CN210176937U - 一种真空溅射镀膜机的进气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种真空溅射镀膜机的进气系统，其包括进气箱体，所述进气箱体上连接有进气管道，所述进气管道与进气箱体连通；所述进气箱体内设有挡板，所述挡板的三条边与进气箱体内壁连接，另一条边靠近进气箱体内壁，与进气箱体内壁之间形成进气间隙；所述进气箱体底部沿其轴向开设有至少两个进气孔。本实用新型具有进气均匀，镀膜效果更好，模具表面膜厚更均匀，平整的效果。

Description

一种真空溅射镀膜机的进气系统

技术领域

本实用新型涉及真空溅射镀膜机的技术领域，尤其是涉及一种真空溅射镀膜机的进气系统。

背景技术

真空镀膜是指在高真空的条件下加热金属或非金属材料，使其蒸发并凝结于镀件表面而形成薄膜的一种方法。真空镀膜广泛应用在在模具的保护上，镀膜可协助模具散热、延长模具使用寿命、增加脱膜性与成型率、提升产品良率等。

真空镀膜方法包括阴极溅射镀膜法，这种方法是将作为膜的靶材放在阴极上，将需镀膜的基体放在阴极对面，把惰性气体如氩气通入已抽空的室内，保持压强约1.33～13.3P导向壳体，然后将阴极接上2000V的直流电源，激发辉光放电，带正电的氩离子撞击阴极，使其射出原子，溅射出的原子通过惰性气氛沉积到基体上形成膜。参考授权公告号为CN204769364U的实用新型专利，由于批量生产的要求，传统的阴极溅射镀膜机真空室内放置有多个模具，模具上安装有进气管道，气体从进气管道一端的进气口通入真空室，从而对模具进行镀膜。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：气体从单一进气口进入真空室，无法均匀分散在靶材附近，很容易导致模具上膜镀得不均匀，甚至导致模具远离进气口的部分的膜厚未达到要求，无法很好的保护模具以及改善模具特性，影响模具质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种真空溅射镀膜机的进气系统，其具有进气均匀，镀膜效果更好，模具表面膜厚更均匀，平整的效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种真空溅射镀膜机的进气系统，包括进气箱体，所述进气箱体上连接有进气管道，所述进气管道与进气箱体连通；所述进气箱体内设有挡板，所述挡板的三条边与进气箱体内壁连接，另一条边靠近进气箱体内壁，与进气箱体内壁之间形成进气间隙；所述进气箱体底部沿其轴向开设有至少两个进气孔。

通过采用上述技术方案，入射离子从进气管道进入进气箱体，由于入射离子具有较高的动能，快速在进气箱体内扩散，入射离子在进气箱体内壁经过不断碰撞与反射，以不同的角度从进气孔射出，更利于加快入射离子的快速扩散，更快更均匀的撞击多个靶材，利于提高模具表面镀膜的均匀度，镀膜效果更好，提高模具品质。入射离子与靶材撞击的角度对溅射率有非常大的影响，便于根据实际情况，如靶材的材料，入射离子的原子量大小，更灵活的调整入射离子与靶材的撞击角度，提高溅射率，在保证质量的同时，提高薄膜的溅射速率。

本实用新型进一步设置为：所述挡板远离进气管道的一面逐层设有若干个下一挡板，相邻两个挡板与进气箱体内壁之间形成的进气间隙分别设于进气箱体相对的两侧。

通过采用上述技术方案，入射离子的动能是比较大的，如果直接从进口进入真空室，很容易产生压差，不同靶材之间溅射出的原子数量和角度差别比较大，非常容易造成镀膜的不均匀；入射离子通过进气间隙在挡板之间流通，且进气间隙交错设置，挡板越多，入射离子碰撞与反射的路程越长，空间越大，入射离子从进气孔进入真空室的角度、速度更多样化，利于入射离子更均匀的撞击靶材。再加上入射离子的布朗运动，充满整个真空室，镀膜更加均匀。本实用新型通过多个挡板逐层设置挡板并控制进气间隙的位置，既能达到更好的效果，又利于大大缩短进气系统占用的体积。

