CN219040397U - 工件表面处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了工件表面处理设备，包括外壳及设置在所述外壳内的工件架，外壳上设置有电弧离子源，电弧离子源连接刻蚀电源，外壳内设置与所述电弧离子源位置相对的挡板，外壳内还设置有一组分布在工件架外周的辅助阳极，辅助阳极及电弧离子源分布在所述挡板的两侧，辅助阳极连接所述外壳外部的辅助阳极电源。本实用新型在现有的电弧离子清洗结构的基础上，设置挡板来将弧光放电时的金属离子，原子及原子团进行遮挡，从而避免以上离子沉积在工件表面，对工件造成污染；同时通过设置辅助阳极来吸引电子，从而在电子流穿过工件时使得大量氩气电离，电离的氩气轰击工件表面达到清洗刻蚀工件，清洗大幅提升，最多达到1μm/h。

Description

工件表面处理设备

技术领域

本实用新型涉及表面处理领域，尤其是工件表面处理设备。

背景技术

镀膜前通过等离子体清洗对工件进行表面清洗对于提高膜层的质量，尤其是提高涂层的结合力有着关键作用。

利用等离子弧光放电的刻蚀工艺是一种常用的清洗刻蚀方法，但是利用等离子弧光放电原理的刻蚀工艺，主要采用传统的电弧离子源结合高偏压（800V或以上）做金属离子清洗，由于采用高能金属离子直接打在工件表面，工件温度升高很快，刻蚀清洗的同时伴随有沉积作用，即清洗的时候同时进行镀膜，工件表面会存在镀膜产生的污染，影响清洗质量。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种工件表面处理设备。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

工件表面处理设备，包括外壳及设置在所述外壳内的工件架，所述外壳上设置有电弧离子源，所述电弧离子源连接刻蚀电源，所述外壳内设置与所述电弧离子源位置相对的挡板，所述外壳内还设置有一组分布在所述工件架外周的辅助阳极，所述辅助阳极及电弧离子源分布在所述挡板的两侧，所述辅助阳极连接所述外壳外部的辅助阳极电源。

优选的，所述工件表面处理设备中，每个所述辅助阳极连接一独立的辅助阳极电源。

优选的，所述工件表面处理设备中，所述挡板与所述辅助阳极分布在所述工件架的相对的两侧。

优选的，所述工件表面处理设备中，所述工件架包括围合成内腔的支撑盘、转动盘及侧板，所述转动盘可转动地设置在所述支撑盘上，所述转动盘上可自转地设置有一圈与其垂直连接轴，所述连接轴的上端设置有工件放置架，每个所述连接轴上共轴设置有一位于所述内腔中的活动齿轮，所述支撑盘上固定设置有与所述转动盘共轴的中心齿轮，所述中心齿轮与围绕在其周围的所述活动齿轮啮合。

优选的，所述工件表面处理设备中，所述侧板为多个弧形板件拼装而成，且所述侧板固定在所述转动盘上。

优选的，所述工件表面处理设备中，所述连接轴的上端形成有插槽，所述插槽的横截面形状为多边形。

优选的，所述工件表面处理设备中，所述连接轴可自转地设置在一密封座中，所述密封座固定在所述转动盘上。

优选的，所述工件表面处理设备中，所述密封座包括密封套及连接在密封套上端的密封板，所述连接轴通过所述密封套中的推力轴承可自转地设置在所述密封座中。

优选的，所述工件表面处理设备中，所述连接轴包括依次衔接的第一圆柱、第二圆柱及第三圆柱，所述第二圆柱的直径大于所述第一圆柱和第三圆柱的直径，所述第一圆柱穿过所述密封板的中心孔，且所述第二圆柱遮盖在所述密封板的下方。

优选的，所述工件表面处理设备中，所述密封板具有嵌入到所述第二圆柱和密封套内壁之间的下凸台，所述下凸台和推力轴承之间设置有一圈球体，所述球体位于所述第二圆柱和密封套的内壁之间。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本实用新型在现有的电弧离子清洗结构的基础上，设置挡板来将弧光放电时的金属离子，原子及原子团进行遮挡，从而避免以上离子沉积在工件表面，对工件造成污染；同时通过设置辅助阳极来吸引电子，从而在电子流穿过工件时使得大量氩气电离，电离的氩气轰击工件表面达到清洗刻蚀工件，这样的结构不仅提高了清洗质量，同时离子清洗刻蚀速率大幅提升，最多达到1μm/h。

