片材夹具及沉积设备的制作方法

本实用新型涉及涂层沉积辅助设备技术领域，尤其是涉及一种片材夹具及沉积设备。

背景技术：

随着化学气相沉积金刚石技术的发展，化学气相沉积金刚石用途越来越广泛。化学气相沉积制备金刚石粉的原理是利用金刚石与铜箔之间较大的热膨胀性质的差异，利用化学气相沉积设备在800℃条件下在铜箔上沉积金刚石薄膜，在冷却的过程中金刚石薄膜由于受到较大的热应力会自然的从铜箔上脱落下来，将脱落下来的薄膜碎片进行后续的加工，即可制得金刚石粉末，该方法还可以制备各种掺杂其他元素的金刚石粉末。

但是现有的在利用化学气相沉积制备金刚石粉过程中，是直接将沉积样品放置在设备原装样品台上，被沉积样品尺寸局限较大，沉积效率不高；另外，原装样品台无法收集从铜箔上脱落的金刚石薄膜碎片，导致开炉子后薄膜损失较大。

有鉴于此，特提出本实用新型能够解决上述问题中的至少一个。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的在于提供一种片材夹具，在不改变沉积设备的基本结构条件下，利用该片材夹具可连续沉积片材面积大于沉积设备有效沉积范围的片材，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。

本实用新型的第二目的在于提供一种沉积设备，使用上述片材夹具进行沉积操作。

为解决上述技术问题，本实用新型特采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种片材夹具，包括传动单元、送料件和沉积板；

所述送料件位于所述沉积板的上方，片材装载在所述沉积板上，所述传动单元通过带动所述送料件运动从而带动所述片材移动。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述送料件包括滚轮，所述片材位于所述滚轮与所述沉积板之间，所述滚轮能够带动所述片材沿所述沉积板移动。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述传动单元包括第一传动件和第二传动件，所述第一传动件能够带动所述第二传动件转动，所述第二传动件用于驱动所述送料件运动。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述第一传动件包括蜗杆，所述第二传动件包括蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆配合。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述第一传动件包括传动部和蜗杆，所述传动部套设于所述蜗杆上并与所述蜗杆同步运动；

所述第二传动件包括蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆配合。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述片材夹具包括收集盒，所述收集盒位于所述沉积板靠近所述送料件的一侧并用于收集已沉积的片材；

和/或，所述片材夹具包括第一支座，所述第一支座位于所述送料件的侧面并用于支撑所述送料件；

和/或，所述片材夹具包括第二支座，所述第二支座位于所述沉积板的侧面并用于支撑所述沉积板。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述第一传动件为铜质传动件；

和/或，所述第二传动件为铜质传动件。

本实用新型还提供了一种沉积设备，包括炉体，上述片材夹具位于所述炉体内部，所述片材夹具与所述炉体可拆卸固定连接。

进一步的，在本实用新型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至少两个热丝固定架，所述热丝固定架通过电极柱与所述衬底平台连接，所述热丝固定架之间设置有热丝，所述可旋转样品台位于所述热丝的下方；

所述可旋转样品台能够带动所述片材夹具的所述传动单元运动从而带动所述片材移动。

进一步的，在本实用新型技术方案的基础之上，所述可旋转样品台与所述片材夹具的所述传动单元之间采用齿轮传动、皮带传动或链传动。

与现有技术相比，本实用新型提供的片材夹具及沉积设备具有如下有益效果：

(1)本实用新型提供的片材夹具，包括传动单元、送料件和沉积板，送料件位于沉积板的上方，片材装载在沉积板上，传动单元通过带动送料件运动从而带动片材移动；该片材夹具能够带动片材沿沉积板移动，使得片材的待沉积部分连续通过热丝对应的有效沉积区域，进而实现片材由待沉积状态向已沉积状态转变，故采用该夹具可连续沉积片材面积大于沉积设备有效沉积范围的片材，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；

