用于片材沉积涂层的夹具及沉积装置的制作方法

本发明涉及涂层沉积辅助设备技术领域，尤其是涉及一种用于片材沉积涂层的夹具及沉积装置。

背景技术

在热丝气相沉积法制备片材涂层的工艺中，受限于现有沉积装置的结构，每次沉积操作时往往只能放入单片片材于沉积装置内，即一炉一片逐片沉积。这种工艺操作存在以下问题：

(1)每沉积完一片片材，都需要打开设备重新装载下一片，每次装载都要重新抽真空，而抽真空的时间占整个生产时间的五分之一左右；

(2)通常在更换片材的过程中，热丝由高温冷却至室温极易断裂，需要重新更换热丝，且热丝(钽丝)的价格比较贵，经常更换热丝不利于降低生产成本。

由此可知，一炉一片逐片沉积的方式沉积效率低，产量低，工人劳动强度大，生产成本高。有鉴于此，特提出本发明能够解决上述问题中的至少一个。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种用于片材沉积涂层的夹具，在不改变沉积装置的基本结构条件下，该夹具可同时装载多片片材，实现一次可对多片片材进行涂层沉积，极大的减少了一些中间过程，有利于提高沉积效率和降低生产成本。

本发明的第二目的在于提供一种沉积装置，使用上述用于片材沉积涂层的夹具进行沉积操作，使用该沉积装置能够对片材进行多片连续沉积，沉积效率高、生产周期短，同时也降低了生产成本。

为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：

本发明提供了一种用于片材沉积涂层的夹具，包括驱动件、转轴和装夹件；

所述驱动件与所述转轴连接，并能够带动所述转轴转动，所述装夹件设置在所述转轴上，所述装夹件上还设有至少两个用于固定片材的固定件。

进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述驱动件包括第一驱动件和第二驱动件；

所述第一驱动件与所述第二驱动件配合连接，且所述第二驱动件能够随所述第一驱动件转动；

所述第二驱动件与所述转轴固定连接。

进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述第一驱动件和所述第二驱动件之间采用齿轮传动、皮带传动或链传动；

优选地，所述第一驱动件和第二驱动件之间采用齿轮传动。

进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述装夹件能够沿所述转轴的轴向方向滑动。

进一步的，在本发明技术方案的基础之上，各所述固定件位于同一水平高度，且沿各所述固定件沿所述转轴周向均匀分布。

进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述固定件为夹头；

优选地，所述固定件为钼质夹头。

进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述第一驱动件和第二驱动件均为铜质驱动件；

和/或，所述转轴为铜质转轴；

和/或，所述装夹件为铜质装夹件。

本发明还提供了一种沉积装置，包括炉体，上述用于片材沉积涂层的夹具位于所述炉体内部并对片材进行夹持。

进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述夹具与所述炉体可拆卸固定连接。

进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述炉体内部设有衬底平台，所述衬底平台上设有可旋转样品台和一组相对设置的热丝固定架，所述热丝固定架之间设置有热丝，每个所述热丝固定架通过电极柱与所述衬底平台连接；

所述夹具的所述第一驱动件位于所述可旋转样品台上且能够随所述可旋转样品台转动，所述夹具的所述转轴能够套设在所述电极柱上，通过调节所述可旋转样品台的转动，从而带动所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述转轴和所述装夹件的转动，进而实现对不同片材进行沉积涂层的操作。

与现有技术相比，本发明提供的用于片材沉积涂层的夹具及沉积装置具有如下有益效果：

(1)本发明提供的用于片材沉积涂层的夹具，包括驱动件、转轴和装夹件，驱动件与转轴连接并能够带动转轴转动，装夹件设置在转轴上，装夹件上还设有至少两个用于固定片材的固定件；该夹具能够同时装载多片片材，且在驱动件的带动下能够实现不同片材位置的变换，即沉积过程中一次可对多片片材进行涂层沉积，极大得减少了沉积过程的一些中间步骤，例如，装载片材、抽真空、上丝等操作，大大提高了沉积效率、缩短了生产周期，降低了生产成本，同时减弱了频繁更换片材时对热丝造成的不利影响，延长了热丝的使用寿命，从而进一步降低了生产成本。

