一种工件镀膜和高温渗氘气设备及工艺

摘要

本发明涉及一种工件镀膜和高温渗氘气设备，包括镀膜腔体、渗氘腔体、转料装置，镀膜腔体为工件的镀膜处理提供场所，镀膜腔体与镀膜装置相连接，渗氘腔体为工件的渗氘处理提供场所，渗氘腔体与渗氘装置相连接，镀膜腔体和渗氘腔体之间设置有供工件移送的转送通道，转送通道上设置有调节装置，调节装置用于调整转送通道的通闭状态，转料装置用于实现工件在镀膜腔体和渗氘腔体之间的移送。本发明提供的上述方案，可以在一台设备上实现对工件的镀膜处理和渗氘处理，解决膜层污染问题和提高生产效率。

权利要求

1.一种工件镀膜和高温渗氘气的工艺，其特征在于，包括在工件镀膜和高温渗氘气设备上执行如下操作：将工件和载具布置在镀膜腔室内的镀膜载物台上，关闭插板阀调整转送通道处于关闭状态，调节镀膜载物台自转和启动镀膜加热组件，工件加热到设定温度后，打开离子束清洗装置对工件的表面进行清洗处理，清洗处理后，启动偏压装置对工件施加偏压以及打开镀膜装置对工件进行镀膜处理，镀膜处理结束后，打开插板阀调整转送通道处于连通状态，调整转料装置平移与静置状态的镀膜载物台上的载具进行装配，随后调整镀膜载物台下行至低位使得载具和镀膜载物台分离，调整转料装置继续移动，将载具移至渗氘腔体内渗氘载物台的上侧，调整渗氘载物台由低位上行至高位对载具进行撑托，载具被渗氘载物台撑托后，转料装置回缩至镀膜腔体内，关闭插板阀调整转送通道处于关闭状态，工件被渗氘加热组件加热，加热到设置的温度后，开始往渗氘腔体充入氘气，渗氘腔体内部的气压达到2个大气压后，停止充氘气和加热，让工件自然冷却至室温，将氘气渗入工件膜层表面；

工件镀膜和高温渗氘气设备包括镀膜腔体、渗氘腔体、转料装置，镀膜腔体为工件的镀膜处理提供场所，镀膜腔体与镀膜装置相连接，渗氘腔体为工件的渗氘处理提供场所，渗氘腔体与渗氘装置相连接，镀膜腔体和渗氘腔体之间设置有供工件移送的转送通道，转送通道上设置有调节装置，调节装置用于调整转送通道的通闭状态，转料装置用于实现工件在镀膜腔体和渗氘腔体之间的移送；

还包括载具，工件装配在载具上，转料装置用于实现载具在镀膜腔体和渗氘腔体之间的移动；调节装置包括转送通道上设置的插板阀。

2.根据权利要求1所述的工件镀膜和高温渗氘气的工艺，其特征在于：转送通道呈直线状，记转送通道的长度方向为A方向，移料装置沿A方向移动工件实现工件在镀膜腔体和渗氘腔体之间的移送。

3.根据权利要求2所述的工件镀膜和高温渗氘气的工艺，其特征在于：载具上设置有装配槽，转料装置包括横状布置的U型的转料叉，转料叉沿A方向活动安装，转料叉插入装配槽内与载具进行装配。

4.根据权利要求2所述的工件镀膜和高温渗氘气的工艺，其特征在于：镀膜腔体上设置有沿A方向布置的装配套，装配套内设置有推杆，推杆沿A方向与密封装配套滑动且密封装配，推杆延伸至镀膜腔体内的端部用于安装转料装置，推杆延伸至装配套外侧的另一端与驱动推杆沿A方向移动的驱动机构相连接。

5.根据权利要求2或3所述的工件镀膜和高温渗氘气的工艺，其特征在于：镀膜装置为真空磁控溅射镀膜装置。

6.根据权利要求5所述的工件镀膜和高温渗氘气的工艺，其特征在于：镀膜腔体内设置有镀膜载物台，镀膜载物台转动和升降式安装，镀膜载物台上设置有镀膜加热组件，镀膜载物台与偏压组件相连接，镀膜腔室上还设置有对工件进行清洗的离子束清洗装置。

