专利名称：滚花装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械领域，尤其涉及一种滚花装置。
背景技术：
物理气相沉积(PVD,Physical Vapor Deposition)是电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片，氩离子在电场的作用下加速轰击溅射基台上的靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子(或分子)沉积在基片上成膜，而最终达到对基片表面镀膜的目的。图1为物理气相沉积中离子金属等离子体设备示意图。参照图1所示，设备110是离子金属等离子体αΜΡ)设备，其包括具有侧壁114的腔室112，腔室112通常是高真空室。靶材10被设置在腔室的上部区域中，且基板118被设置在腔室的下部区域中。基板118被保持在保持器120上，所述保持器通常包括静电卡盘。靶材10将通过适当的支承构件(未示出)被保持，所述支承构件可包括动力源。可设置上部罩(未示出)以罩住靶材10的边缘。靶材10的材料可包括例如招、镉、钴、铜、金、铟、钥、镍、银、钮、钼、铼、钌、银、锡、钽、钛、鹤、钒和锌中的一种或多种。这些元素可以以元素、化合物或合金的形式存在。基板118可包括例如半导体晶片，例如单晶硅晶片。溅射材料从靶材10的表面中溅射出来且被导向基板118。溅射材料122由箭头表示。通常情况下，聚焦线圈100被设置在腔室112内，聚焦线圈可改进溅射材料122的取向，且引导溅射材料与基板118的上表面相对正交，以提高溅射过程中所形成薄膜的均匀性。聚焦线圈100通过销128被保持在腔室112内，所述销128延伸通过聚焦线圈100的侧壁且还通过腔室112的侧壁114。销128通过固定螺丝(未标号)被保持处于所示构型。图1示出了沿聚焦线圈100内表面的销128的头部132和沿室侧壁114的外表面的另一头部 130。隔件140 (通常被称作隔套)环绕销128延伸且被用以使聚焦线圈100与侧壁114隔开。在公开号为CN101545093A (
公开日:2009年9月30日)的中国专利文献中还能发现更多的聚焦线圈的信息。在溅射过程中，会有一些溅射材料原子聚集在聚焦线圈100上面，如果聚焦线圈100表面光滑，成片的溅射材料原子会掉落至基板118上从而严重影响薄膜质量，因此，需要将聚焦线圈表面粗糙化，从而使得聚集在聚焦线圈100上面的溅射材料原子都附着在聚焦线圈表面，防止其掉落至基板118上。但是，现有技术中将聚焦线圈表面粗糙化后，在使用聚焦线圈的过程中，仍会出现下列情况:(1)附着在聚焦线圈表面的部分溅射材料原子掉落至基板上，从而影响成膜质量；另外还会出现(2)聚焦线圈的使用寿命较短
实用新型内容
[0011]本实用新型解决的问题是将聚焦线圈表面粗糙化后，在使用聚焦线圈的过程中，仍会出现附着在聚焦线圈表面的部分溅射材料原子掉落至基板上，从而影响成膜质量的问题。而且，聚焦线圈的使用寿命较短。为解决上述问题，本实用新型提供了一种液压滚花附加装置，包括:液压装置和滚花刀架；所述液压装置包括:液缸，位于所述液缸外的第一活塞、位于所述液缸内的第二活塞、连接第一活塞和第二活塞的活塞杆；在滚花装置工作时所述第一活塞推抵所述滚花刀架。可选的，所述液压装置还包括:底座，用于将所述液压装置与所述滚花装置连接；所述液缸设置在所述底座上，所述第二活塞将所述液缸分为第一腔室和第二腔室，所述液缸设置有位于第一腔室侧的第一输液口、位于第二腔室侧的第二输液口 ；输液泵，包括泵体和储液箱；所述泵体用于提供所述液压装置的输液动力，所述储液箱用于存储所述液压装置用液，所述储液箱设置有进液口和出液口；所述进液口和所述第一输液口通过输液管连通，所述出液口和所述第二输液口通过输液管连通。可选的，还包括控制开关，用于控制所述泵体的工作。可选的，所述液压装置还包括电磁阀和控制开关，所述控制开关用来控制所述泵体、电磁阀的工作；所述电磁阀用于控制液压装置中液体的流向。