一种溅射源靶材独立更换机构的制作方法

1.本发明涉及磁控溅射技术领域，具体涉及一种溅射源靶材独立更换机构。


背景技术：

2.随着科技不断进步，薄膜产品广泛被应用于5g、汽车、新能源等高端领域，其市场的需求不断增大、应用要求逐渐高端化。随着薄膜产品的质量和经济效率不断的提高，真空镀膜设备生产过程中对真空度异常、靶结构漏水、靶头不易更换、靶材溅射异常等造成产品的质量下降、优率下降等问题的控制要求也越来越高。通常的真空磁控溅射卷绕镀膜机主要真空腔体、卷绕机构、溅射源、冷却辊、真空系统组成。当前市面上主要有两种不同方式的溅射源，一种是使用平面式靶材进行溅射，另一种是通过圆柱形的靶材进行旋转进行，设备生产厂家通过两种结构将溅射源集成到磁控溅射设备上，一种是直接将溅射源固定在真空腔体内，另外一种是集成在靶车上。
3.无论溅射源是固定在真空腔体内还是集成在靶车进出，设备开始进仓进行抽真空后，若发生靶材质量异常、溅射源密封异常等情况，无法单独进行操作，必须将设备进行泄真空，卷绕系统退出后，人员进入腔体内或者靶车退出后才能进行更换，这样对于真空设备来说会浪费很大一部分降温抽真空及回温泄真空的时间，大大降低生产效率。特别是当生产过程中，发生以上所述的突发故障，将影响生产薄膜产品的连续性及影响薄膜产品的性能指标。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种溅射源靶材独立更换机构，解决了现有技术中真空镀膜设备的溅射源出现故障后，更换溅射源的过程中，会造成真空腔体泄气的问题。
5.为了解决该技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种溅射源靶材独立更换机构，包括真空腔体和用于支撑所述真空腔体的支架，真空腔体内固定设置有一个内腔体，所述内腔体内部设置有一个用于镀膜的溅射源，所述溅射源可拆卸设置于内腔体内，内腔体的一端面与真空腔体端面相接，内腔体与真空腔体内壁相接的端面上设置有一个供溅射源穿过的通道，所述通道与外部相通，通道处设置有一块可拆卸的压板，所述压板与通道密封连接；内腔体的侧壁上设置有一个缺口，所述缺口处设置有一块转动的用于密封缺口的盖板。
6.当溅射源发生故障时，可关闭盖板，将内腔体与真空腔体彼此相互隔离，真空腔体内产品可继续生产；若溅射源均损坏，此时关闭盖板，将内腔体与真空腔体彼此相互隔离，保证真空腔体在溅射源维修时真空环境得到保持，节约降温抽真空及回温泄真空的时间，然后再打开与大气压相连接密封压板，维修人员将位于内腔体的溅射源取出，对其进行故障检修和更换，检修完毕后再将其推入溅射源腔室内，锁上压板，开启真空腔体内的盖板，即可重新使用，一种溅射源靶材独立更换机构对检修溅射源故障时，实现了独立处理，不会因为检修溅射源而导致真空腔体泄真空，保证真空腔体在溅射源维修时真空环境得到保
持，节约降温抽真空及回温泄真空的时间，提升了检修和镀膜的工作效率。
7.进一步地，为了实现对盖板的开合控制，一种溅射源靶材独立更换机构还包括连接杆，所述连接杆的一端穿过所述内腔体与所述盖板顶部连接，另一端位于所述真空腔体外部；所述真空腔体外壁上的设置有一个气缸，所述气缸伸出端上设置有一个呈l形的连接件，位于真空腔体外部的连接杆通过所述连接件与气缸伸出端连接。
