CN219861533U - 一种蒸镀用磁性样品架 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于蒸镀技术领域，涉及一种蒸镀用磁性样品架，包括基板、基片夹持组件、掩膜板吸附组件、第一驱动杆和第二驱动杆，所述基片夹持组件包括中空的框体和连接于所述框体下部的透磁隔板，所述框体下部边缘浮动设置有托具，所述框体的四周设有若干收容弹簧的沉孔，所述托具上设有穿过所述沉孔和所述弹簧的钉头部件，所述沉孔内具有托起所述弹簧下端的内平台，所述弹簧的上端抵持所述钉头部件的头部，所述基板的下表面设有若干配合所述钉头部件的顶销。本磁性样品架通过第一驱动杆和第二驱动杆同轴设置方式，使结构紧凑，蒸镀真空腔体积减小，抽真空更快；只有基板与第二驱动杆之间存在一个动态密封面，减少了密封位置，降低了漏气风险。

Description

一种蒸镀用磁性样品架

技术领域

本实用新型涉及蒸镀技术领域，特别涉及一种蒸镀用磁性样品架。

背景技术

钙钛矿太阳能电池的生产过程中，需要采用真空蒸镀的方式进行镀膜。在其蒸镀的时候需要在基片上沉积不同的蒸镀材料，且蒸镀具有不同的范围和厚度，所以需要在不同的蒸镀步骤中采用不同的掩膜板遮盖基片的蒸镀面，从而使需要蒸镀的范围选择性地露出。膜层均匀性以及基片取放的快捷性会影响其商业价值。

中国专利CN 103820755 A披露了一种成膜装置(即样品架)，能够通过基板夹具与夹头配合将基板(即需要镀膜的基片)夹住，夹头上方以能够升降的磁铁配置板进行磁力控制。磁铁配置板下降时，磁铁接近夹头并在基板的下表面产生足以吸住掩模(即掩膜板)的磁力，使掩模被吸在基板上，这样就能够进行蒸镀作业。这里存在的隐患是：成膜装置需要在真空条件下进行蒸镀作业，对密封性要求高，否则会影响蒸镀产品的品质；但掩膜夹具、基板夹具、夹头都要靠位于装置本体上方的升降机构进行驱动，穿过装置本体且要进行动态密封的位置多，泄露风险大，可靠性不高。

因此有必要改进样品架结构以解决以上问题。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种蒸镀用磁性样品架，能够使蒸镀真空腔体积减小，抽真空更快；减少了密封位置，降低了漏气风险。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种蒸镀用磁性样品架，包括基板、基片夹持组件、掩膜板吸附组件、第一驱动杆和第二驱动杆，所述第二驱动杆中空并被所述第一驱动杆沿轴向穿过，所述第二驱动杆驱动所述基片夹持组件在所述基板的下方做升降运动，所述第一驱动杆驱动所述掩膜板吸附组件在所述基片夹持组件的内部做升降运动，所述基片夹持组件包括中空的框体和连接于所述框体下部的透磁隔板，所述框体下部边缘浮动设置有托具，所述框体的四周设有若干收容弹簧的沉孔，所述托具上设有穿过所述沉孔和所述弹簧的钉头部件，所述沉孔内具有托起所述弹簧下端的内平台，所述弹簧的上端抵持所述钉头部件的头部，所述基板的下表面设有若干配合所述钉头部件的顶销。

具体的，所述弹簧的下端与所述内平台之间夹持有下弹簧座，所述弹簧的上端与所述钉头部件之间夹持有上弹簧座，所述上弹簧座具有包围于所述弹簧外的侧壁，所述侧壁的外表面与所述沉孔的内壁之间具有空隙。

具体的，所述基片夹持组件包括连接所述第二驱动杆的十字框，所述框体固定于所述十字框的下部，所述十字框、所述框体和所述透磁隔板形成限制所述掩膜板吸附组件升降高度范围的包围结构。

