一种用于真空腔盖启闭的铰链及其真空处理装置的制作方法

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种用于真空腔盖启闭的铰链及其真空处理装置。

背景技术：

真空腔体广泛应用于薄膜涂层、微电子、光学器件和材料制造领域，是一种能适应高真空环境的特殊容器。真空腔在工作或停止工作时，需要将真空腔盖关闭或开启。通常，真空腔盖由气柱或线性驱动装置顶起或关闭，在真空腔盖完全打开时，由于真空腔盖本身的重力作用，会造成真空腔盖发生过冲，例如，翻转过去。特别是，在腔门完全开启且处于垂直状态时，由于腔门自身的重力作用以及腔门旋转的末速度，会使得腔门产生严重的过冲，导致腔门运动的不可控，并且，对易碎部件造成震动而使其损坏，还会产生不需要的颗粒物，破坏机械支撑系统。

此外，在真空腔门关闭时，真空腔门经常撞击到真空腔边缘的密封环等部件上，使这些部件松动、或提前老化，使用寿命缩短。

因此，亟需探索如何避免腔门开启时的过冲问题的解决方案，以减小由于过冲带来的上述影响和损失。

技术实现要素：

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种用于真空腔盖启闭的铰链，通过设置偏心轴与铰链配合旋转，并利用斜坡与偏心轴之间的相对位置关系来抑制铰链在竖直状态时继续发生任何旋转。

为了实现上述目的，本发明提供了用于真空腔盖启闭的铰链，包括：上铰链(3)和下铰链(4)，上铰链(3)具有腔盖连接端(31)、抵靠端(33)、以及用于与所述下铰链(4)连接的下连接端(32)，所述下连接端(32)包括具有上端(35a)和下端(35b)的连接孔(35)，所述下铰链(4)具有腔体连接端(42)和用于与所述上铰链(3)连接的上连接端(41)，所述上连接端(41)具有栓销孔(43)，一栓销(1)穿过所述下连接端(32)的连接孔(35)和所述上连接端(41)的栓销孔(43)将所述上铰链(3)和所述下铰链(4)连接，所述连接孔(35)的内径大于所述栓销(1)的外径，在栓销(1)两端还具有定位环(5)；所述上铰链(3)的所述下连接端(32)设置有偏心轴(34)，所述连接 孔(35)偏心设置于所述偏心轴(34)中；

所述下铰链(4)的所述上连接端(41)设置有斜坡(6)；所述斜坡(6)具有底端(6a)和倾斜面(6b)；

所述腔盖打开过程中，所述上铰链(3)带动所述偏心轴(34)一起转动，在所述腔盖从关闭状态打开到所述腔盖过重心之前的过程中，所述偏心轴(34)的外圈从不接触所述斜坡(6)的状态到逐渐靠近并且接触所述斜坡(6)的所述倾斜面(6b)；在所述偏心轴(34)的外圈接触所述斜坡(6)的所述倾斜面(6b)之后的转动过程中，由于所述偏心轴(34)受到所述斜坡(6)的作用力，所述栓销(1)始终保持抵靠在所述连接孔(35)的下端，当所述上铰链(3)的抵靠端(33)与所述斜坡(6)的底端(6a)接触时，所述上铰链(3)停止转动，从而所述腔盖的转动停止；

所述腔盖关闭的过程中，所述上铰链(3)带动所述偏心轴(34)一起转动，在所述腔盖从打开状态到所述腔盖未过重心状态之前的过程中，所述偏心轴(34)的外圈始终接触所述斜坡(6)的所述倾斜面(6b)，由于所述偏心轴(34)受到所述斜坡(6)的作用力，所述栓销(1)始终保持抵靠在所述连接孔(35)的下端；所述腔盖旋转到未过重心状态之后的过程中，所述偏心轴(34)的外圈逐渐远离所述斜坡(6)的所述倾斜面(6b)，当所述腔盖处于关闭状态时，所述偏心轴(34)的外圈不接触所述斜坡(6)。

