堆棧式濺射鍍膜裝置及其鍍膜方法
【專利摘要】本發明涉及光學薄膜技術領域，尤其是一種堆棧式濺射鍍膜裝置及其鍍膜方法，其特征在于：所述真空鍍膜室的一側設置有搬送室，所述搬送室的內腔與所述真空鍍膜室的內腔相連通，兩者內腔之間的連通處為搬送口，所述進、出片室分別與所述搬送室相連接，所述搬送室的內腔與所述進、出片室的內腔相連通，所述搬送室與所述進、出片室內腔之間的連通處分別為進片口和出片口，通過搬送室與進、出片室的配合，實現所述基片的裝卸。本發明的優點是：提高了基片搬運效率；有利于在真空鍍膜室中設置多個濺射源，提升了鍍膜效率；結構緊湊、占地面積小、運營成本低。
【專利說明】
堆棧式濺射鍍膜裝置及其鍍膜方法
技術領域
[0001]本發明涉及光學薄膜技術領域，尤其是一種堆棧式濺射鍍膜裝置及其鍍膜方法。
【背景技術】
[0002]提高鍍膜效率和鍍膜質量、擴大鍍膜適用范圍是真空鍍膜技術領域追求的目標。近年來，智能手機、平板電腦等電子產品市場蓬勃發展;相應地，這些智能終端的品質提升也對此類產品所需觸摸屏的鍍膜技術提出了更高要求。在這其中，如何實現大面積(比如，17英寸)基板的高速、均勻鍍膜是鍍膜技術開發重點之一。
[0003]目前，自動化連續式磁控濺射鍍膜機的應用已日益廣泛。對于大面積基板鍍膜，兩個主要的技術指標在于膜厚均勻性和產能。為了提升鍍膜厚度均勻性，可以在真空鍍膜室中心區域安裝旋轉式工件架，并將基板豎直貼放在圓筒形工件架的側壁外側，通過基板旋轉的方式提升膜厚均勻性。濺射靶材則設置在真空鍍膜室的側壁上。對于平面基板，在上述工件架旋轉過程中，基板上每個點的旋轉半徑不同，就會導致濺射靶材到平面基板上的不同位置的距離不等，從而導致膜層厚度的不一致；易知，對于特定尺寸的基板，工件架的內徑越小則平面基板上的膜厚均勻性越差。因此，對于前述安裝旋轉式工件架的真空鍍膜室，進一步增大其內徑，可使每個基板所占工件架外周的曲率半徑更大，更有利于實現良好的均勻性。
[0004]隨著真空鍍膜腔體的增大，就需要對位于腔體四周的側壁上的濺射靶材、離子源等進行合理布局。一般來說，濺射靶材數量應盡可能多以滿足鍍膜速率的要求，提高鍍膜效率。同時，在腔體四周的側壁還需要配置離子源、蒸發源、上片(進片)通道、下片(出片)通道等功能部件，以滿足特定成膜工藝需求和自動化裝卸基片的需要。鍍膜基片的裝卸是影響鍍膜效率一個重要因素。在真空濺射鍍膜機中，可以設置一個搬送室，上片和下片均從此搬送室經過。具體過程為，在可旋轉工件架滿架的情況下，工件架通過自身旋轉，并借助機械手，可以依次將鍍完膜的基片從工件架上取下；其后，取下的基片通過搬送室被搬運至鍍膜腔體外;然后，未鍍膜基片通過搬送室被搬運至鍍膜腔體內，工件架再次通過自身旋轉，并借助機械手，將未鍍膜基片依次放置在工件架相應鍍膜工位。在這種基片搬送方式中，雖然通過機械手的幫助，上、下片過程可以在真空狀態下進行，真空鍍膜室不用再破真空，但由于上、下片過程是完全分離操作，在一個裝卸基片流程中可旋轉工件架需要旋轉兩周，以完成所有工位上基片的交換，因此耗時長。另一種上、下片方式為雙端模式，即在真空鍍膜室上設置兩個搬送口:入口端和出口端，對應兩個端口，各設置一個搬送室。這樣，通過工件架的旋轉和機械手的配合，上、下片可以同時進行，節省了搬運時間。但對于大面積基片，兩個搬送室在真空鍍膜腔體的內徑上所占的區域較大，影響了濺射靶材等功能部件的擺放，因此，影響了鍍膜效率提升。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是根據上述現有技術的不足，提供了堆棧式濺射鍍膜裝置及其鍍膜方法，在真空鍍膜室只設置一個搬送室的基礎上，設置進片室和出片室，結合鍍膜工件架的旋轉和機械手的操控，完成基片的裝卸，提尚了基片搬運效率。
[0006]本發明目的實現由以下技術方案完成:
