CN217595401U - 离子束清洗设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种离子束清洗设备，包括：离子室，用于提供真空环境；阴极离子源，用于提供电子，与离子室连通，阳极装置，设置于离子室内，阳极装置与阴极离子源构成电场区域；治具组件，设置于离子室内并位于电场区域中，用于承载工件，治具组件包括连接件、第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁相对设置且均套设于连接件，以形成磁场区域，工件套设于连接件并位于第一磁铁和第二磁铁之间，且设置于磁场区域内，连接件与一外部电源的负极电连接，用于牵引电场区域内的正离子至磁场区域内的工件的表面，以清洗工件。该离子束清洗设备，代替传统的化学去膜层方案，避免化学废液的产生及排放，降低废水处理成本，节省成本，同时保护环境。

Description

离子束清洗设备

技术领域

本申请涉及材料表面处理技术领域，具体涉及一种离子束清洗设备。

背景技术

目前3C材料应用中，不锈钢相比其他金属，拥有更好的触感、更好的金属光泽、更强的耐磨性、更高的硬度等优点，但在生产过程中，不锈钢表层容易产生无法修复的碰刮压伤及纹路等缺陷。在不锈钢产品经PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)镀膜制程后，其表面的碰刮压伤、异色相对较多，成为产品的主要不良因素，为了减少报废，降低成本，产品重工修复尤为重要。不锈钢产品表面镀PVD后，要修复其表面缺陷，必须先把PVD膜层去除后才可修复，并重新镀PVD膜层，因此，如何去除PVD膜层是关键的一步。目前工业上去除PVD膜层采用化学方式处理。

然而，采用化学方式处理后产生的废水为重金属废水，废水处理费用高，对环境污染程度大。

实用新型内容

鉴于上述状况，有必要提供一种离子束清洗设备，代替传统的化学去膜层方案，避免化学废液的产生及排放，降低废水处理成本，同时保护环境。

本申请提供一种离子束清洗设备，包括：离子室，用于提供真空环境；阴极离子源，用于提供电子，设置于所述离子室，并与所述离子室连通，阳极装置，设置于所述离子室内，所述阳极装置与所述阴极离子源构成电场区域，以将所述离子室内的惰性气体从原子状态激发为离子状态，形成正离子；及治具组件，设置于所述离子室内并位于所述电场区域中，用于承载工件，所述治具组件包括连接件、第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和所述第二磁铁相对设置且均套设于所述连接件，以形成磁场区域，所述工件套设于所述连接件并位于所述第一磁铁和所述第二磁铁之间，且设置于所述磁场区域内，所述连接件与一外部电源的负极电连接，用于牵引电场区域内的正离子至所述磁场区域内的所述工件的表面，以清洗所述工件。

在一些实施例中，所述离子室包括壳体，和由壳体围合而成的腔体，所述腔体用于容纳所述阳极装置和所述治具组件。

在一些实施例中，所述离子束清洗设备还包括抽气装置和供气装置，所述抽气装置连接于所述离子室，用于对所述腔体抽真空，所述供气装置连接于所述离子室，用于向所述腔体内供应惰性气体。

在一些实施例中，所述阳极装置的一端连接于所述壳体顶部，所述阳极装置的另一端邻近所述壳体的底部设置，所述阳极装置悬挂设置在所述腔体内。

在一些实施例中，所述离子束清洗设备还包括承载装置，所述承载装置设置于所述腔体内，并与所述壳体转动连接，所述承载组件用于承载所述治具组件。

在一些实施例中，所述承载装置包括底盘和顶环，所述连接件的一端与所述底盘连接，所述连接件的另一端与所述顶环连接。

在一些实施例中，所述治具组件还包括上盖和下盖，沿着所述顶环至所述底盘的方向，所述连接件上依次套设有第一磁铁、所述上盖、所述工件、所述下盖和第二磁铁。

在一些实施例中，所述承载装置还包括多个支撑件和多个卡合件，所述支撑件的一端与所述底盘连接，所述支撑件的另一端与所述顶环连接，所述底盘和所述顶环上均相对设置有卡合件，所述连接件通过所述卡合件卡合在所述底盘和所述顶环之间。