附图说明

图1是本实用新型的工件表面处理设备的示意图；

图2是本实用新型的工件架的剖视图；

图3是本实用新型的密封座的剖视图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本实用新型揭示的工件表面处理设备进行阐述，所述表面处理设备主要用于进行镀膜前的工件刻蚀清洗，如附图1所示，所述工件表面处理设备包括具有腔体的外壳100及设置在所述外壳100内的工件架200，所述外壳100上设置有电弧离子源300，所述电弧离子源300用于向所述外壳100内提供弧光电子流以实现外壳100内的氩气的电离，所述电弧离子源连接刻蚀电源400，所述刻蚀电源400的负极接所述电弧离子源300，所述刻蚀电源400的正极通过外壳100接地；所述外壳100内设置与所述电弧离子源300位置相对的挡板500，所述外壳100内还设置有一组分布在所述工件架200外周的辅助阳极600，所述辅助阳极600及电弧离子源300分布在所述挡板500的两侧，所述辅助阳极600连接所述外壳100外部的辅助阳极电源700。

本实用新型在现有的电弧离子清洗结构的基础上，设置挡板500来将弧光放电时的金属离子，原子及原子团进行遮挡，从而避免以上离子沉积在工件表面，对工件造成污染；同时通过设置辅助阳极600来吸引电子，从而在电子流穿过工件时使得大量氩气电离，电离的氩气轰击工件表面达到清洗刻蚀工件。

如附图1所示，为了使所述辅助阳极600能够更好地使电子流经过所述工件架200，使所述挡板500与所述辅助阳极600分布在所述工件架200的相对的两侧，如附图1所示，所述挡板500位于所述工件架200的右侧，所述辅助阳极600为两个且位于所述工件架200左上角和左下角位置。

如附图1所示，每个所述辅助阳极600连接一独立的辅助阳极电源700，这样可以独立控制每个辅助阳极600对电子流的吸引力，从而便于使腔体内的等离子体分布更均匀。所述辅助阳极电源700的正极接所述辅助阳极600，所述辅助阳极电源700的负极通过外壳100接地。

如附图1所示，所述工件架200位于所述外壳100的腔体的中间位置，其用于放置工件并带动工件转动，所述工件架200连接偏压电源800，所述偏压电源800的负极接所述工件架200，所述偏压电源800的正极通过外壳100接地。

所述工件架200可以为已知的可行结构。本实施例中，由于增加了辅助阳极600，在清洗时，腔体内的等离子体浓度会明显上升，这就会造成工件架200的内部结构起辉导致偏压工作不稳定。

为了避免这样的情况，如附图2所示，所述工件架200优选包括围合成内腔的支撑盘210、转动盘220及侧板230，所述转动盘220可转动地设置在所述支撑盘210上，所述转动盘220上可自转地设置有一圈与其垂直连接轴240，所述连接轴240的上端设置有工件放置架（图中未示出），每个所述连接轴240上共轴设置有一位于所述内腔中的活动齿轮250，所述支撑盘210上固定设置有与所述转动盘220共轴的中心齿轮260，所述中心齿轮260与围绕在其周围的所述活动齿轮250啮合。采用这种结构，能够有效阻止清洗时的等离子体进入到内腔中，避免了内腔内部结构起辉的情况，保证了偏压稳定的工作

具体的，所述支撑盘210和转动盘220为共轴的圆板，所述支撑盘210的中心形成有穿孔以便于所述转动盘220连接驱动其自转的驱动结构（图中未示出，其可以是与所述转动盘连接的电机），如附图2所示，所述转动盘220通过第一推力轴承270设置在所述支撑盘210上，所述第一推力轴承270与所述支撑盘210共轴，所述中心齿轮260共轴设置在所述第一推力轴承270的外周。

所述侧板230为多个弧形板件拼装而成的圆环件，其共轴设置在所述转动盘220的边缘处，所述侧板230可以采用螺接或卡接或焊接等方式与所述转动盘220连接，并且所述侧板230的内壁与所述支撑盘210的圆周面贴近或贴合且所述侧板230可以跟随所述转动盘220转动。

为了方便所述工件放置架的安装，如附图3所示，所述连接轴240的上端形成有插槽241，所述插槽241的横截面形状为多边形，所述工件放置架设置在立柱上，所述立柱插接在所述插槽241中且与连接轴240传扭连接，连接轴240转动时，带动立柱上的工件放置架自转。

