专利名称：一种磁控溅射镀膜设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种镀膜设备，尤其涉及一种磁控溅射镀膜设备。
背景技术：
磁控溅射镀膜设备是一种应用极其广泛的真空镀膜设备，被广泛用于工艺美术、 装璜装饰、玩具等领域镀制产品，主要用于在已预处理好的塑料、陶瓷等制品表面镀金属薄膜、仿金膜，从而获得光亮美观、价廉的表面金属化的塑料、陶瓷制品。目前的磁控溅射镀膜设备的磁控溅射靶以及蒸发源都是固定安装在真空室内，对于一些大尺寸、大曲率、异形衬底的基片镀膜具有较大的局限性，在镀膜过程各个镀膜位置与靶的距离差异较大，大尺寸产品的一些部位距离靶太远，异形衬底的产品倾斜角度处难以接受局部加量的镀膜，从而导致镀膜产品的均勻性、牢固度、耐磨度都无法达到要求。
发明内容针对现有技术不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种专用于大曲率、大尺寸、异形衬底的基片镀制高均勻性、高牢固度、高耐磨度光电薄膜的磁控溅射镀膜设备。为了克服现有技术不足，本实用新型采用的技术方案是一种磁控溅射镀膜设备， 其包括真空箱、设于所述真空箱内的移动小车、与所述移动小车连接并驱使所述移动小车作水平移动的直行驱动装置、与所述直行驱动装置连接的靶连接座、分别与所述直行驱动装置以及靶连接座连接并驱动所述靶连接座作纵向移动的升降驱动装置、与所述靶连接座固定连接磁控溅射靶。作为上述方案的改进，所述直行驱动装置包括与所述真空箱固定连接的主电机、 与所述主电机连接并同步旋转的丝杆、套设于所述丝杆并与所述丝杆通过螺纹配合连接的丝杆螺母，所述丝杆螺母与所述移动小车固定连接。作为上述方案的改进，所述直行驱动装置包括输出端与所述移动小车固定连接的气动伸缩缸或液压伸缩缸，所述气动伸缩缸或液压伸缩缸与所述真空箱固定连接。作为上述方案的改进，所述升降驱动装置包括与所述真空箱固定连接的副电机、 与所述副电机连接并同步旋转的滑键轴、可滑动地套设于所述滑键轴的环套体、与所述环套体连接的升降传动组件、与所述移动小车固定连接的环套轴承，所述升降传动组件与所述靶连接座连接，所述环套体安装于所述环套轴承。作为上述方案的改进，所述升降传动组件包括与所述环套体通过齿啮合连接的水平过渡轴组件、与所述水平过渡轴组件通过齿啮合连接的水平传动齿轮、通过轴承可旋转地安装于所述移动小车的纵杆螺母、与所述纵杆螺母通过螺纹配合连接的纵向螺杆，所述纵向螺杆的一端与所述靶连接座固定连接，所述水平传动齿轮与纵杆螺母可同轴旋转地固定连接。作为上述方案的改进，所述环套体外周面设有斜齿，所述水平过渡轴组件包括与所述环套体啮合的第一过渡齿轮、与所述第一过渡齿轮固定连接的过渡轴、与所述过渡轴连接并同步旋转的第二过渡齿轮、所述第二过渡齿轮与所述水平传动齿轮啮合。作为上述方案的改进，所述升降传动组件包括与所述靶连接座固定连接的齿条， 所述齿条与所述环套体通过齿啮合连接。作为上述方案的改进，所述升降传动组件还包括与所述靶连接座固定连接的纵向导杆、套设于所述纵向导杆并安装于所述移动小车的导套。作为上述方案的改进，所述磁控溅射镀膜设备还包括固设于所述真空箱内的支承导轨，所述移动小车通过滚轮安装于所述支承导轨。本实用新型的有益效果是将磁控溅射镀膜设备中的磁控溅射靶设为移动靶，创新性地采用“基片固定，阴极运动”的逆向设计理念，通过直行驱动装置推动移动小车在真空箱内作水平移动，同时在升降驱动装置的作用下推动靶连接座在纵向进行高度位置的调整，从而实现了磁控溅射靶的二维运动，而磁控溅射靶本身为长条形，可产生一维方向的溅射效果，从而实现磁控溅射的三维调节功能。因此可以通过计算机系统智能控制移动的磁控溅射靶，使特殊设计的阴极靶在高温的真空室内可根据大尺寸基片的曲线作水平、垂直方向二维变速仿形运动，实现对平板、浅弯、深弯、异型等不同形状基片镀膜，适合大尺寸、 大曲率基片的镀膜要求，比一般镀膜设备可镀基片的形状范围更广。可移动的磁控溅射靶可针对基片的形状、曲率进行高度调节和水平推进速度控制，使得溅射距离稳定，可以放缓速度对局部进行针对性的强化溅射，使所镀制的薄膜具有高均勻性、高牢固度、高耐磨度等优点。
