TW201537131A - 真空爐體及用於該真空爐體的物理氣相沉積鍍膜方法 - Google Patents

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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C14/50Substrate holders
    • C23C14/505Substrate holders for rotation of the substrates

Abstract

本發明涉及一種真空爐體及用於該真空爐體的物理氣相沉積鍍膜方法,該真空爐體包括爐體本體(11),蒸發源(A),用於放置被鍍物件(B)的物件掛架(14),用於放置物件掛架(14)的並移動該物件掛架(14)的轉盤(C);爐體本體(11)的底板(111)、外壁(112)、內壁(113)和頂板共同圍形成密閉空間(S);所述爐體本體(11)還包括第一擋板(17)和第二擋板(18);第一擋板(17)和第二擋板(18)相隔一定的距離並將所述密閉空間分隔成第一分隔空間(S1)和第二分隔空間(S2)。本發明杜絕瞬間產生的氧物質,避免氧物質污染到被鍍物件表面上,從而避免被鍍物件產生假性附著,提高產品品質的穩定性。

Description

真空爐體及用於該真空爐體的物理氣相沉積鍍膜方法

本發明涉及一種真空爐體及用於該真空爐體的物理氣相沉積鍍膜(塗層)方法。

現在世界各國採用圓型爐體設計。始終造成PVD(Physical Vapor Deposition,物理氣相沉積)鍍膜(塗層),有很多盲點。

生產時產品常常出現假性附著,脫膜漏白。假性附著是一種看不到摸不到的技術難題,是PVD鍍膜(塗層)最頭痛的問題。嚴重的假性附著出爐後可以馬上發覺漏白。最怕的是輕微假性著,往往是產品到市場才發覺PVD鍍膜(塗層)漏白,影響商譽。

參見圖1-3,現有世界各國採用圓型爐體設計的真空爐體1'包括真空室11',蒸發靶12',蒸發靶源13',物件掛架14',自轉架15'和公轉盤16'。

蒸發靶12'分佈於真空室11'外表面。現有技術的結構使得整個真空室11'佈滿沉積的各種鈦灰塵,殘渣和氧化物質R。加溫過程中釋放出混雜氣體,很容易污染附著上被鍍物件表面,從而產生假性附著,使得色澤不正,殘渣容易掉在被鍍物件上面產生漏白現象,鍍膜凃層過程中溫度一直上升,需要停機等待降溫到需求溫度後,才可以繼績鍍膜凃層。參見 圖2,蒸發靶源13'分佈於真空室11'內。可以看到,靶源與靶源之間無法互相交叉蒸發。很容易造成死角無效區17',還很容易造成被鍍物件在凹角位置很難與正角位置同等膜厚,使得PVD鍍膜(塗層)膜厚不均勻。爐體越大,PVD鍍膜(塗層)膜厚越不均勻。凹角位置與正角位置PVD鍍膜(塗層)膜厚相差更大更嚴重。物件掛架14'上的被鍍產品無法實現自轉。PVD鍍膜(塗層)後產品膜厚無法均勻,如以4un膜厚.誤差值約0.5un-1un以上。

本發明提出了一種真空爐體及用於該真空爐體的物理氣相沉積鍍膜(塗層)方法,解決上述技術問題。

基於此,有必要提供一種真空爐體及用於該真空爐體的物理氣相沉積鍍膜方法,解決了假性附著的技術問題。

本發明提供了一種真空爐體,包括爐體本體,蒸發源,用於放置被鍍物件的物件掛架,用於放置物件掛架的並移動該物件掛架的轉盤;爐體本體包括底板、自底板彎折延伸的外壁、自底板彎折延伸的並與外壁相隔一定距離的內壁、連接外壁和內壁的頂板和由底板、外壁、內壁和頂板共同圍形成密閉空間;所述爐體本體還包括置於密閉空間內分別與底板、外壁、內壁和頂板相連的第一擋板和第二擋板;所述第一擋板和第二擋板相隔一定的距離並將所述密閉空間分隔成第一分隔空間和第二分隔空間;所述第一檔板、第二擋板與所述外壁或內壁活動連接;蒸發源設置於第一分隔空間,物件掛架和轉盤設置於第二分隔空間; 在第一擋板和第二檔板打開時,轉盤將物件掛架從第二分隔空間移動至第一分隔空間內。