可选的，所述电磁阀设有电磁阀腔体，所述电磁阀腔体内部设有控制阀体；所述电磁阀腔体具有第一排液孔、第二排液孔、第三排液孔和第四排液孔；所述第一排液孔和所述第一输液口通过输液管连通，所述第二排液孔和所述第二输液口通过输液管连通，所述第三排液孔和所述进液口通过输液管连通，所述第四排液孔和所述出液口通过输液管连通；在控制开关的控制下所述控制阀体用于开启或关闭所述第一排液孔、第二排液孔、第三排液孔、第四排液孔。可选的，所述第一活塞与所述滚花刀架接触的表面平整。可选的，所述底座为正方体、长方体或者圆柱体。可选的，所述底座与所述滚花装置为螺连、插连、绑连或焊接。可选的，所述滚花装置还包括:丝杆，工作时所述丝杆和所述第一活塞共同推抵所述滚花刀架。与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点:采用本实用新型的滚花装置，当一个滚花工序开始启动时，滚花装置上的液压装置中的第二活塞移动至第一活塞推抵滚花刀架时停止，并且第一活塞对滚花刀架施加一定的压力，该压力等于液缸中的液体对第二活塞产生方向朝向第一活塞的压力，从而弥补现有的滚花装置对滚花刀架提供的滚花压力逐渐减小的缺陷，以使聚焦线圈表面的滚花图案均匀，从而，在溅射过程中，使得附着在聚焦线圈表面的部分溅射材料原子不会掉落至基板上，可以提高成膜质量。另外，还可以增加聚焦线圈的使用寿命。更进一步的，本实用新型的滚花装置上的液压装置还设置电磁阀和控制开关，所述控制开关用来控制所述泵体、电磁阀的工作，所述电磁阀用于控制液压装置中液体的流向。使得滚花装置更加自动化，并且使得滚花装置操作起来更加方便。
图1为物理气相沉积中离子金属等离子体设备示意图；图2是本实用新型的第一实施例的滚花装置的俯视图；图3是本实用新型的第一实施例的液压装置的示意图；图4是本实用新型的第二实施例的液压装置的示意图。
具体实施方式
发明人经过认真的研究和分析发现，出现现有技术中的(I) (2)两个问题的原因为:现有技术中，通常采用滚花工艺对聚焦线圈表面进行粗糙化，请参考图2，具体是将聚焦线圈100安装在滚花机床400的主轴401上，由滚花机床400上的丝杆结构402带动滚花刀架405上的滚花刀403，滚花刀403的刀头404抵住聚焦线圈100的表面来进行滚花操作的。滚花机床400上的丝杆结构402包括带有螺纹的丝杆406和套在所述丝杆上的螺母(图未示)，螺母内表面也设有与丝杆螺纹相匹配的螺纹，随着螺母与所述丝杆之间的配合来对滚花刀架提供滚花压力，同时对所述滚花刀架405上的滚花刀403提供压力。随着使用时间的增加，丝杆406与螺母之间螺纹会出现磨损，从而使得丝杆406与螺母之间产生松动现象，并且所述松动程度越来越大，使得丝杆406与螺母之间的配合紧密度越来越低，从而使得丝杆结构402对滚花刀架405提供的滚花压力逐渐减小，聚焦线圈100表面的滚花花纹的深度越来越浅，滚花图案不均匀，一些位置的滚花图案深度深，一些位置的滚花图案深度浅。滚花图案浅的位置处对于溅射材料原子的吸附力减小，容易出现掉落现象。因此，在溅射过程中，使用上述滚花图案不均匀的聚焦线圈100来改进溅射材料的取向时，会产生附着在聚焦线圈100表面的部分溅射材料原子掉落至基板上的现象，从而影响成膜质量。在溅射过程中，一旦出现溅射材料原子掉落至基板上的现象，就会将聚焦线圈100直接报废，因此聚焦线圈的使用寿命较短。为此，发明人经过创造性劳动，获得了一种滚花装置，包括液压装置和滚花刀架，所述液压装置包括设置液缸、设置在所述液缸里面的第二活塞、设置在所述液缸外面的第一活塞、连接所述第一活塞与第二活塞的活塞杆。在滚花装置工作时所述第一活塞推抵所述滚花刀架。从而弥补滚花压力逐渐减小的缺陷，以使聚焦线圈表面的滚花图案均匀。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明。由于本实用新型重在解释原理，因此，未按比例制图。并且，图中各个部件仅起示意作用，并不对本实用新型中各个部件的结构起到限定作用。实施例一图2是本实用新型的第一实施例的滚花装置的俯视图。图3是本实用新型的第一实施例的液压装置的示意图。