专利名称：一种带有补偿斜靶的真空磁控溅射镀膜机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于物理气相沉积领域，涉及一种真空磁控溅射镀膜设备。
背景技术：
在光电薄膜、半导体电子学用薄膜、表面装饰等工业等领域的生产当中，利用真空 磁控溅射技术在塑料材料、金属材料产品样件或光学玻璃表面镀制金属、合金半导体、或金 属化合物薄膜，以满足某种特殊需要，如装饰、导电、提高硬度强度等目的。其中针对装饰工 业批量镀膜，1992年美国5096562号专利提出的旋转柱型磁控溅射靶结构被广泛应用。但 在实际生产过程中，对于非规则形状的产品基片，如手机外壳、手表壳、化妆品盖、汽车零部 件等，尤其随着电子产品的迅猛发展，产品型号不断的更新，产品外观日趋复杂化、多样化， 往往造成成膜时存在阴影区，产品成膜后其相应位置没镀或少镀，影响产品外观或导电性 等要求。
实用新型内容为解决上述镀膜不均匀问题，本实用新型的目的是提供一种应用斜靶补偿和多功 能样品悬挂架的原理的高效率、高灵动性、批量生产、占地面积小的大型真空磁控溅射彩镀 设备。具体方案是 —种真空磁控溅射彩镀设备，包括依次布置在工作空间内的烘烤室3、工件预悬挂 台7、真空镀膜室17及样品悬挂架转运车4，所述样品悬挂架转运车4上方为样品悬挂架托 车5及其托车轨道6 ;在工件预悬挂台7上方、烘烤室3、真空镀膜室17的室内底部相应位 置同样安装有托车轨道6，所述工件预悬挂台7、烘烤室3和真空镀膜室17三工位的托车轨 道6相连接；所述工件预悬挂台7的托车轨道上设置样品悬挂架8 ;所述真空镀膜室17内 部装有多组柱状旋转磁控靶16，真空镀膜室17内上下中心有与样品悬挂架8对接的轴承组 件21，真空镀膜室17外接配抽真空系统，真空镀膜室17门上有装有多个观察窗18，其特征 在于在样品悬挂架8的上下两侧柱状磁控靶16之间安装有对称的补偿斜靶15 ; 所述样品悬挂架8为自转式，即样品悬挂处在随样品悬挂杆的公转和自转的同 时，杆的样品悬挂处能够自身旋转； 所述配抽真空系统包括水凝结捕集器9、分子泵14、闸板阀13、罗茨泵+干泵10及 维持泵11 ; 所述样品悬挂架8采用行星齿轮结构。 本实用新型为了消除成膜时复杂外形产品的阴影区，改善产品表面成膜均匀性， 一方面，采用行星齿轮结构悬挂杆完成工件的公转和自转，另一方面，在样品悬挂架8的上 下两侧柱状磁控靶16之间安装有对称的补偿斜靶15，由于样品架加载偏压，故磁控靶靶材 成膜材料可以从多方向沉积到产品基片上。通过联合应用多功能样品悬挂架和补偿斜靶， 可以有效的消除镀膜死角，提高成膜质量，可镀制复杂外形的产品基片。 为了增加镀制产品种类，该镀膜设备可根据产品外形，相应变换样品悬挂架的可
3拆卸样品悬挂杆部分，来满足不同种类产品外形的悬挂需求。另外，柱状旋转磁控靶的特有
结构可以对镀膜范围，镀膜距离，镀膜朝向进行调节，满足生产变动产品要求。 为了增加镀制产品颜色，本实用新型的镀膜设备采用单靶或多靶溅射的工作方
式，采用镀制多层光学膜方法，使用2 3种靶材，就可以得到多种不同颜色，理论上可以得
到所有色彩的薄膜，改变了现有装饰镀膜设备的产品颜色比较简单的状况，大幅度提高了
装饰镀膜的技术水平和工艺水平。 整个彩镀设备配有电控操作系统，实现镀膜全过程中的全自动和半自动控制，方 便快捷，安全性高。 另外，真空镀膜室配备的离子源一方面用于产品表面的清洗，另一方面，可离化工 作气体。提高成膜质量。 本实用新型真空彩镀设备结构整体布局合理，可以消除复杂外形产品成膜时的阴 影区，满足不同种类、形状产品的镀膜要求，具有一定灵动性，可镀制多种颜色薄膜，生产效 率高，占地面积小，适用于手机等电子产品、多层光学薄膜、汽车零部件、化妆品和洁浴产品 外壳的高质量成膜及批量生产。
图1是本实用新型的空间布置俯视图； 图2是本实用新型真空镀膜室的A-A剖视图。 图3是本实用新型多级转动传动样品悬挂架工作示意图。 图4是本发明的样品悬挂架公转+自转+样品自转传动示意图。 图中1.冷却水路箱，2.气路柜，3.烘烤室，4.样品悬挂架转运车，5.样品悬挂架
托车，6.托车轨道，7.工件预悬挂台，8.样品悬挂架，9.水凝结捕集器，IO.罗茨泵+干泵，
11.维持泵，12.阴极离子源，13.闸板阀，14.分子泵，15.补偿斜靶，16.柱状旋转磁控靶，