優選的,蒸發源包括第一蒸發源和第二蒸發源,外壁包括位於第一分隔空間的第一外壁和位於第二分隔空間的與第一外壁相連的第二外壁,內壁包括位於第一分隔空間的第一內壁和位於第二分隔空間與第一內壁相連的第二內壁;第一蒸發源和第二蒸發源分別設在第一外壁和第一內壁,且第一蒸發源和第二蒸發源相對設置。

優選的,蒸發源包括蒸發靶和為蒸發靶提供動力的蒸發靶源。

優選的,爐體本體的外壁至少兩個門。

優選的,蒸發靶源包括電弧靶源或平面靶源.中頻園柱靶源及直流靶源中的任一種或其任意組合。

本發明還提供了一種用於真空爐體的物理氣相沉積鍍膜方法,該方法包括如下步驟:將被鍍物件放於真空爐體的第二分隔空間;設置第一分隔空間中蒸發源的參數,並使蒸發源開始工作;當所述各參數達到物理氣相沉積鍍膜的要求時,打開第一擋板和第二擋板,利用轉盤將被鍍物件從第二分隔空間移入第一分隔空間進行物理氣相沉積鍍膜。

本發明還提供了一種真空爐體,該真空爐體包括密閉的真空室,該真空室通過擋板分隔成獨立的物件區和靶蒸發區; 物件區,用於放置被鍍物件;靶蒸發區,用於給被鍍物件物理氣相沉積鍍膜;該真空爐體還包括控制部件,用於打開檔板,將分隔的物件區與靶蒸發區相通;傳送部件,用於將被鍍物件從物件區移動至靶蒸發區。

優選的,靶蒸發區相對設置有第一蒸發源和第二蒸發源。

優選的,第一蒸發源和第二蒸發源分別包括蒸發靶和為蒸發靶提供動力的蒸發靶源;擋板包括第一擋板和第二擋板。

本發明還提供了一種用於真空爐體的物理氣相沉積鍍膜方法,該方法包括如下步驟:將被鍍物件放於真空爐體的物件區;設置靶蒸發區中蒸發源的參數,並使蒸發源開始工作;當所述各參數達到物理氣相沉積鍍膜的要求時,打開擋板,將被鍍物件從物件區移入靶蒸發區進行物理氣相沉積鍍膜。

採用本發明提供的真空爐體以及方法,將蒸發源與被鍍物件分別放置在兩個獨立分隔的區域,可以杜絕瞬間產生的氧物質,避免氧物質污染到被鍍物件表面上,從而避免被鍍物件產生假性附著,提高產品品質的穩定性。

本發明將蒸發源與被鍍物件分別放置在兩個獨立分隔的區域,生產過程中.各種殘渣,鈦灰塵,氧化物,只殘留在單獨分隔真空室蒸發區裡面,很容易完全清除乾淨。物理氣相沉積鍍膜膜厚均勻。沒有無效蒸發區域。