8.进一步地，为了方便检修人员将内腔体内的溅射源取出维修，所述内腔体侧壁上设置有横截面为梯形的导轨，内腔体侧壁上设置滑台平板，所述滑台平板下表面设置有与所述导轨相匹配的滑槽；所述滑台平板上表面固定设置有多个顶升气缸，滑台平板上表面顶部设置有一块与多个所述顶升气缸伸出端固定连接的升降板，所述溅射源设置于所述升降板上表面。
9.进一步地，为了方便调整溅射源到薄膜溅射面的距离，有利于工艺调节，所述真空腔体外壁上设置有一个带有传动轴的电机，所述传动轴一端与所述电机输出端固定连接，另一端穿过真空腔体外壁位于所述内腔体内，传动轴位于内腔体的一端上固定连接有一个主动齿轮；
10.所述溅射源包括靶头、靶头绝缘套和靶材，所述靶头与所述升降板上表面一侧固定连接，升降板上表面另一侧固定设置有靶尾支座，靶头上设置有一个与所述主动齿轮相匹配的用于带动靶材转动的从动齿轮；所述靶材呈圆柱结构，靶材的一端与靶头连接，另一端与所述靶尾支座转动连接；所述顶升气缸用于驱动升降板直线移动，实现从动齿轮与主动齿轮的啮合或者分离。
11.进一步地，所述滑台平板两侧面上设置有与所述内腔体侧壁接触的滚轮。
12.进一步地，所述滑台平板上表面固定设置有多根导向轴，多根所述导向轴的自由端均穿过所述升降板，多根导向轴穿过升降板处均设置有一个直线轴承。
13.进一步地，所述滑台平板靠近所述通道端侧面上设置有把手。
14.进一步地，所述连接杆和传动轴穿过所述真空腔体处均设置有一个密封轴承。
15.本发明和现有技术相比，具有以下优点：在对损坏的溅射源进行检修和更换时，保证真空腔体在溅射源维修时真空环境得到保持，节约降温抽真空及回温泄真空的时间；磁控溅射源空间独立，靶材异常时，不需要整体停机，可以连续性生产，提高生产效率，减少产品报废；采用气缸升降平台顶升溅射源，便于调整溅射源到薄膜溅射面的距离，有利于工艺调节；可以实现靶材批次更换，缩短靶材使用效率，可大大提高靶材利用率，缩小成本。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
17.图1为一种溅射源靶材独立更换机构结构示意图。
18.图2为一种溅射源靶材独立更换机构的内部结构示意图。
19.图3为内腔体的内部结构示意图。
20.图4为位于内腔体内溅射源的结构示意图。
21.图5为溅射源与电机连接关系的结构示意图。
22.附图中标记及对应的零部件名称：
23.1、真空腔体；2、内腔体；3、气缸；4、电机；5、连接杆；6、压板；7、靶头；8、升降板；9、滑台平板；10、顶升气缸；11、盖板；12、靶材；13、主动齿轮；14、直线轴承；15、滚轮；16、导轨；17、靶尾支座；18、靶头绝缘套；19、从动齿轮；20、把手。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
25.实施例1
26.如图1～5所示，本发明提供的一种溅射源靶材独立更换机构，其包括真空腔体1和用于支撑真空腔体1的支架，真空腔体1内固定设置有一个内腔体2，内腔体2内部设置有一个用于镀膜的溅射源，溅射源可拆卸设置于内腔体2内，内腔体2的一端面与真空腔体1端面相接，内腔体2与真空腔体1内壁相接的端面上设置有一个供溅射源穿过的通道，通道与外部相通，通道处设置有一块可拆卸的压板6，压板6与通道密封连接；内腔体2的侧壁上设置有一个缺口，缺口处设置有一块转动的用于密封缺口的盖板11。
