溅镀式镀膜装置及镀膜方法

专利名称：溅镀式镀膜装置及镀膜方法
技术领域：
本发明涉及一种镀膜装置及镀膜方法，尤其涉及一种溅镀式镀膜装置及采用该溅镀式镀 膜装置的镀膜方法。
背景技术：
溅镀是利用等离子体产生的离子去撞击阴极靶材，将靶材内的原子撞出而沉积在基材表 面上堆积成膜层。由于溅镀可以达成较佳的沉积效率、精确的成份控制，以及较低的制造成 本，因此在工业上被广泛应用。
当前手机数码相机镜头的应用已日渐普及，因此有必要提升其关键零部件的制造技术， 以有效地降低其制造成本及提升其良率。作为相机镜头关键零部件之一的镜头模组通常包括 镜座、镜筒以及收容在镜筒内的镜片、垫片(Spacer)、光圈、红外截止滤光片(IR-cut Filter)等元件。镜片的设计方法请参阅Chao等人在2000年IEEE系统、超声波会议(2000 IEEE Ultrasonics Symposium)上发表的论文Aspheric lens design。
在镜头模组组装过程中，通常需将所述镜片、垫片、光圈、红外截止滤光片等元件通过 一定顺序装入镜筒，再将镜筒旋入镜座以组装成一个完整的镜头模组。如图1所示，为了降 低所述镜头模组受电磁干扰的程度，在对所述镜头模组进行组装前， 一般需于镜座2a的外圆 周面20a上溅镀上一层防电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)膜层，以提升组装 后镜头模组抗电磁干扰的能力。镀膜后的产品需要做多项环境测试，比如高温高压测试、热 冲击测试、腐蚀测试等，如果镀上的膜层不均匀，其容易脱落，且膜层薄的区域电阻值较高 ，防电磁干扰(EMI)的效果不佳，因此，膜层厚度的均匀性非常重要。
现有技术以溅镀法来制备所述镜座2a外圆周面20a的膜层时，该镜座2a在靶材下方保持 一定速度朝下方延伸方向行进，在行进过程中，对于镜座2a外圆周面来讲，不同部位20b、 20c相对于靶材的几何位置不一致，且镀在其上的靶束lb、 lc射程也不一致，因此，容易造 成镀膜时膜层厚度不均匀，为了提高所述膜层厚度的均匀度， 一般靶材要比镜座大很多，且 靶材射束分散，因此，靶材消耗较多，且一定程度上镀膜均匀度不理想。
有鉴于此，有必要提供一种相较于现有技术，能进一步提高膜层均匀度，且能够提高靶 材利用率的溅镀式镀膜装置及镀膜方法。

发明内容
下面将以实施例说明一种提高膜层均匀度，且能够提高靶材利用率的溅镀式镀膜装置及 镀膜方法。
本发明提供一种溅镀式镀膜装置，其包括一个镀膜工作室；至少一靶材，其设置在所述 镀膜工作室内，用于对所述工件进行镀膜； 一个运载装置，其可沿所述镀膜工作室的底部的 延伸方向做线性运动，该运载装置包括一个固定架及至少一个承载轴，该固定架用于固定该 至少一个承载轴，所述至少一个承载轴，用于承载工件，并且带动所述工件绕该至少一个承 载轴旋转。所述溅镀式镀膜装置，还可以进一步包括一个独立控制的辅助旋转装置，所述辅 助旋转装置可以相对于传输方向移动，从而协助所述至少一个承载轴绕其中心轴旋转。 以及， 一种采用上述溅镀式镀膜装置的溅镀式镀膜方法，其包括以下步骤 (1)提供一种如权利要求l所述的溅镀式镀膜装置；(2)所述至少一个承载轴沿接近于所 述至少一靶材的方向作线性运动；同时，所述辅助旋转单元协助所述至少一个承载轴绕其中
心轴旋转。(3)所述工件随该至少一个承载轴一起，沿接近于所述至少一靶材的方向作线性 运动，并同时，绕该至少一个承载轴旋转；(4)所述至少一靶材对所述工件进行镀膜。
相对于现有技术，所述溅镀式镀膜装置及镀膜方法经由设置一个可沿镀膜工作室作线性 运动的运载装置，并将该运载装置的至少一个承载轴设置为可绕其中心轴旋转， 一方面，可 经由所述运载装置带动至少一个承载轴上承载的工件依次进行镀膜，从而可实现镀膜的连续 作业；另一方面，至少一个承载轴带动工件一起绕其轴旋转，提高膜层厚度的均匀度，进而 提高良率。


图l是现有采用溅渡法对镜座进行镀膜的示意图。
图2是本发明第一实施例提供的溅镀式镀膜装置的示意图。
图3是镜座的结构示意图。
