CN215251118U - 一种多坩埚旋转平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多坩埚旋转平台,所述多坩埚旋转平台包括坩埚托架以及设置于坩埚托架上方的坩埚盖;所述坩埚托架的底部设置有第一支撑轴;所述第一支撑轴控制坩埚托架沿第一支撑轴的轴向位移,并控制坩埚托架沿第一支撑轴的轴向旋转;所述坩埚盖与位移装置连接;所述位移装置控制坩埚盖沿第一支撑轴的轴向位移;所述坩埚托架设置有放置坩埚的至少2个通孔;所述坩埚盖设置有第一凹槽,所述第一凹槽用于露出至少2个通孔中的1个通孔。本实用新型通过第一支撑轴与坩埚盖的设置,通过坩埚托架的上升、旋转以及下降,完成第一凹槽处露出坩埚的切换,从而实现在不破真空的条件下,完成多种材料的交替蒸发镀膜。
Description
技术领域
本实用新型属于真空镀膜技术领域,涉及一种坩埚平台,尤其涉及一种多坩埚旋转平台。
背景技术
传统材料研究,一次实验制备一个样品,因此材料研发周期长。高通量材料芯片技术借鉴制造集成电路芯片的掩膜技术,在一块基底上一次实验可以制备成千上万种不同组分的材料,并快速表征成分、结构、物相,能大幅度缩短了新材料的研发周期。高通量材料芯片技术已经成为材料研发的一种重要方法。
高通量材料芯片技术通常需要使用多种材料交替镀膜。在电子束蒸发镀膜里,由于电子束源在上方,可以考虑使用多穴坩埚的旋转来更换不同材料。但对于目前热蒸发镀膜,由于坩埚是直接放置于热蒸发源中的,如果需要变换材料,往往需要打破真空开腔体,取出蒸发源中的坩埚,以便更换坩埚和材料,这样一来,反复打破真空和抽真空需要耗费大量时间,而且有可能给腔体带来污染。
CN 209338644U公开了一种镀膜机,镀膜机的真空腔中设置有自动填料装置,在进行镀膜操作时,储料装置在第一驱动装置的驱动下,按照设定的时间间隔将存储的镀膜材料一份一份的下方,然后传送装置在接收到储料装置下方的镀膜材料后,在自身的第二驱动装置作用下,将该镀膜材料传送并装填到坩埚中,如此在镀膜过程中,不再需要频繁打开真空腔为坩埚添加镀膜材料,减少了开腔的次数,减少了腔室污染。但该镀膜机使用相同的坩埚进行镀膜,存在不同原料之间相互污染的问题。
CN 207130331U公开了一种多位电阻蒸发装置,包括坩埚、电极和传动系统,传动系统包括步进电机、传动齿轮组和传动轴,坩埚安装在真空镀膜机内,且坩埚设有多个蒸发舟,电极安装在真空镀膜机的底部,传动系统位于真空镀膜机的底部,步进电机和传动轴通过传动齿轮组连接,传动轴穿过真空镀膜机的底部与坩埚连接。当一个蒸发舟内的物料用完后,步进电机转动,控制坩埚旋转一定角度,转到下一个蒸发舟继续镀膜,对于需要多种物料镀膜的产品也使用,但仍然存在不同蒸发舟之内的物料相互污染的问题。
CN 206486586U公开了一种镀膜机蒸发源系统,包括电子枪、坩埚以及用于驱动坩埚的电极,所述电子枪以及坩埚均设置在镀膜机真空腔的底板上,坩埚上设置多个料槽,电子枪发射电子束将料槽中磨料加热蒸发。坩埚侧壁与电子枪侧壁之间设置装备间隙用于坩埚和电子枪的安装,所述坩埚的圆周面上设置环形的凹槽,凹槽包括两个对称设置的斜坡面形成引流结构;坩埚上方设置可以摆动的用于遮挡未达标磨料的档板。所述镀膜机蒸发源系统虽然可以实现对坩埚的切换,但无法有效避免各坩埚之间的相互影响。
对此,需要提供一种在不破坏真空腔体的条件下能够实现坩埚的更换,且能够有效避免多个坩埚之间相互影响的坩埚旋转平台,从而可以大幅度提高真空镀膜装置的使用效率,实现在不破坏真空条件下的多种材料的交替蒸发镀膜。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多坩埚旋转平台,所述多坩埚旋转平台能够实现在不破真空条件下,对蒸发源中的坩埚进行切换,从而完成多种材料的交替蒸发镀膜。
