专利名称：具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，特别是涉及ー种可以派镀多种造型及尺寸的被镀对象，并可采用高功率脉冲磁控派镀(High Power ImpulseMagnetron Sputtering, HiPIMS)エ艺以改善镀膜质量的磁控派镀机。
背景技术：
随着工业持续的发展，现代人对于产品质量的要求越来越高，不仅希望使用高精密加工的产品，更期待产品表面能有更多的保护特性、更好的性能或是更佳的外观，以提供对人体健康的保护、产品使用寿命的延长、产品性能的提升以及产品美感的增进，因此许多产品的外壳会在制造完成后，送至溅镀厂进行溅镀作业，以使产品表面能够溅镀形成有功能性薄膜以提供对人体或产品的保护、产品性能的提升，或是使产品表面具有装饰性薄 膜以增加产品的美感。由于溅镀机的真空腔体的容积越大则抽气系统要抽出的气体量就越多，系统越不容易达到较佳的真空度；此外，在大气环境下所有物体的表面都会吸附水气以及其它气体，当环境压力下降或是接收到能量吋，这些气体分子便会从物体的表面逸散出来，而真空腔体内部与被镀对象的表面积越大，吸附的气体越多，在真空环境下逸出的气体也就越多，以致于要维持真空度及洁净度就越不容易。尤其当被镀对象是以常见的塑料材料所制成的时候，由于塑料材料在真空环境下以及溅镀过程中，除了会逸出水气及其它大气中常见的气体之外，经常还会逸出一些有机物，因此若是系统的抽气效率不佳，致使这些从真空腔体以及被镀对象的表面逸出的杂气无法被快速排出的话，就容易使得镀膜质量不佳，而产生如镀膜氧化、变质或是附着不良等情況。因此为了使真空腔体的容积及内部的表面积尽可能的縮小以维持真空腔体内的环境在ェ艺中能具有较佳的真空度以及洁净度，进而提升镀制出来的薄膜质量及性能，现有习知的溅镀机设计及制作方式一般都是依照被镀对象的外型及尺寸大小来设计及制作真空腔体。一旦遇到造型或尺寸不同而无法被真空腔体所容纳的被镀对象吋，除非改用更大型的溅镀机，否则就无法进行溅镀。除此之外，真空腔体的设计还须考虑镀膜的位置及均匀度等问题。虽然许多产品只需在单一表面上镀制薄膜，但仍有许多造型较为复杂或对薄膜功能的需求较多的产品需要对其双面甚或是多面进行溅镀。而且不管是哪ー类型的产品，一般而言，对于镀膜厚度的分布都会尽量要求均匀。在这种种考虑之下，承载被镀对象的机具或机构便需要能够在溅镀枪的溅镀范围内转动或绕行，甚至除了整个承载机具或机构要能进行公转之外，个别被镀对象还要能进行自转运动。如此ー来，真空腔体的容积就必须随之加大以容纳这些转动机构，因而更增加了问题的复杂性。除了真空腔体的造型、尺寸以及机构等问题之外，用以驱动磁控溅镀枪的电源供应器的选择也是ー个很重要的课题。产业现有习用的磁控溅镀机所使用的电源供应器一般多为直流电源供应器，而部分产业因エ艺上的需求则会使用射频(Radio Frequency, RF)电源供应器或中频(MiddleFrequency，MF)电源供应器等，但是这些电源供应器能提供的电源功率有限。一般而言，在进行磁控溅镀镀制金属的エ艺中，电源供应器供应给溅镀枪的电カ电压都在500伏特到600伏特以下，因此在溅镀过程中，能够提供给等离子体中的带电粒子加速的能量有限，如此当镀膜质量不佳时，能够由调整供电參数来进行改善的空间便极为有限。有鉴于此，如何使溅镀机能够容纳各种不同造型及尺寸的被镀对象，并针对被镀对象的两个或多个表面以溅镀厚度均匀的薄膜，且能借由对供电參数的调整来提升镀膜质量，即为ー急需突破的课题。
发明内容本实用新型的目的在干，克服现有的磁控溅镀机存在的缺陷，而提供ー种新型结构的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其至少包括一真空腔体及至少ー磁控溅镀枪。本創作係借由真空腔体以使溅镀机能够溅镀多种造型及尺寸的被镀对象，并且采用高·功率脉冲磁控溅镀エ艺以改善镀膜质量，从而更加适于实用。本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的其至少包括一真空腔体及至少ー磁控溅镀枪，该磁控溅镀枪设置于该真空腔体的至少ー侧，其特征为该真空腔体为ー拱形真空腔体且其具有一拱形门体，又该磁控溅镀枪的电源输入端是电性连接一高功率脉冲电源供应器，且该高功率脉冲电源供应器的操作电压是介于100伏特至2000伏特之间。本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进ー步实现。前述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其中所述的其进ー步包括一台车及ー载具，其中该载具是借由一转轴可旋转的结合于该台车上。