一種堆棧式濺射鍍膜裝置，用于對基片進行鍍膜，所述鍍膜裝置至少包括真空鍍膜室、進片室和出片室，所述真空鍍膜室的內腔為所述基片的鍍膜空間，所述進、出片室分別用于進、出片，其特征在于:
所述真空鍍膜室的一側設置有搬送室，所述搬送室的內腔與所述真空鍍膜室的內腔相連通，兩者內腔之間的連通處為搬送口，在所述搬送室內設置有搬送機構，所述搬送機構實現所述基片在所述搬送室中的輸送并通過所述搬送口實現所述搬送室與所述真空鍍膜室之間的基片交換；
所述進、出片室分別與所述搬送室相連接，所述搬送室的內腔與所述進、出片室的內腔相連通，所述搬送室與所述進、出片室內腔之間的連通處分別為進片口和出片口，在所述進、出片室內分別設置有進片機構和出片機構，所述進、出片機構分別實現所述基片在所述進、出片室中的輸送并通過所述進、出片口實現所述進、出片室與所述搬送室之間的基片交換。
[0007]所述真空鍍膜室內設置有可旋轉的基片架，所述基片架上具有若干承載所述基片的工位，所述搬送機構配合所述可旋轉的基片架實現基片的裝卸。
[0008]所述搬送室的搬送機構包括機械手和絲桿模組，其中所述機械手用于實現所述搬送室與所述真空鍍膜室之間的基片交換，所述絲桿模組用于實現所述基片在所述搬送室中的輸送。
[0009]分設于所述進、出片室的所述進片機構、出片機構均包括機械手和皮帶輸送機構，其中所述機械手用于實現所述進、出片室與所述搬送室之間的基片交換，所述皮帶輸送機構應與實現所述基片在所述進、出片室中的輸送。
[0010]—種涉及上述堆棧式濺射鍍膜裝置的鍍膜方法，其特征在于:所述鍍膜方法至少包括以下步驟:
通過搬送室內的搬送機構將鍍膜完成的基片經搬送口從真空鍍膜室中取出，并搬送至出片口處；
通過出片室內的出片機構將所述基片從搬送室取出，并搬送至出片室；
通過進片室內的進片機構將所述基片搬送至所述搬送室；
通過所述搬送機構將所述基片經搬送口搬送至所述真空鍍膜室中。
[0011 ]所述搬送機構配合可轉動的基片架實現所述基片的裝卸。
[0012]本發明的優點是:提高了基片搬運效率;有利于在真空鍍膜室中設置多個濺射源，提升了鍍膜效率;結構緊湊、占地面積小、運營成本低。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖通過實施例對本發明特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解:
如圖1所示，圖中標記1-28分別表示為:真空鍍膜室1、基片架2、基片3、旋轉機構4、鍍膜源5、離子源6、蒸發源7、真空栗8、搬送室9、搬送口 10、搬送室機械手11、絲杠模組12、進片室13、出片室14、進片口 15、出片口 16、進片室機械手17、進片室皮帶輸送機構18、出片室機械手19、出片室皮帶輸送機構20、基片位21、基片位22、基片位23、基片位24、進片室閥門25、出片室閥門26、基片位27、基片位28。
[0015]實施例:如圖1所示，本實施例中堆棧式濺射鍍膜裝置包括真空鍍膜室I，真空鍍膜室I的內腔作為基片3的鍍膜空間。在真空鍍膜室I的中心位置設置有基片架2，在基片架2上設置有若干承載基片3的基片位27和基片位28。在基片架2的中心位置設置有旋轉機構4，旋轉機構4外接動力，使得基片架2可在旋轉機構4的驅動下旋轉，從而保證承載在基片架3上的基片的鍍膜均一性。在真空鍍膜室I的內壁上分別設置有若干鍍膜源5、離子源6、蒸發源7和真空栗8，其中鍍膜源5和蒸發源7均為濺射源，離子源6用于激發鍍膜源5和蒸發源7，真空栗8用于將真空鍍膜室I的內腔抽真空。
