專利名稱：微波激發pvd鍍膜設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于物理氣相沉積技術領域，尤其涉及一種微波激發PVD鍍膜設備。
背景技術：
物理氣相沉積(英文Physical Vapor Deposition,簡稱PVD)是一種工業制造上的工藝，即真空鍍膜，多用在鈑金件、蝕刻件、擠壓件、金屬射出成型(MIM)、粉末射出成型(PM)、機加件、焊接件等零件的工藝上。物理氣相沉積法是利用高溫熱源將原料加熱至高溫，使之氣化或形成等離子體，然后在基體(即待鍍膜材料)上冷卻凝聚成各種形態的材料(如單晶、薄I吳、晶粒等)。在物理氣相沉積中，熱蒸鍍法及濺鍍法是工業界廣泛采用的鍍膜技術，其中熱蒸鍍法是這項技術的核心。熱蒸鍍技術原則上利用高溫來熔融靶材(即鍍膜原料)，使其由固態直接升華到氣態，氣態的靶材原子或分子因加溫而激烈加速運動通過真空腔體，在基板上凝結沉積成薄膜。在這個過程中，真空是一個很重要的因素，若腔體中充滿了空氣分子，則靶材原子會因在行進時不斷地碰撞空氣分子而偏離該行進的方向，造成大多數的靶材原子無法撞擊到基板的表面，無法達到鍍膜的效果。將原料加熱到高溫蒸發升華是熱蒸鍍技術的核心。現有技術中，靶材(即原料)的加熱方式一般有以下幾種熱阻式加熱法、電子槍加熱法以及激光加熱法。熱阻式加熱法是通過與靶材連接的電阻所 產生的熱使靶材升華，這種方法加熱時電阻的材料也會隨之蒸發，影響鍍膜的純度，而且這種方法加熱速度慢，不易控制溫度。電子槍加熱法是通過高速電子撞擊靶材，將動能轉化為內能來實現加熱效果的，但這種方法若控制不好則容易導致靶材離子化，導致凝結沉積于待鍍膜材料上的鍍膜積聚電荷，損壞鍍膜層的質量，而且這種方法所消耗的電能也很大。激光加熱法是通過聚焦的激光對靶材進行加熱，這種方法加熱效率高、污染低，但其制造成本也非常高。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術之缺陷，提供了一種加熱效率高、鍍膜效率高、容易控制加熱溫度、不易損壞待鍍膜材料、制造成本低廉的微波激發PVD鍍膜設備，該設備所鍍的膜厚均勻、鍍膜表面光滑。本發明是這樣實現的，一種微波激發PVD鍍膜設備，包括殼體及靶材，還包括具有微波發射喇叭的微波發生器，所述殼體具有密封的PVD腔體，所述PVD腔體內安裝有靶材載舟，所述靶材載舟具有用于放置所述靶材的容置槽，待鍍膜材料位于所述容置槽上方且其需鍍膜的一面與之相對；所述微波發生器的本體安裝于所述PVD腔體外，其微波發射喇叭設于所述PVD腔體內；所述PVD腔體內橫設有用于屏蔽微波的金屬網，該金屬網位于所述靶材載舟與所述待鍍膜材料之間。進一步地，所述PVD腔體內安裝有用于驅動所述靶材載舟沿所述待鍍膜材料表面平行移動的移動裝置。
更進一步地，所述移動裝置包括具有螺紋的絲桿及驅動該絲桿轉動的第一電機，所述靶材載舟開設有與所述絲桿的螺紋適配的螺孔，所述絲桿穿設于所述螺孔內。進一步地，所述殼體開設有供所述待鍍膜材料進入所述PVD腔體的進料口，所述殼體還開設有供所述待鍍膜材料離開所述PVD腔體的出料口，所述進料口與所述出料口相對設置且均安裝有密封裝置。具體地，所述密封裝置包括彈性按壓于所述待鍍膜材料一面的第一滾筒及彈性按壓于所述待鍍膜材料另一面的第二滾筒。進一步地，所述密封裝置還包括驅動所述第一滾筒或所述第二滾筒轉動的第二電機。