此外，本实用新型优选的典型实施方式是在沉积板靠近送料件的一侧设置收集盒，该收集盒在收集已沉积的片材的同时，还能收集从片材上脱落的沉积物薄膜碎片，从而减少沉积物损失。

该片材夹具结构简单，操作方便，且不会改变沉积设备原有的结构和部件，为片材涂层的连续沉积和收集提供了工业依据。

(2)本实用新型提供的沉积设备，包括炉体，上述片材夹具位于炉体内，片材夹具与炉体可拆卸固定连接。鉴于上述片材夹具所具有的优势，使得使用本实用新型片材夹具的沉积设备也同时具有上述片材夹具的所有优势，使用该沉积设备能够对片材进行连续沉积，沉积效率高、生产周期短；

此外，本实用新型优选的典型实施方式是采用具有收集盒的片材夹具，该收集盒能够实现对片材以及片材上脱落的沉积物薄膜碎片的收集。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型提供的一种实施方式的片材夹具在沉积设备内部的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种实施方式的片材夹具在沉积设备内部的结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为图2的俯视图。

图示：1-传动单元；2-送料件；3-沉积板；4-片材；5-收集盒；6-衬底平台；7-可旋转样品台；8-热丝固定架；9-热丝；10-电极柱；11-第一传动件；12-第二传动件；21-第一支座；31-第二支座；111-传动部；112-蜗杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

实施例一

现有沉积过程是直接将片材放置在设备原装样品台上，受限于现有沉积设备的结构，待沉积片材的尺寸通常小于或等于热丝对应的有效沉积区域的尺寸，对于片材尺寸局限较大，沉积效率不高。

为此，本实用新型实施例提供了一种片材夹具，包括传动单元1、送料件2和沉积板3；

送料件2位于沉积板3的上方，片材4装载在沉积板3上，传动单元1通过带动送料件2运动从而带动片材4移动，具体如图1-4所示。

具体的，本实用新型中的片材4表示呈片状的被沉积材，对被沉积材的类型不作限定。对于片材4的尺寸不作具体限定，片材4面积可以小于沉积设备的有效沉积区域，也可以大于沉积设备的有效沉积区域。需要说明的是，片材4面积不可无限大，其受限于沉积设备的尺寸，应确保片材4能够放入沉积设备进行沉积。

对于化学气相沉积金刚石技术而言，片材4优选为铜箔、铜合金箔或硬质合金箔，进一步优选为铜箔。沉积后的铜箔较为柔软，可进行多层堆积。

本实用新型中的传动单元1可以带动送料件2运动。传动单元1的具体结构不作限定，为本领域常见的传动组件，可以是利用机件间的摩擦力传递动力和运动的摩擦传动，例如，带传动、摩擦轮传动等；或者，靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的啮合传动，例如，齿轮传动、链传动、螺旋传动和谐波传动等。

传动单元1可以采用外界驱动进行驱动。其中，外界驱动是指外界可驱动传动单元1运动的装置或者部件，例如驱动电机或者其他可旋转部件等，此处不作具体限定。

本实用新型中的送料件2是指其在传动单元1能够带动片材4移动的部件，送料件2的具体结构不作限定，典型但非限定性的结构可以为滚轮或传送带等。

沉积板3主要用于承载片材4并实现片材4的沉积。沉积板3为平板状，具体尺寸根据沉积设备以及沉积区域进行确定。

该片材夹具能够带动片材沿沉积板移动，使得片材的待沉积部分连续通过热丝对应的有效沉积区域，进而实现片材由待沉积状态向已沉积状态转变，故采用该夹具可连续沉积片材面积大于沉积设备有效沉积范围的片材，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。

具体的，作为本实用新型的一种优选实施方式，送料件2包括滚轮，片材4位于滚轮与沉积板3之间，滚轮能够带动片材4沿沉积板3朝向收集盒5的方向移动。

传动单元1带动滚轮转动，由于滚轮与片材4之间存在一定的摩擦力，故滚轮转动能够带动片材4沿沉积板3移动。需要注意的是，滚轮的转动方向应确保片材4沿沉积板3朝向收集盒5的方向移动。