具体的，所述掩膜板吸附组件包括连接所述第一驱动杆的座板和连接于座板下表面中间的磁板，所述磁板面向透磁隔板且下表面阵列排布若干第一磁铁。

进一步的，所述座板的四角设有高度调节机构，所述高度调节机构的下部设有第二磁铁，所述透磁隔板上具有供所述第二磁铁穿过的穿孔。

进一步的，所述基片夹持组件包括连接所述第二驱动杆的十字框，所述框体固定于所述十字框的下部，所述十字框、所述框体和所述透磁隔板形成限制所述掩膜板吸附组件升降高度范围的包围结构，所述十字框避让所述高度调节机构的位置。

进一步的，所述高度调节机构包括位于所述座板上方的上固定板、连接所述上固定板与所述座板的若干引导柱、被所述引导柱穿过且在上固定板与所述座板之间升降的上活动板、在所述座板的下方升降的下活动板以及调节所述上固定板与所述上活动板间距的高度调节螺栓，所述第二磁铁被夹持于所述上活动板与所述下活动板之间，所述下活动板通过穿过所述座板的螺丝锁止在所述上活动板的下方。

进一步的，所述下活动板具有下凹的槽形结构，所述槽形结构上设有通气缺口，所述上活动板具有下凸部，所述下凸部将所述第二磁铁压紧于所述槽形结构内。

具体的，所述托具具有托住载板边缘的第一平台面和接触所述透磁隔板下表面的第二平台面，所述第二平台面高于所述第一平台面。

本实用新型技术方案的有益效果是：

本磁性样品架第一驱动杆和第二驱动杆采用同轴设置方式，一方面使第一升降驱动机构和第二升降驱动机构都位于蒸镀真空腔外，而不用因为在基片夹持组件和掩膜板吸附组件增加升降驱动机构而增加蒸镀腔室的高度，使蒸镀真空腔体积减小，抽真空更快；另一方面只有基板与第二驱动杆之间存在一个动态密封面，减少了密封位置，降低了漏气风险。

附图说明

图1为蒸镀用磁性样品架在夹持基片时的立体图；

图2为蒸镀用磁性样品架的局部主视图；

图3为基片夹持组件、掩膜板吸附组件和顶销的爆炸图；

图4为基片夹持组件的立体图；

图5为掩膜板吸附组件的立体图；

图6为顶销未接触钉头部件时沉孔位置的剖视图；

图7为顶销压迫钉头部件时沉孔位置的剖视图；

图8为其一托具的立体图；

图9为上活动板和下活动板整体的剖视图。

图中数字表示：

1-基板，11-顶销；

2-基片夹持组件，21-框体，211-沉孔，212-内平台，22-托具，221-第一平台面，222-第二平台面，23-弹簧，24-钉头部件，25-下弹簧座，26-上弹簧座，261-侧壁，27-十字框，28-透磁隔板，281-穿孔；

3-掩膜板吸附组件，31-磁板，311-第一磁铁，32-座板，33-高度调节机构，331-上固定板，332-引导柱，333-上活动板，3331-下凸部，334-下活动板，3341-槽形结构，3342-通气缺口，335-高度调节螺栓，336-螺丝，34-第二磁铁；

4-第一驱动杆；

5-第二驱动杆；

6-载板；

7-基片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

如图1至图3所示，本实用新型的一种蒸镀用磁性样品架，包括基板1、基片夹持组件2、掩膜板吸附组件3、第一驱动杆4和第二驱动杆5，第二驱动杆5中空并被第一驱动杆4沿轴向穿过，第二驱动杆5连接基板1上方的第二升降驱动机构(未画出)并驱动基片夹持组件2在基板1的下方做升降运动，第一驱动杆4连接基板1上方的第一升降驱动机构(未画出)并驱动掩膜板吸附组件3在基片夹持组件2的内部做升降运动。