7.根据权利要求5所述的工件镀膜和高温渗氘气的工艺，其特征在于：渗氘腔体内设置有渗氘载物台，渗氘载物台升降式安装，渗氘载物台上设置有渗氘加热组件。

说明书

一种工件镀膜和高温渗氘气设备及工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及镀膜领域，具体涉及一种工件镀膜和高温渗氘气设备及工艺。

背景技术

[0002] 目前市场上的设备，磁控溅射镀膜和表面渗氘气的工艺流程是分开实施的，中途会有膜层污染问题，而且生产效率不高，不适合工业生产。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种工件镀膜和高温渗氘气设备，其可以在一台设备上实现对工件的镀膜处理和渗氘处理。

[0004] 本发明采取的技术方案具体为：一种工件镀膜和高温渗氘气设备，其特征在于：包括镀膜腔体、渗氘腔体、转料装置，镀膜腔体为工件的镀膜处理提供场所，镀膜腔体与镀膜装置相连接，渗氘腔体为工件的渗氘处理提供场所，渗氘腔体与渗氘装置相连接，镀膜腔体和渗氘腔体之间设置有供工件移送的转送通道，转送通道上设置有调节装置，调节装置用于调整转送通道的通闭状态，转料装置用于实现工件在镀膜腔体和渗氘腔体之间的移送。

[0005] 具体的操作为：还包括载具，工件装配在载具上，转料装置用于实现载具在镀膜腔体和渗氘腔体之间的移动。

[0006] 转送通道呈直线状，记转送通道的长度方向为A方向，移料装置沿A方向移动工件实现工件在镀膜腔体和渗氘腔体之间的移送。

[0007] 载具上设置有装配槽，转料装置包括横状布置的U型的转料叉，转料叉沿A方向活动安装，转料叉插入装配槽内与载具进行装配。

[0008] 镀膜腔体上设置有沿A方向布置的装配套，装配套内设置有推杆，推杆沿A方向与密封装配套滑动且密封装配，推杆延伸至镀膜腔体内的端部用于安装转料装置，推杆延伸至装配套外侧的另一端与驱动推杆沿A方向移动的驱动机构相连接。

[0009] 调节装置包括转送通道上设置的插板阀。

[0010] 镀膜装置为真空磁控溅射镀膜装置。

[0011] 镀膜腔体内设置有镀膜载物台，镀膜载物台转动和升降式安装，镀膜载物台上设置有镀膜加热组件，镀膜载物台与偏压组件相连接，镀膜腔室上还设置有对工件进行清洗的离子束清洗装置。

[0012] 渗氘腔体内设置有渗氘载物台，渗氘载物台升降式安装，渗氘载物台上设置有渗氘加热组件。

[0013] 本发明还提供了一种工件镀膜和高温渗氘气的工艺，其特征在于，包括如下操作：将工件和载具布置在镀膜腔室内的镀膜载物台上，关闭插板阀调整转送通道处于关闭状态，调节镀膜载物台自转和启动镀膜加热组件，工件加热到设定温度后，打开离子束清洗装置对工件的表面进行清洗处理，清洗处理后，启动偏压装置对工件施加偏压以及打开镀膜装置对工件进行镀膜处理，镀膜处理结束后，打开插板阀调整转送通道处于连通状态，调整转料装置平移与静置状态的镀膜载物台上的载具进行装配，随后调整镀膜载物台下行至低位使得载具和镀膜载物台分离，调整转料装置继续移动，将载具移至渗氘腔体内渗氘载物台的上侧，调整渗氘载物台由低位上行至高位对载具进行撑托，载具被渗氘载物台撑托后，转料装置回缩至镀膜腔体内，关闭插板阀调整转送通道处于关闭状态，工件被渗氘加热组件加热，加热到设置的温度后，开始往渗氘腔体充入氘气，渗氘腔体内部的气压达到2个大气压后，停止充氘气和加热，让工件自然冷却至室温，将氘气渗入工件膜层表面。