为达到此实用新型目的,本实用新型采用以下技术方案:
本实用新型提供了一种多坩埚旋转平台,所述多坩埚旋转平台包括坩埚托架以及设置于坩埚托架上方的坩埚盖。
所述坩埚托架的底部设置有第一支撑轴;所述第一支撑轴控制坩埚托架沿第一支撑轴的轴向位移,并控制坩埚托架沿第一支撑轴的轴向旋转。
所述坩埚盖与位移装置连接;所述位移装置控制坩埚盖沿第一支撑轴的轴向位移;
所述坩埚托架设置有放置坩埚的至少2个通孔;所述坩埚盖设置有第一凹槽,所述第一凹槽用于露出至少2个通孔中的1个通孔。
本实用新型所述第一凹槽用于露出至少2个通孔中的1个通孔,具体的,第一凹槽露出的1个通孔中放置的坩埚在第一支撑轴处于降下状态时,处于蒸发源放置坩埚的凹槽中。
本实用新型通过在坩埚托架设置至少2个通孔,实现了至少2个坩埚的放置,所述“至少2个坩埚”即为本实用新型所述“多坩埚”。所述通孔的数量为至少2个,例如可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个或20个,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
所述坩埚盖的设置能够防止第一凹槽露出的1个通孔对应坩埚内的蒸发材料,对其它坩埚内蒸发材料的污染。通过位移装置的设置,坩埚盖能够随坩埚托架沿第一支撑轴的轴向位移而位移,从而保证了坩埚盖对坩埚托架上坩埚的遮蔽。
当进行蒸发镀膜时,第一凹槽能够保证露出的1个通孔所对应坩埚中蒸发材料的顺利镀膜;当需要对坩埚进行更换时,第一支撑轴与位移装置沿第一支撑轴的轴向上升,坩埚托架与坩埚盖同步上升,上升距离不低于坩埚的长度,从而使坩埚脱离蒸发源的凹槽;然后第一支撑轴带动坩埚托架沿第一支撑轴的轴向旋转,直至放置有待蒸发材料的坩埚露出于第一凹槽;然后第一支撑轴与位移装置沿第一支撑轴的轴向下降,坩埚托架与坩埚盖同步下降,从而将坩埚放置于蒸发源的凹槽。
本实用新型通过第一支撑轴与坩埚盖的设置,通过坩埚托架的上升、旋转以及下降,完成第一凹槽处露出坩埚的切换,从而实现在不破真空的条件下,完成多种材料的交替蒸发镀膜。
优选地,所述坩埚托架的中心轴与第一支撑轴的轴线重合。
优选地,所述至少2个通孔中的每个通孔距离坩埚托架中心轴的距离相等。
优选地,所述坩埚托架为圆形坩埚托架。
本实用新型通过使坩埚托架为圆形坩埚托架,提高了所述多坩埚旋转平台的结构紧凑性。
优选地,所述多坩埚旋转平台还包括外壳,所述坩埚托架设置于所述外壳的顶部。所述外壳的形状使第一凹槽露出的1个通孔位于外壳外部。
本实用新型通过外壳的设置,避免了蒸发镀膜时镀膜材料对其它坩埚表面的沉积。为了提高结构紧凑性,所述蒸发源通过固定装置固定于外壳,使第一凹槽露出通孔处的坩埚能够放置于蒸发源的凹槽中。
所述固定装置包括但不限于卡扣,本领域技术人员能够根据实际需要进行合理地选择。
优选地,所述位移装置为至少1个第二支撑轴;所述第二支撑轴的轴向与第一支撑轴的轴向平行。
本实用新型所述第二支撑轴的数量为至少1个,例如可以是1个、2个、3个、4个或6个,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
为了兼顾坩埚盖位移的平稳性以及所述多坩埚旋转平台的结构紧凑性,所述第二支撑轴的数量优选为2个。
优选地,所述坩埚盖还设置有加料缺口以及与加料缺口对应的缺口挡板;所述加料缺口用于露出所述至少2个通孔中的1个通孔;所述缺口挡板用于遮挡加料缺口。
