CN220376769U - 一种基于水冷旋转基片载台装置及真空镀膜系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于真空镀膜领域，具体是涉及到一种基于水冷旋转基片载台装置及真空镀膜系统，包括真空腔壁、旋转机构、基片载台和水冷机构，真空腔壁上设置有安装孔；旋转机构包括设置在真空腔壁外侧的固定架、转动设置在固定架上的中空转轴机构和设置在真空腔壁外侧用于驱动中空转轴机构转动的旋转驱动件；中空转轴机构一端通过安装孔伸入真空腔壁内侧并连接基片载台，另一端连接水冷机构，本实用新型通过旋转机构将基片载台转动设置在真空腔内，将水冷机构和旋转驱动件设置在真空腔外，可以避免水冷机构和旋转驱动件占用真空腔内的空间，保证磁控溅射镀膜的空间富余程度，同时可以避免镀膜影响水冷机构和旋转驱动件的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于真空镀膜领域，具体是涉及到一种基于水冷旋转基片载台装置及真空镀膜系统。
背景技术
磁控溅射是一种常用的薄膜镀膜技术，广泛应用于半导体、光学和电子等领域。在磁控溅射过程中，由于真空环境内的高温，对于一些熔点较低的基材，如塑料材质(例如PET膜)，可能会出现溶解的现象，从而无法进行有效的镀膜。目前对此问题进行了一些方面的努力，例如控制真空腔室温度，或者在真空腔内针对基片部分做冷却结构，这样通常将冷却机构放置在真空腔内，占用真空腔内有限的空间，限制了装置的镀膜能力和灵活性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种合理利用真空腔内外空间的基于水冷旋转基片载台装置及真空镀膜系统。
本实用新型提供一种基于水冷旋转基片载台装置，包括真空腔壁、旋转机构、基片载台和水冷机构，所述真空腔壁上设置有安装孔；
所述旋转机构包括设置在真空腔壁外侧的固定架、转动设置在固定架上的中空转轴机构和设置在真空腔壁外侧用于驱动中空转轴机构转动的旋转驱动件；
所述中空转轴机构一端通过安装孔伸入真空腔壁内侧并连接所述基片载台，另一端连接所述水冷机构，所述水冷机构向中空转轴机构的中空处输入冷却介质，冷却介质通过中空空间作用于基片载台对其进行温控。
更进一步地，所述基片载台内设置有冷却通道，所述基片载台位于所述中空转轴机构中空范围内设置有进水口和出水口，所述水冷机构包括进水管和出水管，所述进水管伸入所述中空转轴机构中空内并与所述进水口连接，所述进水管外壁和所述中空转轴机构中空内壁之间形成出水腔，所述出水腔一端与所述出水口连接，另一端与所述水冷机构的出水管连接。
更进一步地，所述中空转轴机构包括与固定架转动配合的空心外轴和固定设置在空心外轴内壁的空心内轴，所述旋转驱动件作用于所述空心外轴。
更进一步地，所述空心外轴与所述固定架之间设置有磁流体密封结构。
更进一步地，所述空心外轴端部设置有对夹锁定机构，所述空心内轴通过对夹锁定机构与空心外轴固定连接。
更进一步地，所述对夹锁定机构包括与空心外轴可拆卸固定定位套和两块可拼合成圆环的对夹板，所述对夹板固定夹持所述空心内轴且与所述定位套可拆卸配合。
更进一步地，所述固定架与所述真空腔壁外侧密封配合。
更进一步地，所述固定架和真空腔壁之间还设置有绝缘垫片。
更进一步地，所述旋转驱动件包括固定设置在真空腔壁外侧的电机和连接电机和中空转轴机构的同步带机构。
本实用新型还提供一种真空镀膜系统，包括基于水冷旋转基片载台装置。
本实用新型的有益效果是，本实用新型通过旋转机构将基片载台转动设置在真空腔内，将水冷机构和旋转驱动件设置在真空腔外，可以避免水冷机构和旋转驱动件占用真空腔内的空间，保证磁控溅射镀膜的空间富余程度，同时可以避免镀膜影响水冷机构和旋转驱动件的使用寿命，旋转驱动件设置在真空腔外，并驱动基片载台旋转，进而保证磁控溅射镀膜作用在基片上的均匀性，而水冷机构设置在真空腔外并通过中空转轴机构通过中空空间作用于基片载台，进而控制基片的温度，在对一些塑料材质的基材，比如PET膜，水冷机构在真空镀膜中对基材进行需要充足的冷却，防止膜层在镀膜过程中因高温变形甚至熔解，使镀膜装置不限定镀膜基材的材质的镀膜，同时水冷机构合理利用了旋转机构的中空空间，使结构的紧凑和简单。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图(隐藏真空腔壁)；
附图2为本实用新型的正剖视图；
附图3为图2中A处的局部放大图。