该夹具结构简单，操作方便，且不会改变沉积装置原有的结构和部件，为片材涂层的连续沉积提供了工业依据。

(2)本发明提供的沉积装置，包括炉体，上述用于片材沉积涂层的夹具位于炉体内并对片材进行夹持。鉴于上述用于片材沉积涂层的夹具所具有的优势，使得使用本发明夹具的沉积装置也同时具有上述夹具的所有优势，使用该沉积装置能够对片材进行多片连续沉积，沉积效率高、生产周期短，同时减弱了频繁更换片材时对热丝造成的不利影响，延长了热丝以及设备的使用寿命，降低了设备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的一种实施方式的用于片材沉积涂层的夹具在沉积装置内部的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种实施方式的用于片材沉积涂层的夹具在沉积装置内部的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明提供的再一种实施方式的用于片材沉积涂层的夹具在沉积装置内部的结构示意图；

图5为图4的俯视图。

图示：1-驱动件；10-第一驱动件；20-第二驱动件；30-转轴；40-装夹件；41-固定件；42-连杆；50-衬底平台；60-可旋转样品台；70-热丝固定架；80-热丝；90-电极柱；100-片材。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本实施例提供了一种用于片材沉积涂层的夹具，包括驱动件1、转轴30和装夹件40，具体如图1所示；

驱动件1与转轴30连接，并能够带动转轴30转动，装夹件40设置在转轴30上，装夹件40上还设有至少两个用于固定片材100的固定件41。

驱动件1通过带动转轴30和装夹件40转动，进而实现不同片材100位置的变换。对于驱动件1的类型不作具体限定，只要能带动转轴30转动即可。驱动件1的驱动可借助外力进行，例如驱动电机或者其他可旋转部件等，此处不作具体限定。

在装夹件40上设置多个固定件41可实现对多片片材100的装载。固定件41用于固定被沉积的片材100，对固定件41的结构和形状不作限定，只要能够稳定固定片材100即可。这里的片材100表示呈片状的被沉积材，对被沉积材的类型不作限定。装夹件40上固定件41的数量不作具体限定，为保证一炉可进行多片片材100的沉积，装夹件40上可尽可能多得设置固定件41。

本发明提供的夹具能够同时装载多片片材，且在驱动件的带动下能够实现不同片材位置的变换，即沉积过程中一次可对多片片材进行涂层沉积，极大得减少了沉积过程的一些中间步骤，例如，装载片材、抽真空、上丝等操作，大大提高了沉积效率、缩短了生产周期，降低了生产成本，同时减弱了频繁更换片材时对热丝造成的不利影响，延长了热丝的使用寿命，从而进一步降低了生产成本。

驱动件可由单一部件构成，也可以是由相互配合的多个部件构成。作为本发明的一种优选实施方式，驱动件包括第一驱动件10和第二驱动件20，具体如图2-5所示；

第一驱动件10与第二驱动件20配合连接，且第二驱动件20能够随第一驱动件10转动，第二驱动件20与转轴30固定连接。

具体的，第一驱动件10和第二驱动件20配合连接，可实现动力或运动的传动。对第一驱动件10和第二驱动件20的构成和数量均不作限定，只要使第二驱动件20随第一驱动件10转动即可。

第二驱动件20与转轴30固定连接，而第二驱动件20与转轴30的连接方式不作具体限定，只要确保第二驱动件20能够带动转轴30一起转动即可。可为本领域常见的连接方式，例如，将第二驱动件20套设于转轴30外侧，即第二驱动件20与转轴30同轴线。

第一驱动件10能够带动第二驱动件20转动，从而带动转轴30和装夹件40转动，进而实现不同片材100位置的变换。

作为本发明的一种优选实施方式，第一驱动件10和第二驱动件20之间采用齿轮传动、皮带传动或链传动；

皮带传动是一种依靠摩擦力来传递运动和动力的机械传动。其特点主要表现在：皮带有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音。载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止其他零件损坏，起安全保护作用。

链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。其特点是：没有弹性滑动，能保持准确的平均传动比，传动效率较高；且链条不需要大的张紧力，所以轴与轴承所受载荷较小，传动可靠，过载能力强，能在低速重载下较好工作。

齿轮传动是指由齿轮副传递运动和动力，能传递两个平行轴或相交轴或交错轴间的回转运动和转矩，传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长。