蒸发镀膜时,所述缺口挡板遮挡加料缺口,从而避免镀膜材料对缺口挡板下方坩埚的污染;当蒸发镀膜结束后需要补加蒸发材料时,可以开启缺口挡板,露出需要填料的坩埚。所述档板缺口的具体设置方法本实用新型不做具体限定,只要能够实现对加料缺口处的遮挡与露出切换即可。
当需要切换需要填料的坩埚时,第一支撑轴与位移装置沿第一支撑轴的轴向上升,坩埚托架与坩埚盖同步上升,上升距离不低于坩埚的长度;然后第一支撑轴带动坩埚托架沿第一支撑轴的轴向旋转,直至需要填料的坩埚露出于加料缺口;然后第一支撑轴与位移装置沿第一支撑轴的轴向下降,坩埚托架与坩埚盖同步下降,从而将坩埚放置于通孔中。
优选地,所述通孔为圆台状通孔;所述圆台状通孔的大径端位于坩埚托架的顶部,圆台状通孔的小径端位于坩埚托架的底部。
优选地,所述多坩埚旋转平台所用坩埚包括圆柱状主体端以及圆台状开口端;所述圆台状开口端的形状与圆台状通孔的形状匹配。
优选地,所述圆台状通孔侧壁的倾斜角为5-25°,例如可以是5°、10°、15°、20°或25°,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本实用新型通过使通孔为圆台状通孔,并使坩埚的圆台状开口端与圆台状通孔的形状匹配,在第一支撑轴与位移装置沿第一支撑轴的轴向下降将坩埚放置于蒸发源的凹槽后,第一支撑轴继续下降一定距离,使圆台状开口端与圆台状通孔的内壁分离,避免蒸发源凹槽内坩埚对其它坩埚的热传导。
由于坩埚主体端与开口端存在温差过大而碎裂的问题,作为优选地技术方案,所述坩埚包括内层与保护层;所述内层形成圆柱状主体端,所述保护层设置于内层的外侧,并延伸形成所述圆台状开口端。
通过使内层的材料为常规坩埚材料,使保护层的材料为导热材料,降低了圆柱状主体端与圆柱状开口端之间的温差,降低了坩埚碎裂的可能性。
优选地,所述内层所用材料包括Al2O3、石英、热解氮化硼(PBN)、石墨或BeO中的任意一种。
优选地,所述保护层所用材料包括铜、钼或钨中的任意一种或至少两种的组合。
所述保护层所用材料包括铜、钼或钨中的任意一种或至少两种的组合,典型但非限制性的组合包括铜与钼的组合,钼与钨的组合,铜与钨的组合,或铜、钼与钨的组合。
相对于现有技术,本实用新型具有以下有益效果:
(1)本实用新型通过第一支撑轴与坩埚盖的设置,通过坩埚托架的上升、旋转以及下降,完成第一凹槽处露出坩埚的切换,从而实现在不破真空的条件下,完成多种材料的交替蒸发镀膜;
(2)本实用新型通过使坩埚包括内层与保护层,并使内层形成圆柱状主体端,所述保护层设置于内层的外侧,并延伸形成所述圆台状开口端,使内层的材料为常规坩埚材料,使保护层的材料为导热材料,克服了圆柱状主体端与圆台状开口端温差过大而造成的坩埚碎裂问题。
附图说明
图1为实施例2提供的多坩埚旋转平台的结构示意图;
图2为多坩埚旋转平台中第一支撑轴上升后的结构示意图;
图3为本实用新型提供的坩埚托架的结构示意图;
图4为实施例3提供的多坩埚旋转平台所用坩埚的结构示意图;
图5为实施例4-8中提供的多坩埚旋转平台所用坩埚的结构示意图;
图6为实施例9中蒸发镀膜时多坩埚旋转平台的结构示意图;
图7为实施例9中补加蒸发材料时多坩埚旋转平台的结构示意图。
其中:1,蒸发源;2,固定装置;3,坩埚托架;4,坩埚盖;5,坩埚;51,圆台状开口端;52,圆柱状主体端;53,内层;54,保护层;6,外壳;7,第一支撑轴;8,第二支撑轴;9,缺口挡板。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。为了便于对实施例的表述,本实用新型具体实施方式所述多坩埚旋转平台均为放置8个坩埚的旋转平台。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型,不应视为对本实用新型的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种多坩埚旋转平台,所述多坩埚旋转平台包括坩埚托架3以及设置于坩埚托架3上方的坩埚盖4。
