CN213142171U - 真空磁控溅射镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种真空磁控溅射镀膜装置，包括真空室，真空室内设置加热器，真空室的底部设置有冷凝组件，加热器与冷凝组件之间设置能够反射热辐射的反射组件，反射组件包括基板和挡板，基板上开设有第一通孔，挡板设置在基板与加热器之间，挡板与基板间隔，挡板的竖直方向的投影遮挡第一通孔，挡板与基板之间形成通道，通道与第一通孔连通，水蒸汽依次通过通道、第一通孔与冷凝组件进行热交换。通过将基板和挡板间隔设置，二者之间可以形成通道，而基板上开设的第一通孔与通道连通，可以使反射组件上方的水蒸汽能够尽可能多的进入到冷凝组件所在的区域，与冷凝组件充分进行热交换，提升冷却效果，保证镀膜质量。

Description

真空磁控溅射镀膜装置

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜技术领域，尤其涉及一种真空磁控溅射镀膜装置。

背景技术

真空镀膜技术作为一种产生特定膜层的技术，在现实生产生活中有着广泛的应用。真空镀膜技术有三种形式：磁控溅射镀膜、蒸发镀膜和离子镀膜。

对于真空磁控溅射镀膜，其工作原理为：电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子，新的电子飞向极片，Ar正离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜。

目前真空磁控溅射镀膜装置的真空室在镀膜过程中会产生大量的水蒸汽，水蒸汽过多将会影响镀膜效果，因此通常会在真空室的下方设置冷阱，冷阱对真空室内的水蒸汽进行冷却，水蒸汽冷却后形成冷凝水，冷凝水排出到真空室外。如图1所示，真空室1′内的加热器2′下方设置冷阱3′，冷阱3′与加热器2′之间设置反射板4′，用于反射加热器2′的热辐射，保证冷阱3′内的冷却板31′能够正常地对水蒸汽进行冷却，水蒸汽冷凝为水后从排水管(图上未示出)排出到真空室1′的外部。现有设计存在以下缺陷：反射板4′是整体结构，水蒸汽(水蒸汽的运动方向如图1箭头所示)只能从真空室1′的内壁12′与反射板4′外边缘之间的间隙5′进入到反射板4′下方的冷阱3′内，水蒸汽进入到冷阱3′内的量少，冷却效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种真空磁控溅射镀膜装置，其内的水蒸汽的冷却效果好，镀膜质量高。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种真空磁控溅射镀膜装置，包括真空室，所述真空室内设置加热器，所述真空室的底部设置有冷凝组件，所述加热器与所述冷凝组件之间设置能够反射热辐射的反射组件，所述反射组件包括基板和挡板，所述基板上开设有第一通孔，所述挡板设置在所述基板与所述加热器之间，所述挡板与所述基板间隔，所述挡板的竖直方向的投影遮挡所述第一通孔，所述挡板与所述基板之间形成通道，所述通道与所述第一通孔连通，水蒸汽依次通过所述通道、所述第一通孔与所述冷凝组件进行热交换。

作为真空磁控溅射镀膜装置的一种优选方案,所述挡板的尺寸大于所述第一通孔的尺寸。

作为真空磁控溅射镀膜装置的一种优选方案,所述基板上开设有多个所述第一通孔；

多个所述第一通孔通过至少一个所述挡板遮挡；或，对应每个所述第一通孔设置一个所述挡板。

作为真空磁控溅射镀膜装置的一种优选方案,所述挡板与所述基板之间设置支撑件，所述支撑件的两端分别与所述挡板和所述基板连接。

作为真空磁控溅射镀膜装置的一种优选方案,所述支撑件包括支撑柱，所述支撑柱的两端分别开设有螺纹孔，所述挡板和所述基板均开设有与所述螺纹孔对应的第二通孔，螺钉穿过所述第二通孔旋拧在所述螺纹孔内，以将所述挡板、所述支撑柱和所述基板三者连接在一起。