在一些实施例中，所述离子束清洗设备还包括驱动件，所述驱动件位于所述壳体底部且设置在所述底盘的下方，所述驱动件与所述底盘传动连接，用于驱动所述底盘转动。

在一些实施例中，所述离子束清洗设备还包括加热组件，所述加热组件环绕所述壳体内壁设置，所述加热组件用于对所述腔体进行加热。

上述离子束清洗设备，设置有离子室、阴极离子源、阳极装置和治具组件，离子室内的腔体具有真空环境并含有惰性气体，阴极离子源用于激发惰性气体产生大量电子，阳极装置与阴极离子源配合在腔体内形成电场区域，治具组件设置于电场区域内并用于放置工件，且治具组件上设置有第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁配合形成磁场；电子在迁移过程中，大量的电子会被束缚在治具组件磁场周围，在磁场作用下加速并与惰性气体撞击电离成正离子，增加工件周围惰性气体的离化率，同时提供大量高能量的正离子，工件通过连接件与外部电源的负极连接，会牵引大量的、高能量的正离子轰击工件表面，使工件表面膜层溅射出来，达到去膜层和工件清洗的目的。

附图说明

图1为本申请一些实施例提供的离子束清洗设备的立体示意图。

图2为本申请一些实施例提供的治具组件的立体示意图。

图3为图2所述的治具组件安装于承载治具上的立体示意图。

图4为图1所示的离子束清洗设备沿Ⅳ-Ⅳ的剖面示意图。

图5为图1所示的承载治具的立体示意图。

主要元件符号说明

离子束清洗设备 100

离子室 10

壳体 11

腔体 12

阴极离子源 20

阳极装置 30

治具组件 40

连接件 41

第一磁铁 42

第二磁铁 43

上盖 44

下盖 45

抽气装置 50

供气装置 60

承载装置 70

底盘 71

顶环 72

支撑件 73

卡合件 74

驱动件 80

加热组件 90

工件 200

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，需要说明的是，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平厚度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平厚度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

本申请实施例提供一种离子束清洗设备，包括：离子室，用于提供真空环境；阴极离子源，用于提供电子，设置于所述离子室的外壁，并与所述离子室连通，阳极装置，设置于所述离子室内，所述阳极装置与所述阴极离子源构成电场区域，以将所述离子室内的惰性气体从原子状态激发为离子状态，形成正离子；及治具组件，设置于所述离子室内并位于所述电场区域中，用于承载工件，所述治具组件包括连接件、第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和所述第二磁铁相对设置且均套设于所述连接件，以形成磁场区域，所述工件套设于所述连接件并位于所述第一磁铁和所述第二磁铁之间，且设置于所述磁场区域内，所述连接件与一外部电源的负极电连接，用于牵引电场区域内的正离子至所述磁场区域内的所述工件的表面，以清洗所述工件。

本申请实施例提供的离子束清洗设备，设置有离子室、阴极离子源、阳极装置和治具组件，离子室内的腔体具有真空环境并含有惰性气体，阴极离子源用于激发惰性气体产生大量电子，阳极装置与阴极离子源配合在腔体内形成电场区域，治具组件设置于电场区域内并用于放置工件，且治具组件上设置有第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁配合形成磁场；电子在迁移过程中，大量的电子会被束缚在治具组件磁场周围，在磁场作用下加速并与惰性气体撞击电离成正离子，增加工件周围惰性气体的离化率，同时提供大量高能量的正离子，工件通过连接件与外部电源的负极连接，会牵引大量的、高能量的正离子轰击工件表面，使工件表面膜层及脏污溅射出来，达到去膜及清洗工件的目的。

下面结合附图，对本申请的实施例作进一步说明。

请参阅图1，本申请实施例提供一种离子束清洗设备100。离子束清洗设备100用于清洗工件200表面。请一并参阅图2，离子束清洗设备100包括离子室10、阴极离子源20、阳极装置30和治具组件40。