由於採用了兩組蒸發源,使得內外側靶源互相交差蒸發,物理氣相沉積鍍膜膜厚很均勻。凹角位子與正角位子物理氣相沉積鍍膜膜厚均勻。

10‧‧‧真空爐體

10”‧‧‧另一實施例的真空爐體

11‧‧‧爐體本體

111‧‧‧底板

112‧‧‧外壁

113‧‧‧內壁

11a‧‧‧第二分隔空間之三個門之一

11b‧‧‧第二分隔空間之三個門之二

11c‧‧‧第二分隔空間之三個門之二

11d‧‧‧第一分隔空間之門

12‧‧‧蒸發靶

12’‧‧‧現有技術真空爐體的蒸發靶

13‧‧‧蒸發靶源

13’‧‧‧現有技術真空爐體的蒸發靶源

14‧‧‧物件掛件

14’‧‧‧現有技術真空爐體的物件掛件

15’‧‧‧現有技術真空爐體的自轉架

15”‧‧‧另一實施例的自傳公盤

16‧‧‧公轉盤

16’‧‧‧現有技術真空爐體的公轉盤

16”‧‧‧另一實施例的公轉盤

17‧‧‧第一擋板

17’‧‧‧現有技術真空爐體的死角無效區

17”‧‧‧另一實施例的第一擋板

18‧‧‧第二擋板

18”‧‧‧另一實施例的第二擋板

A‧‧‧蒸發源

A1‧‧‧第一蒸發源

A2‧‧‧第二蒸發源

A”‧‧‧另一實施例的蒸發源

A1”‧‧‧另一實施例的第一蒸發源

A2”‧‧‧另一實施例的第二蒸發源

B‧‧‧被鍍物件

C‧‧‧轉盤

C”‧‧‧另一實施例的轉盤

D”‧‧‧另一實施例的擋板

L‧‧‧離子

R‧‧‧氧化物質

S‧‧‧密閉空間

S1‧‧‧第一分隔空間

S2‧‧‧第二分隔空間

S1”‧‧‧另一實施例的靶蒸發區

S2”‧‧‧另一實施例的物件區

第1圖係本發明提供的現有技術真空爐體的示意圖。

第2圖係第1圖的內部結構圖。

第3圖係第1圖的俯視圖。

第4圖係本發明提供的一個實施例的整體結構示意圖。

第5圖係本發明提供的一個實施例的內部結構示意圖。

第6圖係本發明提供的PVD鍍膜時工作示意圖。

第7圖係本發明提供的一個實施例的內部結構示意圖(電弧靶源或平面靶源,中頻圓柱靶源及直流靶源)。

第8圖係本發明提供的一個實施例的內部結構示意圖(電弧靶源或平面靶源,中頻圓柱靶源及直流靶源)。

第9圖係本發明提供的一個實施例的內部結構示意圖(電弧靶源或平面靶源,中頻圓柱靶源及直流靶源)。

下面結合具體的實施例及附圖對的技術方案進行詳細的描述,以使其更加清楚。以下實施例僅為了描述本發明所列舉的較為詳細的實施例,並不作為對本發明所的限定。

實施例一

參見圖4-7和圖9,本發明提供的真空爐體10,包括爐體本體11,蒸發源A,用於放置被鍍物件B的物件掛架14,用於放置物件掛架14的並移動該物件掛架14的轉盤C。

爐體本體11包括底板111、自底板111彎折延伸的外壁112、自底板111彎折延伸的並與外壁112相隔一定距離的內壁113、連接外壁112和內壁113的頂板(未標示)和由底板111、外壁112、內壁113和頂板共同圍形成密閉空間(真空室)S。

所述爐體本體11還包括置於分隔空間S內分別與底板111、外壁112、內壁113和頂板相連的第一擋板17和第二擋板18;所述第一擋板17和第二擋板18相隔一定的距離並將所述分隔空間S分隔成第一分隔空間S1和第二分隔空間S2;所述第一檔板17、第二擋板18與所述外壁112或內壁113活動連接。

蒸發源A設置於第一分隔空間S1,物件掛架14和轉盤C設置於第二分隔空間S2。

在第一擋板17打開時,轉盤C將物件掛架14從第二分隔空間S2移動至第一分隔空間S1內。蒸发源A包括第一蒸发源A1和第二蒸发源A2。当然也可以只有一个蒸发源。

外壁112包括位於第一分隔空間S1的第一外壁和位於第二分隔空間S2的第二外壁,內壁113包括位於第一分隔空間S1的第一內壁和位於第二分隔空間S2第二內壁。第一外壁和第二外壁相連,第一內壁和第二內壁相連。也就是說,第一外壁、第一內壁、底板和頂板構成了第一分隔空間S1;第二外壁、第二內壁、底板和頂板構成了第二分隔空間。