作为真空磁控溅射镀膜装置的一种优选方案,所述支撑件包括套筒和螺杆，所述套筒内设置有螺纹，所述螺杆的端部能够旋拧到所述套筒内，所述套筒和所述螺杆中的一个与所述基板连接，所述套筒和所述螺杆中的另一个与所述挡板连接，所述螺杆能够绕自身轴线转动。

作为真空磁控溅射镀膜装置的一种优选方案,所述套筒的下端与所述基板固定连接，所述螺杆的上端设置限位板，所述螺杆的非端部位置旋拧有限位螺母，所述挡板上开设有第二通孔，所述螺杆穿过所述第二通孔，所述限位板和所述限位螺母分别位于所述挡板的上下两侧，且所述限位板和所述限位螺母的尺寸均大于所述第二通孔的尺寸，所述螺杆的下端旋拧在所述套筒的内部。

作为真空磁控溅射镀膜装置的一种优选方案,所述真空室的底部朝向外部凹设有凹槽，所述冷凝组件包括冷却板，所述冷却板内设置有冷却剂或冷却气体，所述冷却板设置在所述凹槽内，所述第一通孔正对所述凹槽的槽口，所述基板与所述真空室的底部间隔。

作为真空磁控溅射镀膜装置的一种优选方案,所述冷却板倾斜设置。

作为真空磁控溅射镀膜装置的一种优选方案,所述基板的边缘与所述真空室的内壁间隔设置。

本实用新型的有益效果为：通过将基板和挡板间隔设置，二者之间可以形成通道，而基板上开设的第一通孔与通道连通，可以使反射组件上方的水蒸汽能够尽可能多的进入到冷凝组件所在的区域，与冷凝组件充分进行热交换，提升冷却效果，保证镀膜质量。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为现有技术的真空磁控溅射镀膜装置的剖视示意图。

图2为本实用新型实施例的真空磁控溅射镀膜装置的剖视示意图。

图3为本实用新型一实施例的加热器的侧视示意图。

图4为本实用新型一实施例的加热器的俯视示意图。

图5为实用新型另一实施例的加热器的俯视示意图。

图6为实用新型又一实施例的加热器的俯视示意图。

图7为本实用新型一实施例的反射组件与支撑件组装后的剖视示意图。

图8为本实用新型另一实施例的反射组件与支撑件组装后的剖视示意图。

图9为本实用新型又一实施例的反射组件与支撑件组装后的侧视示意图。

图1中：

1′、真空室；11′、内壁；2′、加热器；3′、冷阱；31′、冷却板；4′、反射板；5′、间隙。

图2至图9中：

1、真空室；11、底部；12、内壁；13、凹槽；2、加热器；21、支架；211、卡槽；22、加热管；221、第一管；222、第二管；23、电加热丝；3、冷凝组件；31、冷却板；4、反射组件；41、基板；411、第一通孔；42、挡板；5、通道；6、支撑件；61、支撑柱；62、螺钉；63、套筒；64、螺杆；65、限位板；66、限位螺母；67、第一支撑板；671、第一固定孔；68、第二支撑板；681、第二固定孔。

具体实施方式

参考下面结合附图详细描述的实施例，本实用新型的优点和特征以及实现它们的方法将变得显而易见。然而，本实用新型不限于以下公开的实施例，而是可以以各种不同的形式来实现，提供本实施例仅仅是为了完成本实用新型的公开并且使本领域技术人员充分地了解本实用新型的范围，并且本实用新型仅由权利要求的范围限定。相同的附图标记在整个说明书中表示相同的构成要素。