所述坩埚托架3的底部设置有第一支撑轴7;所述第一支撑轴7控制坩埚托架3沿第一支撑轴7的轴向位移,并控制坩埚托架3沿第一支撑轴7的轴向旋转。
所述坩埚盖4与位移装置连接;所述位移装置控制坩埚盖4沿第一支撑轴7的轴向位移;所述位移装置为2个第二支撑轴8;所述第二支撑轴8的轴向与第一支撑轴7的轴向平行。
所述坩埚托架3的结构示意图如图3所示,所述坩埚托架3设置有放置坩埚5的8个通孔,所述坩埚盖4设置有第一凹槽,所述第一凹槽用于露出8个通孔中的1个通孔。
所述坩埚托架3的中心轴与第一支撑轴7的轴线重合。
所述8个通孔中的每个通孔距离坩埚托架3中心轴的距离相等。
所述坩埚托架3为圆形坩埚托架3。
应用本实施例提供的多坩埚旋转平台进行蒸发镀膜时,第一凹槽能够保证露出的1个通孔所对应坩埚5中蒸发材料的顺利镀膜;当需要对坩埚5进行更换时,第一支撑轴7与位移装置沿第一支撑轴7的轴向上升,坩埚托架3与坩埚盖4同步上升,上升距离不低于坩埚5的长度,从而使坩埚5脱离蒸发源1的凹槽;然后第一支撑轴7带动坩埚托架3沿第一支撑轴7的轴向旋转,直至放置有待蒸发材料的坩埚5露出于第一凹槽;然后第一支撑轴7与位移装置沿第一支撑轴7的轴向下降,坩埚托架3与坩埚盖4同步下降,从而将坩埚5放置于蒸发源1的凹槽。
实施例2
本实施例提供了一种多坩埚旋转平台,所述多坩埚旋转平台的结构示意图如图1所示。
本实施例提供的多坩埚旋转平台与实施例1的区别在于,本实施例提供的多坩埚旋转平台还包括外壳6,所述坩埚托架3设置于所述外壳6的顶部;所述外壳6的形状使第一凹槽露出的1个通孔位于外壳6外部。
为了提高结构紧凑性,所述蒸发源1通过固定装置2固定于外壳6,使第一凹槽露出通孔处的坩埚5能够放置于蒸发源1的凹槽中。
应用本实施例提供的多坩埚旋转平台进行蒸发镀膜时,第一凹槽能够保证露出的1个通孔所对应坩埚5中蒸发材料的顺利镀膜;当需要对坩埚5进行更换时,第一支撑轴7与位移装置沿第一支撑轴7的轴向上升,坩埚托架3与坩埚盖4同步上升,上升距离不低于坩埚5的长度,从而使坩埚5脱离蒸发源1的凹槽,上升后的结构示意图如图2所示;然后第一支撑轴7带动坩埚托架3沿第一支撑轴7的轴向旋转,直至放置有待蒸发材料的坩埚5露出与第一凹槽;然后第一支撑轴7与位移装置沿第一支撑轴7的轴向下降,坩埚托架3与坩埚盖4同步下降,从而将坩埚5放置于蒸发源1的凹槽。
而且,本实施例通过外壳6的设置,能够有效避免蒸发镀膜时镀膜材料对其它坩埚表面的沉积。
实施例3
本实施例提供了一种多坩埚旋转平台,与实施例2的区别在于:本实施例提供的多坩埚旋转平台的通孔为圆台状通孔,所述圆台状通孔的大径端位于坩埚托架3的顶部,圆台状通孔的小径端位于坩埚托架3的底部;所述多坩埚旋转平台所用坩埚5的结构示意图如图4所示,包括圆柱状主体端52以及圆台状开口端51;所述圆台状开口端51的形状与圆台状通孔的形状匹配。
本实施例通过使通孔为圆台状通孔,并使坩埚5的圆台状开口端51与圆台状通孔的形状匹配,在第一支撑轴7与位移装置沿第一支撑轴7的轴向下降将坩埚放置于蒸发源1的凹槽后,第一支撑轴7继续下降一定距离,使圆台状开口端51与圆台状通孔的内壁分离,避免蒸发源1凹槽内坩埚5对其它坩埚5的热传导。
实施例4
