于金属密封板32与真空闸门板之间。

金属密封板32上的加强筋321为长条状，且沿金属密封板32的宽度方向设置。加强筋321上设置的螺孔为两个，以便与位于同一组的两个弹性组件33的连接柱332配合连接。加强筋321为多个，沿金属密封板32的长度方向排布，以利于与多组弹性组件33的配合连接。同时利用加强筋321可增强金属密封板32的结构强度。

如图1、图2所示，双摇杆机构2包括主动摇杆21、从动摇杆22及连杆23，主动摇杆21的一端传动连接于旋转驱动件4、另一端转动连接于连杆23，从动摇杆22的两端分别转动连接于支撑座1及连杆23。连杆23与固定件31固定连接。本实施例中，连杆23与固定件31之间通过角铁35固定连接。旋转驱动件4固定于支撑座1，用于带动主动摇杆21摆动，驱动弹性密封机构3与真空闸门板9抵接或分离。

旋转驱动件4可以为旋转气缸或伺服电机等可带动主动摇杆21摆动的装置，采用简单的旋转驱动即可实现闸门装置的致动，易于实施。当闸门处于关闭状态时，连杆23带动弹性密封机构3压向真空闸门板9，金属密封板32在弹性组件33弹力作用下紧密抵靠于真空闸门板9，实现密封。需要打开闸门时，主动摇杆21在旋转驱动件4的带动下摆动，由于主动摇杆21的端部在移动时呈弧线移动，连杆23及弹性密封机构3在主动摇杆21的带动下呈弧线移动，使得弹性密封机构3与真空闸门板9分离，同时弹性密封机构3移动至开口90的一侧，避免弹性密封机构3对开口90产生遮挡，在开口90的开口方向上可以经开口90直接通过。

连杆23的轴向为沿竖直方向，即使得多个弹性密封机构3沿连杆23的轴向排布设置，以使连杆23可同时与多个弹性密封机构3连接。在本实施例中，由于弹性密封机构3整体呈长条状，为保证弹性密封机构3移动的稳定性，双摇杆机构2为两组，两双摇杆机构2的连杆23相互平行，且分别固定连接至固定件31长度方向上的两端。

如图1至图3所示，为了使旋转驱动件4可同时带动两组双摇杆机构2同时动作，真空闸门装置还包括主动转轴5和从动转轴6。两组双摇杆机构2的主动摇杆21均固定连接于主动转轴5。主动转轴5传动连接于旋转驱动件4，并在旋转驱动件4的带动下绕自身轴向转动，从而可同时带动两主动摇杆21摆动。本实施例中，主动转轴5的一端传动连接至旋转驱动件4，另一端转动连接至支撑板12。旋转驱动件4与主动转轴5分别设置在支撑板11的两侧，在具体实施过程中可使得主动转轴5位于真空腔室内侧、旋转驱动件4设置在真空腔室的外侧，从而可保证真空腔室内的洁净。旋转驱动件4与主动转轴5之间可以设置联轴器、减速器等，以保证传动的稳定性。只需要一个旋转驱动件4，利用主动转轴5及从动转轴6即可同时带动两组双摇杆机构动作，保证弹性密封机构3两端可以同时同步移动。

如图6所示，主动转轴5的另一端通过转动机构7连接至支撑板12。转动机构7包括固定座71及轴承72，固定座71为柱状，其具有轴向相对的第一端和第二端，固定座71的第一端设有环形凸缘711，支撑板12上设有与环形凸缘711相配合的阶梯孔，固定座71的第一端固定于阶梯孔中，以便于固定座71及支撑板12之间的装配连接，同时可在环形凸缘711与阶梯孔的阶梯面之间设置密封圈，以保证二者的密封性能。固定座71的第二端端面开设有固定孔710，轴承72设置在主动转轴5与固定孔710的孔壁之间，以便于主动转轴5与转动机构7之间的装配连接。