图4是图2所示溅镀式镀膜装置的运载装置立体放大示意图。 图5是图2所示的溅镀式镀膜装置对镜座的外圆周面进行镀膜的示意图。 图6是本发明第二实施例所示的溅镀式镀膜装置的示意图。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图2，本发明第一实施例提供的一种溅镀式镀膜装置20，所述溅镀式镀膜装置20 包括一个镀膜工作室21， 一个运载装置22以及一个靶材23。
所述镀膜工作室21用以提供一真空溅镀环境。通常，该镀膜工作室21包括一个与该镀膜
工作室21相连通的气体入口(图未示)及一气体出口(未标示)。其中，气体入口用于向镀膜工 作室21内导入放电气体，例如氩气、氮气等，气体出口用于使镀膜工作室21在工作时保持一 定的真空度。该气体出口通常与一个抽真空装置24相连，该抽真空装置24可为分子泵、洛茨 真空泵或干式机械真空泵等。
所述靶材23设置在所述镀膜工作室21内，本实施例中，该靶材23为铜靶材，其数目可设 置为三个，且该三个靶材沿图2中箭头方向分布。另外，该三个靶材23分别可装载于三个靶 电极230，且该三个靶电极230可为板状电极，其在溅镀过程通常充当阴极且其开关状态可分 别独立控制。通过轰击靶材23可以对如图3所示的镜座30的待镀膜表面300b进行镀膜。所述 镜座30通常包括一个底座30a及从该底座30a上延伸出来的一个圆筒形结构30b，所述防电磁 干扰膜层形成于该圆筒形结构30b的外圆周面300b上。
请参阅图4，所述运载装置22包括一个传输装置221、 一个固定架222、至少一个承载轴 223，以及一个独立控制的辅助旋转单元224。所述传输装置221设置于所述镀膜工作室21的 底部并可沿该底部的延伸方向(如图2中箭头所示方向)做线性运动。优选地，该传输装置 221可为一传输带。所述固定架222设置于所述传输装置221上，由传输装置221带动其移动， 所述至少一个承载轴223设置于该固定架221上并可绕其中心轴旋转。
具体地，该至少一个承载轴223两端套设在该固定架222的两个固定环222a、 221b内，该 至少一个承载轴223随固定架222—起由传输装置221带动运动。该至少一个承载轴223在随固 定架222运动同时，可以绕其中心轴旋转。具体地，该至少一个承载轴223可通过一个辅助旋 转单元224带动旋转，优选地，该辅助旋转单元224包括两件板条224a、 224b，其中板条 224a、 224b分别具有一齿状接触面，该板条224a、 224b的一齿状接触面分别与该至少一个承 载轴的两端齿状部分223a、 223b机械啮合，该辅助旋转单元224可以相对于传输装置221移动 ，带动所述至少一个承载轴223绕其中心轴旋转，具体地，该板条224a、 224b由位置40向位 置41移动，带动所述至少一个承载轴223绕其中心轴旋转。当然该辅助旋转单元224也可以只 包括一件板条，如设置于所述承载轴223—端的板条224a，其相对于传输装置221移动，也可 以带动223绕其中心轴旋转。
所述至少一个承载轴223用于承载镜座30，其两端穿过设置于所述固定架222上的两个固 定环222a、 222b，随固定架222如所述向接近于靶材的方向做线性运动，具体地，该至少一 个承载轴223可由导电材料，如铁、铝等金属制成，其在溅镀过程中充当阳极。
请进一步参阅图2、图4和图5，下面将简要描述一种利用本发明第一实施例所提供的溅 镀式镀膜装置20于镜座30的外圆周面300b上制作具有防电磁干扰膜层的溅镀式镀膜方法，其
包括以下步骤
(1) 将待镀膜工件30装载在所述至少一个承载轴223上。
如图4所示，将所述镜座30固定在所述至少一个承载轴223上，且与该至少一个承载轴共 轴，并能够被至少一个承载轴223带动绕自身中心轴旋转。
(2) 所述至少一个承载轴223沿接近于所述至少一靶材23的方向作线性运动，并同时绕其 中心轴旋转。
所述至少一个承载轴223两端套在固定架222的固定环222上，且可以随意绕其中心轴转 动，其将与固定架222—起，随传输装置221沿该传输装置221的运动方向(如图5中水平箭头 所示方向)运动并接近所述靶材23。同时，该辅助旋转单元224带动该至少一个承载轴223绕 其中心轴旋转，使得套在该至少一个承载轴223上的工件30也绕自身中心轴旋转。具体地， 该辅助旋转单元224的两块板条224a、 224b，可以相对于传输装置221移动，其中，板条 224a、 224b分别具有一齿状接触面，该板条224a、 224b的一齿状接触面分别与至少一个承载 轴223两端齿状部分223a、 223b机械啮合，该辅助旋转单元224如所述相对于传输装置221移 动，带动至少一个承载轴223旋转。
