专利名称：一种在相邻真空室之间传递自转工件架的方法
技术领域：
本发明涉及一种在相邻真空室之间传递自转工件架的方法，属于物理气相沉积 (PVD)技术中大批量连续生产用的多真空镀膜室的工件架设计和制造领域。
背景技术：
在物理气相沉积(PVD)技术中，公知的传统工件架有两种，一种是圆筒形真空镀 膜室中采用的公转-自转工件架，目的是使工件镀覆均勻，镀覆的工件量是取决于每炉的 装载量，装满一炉，关真空镀膜室门，按镀膜工艺的时间程序进行镀覆。一炉镀覆完成，将镀 好的工件取出，再装入未镀的工件，重复进行下一炉镀覆。另一种是隧道式真空镀膜室中采用的工件架——平板玻璃或金属板材安放其上 的架，通过链条或齿条驱动机构，将工件架从一个真空室传输到第二，第三……个真空室， 再逐次传递到的真空室中完成工艺所需完成的镀膜程序，这类隧道式传递可见德国莱宝镀 膜公司的TCO生产线(见网址:WWW. leyboldoptics. com)。为了实施大批量工件的镀覆，将同一工艺的不同时间段，在多个真空室中完成，使 每一个真空室中工件逗留的时间减少到工艺程序中的镀覆某一功能所需的一个时间段。设立多个真空室仍是常见的做法，不具有新颖性，而从一个真空室向相邻下一个 真空室传递自转工件架的方法，各不相同，具备独创性。经查询，国内专利有以下几项已授权的专利。但与本发明专利有显著不同Δ 200620160574. 6 一种柔性输送装置此实用新型公开了一种柔性输送装置，由导轨和输送带实现批量工件连续式传递 到下一真空室，显然此专利是用柔性输送带来实现，与本发明专利在输送方法上有显著不 同。Δ 200820011373. 9 一种太阳能集热管镀膜生产线此实用新型公开了一种太阳能集热管镀膜生产线，由装有链条工件架链和工件架 组成，工件架链是由既可绕外环轨、内环轨运转，又可自转的工件架连接组成。外环轨通过 拔叉起搬道岔口作用，过渡到内环轨运转。显然这种链条式传动与本发明专利的自转工件 架顺序单独按程序运动的传动显著不同。Δ 200610049197. 3电子陶瓷连续式溅射镀膜设备此发明涉及摩擦式传动陶瓷片，从装载室到过渡室到镀膜室到卸载室完成传动， 显然传递很轻小的片状工件，与本发明明显不同。Δ 网址为www. leyboldoptics. com 德国莱宝光学镀膜公司(Leybold optics) 的镀TCO系统，均是柔性输送带，在多个真空室镀膜室之间传输，也都是大批量生产镀膜系 统，本发明的传动方法与其显著不同。以上所述的中国CN专利及网上资料，列举的工件等传递资料，虽然都属于同一技 术目标，但差距很大。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，不足之处主要表现为柔性输送带实际是连续 的’链条——链轮’系统，要实现节拍式传递自转工件架，实际存在停止、脱钩、起动、灵活传 动、实现自转上的矛盾，实现公转可以，实现自转困难，因为需另加辅助装置才能完成自转。而本发明专利采用的技术方案是采用固定于顶盖上的大圆周齿盘与自转轴齿轮 啮合，实现正常的公转——自转行星式运动，既保持了传统PVD镀膜室转架齿轮传动的优越 性，又可使自转工件架脱离公转盘，以及采用驱动机械臂齿条的齿轮和可往复运动的机械 臂齿条推杆机械手，实现整个自转工件架平稳，节拍式传递到另一个真空室，此方法可靠、 稳定、步进程序合理，具有空前的新颖性。本发明的目的之一是这种技术方案可实施应用于很重的工件在真空室间传递，克 服柔性输送带‘链条’传动的不稳定、负重行动困难等缺点。在相邻真空室之间的通道上，有自动控制的真空室门，可移动启、闭此通道。当此 可移动真空室门移开时，则使两个真空室相连通，公转盘圆周沿上有与自转工件架数目相 同的缺口，在此缺口处与带一个缺口的固定在顶盖上的圆环共同挟持自转工件架，自转工 件架被挟持的轴上的挟持部位，紧配合套有滚珠轴承，以实现自转时滚动摩擦方式。