第一蒸發源A1和第二蒸發源A2分別設在第一外壁和第一內壁,且第一蒸發源A1和第二蒸發源A2相對設置。

設置兩個蒸發源,能更好的提高PVD鍍膜(塗層)的效率。參見圖6,可以看到,兩個蒸發源,會互相交叉蒸發離子L,提高效率。

蒸發源A包括蒸發靶12和為蒸發靶12提供動力的蒸發靶源13。

本發明中,蒸發源A設置第一分隔空間,使得生產過程中,殘留各種殘渣、鈦灰塵、氧化物等殘物,很容易完全清乾淨。

蒸發源A設置在第一分隔空間,採用公轉橫插掛方式,鍍出PVD鍍層(塗層)物件,物理氣相沉積鍍膜(塗層)膜厚均勻,蒸發靶源設置在第一分隔空間。

蒸發源A設置在第一分隔空間,PVD鍍膜(塗層)時溫度不會一直上升,可以控制在100-500攝氏度。不用停機等待降溫,可以繼績鍍膜塗層。第二分隔空間可以裝製溫,冷卻控制糸統。

蒸發源A設置在第一分隔空間,定期清理,清理時間約2小時以下就可從新開機工作。

蒸發源A設置在第一分隔空間,可以無限放大真空室,沒有無效蒸發區域。兩組蒸發源源互相交叉蒸發,PVD鍍膜(塗層)膜厚很均勻,凹角位子與正角位子PVD鍍膜相當均勻,PVD鍍膜(塗層)膜厚4un誤差值約0.02un以下。

爐體本體11的外壁設有至少兩個門,本發明提高的實施例中,參見圖4,在第一分隔空間設置了1個門11d,第二分隔空間3個門,分 別為11a,11b,11c。這樣方便清理、打掃。

轉盤C包括自轉盤15和公轉盤16,被鍍物件放置在物件掛架14上,物件掛架14設置在自轉盤15上,自轉盤15與公轉盤16轉動連接。通過公轉盤16的轉動將被鍍物件從物件區S2移入靶蒸發區S1。

蒸發靶源13可以是電弧靶源或平面靶源,中頻園柱靶源及直流靶源中的任一種或其任意組合。

由於本發明將真空爐體通過第一檔板和第二檔板分隔成兩個空間--第一分隔空間和第二分隔空間,可以事先調整好第一分隔空間中PVD鍍膜(塗層)各參數的條件,待滿足PVD鍍膜各參數條件後,再將被鍍物件從第二分隔空間移動入第一分隔空間。這樣,可以杜絕瞬間產生的氧物質,避免氧物質污染到被鍍物件表面上,從而避免被鍍物件產生假性附著,提高產品品質的穩定性。

本發明還提供了一種用於真空爐體的物件物理氣相沉積鍍膜(塗層)方法,該方法包括如下步驟:將被鍍物件B放於真空爐體的第二分隔S2空間;設置第一分隔空間S1中蒸發源的參數,並使蒸發源A開始工作;當參數達到物理氣相沉積鍍膜(塗層)的要求時,打開第一擋板17和第二擋板18,利用轉盤C將被鍍物件從第二分隔空間S2移入第一分隔空間S1進行物理氣相沉積鍍膜。

本實施例提供的方法,由於事先調整好蒸發靶源的電流以及氣體各參數條件,待穩定後開始PVD鍍膜(塗層),使得在啟動蒸發靶源(電 弧靶源或平面靶源.中頻園柱靶源及直流靶源)時可以杜絕瞬間產生的氧物質,避免氧物質污染到被鍍物件表面上,從而避免被鍍物件產生假性附著,提高產品品質的穩定性。

實施例二

在另外一個實施例中,參見圖8,本發明提供的另一種真空爐體10",該真空爐體包括分隔的真空室,該真空室通過擋板D"分隔成獨立的物件區S2"和靶蒸發區S1"。物件区S2",用于放置被镀物件B。

靶蒸發區S1",用於給被鍍物件物理氣相沉積鍍膜(塗層)。

該真空爐體還包括控制部件(未圖示),用於打開檔板D",將物件區S2"與靶蒸發區S1"連通。

傳送部件C",用於將物件區S2"的被鍍物件移動至靶蒸發區S1"。

靶蒸發區S1"相對設置有第一蒸發源A1"和第二蒸發源A2"。

當然,一個蒸發源也是可以的,但是兩個蒸發源可以提高效率,速度快,PVD鍍膜(塗層)比較均勻,PVD鍍膜(塗層)的效果更好。

第一蒸發源A1"和第二蒸發源A2"分別包括蒸發靶和為蒸發靶提供動力的蒸發靶源;擋板D"包括第一擋板17"和第二擋板18"。當然擋板D"也可以只有一個,只要能夠將物件區S2"和靶蒸發區S1"隔離就可以。