上述传动方式均可实现第一驱动件10和第二驱动件20动力或运动的传动。优选地，第一驱动件10和第二驱动件20之间采用齿轮传动，即第一驱动件10为大齿轮，第二驱动件20为小齿轮，通过大齿轮和小齿轮之间的啮合传动实现运动和动力的传递，具体如图2和3所示；或，第一驱动件10和第二驱动件20之间采用皮带传动，即第一驱动件10和第二驱动件20之间通过皮带进行传动，具体如图4和5所示。

作为本发明的一种优选实施方式，装夹件40能够沿转轴30的轴向方向滑动。

由于装夹件40上装载有多片片材100，将装夹件40设计为能够沿转轴30的轴向方向滑动的方式，使得片材100距离沉积装置热丝80的距离可以灵活方便的调节。

对于装夹件40的具体结构不作限定，可为方形装夹件，也可为圆形装夹件等。

进一步的，在本发明技术方案的基础之上，各固定件41位于同一水平高度，且沿各固定件41沿转轴30的周向均匀分布。

各固定件41位于同一水平高度，以保证夹具装载的所有片材100在沉积过程中距沉积装置热丝80的距离相同，从而确保各片材100的沉积效果相同，保证沉积产品品质的一致性。

固定件41的形式可以有多种，只要能实现对片材100的夹紧且不对片材100表面造成损伤结可。作为本发明的一种优选方案，固定件41为夹头，优选地，固定件41为钼质夹头。夹头为钼质材料，可确保夹头能够承受高温。

在上述技术方案的基础之上，装夹件40通过连杆42与固定件41连接。

由于沉积过程中，沉积装置内部处于较高的温度，故要求夹具各部件也具有一定的耐高温性能。

作为本发明的一种优选方案，第一驱动件10和第二驱动件20均为铜质驱动件；

和/或，转轴30为铜质转轴；

和/或，装夹件40为铜质装夹件。

选用铜作为第一驱动件10、第二驱动件20、转轴30和装夹件40的材质，能够保证上述各部件具有良好的冷却效果。

该夹具结构简单，操作方便，可实现多片片材100的装载，为片材涂层的连续沉积提供了工业依据。

实施例二

本实施例提供了一种沉积装置，本实施例是在实施例一基础上的改进，实施例一所描述的技术方案也属于本实施例，在此不再赘述。

本实施例提供的一种沉积装置，包括炉体，上述实施例一提供的用于片材沉积涂层的夹具位于炉体内部并对片材100进行夹持，具体如图1-5所示。

作为一种优选实施方式，夹具与炉体可拆卸固定连接。

将夹具设计为可拆卸的方式，不会改变炉子原有的结构和部件，只需要将夹具安装于炉体内部相应位置即可。上述设计，采用本领域常规的设备(例如，热丝化学气相沉积炉)即可实现上述操作，不需要另置设备。

作为一种优选实施方式，炉体内部设有衬底平台50，衬底平台50上设有可旋转样品台60和一组相对设置的热丝固定架70，热丝固定架70之间设置有热丝80，每个热丝固定架70通过电极柱90与衬底平台50连接；

如图2-5所示，夹具的第一驱动件10位于可旋转样品台60上且能够随可旋转样品台60转动，夹具的转轴30能够套设在电极柱90上，通过调节可旋转样品台60的转动，从而带动第一驱动件10、第二驱动件20、转轴30和装夹件40的转动，进而实现对不同片材100进行沉积涂层的操作。

可旋转样品台60位于热丝80的下方，可旋转样品台60的转动速度、转动时间等参数与每片片材100的沉积效果有关，且上述参数通过沉积装置本身进行调节。利用可旋转样品台60的转动，带动第一驱动件10转动，进而带动第二驱动件20、转轴30以及装夹件40转动，从而实现在已沉积与未沉积片材之间的切换。

片材沉积步骤具体如下：打开沉积装置炉体，将用于片材沉积涂层的夹具安装于沉积装置的内部，并将与夹具固定件数量相同的片材安装于固定件上，闭合炉体；

启动沉积装置并开启可旋转样品台，对不同片材进行热丝气相沉积。

鉴于上述用于片材沉积涂层的夹具所具有的优势，使得使用本发明夹具的沉积装置也同时具有上述夹具的所有优势，使用该沉积装置能够对片材进行多片连续沉积，沉积效率高、生产周期短，同时减弱了频繁更换片材时对热丝造成的不利影响，延长了热丝以及沉积装置的使用寿命，降低了设备成本。

最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。