自转工件架顶上有自转轴齿轮，它可在大圆周齿轮盘外沿齿轮上作行星式转动， 既有公转，又有自转动作。当这些自转工件架顶上的小行星齿轮中的某一个运行到两真空室连通位置口，即 圆环唯一的缺口相应位置时，由固定在镀膜室上，并可以作往复运动的驱动机械臂齿条的 齿轮一机械臂齿条推杆机械手，来程序实现每一自转工件架从一个真空室的公转盘，经 过此唯一缺口，推向另一真空室的公转盘的相应缺口上，以实现挂吊自转工件架，并在另一 真空室实现行星式转动运行。为了使上述推移自转工件架稳定，设有能同时钳夹住自转轴的可滑动钳夹器，用 以稳定地钳夹住自转工件架顶颈部。又由必须实现驱动齿轮一齿条推杆机械手动力由真空室外的动力来实现，其传 动轴必须采用穿过真空室的动密封装置。再由于现有技术大量的转动工件架是齿轮传动，所以在设计计算和制造本发明的 装置，易于在原有技术基础上作可靠的技术提升，由于只要在相邻真空室之间有开口，圆环 有缺口，常规的自转工件架便于一件一件节拍式传递。本发明上述的方法中，为实现有条不紊地节拍式传递各个自转公转架，各项程序 动作功能都通过自动控制实现。
附图的名称为图1为自转工件架相邻真空室之间传递原理中1、固定在顶盖上的齿盘。2、悬挂自转工件架的自转轴。3、通过轴动密封悬挂在顶盖上的公转盘。4、公转轴。
4
5、滑动机械钳夹器。
6、驱动机械臂齿条的齿轮。
7、往复运动的机械臂齿条推杆机械手。
8、带缺口的固定在顶盖上的圆环。
9、可移动开、闭的圆环缺口的遮挡门。
10、驱动遮挡门的齿轮。
11、固定在自转轴上的轴承。
12、固定在顶盖上的机械臂导轨。
13、两真空室之间的隔离门。
图IA为自转工件架O-A剖面图
图中14、公转轴动密封。
15、固定在自转轴上的轴承。
16、自转工件架齿轮。
图IB为自转工件架O-B剖面图
图中17、齿条推杆机械手系统。
18、自转工件架上挂的工件。
图IC为真空室之间关键部件局部放大图
图中1-13部件名称如同图1中对应名称
具体实施例方式本说明所涉及的一种在相邻真空室之间传递自转工件架的方法，已纳入到我公司 新型连续式大批量镀覆的多真空室PVD镀膜机中的转架系统设计中。以下结合
具体实施例方式图1为自转工件架相邻真空室之间传递原理 图，本方法赋予自转工件架有四项功能1、推移传递功能2、公转和挂吊功能3、自转功能4、 挂工件功能，表明第1功能状况，表示公转盘3上某一缺口对准圆环8上的唯一缺口时，图1 中已表示自转工件架顶部轴颈处，有可滑动机械钳夹器5钳夹，而在图IB O-B剖面图上沿 直径安置的、由机械臂齿条推杆机械手7，将向左推动已被与钳夹的自转工件架到另一真空 室内已等待于对准另一圆环8上的缺口左方的公转盘3上的某一缺口上，然后另一真空室 的公转盘转动，则带动传递来的自转工件架公转和自转。传递完毕后，可往复推杆机械手7 向右退回，槽12是往复行程的限位器。图IA为工件架O-A剖面图，实现公转和挂吊功能自转工件架兼有公转-自转的 行星式运行功能，公转盘上缺口和圆环共同夹持、承挂自转工件架，公转轴通过动密封14， 并由真空室外电机-减速器驱动，共同夹持的自转轴紧配合套入滚珠轴承15，使夹持通过 滚动摩擦方式，公转盘公转时，拨带自转工件架实现公转。自转功能由于自转轴上的齿轮16在齿盘上作自转运动，并一起受公转盘带动公 转。图IB为工件架O-B剖面图，除了完成推移功能外，尚有挂工件功能自转工件架下 部18，是挂吊工件的部分。图IC为真空室之间关键部件局部放大图特别要关注的是两个真空室之间的隔离门13以及可移动开、闭的自转轴限位圈的缺口遮挡门。综上结合附图的述说，表达了本发明的方法在设计制造连续式PVD镀膜机是稳 定、可靠的实施方式，为了在不同真空室完成不同的工艺，并运行连续大批量镀膜生产，真 空室数目比较多采用3个和3个以上。在上述一整套的节拍式传动方式，均可采用可编程逻辑控制器PLC或工业控制计 算机全自动控制。