请结合参考图2和图3，滚花装置200包括液压装置300和滚花机床400上的滚花刀架405，所述液压装置300包括:底座310、液缸320和输液泵340。其中，底座310，设置在滚花机床400上，用于将所述液压装置300与所述滚花装置200连接，具体的说底座连接在滚花机床400上。本实施例中，底座310为长方体。底座310上设有若干螺孔，用若干相对应的螺钉拧入所述螺孔以实现底座310与滚花机床400螺连的连接方式，使得底座310上的液压装置300在工作时不会出现晃动。在其它实施例中，底座310与滚花机床400的连接方式还可以为插连、绑连或焊接。所述插连为:在底座310上设置类似插头装置，所述类似插头装置与滚花机床400的相应位置上的插孔相连，所述插孔形状与类似插头形状相对应。所述绑连为将底座310与滚花机床400进行捆绑而实现的底座与滚花机床的连接。在其它实施例中，底座310还可以为正方体、圆柱体或其它规则或不规则的形状体，只要能够起到将所述液压装置300与所述滚花机床400连接的作用即可。液缸320，设置在所述底座310上，与所述底座310可以采用螺连、插连、绑连或焊接等连接方式，以使底座上的液缸320在工作时也不会产生晃动。本实施例中，液缸320为空心圆筒形状，液缸320水平放置，S卩，所述液缸320的中心对称轴与水平面平行。液缸320包括位于液缸外的第一活塞331、位于所述液缸内的第二活塞332、连接第一活塞和第二活塞的活塞杆333。所述第二活塞将所述液缸分为第一腔室325和第二腔室326，所述液缸设置有位于第一腔室325侧的第一输液口 323、位于第二腔室326侧的第二输液口 324。在其它实施例中，所述液缸还可以为空心的长方体形状、空心的正方体形状、空心的三角形形状或其它规则或不规则的空心形状等。在后续液压装置300工作时，第一活塞331用来推抵滚花刀架405，并对滚花刀架405施加一定的压力。具体实施例中，第一活塞331与滚花刀架405的接触面表面平整，使得第一活塞331能够对滚花刀架405提供更加平均的压力。第一活塞331和第二活塞332为柱体，它们与活塞杆333垂直的横截面的形状可以为正方形、长方形、圆形、多边形或其它规则图形或不规则图形。第一活塞331和第二活塞332的形状可以相同也可以不同。其中，第二活塞332的四周需紧贴所述液缸320的内壁，为了防止第一腔室325和第二腔室326内的液体互相流通，从而在液缸320中的液体无法产生对第二活塞332的液体压力，即无法使得第二活塞332在液缸内做往复运动。本实施例中，由于液缸320的形状为圆筒形，因此，第二活塞332的形状为圆柱形。本实施例中，第一活塞331的形状与第二活塞332的形状相同。所述第一活塞331与活塞杆333垂直的截面积等于或大于第二活塞332与活塞杆333垂直的截面积，一方面可以使得第一活塞331能够对滚花刀架提供更加平均的压力；另一方面，在不影响第一活塞331对滚花刀架施加压力大小的前提下，尽量减小液缸320的体积，从而可以尽量减小与活塞杆333垂直的第二活塞332的截面积，达到节约成本的目的。所述液压装置300还包括输液泵340，所述输液泵340包括泵体341和储液箱342。本实施例中，泵体341的下面设置有储液箱342。在其他实施例中，储液箱342可以设置在其他位置，例如，可以将储液箱342设置在所述泵体341的一侧，只要保证它们的电路连接和管路连接不变即可。所述泵体341用于提供所述液压装置300的输液动力，所述储液箱342用于存储所述液压装置300用液，所述储液箱342设置有进液口 344和出液口 345，所述进液口 344和所述第一输液口 323通过输液管连通，所述出液口 345和所述第二输液口 324通过输液