在图中，1-真空腔壁；11-安装孔；12-隔离套；2-旋转机构；21-固定架；22-中空转轴机构；221-空心外轴；222-空心内轴；223-磁流体密封结构；224-对夹锁定机构；2241-定位套；2242-对夹板；23-旋转驱动件；231-电机；232-同步带机构；3-基片载台；31-冷却通道；32-进水口；33-出水口；34-定位槽；4-水冷机构；41-进水管；42-出水管；43-出水腔；44-循环设备。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
如附图1-图3所示，本实用新型提供一种基于水冷旋转基片载台装置，包括真空腔壁1、旋转机构2、基片载台3和水冷机构4，其中，真空腔壁1为真空镀膜腔室的腔壁，在镀膜时，腔室内为真空环境，基片载台3为用于承载待镀膜基片的承载结构，旋转机构2用于驱动基片载台3旋转，进而保证磁控溅射镀膜作用在基片上的均匀性，而水冷机构4则用于控制基片载台3的温度，在对一些塑料材质的基材，比如PET膜，水冷机构4在真空镀膜中对基材进行需要充足的冷却，防止膜层在镀膜过程中因高温变形甚至熔解。
其中，所述真空腔壁1上设置有安装孔11，用于安装旋转机构2；
所述旋转机构2包括设置在真空腔壁1外侧的固定架21、转动设置在固定架21上的中空转轴机构22和设置在真空腔壁1外侧用于驱动中空转轴机构22转动的旋转驱动件23，固定架21将整个旋转机构2固定在真空腔壁1上，而中空转轴机构22用于固定基片载台3和水冷机构4；
所述中空转轴机构22一端通过安装孔11伸入真空腔壁1内侧并连接所述基片载台3，以此使基片载台3安装在中空腔内，另一端连接所述水冷机构4，使水冷机构4位于真空腔外，所述水冷机构4向中空转轴机构22的中空处输入冷却介质，冷却介质通过中空空间作用于基片载台3对其进行温控。
本实用新型通过旋转机构2将基片载台3转动设置在真空腔内，将水冷机构4和旋转驱动件23设置在真空腔外，可以避免水冷机构4和旋转驱动件23占用真空腔内的空间，保证磁控溅射镀膜的空间富余程度，同时可以避免镀膜影响水冷机构4和旋转驱动件23的使用寿命，旋转驱动件23设置在真空腔外，并驱动基片载台3旋转，进而保证磁控溅射镀膜作用在基片上的均匀性，而水冷机构4设置在真空腔外并通过中空转轴机构22通过中空空间作用于基片载台3，进而控制基片的温度，同时合理利用了旋转机构2的中空空间，使结构的紧凑和简单。
参考图3，在其中一个实施例中，所述基片载台3内设置有冷却通道31，用于流通冷却介质，冷却介质通过基片载台3与基片进行换热，保证基片的温度，所述基片载台3位于所述中空转轴机构22中空范围内设置有进水口32和出水口33，进水口32和出水口33分别位于冷却通道31的两端，所述水冷机构4包括进水管41和出水管42，本实施例中，水冷机构4包括一个水管接头，水管接头上设置有所述进水管41和出水管42，所述进水管41一端伸入所述中空转轴机构22中空内并与所述进水口32连接，另一端与循环设备44连接，所述进水管41外壁和所述中空转轴机构22中空内壁之间形成出水腔43，所述出水腔43一端与所述出水口33连接，另一端与所述水冷机构4的出水管42连接，而出水管42的另一端与循环设备44连接，进而使冷却介质从循环设备44-进水管41-进水口32-冷却通道31-出水口33-出水腔43-出水管42-循环设备44进行循环，保证冷却介质处于合适温度。本实施例中，合理利用中空转轴机构22的中空空间，在中空空间内设置进水管41，进而将其分割为进水腔(进水管41管内)和出水腔43，利用整个中空空间流通冷却介质，进而实现在旋转过程中保持介质的循环。本实施例中，水冷机构4和中空转轴机构22转动连接，即工作时，水冷机构4保持固定，中空转轴机构22通过旋转驱动件23驱动旋转。
在其中一个实施例中，所述中空转轴机构22包括与固定架21转动配合的空心外轴221和固定设置在空心外轴221内壁的空心内轴222，所述旋转驱动件23作用于所述空心外轴221，本实施例中，空心外轴221与所述固定架21通过轴承转动连接，形成一个旋转传动组件，且旋转驱动件23作用于所述空心外轴221，即旋转驱动件23的皮带轮安装在空心外轴221外侧。本实施例中，固定架21包括安装套和设置在安装套外侧的法兰盘，法兰盘与真空腔壁1螺栓固定，安装套与空心外轴221通过轴承转动配合，且安装套的一部分伸入所述安装孔11的部分设置，进而提高旋转机构2对安装孔11的密封效果。
在其中一个实施例中，所述空心外轴221与所述固定架21之间设置有磁流体密封结构，磁流体密封结构设置在两个轴承之间，进一步保证真空腔内的密封性，避免旋转机构2对真空腔造成泄露，本实施例中，所述固定架21与所述真空腔壁1外侧密封配合，具体可以通过密封圈进行配合，且空心外轴221和空心内轴222的连接处也设置至少一个密封圈，避免空心外轴221和空心内轴222之间产生泄露，提高密封效果。