前述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其中所述的该载具在该转轴的两端结合有一组转盘，且该组转盘的外缘包括有彼此相对应的多个沟槽。前述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其中所述的该载具进一歩包括有多根挂杆，所述挂杆卡设于彼此相对应的所述沟槽内。前述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其中所述的其进ー步包括ー驱动装置，其设置于该真空腔体上，且该驱动装置结合于该组转盘的外缘以驱动该组转盘旋转。前述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其中所述的其中至少ー该挂杆进
一步结合有至少ー载盘。前述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其中所述的该载具于该组转盘的外侧结合有ー组齿轮盘，且所述挂杆的两端分别具有ー齿轮以与该组齿轮盘相结合，又磁控溅镀机进ー步包括ー驱动装置，设置于该真空腔体上，且该驱动装置结合于该组转盘的外缘以驱动该组转盘旋转，并借由该组转盘的旋转以带动所述齿轮与该组齿轮盘作用而转动，进而带动所述挂杆进行自转。前述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其中所述的其包括至少ニ该磁控溅镀枪，且所述磁控溅镀枪分别设置于该真空腔体的两侧，以对ー被镀对象进行双面镀膜。[0019]前述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其中所述的该高功率脉冲电源供应器的操作电压是大于或等于700伏持。本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点I、磁控溅镀机能够对多种造型及尺寸的被镀对象的ー个或ー个以上的表面进行溅镀。2、借由使用高功率脉冲电源供应器驱动磁控溅镀枪以进行高功率脉冲磁控溅镀エ艺，可以在被镀对象表面镀制出质量较佳的薄膜。综上所述，本实用新型提供一种具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其至少包括一真空腔体及至少ー磁控溅镀枪，磁控溅镀枪设置于真空腔体的至少ー侧，真空腔体为ー拱形真空腔体且其具有一拱形门体，又磁控溅镀枪的电源输入端是电性连接一高功率 脉冲电源供应器，且高功率脉冲电源供应器的操作电压是介于100伏特至2000伏特之间。本实用新型在技术上有显着的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图I为本实用新型实施例的一种磁控溅镀机的立体结构图。图2为本实用新型实施例的一种具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机的示意图。图3为本实用新型实施例的一种输送台车及载具进入真空腔体的示意图。图4为本实用新型实施例的一种输送台车及载具进入真空腔体的侧视图。图5为本实用新型实施例的一种驱动装置静止的示意图。图6为本实用新型实施例的一种驱动装置动作的示意图。图7为本实用新型实施例的一种设置被镀对象、载盘、载具及台车的立体图。图8为本实用新型实施例的另ー种载具设置于台车的立体图。图9为本实用新型实施例的一种进行双面镀膜的示意图。10:磁控溅镀机11 :帮浦20:真空腔体21 :拱形门体22 :连接孔23 :质量流量控制器24 :气瓶30 :磁控溅镀枪40:台车41 :载具42 :转轴43 :转盘44 :沟槽45 :挂杆46:载盘47:齿轮盘48 :轴承座49 :齿轮[0043]50 :推车60 :驱动装置61 :滚轮70:电源输入端71 :高功率脉冲电源供应器80:被镀对象
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。图I为本实用新型实施例的一种磁控溅镀机的立体结构图。图2为本实用新型实施例的一种具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机的示意图。图3为本实用新型实施例的一种输送台车及载具进入真空腔体的示意图。图4为本实用新型实施例的一种输送台车及载具进入真空腔体的侧视图。图5为本实用新型实施例的一种驱动装置静止的示意图。图·6为本实用新型实施例的一种驱动装置动作的示意图。图7为本实用新型实施例的ー种设置被镀对象、载盘、载具及台车的立体图。图8为本实用新型实施例的另ー种载具设置于台车的立体图。图9为本实用新型实施例的一种进行双面镀膜的示意图。