管连通。[0051]所述液压装置还包括控制开关350，用于控制液压装置是否工作，具体来说是控制泵体341的工作。请结合参考图2和图3，下面以聚焦线圈表面进行一个滚花工序的过程来介绍液压装置300的工作过程:当一个滚花工序开始时，将所述控制开关350开启，泵体341开始工作，所述储液箱342中的液体从出液口 345被泵体341抽出流经输液管346至第二腔室326中，推动所述第二活塞332朝第一活塞331方向移动，第一腔室325中的液体被挤出通过输液管346流至进液口 344中。此时第一活塞331逐渐向滚花刀架方向移动至抵住滚花刀架405，并对滚花刀架405施加一定的压力，间接的对所述滚花刀403施加相同压力，该压力由泵体341对液体提供的传输动力转换而来，等于第二腔室326的液体对第二活塞332产生方向朝向第一活塞331的压力，从而拟补滚花机床400上的丝杆结构402提供的滚花压力逐渐减小的缺陷，本实施例中，滚花机床400上的丝杆结构402与第一活塞331共同推抵所述滚花刀架405，对滚花刀架405施加压力，间接对所述滚花刀403施加相同压力，以使聚焦线圈表面的滚花图案均匀。所述第一活塞331施加的压力范围与泵体提供的动力有关，还与聚焦线圈的材料、即将在聚焦线圈上形成的滚花图案的深度有关。所述第一活塞331施加的压力如果太大，容易对滚花刀架405造成损伤；所述第一活塞331施加的压力如果太小，聚焦线圈的表面不容易得到均匀的和深度符合要求的滚花图案。例如，当聚焦线圈的材料为质量百分比为99.995%的钛金属时，所述第一活塞331施加的压力范围为IOMPa 20MPa。第一活塞331逐渐向滚花刀架405方向移动至抵住滚花刀架405的时间也和泵体341提供的动力有关。本实施例中，尽量控制第一活塞331移动至滚花刀架405的时间与滚花机床400上的丝杆结构402开始对滚花刀架405施加的压力时间的时间达到同步。当一个滚花工序结束时，将所述控制开关350关闭，所述泵体341停止工作，如果泵体341和储液箱342的位置比液缸320的设置位置低时，输液管346中的液体受到重力作用，回流效果更加明显，此时第二活塞332会向液缸第二腔室326侧移动，带动第一活塞331向液缸320方向移动，而不会继续抵住滚花刀架405并对其施加压力。其他实施例中，当一个滚花工序结束时，泵体341停止工作时，输液管346中的液体如果不会回流至储液箱342中的情况下，需要人为推动第一活塞331使其离开滚花刀架405的表面。还可以移动底座310的位置，或者移动液缸320的位置，使得第一活塞331离开滚花刀架405的表面。实施例二实施例二中液压装置比实施例一中的液压装置多了一个电磁阀，而且本实施例的控制开关与第一实施例的控制开关不同，本实施例的控制开关用来控制所述泵体、电磁阀的工作。所述电磁阀用于控制液压装置中液体的流向。本实施例的滚花装置更加自动化，并且操作更加方便。实施例二中，滚花装置中的液压装置其余的部件不发生变化，因此实施例二的附图沿用实施例一的标号。请参考图4，液压装置300’还包括电磁阀360。所述电磁阀360设有电磁阀腔体365和位于所述电磁阀腔体365内部的控制阀体(图未不)。所述电磁阀腔体365具有第一排液孔361、第二排液孔362、第三排液孔363和第四排液孔364。所述第一排液孔361和所述第一输液口 323通过输液管346连通，所述第二排液孔362和所述第二输液口 324通过输液管346连通，所述第三排液孔363和所述进液口 344通过输液管346连通，所述第四排液孔364和所述出液口 345通过输液管346连通。在控制开关的控制下所述控制阀体用于开启或关闭所述第一排液孔、第二排液孔、第三排液孔、第四排液孔。具体为，本实施例中的控制开关350’包括第一开启、第二开启、和关闭三种档位，请参考图4，下面以聚焦线圈表面进行一个滚花工序的过程来介绍液压装置300’的工作过程:当一个滚花工序开始时，所述控制开关350’设置在第一开启档位，泵体开始工作，，使得储液箱342中的液体从出液口 345被泵体抽出依次流经输液管346至电磁阀360时，电磁阀内的控制阀体(图未不)开启第二排液孔362和第四排液孔364的同时关闭第一排液孔361和第三排液孔363，液体通过电磁阀的第四排液孔364和第二排液孔362经输液管346流至第二腔室326中，推动液缸内的第二活塞332向第一活塞331方向移动至第一活塞331推抵滚花刀架405。当一个滚花工序结束后，关闭控制开关350’，使得泵体341停止工作，如果液缸的位置高于输液泵340与储液箱342的位置，第二腔室326中的液体可以经过输液管346至电磁阀360的第二排液孔362和第四排液孔364回流至出液口 345。