基板1的下方属于蒸镀真空腔内，基片夹持组件2和掩膜板吸附组件3能够独立升降。第一驱动杆4和第二驱动杆5采用同轴设置方式，一方面使第一升降驱动机构和第二升降驱动机构都位于蒸镀真空腔外，而不用因为在基片夹持组件2和掩膜板吸附组件3增加升降驱动机构而增加蒸镀腔室的高度，使蒸镀真空腔体积减小，抽真空更快；另一方面只有基板1与第二驱动杆4之间存在一个动态密封面，减少了密封位置，降低了漏气风险。基片7放置于载板6上，基片夹持组件2用来夹持固定基片7和载板6，掩膜板吸附组件3能够通过磁力透过基片夹持组件2和基片7而将掩膜板吸在基片7的下表面，以实现蒸镀区域的选择性露出，使蒸镀材料能在蒸镀区域沉积。因为掩膜板吸附组件3离掩膜板越远，磁力就越弱，当磁力低于掩膜板的重力时，掩膜板就会掉落，掩膜板吸附组件3能够通过升降控制吸力大小，以实现掩膜板的吸附和释放，操作方便，工作节奏快。

如图2至图4所示，基片夹持组件2包括连接第二驱动杆5的十字框27、固定于十字框27下部且中空的框体21、连接于框体21下部的透磁隔板28，十字框27、框体21和透磁隔板28形成限制掩膜板吸附组件3升降高度范围的包围结构。

透磁隔板28是用来阻隔掩膜板吸附组件3和基片7的不导磁平板，透磁隔板28能够使基片7与掩膜板吸附组件3之间保持合适最小间距，磁场能透过透磁隔板28和基片7吸住位于基片7下表面的掩膜板。当基片夹持组件2不动，而掩膜板吸附组件3向上运动时，因为基片7和掩膜板一起被阻挡在透磁隔板28的下表面，所以掩膜板吸附组件3对掩膜板的磁力会因为远离而减弱，使掩膜板掉落到已经在样品架下方准备好的定位承载机构上。因为透磁隔板28是个平板，框体21是一个方框，第二驱动杆5要从框体21的重心上方连接到框体21上，所以要采用十字框27进行连接。掩膜板吸附组件3与基片夹持组件2形成一种内外嵌套的紧凑结构，掩膜板吸附组件3上升时会被十字框27阻挡，下降时会被透磁隔板28阻挡。

如图2、图3、图4、图7和图8所示，框体21下部边缘浮动设置有托具22，托具22具有托住载板6边缘的第一平台面221和接触透磁隔板28下表面的第二平台面222，第二平台面222高于第一平台面221。框体21的四周设有若干收容弹簧23的沉孔211，托具22上设有穿过沉孔211和弹簧23的钉头部件24，沉孔211内具有托起弹簧23下端的内平台212，弹簧23的上端抵持钉头部件24的头部，基板1的下表面设有若干配合钉头部件24的顶销11。

在本实施例中，托具22为两个C字形部件。托具22依靠第一平台面221托住载板6的边缘。在顶销11不接触钉头部件24的时候，弹簧23的弹力会使托具22向上运动直到托具22的第二平台面222接触透磁隔板28的下表面。在装夹基片7和载板6时，基片夹持组件2升高到钉头部件24接触顶销11，弹簧23被压缩，托具22就会相对透磁隔板28下降，使透磁隔板28与托具22之间会出现一个缝隙，携带基片7的载板6就能通过该缝隙放到第一平台面221上。等基片夹持组件2相对基板1下降到顶销11脱离钉头部件24，此时弹簧23复位，基片7的载板6就被透磁隔板28和托具22夹紧。相比于气缸驱动托具22升降运动，以上方式可以保证所有钉头部件24同步升降，使托具22的平稳，而且节省了样品架高度空间，减少了驱动部件。

如图6和图7所示，弹簧23的下端与内平台212之间夹持有下弹簧座25，弹簧23的上端与钉头部件24之间夹持有上弹簧座26，上弹簧座26具有包围于弹簧23外的侧壁261，侧壁261的外表面与沉孔211的内壁之间具有空隙。