本实用新型进一步设置为：所述进气箱体内从上到下分别设有第一挡板、第二挡板与第三挡板；所述第一挡板与箱体内壁之间形成第一进气间隙，所述第二挡板与箱体内壁之间形成第二进气间隙，所述第三挡板与箱体内壁之间形成第三进气间隙，所述第一进气间隙与第三进气间隙设于进气箱体同一侧，所述第一进气间隙与第二进气间隙分别设于进气箱体两侧。

通过采用上述技术方案，进气箱体上设置三个挡板，挡板之间形成供入射离子碰撞与反射的空间，入射离子在多层空间内经过反复运动，最后往随机方向从进气孔射出。入射离子运动范围越广，分布越均匀，真空溅射镀膜机镀膜效果越好，模具品质越高。

本实用新型进一步设置为：所述进气孔均匀设置在进气箱体底部。

通过采用上述技术方案，进气孔均匀设置在进气通道上，每个进气孔之间的距离相同，减轻进气孔之间压力差较大的情况，有助于解决布气不均匀的问题。

本实用新型进一步设置为：所述进气箱体底部连接有导向壳体，所述导向壳体底部均匀开设有若干个导气孔，所述导气孔的数量大于进气孔的数量。

通过采用上述技术方案，导向壳体底部设置导气孔，入射离子从进气孔进入导向壳体，从导气孔射出。导向孔的数量越多，气体扩散越均匀，越有利于均匀布气。

本实用新型进一步设置为：所述所有导气孔覆盖的面积大于所有进气孔覆盖的面积。

通过采用上述技术方案，入射离子在导向壳体内从进气孔射向导向孔，导气孔覆盖面积大于进气孔覆盖面积，增大入射离子在导向壳体内的反射面积，经过二次布气，更好的达到均匀布气的目的。

本实用新型进一步设置为：所述进气孔与导气孔均为锥台状。

通过采用上述技术方案，入射离子穿过进气孔或导向孔时，在锥台状孔内反射的空间越来越大，有利于气体更好的扩散，气体分布更加均匀。

本实用新型进一步设置为：所述真空溅射镀膜机包括真空室，模具安装于真空室内，所述真空室内环绕模具设有若干个靶材；所述进气箱体设于真空室顶壁或侧壁，所述进气孔与真空室连通。

通过采用上述技术方案，进气箱体设于真空室顶壁或者侧壁，进气孔与真空室连通，入射离子进入真空室内均能均匀撞击在靶材上，这样使模具上膜厚更均匀。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.入射离子从进气管道进入进气箱体，由于入射离子具有较高的动能，快速在进气箱体内扩散，入射离子在进气箱体内壁经过不断碰撞与反射，以不同的角度从进气孔射出，更利于加快入射离子的快速扩散，更快更均匀的撞击多个靶材，利于提高模具表面镀膜的均匀度，镀膜效果更好，提高模具品质。入射离子通过进气间隙在挡板之间流通，且进气间隙交错设置，挡板越多，入射离子碰撞与反射的路程越长，空间越大，入射离子从进气孔进入真空室的角度、速度更多样化，利于入射离子更均匀的撞击靶材。再加上入射离子的布朗运动，充满整个真空室，镀膜更加均匀。本实用新型通过多个挡板逐层设置挡板并控制进气间隙的位置，既能达到更好的效果，又利于大大缩短进气系统占用的体积。

2.通过设置进气壳体，增大进气系统的进气面积，入射离子与靶材充分接触，使模具表面膜厚更均匀、平整。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的部分结构剖视图；

图2是图1中A部分的放大示意图；

图3是本实用新型实施例二的整体结构示意图；

图4是本实用新型实施例三的整体结构示意图；

图5是本实用新型实施例一的工作状态示意图；

图6是本实用新型实施例四的工作状态示意图。

图中，1、进气箱体；2、进气口；3、进气管道；4、第一挡板；5、第一进气间隙；6、第二挡板；7、第三挡板；8、第二进气间隙；9、第三进气间隙；10、进气孔；11、导向壳体；12、搭扣；13、弯钩；14、密封条；15、导气孔；16、真空室；17、模具；18、靶材。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一