本实施例提供了一种多坩埚旋转平台,与实施例3的区别在于:本实施例所用坩埚5的结构示意图如图5所示,包括内层53与保护层54;所述内层53形成圆柱状主体端52,所述保护层54设置于内层53的外侧,并延伸形成所述圆台状开口端51。
其中内层53的材料为Al2O3,坩埚保护层54所用材料为铜。
实施例5
本实施例提供了一种多坩埚旋转平台,与实施例3的区别在于:本实施例所用坩埚5的结构示意图如图5所示,包括内层53与保护层54;所述内层53形成圆柱状主体端52,所述保护层54设置于内层53的外侧,并延伸形成所述圆台状开口端51。
其中坩埚内层53的材料为石英,坩埚保护层54所用材料为钼。
实施例6
本实施例提供了一种多坩埚旋转平台,与实施例3的区别在于:本实施例所用坩埚5的结构示意图如图5所示,包括内层53与保护层54;所述内层53形成圆柱状主体端52,所述保护层54设置于内层53的外侧,并延伸形成所述圆台状开口端51。
其中内层53的材料为PBN,坩埚保护层54所用材料为钨。
实施例7
本实施例提供了一种多坩埚旋转平台,与实施例3的区别在于:本实施例所用坩埚5的结构示意图如图5所示,包括内层53与保护层54;所述内层53形成圆柱状主体端52,所述保护层54设置于内层53的外侧,并延伸形成所述圆台状开口端51。
其中内层53的材料为石墨,保护层54所用材料为铜。
实施例8
本实施例提供了一种多坩埚旋转平台,与实施例3的区别在于:本实施例所用坩埚5的结构示意图如图5所示,包括内层53与保护层54;所述内层53形成圆柱状主体端52,所述保护层54设置于内层53的外侧,并延伸形成所述圆台状开口端51。
其中内层53的材料为BeO,保护层54所用材料为铜。
本实用新型实施例4-8中的坩埚5包括内层53与保护层54,使内层53形成圆柱状主体端52,所述保护层54设置于内层53的外侧,并延伸形成所述圆台状开口端51,使内层53的材料为常规坩埚材料,使保护层54的材料为导热材料,克服了圆柱状主体端52与圆台状开口端51温差过大而造成的坩埚碎裂问题。
实施例9
本实施例提供了一种多坩埚旋转平台,与实施例4的区别在于:所述坩埚盖4还设置有加料缺口以及与加料缺口对应的缺口挡板9,所述加料缺口用于露出所述8个通孔中的1个通孔;所述缺口挡板9用于遮挡加料缺口。
蒸发镀膜时,所述多坩埚旋转平台的结构示意图如图6所示,所述缺口挡板9遮挡加料缺口,从而避免镀膜材料对缺口挡板9下方坩埚5的污染。蒸发镀膜结束后需要补加蒸发材料时的结构示意图如图7所示,此时缺口挡板9开启,露出需要填料的坩埚5。
当需要切换需要填料的坩埚时,第一支撑轴7与位移装置沿第一支撑轴7的轴向上升,坩埚托架3与坩埚盖4同步上升,上升距离不低于坩埚5的长度;然后第一支撑轴7带动坩埚托架3沿第一支撑轴7的轴向旋转,直至需要填料的坩埚5露出于加料缺口;然后第一支撑轴7与位移装置沿第一支撑轴7的轴向下降,坩埚托架3与坩埚盖4同步下降,从而将坩埚放置于通孔中。
综上所述,本实用新型通过第一支撑轴与坩埚盖的设置,通过坩埚托架的上升、旋转以及下降,完成第一凹槽处露出坩埚的切换,从而实现在不破真空的条件下,完成多种材料的交替蒸发镀膜;本实用新型通过使坩埚包括内层与保护层,并使内层形成圆柱状主体端,所述保护层设置于内层的外侧,并延伸形成所述圆台状开口端,使内层的材料为常规坩埚材料,使保护层的材料为导热材料,克服了圆柱状主体端与圆台状开口端温差过大而造成的坩埚碎裂问题。
申请人声明,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种多坩埚旋转平台,其特征在于,所述多坩埚旋转平台包括坩埚托架以及设置于坩埚托架上方的坩埚盖;
所述坩埚托架的底部设置有第一支撑轴;所述第一支撑轴控制坩埚托架沿第一支撑轴的轴向位移,并控制坩埚托架沿第一支撑轴的轴向旋转;