更進一步地，所述PVD腔體內安裝有水冷散熱裝置、用于檢測待鍍膜材料上鍍膜厚度的膜厚監控裝置、用于監控所述PVD腔體內部環境的視頻監控裝置以及測溫裝置。具體地，所述殼體設有向所述水冷散熱裝置注入冷卻液的入水口以及排出冷卻液的出水口。優選地，所述PVD腔體內安裝有四組所述水冷散熱裝置。進一步地，所述視頻監控裝置包括視頻鏡頭，所述殼體開設有用于安裝所述視頻鏡頭的鏡頭安裝孔。本發明通過微波對PVD腔體和承載有靶材的靶材載舟進行加熱，靶材載舟將熱傳遞給靶材，靶材吸熱后升華，其加熱效率高，鍍膜效率也隨之提高；又由于微波發生器容易調節微波功率，因此可靈活地調節加熱速度和溫度，保證鍍膜厚度的準確性，所鍍的膜厚均勻、鍍膜表面光滑。再者由于微波發生器的成本低，本發明的制造成本也隨之降低。另外，PVD腔體內橫設位于靶 材載舟與待鍍膜材料之間的金屬網可屏蔽微波，微波被金屬網屏蔽后無法到達待鍍膜材料上，可防止待鍍膜材料被微波加熱而燒壞。


圖1為本發明實施例中微波激發PVD鍍膜設備的立體示意圖；圖2為本發明實施例中微波激發PVD鍍膜設備的內部示意圖；圖3為圖1中A-A的剖視圖，即本發明實施例中微波激發PVD鍍膜設備后視剖視圖；圖4為本發明實施例中靶材載舟的結構示意圖；圖5為本發明實施例中金屬網的結構示意圖；圖6為本發明實施例中密封裝置的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。參見圖1與圖2，本發明實施例提供了一種微波激發PVD鍍膜設備，包括殼體I及靶材，還包括具有微波發射喇叭42的微波發生器4，所述殼體I具有密封的PVD腔體11(參見圖2)，所述PVD腔體11內安裝有靶材載舟2，所述靶材載舟2具有用于放置所述靶材的容置槽21 (參見圖4)，待鍍膜材料3位于所述容置槽21上方且其需鍍膜的一面與之相對；所述微波發生器的本體41安裝于所述PVD腔體11外，其微波發射喇叭42設于所述PVD腔體11內；所述PVD腔體11內橫設有用于屏蔽微波的金屬網5，該金屬網5位于所述靶材載舟2與所述待鍍膜材料3之間。進行鍍膜前需要先排出PVD腔體11內的氣體(殼體I上設有用于抽出氣體的抽氣口 15)。然后開啟微波發生器4對PVD腔體11和靶材載舟2進行加熱，需要說明的是，PVD腔體11內壁采用導電材料制作，以屏蔽微波，防止微波外泄。靶材載舟2被加熱后，其熱量將會傳遞給靶材，靶材受熱升華為氣態原子或分子，氣態原子或分子在PVD腔體內激烈運動，最終撞擊于待鍍膜材料3表面上凝結沉積成薄膜。由于本發明通過微波進行加熱，其加熱效率高，鍍膜效率也隨之提高；又由于微波發生器容易調節微波加熱功率，因此可靈活地調節加熱速度和溫度，保證鍍膜厚度的準確性，所鍍的膜厚均勻、鍍膜表面光滑。再者，由于微波發生器的成本低，因此，本發明的制造成本也隨之降低。PVD腔體11內橫設位于祀材載舟2與待鍍膜材料3之間的金屬網5可屏蔽微波,微波被金屬網5屏蔽后無法到達待鍍膜材料3上，可防止待鍍膜材料被微波加熱而燒壞。其中，圖5所示的金屬網5的結構為本發明的一種優選結構，該金屬網5的網格交錯設置，可進一步保證鍍膜更均勻。參見圖2，所述PVD腔體11內安裝有用于驅動所述靶材載舟2沿所述待鍍膜材料3表面平行移動的移動裝置6。對于寬度較大的待鍍膜材料，安裝于移動裝置6上的靶材載舟2可在待鍍膜材料3表面的不同位置來回移動，使得氣態的靶材原子或分子可凝結沉積于待鍍膜材料表面的不同位置。參見圖2，所述移動裝置6包括具有螺紋的絲桿61及驅動該絲桿61轉動的第一電機62，所述靶材載舟2開設有與所述絲桿61的螺紋適配的螺孔22(參見圖4)，所述絲桿61穿設于所述螺孔22內。絲桿61轉動時可驅使靶材載舟2沿絲桿61的軸向移動，絲桿61不但可以使得靶材載舟2快速移動，而且移動過程中平穩，防止鍍膜過程中由于靶材載舟2不平穩而造成鍍膜不均勻。