27.一种溅射源靶材独立更换机构还包括连接杆5，连接杆5的一端穿过内腔体2与盖板11顶部连接，另一端位于真空腔体1外部；真空腔体1外壁上的设置有一个气缸3，气缸3伸出端上设置有一个呈l形的连接件，位于真空腔体1外部的连接杆5通过连接件与气缸3伸出端连接；气缸3和连接件的设置，实现对盖板11开合的控制，在需要对将内腔体2内的溅射源取出时，气缸3的伸出端伸出，通过连接件带动连接杆5转动，进而带动盖板11转动，盖板11密封缺口，使得内腔体2与真空腔体1相互隔离，避免因维修溅射源而导致真空腔体1泄真空。
28.内腔体2侧壁上设置有横截面为梯形的导轨16，内腔体2侧壁上设置滑台平板9，滑台平板9两侧面上设置有与内腔体2侧壁接触的滚轮15，滚轮15的设置，较少摩擦力，使得检修人员更容易拉出滑台平板9；滑台平板9靠近通道端侧面上设置有把手20，把手20的设置，方便检修人员把持方便，滑台平板9下表面设置有与导轨16相匹配的滑槽；滑台平板9上表面固定设置有多个顶升气缸10，滑台平板9上表面顶部设置有一块与多个顶升气缸10伸出端固定连接的升降板8，滑台平板9上表面固定设置有多根导向轴，多根导向轴的自由端均穿过升降板8，多根导向轴穿过升降板8处均设置有一个直线轴承14，导向轴和直线轴承14的设置，提升升降板8升降过程中的稳定性；溅射源设置于升降板8上表面，升降板8带动溅射源移动，方便调整溅射源到薄膜溅射面的距离，有利于工艺调节。
29.真空腔体1外壁上设置有一个带有传动轴的电机4，传动轴一端与电机4输出端固定连接，另一端穿过真空腔体1外壁位于内腔体2内，传动轴位于内腔体2的一端上固定连接有一个主动齿轮13；连接杆和传动轴穿过真空腔体1处均设置有一个密封轴承，保证密封性。溅射源包括靶头7、靶头绝缘套18和靶材12，靶头7与升降板8上表面一侧固定连接，升降板8上表面另一侧固定设置有靶尾支座17，靶头7上设置有一个与主动齿轮13相匹配的用于带动靶材12转动的从动齿轮19；靶材12呈圆柱结构，靶材12的一端与靶头7连接，另一端与靶尾支座17转动连接；顶升气缸10用于驱动升降板8直线移动，实现从动齿轮19与主动齿轮13的啮合或者分离。
30.当溅射源发生故障时，可关闭真空腔体1内的盖板11，使溅射源与真空腔体1隔离，溅射源部分发生故障是，真空腔体1内产品可继续生产，此时对故障溅射源引起的工艺经验证是可以接受的；若溅射源均损坏，此时独立更换装置可保证真空腔体1在溅射源维修时真空环境得到保持，节约降温抽真空及回温泄真空的时间，然后再打开与大气压相连接密封压板6，人员将溅射源通过的滑台平板9拉出，对其进行故障检修和更换，检修完毕后再将其推入内腔体2，锁上压板6，开启真空腔体1内的盖板11，即可重新使用。
31.进仓步骤：溅射源沿着轨道推进内腔体2内，并用压板6将通道密封，当真空腔体1内真空抽至工艺真空开始镀膜时，气缸带动盖板11向上掀开，顶升气缸10将溅射源靶头7和靶材12顶升到指定位置，主动齿轮13和靶头7上的从动齿轮19啮合，实现转动功能。
32.出仓步骤：当溅射源出现异常，顶升气缸10缩回，齿轮断开啮合，盖板11闭合，维护人员可打开压板6，将溅射源拉出检修，完成后重复进仓步骤。在对损坏的溅射源进行检修和更换时，保证真空腔体1在溅射源维修时真空环境得到保持，节约降温抽真空及回温泄真空的时间；磁控溅射源空间独立，靶材12异常时，不需要整体停机，可以连续性生产，提高生产效率，减少产品报废；采用气缸3升降板8顶升溅射源，便于调整溅射源到薄膜溅射面的距离，有利于工艺调节；可以实现靶材12批次更换，缩短靶材12使用效率，可大大提高靶材12利用率，缩小成本。
33.以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。