如图I及图2所示，本实施例为ー种具高功率脉冲电源供应器71的磁控溅镀机10，磁控溅镀机10至少包括有一真空腔体20及至少ー磁控溅镀枪30，而且磁控溅镀机10还进ー步设置有抽气系统及供气系统，抽气系统可以包括至少ー帮浦11，用来将真空腔体20内的气体抽出以使得真空腔体20内部呈现真空的状态。供气系统可以在进行溅镀作业前，先将エ艺气体储存于气瓶24内，然后在溅镀エ艺中将所需使用到的エ艺气体输送至真空腔体20内，并借由质量流量控制器(Mass FlowController, MFC) 23来控制エ艺气体的流量。真空腔体20的功用为容纳被镀对象、エ艺气体以及提供一真空环境来进行溅镀エ艺。本实施例所使用的真空腔体20为ー拱形真空腔体，由于真空腔体20的造型为ー拱形，能容纳较多种造型及尺寸的被镀对象，因此磁控溅镀机10能够对多种造型及尺寸的被镀对象(图未示)进行溅镀。又真空腔体20的一端的外侧连接有一拱形门体21，而拱形门体21上进ー步设置有至少ー连接孔22用来与供气系统连接以将来自供气系统的エ艺气体输送至真空腔体20中。此外，也可以依照エ艺的需求，将供气系统设置于真空腔体20的其它位置。当拱形门体21打开时，能将被镀对象送至磁控溅镀机10的真空腔体20内，然后再将拱形门体21紧密关上，而由于真空腔体20内部的气体会借由抽气系统被抽出至外部，因此使得真空腔体20内部能持续保持在真空状态。如图2所示，其中磁控溅镀枪30包括至少ー电源输入端70、至少ー冷却水进水管(图未示)及至少ー冷却水出水管(图未示)。磁控溅镀枪30的电源输入端70是电性连接至一高功率脉冲电源供应器71的电源输出端，且高功率脉冲电源供应器71的操作电压是介于100伏特至2000伏特之间。而磁控溅镀枪30的冷却水进水管可以连接于冰水机(图未示)的出水ロ以输送冷却水至磁控溅镀枪30，而冷却水出水管则可以连接于冰水机的入水口以从磁控溅镀枪30将使用过的冷却水回送至冰水机再行降温。如图3及图4所示,磁控派镀机10进ー步包括有一台车40及ー载具41,载具41可以借由设置ー转轴42在载具41的中心侧，而可旋转的结合于台车40上，而台车40及容置有被镀对象(图未示)的载具41可以装载于一推车50上，借由推车50的运送，可以把台车40及载具41输送至真空腔体20内。如图5至图8所示，其中在载具41的转轴42两端结合有一组转盘43，转盘43可以是圆形转盘，并且是互相对应地设置于转轴42的两端，又磁控溅镀机10进ー步包括有ー驱动装置60，可以设置于真空腔体20内侧上方，当磁控溅镀机10静止作业时，驱动装置60是与载具41的转盘43保持一段距离而互不接触，而当磁控溅镀机10在溅镀作业中需要载具41转动时，则驱动装置60下降至可使驱动装置60中的滚轮61结合于相对应的转盘43外缘的位置，以驱动转盘43旋转，进而带动转轴42以及位于转轴42另一端的转盘43旋转。又此二相对应的转盘43的外缘包括有相对应的多个沟槽44，这些沟槽44可以等间距的设置于ニ转盘43的外缘部，而载具41还进一歩包括有多根挂杆45卡设于相对应的沟槽44内。当转盘43借由驱动装置60驱动而旋转，并带动转轴42及位于转轴42另一端的转盘43旋转时，所有的挂杆45就会绕行转轴42进行公转。 如图7所示，其中相对应的ニ转盘43的沟槽44上至少卡设有ー挂杆45可以进ー步结合有至少ー载盘46，使得造型较为扁平的被镀对象80能够放置于载盘46上以进行溅镀作业，而被镀对象80也可以先黏贴于载盘46上以作固定，并借由转盘43的旋转以使被镀对象80的表面能均匀地被镀膜。如图8所示，又载具41在至少ー转盘43的外侧可以结合有一齿轮盘47，且齿轮盘47能与台车40上的轴承座48的外框相结合并固定于轴承座48的外框上，并且至少ー挂杆45的至少一端固定设置有ー齿轮49以与相对应的齿轮盘47相结合。由于齿轮盘47固定设置于轴承座48的外框上，因此当驱动装置60驱动转盘43旋转吋，齿轮盘47不会因为转盘43转动而跟着旋转，而卡设于转盘43上的沟槽44内的挂杆45则会随着转盘43的旋转绕行齿轮盘47，因而带动挂杆45上的齿轮49沿着相对应的齿轮盘47的外缘滚动，进而带动挂杆45进行自转，如此若是被镀对象80为曲面状或多面状且被镀对象80的曲面周围或多面皆需被溅镀时，即可将被镀对象80固定设置于挂杆45上，并借由挂杆45在溅镀作业中，绕行齿轮盘47所做的公转运动以及被齿轮49所带动而产生的自转运动，能使得被镀对象80的曲面周围或是多面状的各面都能够通过磁控溅镀枪30所溅镀的范围，而被完整且均匀地溅镀所需的薄膜。如图9所示，磁控溅镀枪30设置于真空腔体20的至少ー侧，或是磁控溅镀枪30可以并排设置于真空腔体20的至少ー侧。若是被镀对象80需要进行双面镀膜吋，则磁控溅镀机10可以装设至少ニ磁控溅镀枪30，且磁控溅镀枪30分别设置于真空腔体20的两侧，使得磁控溅镀枪30可以朝向真空腔体20内部进行溅镀，又因为被镀对象80在进行溅镀作业时是位于至少ニ磁控溅镀枪30之间，且由于被镀对象80设置于中心部位为缕空的载盘46上，因此被镀对象80的各面分别面向至少ー磁控溅镀枪30，所以被镀对象80的双面或各面都可以被镀制上所需的薄膜。