參見圖3，所述殼體I開設有供所述待鍍膜材料3進入所述PVD腔體11的進料口12，所述殼體I還開設有供所述待鍍膜材料3離開所述PVD腔體11的出料口 13，所述進料口 12與所述出料口 13相對設置且均安裝有密封裝置7。較長的待鍍膜材料3可由進料口12進入，經過靶材載舟2上方進行鍍膜，隨著待鍍膜材料3的前進，鍍膜完畢的一端將由出料口 13輸出。為保證PVD腔體11的密封性，需要在進料口 12與出料口 13安裝密封裝置7，同時，還可以防止外界氣體和雜質進入PVD腔體11內。設置有進料口 12與出料口 13的微波激發PVD鍍膜設備可運用于連續加工的流水線中，待鍍膜材料由進料口 12進入，再由出料口 13輸出，進入到下一道加工程序。需要說明的是，進料口 12與出料口 13的設置并不是必要的，對于只需單獨加工的待鍍膜材料，在PVD腔體11內鍍膜完成后開啟殼體I取出即可。參見圖3與圖6，所述密封裝置7包括彈性按壓于所述待鍍膜材料3 —面的第一滾筒71及彈性按壓于所述待鍍膜材料3另一面的第二滾筒72。由于第一滾筒71與第二滾筒72彈性壓于待鍍膜材料3上，當待鍍膜材料3離開密封裝置7時，兩滾筒相互按壓貼合，防止兩滾筒間存在間隙而破壞密封效果。參見圖6，所述密封裝置7還包括驅動所述第一滾筒71或所述第二滾筒72轉動的第二電機73。本發明實施例中第二電機73與第二滾筒72連接，第二電機73可驅動滾筒轉動，待鍍膜材料3可在滾筒轉動的驅動下勻速移動，可通過控制第二電機73的轉速調節待鍍膜材料3的移動速度。參見圖3，所述PVD腔體11內安裝有水冷散熱裝置8、用于檢測待鍍膜材料上鍍膜厚度的膜厚監控裝置、用于監控所述PVD腔體11內部環境的視頻監控裝置以及測溫裝置。由于鍍膜過程中會產生大量的熱，若設備上安裝水冷散熱裝置8可快速散發鍍膜過程所產生的熱，防止溫度過高而燒壞內部零部件。膜厚監控裝置可將所測得的鍍膜厚度反饋給主控制器，主控制器根據所測得結果作出相應反應。參見圖1，所述殼體I設有向所述水冷散熱裝置8注入冷卻液的入水口 81以及排出冷卻液的出水口 82。參見圖3，作為本發明的一種優選實施方式，所述PVD腔體11內安裝有四組所述水冷散熱裝置8。參見圖1，所述視頻監控裝置包括視頻鏡頭，所述殼體I開設有用于安裝所述視頻鏡頭的鏡頭安裝孔14。以上所提及的裝置皆與主控制器連接，主控制器可收集各裝置所反饋的信息和控制各裝置的工作方式。下面描述本發明實施例所提供的微波激發PVD鍍膜設備工作過程首先，抽出PVD腔體11內的氣體；開啟微波發生器4將PVD腔體11的內部環境和靶材載舟2加熱至所需溫度；測溫裝置測得PVD 腔體11內部溫度達到要求后，微波發生器4將PVD腔體11和靶材載舟2控制在正常工作所需的溫度范圍內，開啟相關裝置，將待鍍膜材料3由入料口 12送入PVD腔體11內；待鍍膜材料3經過靶材載舟2上方時，吸熱升華后的靶材原子或分子撞擊于待鍍膜材料3上凝結沉積成薄膜，膜厚監控裝置檢測鍍膜厚度，將檢測到的結果反饋至主控制器，主控制器根據所需鍍膜的厚度控制微波發生器4的加熱功率，將膜厚控制在所需的厚度范圍內；已鍍膜的材料由出料口 13輸出即可完成一塊材料的鍍膜。