可以理解的是，当所述固定架222在所述传输装置221的带动下进入所述镀膜工作室21时 ，可经由与镀膜工作室21相连通的抽真空装置24对镀膜工作室21抽真空至预定压力的真空状 态，并经由与镀膜工作室21相连通的气体入口向镀膜工作室21通入放电气体，如氩气等。
(3) 所述至少一耙材23对所述工件30进行镀膜。
所述至少一靶材23可以根据需要设置，例如， 一般镀防电磁辐射膜，所需要的靶材分为 两区，第一区为铜靶，第二区为不锈钢靶，每一区可由3个靶材组成，控制靶材数量可镀不 同的厚度，如，先镀一层铜(铜膜层厚度约2um以内)，镀完后再将所述镜座30送入第二区， 进一步在所述镜座30的外圆周面300b的铜膜层上溅镀上一层不锈钢膜层(不锈钢膜层厚度约 0. 5y m以内)。
如图5所示，当所述镜座30运动至至少一靶材23正下方时，可由外部电源(图未示)向所 述耙电极230施加负电压，同时至少一个承载轴223接地(图未示)，使得所述铜耙材23表面上 的放电气体电离并产生等离子，通过该等离子的离子在铜靶材23上撞击出原子或原子团，并 将该原子团沉积在所述待镀膜的外圆周面300b，可在该外圆周面300b上形成一膜层。
可以理解的是，当所述镜座30运动至与所述铜靶材23相对时，镜座30绕自身中心轴旋转 ，镜座30的外圆周面300b上任意部位相对于铜耙材23几何位置一致，因此在该外圆周面 300b上形成的膜层厚度均匀。控制旋转速度可以获得适当的膜厚。而且，对于本发明的溅镀
式镀膜装置，由于不需要设置较大的靶材，且靶束不需要分散，因此，可以提高靶材利用率 ，达到降低成本的功效。
请参阅图6，本发明第二实施例提供的一种溅镀式镀膜装置60，其与本发明第一实施例 提供的溅镀式镀膜装置20结构基本相同，其区别在于所述溅镀式镀膜装置60还进一步包括 一个装载室62、 一个卸载室63、 一个加热室64及一个清洗室65，所述传输装置221分别设置 于该装载室62、加热室64、清洗室65、镀膜工作室21及卸载室63的底部210，所述抽真空装 置24分别通过一抽气管与所述装载室62、加热室64、清洗室65及卸载室63相连通。
具体地，所述装载室62、加热室64、清洗室65、镀膜工作室21及卸载室63依次相邻设置 。其中，所述装载室62用于收容待镀膜的镜座30，所述卸载室63用于收容已镀膜的镜座30。
所述加热室64用于在将所述待镀膜的镜座30送入所述清洗室65进行等离子清洗前，收容 并加热该镜座30，以对该镜座30进行干燥，并提升该镜座30在所述镀膜工作室21进行镀膜时 的镀膜品质。
所述清洗室65用于在将所述镜座30送入镀膜工作室21进行镀膜前，对该镜座30的待镀膜 外圆周面300b进行等离子体清洗(plasma cleaning),以使所述镜座30的待镀膜外圆周面 300b保持洁净，从而于所述镀膜工作室21内获得较佳的镀膜效果。
所述传输装置221设置于所述装载室62、加热室64、清洗室65、镀膜工作室21及卸载室 63的底部，从而可带动所述镜座30在依次分别在该装载室62、加热室64、清洗室65、镀膜工 作室21及卸载室63作线性运动。
另外，所述抽真空装置24可分别独立地对所述装载室62、加热室64、清洗室65、镀膜工 作室21及卸载室63抽真空，使该装载室62、加热室64、清洗室65、镀膜工作室21及卸载室 63的真空度可根据作业需要进行调整。
本发明第一实施例及第二实施例分别所提供的溅镀式镀膜装置20、 60，其经由设置一个 可沿镀膜工作室21作线性运动的运载装置22、并将该运载装置22的至少一个承载轴223设置 为可绕其中心轴旋转，可经由所述运载装置22带动所述至少一个承载轴223及其上承载的镜 座30依次进行镀膜，从而可实现镀膜的连续作业；并同时经由一独立控制的辅助旋转单元带 动所述至少一个承载轴223及其上承载的镜座30绕其中心轴旋转，从而实现镜座30需镀膜的 外圆周面300b获得均匀膜层。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它 各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