如附图3所示，为了有效实现连接轴240与转动盘220的密封，所述连接轴240可自转地设置在一密封座280中，所述密封座280固定在所述转动盘220上。具体的，所述密封座280包括密封套281及连接在密封套281上端的密封板282，所述密封套281包括套体283及位于套体283上端的密封法兰284，所述密封法兰284位于所述转动盘220的上方且通过螺栓与所述转动盘220密封连接，所述套体283延伸到所述转动盘220的下方，所述套体283的内孔为沉孔，所述沉孔中设置有推力轴承285，所述连接轴240共轴连接在所述推力轴承285处，且其上端延伸到所述密封板282的上方，其下端延伸到所述套体283的下方。

如附图3所示，所述连接轴240包括依次衔接的第一圆柱242、第二圆柱243及第三圆柱244，所述第二圆柱243的直径大于所述第一圆柱242和第三圆柱244的直径，所述第一圆柱242穿过所述密封板282的中心孔，且所述第二圆柱243遮盖在所述密封板282的下方且位于所述推力轴承的上方，所述第三圆柱穿过所述推力轴承，这样能够尽可能避免等离子体进入到内腔中。

如附图3所示，所述密封板282具有嵌入到所述第二圆柱243和密封套281内壁之间的下凸台286，所述下凸台286和推力轴承285之间设置有一圈球体287，所述球体287位于所述第二圆柱243和密封套281的内壁之间，这样可以使得连接轴240相对密封板282的转动更顺畅。

工作时，通过驱动机构（电机）驱动所述转动盘220自转，转动盘220自转时，可以使密封座280绕其轴线公转，密封座280转动带动连接轴240上的活动齿轮250绕所述中心齿轮260转动，从而活动齿轮250自转带动连接轴240自转，连接轴240带动工件放置架转动。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.工件表面处理设备，包括外壳及设置在所述外壳内的工件架，所述外壳上设置有电弧离子源，所述电弧离子源连接刻蚀电源，其特征在于：所述外壳内设置与所述电弧离子源位置相对的挡板，所述外壳内还设置有一组分布在所述工件架外周的辅助阳极，所述辅助阳极及电弧离子源分布在所述挡板的两侧，所述辅助阳极连接所述外壳外部的辅助阳极电源。

2.根据权利要求1所述的工件表面处理设备，其特征在于：每个所述辅助阳极连接一独立的辅助阳极电源。

3.根据权利要求1所述的工件表面处理设备，其特征在于：所述挡板与所述辅助阳极分布在所述工件架的相对的两侧。

4.根据权利要求1-3任一所述的工件表面处理设备，其特征在于：所述工件架包括围合成内腔的支撑盘、转动盘及侧板，所述转动盘可转动地设置在所述支撑盘上，所述转动盘上可自转地设置有一圈与其垂直连接轴，所述连接轴的上端设置有工件放置架，每个所述连接轴上共轴设置有一位于所述内腔中的活动齿轮，所述支撑盘上固定设置有与所述转动盘共轴的中心齿轮，所述中心齿轮与围绕在其周围的所述活动齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的工件表面处理设备，其特征在于：所述侧板为多个弧形板件拼装而成，且所述侧板固定在所述转动盘上。

6.根据权利要求4所述的工件表面处理设备，其特征在于：所述连接轴的上端形成有插槽，所述插槽的横截面形状为多边形。

7.根据权利要求4所述的工件表面处理设备，其特征在于：所述连接轴可自转地设置在一密封座中，所述密封座固定在所述转动盘上。

8.根据权利要求7所述的工件表面处理设备，其特征在于：所述密封座包括密封套及连接在密封套上端的密封板，所述连接轴通过所述密封套中的推力轴承可自转地设置在所述密封座中。

9.根据权利要求8所述的工件表面处理设备，其特征在于：所述连接轴包括依次衔接的第一圆柱、第二圆柱及第三圆柱，所述第二圆柱的直径大于所述第一圆柱和第三圆柱的直径，所述第一圆柱穿过所述密封板的中心孔，且所述第二圆柱遮盖在所述密封板的下方。

10.根据权利要求9所述的工件表面处理设备，其特征在于：所述密封板具有嵌入到所述第二圆柱和密封套内壁之间的下凸台，所述下凸台和推力轴承之间设置有一圈球体，所述球体位于所述第二圆柱和密封套的内壁之间。

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