專利名稱：一種真空磁控濺射彩鍍設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于物理氣相沉積領域，涉及一種真空磁控濺射鍍膜設備。
背景技術：
在光電薄膜、半導體電子學用薄膜、表面裝飾等工業(yè)等領域的生產(chǎn)當中，利用真空 磁控濺射技術在塑料材料、金屬材料產(chǎn)品樣件或光學玻璃表面鍍制金屬、合金半導體、或金 屬化合物薄膜，以滿足某種特殊需要，如裝飾、導電、提高硬度強度等目的。其中針對裝飾工 業(yè)批量鍍膜，1992年美國5096562號專利提出的旋轉柱型磁控濺射靶結構被廣泛應用。但 在實際生產(chǎn)過程中，對于非規(guī)則形狀的產(chǎn)品基片，如手機外殼、手表殼、化妝品蓋、汽車零部 件等，尤其隨著電子產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，產(chǎn)品型號不斷的更新，產(chǎn)品外觀日趨復雜化、多樣化， 往往造成成膜時存在陰影區(qū)，產(chǎn)品成膜后其相應位置沒鍍或少鍍，影響產(chǎn)品外觀或?qū)щ娦?等要求。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述鍍膜不均勻問題，本發(fā)明的目的是提供一種應用斜靶補償和多功能樣 品懸掛架的原理的高效率、高靈動性、批量生產(chǎn)、占地面積小的大型真空磁控濺射彩鍍設 備。具體方案是一種真空磁控濺射彩鍍設備，包括依次布置在工作空間內(nèi)的烘烤室3、工件預懸掛 臺7、真空鍍膜室17及樣品懸掛架轉運車4，所述樣品懸掛架轉運車4上方為樣品懸掛架托 車5及其托車軌道6 ；在工件預懸掛臺7上方、烘烤室3、真空鍍膜室17的室內(nèi)底部相應位 置同樣安裝有托車軌道6，所述工件預懸掛臺7、烘烤室3和真空鍍膜室17三工位的托車軌 道6相連接；所述工件預懸掛臺7的托車軌道上設置樣品懸掛架8 ；所述真空鍍膜室17內(nèi) 部裝有多組柱狀旋轉磁控靶16，真空鍍膜室17內(nèi)上下中心有與樣品懸掛架8對接的軸承組 件21，真空鍍膜室17外接抽真空系統(tǒng)，真空鍍膜室17門上有裝有多個觀察窗18，其特征在 于在樣品懸掛架8的上下兩側，柱狀磁控靶16之間安裝有對稱的補償斜靶15 ；所述樣品懸掛架8為自轉式，即樣品懸掛處在隨樣品懸掛桿的公轉和自轉的同 時，桿的樣品懸掛處能夠自身旋轉；所述配抽真空系統(tǒng)包括水凝結捕集器9、分子泵14、閘板閥13、羅茨泵+干泵10及 維持泵11 ；所述樣品懸掛架8采用行星齒輪結構。本發(fā)明為了消除成膜時復雜外形產(chǎn)品的陰影區(qū)，改善產(chǎn)品表面成膜均勻性，一方 面，采用行星齒輪結構懸掛桿完成工件的公轉和自轉，另一方面，在樣品懸掛架8的上下兩 側，柱狀磁控靶16之間安裝有對稱的補償斜靶15，由于樣品架加載偏壓，故磁控靶靶材成 膜材料可以從多方向沉積到產(chǎn)品基片上。通過聯(lián)合應用多功能樣品懸掛架和補償斜靶，可 以有效的消除鍍膜死角，提高成膜質(zhì)量，可鍍制復雜外形的產(chǎn)品基片。為了增加鍍制產(chǎn)品種類，該鍍膜設備可根據(jù)產(chǎn)品外形，相應變換樣品懸掛架的可拆卸樣品懸掛桿部分，來滿足不同種類產(chǎn)品外形的懸掛需求。另外，柱狀旋轉磁控靶的特有 結構可以對鍍膜范圍，鍍膜距離，鍍膜朝向進行調(diào)節(jié)，滿足生產(chǎn)變動產(chǎn)品要求。