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種微波激發PVD鍍膜設備，包括殼體及靶材，其特征在于還包括具有微波發射喇叭的微波發生器，所述殼體具有密封的PVD腔體，所述PVD腔體內安裝有靶材載舟，所述靶材載舟具有用于放置所述靶材的容置槽，待鍍膜材料位于所述容置槽上方且其需鍍膜的一面與之相對；所述微波發生器的本體安裝于所述PVD腔體外，其微波發射喇叭設于所述PVD 腔體內；所述PVD腔體內橫設有用于屏蔽微波的金屬網，該金屬網位于所述靶材載舟與所述待鍍膜材料之間。
2.如權利要求1所述的微波激發PVD鍍膜設備，其特征在于所述PVD腔體內安裝有用于驅動所述靶材載舟沿所述待鍍膜材料表面平行移動的移動裝置。
3.如權利要求2所述的微波激發PVD鍍膜設備，其特征在于所述移動裝置包括具有螺紋的絲桿及驅動該絲桿轉動的第一電機，所述靶材載舟開設有與所述絲桿的螺紋適配的螺孔，所述絲桿穿設于所述螺孔內。
4.如權利要求1所述的微波激發PVD鍍膜設備，其特征在于所述殼體開設有供所述待鍍膜材料進入所述PVD腔體的進料口，所述殼體還開設有供所述待鍍膜材料離開所述 PVD腔體的出料口，所述進料口與所述出料口相對設置且均安裝有密封裝置。
5.如權利要求4所述的微波激發PVD鍍膜設備，其特征在于所述密封裝置包括彈性按壓于所述待鍍膜材料一面的第一滾筒及彈性按壓于所述待鍍膜材料另一面的第二滾筒。
6.如權利要求5所述的微波激發PVD鍍膜設備，其特征在于所述密封裝置還包括驅動所述第一滾筒或所述第二滾筒轉動的第二電機。
7.如權利要求1-6任一項所述的微波激發PVD鍍膜設備，其特征在于所述PVD腔體內安裝有水冷散熱裝置、用于檢測待鍍膜材料上鍍膜厚度的膜厚監控裝置、用于監控所述PVD 腔體內部環境的視頻監控裝置以及測溫裝置。
8.如權利要求7所述的微波激發PVD鍍膜設備，其特征在于所述殼體設有向所述水冷散熱裝置注入冷卻液的入水口以及排出冷卻液的出水口。
9.如權利要求8所述的微波激發PVD鍍膜設備，其特征在于所述PVD腔體內安裝有四組所述水冷散熱裝置。
10.如權利要求7所述的微波激發PVD鍍膜設備，其特征在于所述視頻監控裝置包括視頻鏡頭，所述殼體開設有用于安裝所述視頻鏡頭的鏡頭安裝孔。
全文摘要
本發明提供了一種微波激發PVD鍍膜設備，包括殼體及靶材，還包括具有微波發射喇叭的微波發生器，該殼體具有密封的PVD腔體，PVD腔體內安裝有靶材載舟，靶材載舟具有用于放置靶材的容置槽，待鍍膜材料位于容置槽上方且其需鍍膜的一面與之相對；微波發生器的本體安裝于PVD腔體外，其微波發射喇叭設于PVD腔體內；PVD腔體內橫設有用于屏蔽微波的金屬網，該金屬網位于靶材載舟與所述待鍍膜材料之間。PVD腔體內安裝有用于驅動靶材載舟沿待鍍膜材料表面平行移動的移動裝置。本發明加熱效率高、鍍膜效率高、容易控制加熱溫度、不易損壞待鍍膜材料、制造成本低廉，本發明所鍍的膜厚均勻、鍍膜表面光滑。
文檔編號C23C14/28GK103046007SQ20121057194
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者王奉瑾 申請人:王奉瑾