优选地，所述连接孔(35)的上端(35a)和/或下端(35b)为长槽形；或所述连接孔(35)的上端(35a)和/或下端(35b)为圆弧形。

优选地，所述连接孔(35)的上端(35a)和下端(35b)为圆弧形，且上端(35a)的圆弧形为半圆，下端(35b)的圆弧形为半圆。

优选地，还包括：套接在所述栓销(1)上的套管(8)，所述连接孔(35)和所述栓销孔(43)套接在所述套管(8)上，所述栓销(1)的外径和所述套管(8)的内径相配合，所述套管(8)的外径和所述连接孔(35)的上端(35a)和下端(35b)以及所述栓销孔(43)的内径相配合。

优选地，所述偏心轴(34)的外圈为轴承(2)，所述轴承(2)套接于所述偏心轴(34)上，所述轴承(2)的内径与所述偏心轴(34)的外径相配合。

优选地，所述上铰链(3)的所述腔体连接端(31)的长度方向和所述连接孔(35)的长度方向垂直。

优选地，位于所述下铰链(4)的所述上连接端(41)的侧壁上并且在所述斜坡(6)边缘上具有镂空区域(9)，所述镂空区域(9)的部分边界为所述斜坡(6)边缘。

优选地，所述斜坡(6)位于所述栓销孔(43)的下方。

优选地，所述偏心轴(34)与所述上铰链(3)的所述下连接端(32)一体制成。

优选地，所述偏心轴(34)与所述上铰链(3)的所述下连接端(32)不为一体，且所述偏心轴(34)固定连接于所述上铰链(3)的所述下连接端(32)。

进一步的，本发明还公开了一种真空处理装置，包括围成真空反应腔的腔门及侧壁，所述真空腔室设置用于真空腔盖启闭的铰链，铰链具有上文所述的特征。

本发明的用于真空腔盖启闭的铰链，利用斜坡与偏心轴之间的相对位置，使得偏心轴在旋转过程中，会接触斜坡，这样偏心轴旋转时受到斜坡的作用力而不至于转动的过快，避免真空腔盖发生过冲，上铰链的抵靠端与斜坡的底端相接触时，偏心轴停止旋转，进一步避免了真空腔盖发生过冲的问题。

附图说明

图1为本发明的一个较佳实施例的用于真空腔盖启闭的铰链与真空腔的配合结构示意图；

图2a为本发明的一个较佳实施例的用于真空腔盖启闭的铰链的135°立体结构示意图；

图2b为本发明的一个较佳实施例的用于真空腔盖启闭的铰链的45°立体结构示意图；

图2c为本发明的一个较佳实施例的栓销、套管、上铰链和下铰链的连接关系局部剖视图

图2d为本发明的一个较佳实施例的用于真空腔盖启闭的铰链的截面结构示意图；

图2e为本发明的一个较佳实施例的用于真空腔盖启闭的铰链的平面结构示意图，其中下铰链设为透明的；

图3a为本发明的一个较佳实施例的上铰链的立体结构示意图；

图3b为本发明的一个较佳实施例的上铰链的平面示意图；

图4a为本发明的一个较佳实施例的下铰链的立体结构示意图；

图4b为本发明的一个较佳实施例的下铰链的平面结构示意图；

图5a为本发明的一个较佳实施例的在真空腔盖自然关闭时铰链的结构示意图；

图5b为本发明的一个较佳实施例的在真空腔盖旋转过程中铰链的结构示意图；

图5c为本发明的一个较佳实施例的在真空腔盖呈竖直状态时铰链的结构示意图；

图5d为本发明的一个较佳实施例的在真空腔盖停止时铰链的结构示意图

图6为本发明的一个较佳实施例的在真空腔盖真空关闭时铰链的结构示意图

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

本发明利用偏心轴在旋转过程中转动半径逐渐增大或减小的特点，并且设计偏心轴与下铰链中的斜坡相互配合的关系，以使真空腔盖在打开时且在超过重心之前，偏心轴的外圈与斜坡接触，使偏心轴受到斜坡的作用力，即摩擦力，这样，偏心轴就不能产生过快的滑动，从而使得上铰链和真空腔盖均不能产生过快的滑动，且使栓销保持在长槽的下端，避免了真空腔盖在超过重心后产生过快运动而过冲，直至上铰链的抵靠端与斜坡的底端接触，此时，上铰链不能继续旋转，真空腔盖停止旋转，从而避免了真空腔盖发生过冲的现象。