17. 真空镀膜室，18.观察窗，19.电源及电控柜，20.驱动电机，21.轴承组件，22.样品卡 具，23.锥齿轮，24.小齿轮，25.大齿轮。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型创造进一步说明。 如图1所示，烘烤室3、工件预悬挂台7、真空镀膜室17依次布置在工作空间内，工 件预悬挂台7上方设置有样品悬挂架8，转运车4上方为样品悬挂架托车5及其托车轨道 6，在工件预悬挂台7上方、烘烤室3、真空镀膜室17的室内底部相应位置同样安装有托车 轨道6，真空镀膜室17内部装有多组柱状旋转磁控靶16、补偿斜靶15和阴极离子源(12)， 室内上下中心有与样品悬挂架8对接的轴承组件21，室外接配抽真空系统，主要包括水凝 结捕集器9、分子泵14、闸板阀13、罗茨泵+干泵IO及维持泵ll，室门上有装有多个观察窗
18。 另外整个真空镀膜设备接配有冷却水路系统、气路系统及电源和控制系统。 如图2所示，真空镀膜室17室内样品悬挂架8与轴承组件21对接位于中心，周围 与其平行安装多组柱状旋转磁控靶16，在样品悬挂架8的上下两侧柱状磁控靶16之间安装 有对称的补偿斜靶15。 如图3和图4所示，该设备有行星齿轮系样品悬挂架8，可根据实际生产需要，选择安装不同类型的样品悬挂杆组件，其中可分为固定式和自转式。图中为自转式类型的样品 悬挂架，除能够完成样品悬挂杆的公转和自转的同时，杆的样品悬挂处能够自身旋转。固定 式无此功能，只完成样品悬挂杆的公转和自转。固定式和自转式通过变更可拆卸样品悬挂 杆的方法进行二者之间的转换，可根据产品的实际工况和生产要求进行选择安装。 如图4所示，驱动电机20使自转式类型的样品悬挂架8公转，公转的同时大齿轮 25驱动小齿轮24转动，使样品悬挂架8自转，自转的同时驱动锥齿轮23转动，从而使与之 啮合的样品卡具22转动，即样品悬挂处转动。 本实用新型的生产流程为样品悬挂架8首先在工件预悬挂台7位置悬挂样品， 将转运车4停靠在工件预悬挂台7与烘烤室3之间，由样品悬挂架托车5牵引，样品悬挂架 8沿托车轨道6移动，进入烘烤室3烘烤预处理，烘烤加温完毕后，将样品悬挂架8移回到 样品悬挂架转运车4上，由转运车4运送到另一端的真空镀膜室17室内进行抽真空镀膜， 真空系统接水凝结捕集器9，加快抽真空速度，镀膜时，阴极离子源12可对样品表面进行清 洗，并离化工作气体，提高成膜质量。此时，若需不间断生产镀膜，将第二套样品悬挂架以 相同流程悬挂产品基片并放入烘烤室3中加温预处理，待第一套样品悬挂架样品镀膜完毕 后，运送回工件预悬挂台7摘卸并悬挂下一批样品基片，同时可将第二套样品悬挂架运送 进真空镀膜室17中进行抽真空镀膜，实现半连续生产。 本实用新型的镀膜设备，柱状磁控靶16和补偿斜靶15即可以单独使用，也可以联 合复合使用，镀制一种材料或多种材料靶材得到不同种类、不同颜色的薄膜。
权利要求一种带有补偿斜靶的真空磁控溅射镀膜机，包括依次布置在工作空间内的烘烤室(3)、工件预悬挂台(7)、真空镀膜室(17)及样品悬挂架转运车(4)，所述样品悬挂架转运车(4)上方为样品悬挂架托车(5)及其托车轨道(6)；在工件预悬挂台(7)上方、烘烤室(3)、真空镀膜室(17)的室内底部相应位置同样安装有托车轨道(6)，所述工件预悬挂台(7)、烘烤室(3)和真空镀膜室(17)三工位的托车轨道(6)相连接；所述工件预悬挂台(7)的托车轨道上设置样品悬挂架(8)；所述真空镀膜室(17)内部装有多组柱状旋转磁控靶(16)，真空镀膜室(17)内上下中心有与样品悬挂架(8)对接的轴承组件(21)，真空镀膜室(17)外接抽真空系统，真空镀膜室(17)门上有装有多个观察窗(18)，其特征在于在样品悬挂架(8)的上下两侧柱状磁控靶(16)之间安装有对称的补偿斜靶(15)。
2. 根据权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜机，其特征在于所述样品悬挂架(8)为 自转式，即样品悬挂处在随样品悬挂杆的公转和自转的同时，杆的样品悬挂处能够自身旋 转。
3. 根据权利要求1所述的真空磁控溅射镀膜机，其特征在于所述抽真空系统包括水凝结捕集器(9)、分子泵(14)、闸板阀(13)、罗茨泵+干泵(10)及维持泵(11)。
4. 根据权利要求2所述的真空磁控溅射镀膜机，其特征在于所述样品悬挂架(8)采用行星齿轮结构。
专利摘要本实用新型公开一种带有补偿斜靶的真空磁控溅射镀膜机，为了消除成膜时复杂外形产品的阴影区，改善产品表面成膜均匀性，一方面，采用行星齿轮结构悬挂杆完成工件的公转和自转，另一方面，在样品悬挂架(8)的上下两侧，柱状磁控靶之间安装有对称的补偿斜靶，由于样品架加载偏压，故磁控靶靶材成膜材料可以从多方向沉积到产品基片上。通过联合应用多功能样品悬挂架和补偿斜靶，可以有效的消除镀膜死角，提高成膜质量，可镀制复杂外形的产品基片。
文档编号C23C14/35GK201442976SQ200920016190
公开日2010年4月28日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者渠洪波 申请人:沈阳科友真空技术有限公