以下，参照附图来详细描述本实用新型。

图2为本实用新型实施例的真空磁控溅射镀膜装置的剖视示意图。如图2所示，本实用新型实施例的真空磁控溅射镀膜装置包括真空室1，真空室1内设置加热器2，真空室1的底部11设置有冷凝组件3，加热器2与冷凝组件3之间设置能够反射热辐射的反射组件4，反射组件4包括基板41和挡板42，基板41上开设有第一通孔411，挡板42设置在基板41与加热器2之间，挡板42与基板41间隔，挡板42的竖直方向的投影遮挡第一通孔411，挡板42与基板41之间形成通道5，通道5与第一通孔411连通，水蒸汽依次通过通道5、第一通孔411与冷凝组件3进行热交换(如图2的箭头指示的方向)，水蒸汽经过冷凝组件3冷却变成冷凝水，冷凝水再汇集到真空室1的底部11，通过额外的排水机构(图上未示出)排出到真空室1的外部。通过将基板41和挡板42间隔设置，二者之间可以形成通道5，而基板41上开设的第一通孔411与通道5连通，可以使反射组件4上方的水蒸汽能够尽可能多的进入到冷凝组件3所在的区域，与冷凝组件3充分进行热交换，提升冷却效果，保证镀膜质量；通过将挡板42全部遮挡第一通孔411，可以避免加热器2直接辐射到冷凝组件3，避免加热器2影响冷凝组件3的冷凝效果。

图3为本实用新型一实施例的加热器的侧视示意图。如图3所示，在本实施例中，加热器2包括支架21，支架21上设置有加热管22，加热管22内设置有电加热丝23，电加热丝23与外部电源(图上未示出)连接，电加热丝23通电后产生热量，可以加热真空室1内的待镀材料。

图4为本实用新型一实施例的加热器的俯视示意图。如图3和图4所示，加热管22可以设置有多个，多个加热管22平行设置在支架21上，支架21上设置有卡接加热管22的卡槽211，加热管22卡接于此卡槽211内。通过设置卡槽211，可以将加热管22固定在支架21上，防止加热管22相对于支架21移动。

卡槽211的宽度尺寸可以与加热管22的外径相等，使加热管22卡紧在卡槽211内。在其他实施例中，卡槽211的宽度尺寸还可以大于加热管22的外径，在加热管22安装于卡槽211内时，通过填充导热材料使加热管22固定在卡槽211内。导热材料可以是耐高温的导热胶，此导热胶是以硅材料为主的高导热单组份室温硫化粘接硅橡胶，导热胶具有以下优点：1、高强度的粘接性能，对多种金属、铝材、PVC、PC、PBT等材料具有优越的粘接附着力；2、具有高导热性能，可达导热系数0.8以上，甚至高达1.0；3、固化时间快，易挤出，操作方便；4、高低温性能，可承受的温度范围-50摄氏度至260摄氏度，抗冷热交变性好；5、良好的耐老化耐气候性，耐臭氧性和抗化学侵蚀性能优越，适用于多种金属粘接密封。导热胶可以将加热管22密封在卡槽211内，防止真空室1内进行镀膜时，加热管22表面被镀制膜层，影响导热效果。

另外，不限于设置导热胶，还可以设置封堵卡槽211的盖板，盖板采用金属或者耐高温的非金属制成，盖板通过螺钉固定在支架21上，盖板固定后，加热管22被封堵在卡槽211内。

加热管22不限于设置多个，还可以仅设置一个。图5为实用新型另一实施例的加热器的俯视示意图。图6为实用新型又一实施例的加热器的俯视示意图。参照图5或图6所示，当加热管22只有一个时，加热管22弯曲布置在支架21上，并布满支架21的上表面。具体地，加热管22螺旋布置在支架21上。在其他实施例中，如图5和图6所示，加热管22蛇形布置在支架21上。蛇形布置具体为：加热管22包括多个平行设置的第一管221，多个第一管221沿X方向排列，沿加热管22的长度方向，第一个第一管221的首端连接一个第二管222，尾端通过一个第二管222连接第二个第一管221的首端，第二个第一管221的尾端再通过一个第二管222连接第三个第一管221的首端，依次设置直至所有的第一管221连接为一体，形成一个整体的加热管22。蛇形布置的加热管22可以只用一根电加热丝23，减少电加热丝23的数量。