接着，将控制开关350’设置在第二开启档位，泵体341开始工作，使得储液箱342中的液体从进液口 344被泵体抽出依次流经输液管346至电磁阀360时，电磁阀360内的控制阀体(图未不)开启第三排液孔363和第一排液孔361的同时关闭第二排液孔362和第四排液孔364。使得储液箱中的液体流至第一腔室325中，然后推动第二活塞332至第二腔室326侧移动，使得第一活塞331离开滚花刀架405的表面。实施例二中的所述电磁阀360的安装，使得操作人员只操作控制开关350’就可以实现液体在所述液压装置中的流动方向的控制，使得滚花装置更加自动化，并且使得滚花装置操作起来更加方便。本实用新型中的所述液体可以为油或水，也可以为不腐蚀液压滚花附加装置的其他液体。本实施例中较佳为油，油的密度和黏度能够提供合适的液体压力和控制活塞移动速度。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型的技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
权利要求1.一种滚花装置，其特征在于，包括: 液压装置和滚花刀架； 所述液压装置包括:液缸，位于所述液缸外的第一活塞、位于所述液缸内的第二活塞、连接第一活塞和第二活塞的活塞杆； 在滚花装置工作时所述第一活塞推抵所述滚花刀架。
2.如权利要求1所述滚花装置，其特征在于，所述液压装置还包括: 底座，用于将所述液压装置与所述滚花装置连接； 所述液缸设置在所述底座上，所述第二活塞将所述液缸分为第一腔室和第二腔室，所述液缸设置有位于第一腔室侧的第一输液口、位于第二腔室侧的第二输液口 ； 输液泵，包括泵体和储液箱；所述泵体用于提供所述液压装置的输液动力，所述储液箱用于存储所述液压装置用液，所述储液箱设置有进液口和出液口 ；所述进液口和所述第一输液口通过输液管连通，所述出液口和所述第二输液口通过输液管连通。
3.如权利要求2所述的滚花装置，其特征在于，还包括控制开关，用于控制所述泵体的工作。
4.如权利要求2所述的滚花装置，其特征在于，所述液压装置还包括电磁阀和控制开关，所述控制开关用来控制所述泵体、电磁阀的工作； 所述电磁阀用于控制液压装置中液体的流向。
5.如权利要求4所述的滚花装置，其特征在于，所述电磁阀设有电磁阀腔体，所述电磁阀腔体内部设有控制阀体； 所述电磁阀腔体具有第一排液孔、第二排液孔、第三排液孔和第四排液孔； 所述第一排液孔和所述第一输液口通过输液管连通，所述第二排液孔和所述第二输液口通过输液管连通，所述第三排液孔和所述进液口通过输液管连通，所述第四排液孔和所述出液口通过输液管连通； 在控制开关的控制下所述控制阀体用于开启或关闭所述第一排液孔、第二排液孔、第三排液孔、第四排液孔。
6.如权利要求1所述的滚花装置，其特征在于，所述第一活塞与所述滚花刀架接触的表面平整。
7.如权利要求2所述的滚花装置，其特征在于，所述底座为正方体、长方体或者圆柱体。
8.如权利要求2所述的滚花装置，其特征在于，所述底座与所述滚花装置为螺连、插连、绑连或焊接。
9.如权利要求1所述的滚花装置，其特征在于，还包括:丝杆，工作时所述丝杆和所述第一活塞共同推抵所述滚花刀架。
专利摘要一种滚花装置，包括液压装置和滚花刀架；所述液压装置包括液缸，位于所述液缸外的第一活塞、位于所述液缸内的第二活塞、连接第一活塞和第二活塞的活塞杆；在滚花装置工作时所述第一活塞推抵所述滚花刀架。应用本实用新型的滚花装置，可以使聚焦线圈表面的滚花图案均匀，从而减少附着在聚焦线圈表面的部分溅射材料原子掉落至基板上，从而影响成膜质量。另外，提高聚焦线圈的使用寿命。
文档编号B44B5/02GK203004917SQ20122046968
公开日2013年6月19日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者姚力军, 相原俊夫, 大岩一彦, 潘杰, 王学泽, 汪涛 申请人:宁波江丰电子材料有限公司