传动单元1可由单一部件构成，也可以是由相互配合的多个部件构成。

当传动单元1由相互配合的多个部件构成时，作为本实用新型的一种优选实施方式，传动单元1包括第一传动件11和第二传动件12，第一传动件11能够带动第二传动件12转动，第二传动件12用于驱动送料件2运动。

第一传动件11和第二传动件12之间具体的传动方式不作限定，可以为本领域技术人员采用的常规传动方式，比如齿轮传动、皮带传动或链条传动。优选地，第一传动件11和第二传动件12之间采用齿轮啮合。

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。

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。

在本实用新型上述技术方案的基础之上，第一传动件11包括蜗杆112，第二传动件12包括蜗轮，蜗轮与蜗杆112配合。

蜗轮和蜗杆112机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力，常用于传动比大、传动功率不大的场合。

作为本实用新型的一种优选实施方式，第一传动件11包括传动部111和蜗杆112，传动部111套设于蜗杆112上并与蜗杆112同步运动；

第二传动件12包括蜗轮，蜗轮与蜗杆112配合。

传动部111可在外界驱动下转动，带动第一传动件11转动，由于第一传动件11和第二传动件12通过蜗轮蜗杆112配合，从而带动第二传动件12运动。上述方式，实现了动力或运动的传递。

另外，现有技术中还存在着原装样品台无法收集从片材上脱落的沉积物薄膜碎片，导致沉积物损失较大，不利于生产成本的降低的技术问题。

为解决上述缺陷，在本实用新型上述技术方案的基础上，在沉积板3靠近送料件2的一侧设置收集盒5，该收集盒5可用于收集已沉积的片材4以及从片材4上脱落的沉积物薄膜碎片，从而减少沉积物损失。

收集盒5的具体结构不作限定，只要确保片材4能够完全搁置于收集盒5即可。需要说明的是，收集盒5的材质应选用适宜在化学气相沉积的工作环境中使用的材质。

基于上述片材夹具结构的工作原理：送料件2在传动单元1的驱动下带动片材4沿沉积板3移动，并将片材4的已沉积部分送入收集盒5内。由于已沉积的片材4非常柔软，片材4与收集盒5接触无法向前移动使得片材4在收集盒5处堆积，片材4的未沉积部分连续进入到热丝9对应的有效沉积区域进行沉积，从而实现对较大的尺寸片材的连续沉积。

故采用该片材夹具不仅可连续沉积片材面积大于沉积设备有效沉积区域的片材，同时还能收集片材以及从片材上脱落的沉积物薄膜碎片，后期可对沉积物薄膜碎片进行再加工利用，大大减少了沉积物损失，降低了生产成本。

作为本实用新型的一种优选实施方式，夹具包括第一支座21，第一支座21位于送料件2的侧面并用于支撑送料件2。

对于第一支座21的具体结构不作限定，只要确保其能够对送料件2起到稳定支撑的作用即可。第一支座21可位于送料件2的一侧，也可以位于送料件2的两侧。

作为本实用新型的一种优选实施方式，夹具包括第二支座31，第二支座31位于沉积板3的侧面并用于支撑沉积板3。

对于第二支座31的具体结构不作限定，只要确保其能够对沉积板3起到稳定支撑的作用即可。第二支座31的数量可以为一个，也可以为多个。当采用多个第二支座31时，多个第二支座31分别位于沉积板3各个边角。

第二支座31与沉积板3具体的连接关系不作限定，沉积板3可以直接置于第二支座31的端面上，且整个沉积过程沉积板3不与第二支座31端面分离；或者，第二支座31上设置有安装槽，沉积板3通过安装槽嵌入到第二支座31上，从而达到第二支座31对沉积板3稳固支撑的目的。