[0014] 本发明提供的上述方案，可以在一台设备上实现对工件的镀膜处理和渗氘处理，解决膜层污染问题和提高生产效率。

附图说明

[0015] 图1为本发明的结构示意图。

[0016] 图2为镀膜腔体、渗氘腔体取出部分腔壁后的结构示意图。

[0017] 图3为图2中载具、工件移至渗氘腔体内的结构示意图。

[0018] 图4为转料装置的结构示意图。

[0019] 100‑机架、101‑电气柜、110‑镀膜腔体、111‑A安装孔、112‑B安装孔、113‑镀膜载物台、120‑渗氘腔体、121‑渗氘载物台、131‑转料叉、132‑推杆、133‑导杆、135‑驱动机构、136‑活动支架、137‑装配套、140‑载具、150‑插板阀。

具体实施方式

[0020] 为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

[0021] 如图1‑4所示，一种工件镀膜和高温渗氘气设备，包括镀膜腔体110、渗氘腔体120、转料装置，镀膜腔体110为工件的镀膜处理提供场所，镀膜腔体110与镀膜装置相连接，渗氘腔体120为工件的渗氘处理提供场所，渗氘腔体120与渗氘装置相连接，镀膜腔体110和渗氘腔体120之间设置有供工件移送的转送通道，转送通道上设置有调节装置，调节装置用于调整转送通道的通闭状态，转料装置用于实现工件在镀膜腔体110和渗氘腔体120之间的移送。本发明提供的上述方案，可以在一台设备上实现对工件的镀膜处理和渗氘处理，解决膜层污染问题和提高生产效率。

[0022] 具体的操作为：还包括载具140，工件装配在载具140上，转料装置用于实现载具140在镀膜腔体110和渗氘腔体120之间的移动。转送通道呈直线状，记转送通道的长度方向为A方向，移料装置沿A方向移动工件实现工件在镀膜腔体110和渗氘腔体120之间的移送。
载具140上设置有装配槽，转料装置包括横状布置的U型的转料叉131，转料叉131沿A方向活动安装，转料叉131插入装配槽内与载具140进行装配。载具140具体可以设置呈圆形，在载具140的侧壁上设置环形槽，所述的环形槽构成所述的装配槽，从而方便转料叉131与装配槽的快速方便的装配。镀膜腔体110（的腔壁）上设置有沿A方向布置的装配套137（装配套管），装配套137内设置有推杆132，推杆132沿A方向与装配套137滑动且密封装配，推杆132延伸至镀膜腔体110内的端部用于安装转料装置，推杆132延伸至装配套外侧的另一端与驱动推杆132沿A方向移动的驱动机构135相连接。具体的如图4所示，将转料叉131安装在推杆
132的一端部，推杆132的另一端杆身为管件构成，管件滑动套设在导杆133上，推杆132安装在活动支架136上，活动支架136沿A方向滑动装配在机架100上，活动支架136与驱动机构
135相连接，驱动机构35具体可以为驱动电缸137构成。

[0023] 详细的操作为：调节装置包括转送通道上设置的插板阀150。插板阀150具体可以为高真空插板阀150，镀膜装置为真空磁控溅射镀膜装置。镀膜腔体110内设置有镀膜载物台113，镀膜载物台113转动和升降式安装，镀膜载物台113上设置有镀膜加热组件，镀膜加热组件具体可以为陶瓷绝缘加热盘，镀膜载物台113与偏压组件相连接，镀膜腔室上还设置有对工件进行清洗的离子束清洗装置。渗氘腔体120内设置有渗氘载物台121，渗氘载物台121升降式安装，渗氘载物台121上设置有渗氘加热组件。渗氘载物台121具体可以为高功率加热盘构成，可对工件进行精准加热控制，可将工件加热至600℃。