请参阅图1和图2，离子室10可提供真空环境，并设置有惰性气体；可以理解，本申请中的惰性气体可以例如是氩气。阴极离子源20设置于离子室10的侧壁，并与离子室10连通，如此，通过阴极离子源20可以激发产生大量电子。阳极装置30设置于离子室10内，阳极装置30与阴极离子源20构成电场区域，以将离子室10内的惰性气体从原子状态激发为离子状态，形成正离子。治具组件40设置于离子室10内并位于电场区域中，用于承载工件200。治具组件40包括连接件41、第一磁铁42和第二磁铁43，第一磁铁42和第二磁铁43相对设置且均套设于连接件41，以形成磁场区域。从而在工件200套设于连接件41上时，工件200能够置于磁场区域内。工件200安装于治具组件40上并放置于离子室10内之后，封闭离子室10，对离子室10进行抽气使离子室10内部处于真空状态，并注入惰性气体。然后打开阴极离子源20和阳极装置30，阴极离子源20激发产生的大量电子，电子在电场的作用下向阳极装置30聚集。电子在迁移过程中，大量的电子会被束缚在工件200所处于的磁场周围，在磁场作用下加速并与惰性气体撞击，并将惰性气体电离成正离子，增加工件200周围惰性气体的离化率，同时提供大量高能量的惰性气体离子。连接件41与一外部电源的负极电连接，工件200套设于连接件41，即工件200也与负极连接，工件200连接负极以带有负电荷，从而牵引大量高能量的惰性气体正离子轰击工件200表面，使工件200表面膜层和脏污溅射出来，达到清洗工件200的目的。在一些实施例中，工件200可以例如是手机、平板等电子产品的外壳、中框等。

需要说明的是，本申请实施例中的离子室10，在注入少量惰性气体后，在一些实施例中，可以将离子室10的腔体12(如图1所示)真空抽到6.0*10^-3Pa以下，然后通入氩气惰性气体使真空维持在大约10^-1Pa的压力下，从而提供真空环境。

本申请一些实施例提供离子束清洗设备100，代替传统的化学去膜层方案，避免化学废液的产生及排放，降低废水处理成本，同时保护环境。本申请的离子束清洗设备100通过在工件200周围设置磁场，使电子在迁移过程中，大量的电子会被束缚在治具组件40磁场周围，在磁场作用下加速并与惰性气体撞击电离成正离子，增加工件200周围惰性气体的离化率，同时提供大量高能量的正离子，并使工件200连接一电源的负极，牵引大量的、高能量的正离子轰击工件200表面，提高了清洗效果。

请参阅图2，在一些实施例中，治具组件40还包括上盖44和下盖45，沿着顶环72至底盘71的方向，连接件41上依次套设有第一磁铁42、上盖44、工件200、下盖45和第二磁铁43。可以理解，工件200通过上盖44和下盖45套设在连接件41上，上盖44和下盖45之间可以套设多个工件200。第一磁铁42设置于上盖44背离工件200的一侧，第二磁铁43设置于下盖45背离工件200的一侧。如此，通过第一磁铁42和第二磁铁43在治具组件40周围构成磁场，工件200套设于治具组件40的上盖44和下盖45之间，因此工件200被磁场包围，由于工件200也与负极连接，工件200连接负极以带有负电荷，从而牵引磁场内大量高能量的惰性气体正离子轰击工件200表面，以达到清洗工件200的目的。治具组件40的上盖44和下盖45之间可以承载多个工件200。如此，可同时清洗多个工件200，提高清洗效率。

请参阅图1和图4，在一些实施例中，离子室10包括壳体11和由壳体11围合而成的腔体12，腔体12用于容纳阳极装置30和治具组件40。可以理解，离子室10的壳体11还包括密封门(图未示)，密封门关闭时离子室10内的腔体12为密闭空间；密封门打开时可通过密封门取放工件200。

请参阅图1，在一些实施例中，离子束清洗设备100还包括抽气装置50和供气装置60，抽气装置50连接于离子室10，用于对腔体12抽真空，供气装置60连接于离子室10，用于向腔体12内供应惰性气体。如此，可以使用抽气装置50将腔体12内的空气抽出，使腔体12内处于真空状态后，再通过供气装置60向腔体12内注入惰性气体。

