一种镀膜基板的均匀控温装置的制作方法

1.本实用新型涉及真空镀膜机技术领域，尤其涉及一种镀膜基板的均匀控温装置。


背景技术：

2.真空镀膜一般包括物理气相沉积（pvd）和化学气相沉积（cvd），是利用物理或化学的方法将镀料气化成气态分子、原子或离子后，迁移至基板表面沉积镀膜。通常气态镀料会携带一定高温，在基板上沉积时发生热量传递，致使基板在镀膜过程升温。从基板材质和膜层结构来考虑，很多真空镀膜工艺都需要对基板进行控温：例如有机高分子材质的基板，基板温度过高会出现基板老化和变形问题；对于需要低温条件沉积的膜层，基板温度过高会影响膜层质量，甚至无法沉积镀膜。
3.在真空镀膜工艺中，目前常用的基板冷却方法是用液流导热板直接与基板接触冷却，该方法主要存在两个问题：一是基板和液流导热板的接触面都要绝对平整，才能使基板和导热板均匀紧密接触，否则会出现基板和导热板之间导热不均匀问题，而基板和导热板都加工到绝对平整的难度大成本高；二是在基板和液流导热板直接接触的情况下，对导热板自身温度的均匀性要求很高，否则导热板上任何局部的细微温差都会传递给基板，导致基板温度不均匀。
4.专利cn 107805791 a中提出了用液流导热板与柔性衬底直接接触冷却的方法，该方法是将导热板表面设计成弧形，张紧的衬底和导热板的弧形表面贴合，以提高衬底和导热板的接触均匀性。该方法需要基板弯曲贴合在导热板的弧形表面上，所以只适用于柔性基板，不适用于硬质基板。
5.也有采用冷却气体直接吹扫基板来对基板冷却的，专利cn 207243980 u是在基板背面安装气体喷管，冷却气体从喷管喷射到基板背面给基板降温。该方法存在的问题是冷却气体在镀膜室内喷射基板，会直接影响镀膜室的真空度，使镀膜室气压大幅上升，不适于对真空度要求较高的镀膜方式。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种镀膜基板的均匀控温装置，该装置采用气体、液体联动给镀膜基板降温，实现对镀膜基板均匀控温。
7.本实用新型所采用的技术方案是：一种镀膜基板的均匀控温装置，包括镀膜基板、固定结构、设有液体流道的导热结构以及用于带动液体流道内的液体循环流动的液体循环系统，所述镀膜基板固定在固定结构内，所述固定结构设置在导热结构上，而且所述镀膜基板与导热结构之间还设有密闭空腔，并且它还包括用于带动密闭空腔内的气体循环流动的气体循环系统。
8.作为优选，所述导热结构包括导热板以及背板，且所述背板朝向导热板一侧设有液体流道，且所述导热板与背板将液体流道密封。
9.作为优选，所述固定结构包括掩膜挡板、密封圈、橡胶垫圈以及锁紧件，所述掩膜
挡板通过锁紧件锁紧在导热板上，且所述镀膜基板一端面边缘通过橡胶垫圈与掩膜挡板相抵，镀膜基板另一端面边缘通过密封圈与导热板相抵，且所述镀膜基板、密封圈以及导热板三者形成密闭空腔。
10.作为优选，所述导热板以及背板上设有供气体流通的进气通道与出气通道，且所述气体循环系统包括进气管、出气管、气源、气体流量计、开关阀、真空计、节流阀以及真空泵，所述气源通过进气管与进气通道连通，且气源与进气通道之间还设有开关阀、气体流量计与真空计，所述真空泵通过出气管与出气通道连通，且所述真空泵与出气通道之间还设有节流阀。
11.作为优选，它还包括镀膜室与旁通阀，所述固定结构以及导热结构均设置在镀膜室内，且真空泵与出气通道之间的出气管还通过旁通阀与镀膜室连通。
12.作为优选，所述导热板内均匀嵌设多个测温探头。
13.作为优选，所述气体循环系统中流通的气体为氦气，所述液体循环系统中流通的液体为导热油。
14.采用以上装置与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
15.一、基板和导热板之间用气体导热代替常用的接触导热，避免了基板和导热板之间因接触不均匀而存在的导热不均匀问题。
16.二、基板和导热板之间的导热气体不但有导热作用，还有“缓冲”作用，即导热板自身的温度不均匀，不会影响基板温度的均匀性，避免了接触导热中因导热板客观存在的温度不均匀而对基板温度均匀性造成的影响。
17.三、液体循环系统能够调节导热液体温度大小，实现对基板的冷却和加热功能，使基板温度满足不同工艺条件要求。
18.四、通过对导热气体的流道和密封设计，可以控制导热气体在镀膜过程中不会进入镀膜室而影响镀膜室真空度。
19.五、本方法适用范围广，可应用于不同基板材质和不同形式的真空镀膜工艺。
附图说明
20.图1为本实用新型一种镀膜基板的均匀控温装置的结构示意图。
21.图2为本实用新型一种镀膜基板的均匀控温装置中导热板的正视图。
22.如图所示：1、镀膜室；2、导热板；3、背板；4、液体流道；5、液体温度控制器；6、基板；7、密封圈；8、掩膜挡板；9、橡胶垫圈；10、锁紧件；11、镀料源；12、进气管；13、出气管；14、气源；15、气体流量计；16、开关阀；17、真空计；18、旁通阀；19、节流阀；20、真空泵；21、测温探头。
