磁极方向调节装置以及镀膜设备的制作方法

1.本实用新型涉及镀膜技术领域，尤其是涉及一种磁极方向调节装置以及镀膜设备。


背景技术：

2.磁控溅射镀膜是目前使用较多的一种镀膜方式。通过磁控溅射可以在工件表面得到所需要的导电膜、光学膜、增硬膜、抗腐蚀膜、磁性膜、增透膜、减反膜以及多种装饰膜。随着消费者对产品性能需求的不断提高，磁控溅射的使用范围越来越广泛。在磁控溅射镀膜的过程中，膜层的均匀性是一个重要的考量指标。为了提高膜层的均匀性，传统的方式往往是通过调节镀膜时的真空度、电压以及工件转速等因素来调节膜层的均匀性。这些调节方式虽然能够在一定程度上改善膜层的均匀性，但是这些方式往往只是具有良好的普调性，即对工件整体具有良好的调节性能，而难以对工件的局部位置进行调节，尤其是需要在工件的多个表面进行镀膜时，难以有效保持工件不同面的膜层厚度的一致性。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种能够有效提高工件局部镀膜性能的镀膜设备及其磁极方向调节装置。
4.为了解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：
5.一种磁极方向调节装置，包括基座、磁性组件、极靴、极靴轴以及驱动机构；所述极靴轴可转动连接于所述基座，所述磁性组件连接于所述极靴，所述极靴固定于所述极靴轴的一端，所述驱动机构连接于所述极靴轴的另一端以用于驱动所述极靴轴转动，进而调节所述磁性组件的磁极方向。
6.在其中一个实施例中，所述驱动机构包括动力件和传动件，所述极靴轴和所述动力件分别连接于所述传动件，所述动力件用于带动所述传动件动作，进而带动所述极靴轴转动。
7.在其中一个实施例中，所述动力件为步进电机。
8.在其中一个实施例中，所述动力件和所述传动件上分别设有相互啮合的第一齿轮和第二齿轮。
9.在其中一个实施例中，所述极靴轴上设有轮齿，所述传动件上设有与所述轮齿相匹配的齿槽。
10.在其中一个实施例中，所述磁极方向调节装置还包括刻度盘，所述刻度盘固定于所述基座；所述极靴轴上设有刻度指针，所述极靴轴穿过所述刻度盘以使所述指针指向所述刻度盘。
11.在其中一个实施例中，所述磁极方向调节装置还包括冷却机构，所述冷却机构设于所述基座以用于冷却所述磁极方向调节装置。
12.在其中一个实施例中，所述磁性组件包括多个磁性件，多个磁性件均垂直与所述
极靴。
13.一种镀膜设备，包括溅射靶材以及如上述任一实施例中所述的磁极方向调节装置，所述磁性组件伸入所述溅射靶材的内部。
14.在其中一个实施例中，所述溅射靶材有多个，其中至少两个所述溅射靶材形成孪生溅射靶材。
15.上述磁极方向调节装置包括基座、磁性组件、极靴、极靴轴以及驱动机构；极靴轴可转动连接于基座，磁性组件连接于极靴，极靴固定于极靴轴的一端，驱动机构连接于极靴轴的另一端以用于驱动极靴轴转动，进而调节磁性组件的磁极方向。通过驱动机构带动极靴轴转动，使极靴随极靴轴同步运动，进而使磁性组件转动，这样可以方便地调节磁性组件的磁极方向。当需要改善工件的局部镀膜性能时，调节磁性组件的磁极方向，可以加强或者减弱工件的局部镀膜程度。尤其是，当需要在工件的多个表面进行镀膜时，与传统的镀膜方式相比，采用该调节装置能够通过对磁极方向的调节来缩小不同表面镀层的差异，有效提高工件不同面的膜层厚度的一致性。
附图说明
16.图1为本实用新型一实施例中磁极方向调节装置的结构示意图；
17.图2为图1对应的调节装置另一视角的结构示意图；
18.图3为图1对应的调节装置的极靴轴的结构示意图；
19.图4为图1对应的调节装置的局部示意图；
20.图5为工件不同表面镀膜的膜层示意图；
21.图6为本实用新型实施例1中镀膜时的示意图；
22.图7为本实用新型实施例2中镀膜时的示意图；
23.图8为本实用新型实施例3中镀膜时的示意图；
24.图9为本实用新型实施例4中镀膜时的示意图。
25.图中标记说明：
26.100、磁极方向调节装置；101、基座；102、磁性组件；103、极靴；104、极靴轴；1041、轮齿；1042、刻度指针；105、驱动机构；1051、动力件；1052、传动件；1053、第一齿轮；1054、第二齿轮；1055、动力件安装座；1056、传动件安装座；106、刻度盘；107、冷却机构；108、销钉；200、工件；201、工件主体；202、打底层；203、硬膜层；204、颜色层；205、工件正面；206、工件左侧面；207、工件右侧面；300、工件架。
具体实施方式
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