请参阅图1和图4，在一些实施例中，阳极装置30的一端连接于壳体11顶部，阳极装置30的另一端邻近壳体11的底部设置，阳极装置30悬挂设置在腔体12内。如此，阳极装置30最大限度地设置在壳体11的顶部和底部之间，以使阳极装置30和阴极离子源20之间形成的电场更加均匀，进而对处于治具组件40上不同位置的工件200的清洗效果更加均匀。可以理解，阳极装置30可采用金属材料如铜或其他导电性强的金属，阳极装置30可以例如为棒状结构。

请参阅图5，在一些实施例中，离子束清洗设备100还包括承载装置70，承载装置70设置于腔体12内，并与壳体11转动连接，承载装置70用于承载治具组件40。如此，通过承载装置70承载治具组件40，而承载装置70又可以转动，在承载装置70上安装好治具组件40后，通过旋转承载装置70可以调整治具组件40在腔体12中的位置。

在一些实施例中，承载装置70包括底盘71和顶环72，连接件41的一端与底盘71连接，连接件41的另一端与顶环72连接。可以理解，底盘71和顶环72之间可以设置多组治具组件40，多组治具组件40环绕底盘71设置。

请参阅图2和图5，在一些实施例中，承载装置70还包括多个支撑件73和多个卡合件74，支撑件73的一端与底盘71连接，支撑件73的另一端与顶环72连接，底盘71和顶环72上均相对设置有卡合件74，连接件41通过卡合件74卡合在底盘71和顶环72之间。如此，通过在顶环72和底盘71之间设置多个支撑件73，使底盘71和顶环72能够固定连接，进而确保治具组件40在顶环72和底盘71之间安装的结构稳定性。请参阅图3，通过底盘71和顶环72上相对应的卡合件74，卡合治具组件40，便于将治具组件40在底盘71和顶环72之间的安装和拆卸。

请参阅图1，在一些实施例中，离子束清洗设备100还包括驱动件80，驱动件80位于壳体11底部且设置在底盘71的下方，驱动件80与底盘71传动连接，用于驱动底盘71转动。如此，通过驱动件80驱动底盘71转动，可以使承载装置70带动治具组件40转动，使治具组件40中的工件200可以均匀接受惰性气体离子的冲击，使工件200表面清洗效果更加均匀。可以理解，驱动件80和壳体11密封连接，例如驱动件80的输出端可以与壳体11通过磁流体密封传动装置连接，以保证腔体12工作状态时的密闭性，确保腔体12内的压强符合要求。

请参阅图4，在一些实施例中，离子束清洗设备100还包括加热组件90，加热组件90环绕壳体11的内壁设置，加热组件90用于对腔体12进行加热，可提高腔体12内的温度。如此，通过加热组件90，可在离子束清洗设置清洗工件200时，对腔体12进行加热，以提高腔体12内的温度，进而提高腔体12内部离子的活性，提高离子碰撞概率，进而提升清洗工件200的效果。

一些实施例提供的离子束清洗设备100的实施过程为：在多组治具组件40上安装上工件200，使工件200位于上盖44和下盖45之间，上盖44和下盖45背离工件200的一侧分别设置有第一磁铁42和第二磁铁43，第一磁铁42和第二磁铁43在治具组件40周围形成磁场；然后将多组安装有工件200的治具组件40通过卡合件74安装在承载组件上，安装时，从离子室10的密封门处将一组治具组件40通过卡合件74安装在底盘71和顶环72之间，然后旋转底盘71将已安装好的治具组件40向腔体12内部转动，再依次将剩余治具组件40安装在底盘71和顶环72之间即可；安装完治具组件40后，关闭密封门，通过抽气装置50对腔体12进行抽真空，当腔体12内的压强达到预设状态下时，通过加热组件90对腔体12进行加热，然后通过供气组件向腔体12内部注入一定量的惰性气体；然后，打开阴极离子源20和阳极装置30，即可开始对工件200进行清洗；为了使腔体12内的离子清洗工件200时更加均匀，可在清洗过程中打开驱动件80，驱动承载组件匀速运动，进而使工件200在腔体12内匀速运动，使离子能够均匀地轰击工件200表面，达到均匀清洗工件200的效果。