在本实施例中，如图5所示，第二管222呈弧形。在其他实施例中，如图6所示，第二管222为直条状。

第一管221的形状可以为直条形、弧形或者其他任意可以实现的结构。

当加热管22只有一个时，也可以采用卡槽211固定加热管22，此时卡槽211的形状与加热管22的形状相同，即当加热管22螺旋布置在支架21上时，卡槽211呈螺旋状；如图5和图6所示，当加热管22蛇形布置在支架21上时，卡槽211呈蛇形。

当然，不限于设置卡槽211固定加热管22，还可以通过额外的固定件将加热管22固定在支架21上，固定件可以为绑带、管夹等结构，绑带和管夹等结构需要选用耐高温的材质。

加热器2不限于采用加热管22和电加热丝23的组合结构，还可以直接在支架21上设置电加热带或电加热丝23，或者将加热管22内的电加热丝23替换为高温液体或气体，高温液体或气体通过循环加热的方式保持高温。

加热器2的边缘与真空室1的内壁12之间具有间隙，加热器2上方的水蒸汽可以从此间隙进入到加热器2的下方。优选地，加热器2的支架21上设置有供水蒸汽通过的孔，加热器2上方的水蒸汽可以从此孔进入到加热器2的下方。

一实施例中,如图2所示，挡板42的尺寸大于第一通孔411的尺寸，可以保证第一通孔411能够全部被遮挡，并且可以减少加热器2从通道5直接辐射到冷凝组件3。

在本实施例中，基板41上开设一个第一通孔411，对应地，挡板42的数量为一个。当基板41上仅开设一个第一通孔411时，第一通孔411的尺寸可以开设得足够大，保证更多的水蒸汽从基板41的上方进入到基板41的下方与冷凝组件3进行热交换。

当然，第一通孔411的数量不限于为一个，还可以在基板41上开设有多个第一通孔411，多个第一通孔411通过一个挡板42遮挡，或者，多个第一通孔411通过两个及以上的挡板42遮挡。基板41上开设有多个第一通孔411时，不仅可以增加通过反射组件4的水蒸汽量，保证更多的水蒸汽能够与冷凝组件3进行热交换，还能增强基板41的强度，避免开设大尺寸的第一通孔411而降低基板41的强度，防止基板41发生变形。

当第一通孔411的数量为多个时，还可以对应每一个第一通孔411设置一个挡板42。

第一通孔411的形状不限，可以为圆孔、三角形孔、矩形孔、五边形孔等等，也可以为不规则形状的孔。优选地，基板41的中心开设一个第一通孔411，第一通孔411为圆形孔，挡板42为圆形板，挡板42的中心与第一通孔411的中心同心。

一实施例中,图7为本实用新型一实施例的反射组件与支撑件组装后的剖视示意图。图8为本实用新型另一实施例的反射组件与支撑件组装后的剖视示意图。图9为本实用新型又一实施例的反射组件与支撑件组装后的侧视示意图。参照图7至图9所示，挡板42与基板41之间设置支撑件6，支撑件6的两端分别与挡板42和基板41连接。通过设置支撑件6，可以将挡板42和基板41连接为一个整体，便于反射组件4安装在真空室1内。

支撑件6的数量至少为两个，至少两个支撑件6沿挡板42的中心对称设置。当第一通孔411为圆形孔时，挡板42的中心与第一通孔411的中心同心，至少两个支撑件6沿第一通孔411的圆周方向均匀布置。

如图7所示，支撑件6包括支撑柱61，支撑柱61的两端分别开设有螺纹孔，挡板42和基板41均开设有与螺纹孔对应的第二通孔，螺钉62穿过第二通孔旋拧在螺纹孔内，以将挡板42、支撑柱61和基板41三者连接在一起。螺钉62连接挡板42、支撑柱61和基板41，可以使挡板42、支撑柱61和基板41可以分离，降低组装难度，如果挡板42、支撑柱61和基板41中一个或者几个部件损坏时，还可以仅更换损坏的部件，其余完好的部件还可以继续使用，降低维修成本。

