专利名称：溅镀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种镀膜装置，尤其涉及一种溅镀式镀膜装置。
背景技术：
镀膜技术是利用物理或化学手段在固体表面镀膜，从而使固体表面具有耐磨损、 耐高温、耐腐蚀、抗氧化、放辐射、导电、导磁或绝缘等许多优越性能，从而达到提高产品质 量、延长产品寿命、节约能源和获得显著技术经济效益的作用。其中，溅镀是指在低真空环境下利用荷能粒子轰击靶材表面，通过粒子的动量传 递打击靶材中的原子及其他粒子，并使其沉积在待镀工件表面上形成薄膜。它依靠荷能粒 子和靶材原子的动量交换，使靶材的原子、分子脱离表面进入气相，溅射出来的原子具有较 高的能量，沉积在待镀工件表面后还有足够动能使之在表面上迁移，因此成膜质量较佳，且 与基体结合牢固、镀膜密度高。溅镀有两种，一种是在真空室中，利用离子束轰击靶面，使溅 射出的离子在待镀工件表面成膜，离子束是由特制结构的离子源产生。另一种是在真空室 中，利用低压气体放电现象，使处于离子状态的离子轰击靶表面，溅射出的原子在待镀工件 上成膜。目前，在手机表面镀膜即采用溅镀的方式。一般地，在阴极设置靶材，在阳极设置 待镀工件，而且，传统的溅镀方式是将待镀工件置于托架上，溅射靶和待镀工件的被镀面平 行，由于靶材被击出的粒子呈发散状，因此采用此种镀膜方式得到的产品的边缘部位和其 正对着靶材之中心部位相比，所镀膜层较薄或者较不均勻，再加上使用过程中产品边缘部 位容易受到摩擦，所以容易出现产品边缘膜层磨损甚至剥落等现象，对产品外观影响较大。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能实现对工件全方位镀膜，尤其可增加待镀工件边缘 部位的膜层厚度的镀膜装置。一种溅镀装置，其包括第一筒状物和第二筒状物，该第二筒状物位于该第一筒状 物内，该第二筒状物设有若干开孔，每个开孔用于放置待镀工件，该第二筒状物可相对该第 一筒状物转动，该第一筒状物和该第二筒状物之间设有若干第一靶材，每个第一靶材具有 一个第一溅镀面，每个第一溅镀面朝向至少一个开孔，至少一个第一溅镀面和该至少一个 开孔所在平面相交。与现有技术相比，本发明提供的溅镀装置设有多个溅镀靶材，一个靶材的溅镀面 和至少一个开孔位置相邻近且朝向该至少一个开孔，并且该溅镀面和该至少一个开孔所在 平面相交，即，溅镀面的中心对准该开孔的边缘，因此将加强在开孔内放置的待镀工件的边 缘部位的膜层厚度，避免产品边缘的膜层出现磨损或剥落的现象。
图1是本发明较佳实施例提供的未密封的溅镀装置的立体图。
图2是图1所示的溅镀装置的分解图。图3是图1所示的溅镀装置的俯视图。图4是图3的IV-IV方向的剖视图。图5是图1的V-V方向的剖视图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。请参阅图1、图2、图3、图4及图5，本发明较佳实施例提供的溅镀装置10至少包 括以下部分一个外圆筒11，一个内支架12，一个夹设于该外圆筒11和该内支架12之间的 中央圆筒13，并且，该外圆筒11具有顶部(图未示)和底部110，该顶部与该底部110以及 该外圆筒11的筒壁构成一个密闭空间。该内支架12至少有一部分是空心圆柱体或称为环 体。优选地，外圆筒11、内支架12的环体部分以及中央圆筒13三者共有一个中心轴 I。外圆筒11、内支架12以及中央圆筒13的材料和壁厚选择适当以承受工作时该密 闭空间内的真空压力，壁厚也可以大致相同或者根据材质不同而制成不同的壁厚。高度方 面，外圆筒11的高度最高，中央圆筒13、内支架12与该外圆筒11的高度相同或相比较低。该中央圆筒13用于放置待镀工件，例如手机外壳，玩具外壳等。该中央圆筒13具 有相对的第一壁131和第二壁132，该第一壁131靠近该外圆筒11，该第二壁132靠近该内 支架12。