[0016]如圖1所示，在真空鍍膜室I的一側設置有搬送室9，搬送室9的內腔和真空鍍膜室I的內腔相連通，兩者之間的連通處為搬送口 10。在搬送口 10處可設置閥門，通過閥門的啟閉控制真空鍍膜室I和搬送室9之間的連通狀態，保證真空鍍膜室I在鍍膜時的真空度。在搬送室9內設置有具有推送和夾緊功能的搬送室機械手11和具有輸送功能的絲杠模組12，其中絲杠模組12用于將基片3從臨近進、出片室的位置輸送到臨近搬送口 10的位置，搬送室機械手11將基片3搬送到真空鍍膜室I內并安裝到基片架2上的工位之中。這樣一來，在真空鍍膜室I中只設置了一個搬送口 10，避免多個搬送口占位，有利于在真空鍍膜室I中設置多個濺射源，提升了鍍膜效率。
[0017]如圖1所示，在搬送室9的兩側分別設置有進片室13和出片室14，進片室13、出片室14的內腔分別和搬送室9的內腔構成連通，搬送室9與進片室13之間的連通處為進片口 15，搬送室9與出片室14之間的連通處為出片口 16。未鍍膜的基片3從進片室13經由進片口 15進入搬送室9并通過搬送室9內的搬送室機械手11經由搬送口 10安裝到基片架2上，而已完成鍍膜的基片3則通過搬送室機械手11從基片架2上卸下，經由搬送口 10返回搬送室9內部，然后再經由出片口 16返回出片室14。進片室13、搬送室9、出片室14均設置于真空鍍膜室I的同側端，具有結構緊湊、占地面積小、運營成本低的優點。
[0018]如圖1所示，在進片室13內設置有進片室機械手17、進片室皮帶輸送機構18，進片室皮帶輸送機構18上設置有若干承載基片3的基片位，進片室皮帶輸送機構18可以將未鍍膜的基片3自其基片位22輸送至基片位21，基片位21臨近于進片室機械手17，使得進片室機械手17可抓取位于基片位21上的未鍍膜基片3并經由進片口 15輸送到搬送室9的絲杠模組12上。在進片室13的末端設置有進片室閥門25，進片室閥門25用于隔離外界大氣，通過啟閉進片室閥門25控制進片室13與外界的連通狀態；當基片3需要從外部輸送到進片室13的進片室皮帶輸送機構18時，進片室閥門25打開，而當基片3需要搬送到搬送室9之中并通過搬送室機械手11搬送到真空鍍膜室I內時，進片室閥門25關閉，同時進片室13內部抽真空，保證其內部真空度與真空鍍膜室I內的真空度相同，避免真空鍍膜室I失去真空狀態而需要重新抽真空。
[0019]如圖1所示，出片室14的內部結構與進片室13的內部結構相同，包括出片室機械手19、出片室皮帶輸送機構20，出片室皮帶輸送機構20上設置有若干承載基片3的基片位，出片室皮帶輸送機構20可將已鍍膜的基片3自其基片位23輸送至基片位24，基片位23臨近于出片室機械手19，出片室機械手19可抓取位于絲杠模組12上的已鍍膜基片3并將其放置到出片室皮帶輸送機構20上，經由出片室皮帶輸送機構20輸出至外。出片室閥門26的作用和出片室閥門25的作用相同，故不再贅述。
[0020]本實施例具有如下鍍膜方法:
1、進片室13進片:未鍍膜基片3從進片室閥門25處進入進片室13內部并承載在進片室皮帶輸送機構18上。沿著進片室皮帶輸送機構18自基片位22至基片位21的輸送方向，未鍍膜基片3逐個被輸送到基片位21上，此時進片室機械手17逐個抓取位于基片位21上的未鍍膜基片3并將其通過進片口 15放置到搬送室9的絲杠模組12上的基片位上，該基片位指的是臨近于進片口 15的基片位。
[0021]2、搬送室9裝片:在進片室機械手17搬送的同時，絲杠模組12正轉，未鍍膜基片3隨著絲杠模組的轉動從臨近于進片口 15的基片位輸送到臨近于搬送室機械手11的基片位上，搬送室機械手11抓取未鍍膜基片3并通過搬送口 10將其安裝到基片架2上。此時，利用具有旋轉機構4的基片架2完成未鍍膜基片3的安裝，即基片位27和基片位28是基片架2上的兩個相鄰工位，當基片3已經安裝在基片位27的位置上時，通過旋轉機構4驅動基片架2逆時針旋轉，使基片位28對準搬送口 10，搬送室機械手11便可進行下一塊未鍍膜基片3的安裝。