从动转轴6转动连接于支撑座1，两组双摇杆机构2的从动摇杆22分别固定连接至从动转轴6。本实施例中，从动转轴6的两端分别转动连接至两个支撑板11、12，进一步，从动转轴6的两端分别通过另外两个转动机构连接至两支撑板11、12，两个转动机构的结构与前述转动机构7的结构相同，此处不再赘述。

进一步，如图1至图3所示，真空闸门装置还包括辅助双摇杆机构8，辅助双摇杆机构8包括辅助主摇杆81、辅助从摇杆82及辅助连杆83。辅助主摇杆81的一端固定连接至主动转轴5、另一端转动连接至辅助连杆83；辅助从摇杆82的一端固定连接至从动转轴6、另一端转动连接至辅助连杆83。利用辅助双摇杆机构8可保证主动转轴5与从动转轴6之间转动的同步协调性，进而保证连杆23移动的稳定性。辅助双摇杆机构8亦为两组，分别位于主动转轴5长度方向上两端。辅助双摇杆机构8与双摇杆机构2分别设置在主动转轴5的两侧，以避免二者之间相互干涉。

如图7、图8所示，在本实用新型第二实施例提供的一种真空闸门装置中，弹性组件包括两个对称设置的V形弹片233，V形弹片233的两端分别固定连接至固定件231及金属密封板232，利用两个V形弹片233来提供阻止金属密封板232与固定件231相互靠近的弹力，可利用其弹力使金属密封板232紧密贴合于真空闸门板9，以保证密封性能。本实施例中，两V形弹片233的开口方向相背，以保证弹性密封机构3的结构紧凑形，并保证受力的均衡性。在其他的实施方式中，两V形弹片233的开口方向亦可以为相向。

更具体地，固定件231与金属密封板232均为相互配合的长条形板状。V形弹片233的开口方向为金属密封板232的宽度方向。弹性组件为多个，沿金属密封板232的长度方向均匀排布设置，以保证金属密封板232各部位受力的均衡形，有效保证各连接处的密封效果。

固定件231远离金属密封板232的一侧设有加强筋234，以保证固定件231的结构强度。加强筋234为与固定件231相配合的长条状，加强筋234的横截面为L形，其一支臂与固定件231贴合固定连接。加强筋234为两个，沿固定件231的宽度方向排布设置。本实施例中真空闸门装置的其他部分与第一实施方式相同，在此不再赘述。

在前述两个实施例中，分别利用压簧331及V形弹片233来实现弹性组件的弹性效果，在其他的实施方式中，亦可利用拉簧来实现弹性效果，例如将第一实施例中的压簧331替换为拉簧，弹性组件的连接柱与第一实施例相同，拉簧设置在固定件231远离金属密封板232的一侧，拉簧的两端分别固定连接至连接帽332a至固定件231，金属密封板232与固定件231相互靠近时，连接柱332移动使拉簧拉伸，从而利用拉簧的拉力限制金属密封板232与固定件231相互靠近。

本实用新型提供的真空闸门装置可应用于TFT-LED、太阳能薄膜电池、半导体芯片、晶圆等薄膜工艺制备和生产的真空镀膜系统中。

本实用新型实施例提供的真空镀膜系统及其真空闸门装置，利用双摇杆机构2实现弹性密封机构3的弧线运动，在打开开口90的同时可避开开口90，便于作业；双摇杆机构2结构简单，占用空间小，且便于安装及维护；采用简单的旋转驱动装置4带动主动摇杆21动作即可实现真空闸门装置的致动，易于安装及维护；采用金属密封板作为密封材料，在关闭状态金属密封板与真空闸门板面面贴合实现密封，具备较好的密封性能；金属密封板具备良好的耐腐蚀和耐高温性能；由于弹性组件的弹性作用及其与金属密封板的配合而具备一定柔性变形补偿作用，从而降低了真空闸门板及金属密封板的机械精度，降低加工及装配难度。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空闸门装置，用于开关真空闸门板上的开口，其特征在于，所述真空闸门装置包括支撑座、弹性密封机构、双摇杆机构及旋转驱动件；