图1是本实用新型中一种磁控溅射镀膜设备的实施例的平面结构示意图。图2是本实用新型中一种磁控溅射镀膜设备的实施例的正向结构示意图。图3是图2中A区域的局部放大图。图4是本实用新型中一种磁控溅射镀膜设备的实施例的侧向放大局部结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施方式进行具体描述。如图1 图4所示，本实用新型一种磁控溅射镀膜设备，其包括真空箱10、设于所述真空箱10内的移动小车12、与所述移动小车12连接并驱使所述移动小车12作水平移动的直行驱动装置20、与所述直行驱动装置20连接的靶连接座15、分别与所述直行驱动装置 20以及靶连接座15连接并驱动所述靶连接座作纵向移动的升降驱动装置50、与所述靶连接座15固定连接磁控溅射靶16。将磁控溅射镀膜设备中的磁控溅射靶16设为移动靶，创新性地采用“基片固定， 阴极运动”的逆向设计理念，通过直行驱动装置20推动移动小车12在真空箱10内作水平移动，同时在升降驱动装置50的作用下推动靶连接座15在纵向进行高度位置的调整，从而实现了磁控溅射靶16的二维运动，而磁控溅射靶16本身为长条形，可产生一维方向的溅射效果，从而实现磁控溅射的三维调节功能。因此，可以通过计算机系统智能控制移动的磁控溅射靶16，使特殊设计的阴极靶在高温的真空室内可根据大尺寸基片8的曲线作水平、垂直方向二维变速仿形运动，实现对平板、浅弯、深弯、异型等不同形状基片镀膜，适合大尺寸、大曲率基片的镀膜要求，比一般镀膜设备可镀基片的形状范围更广。可移动的磁控溅射靶16可针对基片的形状、曲率进行高度调节和水平推进速度控制，使得溅射距离稳定，可以放缓速度对局部进行针对性的强化溅射，使所镀制的薄膜具有高均勻性、高牢固度、高耐磨度等优点。更佳地，所述直行驱动装置20包括与所述真空箱10固定连接的主电机22、与所述主电机22连接并同步旋转的丝杆23、套设于所述丝杆23并与所述丝杆23通过螺纹配合连接的丝杆螺母25，所述丝杆螺母25与所述移动小车12固定连接。这是一种实现水平直线移动的机构，通过主电机22输出轴驱动丝杆23转动，丝杆23与丝杆螺母25通过螺纹配合连接，丝杆螺母25为与移动小车固定连接的止转件，自身不旋转，因此在丝杆23旋转过程推动丝杆螺母25沿丝杆23的轴向移动，实现移动小车12的水平移动，即实现磁控溅射靶 16的水平移动。其中丝杆23两端可设置丝杆支撑座四对丝杆23进行安装，限制丝杆23 的轴向移动，使其仅作周向旋转运动。更佳地，所述直行驱动装置包括输出端与所述移动小车12固定连接的气动伸缩缸或液压伸缩缸，所述气动伸缩缸或液压伸缩缸与所述真空箱10固定连接。使用气缸伸缩缸或液压伸缩缸都可以实现驱动移动小车作水平直线移动，但其伸缩的距离受到伸缩量的限制，需要较大行程的伸缩缸来实现长距离的水平直线移动。类似地，还可以使用斜齿条配合螺杆进行啮合连接，通过螺杆旋转驱动齿条直线水平移动，从而驱使移动小车和磁控溅射靶作同步水平直线移动。类似地，还可以使用旋转运动的蜗杆驱动安装在移动小车的涡轮转动，并设置齿轮与涡轮固定连接并同轴旋转，同时设置固定的齿条与齿轮啮合，通过齿轮在齿条处爬行从而推动移动小车和磁控溅射靶做直线移动。其中涡轮蜗杆配合连接的结构也可以使用一对斜齿轮啮合实现传动，一个斜齿轮套设于旋转驱动杆并通过轴承安装与移动小车。以上结构形式均可实现磁控溅射靶的直线移动。