本發明中,蒸發源A"設置靶蒸發區,使得生產過程中,殘留各種殘渣、鈦灰塵、氧化物等殘物,很容易完全清乾淨。

蒸發源A"設置靶蒸發區,採用公轉橫插掛方式,鍍出PVD鍍膜(塗層)物件,物理氣相沉積鍍膜(塗層)膜厚均勻。

蒸發源A"設置靶蒸發區,PVD鍍膜(塗層)時溫度不會一直上升,可以控制在100-500攝氏度。不用停機等待降溫,可以繼績物理氣相沉積鍍膜(塗層)。物件區可以裝製溫,冷卻控制糸統。

蒸發源A"設置靶蒸發區,定期清理,清理時間約2小時以下就可從新開機工作。

蒸發源A"設置靶蒸發區,可以無限放大真空室,沒有無效蒸發區域。兩組蒸發源源互相交叉蒸發,物理氣相沉積鍍膜膜厚很均勻,凹角位子與正角位子物理氣相沉積鍍膜(塗層)相當均勻,物理氣相沉積鍍膜(塗層)膜厚4un誤差值約0.02un以下。

由於本發明將真空爐體通過檔板分隔成兩個空間--靶蒸發區和物件區,可以事先調整好靶蒸發區中PVD鍍膜各參數的條件,待滿足PVD鍍膜(塗層)各參數條件後,再將被鍍物件從物件區移動入靶蒸發區。這樣,可以杜絕瞬間產生的氧物質,避免氧物質污染到被鍍物件表面上,從而避免被鍍物件產生假性附著,提高產品品質的穩定性。

本實施例中,真空爐體外壁也設有4個門,靶蒸發區設有1個,物件區設有3個。這樣方便清理、打掃。

同樣的,本發明還提供了一種在真空爐體內為被鍍物件物理氣相沉積鍍膜(塗層)的方法,該方法包括如下步驟:將被鍍物件B放於真空爐體的物件區S2";設置靶蒸發區S1"中蒸發源A"的參數,並使蒸發源A"開始工作;當各參數達到物理氣相沉積鍍膜(塗層)的要求時,打開擋板 D",將被鍍物件從物件區S2"移入靶蒸發區S1"進行物理氣相沉積鍍膜(塗層)。

傳送部件C"包括自轉盤15"和公轉盤16",被鍍物件放置在物件掛架14"上,物件掛架14"設置在自轉盤15"上,自轉盤15"與公轉盤16"轉動連接。通過公轉盤16"的轉動將被鍍物件從物件區S2"移入靶蒸發區S1"。

蒸發靶源可以是電弧靶源或平面靶源,中頻園柱靶源及直流靶源中的任一種或其任意組合。

本實施例提供的方法,由於事先調整好蒸發靶源的電流以及氣體各參數條件,待穩定後開始PVD鍍膜(塗層),使得在啟動蒸發靶源(包括電弧靶源或平面靶源.中頻園柱靶源及直流靶源)時可以杜絕瞬間產生的氧物質,避免氧物質污染到被鍍物件表面上,從而避免被鍍物件產生假性附著,提高產品品質的穩定性。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是,對於本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬於本發明的保護範圍。因此,本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。

10‧‧‧真空爐體

11a‧‧‧第二分隔空間之三個門之一

11b‧‧‧第二分隔空間之三個門之二

11c‧‧‧第二分隔空間之三個門之二

11d‧‧‧第一分隔空間之門

12‧‧‧蒸發靶

Claims (10)