另外，虽然高功率脉冲电源供应器71的操作电压可介于100伏特至2000伏特之间，但如果是在进行高功率脉冲磁控溅镀エ艺时，则高功率脉冲电源供应器71的操作电压是大于或等于700伏持，也就是说进行高功率脉冲磁控溅镀エ艺中能够提供一强度较高的电场来加速等离子体中的带电粒子，从而使得这些带电粒子具有较高的动能，更进一歩使得被这些具有较高动能的带电粒子所溅射出来的薄膜材料的原子也具有较高的动能，因而可以在被镀对象80的表面沉积出质量较佳的薄膜。借由本实施例的实施，可以使得磁控溅镀机10能够对多种造型及尺寸的被镀对象80的ー个或ー个以上的表面进行溅镀，并且可以得到较为均匀的薄膜；又由于使用了高功率脉冲电源供应器71因而能够进行高功率脉冲磁控溅镀エ艺，所以可以在被镀对象80的表面上镀制出质量较佳的薄膜。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，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述掲示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案 的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其特征在于其至少包括一真空腔体及至少一磁控溅镀枪，该磁控溅镀枪设置于该真空腔体的至少一侧，其特征为该真空腔体为一拱形真空腔体且其具有一拱形门体，又该磁控溅镀枪的电源输入端是电性连接一高功率脉冲电源供应器，且该高功率脉冲电源供应器的操作电压是介于100伏特至2000伏特之间。
2.根据权利要求I所述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其特征在于其进一步包括一台车及一载具，其中该载具是借由一转轴可旋转的结合于该台车上。
3.根据权利要求2所述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其特征在于该载具于该转轴的两端结合有一组转盘，且该组转盘的外缘包括有彼此相对应的多个沟槽。
4.根据权利要求3所述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其特征在于该载具进一步包括有多根挂杆，所述挂杆卡设于彼此相对应的所述沟槽内。
5.根据权利要求3所述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其特征在于其进一步包括一驱动装置，其设置于该真空腔体上，且该驱动装置结合于该组转盘的外缘以驱动该组转盘旋转。
6.根据权利要求4所述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其特征在于其中至少一该挂杆进一步结合有至少一载盘。
7.根据权利要求4所述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其特征在于该载具于该组转盘的外侧结合有一组齿轮盘，且所述挂杆的两端分别具有一齿轮以与该组齿轮盘相结合，又磁控溅镀机进一步包括一驱动装置，设置于该真空腔体上，且该驱动装置结合于该组转盘的外缘以驱动该组转盘旋转，并借由该组转盘的旋转以带动所述齿轮与该组齿轮盘作用而转动，进而带动所述挂杆进行自转。
8.根据权利要求I所述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其特征在于其包括至少二该磁控溅镀枪，且所述磁控溅镀枪分别设置于该真空腔体的两侧，以对一被镀对象进行双面镀膜。
9.根据权利要求I所述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其特征在于该高功率脉冲电源供应器的操作电压是大于或等于700伏特。
专利摘要本实用新型是有关于一种具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，其至少包括一真空腔体及至少一磁控溅镀枪。真空腔体为一拱形真空腔体，而磁控溅镀枪设置于真空腔体的至少一侧，并且磁控溅镀枪的电源输入端电性连接于高功率脉冲电源供应器。借由本实用新型的实施，可以使磁控溅镀机能够溅镀多种造型及尺寸的被镀对象，并可采用高功率脉冲磁控溅镀工艺以改善镀膜质量。
文档编号C23C14/35GK202610313SQ20122025558
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者曾国勋, 杨正旭, 江郁洲, 许富铭 申请人:富优技研股份有限公司