参照图1，为本实用新型公开的一种真空溅射镀膜机的进气系统，包括进气箱体1，进气箱体1顶部一侧开设有进气口2（见图3），进气口2上连接有进气管道3，进气管道3与进气箱体1连通。进气箱体1底部沿其轴向均匀开设有七个锥台状进气孔10，气体从进气管道3穿过进气口2进入进气箱体1内，然后穿过进气孔10离开进气箱体1。结合图5所示，进气箱体1设于真空室16顶壁，真空室16为圆柱体腔室，真空室16内设有模具17，真空室16内环绕模具17四周设有多列靶材18，真空室16侧壁设有用于抽气的出气口（图中未示出），保持真空室16内、外气压平衡。进气箱体1内顶部横向设有第一挡板4，第一挡板4的其中三边分别与进气箱体1连接，另外一边延伸至靠近进气箱体1内壁处，与进气箱体1内壁形成第一进气间隙5。第一挡板4下方设有第二挡板6，第二挡板6下方设有第三挡板7，第二挡板6与第三挡板7连接进气箱体1的方式与第一挡板4一致，第二挡板6与第三挡板7分别与进气箱体1内壁形成第二进气间隙8与第三进气间隙9，第一进气间隙5与第二进气间隙8位分别设于进气箱体1相对的两侧，第一进气间隙5与第三进气间隙9设于进气箱体1的同一侧。本实施例中设置三个挡板，根据实际生产需求可以设置四个、五个或以上数量挡板，且相邻两个挡板与进气箱体1内壁形成的进气间隙分别设于进气箱体1的两侧。本实施例中挡板相互平行，镀膜过程中，真空溅射镀膜机通过进气管道3高压喷入气体，入射离子高速运动，入射离子在挡板粗糙的表面上向各个方向反射，并快速扩散。气体的扩散现象来源于入射离子之间以及入射离子与进气箱体1内壁之间的碰撞与反射，入射离子在高速运动中碰撞越频繁，气体扩散范围越大。挡板的设置提高入射离子在进气箱体1内的碰撞频率，入射离子快速无规则运动至进气孔10，然后以不同角度反射进入真空室16，撞击多个靶材18，气体在真空室16内均匀扩散，使进气系统进气更加均匀。

参照图1，进气孔10下方设有梯形体导向壳体11，导向壳体11顶部开口，与进气箱体1底部连接，入射离子能够在进气箱体1与导向壳体11之间进行碰撞与反射。结合图2所示，导向壳体11的两侧壁上部均设有搭扣12，进气箱体1两侧壁下部均设有相对应的弯钩13，弯钩13与搭扣12搭接，实现进气箱体1与导向壳体11的可拆卸连接。导向壳体11与进气箱体1的连接处设有密封条14，提高气密性。导向壳体11的底部沿其长度方向均匀开设有十二个锥台状导气孔15，导气孔15的数量大于进气孔10的数量，且导向壳体11底部的长度大于进气盒体底部的长度，入射离子在进气系统内的反射范围增大，气体得到进一步均匀扩散。在实际生产中，可以灵活设置导向壳体11的长度以及导气孔15的数量、孔径与形状，以满足对气流量的需求。

实施例二

参照图3，为本实用新型公开的一种真空溅射镀膜机的进气系统，与实施例一的不同之处在于，本实施例中进气间隙分别设于进气箱体的1的两端。除此之外，本实施例中靠近第三进气间隙9一端的进气孔10孔径较小，进气孔10从靠近第三进气间隙9一端往另外一端的方向依次增大。通入气体后，入射离子途经各挡板后反射至第三进气间隙9时，气体在靠近第三进气间隙9一端的气压大于另一端的气压。将靠近第三进气间隙9一端的进气孔10设置为孔径较小的进气孔10，减小从该端进气孔10射出的入射离子，随着气体扩散至第三进气间隙9的另一端，较大的进气孔10孔径能射出较多的入射离子，进气孔10孔径对进气的影响与气体扩散距离对进气的影响相互抵消，每个进气孔10的出气量接近相同，进气系统能均匀进气，克服了进气箱体1底部两端气压差导致布气不均匀、造成镀膜品质不高的问题。

实施例三

参照图4，为本实用新型公开的一种真空溅射镀膜机的进气系统，与实施例一的不同之处在于，导向壳体11的底部从中心处向四周均匀设有整齐排列的导气孔15，导气孔15的覆盖面为大于进气箱体1底面的正方形。与实施例一相比，该实施例的进气面积更大，导气孔15更多，进气更加均匀。