所述支撑座相对所述真空闸门板固定设置；

所述弹性密封机构包括固定件、金属密封板及弹性组件；所述固定件位于所述金属密封板远离所述真空闸门板的一侧；所述金属密封板为平板状，用于与所述真空闸门板面面贴合以将所述开口封闭；所述弹性组件连接在所述固定件与所述金属密封板之间，用于提供弹力使所述金属密封板压紧于所述真空闸门板；

所述双摇杆机构连接在所述弹性密封机构与所述旋转驱动件之间，其包括主动摇杆、从动摇杆及连杆，所述主动摇杆的一端传动连接于所述旋转驱动件、另一端转动连接于所述连杆，所述从动摇杆的两端分别转动连接于所述支撑座及所述连杆；所述连杆与所述固定件固定连接；

所述旋转驱动件固定于所述支撑座，用于带动所述主动摇杆摆动，并驱动所述弹性密封机构与所述真空闸门板抵接或分离。

2.根据权利要求1所述的真空闸门装置，其特征在于，所述金属密封板的厚度小于或等于4mm。

3.根据权利要求1所述的真空闸门装置，其特征在于，所述金属密封板为长条状，所述金属密封板上靠近所述固定件的板面上设有加强筋；所述加强筋为条状，沿所述金属密封板的宽度方向设置；所述弹性组件连接至所述加强筋。

4.根据权利要求1所述的真空闸门装置，其特征在于，所述弹性组件包括压簧及连接柱，所述固定件上设有连接通孔，所述连接柱沿自身轴向滑动穿设所述连接通孔，所述连接柱的一端与所述金属密封板固定连接，另一端设有连接帽，用于防止所述连接柱从所述连接通孔中滑出；所述压簧套设在所述连接柱上，且压缩设置在所述金属密封板与所述固定件之间。

5.根据权利要求1所述的真空闸门装置，其特征在于，所述弹性组件包括两个对称设置的V形弹片，各所述V形弹片的两端分别固定连接至所述固定件及所述金属密封板。

6.根据权利要求1所述的真空闸门装置，其特征在于，所述弹性密封机构包括的弹性组件为多个，均布于所述金属密封板与所述固定件之间。

7.根据权利要求6所述的真空闸门装置，其特征在于，所述金属密封板为长条状；所述固定件为与所述金属密封板相配合的长条状；各所述弹性密封机构中，两所述弹性组件为一组，每组中的两弹性组件沿所述金属密封板的宽度方向排布设置；多组弹性组件沿所述金属密封板的长度方向排布。

8.根据权利要求1所述的真空闸门装置，其特征在于，所述金属密封板为长条状；所述固定件为与所述金属密封板相配合的长条状；所述双摇杆机构为两组，两所述双摇杆机构的连杆相互平行，且分别固定连接至所述固定件长度方向上的两端；

所述真空闸门装置还包括主动转轴和从动转轴；两组所述双摇杆机构的主动摇杆均固定连接于所述主动转轴，所述主动转轴传动连接于所述旋转驱动件；所述从动转轴转动连接于支撑座，两组所述双摇杆机构的从动摇杆分别固定连接至从动转轴。

9.根据权利要求8所述的真空闸门装置，其特征在于，真空闸门装置还包括辅助双摇杆机构，辅助双摇杆机构包括辅助主摇杆、辅助从摇杆及辅助连杆；所述辅助主摇杆的一端固定连接至所述主动转轴、另一端转动连接至所述辅助连杆；所述辅助从摇杆的一端固定连接至所述从动转轴、另一端转动连接至所述辅助连杆。

10.一种真空镀膜系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的真空闸门装置及真空闸门板，所述真空闸门装置与所述真空闸门板对应配合，用于开关所述真空闸门板上的开口。

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