权利要求
1.一种在相邻真空室之间传递自转工件架的方法，其特征是在真空镀膜机中，在单 室真空镀膜机的传统行星式自公转系统的基础上，把公转盘与自转轴的孔与轴的连接方式 改制成缺口形连接方式，使自转轴有离开公转轴的可能性，用一个固定在真空室上的带有 一个可开闭缺口的圆环，把自转轴限制在公转盘的缺口内，使之仍可实现行星式自公转功 能。采用一个按设定程序做节拍式往复运动的机械手，顺序把自转工件架从相邻真空室中 一个真空室内的圆环缺口处取走，通过另一真空室内对应圆环的对应缺口处移入，送到另 一个真空室的公转盘上去。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是为了使自转工件架能脱离公转盘，被推入另 一真空室内的公转盘，两个真空室中的公转盘圆周沿上开有数目等于自转轴数的夹持自转 工件架用的缺口，在此缺口处与带有一个可开闭缺口的圆环共同夹持住自转工件架，在共 同夹持自转工件架轴的部位，紧配套上滚珠轴承，以实现自转轴与公转盘之间的滚动摩擦， 使其随公转盘一起公转。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是自转轴齿轮与固定于真空室上的大圆周齿盘 外沿齿轮啮合，实现兼有公转、自转的行星式运动。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是自转工件架可由驱动机械臂齿条的齿轮和可 往复运动的机械臂齿条推杆机械手，钳夹工件架顶部以推动自转工件架，从一个真空室的 公转盘推向另一真空室的公转传动。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是机械臂齿条推杆机械手前端，设有滑动机械 钳夹器，用以稳定钳夹自转工件架颈部。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是固定在真空室上的带有一个可开闭缺口的圆环。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征是驱动机械臂齿轮和机械臂齿条推杆机械手所 用的动力是由通过动密封的轴在真空室外的动力来实现的。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是公转盘的公转轴通过动密封组件与真空室外 的动力装置相连接，实现公转盘驱动。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述方法中，为实现有条不紊的传递各个自 转工件架，通过自动控制的方式实现各项程序动作功能。
全文摘要
一种真空室之间自转工件架传递的方法采用驱动齿轮-齿条推杆机械手系统在传统的PVD物理气相沉积单个镀膜室齿轮行星式公转-自转工件架基础上，作出独创性的改进。基本传递原理是当公转盘某一缺口与圆环共同夹持某一工件架，并运行到圆环的唯一缺口处，此缺口通向另一真空室的事先等待着的公转盘某一缺口，此时，驱动齿轮推动齿条推杆机械手系统，自转工件架推至另一真空室的已等待公转盘上的缺口，然后推杆机械手系统退回，另一公转盘带走工件架。以此类推，传递全部自转工件架。公转盘上的缺口数目与自转工件架数目相等。整个操作程序由可编程逻辑控制(PLC)或全自动计算机控制。
文档编号C23C14/56GK102061452SQ201010138860
公开日2011年5月18日 申请日期2010年4月6日 优先权日2009年11月13日
发明者王殿儒 申请人:王殿儒