以下结合附图1-6和具体实施例对本发明的用于真空腔盖启闭的铰链作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。

请参阅图1和图2a-4b，本实施例的用于真空腔盖启闭的铰链结构包括上铰链和下铰链；

请参阅图1，铰链结构的上铰链的腔盖连接端31与腔盖100连接，其可以通过机械固定的方式固定连接于真空腔盖100的外侧壁上；下铰链的腔体连接端42与真空腔的腔体外侧壁200连接，其可以通过机械固定的方式固定连接于真空腔的腔体外侧壁200上；真空腔外侧壁200上还固定连接有线性驱动装置9，下铰链4上固定连接有快卸销7，快卸销7用于插入线性驱动装置9与真空腔外侧壁200连接部分。如图2a和2b所示，快卸销7在下铰链4的外侧固定，在真空腔盖100上安装其他零件时需要腔盖稳定不动，处于安全考虑，快卸销与铰链构成双重保险，防止真空腔盖翻转。快卸销可以为常规的结构，这里不再赘述。

请参阅图3a-3b和图2a-2e，上铰链具有腔盖连接端31、抵靠端33、以及用 于与下铰链连接的下连接端32，下连接端32包括具有上端和下端的连接孔35；本实施例中，连接孔35为上端和/或下端为弧形的连接孔，且该弧形为半圆，也即是连接孔35为具有上半圆端和/或下半圆端的连接孔35，较佳的，为了使栓销1能够同时且更好的切合于连接孔35的上半圆端和下半圆端内，连接孔35的上端和下端均为半圆；在本发明的其它实施例中，连接孔35的上端和/或下端为长槽形；上铰链的下连接端32设置有偏心轴34，连接孔35偏心设置于偏心轴34中；较佳的，为了避免偏心轴34与下铰链之间的摩擦造成磨损以及确保旋转时的润滑作用，偏心轴34的外圈为轴承2，轴承2套接于偏心轴34上，轴承2的内径与偏心轴34的外径相配合；偏心轴34与上铰链的下连接端32可以一体制成，偏心轴34也可以采用机械方式等固定连接于上铰链的下连接端32；本实施例中，上铰链的腔体连接端31的长度方向和连接孔35的长度方向垂直；

请参阅图4a和4b，下铰链4具有腔体连接端42和用于与上铰链连接的上连接端41，上连接端41具有栓销孔43；腔体连接端42具有螺栓孔421；下铰链4的上连接端41设置有斜坡6，斜坡6位于栓销孔43的下方；斜坡6具有底端6a和倾斜面6c，较佳的，还具有顶端6b；斜坡6的底端6a的倾斜度大于倾斜面6c的倾斜度，从而使得斜坡6的底端6a可以很好的抵触上铰链3的抵靠端33，倾斜面6c的倾斜度较小，可以保证偏心轴34的外圈即轴承2与倾斜面6c的良好接触并且不会阻碍偏心轴34的旋转。位于下铰链4的上连接端41的侧壁并且在斜坡6边缘上具有镂空区域9，镂空区域9的部分边界为斜坡6边缘。镂空区域9的设置可以增加斜坡6的耐受能力。