[0024] 具体实施时：该设备还包括机架100以及电气柜101、控制装置，镀膜装置具体可以包括3个磁控溅射源（记为1#、2#、3#）以及其他的抽气装置等等，镀膜腔载物台与驱动其进行升降和自传的镀膜升降驱动装置、镀膜转动驱动装置相连接，渗氘载物台121与驱动其进行升降的渗氘升降驱动装置相连接。渗氘装置包括渗氘腔体120上设置充氘气装置。控制装置设置在电气柜内，包括PLC人机操作装置，PLC人机操作装置内设置有加热调节单元、温控调节单元、抽气调控单元、转送控制单元、磁控溅射控制单元、离子束清洗控制单元等等。如图2、3所示，镀膜腔体110的顶板上设置3个A安装孔111和1个B安装孔112，A安装孔111处用于安装磁控溅射源，B安装孔112用于安装离子束清洗装置。每个磁控溅射源可溅射不同材质的靶材，供工艺选择。磁控溅射源和离子束清洗装置均设置在腔体的顶部。镀膜载物台113是一种多功能载物台，可实现自转，让镀膜膜层更加均匀，同时可实现对工件进行加热，并且可以对被镀工件施加偏压，增强膜层的结合力。此载物台还可实现上升下降的功能，便于工件的转送。镀膜装置、渗氘装置中为详尽描述的结构、部件可以参照现有的单一功能的真空镀膜设备、渗氘气设备进行实施。

[0025] 本发明还提供了一种工件镀膜和高温渗氘气的工艺，包括如下操作：将工件和载具140布置在镀膜腔室内的镀膜载物台113上，关闭插板阀150调整转送通道处于关闭状态，调节镀膜载物台113自转和启动镀膜加热组件，工件加热到设定温度后，打开离子束清洗装置对工件的表面进行清洗处理，清洗处理后，启动偏压装置对工件施加偏压以及打开镀膜装置对工件进行镀膜处理，镀膜处理结束后，打开插板阀150调整转送通道处于连通状态，调整转料装置平移与静置状态的镀膜载物台113上的载具140进行装配，随后调整镀膜载物台113下行至低位使得载具140和镀膜载物台113分离，调整转料装置继续移动，将载具140移至渗氘腔体120内渗氘载物台121的上侧，调整渗氘载物台121由低位上行至高位对载具140进行撑托，载具140被渗氘载物台121撑托后，转料装置回缩至镀膜腔体110内，关闭插板阀150调整转送通道处于关闭状态，工件被渗氘加热组件加热，加热到设置的温度后，开始往渗氘腔体120充入氘气，渗氘腔体120内部的气压达到2个大气压后，停止充氘气和加热，让工件自然冷却至室温，将氘气渗入工件膜层表面。

[0026] 详细的为：打开镀膜腔室的门，将待镀膜工件放置在载具140上，陶瓷绝缘加热盘对工件进行加热，待加热到设定温度值时，开启高能离子束清洗源对工件进行清洗，高能离子束清洗源轰击之后，根据工艺要求开启磁控溅射源1#、2#、3#三者中的一个或几个，并让镀膜载物台113自转，此时开始进行镀膜。待镀完膜以后，点击控制装置的操作界面上的控制键，转料装置开始移动托起载具140，镀膜载物台113下降，载具140被悬空托起，转料装置抬着工件、载具140一同往渗氘腔体120内移动，待载具140移动到预设位置之后，渗氘载物台121开始上升，直至托住载具140。载具140与渗氘载物台121（高功率加热盘）紧密接触，开启高功率加热盘，从而对工件进行加热，待工件被加热到设定的温度值以后，高功率加热盘停止工作，此时向渗氘腔体120内通氘气，直至渗氘腔体120内部气压达到2个大气压值，停止充氘气。停掉所有工作装置，设备处于待机状态。被镀膜工件在氘气腔内自然冷却至室温，从而将氘气渐渐渗入膜层表面，得到高性能的表面涂层，工艺结束。

[0027] 本发明提供的上述镀膜和渗氘气一体化设备，具有加热、排气（抽气）、温控、抽真空、镀膜、渗氘气等功能，将镀膜和表面渗氘气工艺集于一体，一键操作，大大提高了效率，适合于工业生产。

[0028] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、机构以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。