支撑件6的高度可以调节，如图8所示，支撑件6包括套筒63和螺杆64，套筒63内设置有螺纹，螺杆64的端部能够旋拧到套筒63内，其中，套筒63的下端与基板41固定连接，螺杆64的上端与挡板42活动连接，螺杆64能够绕自身轴线相对于挡板42转动。在调节支撑件6的高度时，只需要旋动螺杆64，螺杆64会相对于套筒63上升或者下降，进而推动挡板42上升或下降，挡板42与基板41之间的距离发生变化，以调节进入通道5以及第一通孔411内的水蒸汽量，满足不同的冷凝效果。

进一步地，螺杆64的上端设置限位板65，螺杆64的非端部位置旋拧有限位螺母66，挡板42上开设有第二通孔，螺杆64穿过第二通孔，限位板65和限位螺母66分别位于挡板42的上下两侧，且限位板65和限位螺母66的尺寸均大于第二通孔的尺寸，螺杆64的下端旋拧在套筒63的内部。通过设置限位板65和限位螺母66，使得螺杆64仅能相对于挡板42转动而不能脱离挡板42，保证螺杆64支撑挡板42上升或者下降。

套筒63和螺杆64的位置还可以互换，即套筒63的上端与挡板42固定连接，螺杆64的下端与基板41活动连接，螺杆64仅能相对于基板41转动，而不能脱离基板41。

不限于采用套筒63和螺杆64的组合结构实现支撑件6的升降，还可以直接将支撑件6设置为其他可以伸缩的结构，如图9所示，支撑件6包括第一支撑板67和第二支撑板68，第一支撑板67的一端与基板41固定连接，第二支撑板68的一端与挡板42固定连接，第一支撑板67上开设第一固定孔671，第二支撑板68上开设有第二固定孔681，第一固定孔671为圆孔，第二固定孔681为长条形的孔，第二固定孔681的长度沿竖直方向延伸，螺栓(图上未示出)依次穿过第一固定孔671、第二固定孔681与螺母(图上未示出)旋接，以将第一支撑板67和第二支撑板68固定，当需要调节支撑件6的高度时，拧松螺母，将第一支撑板67和第二支撑板68的距离拉近或拉远至需要的位置，然后重新将螺母拧紧在螺栓上。

又或者，采用记忆可变形的材料制作支撑件6，通过拉伸或者挤压支撑件6，使其高度尺寸发生变化，进而实现支撑件6的高度调节。

基板41和挡板42采用隔热材料制成。隔热材料可以为玻璃纤维、石棉等。基板41和挡板42还可以采用金属或者耐热的非金属制成，在基板41和挡板42的外表面喷涂热反射涂料，比如太阳能屏蔽涂料、太阳热反射涂料、太空隔热涂料、节能保温涂料、红外伪装降温涂料等，还可以在基板41和挡板42表面粘贴耐热的反射层，比如防水纳米复合陶瓷层。

基板41的边缘与真空室1的内壁12间隔设置，可以增加基板41上方进入到基板41下方的水蒸汽量，使更多的水蒸汽与冷凝组件3进行热交换。优选地，基板41的边缘与真空室1的内壁12之间的距离为L1，加热器2的边缘与真空室1的内壁12之间的距离为L2，L1＝L2。通过将加热器2的边缘与基板41的边缘平齐，可以保证加热器2竖直方向的热辐射全部被基板41和挡板42遮挡，有效防止加热器2的热辐射直接接触到冷凝组件3。

一实施例中，如图2所示，真空室1的底部11朝向外部凹设有凹槽13，冷凝组件3包括冷却板31，冷却板31内设置有冷却剂或冷却气体，冷却板31设置在凹槽13内，第一通孔411正对凹槽13的槽口，基板41与真空室1的底部11间隔。凹槽13可以作为安装冷却板31的安装区，同时还可以作为冷凝水的收集区，在冷却板31将水蒸汽冷却形成冷凝水后，冷凝水在重力作用下汇流到凹槽13内，凹槽13的槽底开设有连通外部收集冷凝水的孔。