在将片材夹具使用时，可将第二支座31套设于沉积设备的电极柱10上。需要说明的是，此时应确保第二支座31为绝缘支座。优选地，第二支座31为陶瓷绝缘支座。

由于化学气相沉积过程中所特有的工作环境，使得对于该片材夹具中的各部件材质也有一定的限定。

作为本实用新型的一种优选实施方式，第一传动件11为铜质传动件；

和/或，第二传动件12为铜质传动件。

选用铜作为第一传动件11和第二传动件12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，且不会改变沉积设备原有的结构和部件，为片材涂层沉积提供了工业依据。

实施例二

本实施例还提供了一种沉积设备，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设备，包括炉体，上述实施例一提供的片材夹具位于炉体内部，夹具与炉体可拆卸固定连接。

将夹具设计为可拆卸的方式，不会改变沉积设备原有的结构和部件，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。

对于沉积设备的具体结构没有特别限定。

作为本实用新型一种优选实施方式，炉体内部设有衬底平台6，衬底平台6上设有可旋转样品台7和至少两个热丝固定架8，热丝固定架8通过电极柱10与衬底平台6连接，热丝固定架8之间设置有热丝9，可旋转样品台7位于热丝9的下方；

可旋转样品台7能够带动夹具的传动单元1运动从而带动片材4移动。

此时，将片材4置于可旋转样品台7上，并将沉积设备原有的可旋转样品台7作为外界驱动，带动传动单元1以及送料件2运动，从而带动片材4沿沉积板3移动。可旋转样品台7的的转动速度、转动时间等参数通过影响片材4的移动速度进而影响片材4的沉积效果。且上述参数可通过沉积设备本身进行调节。

作为本实用新型一种优选实施方式，当片材夹具的传动单元1包括第一传动件11和第二传动件12时，第一传动件11可套设于沉积设备的电极柱10上，即第一传动件11与电极柱10同轴并可绕电极柱10转动。

另外，可将第二支座31套设于沉积设备的另一电极柱10上，用于对沉积板3实现稳固支撑。此时应确保第二支座31为绝缘支座。优选地，第二支座31为陶瓷绝缘支座。

作为本实用新型一种优选实施方式，可旋转样品台7与夹具的传动单元1之间采用齿轮传动、皮带传动或链传动。

当可旋转样品台7与片材夹具的第一传动件11采用齿轮传动时，可旋转样品台7的周向侧面设置有齿条，第一传动件11为齿轮，可旋转样品台7上的齿条与第一传动件11啮合，从而将可旋转样品台7的运动传递给第一传动件11。

当可旋转样品台7与夹具的第一传动件11采用皮带传动时，可旋转样品台7与第一传动件11均为皮带轮，两者通过皮带连接，从而将可旋转样品台7的运动传递给第一传动件11。

当可旋转样品台7与夹具的第一传动件11采用链传动时，可旋转样品台7与第一传动件11均为链轮的形式，两者通过链条连接，从而将可旋转样品台7的运动传递给第一传动件11。

片材沉积步骤具体如下：打开沉积设备炉体，将片材夹具安装于沉积设备的内部，并将片材4置于沉积板3，闭合炉体；

启动沉积设备并根据需要调整可旋转样品台7的转速，在可旋转样品台7的驱动下，传动单元1带动送料件2运动，从而使得片材4沿沉积板3连续移动，使得片材4的待沉积部分连续通过热丝9对应的有效沉积区域，实现片材4由待沉积状态向已沉积状态转变；

另外，已沉积片材4在送料件2的作用下被送入到收集盒5内，且收集盒5还对片材4上脱落的沉积物薄膜碎片进行收集。

鉴于上述片材夹具所具有的优势，使得使用本实用新型夹具的沉积设备也同时具有上述夹具的所有优势，使用该沉积设备能够对片材进行连续沉积，沉积效率高、生产周期短；此外，采用具有收集盒的片材夹具，通过收集盒还能够实现对片材以及片材上脱落的沉积物薄膜碎片的收集。

最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施方式技术方案的范围。