具体实施方式
23.以下通过具体实施方式对本实用新型做进一步描述，但是本实用新型不仅限于以下具体实施方式。
24.一种镀膜基板6的均匀控温装置，包括镀膜室1，镀膜室1内设置了镀料源11、固定结构、导热结构、镀膜基板6、气体循环系统以及液体循环系统，其中：
25.固定结构主要包括了掩膜挡板8、密封圈7、橡胶垫圈9以及锁紧件10；
26.导热结构包括导热板2以及背板3；
27.气体循环系统包括进气管12、出气管13、气源14、气体流量计15、开关阀16、真空计17、节流阀19以及真空泵20；并且可用氦气、氖气、氮气等导热性好的气体作为导热气体，作为优选，本实施例选用氦气作为基板6和导热板2之间的导热气体。
28.液体循环系统包括液体流道4以及液体温度控制器5；可用水、导热油、硅油等流动性好、比热大的液体作为导热液体，作为优选，本实施例选用导热油作为导热液体。
29.基板6固定在掩膜挡板8与导热板2之间，掩膜挡板8有两个作用，一是定位基板6在导热板2上的位置，二是区分镀膜区和非镀膜区。掩膜挡板8的中间开有窗口，中间窗口区对应是基板6的镀膜区，窗口四周是非镀膜区；并且在掩膜挡板8靠近基板6的一侧有挖槽，槽内嵌有橡胶垫圈9，橡胶垫圈9可使掩膜挡板8对基板6压力均匀；在导热板2靠近基板6的一侧有挖槽，槽内嵌有密封圈7，密封圈7的作用是防止导热气体在镀膜过程中进入镀膜室1而影响镀膜室1的真空度，即相当于将导热板2与基板6之间形成一个密闭空腔。并且在掩膜挡板8和导热板2的周围分别设有通孔和螺孔，用锁紧件10（即螺杆）将掩膜挡板8和基板6固定安装在导热板2上。
30.导热板2的背面是背板3，背板3上凿有液体流道4，液体流道4密封于导热板2和背板3之间，液体温度控制器5控制导热液体在液体流道4流动，液体温度控制器5主要是带动导热液体流动以及控制液体温度，是现有技术比较常规的，所以在此不详细展开。在基板6背面的导热板2上均匀嵌入封装多个测温探头21，可以多点实时监控基板6温度，本具体实施例选用的测温方式为非接触式红外测温。
31.基板6不同位置的温度数据实时反馈到气体循环系统和液体循环系统，通过温控电脑控制气体流量和液体温度。可用基板6上不同位置的温度极差（最大值－最小值）来评价基板6的温度均匀性，当温度极差偏大时，通过温控电脑下达指令给气体流量计15，调节导热气体流量和压力，提高基板6的温度均匀性。基板6上不同位置的温度平均值可以调节，当基板6上的温度平均值偏离工艺设定值时，通过温控电脑下达指令给液体循环系统，调节导热液体温度，可实现对基板6的冷却和加热功能。
32.导热板2与背板3上设有气体流道，包括进气通道与出气通道，进气通道连通进气管12，出气通道连接出气管13，导热气体沿进气管12、出气管13在基板6和导热板2之间导入导出，进气管12上布置有气源14、气体流量计15、开关阀16、真空计17，出气管13上布置有节流阀19、真空泵20；采用的气源14主要是气瓶，气体流量计15控制导热气体流量，真空计17测量导热气体压力，节流阀19起到对导热气体节流和调压的作用，真空泵20起到维持导热气体稳定流动的作用。
33.一种镀膜基板的均匀控温方法，它包括以下步骤：
34.s1、将镀膜基板固定安装好；
35.s2、打开旁通阀，然后将镀膜室预抽至真空；
36.s3、关闭旁通阀，开始对基板控温和镀膜；
37.s4、控制气体循环系统工作，使镀膜基板与导热板之间的气体流动，同时控制液体循环系统工作，使液体流道内的液体流动；
38.s5、镀膜完成，打开镀膜室同时打开旁通阀，取出镀膜基板。
39.真空镀膜工艺通常需要将镀膜室1预抽至高真空，所以在出气管13和镀膜室1之间
安装有旁通阀18，在镀膜室1预抽过程中，旁通阀18为打开状态，可保持基板6的正反面气压平衡，防止基板6变形。完成上述镀膜室1预抽工序后，关闭旁通阀18，开启真空泵20，打开节流阀19和开关阀16，温控电脑控制气体流量计15设置导热气体流量，导热气体进入基板6和导热板2之间。导热气体的导热能力可以随着导热气体流量和压力的增大而增大。导热气体流量和压力可以在节流阀19和气体流量计15的配合使用下调节，节流阀19可通过手动调节大小，气体流量计15可通过温控系统电脑输出指令来控制流量大小。当节流阀19开关大小不变时，导热气体的压力随着气体流量计15设置流量值的增大而增大，当气体流量计15设置流量值大小不变时，导热气体的压力随着节流阀19开关的增大而减小。基板6在完成镀膜工序后，在打开镀膜室1取基板6时，可将旁通阀18调至打开状态，使基板6的正反面气压保持平衡，方便基板6从导热板2上拆取下来。
40.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神与范围。