為了增加鍍制產(chǎn)品顏色，本發(fā)明的鍍膜設備采用單靶或多靶濺射的工作方式，采 用鍍制多層光學膜方法，使用2 3種靶材，就可以得到多種不同顏色，理論上可以得到所 有色彩的薄膜，改變了現(xiàn)有裝飾鍍膜設備的產(chǎn)品顏色比較簡單的狀況，大幅度提高了裝飾 鍍膜的技術水平和工藝水平。 整個彩鍍設備配有電控操作系統(tǒng)，實現(xiàn)鍍膜全過程中的全自動和半自動控制，方 便快捷，安全性高。另外，真空鍍膜室配備的離子源一方面用于產(chǎn)品表面的清洗，另一方面，可離化工 作氣體。提高成膜質(zhì)量。本發(fā)明真空彩鍍設備結構整體布局合理，可以消除復雜外形產(chǎn)品成膜時的陰影 區(qū)，滿足不同種類、形狀產(chǎn)品的鍍膜要求，具有一定靈動性，可鍍制多種顏色薄膜，生產(chǎn)效率 高，占地面積小，適用于手機等電子產(chǎn)品、多層光學薄膜、汽車零部件、化妝品和潔浴產(chǎn)品外 殼的高質(zhì)量成膜及批量生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的空間布置俯視圖；圖2是本發(fā)明真空鍍膜室的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明多級轉動傳動樣品懸掛架工作示意圖。圖4是本發(fā)明的樣品懸掛架公轉+自轉+樣品自轉傳動示意圖。圖中1.冷卻水路箱，2.氣路柜，3.烘烤室，4.樣品懸掛架轉運車，5.樣品懸掛架 托車，6.托車軌道，7.工件預懸掛臺，8.樣品懸掛架，9.水凝結捕集器，10.羅茨泵+干泵， 11.維持泵，12.陰極離子源，13.閘板閥，14.分子泵，15.補償斜靶，16.柱狀旋轉磁控靶， 17.真空鍍膜室，18.觀察窗，19.電源及電控柜，20.驅(qū)動電機，21.軸承組件，22.樣品卡 具，23.錐齒輪，24.小齒輪，25.大齒輪。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng)造進一步說明。如圖1所示，烘烤室3、工件預懸掛臺7、真空鍍膜室17依次布置在工作空間內(nèi)，工 件預懸掛臺7上方設置有樣品懸掛架8，轉運車4上方為樣品懸掛架托車5及其托車軌道 6，在工件預懸掛臺7上方、烘烤室3、真空鍍膜室17的室內(nèi)底部相應位置同樣安裝有托車軌 道6，真空鍍膜室17內(nèi)部裝有多組柱狀旋轉磁控靶16、補償斜靶15和陰極離子源12，室內(nèi) 上下中心有與樣品懸掛架8對接的軸承組件21，室外接配抽真空系統(tǒng)，主要包括水凝結捕 集器9、分子泵14、閘板閥13、羅茨泵+干泵10及維持泵11，室門上有裝有多個觀察窗18。 另外整個真空鍍膜設備接配有冷卻水路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)及電源和控制系統(tǒng)。如圖2所示，真空鍍膜室17室內(nèi)樣品懸掛架8與軸承組件21對接位于中心，周圍 與其平行安裝多組柱狀旋轉磁控靶16，在樣品懸掛架8的上下兩側，柱狀磁控靶16之間安 裝有對稱的補償斜靶15。如圖3和圖4所示，該設備有行星齒輪系樣品懸掛架8，可根據(jù)實際生產(chǎn)需要，選擇安裝不同類型的樣品懸掛桿組件，其中可分為固定式和自轉式。圖中為自轉式類型的樣品 懸掛架，除能夠完成樣品懸掛桿的公轉和自轉的同時，桿的樣品懸掛處能夠自身旋轉。固定 式無此功能，只完成樣品懸掛桿的公轉和自轉。固定式和自轉式通過變更可拆卸樣品懸掛 桿的方法進行二者之間的轉換，可根據(jù)產(chǎn)品的實際工況和生產(chǎn)要求進行選擇安裝。