在本实施例中，冷却板31倾斜设置。倾斜设置的冷却板31可以避免冷凝水积留在冷却板31的顶部，使所有收集到的冷凝水全部都能汇集到凹槽13内。

尽管上面已经参考附图描述了本实用新型的实施例，但是本实用新型不限于以上实施例，而是可以以各种形式制造，并且本领域技术人员将理解，在不改变本实用新型的技术精神或基本特征的情况下，可以以其他特定形式来实施本实用新型。因此，应该理解，上述实施例在所有方面都是示例性的而不是限制性的。

Claims (10)

1.一种真空磁控溅射镀膜装置，包括真空室，所述真空室内设置加热器，所述真空室的底部设置有冷凝组件，其特征在于，所述加热器与所述冷凝组件之间设置能够反射热辐射的反射组件，所述反射组件包括基板和挡板，所述基板上开设有第一通孔，所述挡板设置在所述基板与所述加热器之间，所述挡板与所述基板间隔，所述挡板的竖直方向的投影遮挡所述第一通孔，所述挡板与所述基板之间形成通道，所述通道与所述第一通孔连通，水蒸汽依次通过所述通道、所述第一通孔与所述冷凝组件进行热交换。

2.根据权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜装置，其特征在于,所述挡板的尺寸大于所述第一通孔的尺寸。

3.根据权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜装置，其特征在于,所述基板上开设有多个所述第一通孔；

多个所述第一通孔通过至少一个所述挡板遮挡；或，对应每个所述第一通孔设置一个所述挡板。

4.根据权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜装置，其特征在于,所述挡板与所述基板之间设置支撑件，所述支撑件的两端分别与所述挡板和所述基板连接。

5.根据权利要求4所述的真空磁控溅射镀膜装置，其特征在于,所述支撑件包括支撑柱，所述支撑柱的两端分别开设有螺纹孔，所述挡板和所述基板均开设有与所述螺纹孔对应的第二通孔，螺钉穿过所述第二通孔旋拧在所述螺纹孔内，以将所述挡板、所述支撑柱和所述基板三者连接在一起。

6.根据权利要求4所述的真空磁控溅射镀膜装置，其特征在于,所述支撑件包括套筒和螺杆，所述套筒内设置有螺纹，所述螺杆的端部能够旋拧到所述套筒内，所述套筒和所述螺杆中的一个与所述基板连接，所述套筒和所述螺杆中的另一个与所述挡板连接，所述螺杆能够绕自身轴线转动。

7.根据权利要求6所述的真空磁控溅射镀膜装置，其特征在于,所述套筒的下端与所述基板固定连接，所述螺杆的上端设置限位板，所述螺杆的非端部位置旋拧有限位螺母，所述挡板上开设有第二通孔，所述螺杆穿过所述第二通孔，所述限位板和所述限位螺母分别位于所述挡板的上下两侧，且所述限位板和所述限位螺母的尺寸均大于所述第二通孔的尺寸，所述螺杆的下端旋拧在所述套筒的内部。

8.根据权利要求1至7任一项所述的真空磁控溅射镀膜装置，其特征在于,所述真空室的底部朝向外部凹设有凹槽，所述冷凝组件包括冷却板，所述冷却板内设置有冷却剂或冷却气体，所述冷却板设置在所述凹槽内，所述第一通孔正对所述凹槽的槽口，所述基板与所述真空室的底部间隔。

9.根据权利要求8所述的真空磁控溅射镀膜装置，其特征在于,所述冷却板倾斜设置。

10.根据权利要求1至7任一项所述的真空磁控溅射镀膜装置，其特征在于,所述基板的边缘与所述真空室的内壁间隔设置。

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