弹簧23、框体21和钉头部件24都是金属件，下弹簧座25和上弹簧座26为塑胶件，下弹簧座25和上弹簧座26能够避免弹簧23的两端与内平台212和钉头部件24直接接触而产生金属碎屑。上弹簧座26还具有引导升降方向的作用，上弹簧座26的外径相比沉孔211上段的内径稍微小一点，这样才能避免卡顿。

如图5所示，掩膜板吸附组件3包括连接第一驱动杆4的座板32、连接于座板32下表面中间的磁板31、位于座板32四角的高度调节机构33和位于高度调节机构33下部的第二磁铁34，磁板31面向透磁隔板28且下表面阵列排布若干第一磁铁311，透磁隔板28上具有供第二磁铁34穿过的穿孔281，十字框27避让高度调节机构33的位置。

磁板31上的第一磁铁311用来吸附掩膜板，高度调节机构33下部的第二磁铁34用来吸附载板6的边缘。因为掩膜板和载板6是一种导磁部件，通过掩膜板吸附组件3的升降就能改变对掩膜板和载板6的磁力的大小。阵列排布的第一磁铁311使磁板31的下表面具有比较均匀的磁力分布，使磁板31靠近基片7使能够产生整面的吸力，避免某处磁力太大而导致移动时摩擦力太集中而产生刮擦损坏的风险。在更换掩膜板时，载板6和基片7保持夹紧状态，在掩膜板下部有承接机构的情况下，掩膜板吸附组件3从最低位置升起，掩膜板掉落。在更换基片7时，掩膜板吸附组件3下降并利用第二磁铁34穿过穿孔281而直接吸住载板6的周边，等托具22张开一定的间隙，载板6仍然贴在透磁隔板28的下表面，随后另一个承接机构伸到托具22与透磁隔板28之间，掩膜板吸附组件3从最低位置升起，载板6和基片7一起掉落到承接机构上，承接机构移出间隙。

如图5和图9所示，高度调节机构33包括位于座板32上方的上固定板331、连接上固定板331与座板32的若干引导柱332、被引导柱332穿过且在上固定板331与座板32之间升降的上活动板333、在座板32的下方升降的下活动板334以及调节上固定板331与上活动板333间距的高度调节螺栓335，第二磁铁34被夹持于上活动板333与下活动板334之间，下活动板334通过穿过座板32的螺丝336锁止在上活动板333的下方。

此时第二磁铁34并不直接接触载板6，而是透过下活动板334接触载板6。上活动板333与下活动板334共同构成了第二磁铁34的包围固定结构，上固定板331、座板32的角落和若干引导柱332构成引导该包围固定结构升降的引导结构，包围固定结构与引导结构的相对高度通过高度调节螺栓335调节。最终目的是让掩膜板吸附组件3下降到最低位置时，包围固定结构会凸出于穿孔281以使载板6被第二磁铁34吸住。

如图9所示，下活动板334具有下凹的槽形结构3341，槽形结构3341上设有通气缺口3342，上活动板333具有下凸部3331，下凸部3331将第二磁铁34压紧于槽形结构3341内。

