一种半球工件镀膜加工装置及镀膜方法与流程

本申请涉及工件镀膜，具体而言，涉及一种半球工件镀膜加工装置及镀膜方法。

背景技术：

1、石英半球谐振子是制造高精度半球谐振陀螺的关键，而球面金属化镀膜工艺是半球谐振子制造的重要工艺环节，如何保证对其均匀镀膜，是保障谐振子具有优异性能的基础。

2、石英半球谐振子作为半球工件，其内壁及外壁一般通过磁控溅射技术沉积均匀金属薄膜，在现有的镀膜过程中，多个谐振子在较大转盘的带动下，交替进入磁控靶的溅射区域，由于多个半球工件交替进入磁控靶的溅射区域，这样镀膜的时间和周期很难控制，例如其中一个工件在镀膜区域完全进出了三次，而另一个工件只能进出两次，这种情况下每个半球工件镀出的膜层厚度很难保证一致。

3、半球工件进入溅射区域时，很难保证每次进入溅射区域的镀膜部位是上一次没有得到镀膜的部位，无法保证每个半球镀膜的均匀性。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种半球工件镀膜加工装置及镀膜方法，能够有效改善石英半球谐振子半球工件的镀膜工况，保证镀膜均匀性。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种半球工件镀膜加工装置，包括：壳体，所述壳体内安装有磁控靶以及转动机构，所述转动机构包括公自转平台，所述磁控靶的溅射区域对所述公自转平台的位置区域完全覆盖；

3、所述公自转平台包括公转机构以及自转机构，半球工件放置在所述自转机构上，在公转以及自转的状态下得到磁控溅射镀膜。

4、在可选的实施方式中，所述自转机构包括设置在所述公自转平台上的三个，三个所述自转机构在所述公自转平台的周向上间隔均布。

5、在可选的实施方式中，所述自转机构上安装有用于承载所述半球工件的承载工装，所述承载工装包括正装工装以及反装工装，所述正装工装以及所述反装工装可拆卸地连接在所述自转机构上。

6、在可选的实施方式中，所述壳体上安装有离子源发射器，所述离子源发射器的照射区域与所述公自转平台的位置相对；

7、所述离子源发射器及所述磁控靶设置在所述公自转平台的两侧，且相对所述公自转平台相向倾斜设置。

8、在可选的实施方式中，所述壳体上还安装有用于在镀膜过程进行物理修正的掩膜机构，所述掩膜机构包括设置在所述壳体外部的掩膜驱动组件，以及穿过伸入所述壳体的掩膜轴套，所述掩膜轴套可拆卸地连接有掩膜工装。

9、在可选的实施方式中，所述壳体内部设置有铠装加热器，所述铠装加热器设置在所述公自转平台的径向外侧，包括罩设在所述公自转平台外部的敞口套筒。

10、在可选的实施方式中，所述壳体底部外侧设置有驱动组件以及传动组件，所述驱动组件包括相续安装的驱动电机、减速机以及驱动同步带轮，所述传动组件包括传动同步带轮，所述驱动同步带轮与所述传动同步带轮通过皮带同步转动，所述传动同步带轮连接有传动轴，所述传动轴穿插经过设置在所述壳体上的密封磁流体伸入壳体，且在所述传动轴的顶端连接有底部转盘。

11、在可选的实施方式中，所述公转机构包括公转旋转台，所述公转旋转台与所述底部转盘之间通过支撑柱固定连接，所述公转旋转台上安装有用于连接所述自转机构的轴承。

12、在可选的实施方式中，所述公转旋转台的上方设置有固定齿轮，所述自转机构包括自转传动轴，所述自转传动轴安装在所述轴承中且连接有自转齿轮，所述固定齿轮与所述自转齿轮啮合连接，所述自转齿轮包括位于顶部的安装凸台，所述承载工装可拆卸地连接在所述安装凸台上。

13、第二方面，本发明提供一种半球工件的镀膜方法，至少包括以下步骤：

14、将半球工件的敞口朝上正向安装在所述公自转平台上；

15、半球工装在公转以及自转的同时转动状态下，通过磁控靶对其里侧壁进行磁控溅射镀膜；

16、完成半球工件里侧壁的镀膜后，取下半球工件并将其敞口朝下反向安装在所述公自转平台上；

17、半球工装在公转以及自转的同时转动状态下，通过磁控靶对其外侧壁进行磁控溅射镀膜后完成镀膜。

18、通过设置的公自转平台，并使磁控靶的溅射区域对公自转平台的位置区域完全覆盖，能够使安装在公自转平台上的半球工装进行溅射镀膜，使磁控靶的溅射区域完全落在公自转平台的位置区域。