如圖4所示，驅(qū)動電機20使自轉式類型的樣品懸掛架8公轉，公轉的同時大齒輪 25驅(qū)動小齒輪24轉動，使樣品懸掛架8自轉，自轉的同時驅(qū)動錐齒輪23轉動，從而使與之 嚙合的樣品卡具22轉動，即樣品懸掛處轉動。本發(fā)明的生產(chǎn)流程為樣品懸掛架8首先在工件預懸掛臺7位置懸掛樣品，將轉運 車4?？吭诠ぜA懸掛臺7與烘烤室3之間，由樣品懸掛架托車5牽引，樣品懸掛架8沿托 車軌道6移動，進入烘烤室3烘烤預處理，烘烤加溫完畢后，將樣品懸掛架8移回到樣品懸 掛架轉運車4上，由轉運車4運送到另一端的真空鍍膜室17室內(nèi)進行抽真空鍍膜，真空系 統(tǒng)接水凝結捕集器9，加快抽真空速度，鍍膜時，陰極離子源12可對樣品表面進行清洗，并 離化工作氣體，提高成膜質(zhì)量。此時，若需不間斷生產(chǎn)鍍膜，將第二套樣品懸掛架以相同流 程懸掛產(chǎn)品基片并放入烘烤室3中加溫預處理，待第一套樣品懸掛架樣品鍍膜完畢后，運 送回工件預懸掛臺7摘卸并懸掛下一批樣品基片，同時可將第二套樣品懸掛架運送進真空 鍍膜室17中進行抽真空鍍膜，實現(xiàn)半連續(xù)生產(chǎn)。本發(fā)明的鍍膜設備，柱狀磁控靶16和補償斜靶15即可以單獨使用，也可以聯(lián)合復 合使用，鍍制一種材料或多種材料靶材得到不同種類、不同顏色的薄膜。
權利要求
一種真空磁控濺射彩鍍設備，包括依次布置在工作空間內(nèi)的烘烤室(3)、工件預懸掛臺(7)、真空鍍膜室(17)及樣品懸掛架轉運車(4)，所述樣品懸掛架轉運車(4)上方為樣品懸掛架托車(5)及其托車軌道(6)；在工件預懸掛臺(7)上方、烘烤室(3)、真空鍍膜室(17)的室內(nèi)底部相應位置同樣安裝有托車軌道(6)，所述工件預懸掛臺(7)、烘烤室(3)和真空鍍膜室(17)三工位的托車軌道(6)相連接；所述工件預懸掛臺(7)的托車軌道上設置樣品懸掛架(8)；所述真空鍍膜室(17)內(nèi)部裝有多組柱狀旋轉磁控靶(16)，真空鍍膜室(17)內(nèi)上下中心有與樣品懸掛架(8)對接的軸承組件(21)，真空鍍膜室(17)外接抽真空系統(tǒng)，真空鍍膜室(17)門上有裝有多個觀察窗(18)，其特征在于在樣品懸掛架(8)的上下兩側，柱狀磁控靶(16)之間安裝有對稱的補償斜靶(15)。
2.根據(jù)權利要求1所述的彩鍍設備，其特征在于所述樣品懸掛架(8)為自轉式，即樣 品懸掛處在隨樣品懸掛桿的公轉和自轉的同時，桿的樣品懸掛處能夠自身旋轉。
3.根據(jù)權利要求1所述的彩鍍設備，其特征在于所述抽真空系統(tǒng)包括水凝結捕集器 (9)、分子泵(14)、閘板閥(13)、羅茨泵+干泵(10)及維持泵(11)。
4.根據(jù)權利要求2所述的彩鍍設備，其特征在于所述樣品懸掛架(8)采用行星齒輪 結構。
全文摘要
本發(fā)明公開一種真空磁控濺射彩鍍設備，為了消除成膜時復雜外形產(chǎn)品的陰影區(qū)，改善產(chǎn)品表面成膜均勻性，一方面，采用行星齒輪結構懸掛桿完成工件的公轉和自轉，另一方面，在樣品懸掛架(8)的上下兩側，柱狀磁控靶之間安裝有對稱的補償斜靶，由于樣品架加載偏壓，故磁控靶靶材成膜材料可以從多方向沉積到產(chǎn)品基片上。通過聯(lián)合應用多功能樣品懸掛架和補償斜靶，可以有效的消除鍍膜死角，提高成膜質(zhì)量，可鍍制復雜外形的產(chǎn)品基片。
文檔編號C23C14/35GK101988187SQ20091001299
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權日2009年8月7日
發(fā)明者渠洪波 申請人:沈陽科友真空技術有限公司