实施例四

参照图6，为本实用新型公开的一种真空溅射镀膜机的进气系统，与实施例一的不同之处在于，本实施例从真空室16侧壁进气。本实施例中设有不止一个进气箱体1，进气箱体1设于真空室16侧壁，进气箱体1环绕靶材18设置，每个进气箱体1对应一列靶材18。导气孔15（参照图1）的分布与靶材18交错，减少从靶材18上溅射出来的原子反射到真空室16侧壁的情况。入射离子从导气孔15射出直接撞击在靶材18上。本实施例也可以采用与实施例二结构相同的进气箱体1，或与实施例三结构相同的导向壳体11，导气孔15同样设置为与靶材18交错分布。入射离子从导向壳体11射入真空室16，充分撞击在靶材18上，使镀膜效果更佳。

本实施例的实施原理为：真空溅射镀膜机工作时，气体在高压下通入进气管道3，入射离子高速射入进气箱体1内，在进气箱体1与第一挡板4之间不断碰撞与反射，加上入射离子本身的布朗运动，入射离子快速的在进气箱体1内扩散。随着气体的不断通入，气体充满进气箱体1与第一挡板4之间，随后气体穿过第一进气间隙5，在第一挡板4与第二挡板6之间从第一进气间隙5往第二进气间隙8的方向流动。气体在进气间隙之间流通，入射离子穿过各个进气间隙，直至反射至进气箱体1底部，通过进气孔10射入导向壳体11内。入射离子在导向壳体11内再经过不断碰撞与反射，最后以不同的角度从导气孔15射进真空室16，更均匀的撞击在靶材18上，模具17镀膜后表面膜厚能够更均匀、平整，这样的进气系统使真空溅射镀膜机镀膜效果更好。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种真空溅射镀膜机的进气系统，其特征在于：包括进气箱体（1），所述进气箱体（1）上连接有进气管道（3），所述进气管道（3）与进气箱体（1）连通；所述进气箱体（1）内设有挡板，所述挡板的三条边与进气箱体（1）内壁连接，另一条边靠近进气箱体（1）内壁，与进气箱体（1）内壁之间形成进气间隙；所述进气箱体（1）底部沿其轴向开设有至少两个进气孔（10）。

2.根据权利要求1所述的一种真空溅射镀膜机的进气系统，其特征在于：所述挡板远离进气管道（3）的一面逐层设有若干个下一挡板，相邻两个挡板与进气箱体（1）内壁之间形成的进气间隙分别设于进气箱体（1）相对的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种真空溅射镀膜机的进气系统，其特征在于：所述进气箱体（1）内从上到下分别设有第一挡板（4）、第二挡板（6）与第三挡板（7）；所述第一挡板（4）与箱体内壁之间形成第一进气间隙（5），所述第二挡板（6）与箱体内壁之间形成第二进气间隙（8），所述第三挡板（7）与箱体内壁之间形成第三进气间隙（9），所述第一进气间隙（5）与第三进气间隙（9）设于进气箱体（1）同一侧，所述第一进气间隙（5）与第二进气间隙（8）分别设于进气箱体（1）两侧。

4.根据权利要求3所述的一种真空溅射镀膜机的进气系统，其特征在于：所述进气孔（10）均匀设置在进气箱体（1）底部。

5.根据权利要求1所述的一种真空溅射镀膜机的进气系统，其特征在于：所述进气箱体（1）底部连接有导向壳体（11），所述导向壳体（11）底部均匀开设有若干个导气孔（15），所述导气孔（15）的数量大于进气孔（10）的数量。

6.根据权利要求5所述的一种真空溅射镀膜机的进气系统，其特征在于：所有所述导气孔（15）覆盖的面积大于所有进气孔（10）覆盖的面积。

7.根据权利要求6所述的一种真空溅射镀膜机的进气系统，其特征在于：所述进气孔（10）与导气孔（15）均为锥台状。

8.根据权利要求1所述的一种真空溅射镀膜机的进气系统，其特征在于：所述真空溅射镀膜机包括真空室（16），模具（17）安装于真空室（16）内，所述真空室（16）内环绕模具（17）设有若干个靶材（18）；所述进气箱体（1）设于真空室（16）顶壁或侧壁，所述进气孔（10）与真空室（16）连通。

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