槽形结构3341与下凸部3331包围形成一个收容第二磁铁34的空间，该空间通过通气缺口3342连通内外，以免空气滞留空间内而影响蒸镀前抽真空的彻底性。

本磁性样品架的工作流程是：先依靠高度调节螺栓335调节好第二磁铁34的高度；然后基片夹持组件2和掩膜板吸附组件3一起上升，基板1上的顶销11碰到钉头部件24，从而令弹簧23压缩，托具22下降离开框体21一定距离，留出供载板6插入的缝隙，将放置有基片7的载板6放入缝隙并让载板6的边缘靠在第一平台面221的上方；随后掩膜板吸附组件3不动，第一驱动杆4驱动基片夹持组件2下降，弹簧23弹力释放，托具22靠近框体21从而将载板6夹住；第二驱动杆5驱动掩膜板吸附组件2下降，第二磁铁45穿过穿孔281并吸住载板6的四角，完成磁板31与基片7的相对高度限位；掩膜板放置于基片7下方，磁板31的磁力会将掩膜板吸在基片7下表面，此时就能对基片7上从掩膜板露出的位置进行蒸镀；在一次蒸镀完成后，掩膜板吸附组件3上升，掩膜板会因为受到的磁力减弱而掉落，此时可以通过机械手接住这个掩膜板，然后再替换另一个掩膜板，同上述方法一样再吸到基片7的下表面，然后就能够进行下一次的蒸镀。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种蒸镀用磁性样品架，其特征在于：包括基板、基片夹持组件、掩膜板吸附组件、第一驱动杆和第二驱动杆，所述第二驱动杆中空并被所述第一驱动杆沿轴向穿过，所述第二驱动杆驱动所述基片夹持组件在所述基板的下方做升降运动，所述第一驱动杆驱动所述掩膜板吸附组件在所述基片夹持组件的内部做升降运动，所述基片夹持组件包括中空的框体和连接于所述框体下部的透磁隔板，所述框体下部边缘浮动设置有托具，所述框体的四周设有若干收容弹簧的沉孔，所述托具上设有穿过所述沉孔和所述弹簧的钉头部件，所述沉孔内具有托起所述弹簧下端的内平台，所述弹簧的上端抵持所述钉头部件的头部，所述基板的下表面设有若干配合所述钉头部件的顶销。

2.根据权利要求1所述的蒸镀用磁性样品架，其特征在于：所述弹簧的下端与所述内平台之间夹持有下弹簧座，所述弹簧的上端与所述钉头部件之间夹持有上弹簧座，所述上弹簧座具有包围于所述弹簧外的侧壁，所述侧壁的外表面与所述沉孔的内壁之间具有空隙。

3.根据权利要求1所述的蒸镀用磁性样品架，其特征在于：所述基片夹持组件包括连接所述第二驱动杆的十字框，所述框体固定于所述十字框的下部，所述十字框、所述框体和所述透磁隔板形成限制所述掩膜板吸附组件升降高度范围的包围结构。

4.根据权利要求1所述的蒸镀用磁性样品架，其特征在于：所述掩膜板吸附组件包括连接所述第一驱动杆的座板和连接于座板下表面中间的磁板，所述磁板面向透磁隔板且下表面阵列排布若干第一磁铁。

5.根据权利要求4所述的蒸镀用磁性样品架，其特征在于：所述座板的四角设有高度调节机构，所述高度调节机构的下部设有第二磁铁，所述透磁隔板上具有供所述第二磁铁穿过的穿孔。

6.根据权利要求5所述的蒸镀用磁性样品架，其特征在于：所述基片夹持组件包括连接所述第二驱动杆的十字框，所述框体固定于所述十字框的下部，所述十字框、所述框体和所述透磁隔板形成限制所述掩膜板吸附组件升降高度范围的包围结构，所述十字框避让所述高度调节机构的位置。

7.根据权利要求5所述的蒸镀用磁性样品架，其特征在于：所述高度调节机构包括位于所述座板上方的上固定板、连接所述上固定板与所述座板的若干引导柱、被所述引导柱穿过且在上固定板与所述座板之间升降的上活动板、在所述座板的下方升降的下活动板以及调节所述上固定板与所述上活动板间距的高度调节螺栓，所述第二磁铁被夹持于所述上活动板与所述下活动板之间，所述下活动板通过穿过所述座板的螺丝锁止在所述上活动板的下方。

8.根据权利要求7所述的蒸镀用磁性样品架，其特征在于：所述下活动板具有下凹的槽形结构，所述槽形结构上设有通气缺口，所述上活动板具有下凸部，所述下凸部将所述第二磁铁压紧于所述槽形结构内。

9.根据权利要求1所述的蒸镀用磁性样品架，其特征在于：所述托具具有托住载板边缘的第一平台面和接触所述透磁隔板下表面的第二平台面，所述第二平台面高于所述第一平台面。