19、结合将半球工件放置在自转机构上，能够使半球工装在公转以及自转状态下进行镀膜。

20、在该种状态下，首先半球工装能够在完全覆盖的溅射镀膜区域中进行镀膜，保持相同的初始镀膜状态，在初始镀膜位置以及镀膜角度上无差别。

21、其次能够使半球工装在两种同步转动状态下控制镀膜时间的一致，当公自转平台停止运行后，每个半球工装均可保证相同的转动方向以及转动时间，达到无差别溅射镀膜的技术目的，在上述两个角度协同作用下，能够在最大程度上增强溅射镀膜的均匀性及一致性，保证产品质量。

22、本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种半球工件镀膜加工装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内安装有磁控靶以及转动机构，所述转动机构包括公自转平台，所述磁控靶的溅射区域对所述公自转平台的位置区域完全覆盖；

2.根据权利要求1所述的半球工件镀膜加工装置，其特征在于，所述自转机构包括设置在所述公自转平台上的三个，三个所述自转机构在所述公自转平台的周向上间隔均布。

3.根据权利要求1所述的半球工件镀膜加工装置，其特征在于，所述自转机构上安装有用于承载所述半球工件的承载工装，所述承载工装包括正装工装以及反装工装，所述正装工装以及所述反装工装可拆卸地连接在所述自转机构上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的半球工件镀膜加工装置，其特征在于，所述壳体上安装有离子源发射器，所述离子源发射器的照射区域与所述公自转平台的位置相对；

5.根据权利要求1-3中任一项所述的半球工件镀膜加工装置，其特征在于，所述壳体上还安装有用于在镀膜过程进行物理修正的掩膜机构，所述掩膜机构包括设置在所述壳体外部的掩膜驱动组件，以及穿过伸入所述壳体的掩膜轴套，所述掩膜轴套可拆卸地连接有掩膜工装。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的半球工件镀膜加工装置，其特征在于，所述壳体内部设置有铠装加热器，所述铠装加热器设置在所述公自转平台的径向外侧，包括罩设在所述公自转平台外部的敞口套筒。

7.根据权利要求3所述的半球工件镀膜加工装置，其特征在于，所述壳体底部外侧设置有驱动组件以及传动组件，所述驱动组件包括相续安装的驱动电机、减速机以及驱动同步带轮，所述传动组件包括传动同步带轮，所述驱动同步带轮与所述传动同步带轮通过皮带同步转动，所述传动同步带轮连接有传动轴，所述传动轴穿插经过设置在所述壳体上的密封磁流体伸入壳体，且在所述传动轴的顶端连接有底部转盘。

8.根据权利要求7所述的半球工件镀膜加工装置，其特征在于，所述公转机构包括公转旋转台，所述公转旋转台与所述底部转盘之间通过支撑柱固定连接，所述公转旋转台上安装有用于连接所述自转机构的轴承。

9.根据权利要求8所述的半球工件镀膜加工装置，其特征在于，所述公转旋转台的上方设置有固定齿轮，所述自转机构包括自转传动轴，所述自转传动轴安装在所述轴承中且连接有自转齿轮，所述固定齿轮与所述自转齿轮啮合连接，所述自转齿轮包括位于顶部的安装凸台，所述承载工装可拆卸地连接在所述安装凸台上。

10.一种半球工件的镀膜方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及一种半球工件镀膜加工装置及镀膜方法，其中半球工件镀膜加工装置包括：壳体，所述壳体内安装有磁控靶以及转动机构，所述转动机构包括公自转平台，所述磁控靶的溅射区域对所述公自转平台的位置区域完全覆盖；所述公自转平台包括公转机构以及自转机构，半球工件放置在所述自转机构上，在公转以及自转的状态下得到磁控溅射镀膜。本发明能够有效改善石英半球谐振子半球工件的镀膜工况，保证镀膜均匀性。

技术研发人员：孙欲晓,李衍辉,杜煦
受保护的技术使用者：北京创世威纳科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29