请继续参阅图2a-2d，栓销1穿过下连接端32的连接孔35和上连接端41的栓销孔9将上铰链和下铰链连接，连接孔35的整体内径大于栓销1的外径，并且栓销1的外径与连接孔35的上半圆端和下半圆端的内径相配合，在栓销1两端还具有定位环5；较佳的，为了避免栓销1与上铰链和下铰链的摩擦，如图2c所示，在栓销1上还套接有套管8，套管8的两端部的外径大于中间部分的外径，连接孔35和栓销孔9套接在套管8上，栓销1的外径和套管8的内径相配合，套管8的外径和连接孔35的上半圆端和下半圆端以及栓销孔9的内径相配合。套接在栓销1端部的定位环5，用于将下铰链4、上铰链3、套管8和偏心轴2相对位置的固定，从而使上铰链3带动偏心轴2旋转的同时，不受到下铰链4的影响。本领域技术人员可以理解，套管和上铰链、下铰链以及偏心轴之间的配合关系可以采用常规手段实现，这里不再赘述。

下面结合附图5a-5d和图6，对本实施例的铰链结构避免真空腔盖过冲的过 程进行介绍：

如图5a所示，在真空腔盖自然关闭时，上铰链的腔盖连接端31呈水平状态，栓销1位于连接孔35的下半圆端；请参阅图5b，腔盖打开过程中，上铰链的腔盖连接端31开始转动，并且带动偏心轴34一起转动，在腔盖从关闭状态打开到腔盖过重心之前的过程中(这里的重心为物理上的重心)，偏心轴34的外圈从不接触斜坡6的状态到逐渐靠近并且接触斜坡6的倾斜面，这里偏心轴34的外圈为轴承2，也就是轴承2的外表面从不接触斜坡6的状态到逐渐靠近并且接触斜坡6的倾斜面；在偏心轴34的外圈接触斜坡6的倾斜面之后的转动过程中，由于偏心轴34受到斜坡6的作用力，栓销1始终保持抵靠在连接孔35的下半圆端；请参阅图5c，当腔盖转动到呈竖直状态时，由于此时上铰链的抵靠端33还未接触斜坡的底端，所以腔盖还能够继续转动，并且栓销1仍保持在连接孔35的下半圆端；请参阅图5d，当上铰链的抵靠端33与斜坡6的底端接触时，上铰链停止转动，从而腔盖也停止转动，此时，栓销1还是位于连接孔35的下半圆端；从而避免了腔盖在打开过程中发生过冲。

腔盖关闭的过程与上述腔盖打开的过程的顺序正好相反，但是原理相同；腔盖从停止状态开始往回转动，请继续参阅图5c，上铰链带动偏心轴34一起转动，从腔盖停止状态至腔盖呈竖直状态的过程中，栓销1保持位于连接孔35的下半圆端，上铰链的抵靠端33逐渐远离斜坡6的底端；请继续参阅图5b，在腔盖从打开状态到腔盖未过重心状态之前的过程中，偏心轴34的外圈始终接触斜坡6的倾斜面，这里，偏心轴34的外圈为轴承2，也就是轴承2的外表面始终接触斜坡6的倾斜面；由于偏心轴34受到斜坡6的作用力，栓销1始终保持抵靠在连接孔35的下半圆端；腔盖旋转到未过重心状态之后的过程中，偏心轴34的外圈(这里为轴承2的外表面)逐渐远离斜坡6的倾斜面；请继续参阅图5a，当腔盖处于关闭状态时，偏心轴34的外圈不接触斜坡6，栓销1还是保持在连接孔35的下半圆端；此外，当对工艺腔进行抽真空时，请参阅图6，由于连接孔35的存在，上铰链会整体向下移动直至栓销1顶住连接孔35的上半圆端，实现工艺腔的完全密封。

综上所述，本发明的用于真空腔盖启闭的铰链，利用斜坡和偏心轴之间的相对位置，使得偏心轴在旋转过程中，会接触斜坡，这样偏心轴旋转时受到斜坡的作用力而不会过快的旋转，从而避免了真空腔盖发生过程的问题，并且结合真空腔盖在上铰链的抵靠端与斜坡的底端向接触时不能继续翻转，进一步避免了真空腔盖发生过冲的问题。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。