更佳地，所述升降驱动装置50包括与所述真空箱10固定连接的副电机52、与所述副电机52连接并同步旋转的滑键轴53、可滑动地套设于所述滑键轴53的环套体55、与所述环套体55通过齿啮合连接的升降传动组件60、与所述移动小车12固定连接的环套轴承 56，所述升降传动组件60与所述靶连接座15连接，所述环套体55安装于所述环套轴承56， 所述滑键轴53平行于所述丝杆23。在移动小车12作直线移动时，环套体55在环套轴承 56的推动下沿滑键轴53同步移动，副电机52驱动滑键轴53旋转时，环套体55同步旋转， 从而驱动升降传动组件60运动，从而驱使靶连接座15相对移动小车12作升降运动。其中滑键轴53两端可设置滑轴支撑座59对滑键轴53进行安装，限制滑键轴53的轴向移动，使其仅作周向旋转运动。更佳地，所述升降传动组件60包括与所述环套体55通过齿啮合连接的水平过渡轴组件62、与所述水平过渡轴组件62通过齿啮合连接的水平传动齿轮、通过轴承可旋转地安装于所述移动小车12的纵杆螺母68、与所述纵杆螺母68通过螺纹配合连接的纵向螺杆 69，所述纵向螺杆69的一端与所述靶连接座15固定连接，所述水平传动齿轮与纵杆螺母68 可同轴旋转地固定连接。环套体阳旋转时驱动水平过渡轴组件62旋转，从而驱动同轴固定连接的水平传动齿轮与纵杆螺母68同步旋转，纵杆螺母68旋转过程驱使竖直设置的不旋转的纵向螺杆69作竖直升降运动，进而驱使靶连接座15作相应的升降运动，结合直行驱动装置实现二维驱动调节磁控溅射靶的位置。其中水平传动齿轮与纵杆螺母68 —般组合为单零件，即既有内螺纹又有斜齿的零件。水平传动齿轮与水平过渡轴组件通过涡轮蜗杆的结构连接，或者斜齿啮合连接，或者其他类似的旋转连接结构进行连接。类似地，水平过渡轴组件62可以通过安装于移动小车12的锥形齿轮组传动驱使与从动锥形齿轮啮合的纵向齿条作竖直方向移动，实现磁控溅射靶16的纵向位置调节。更佳地，所述环套体55外周面设有斜齿，所述水平过渡轴组件62包括与所述环套体55啮合的第一过渡齿轮65、与所述第一过渡齿轮65固定连接的过渡轴63、与所述过渡轴63连接并同步旋转的第二过渡齿轮66、所述第二过渡齿轮66与所述水平传动齿轮啮合。 从而可以使用较小的传动轴进行过渡旋转传动，而啮合连接的齿位置则设置外圆周较大的第一过渡齿轮65和第二过渡齿轮66，使得水平过渡轴组件62具有较小的结构和较好的受力传动状态。其中过渡轴63两端可设置过渡轴支撑座39对过渡轴63进行安装，限制过渡轴63的轴向移动，使其仅作周向旋转运动。更佳地，所述升降传动组件包括与所述靶连接座固定连接的齿条，所述齿条与所述环套体通过齿啮合连接，通过设置齿条并在环套体设置相应的外周齿与齿条啮合，从而驱动齿条作纵向移动，实现对磁控溅射靶16的纵向位置进行调节。此时环套体需要产生较大的扭矩，为改善其受力性能，可以设置齿轮减速组件，从而减小传动过程产生的扭矩。因此，通过设置齿轮齿条啮合的结构也可以实现对靶连接座15以及磁控溅射靶16的高度位置的自由调节。更佳地，所述升降传动组件60还包括与所述靶连接座15固定连接的纵向导杆观、 套设于所述纵向导杆观并安装于所述移动小车12的导套18。纵向导杆观与纵向螺杆69 配合可以阻止靶连接座15自身旋转，纵向导杆洲本身可以对靶连接座15的升降进行导向，使其升降平稳。更佳地，所述磁控溅射镀膜设备还包括固设于所述真空箱10内的支承导轨30，所述移动小车12通过滚轮33安装于所述支承导轨30，对移动小车进行支承，主要承受移动小车12、磁控溅射靶16以及靶连接座15的重力，减轻直行驱动装置20和升降驱动装置50 的负荷，使得直行驱动和升降驱动更加平稳精确，减轻驱动装置的负担，从而减少摩擦进而减少磨损延长设备的使用寿命。以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1.一种磁控溅射镀膜设备，其特征在于所述磁控溅射镀膜设备包括真空箱、设于所述真空箱内的移动小车、与所述移动小车连接并驱使所述移动小车作水平移动的直行驱动装置、与所述直行驱动装置连接的靶连接座、分别与所述直行驱动装置以及靶连接座连接并驱动所述靶连接座作纵向移动的升降驱动装置、与所述靶连接座固定连接磁控溅射靶。