权利要求1一种溅镀式镀膜装置，其包括一个镀膜工作室；一个运载装置，该运载装置包括一个传输装置、一个固定架及至少一个承载轴，所述传输装置设置于所述工作室的底部，并可沿该工作室的底部的延伸方向做线性运动，所述固定架设置于所述传输装置上，并由所述传输装置带动沿所述镀膜工作室的底部的延伸方向做线性运动，该至少一个承载轴设置于该固定架之上，且用于承载工件，并且带动所述工件绕其旋转；以及至少一靶材，其设置在所述镀膜工作室内，用于对所述工件进行镀膜。
2.如权利要求l所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述运载装置 进一步包括一辅助旋转单元，该辅助旋转装置耦接该至少一个承载轴，使该至少一个承载轴 绕其中心轴旋转。
3.如权利要求2所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述至少一个 承载轴一端具有一齿轮，所述一辅助旋转单元包含至少一个板件，其具有一锯齿面，该锯齿 面与所述至少一个承载轴一端的齿轮机械啮合，当该至少一个板件相对于所述固定架移动， 使所述至少一个承载轴可以绕其中心轴旋转。
4.如权利要求l所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述传输装置为传输带。
5.如权利要求l所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述溅镀式镀 膜装置进一步包括一个清洗室，所述清洗室与所述镀膜工作室相邻设置，用于收容并清洗所 述工件。
6.如权利要求5所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述溅镀式镀 膜装置进一步包括一个加热室，所述加热室与所述清洗室相邻设置，用于收容并对所述工件 进行干燥。
7.如权利要求6所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述溅镀式镀 膜装置进一步包括一个装载室及一个卸载室，所述装载室与所述加热室相邻设置，所述卸载 室与所述镀膜工作室相邻设置，所述装载室用于收容待镀膜的工件，所述卸载室用于收容已 镀膜的工件。
8.如权利要求7所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述溅镀式镀 膜装置进一步包括一个抽真空装置，所述抽真空装置通过一抽气管分别与所述装载室、所述 加热室、所述清洗室、所述镀膜工作室及所述卸载室相连通，以分别独立地对该装载室、加 热室、清洗室、镀膜工作室及卸载室抽真空。
9.如权利要求l所述的溅镀式镀膜装置，其特征在于，所述溅镀式镀 膜装置进一步包括设置在所述工作室内的至少一耙电极，所述每一耙电极分别对应装载每一 靶材。
10. 一种溅镀式镀膜方法，其包括以下步骤(1) 提供一种如权利要求l所述的溅镀式镀膜装置；(2) 所述至少一个承载轴上套设至少一工件，所述传输装置带动该至少一个承载轴沿接 近于所述至少一靶材的方向作线性运动；同时，所述至少一个承载轴绕其中心轴旋转。(3) 轰击所述至少一靶材对所述至少一工件进行镀膜。
全文摘要
本发明涉及一种溅镀式镀膜装置，其包括一个镀膜工作室；至少一靶材，其设置在所述镀膜工作室内，用于对工件进行镀膜；一个运载装置，其沿所述镀膜工作室的底部的延伸方向运载所述工件，该运载装置包括一个承载架和至少一个承载轴，所述至少一个承载轴用来承载所述工件，并带动所述工件一起绕至少一个承载轴中心轴旋转；以及一辅助旋转单元，该辅助旋转单元用于协助所述至少一个承载轴做所述绕中心轴旋转。所述溅镀式镀膜装置及镀膜方法可对工件的表面进行镀膜，达到该表面膜层均匀的效果。
文档编号C23C14/34GK101376964SQ20071020155
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月31日 优先权日2007年8月31日
发明者颜士杰 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司