该中央圆筒13可采用以下方式放置待镀工件中央圆筒13镂空形成一个个截面为矩形的开孔130，在开孔130内设有夹持装置 用于固持待镀工件。为简化起见，将待镀工件的被镀面看作是该开孔130所在的弧面，并进 一步将该弧面近似为平面。外圆筒11具有一个靠近该中央圆筒13的圆筒形内壁112，该内壁112与中央圆筒 13之间设有外靶材30。外靶材30包括第一靶材301，第二靶材302和第三靶材303。各个 靶材既可以与该外圆筒11相连，也可以相互独立。第一靶材301、第二靶材302、第三靶材303均具有一个溅镀面，每个溅镀面朝向至 少一个开孔130。例如，在本实施例中，溅镀面为矩形，其朝向沿中心轴I方向依次排列的三 个开孔130，用于为此三个开孔130内的待镀工件镀膜。和第一靶材301相对的开孔130所在平面与第一靶材301的溅镀面相交成0角， 优选地，9大于等于5度且小于等于10度。第一靶材301的垂线II指向开孔130的左侧 或右侧，因此第一靶材301对待镀工件的左侧或右侧所镀膜层较厚。和第二靶材302相对的开孔130所在平面与第二靶材302的溅镀面相交成0角， 优选地，0大于等于5度且小于等于10度。第二靶材302的垂线III指向开孔130的上 侧或下侧，因此第二靶材302对待镀工件的上侧或下侧所镀膜层较厚。和第三靶材303相对的开孔130所在平面与第三靶材303的溅镀面平行，即，与传 统的靶材设置方式一致。设置第三靶材303主要是对待镀工件的中央部位进行镀膜。也可 以根据实际情况免去此位置上的靶材。外靶材30的具体数目、各个靶材具体方位及其与待镀工件的相交角度需根据实际情况设置，例如，除了设置三个靶材，还可设置两个四个五个甚至多个，以使得最终待镀 工件的边缘部位的膜层厚度不小于中央部位的厚度，增强产品的耐磨性、耐用性。由于产品的形状不同，有些情况下只需对工件某一个部位的膜层加厚，此时只需 要设置一个与开孔平面相交的溅镀面即可达到此目的。进一步地，如果有必要对待镀工件朝向中央圆筒13内部的一边镀膜，则至少包括 位于中央圆筒13内部的内靶材20。优选地，在中央圆筒13内部设置内支架12。内支架12包括位于顶端的环体121， 内靶材20可通过与环体121相连以固定其位置。内靶材20包括第一靶材201、第二靶材 202、第三靶材203，该内靶材20沿该环体121的圆周方向大致等间距分布。第一靶材201、第二靶材202、第三靶材203的设置特点可分别参见前述的第一靶 材301、第二靶材302、第三靶材303的设置。优选地，一个内靶材和一个外靶材组成一对， 用于从内外两个方向向开孔130内的待镀工件镀膜，提高镀膜效率。内支架12也可以是一个如外圆筒11 一样的圆筒。该溅镀装置还设有驱动系统(图未示)，该驱动系统主要用于驱动该中央圆筒13 相对外圆筒11和内支架12平稳转动。考虑到整个溅镀过程中可能需要对待镀工件进行冷 却处理或因其他原因不可连续溅镀，所以，优选地，该驱动系统采用步进马达，例如将该中 央圆筒13连接到齿轮，通过齿轮连接到一个或多个步进马达，该驱动系统可设置在该外圆 筒11的底部110。当该中央圆筒13转动时，该外圆筒11、内支架12均相对静止。使中央圆筒13转动，当其中一批待镀工件转动至一对靶材之间时，按照溅镀步骤 进行镀膜。考虑到待镀工件可能不耐高温，优选地，溅镀装置10的一对靶材和另外一对靶 材之间沿弧面相隔较远，如此可以使待镀工件在两对靶材之间有足够的时间降温，或者设 置冷却装置为待镀工件降温，减少工件变形或因为高温而产生的内应力问题。在本实施例中，溅镀装置10的内外靶材和位于该中央圆筒11的待镀工件的位置 不是正对、而是倾斜相对的。在这种情况下，内外靶材被激发出的粒子并非直接溅镀到待镀 工件的中央区域，而是偏向待镀工件的边缘区域，而且，由于内外靶材之间的位置关系可以 设置成平行或不平行状态，而且一个溅镀装置可根据待镀工件的形状而设置多组靶材，因 此，最终可以保证每个待镀工件实现全方位均勻镀膜甚至是对边缘部位的膜层加厚处理， 从而得到的产品外壳将不会出现耐磨程度不一、边缘膜层容易剥落的状况。