一种自旋转立式镀膜基架及镀膜设备的制作方法

本发明涉及真空镀膜技术领域，尤其涉及一种适用于流水线式的自旋转立式镀膜基架及镀膜设备。

背景技术：

由于现代科技发展的要求，真空镀膜技术得到了飞速的发展。真空镀膜技术可以改变工件表面性能，提高工件耐磨损、抗氧化和耐腐蚀等性能，从而延长工件的使用寿命。真空镀膜技术也可以实现光学、电学、半导体薄膜器件的制备，具有很高的经济价值。而磁控溅射技术可以制备各种超硬膜、耐腐蚀摩擦薄膜、超导薄膜、磁性薄膜、光学薄膜以及各种具有特殊功能的薄膜，在工业薄膜制备领域的应用非常广泛。

目前，产业化的磁控溅射的设备主要分为两种类型：

(1)流水线式镀膜设备，此种设备通常为线性结构，包括进样腔室、过渡腔室(即缓冲室)、镀膜腔室、另一过渡腔室、出样腔室、回架导轨。生产时，样品基架放好样品后，从进样腔室进入，通过过渡腔室进入镀膜腔室，然后在镀膜腔室完成镀膜工艺后经由过渡腔室到出样腔室，基架可通过回架导轨回到进样腔室侧，取出成品后，重新安放需要镀膜样品，又可进入进样腔室，完成循环。缓冲室的设计可以实现不破环镀膜室真空条件下连续进出样，实现流水线生产。

(2)单体式镀膜设备，此种设备通常为圆柱形结构，结构比较简单，在腔壁的内侧均匀分布磁控溅射阴极部分，腔室正中心位置为可自转的主样品架，一般为圆柱形，主样品架上有许多可以自转的圆形样品架。镀膜时，先打开门阀，将样品架上放好样品后关上门阀，抽到合适真空后开始，让主样品架和次样品架同时自转，开始溅射镀膜，镀膜结束后，待温度冷却后，将腔室放大气，打开门阀，拿出样品。

然而，第一种设备只能实现单面镀膜，当需要在一些样品的多个表面镀膜时，只能依次在不同面分次镀上薄膜，这样不仅增加了镀膜所需要的时间，同时工件表面的薄膜的均匀性也得不到保证。而第二种设备，每次更换样品需要重新将设备放大气，一次只能生产一批样品，不能连续生产，并且在溅射工艺中需要对设备内进行加热，而为防止设备高温下被氧化，镀膜结束后必须等到设备完全冷却后，才能通入大气、取出样品，增加了工艺耗费时间。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种自旋转立式镀膜基架，适用于流水线式立式镀膜设备，可以对样品四周进行全面的镀膜。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种自旋转立式镀膜基架，包括基架本体和支架，所述基架本体包括顶部的第一导向部和底部的第二导向部，所述支架用于承载待镀膜的样品，可旋转地设于所述基架本体上。

作为其中一种实施方式，所述基架本体上开设有容纳槽，所述支架容纳于所述容纳槽内。

作为其中一种实施方式，所述支架为多个，间隔设于所述容纳槽内。

作为其中一种实施方式，所述基架本体还包括相连的控制开关、主控电路板、副电源和传动机构，所述支架在所述控制开关的控制下由所述传动机构驱动而相对于所述基架本体转动。

作为其中一种实施方式，所述传动机构与所述支架之间还设有衔接座，所述传动机构包括马达，所述衔接座一端连接所述马达的驱动轴，一端连接所述支架。

作为其中一种实施方式，所述衔接座筒状结构，其一端设有隔板，所述隔板将所述衔接座的截面分隔成相互隔离的两部分；所述支架上开设有插槽，所述支架部分嵌设于所述衔接座内，且所述隔板插设于所述插槽内。

作为其中一种实施方式，所述第一导向部包括沿基架长度方向上设置的条形的第一磁铁，用于与镀膜腔室顶部的磁导向件磁性互斥而非接触式配合。

作为其中一种实施方式，所述第二导向部为沿基架长度方向上设置的圆柱。

作为其中一种实施方式，所述第二导向部外表面形成有凸起的网格状纹路。

本发明的另一目的在于提供一种镀膜设备，包括镀膜腔室、分别设于所述镀膜腔室顶部和底部的第一导向机构和第二导向机构以及自旋转立式镀膜基架，所述第一导向部和所述第二导向部分别与所述第一导向机构和所述第二导向机构配合。

本发明能够实现了流水线式生产，在保证薄膜质量的前提下，可以对样品多个表面一次性镀膜，镀膜工艺耗费时间短，产业化效率高，适合大规模工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例的一种镀膜设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种镀膜基架的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种镀膜基架的工作原理示意图；

图4为本发明实施例的支架安装结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1，本发明实施例的镀膜设备主要包括镀膜腔室20、分别设于镀膜腔室20顶部和底部的第一导向机构21和第二导向机构22以及安装在镀膜腔室20内的自旋转立式镀膜基架10，自旋转立式镀膜基架10既能沿镀膜腔室20内移动，也能实现样品的自转，实现了样品的全方位镀膜。镀膜基架10顶部具有第一导向部11a，底部具有第二导向部11b，第一导向部11a和第二导向部11b分别与第一导向机构21和第二导向机构22配合，以保证镀膜基架10在第二导向机构22上方直线运动而不发生歪斜，可以理解的是，镀膜设备除了具有镀膜腔室20外，还具有进样腔室、过渡腔室和出样腔室等。