32.请参阅图1～图4，本实用新型一实施例提供了一种磁极方向调节装置100。该调节装置包括基座101、磁性组件102、极靴103、极靴轴104以及驱动机构105；极靴轴104可转动连接于基座101，磁性组件102连接于极靴103，极靴103固定于极靴轴104的一端，驱动机构105连接于极靴轴104的另一端以用于驱动极靴轴104转动，进而调节磁性组件102的磁极方向。
33.在本实施例的调节装置中，通过驱动机构105带动极靴轴104转动，使极靴103随极靴轴104同步运动，进而使磁性组件102转动，这样可以方便地调节磁性组件102的磁极方向。当需要改善工件200的局部镀膜性能时，调节磁性组件102的磁极方向，可以加强或者减弱工件200的局部镀膜程度。尤其是，当需要在工件200的多个表面进行镀膜时，与传统的镀膜方式相比，采用该调节装置能够通过对磁极方向的调节来缩小不同表面镀层的差异，有效提高工件200不同面的膜层厚度的一致性。
34.可以理解的是，磁性组件102与极靴103的安装方式和安装位置可以是磁性组件102垂直于极靴103，还可以是传统的极靴103安装方式，能够发挥出极靴103的作用即可。
35.在一个具体的示例中，磁性组件102包括多个磁性件，多个磁性件均垂直与极靴103。进一步地，多个磁性件呈阵列分布，且每行3个磁性件。可选地，磁性件为磁铁。
36.请参阅图6～图9，在本实用新型的一些具体示例中，每个磁性组件102包括3个磁铁，其中，在图中所示的n代表磁铁的n极，s代表磁铁的s极。
37.在一个具体的示例中，驱动机构105包括动力件1051和传动件1052，极靴轴104和动力件1051分别连接于传动件1052，动力件1051用于带动传动件1052动作，进而带动极靴轴104转动。可以理解的是，动力件1051通过动力件安装座1055安装于基座101上，传动件1052通过传动件安装座1056安装于基座101上。进一步地，通常动力件1051为电力驱动，优选动力件安装座1055为绝缘材质。
38.可选地，动力件1051为步进电机。采用步进电机进行驱动，方便对极靴轴104的运动行程和频率进行准确控制。
39.进一步地，动力件1051和传动件1052上分别设有相互啮合的第一齿轮1053和第二齿轮1054。这样可以通过相互啮合的第一齿轮1053和第二齿轮1054的配合，使动力件1051带动传动件1052运动，也可以通过啮合齿轮传动的方式提高传动的稳定性。
40.可以理解的是，在一个具体的示例中，极靴轴104上设有轮齿1041，传动件1052上设有与轮齿1041相匹配的齿槽。此时，极靴轴104上的轮齿1041与传动件1052上的齿槽相配合，进而带动极靴轴104转动。
41.具体地，传动件1052可以是蜗杆或齿条等，蜗杆和齿条上具有与轮齿1041相匹配的齿槽。进一步地，当传动件1052是蜗杆时，可以通过动力件1051带动蜗杆做不同方向的旋转，进而带动极靴轴104沿不同的方向转动。当传动件1052是齿条时，可以通过动力件1051带动齿条做往返运动，进而带动极靴轴104沿不同的方向转动。
42.在一个具体的示例中，磁极方向调节装置100还包括刻度盘106，刻度盘106固定于基座101；极靴轴104上设有刻度指针1042，极靴轴104穿过刻度盘106以使指针指向刻度盘106。通过刻度指针1042和刻度盘106的配合，能够清楚地指出极靴轴104的转动角度，显示极靴轴104的转动角度，确定极靴轴104在旋转过程中是否旋转到位。
43.在一个具体的示例中，磁极方向调节装置100还包括冷却机构107，冷却机构107设于基座101以用于冷却磁极方向调节装置100。通过冷却机构107的设置对调节装置进行冷却降温以保证调节装置能够在适当的温度下运作。可选地，冷却结构为水冷器，通过循环水的作用进行降温冷却。
44.可以理解的是，在各部件的安装过程中，可以通过销钉108对部件进行加固。比如，通过销钉108将冷却机构107加固在极靴轴104上，通过销钉108将极靴103加固在极靴轴104上。
45.本实用新型还有一实施例提供了一种镀膜设备。该镀膜设备包括溅射靶材以及上述磁极方向调节装置100，磁性组件102伸入溅射靶材的内部。
46.进一步地，溅射靶材有多个，其中至少两个溅射靶材形成孪生溅射靶材。
47.请参阅图6～图9，在镀膜时，通过磁极方向调节装置100调节磁性组件102的磁极方向，具体地，磁极方向通过磁性组件102与孪生溅射靶材中轴连线的垂直线之间形成的夹角表示，即图6～图9中的夹角α和夹角β。更具体地，图6中α为0
°
，β为0
°
。图7中α为30
°
，β为30
°
。图8中α为30
°
，β为-30
°
。图9中α为45
°
，β为-45
°
。在镀膜时，控制溅射靶材匀速转动，工件200随工件架300转动，以对工件200的不同面进行镀膜，即对工件200的正面205、左侧面206以及右侧面207进行镀膜。