  1. 一種真空爐體,包括:爐體本體(11),蒸發源(A),用於放置被鍍物件(B)的物件掛架(14),用於放置物件掛架(14)的並移動該物件掛架(14)的轉盤(C);其特徵在於,爐體本體(11)包括底板(111)、自底板(111)彎折延伸的外壁(112)、自底板(111)彎折延伸的並與外壁(112)相隔一定距離的內壁(113)、連接外壁和內壁的頂板和由底板(111)、外壁(112)、內壁(113)和頂板共同圍形成密閉空間(S);所述爐體本體(11)還包括置於密閉空間(S)內分別與底板(111)、外壁(112)、內壁(113)和頂板相連的第一擋板(17)和第二擋板(18);所述第一擋板(17)和第二擋板(18)相隔一定的距離並將所述密閉空間分隔成第一分隔空間(S1)和第二分隔空間(S2);所述第一檔板(17)、第二擋板(18)與所述外壁(112)或內壁(113)活動連接;蒸發源(A)設置於第一分隔空間(S1),物件掛架(14)和轉盤(C)設置於第二分隔空間(S2);在第一擋板(17)和第二檔板(18)打開時,轉盤(C)將物件掛架(14)從第二分隔空間(S2)移動至第一分隔空間(S1)內。
  2. 根據權利要求1所述的真空爐體,其特徵在於,蒸發源(A)包括第一蒸發源(A1)和第二蒸發源(A2),外壁(112)包括位於第一分隔空間(S1)的第一外壁和位於第二分隔空間(S2)的與第一外壁相連的第二外壁,內壁(113)包括位於第一分隔空間(S1)的第一內壁和位於第二分隔空間(S2)與第一內壁相連的第二內壁;第一蒸發源(A1)和第二蒸發源(A2)分別設在第一外壁和第一內壁,且第一蒸發源(A1)和第二蒸發源(A2)相對設置。
  3. 根據權利要求1或2所述的真空爐體,其特徵在於,蒸發源(A)包括蒸發靶(12)和為蒸發靶(12)提供動力的蒸發靶源(13)。
  4. 根據權利要求1所述的真空爐體,其特徵在於,爐體本體(11)的外壁設有至少兩個門。
  5. 根據權利要求3所述的真空爐體,其特徵在於,蒸發靶源(13)包括電弧靶源或平面靶源、中頻園柱靶源、直流靶源中的任一種或其任意組合。
  6. 一種用於真空爐體的物理氣相沉積鍍膜方法,其特徵在於,該方法包括如下步驟:將被鍍物件(B)放於真空爐體的第二分隔空間(S2);設置第一分隔空間(S1)中蒸發源的參數,並使蒸發源(A)開始工作; 當所述各參數達到物理氣相沉積鍍膜的要求時,打開第一擋板(17)和第二擋板(18),利用轉盤將被鍍物件從第二分隔空間(S2)移入第一分隔空間(S1)進行物理氣相沉積鍍膜。
  7. 一種真空爐體,其特徵在於,該真空爐體包括密閉的真空室,該真空室通過擋板(D")分隔成獨立的物件區(S2")和靶蒸發區(S1");物件區(S2"),用於放置被鍍物件(B);靶蒸發區(S1"),用於給被鍍物件物理氣相沉積鍍膜;該真空爐體還包括控制部件,用於打開檔板(D"),將分隔的物件區(S2")與靶蒸發區(S1")相通;傳送部件(C"),用於將被鍍物件從物件區(S2")移動至靶蒸發區(S1")。
  8. 根據權利要求7所述的真空爐體,其特徵在於,靶蒸發區相對設置有第一蒸發源(A1")和第二蒸發源(A2")。
  9. 根據權利要求8所述的真空爐體,其特徵在於,第一蒸發源(A1")和第二蒸發源(A2")分別包括蒸發靶和為蒸發靶提供動力的蒸發靶源;擋板(D")包括第一擋板(17")和第二擋板(18")。
  10. 一種用於真空爐體的物理氣相沉積鍍膜方法,其特徵在於,該方法包括如下步驟:將被鍍物件(B)放於真空爐體的物件區(S2");設置靶蒸發區(S1")中蒸發源(A")的參數,並使蒸發源(A")開始工作;當所述各參數達到物理氣相沉積鍍膜的要求時,打開擋板(D"),將被鍍物件從物件區(S2")移入靶蒸發區(S1")進行物理氣相沉積鍍膜。
TW103119695A 2014-03-26 2014-06-06 真空爐體及用於該真空爐體的物理氣相沉積鍍膜方法 TWI565925B (zh)

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