[0022]3、搬送室9卸片:當基片3鍍膜完成之后，搬送室機械手11通過搬送口 10將已鍍膜基片3從基片架2上取下并放置到絲杠模組12上，此時絲杠模組12反轉，使已鍍膜基片3從絲杠模組12上臨近搬送室機械手11的基片位輸送至臨近出片口 16的基片位。
[0023]4、出片室14出片:出片室機械手19通過出片口 16抓取絲杠模組12上的已鍍膜基片3并放置到出片室皮帶輸送機構20上。沿著出片室皮帶輸送機構20自基片位23至基片位24的輸送方向，已鍍膜基片3逐個被輸送到基片位24上，之后通過出片室閥門26輸出至外。
[0024]在真空鍍膜室I只設置一個搬送室9的基礎上，設置進片室13和出片室14，結合基片架2的旋轉和各機械手的操控，完成基片3的裝卸，提高了基片3的搬運效率。
[0025]本實施例在具體實施時:因為保證搬送室9的搬送流程不間斷是影響整體搬運效率的關鍵條件，其他機構的運動在滿足這一條件下可并行開展，例如:進片室13和出片室14的流程可以同時進行。
[0026]雖然以上實施例已經參照附圖對本發明目的的構思和實施例做了詳細說明，但本領域普通技術人員可以認識到，在沒有脫離權利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對本發明作出各種改進和變換，如:各部件的具體結構、相對位置等，故在此不一一贅述。
【主權項】
1.一種堆棧式濺射鍍膜裝置，用于對基片進行鍍膜，所述鍍膜裝置至少包括真空鍍膜室、進片室和出片室，所述真空鍍膜室的內腔為所述基片的鍍膜空間，所述進、出片室分別用于進、出片，其特征在于: 所述真空鍍膜室的一側設置有搬送室，所述搬送室的內腔與所述真空鍍膜室的內腔相連通，兩者內腔之間的連通處為搬送口，在所述搬送室內設置有搬送機構，所述搬送機構實現所述基片在所述搬送室中的輸送并通過所述搬送口實現所述搬送室與所述真空鍍膜室之間的基片交換； 所述進、出片室分別與所述搬送室相連接，所述搬送室的內腔與所述進、出片室的內腔相連通，所述搬送室與所述進、出片室內腔之間的連通處分別為進片口和出片口，在所述進、出片室內分別設置有進片機構和出片機構，所述進、出片機構分別實現所述基片在所述進、出片室中的輸送并通過所述進、出片口實現所述進、出片室與所述搬送室之間的基片交換。2.根據權利要求1所述的一種堆棧式濺射鍍膜裝置，其特征在于:所述真空鍍膜室內設置有可旋轉的基片架，所述基片架上具有若干承載所述基片的工位，所述搬送機構配合所述可旋轉的基片架實現基片的裝卸。3.根據權利要求1所述的一種堆棧式濺射鍍膜裝置，其特征在于:所述搬送室的搬送機構包括機械手和絲桿模組，其中所述機械手用于實現所述搬送室與所述真空鍍膜室之間的基片交換，所述絲桿模組用于實現所述基片在所述搬送室中的輸送。4.根據權利要求1所述的一種堆棧式濺射鍍膜裝置，其特征在于:分設于所述進、出片室的所述進片機構、出片機構均包括機械手和皮帶輸送機構，其中所述機械手用于實現所述進、出片室與所述搬送室之間的基片交換，所述皮帶輸送機構應與實現所述基片在所述進、出片室中的輸送。5.一種涉及權利要求1-4中任一所述堆棧式濺射鍍膜裝置的鍍膜方法，其特征在于:所述鍍膜方法至少包括以下步驟: 通過搬送室內的搬送機構將鍍膜完成的基片經搬送口從真空鍍膜室中取出，并搬送至出片口處； 通過出片室內的出片機構將所述基片從搬送室取出，并搬送至出片室； 通過進片室內的進片機構將所述基片搬送至所述搬送室； 通過所述搬送機構將所述基片經搬送口搬送至所述真空鍍膜室中。6.根據權利要求5所述的一種堆棧式濺射鍍膜裝置的鍍膜方法，其特征在于:所述搬送機構配合可轉動的基片架實現所述基片的裝卸。
【文檔編號】C23C14/56GK105887030SQ201610501160
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】戴秀海, 范濱, 余海春, 王德智, 余龍
【申請人】光馳科技(上海)有限公司