本发明优选地将内外靶材的溅镀面和与之倾斜相对的开孔所在平面的相交角度 设置为5度到10度，主要是因为如果小于5度，则镀膜效果没有变化；若超过10度，则整个 密闭空间需要相应变大，整个溅镀装置的体积将大大增加，增加不必要的生产成本。而在将 来的实际生产中，根据待镀工件结构的不同或者复杂程度的增加，更大的倾斜角度甚至更 小的倾斜角度也会有可能实现对待镀工件的全方位均勻镀膜。另外，由于靶材的溅镀面与开孔相距较近，所以溅镀所需功率较小，对靶材的消耗 也降低。需要说明的是，各组靶材的材料可以不同，因为考虑到待镀工件可能不止镀一层 膜。但是，优选地，选用相同的靶材对待镀工件进行镀膜可以保证待镀工件的每个角落都镀 膜均勻。正如本领域技术人员所知，靶材的形状可以是圆形、平板状、三角形、环形、圆锥形等，其设置方式并不一定是本实施例所示，尤其是内靶材20的设置方式，可以将本实施例 所示的内靶材20设计成与待镀工件所在平面相交的托架，例如矩形托架，在该矩形托架上 设置靶材，这样，即可不受限于本实施例所示的矩形靶材，可在托架上设置适合的靶材。另外，内支架12上的内靶材20可以与外圆筒11的底部相连，当内支架12与外圆 筒11的顶部固定连接时，内靶材20可以悬空，不必和外圆筒11的底部110相连。其他使得内外靶材的溅镀面与开孔所在平面相交的方式均属于本发明精神范围 内的实施方式。可以理解，本发明每个实施例所提到的靶材均可以根据需要更换为用于承托靶材 的托架。此外，本领域技术人员都知道，该溅镀装置还设有工件送入或取出装置用于装卸 待镀工件，以及抽真空系统，例如常见的抽真空泵，用于给整个密闭空间抽真空。
权利要求
一种溅镀装置，其特征在于包括第一筒状物和第二筒状物，该第二筒状物位于该第一筒状物内，该第二筒状物设有若干开孔，每个开孔用于放置待镀工件，该第二筒状物可相对该第一筒状物转动，该第一筒状物和该第二筒状物之间设有若干第一靶材，每个第一靶材具有一个第一溅镀面，每个第一溅镀面朝向至少一个开孔，至少一个第一溅镀面和该至少一个开孔所在平面相交。
2.如权利要求1所述的溅镀装置，其特征在于相交角度大于等于5度且小于等于10度。
3.如权利要求1所述的溅镀装置，其特征在于该若干第一靶材沿该第一筒状物圆周 方向等距分布。
4.如权利要求1所述的溅镀装置，其特征在于该若干第一靶材与该第一筒状物相连。
5.如权利要求1所述的溅镀装置，其特征在于进一步包括若干第二靶材，该若干第二 靶材设于该第二筒状物内，每个第二靶材具有一个第二溅镀面，每个第二溅镀面朝向至少 一个开孔，至少一个第二溅镀面和该至少一个开孔所在平面相交。
6.如权利要求5所述的溅镀装置，其特征在于该至少一个第二溅镀面和该至少一个 开孔所在平面的相交角度大于等于5度且小于等于10度。
7.如权利要求5所述的溅镀装置，其特征在于进一步包括内支架，该内支架设于该第 二筒状物内，用于固定该若干第二靶材。
8.如权利要求5所述的溅镀装置，其特征在于该若干第一靶材和该若干第二靶材在 位置上一一对应。
全文摘要
本发明提供一种溅镀装置，包括第一筒状物和第二筒状物，该第二筒状物位于该第一筒状物内，该第二筒状物设有若干开孔，每个开孔用于放置待镀工件，该第二筒状物可相对该第一筒状物转动，该第一筒状物和该第二筒状物之间设有若干第一靶材，每个第一靶材具有一个第一溅镀面，每个第一溅镀面朝向至少一个开孔，至少一个第一溅镀面和该至少一个开孔所在平面相交。本发明提供的溅镀装置可对置于开孔内的待镀工件进行全方位镀膜，尤其可增厚待镀工件边缘部位的膜层厚度。
文档编号C23C14/56GK101845613SQ20091030110
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月25日 优先权日2009年3月25日
发明者颜士杰 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司