本申请的一些实施例提供的离子束清洗设备100，阴极离子源20和阳极装置30之间形成电场，阴极离子源20可激发产生大量的电子，电子在离子室10内阳极装置30的正极电场的牵引下向阳极装置30聚集；电子在迁移过程中，大量的电子会被束缚在工件200所处于的磁场周围，在磁场作用下加速并与惰性气体撞击电离成正离子，增加工件200周围惰性气体的离化率，同时提供大量高能量的惰性气体离子；连接件41与一外部电源的负极电连接，工件200套设于连接件41，即工件200也与负极连接，工件200连接负极会牵引大量高能量的惰性气体离子轰击工件200表面，使工件200表面膜层和脏污溅射出来，达到清洗工件200的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种离子束清洗设备，其特征在于，包括：

离子室，用于提供真空环境；

阴极离子源，用于提供电子，设置于所述离子室，并与所述离子室连通，

阳极装置，设置于所述离子室内，所述阳极装置与所述阴极离子源构成电场区域，以将所述离子室内的惰性气体从原子状态激发为离子状态，形成正离子；及

治具组件，设置于所述离子室内并位于所述电场区域中，用于承载工件，所述治具组件包括连接件、第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和所述第二磁铁相对设置且均套设于所述连接件，以形成磁场区域，所述工件套设于所述连接件并位于所述第一磁铁和所述第二磁铁之间，且设置于所述磁场区域内，所述连接件与一电源的负极电连接，用于牵引电场区域内的所述正离子轰击所述磁场区域内的所述工件的表面，以清洗所述工件。

2.如权利要求1所述的离子束清洗设备，其特征在于，

所述离子室包括壳体和由所述壳体围合而成的腔体，所述腔体用于容纳所述阳极装置和所述治具组件。

3.如权利要求2所述的离子束清洗设备，其特征在于，

所述离子束清洗设备还包括抽气装置和供气装置，

所述抽气装置连接于所述离子室，用于对所述腔体抽真空，

所述供气装置连接于所述离子室，用于向所述腔体内供应所述惰性气体。

4.如权利要求2所述的离子束清洗设备，其特征在于，

所述阳极装置的一端连接于所述壳体顶部，所述阳极装置的另一端邻近所述壳体的底部设置，所述阳极装置悬挂设置在所述腔体内。

5.如权利要求2所述的离子束清洗设备，其特征在于，

所述离子束清洗设备还包括承载装置，

所述承载装置设置于所述腔体内，并与所述壳体转动连接，所述承载装置用于承载所述治具组件。

6.如权利要求5所述的离子束清洗设备，其特征在于，

所述承载装置包括底盘和顶环，

所述连接件的一端与所述底盘连接，所述连接件的另一端与所述顶环连接。

7.如权利要求6所述的离子束清洗设备，其特征在于，

所述治具组件还包括上盖和下盖，

沿着所述顶环至所述底盘的方向，所述连接件上依次套设有所述第一磁铁、所述上盖、所述工件、所述下盖和所述第二磁铁。

8.如权利要求7所述的离子束清洗设备，其特征在于，

所述承载装置还包括多个支撑件和多个卡合件，所述支撑件的一端与所述底盘连接，所述支撑件的另一端与所述顶环连接，

所述底盘和所述顶环上均相对设置有所述卡合件，所述连接件通过所述卡合件卡合在所述底盘和所述顶环之间。

9.如权利要求8所述的离子束清洗设备，其特征在于，

所述离子束清洗设备还包括驱动件，

所述驱动件位于所述壳体底部，所述驱动件与所述底盘传动连接，用于驱动所述底盘转动。

10.如权利要求2所述的离子束清洗设备，其特征在于，

所述离子束清洗设备还包括加热组件，

所述加热组件环绕所述壳体内壁设置，所述加热组件用于对所述腔体进行加热。

Images