结合图2所示，该自旋转立式镀膜基架10包括基架本体11和支架12，基架本体11包括顶部的第一导向部11a和底部的第二导向部11b，支架12用于承载待镀膜的样品，可旋转地设于基架本体11上，在镀膜基架10沿直线移动时，支架12带动其上的样品进行旋转而实现全方位镀膜。

优选地，第一导向机构21为磁导向机构，与镀膜基架10顶部的第一导向部11a非接触式配合，如图2和图3，第一导向部11a内嵌有沿基架长度方向上设置的条形的第一磁铁a，第一导向机构21安装于镀膜腔室20顶部，且整体呈u形，u形结构的两端为磁导向件210，该磁导向件210为第二磁铁，第二磁铁对称设置在第一磁铁a的两端，分别具有与第一磁铁a相应面相同的极性，当镀膜基架10安装到第一导向机构21的u形槽内后，第一磁铁a同时受到两侧的第二磁铁的斥力，实现第一导向机构21与第一导向部11a的非接触式配合，使镀膜基架10的第一导向部11a始终处于u形槽的正中。

优选第二导向机构22为滚轮导向机构，镀膜基架10承载于其上，并由其借助摩擦力进行引导和驱动，第一导向部11a仅仅起到辅助定位作用，防止镀膜基架10出现歪斜。具体地，第二导向机构22包括电机(图未示)和多个直线布置的滚轮220，其中的每个滚轮220的转轴方向相同。在电机的驱动下，滚轮220沿同一方向转动而传输镀膜基架10，第二导向机构22兼具引导和驱动功能。

如图3所示，第二导向部11b为沿基架长度方向上设置的圆柱，基架本体11还具有连接主体部分与第二导向部11b的衔接部11c，衔接部11c大体呈长条形，作为主体部分与第二导向部11b的过渡部分。每个滚轮220的周面上开设有一圈凹槽，圆柱形的第二导向部11b嵌入该凹槽内而保持与滚轮220的接触。在滚轮220周向转动的过程中，第二导向部11b沿预定的方向移动至镀膜位置。进一步优选第二导向部11b外表面形成有凸起的网格状纹路，可以增大其与滚轮220之间的摩擦力，防止打滑。

另外，本实施例在基架本体11上开设有容纳槽110，支架12容纳于容纳槽110内，优选支架12为多个，间隔设于容纳槽110内。基架本体11还具有相连的控制开关111、主控电路板112、副电源113和传动机构114，主控电路板112通过通讯线与基架本体11表面的控制开关111连接，传动机构114可以采用电机，副电源113为传动机构114提供动力源，支架12在控制开关111的控制下由传动机构114驱动而相对于基架本体11转动。优选每个支架12对应一个传动机构114，可以实现集中控制且各个样品的镀膜进程不相互影响。

其中，控制开关111包括电源开关111a和调速旋钮111b，电源开关111a用于控制传动机构114的启停，调速旋钮111b用于调节基架本体11的转动速度。

基架本体11主要采用绝热材料，也可以在金属外壳结构内填充绝热材料，以保证其有一定的机械强度，又能保护基架本体11内部的电机、副电源、电路板等，避免腔室内温度过高造成损害。

作为其中一种实施方式，传动机构114与支架12之间还设有衔接座13，传动机构114包括马达，衔接座13一端连接马达的驱动轴，另一端连接支架12。本实施例的衔接座13筒状结构，其一端设有隔板131，隔板131将衔接座13的截面分隔成相互隔离的两部分；支架12上开设有插槽121，支架12部分嵌设于衔接座13内，且隔板131插设于插槽121内，实现衔接座13与支架12的可靠连接，而支架12上端为承载面，作为样品的固定平台。

在镀膜生产时，将样品固定到支架12上端的圆柱形平台上，通过其插槽121，支架12可以插入到衔接座13中并保持固定，打开电源开关111a，调整调速旋钮111b至合适档位，即可启动传动机构114的马达，然后使镀膜基架10进入镀膜腔室20进行镀膜。镀膜完成后，镀膜基架10走出镀膜腔室20，调节调速旋钮111b至最小档位，并关闭电源开关111a，拿下支架12并取走样品，同时放上另外一个固定好样品的支架12重新插入到空的衔接座13上，再次打开电源开关111a，调节调速旋钮111b至合适档位，让镀膜基架10重新进入镀膜腔室20进行镀膜，实现流水线式连续生产。

本发明能够实现了流水线式生产，在保证薄膜质量的前提下，可以对样品多个表面一次性镀膜，镀膜工艺耗费时间短，产业化效率高，适合大规模工业化生产。相比传统的单体镀膜设备，本设备在实现样品的全面镀膜的同时可以实现流水线式pvd镀膜生产，通过与进样腔室、过渡腔室、出样腔室等配合，可以实现镀膜腔室内的连续镀膜，而不用像单体镀膜设备一次只能镀一批样品，极大的提高了生产效率。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。