在其中一个实施例中，所述空心外轴221端部设置有对夹锁定机构224，所述空心内轴222通过对夹锁定机构224与空心外轴221固定连接，通过设置对夹锁定机构224可以实现空心外轴221和空心内轴222的可拆卸连接，便于对空心内轴222进行维护和替换，在一个具体实施例中，所述对夹锁定机构224包括与空心外轴221可拆卸固定定位套2241和两块可拼合成圆环的对夹板2242，所述对夹板2242固定夹持所述空心内轴222完成对空心内轴222的固定锁止，且两个对夹板2242与所述定位套2241可拆卸配合，间接完成空心内轴222与空心外轴221的固定锁止。
在其中一个实施例中，所述固定架21和真空腔壁1之间还设置有绝缘垫片24，使旋转机构2与真空腔壁1进行绝缘隔离。
在其中一个实施例中，所述旋转驱动件23包括固定设置在真空腔壁1外侧的电机231和连接电机231和中空转轴机构22的同步带机构232，电机231加同步带机构232的组合，可以保证旋转控制精准可靠。
在其中一个实施例中，所述基片载台3朝向安装孔11一侧设置有定位槽34，所述安装孔11位于真空腔壁1内侧一端设置有隔离套12，所述隔离套12伸入所述定位槽34设置，以此避免溅射过程中靶材材料作用在中空转轴机构22上，对中空转轴机构22提供物理防护。
本实用新型还提供一种真空镀膜系统，包括基于水冷旋转基片载台装置。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种基于水冷旋转基片载台装置，其特征是，包括真空腔壁(1)、旋转机构(2)、基片载台(3)和水冷机构(4)，所述真空腔壁(1)上设置有安装孔(11)；
所述旋转机构(2)包括设置在真空腔壁(1)外侧的固定架(21)、转动设置在固定架(21)上的中空转轴机构(22)和设置在真空腔壁(1)外侧用于驱动中空转轴机构(22)转动的旋转驱动件(23)；
所述中空转轴机构(22)一端通过安装孔(11)伸入真空腔壁(1)内侧并连接所述基片载台(3)，另一端连接所述水冷机构(4)，所述水冷机构(4)向中空转轴机构(22)的中空处输入冷却介质，冷却介质通过中空空间作用于基片载台(3)对其进行温控。
2.如权利要求1所述的基于水冷旋转基片载台装置，其特征是，所述基片载台(3)内设置有冷却通道(31)，所述基片载台(3)位于所述中空转轴机构(22)中空范围内设置有进水口(32)和出水口(33)，所述水冷机构(4)包括进水管(41)和出水管(42)，所述进水管(41)伸入所述中空转轴机构(22)中空内并与所述进水口(32)连接，所述进水管(41)外壁和所述中空转轴机构(22)中空内壁之间形成出水腔(43)，所述出水腔(43)一端与所述出水口(33)连接，另一端与所述水冷机构(4)的出水管(42)连接。
3.如权利要求2所述的基于水冷旋转基片载台装置，其特征是，所述中空转轴机构(22)包括与固定架(21)转动配合的空心外轴(221)和固定设置在空心外轴(221)内壁的空心内轴(222)，所述旋转驱动件(23)作用于所述空心外轴(221)。
4.如权利要求3所述的基于水冷旋转基片载台装置，其特征是，所述空心外轴(221)与所述固定架(21)之间设置有磁流体密封结构(223)。
5.如权利要求3所述的基于水冷旋转基片载台装置，其特征是，所述空心外轴(221)端部设置有对夹锁定机构(224)，所述空心内轴(222)通过对夹锁定机构(224)与空心外轴(221)固定连接。
6.如权利要求5所述的基于水冷旋转基片载台装置，其特征是，所述对夹锁定机构(224)包括与空心外轴(221)可拆卸固定定位套(2241)和两块可拼合成圆环的对夹板(2242)，所述对夹板(2242)固定夹持所述空心内轴(222)且与所述定位套(2241)可拆卸配合。
7.如权利要求3所述的基于水冷旋转基片载台装置，其特征是，所述固定架(21)与所述真空腔壁(1)外侧密封配合。
8.如权利要求7所述的基于水冷旋转基片载台装置，其特征是，所述固定架(21)和真空腔壁(1)之间还设置有绝缘垫片(24)。
9.如权利要求1-8任一项所述的基于水冷旋转基片载台装置，其特征是，所述旋转驱动件(23)包括固定设置在真空腔壁(1)外侧的电机(231)和连接电机(231)和中空转轴机构(22)的同步带机构(232)。
10.一种真空镀膜系统，其特征是，包括如权利要求1-9任一项所述的基于水冷旋转基片载台装置。
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