48.请参阅图5，在对工件200镀膜时，在工件主体201的表面由内到外依次形成打底层202、硬膜层203以及颜色层204。此时工件200具有正面205、左侧面206以及右侧面207。具体地，打底层202为金属打底层202。打底层202的元素可以是cr和ti中的至少一种，打底层202厚度可以为0.1μm～0.2μm。硬膜层203可以是crsicn硬膜层203，硬膜层203的厚度可以为1μm～1.5μm。颜色层204可以是crsicn颜色层204，颜色层204的厚度可以是30nm～120nm。当crsicn颜色层204的厚度为30nm～50nm时，膜层表现为紫色；当crsicn颜色层204的厚度为50nm～80nm时，膜层表现为蓝色；当crsicn颜色层204的厚度为80nm～120nm时，膜层表现为
绿色。
49.通过传统镀膜方式得到的工件200的左侧面、右侧面与正面的厚度存在较大的差异，当外层为颜色层204时，可能会使工件200不同面的颜色表现为较大的差别，影响工件200的外观品质。
50.以下通过采用上述镀膜设备对工件进行镀膜处理，以说明上述磁极方向调节装置和镀膜设备对工件正面和侧面厚度一致性的改善效果。
51.实施例1
52.沉积一种蓝色膜层。
53.s101：通过磁极方向调节装置调节磁性组件的角度，如图6所示使α为0
°
，β为0
°
。
54.s102：工件主体的表面沉积0.1μm～0.2μm的cr打底层；然后在cr打底层上沉积1μm～1.5μm的crsicn硬膜层；再在crsicn硬膜层上沉积50nm～80nm的crsicn颜色层。
55.s103：测量工件正面、左侧面以及右侧面的颜色层的膜层厚度及颜色(l*、a*、b*)。
56.测量结果：颜色层正面膜层厚度为75nm，左侧面50nm，右侧面53nm。正面与左侧面的膜层厚度比为1.5:1，正面与右侧面的膜层厚度比为1.42:1。
57.正面的颜色值为l*:49.1,a*:-3.05,b*:-10.41，左侧面的颜色值为l*:45.23,a*:-1.05,b*:-14.2、右侧面的颜色值为l*:45.21,a*:-1.13,b*:-14.23。
58.颜色值测试：完成镀膜后的样品依照cie-94标准进行l*、a*、b*值测试，测试以f2为标准照明体，入射角度为10
°
。其中，lab色彩模型是由亮度(l*)和有关色彩的a*、b*三个要素组成。l*表示亮度(luminosity)，a*表示从红色至绿色的范围，b*表示从黄色至蓝色的范围。l*的值域由0到100，l＝50时，就相当于50％的黑；a*和b*的值域都是由+127至-128，其中+127a*就是红色，渐渐过渡到-128a*的时候就变成绿色；+127b*是黄色，-128b*是蓝色。所有的颜色可以以这三个值交互变化所组成。
59.实施例2
60.与实施例1相比，实施例2的不同之处在于，通过磁极方向调节装置调节磁性组件的角度，如图7所示使α为30
°
，β为30
°
。
61.测量结果：颜色层正面膜层厚度为72nm，左侧面65nm，右侧面45nm。正面与左侧面的膜层厚度比为1.11:1，正面与右侧面的膜层厚度比为1.6:1。
62.正面的颜色值为l*:48.9,a*:-2.97,b*:-10.82，左侧面的颜色值为l:47.23,a:-1.85,b:-12.93、右侧面的颜色值为l:44.9,a:-0.85,b:-14.93。
63.实施例3
64.与实施例1相比，实施例3的不同之处在于，通过磁极方向调节装置调节磁性组件的角度，如图8所示使α为30
°
，β为-30
°
。
65.测量结果：颜色层正面膜层厚度为74nm，左侧面60nm，右侧面61nm。正面与左侧面的膜层厚度比为1.23:1，正面与右侧面的膜层厚度比为1.21:1。
66.正面的颜色值为l*:49.25,a*:-3.06,b*:-10.65，左侧面的颜色值为l*:46.17,a*:-1.31,b*:-13.53、右侧面的颜色值为l*:46.21,a*:-1.29,b*:-13.25。
67.实施例4
68.与实施例1相比，实施例4的不同之处在于，通过磁极方向调节装置调节磁性组件的角度，如图9所示使α为45
°
，β为-45
°
。
69.测量结果：颜色层正面膜层厚度为72nm，左侧面65nm，右侧面64nm。正面与左侧面的膜层厚度比为1.11:1，正面与右侧面的膜层厚度比为1.12:1。
70.正面的颜色值为l*:49.17,a*:-2.95,b*:-10.82，左侧面的颜色值为l*:47.46,a*:-1.77,b*:-12.14、右侧面的颜色值为l*:47.52,a*:-1.89,b*:-11.95。
71.由以上实施例可以看出，实施例3和4中得到的膜层在正面、左侧面以及右侧面方面表现出良好的厚度一致性。
72.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
73.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。