2.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于所述直行驱动装置包括与所述真空箱固定连接的主电机、与所述主电机连接并同步旋转的丝杆、套设于所述丝杆并与所述丝杆通过螺纹配合连接的丝杆螺母，所述丝杆螺母与所述移动小车固定连接。
3.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于所述直行驱动装置包括输出端与所述移动小车固定连接的气动伸缩缸或液压伸缩缸，所述气动伸缩缸或液压伸缩缸与所述真空箱固定连接。
4.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于所述升降驱动装置包括与所述真空箱固定连接的副电机、与所述副电机连接并同步旋转的滑键轴、可滑动地套设于所述滑键轴的环套体、与所述环套体连接的升降传动组件、与所述移动小车固定连接的环套轴承，所述升降传动组件与所述靶连接座连接，所述环套体安装于所述环套轴承。
5.根据权利要求4所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于所述升降传动组件包括与所述环套体通过齿啮合连接的水平过渡轴组件、与所述水平过渡轴组件通过齿啮合连接的水平传动齿轮、通过轴承可旋转地安装于所述移动小车的纵杆螺母、与所述纵杆螺母通过螺纹配合连接的纵向螺杆，所述纵向螺杆的一端与所述靶连接座固定连接，所述水平传动齿轮与纵杆螺母可同轴旋转地固定连接。
6.根据权利要求5所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于所述环套体外周面设有斜齿，所述水平过渡轴组件包括与所述环套体啮合的第一过渡齿轮、与所述第一过渡齿轮固定连接的过渡轴、与所述过渡轴连接并同步旋转的第二过渡齿轮、所述第二过渡齿轮与所述水平传动齿轮啮合。
7.根据权利要求4所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于所述升降传动组件包括与所述靶连接座固定连接的齿条，所述齿条与所述环套体通过齿啮合连接。
8.根据权利要求5或7所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于所述升降传动组件还包括与所述靶连接座固定连接的纵向导杆、套设于所述纵向导杆并安装于所述移动小车的导套。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的磁控溅射镀膜设备，其特征在于还包括固设于所述真空箱内的支承导轨，所述移动小车通过滚轮安装于所述支承导轨。
专利摘要本实用新型公开了一种磁控溅射镀膜设备，其包括真空箱、设于所述真空箱内的移动小车、与所述移动小车连接并驱使所述移动小车作水平移动的直行驱动装置、与所述直行驱动装置连接的靶连接座、分别与所述直行驱动装置以及靶连接座连接并驱动所述靶连接座作纵向移动的升降驱动装置、与所述靶连接座固定连接磁控溅射靶。通过直行驱动装置推动移动小车作水平移动，同时在升降驱动装置的作用下推动靶连接座进行高度位置的调整，使磁控溅射靶成为可作二维运动的移动靶，而磁控溅射靶本身为长条形，从而实现磁控溅射的三维调节功能，适合大尺寸、大曲率、深弯、异型等基片的镀膜要求，使所镀制的薄膜具有高均匀性、高牢固度、高耐磨度等优点。
文档编号C23C14/35GK202090052SQ20112012789
公开日2011年12月28日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者梁凯基, 王健文, 蔡东锋, 韩冲 申请人:广东中环真空设备有限公司