所述坩埚盖与位移装置连接;所述位移装置控制坩埚盖沿第一支撑轴的轴向位移;
所述坩埚托架设置有放置坩埚的至少2个通孔;所述坩埚盖设置有第一凹槽,所述第一凹槽用于露出至少2个通孔中的1个通孔。
2.根据权利要求1所述的多坩埚旋转平台,其特征在于,所述坩埚托架的中心轴与第一支撑轴的轴线重合。
3.根据权利要求2所述的多坩埚旋转平台,其特征在于,所述至少2个通孔中的每个通孔距离坩埚托架中心轴的距离相等。
4.根据权利要求2或3所述的多坩埚旋转平台,其特征在于,所述坩埚托架为圆形坩埚托架。
5.根据权利要求1所述的多坩埚旋转平台,其特征在于,所述多坩埚旋转平台还包括外壳,所述坩埚托架设置于所述外壳的顶部;
所述外壳的形状使第一凹槽露出的1个通孔位于外壳外部。
6.根据权利要求1所述的多坩埚旋转平台,其特征在于,所述位移装置为至少1个第二支撑轴;所述第二支撑轴的轴向与第一支撑轴的轴向平行。
7.根据权利要求1所述的多坩埚旋转平台,其特征在于,所述坩埚盖还设置有加料缺口以及与加料缺口对应的缺口挡板;所述加料缺口用于露出所述至少2个通孔中的1个通孔;所述缺口挡板用于遮挡加料缺口。
8.根据权利要求1所述的多坩埚旋转平台,其特征在于,所述通孔为圆台状通孔;
所述圆台状通孔的大径端位于坩埚托架的顶部,圆台状通孔的小径端位于坩埚托架的底部。
9.根据权利要求8所述的多坩埚旋转平台,其特征在于,所述多坩埚旋转平台所用坩埚包括圆柱状主体端以及圆台状开口端;
所述圆台状开口端的形状与圆台状通孔的形状匹配。
10.根据权利要求8所述的多坩埚旋转平台,其特征在于,所述坩埚包括内层与保护层;
所述内层形成圆柱状主体端,所述保护层设置于内层的外侧,并延伸形成所述圆台状开口端。
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CN202120671731.4U CN215251118U (zh) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | 一种多坩埚旋转平台 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN118007071A (zh) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 汉轩微电子制造(江苏)有限公司 | 真空镀膜设备 |
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2021
- 2021-04-01 CN CN202120671731.4U patent/CN215251118U/zh active Active
Cited By (2)
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CN118007071A (zh) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 汉轩微电子制造(江苏)有限公司 | 真空镀膜设备 |
CN118007071B (zh) * | 2024-04-08 | 2024-06-18 | 汉轩微电子制造(江苏)有限公司 | 真空镀膜设备 |
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GR01 | Patent grant | ||
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