CN109234707B - 用于片材连续沉积涂层的夹具及沉积装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于片材连续沉积涂层的夹具及沉积装置，涉及涂层沉积辅助设备技术领域。该夹具包括传动单元、第一样品台和若干个支座，第一样品台用于装载待沉积的片材，若干个支座位于第一样品台的下方用于支撑第一样品台，传动单元在外界驱动下能够带动第一样品台连续进给；该夹具可连续沉积片材面积大于沉积装置有效沉积范围的片材，极大得减少了沉积过程的一些中间步骤，大大提高了沉积效率、缩短了生产周期，降低了生产成本，同时减弱了频繁更换片材时对热丝造成的不利影响，延长了热丝的使用寿命，从而进一步降低了生产成本。本发明还提供一种沉积装置，包括炉体，上述用于片材连续沉积涂层的夹具位于炉体内并对片材进行装载。
Description
技术领域
本发明涉及涂层沉积辅助设备技术领域，尤其是涉及一种用于片材连续沉积涂层的夹具及沉积装置。
背景技术
在热丝气相沉积法制备片材涂层的工艺中，受限于现有沉积装置的结构，每次沉积操作时往往只能放入单片片材于沉积装置内，且单片片材的面积小于或者等于沉积装置的有效沉积面积，即一炉一片逐片沉积。这种工艺操作存在以下问题：
(1)每沉积完一片片材，都需要打开设备重新装载下一片，每次装载都要重新抽真空，而抽真空的时间占整个生产时间的五分之一左右；
(2)通常在更换片材的过程中，热丝由高温冷却至室温极易断裂，需要重新更换热丝，且热丝(钽丝)的价格比较贵，经常更换热丝不利于降低生产成本；
(3)对于待沉积面积大于沉积装置的有效沉积面积的片材，不便处理。
由此可知，一炉一片逐片沉积的方式沉积效率低，产量低，工人劳动强度大，生产成本高。有鉴于此，特提出本发明能够解决上述问题中的至少一个。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种用于片材连续沉积涂层的夹具，在不改变沉积装置的基本结构条件下，利用该夹具可连续沉积片材面积大于沉积装置有效沉积范围的片材，极大的减少了一些中间过程，有利于提高沉积效率和降低生产成本。
本发明的第二目的在于提供一种沉积装置，使用上述用于片材连续沉积涂层的夹具进行沉积操作，使用该沉积装置能够对片材进行连续沉积，沉积效率高、生产周期短，同时也降低了生产成本。
为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：
本发明提供了一种用于片材连续沉积涂层的夹具，包括传动单元、第一样品台和若干个支座；
所述第一样品台用于装载待沉积的片材，若干个所述支座位于所述第一样品台的下方用于支撑所述第一样品台；
所述传动单元能够在外界驱动下带动所述第一样品台连续进给。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述第一样品台包括传动部；
所述传动单元包括第一传动件和第二传动件，所述第一传动件能够在外界驱动下转动，并带动所述第二传动件转动，所述第二传动件用于驱动所述传动部运动。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述第二传动件为齿轮，所述传动部为与所述第二传动件相配合的齿条。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述第一传动件为齿轮、皮带轮或链轮。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述第一样品台上设置有若干个垫块，所述垫块用于调节片材与热丝之间的距离；
优选地，所述垫块为铜质垫块。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述支座为绝缘支座；
优选地，所述支座为陶瓷绝缘支座。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述第一传动件和第二传动件均为铜质传动件。
本发明还提供了一种沉积装置，包括炉体，上述用于片材连续沉积涂层的夹具位于所述炉体内部并对片材进行装载。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述夹具与所述炉体可拆卸固定连接。
进一步的，在本发明技术方案的基础之上，所述炉体内部设有衬底平台，所述衬底平台上设有第二样品台和至少两个热丝固定架，所述热丝固定架相对设置且通过电极柱与所述衬底平台连接，所述热丝固定架之间设置有热丝，所述第二样品台为可旋转样品台且位于所述热丝固定架的下方；
所述夹具的所述支座套设在所述电极柱上并对所述第一样品台进行支撑，所述第二样品台能够带动所述夹具的所述传动单元运动；
优选地，所述第二样品台与所述夹具的所述传动单元之间采用齿轮传动、皮带传动或链传动。
与现有技术相比，本发明提供的用于片材连续沉积涂层的夹具及沉积装置具有如下有益效果：
(1)本发明提供的用于片材连续沉积涂层的夹具，包括传动单元、第一样品台和若干个支座，第一样品台用于装载待沉积的片材，若干个支座位于第一样品台的下方用于支撑第一样品台，传动单元能够在外界驱动下带动第一样品台连续进给；该夹具可连续沉积片材面积大于沉积装置有效沉积范围的片材，极大得减少了沉积过程的一些中间步骤，例如，装载片材、抽真空、上丝等操作，大大提高了沉积效率、缩短了生产周期，降低了生产成本，同时减弱了频繁更换片材时对热丝造成的不利影响，延长了热丝的使用寿命，从而进一步降低了生产成本。
该夹具结构简单，操作方便，且不会改变沉积装置原有的结构和部件，为片材涂层的连续沉积提供了工业依据。
(2)本发明提供的沉积装置，包括炉体，上述用于片材连续沉积涂层的夹具位于炉体内并对片材进行装载。鉴于上述用于片材连续沉积涂层的夹具所具有的优势，使得使用本发明夹具的沉积装置也同时具有上述夹具的所有优势，使用该沉积装置能够对片材进行连续沉积，沉积效率高、生产周期短，同时减弱了频繁更换片材时对热丝造成的不利影响，延长了热丝以及设备的使用寿命，降低了设备成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的一种实施方式的用于片材连续沉积涂层的夹具在沉积装置内部的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明提供的另一种实施方式的用于片材连续沉积涂层的夹具在沉积装置内部的结构示意图；
图4为图3的俯视图。
图示：1-传动单元；2-第一样品台；3-片材；4-支座；11-第一传动件；12-第二传动件；13-转轴；21-传动部；22-垫块；5-衬底平台；6-第二样品台；7-热丝固定架；8-热丝；9-电极柱。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
本实施例提供了一种用于片材连续沉积涂层的夹具，包括传动单元1、第一样品台2和若干个支座4，具体如图1-4所示；
第一样品台2用于装载待沉积的片材3，若干个支座4位于第一样品台2的下方，并用于支撑第一样品台2；
传动单元1能够在外界驱动下带动第一样品台2连续进给。
本发明提供的用于片材连续沉积涂层的夹具，包括传动单元、第一样品台和若干个支座，第一样品台上装载有待沉积的片材，若干个支座位于第一样品台的下方用于支撑第一样品台，传动单元能够带动第一样品台连续进给；该夹具可连续沉积片材面积大于沉积装置有效沉积范围的片材，极大得减少了沉积过程的一些中间步骤，例如，装载片材、抽真空、上丝等操作，大大提高了沉积效率、缩短了生产周期，降低了生产成本，同时减弱了频繁更换片材时对热丝造成的不利影响，延长了热丝的使用寿命，从而进一步降低了生产成本。
具体的，这里的片材3表示呈片状的被沉积材，对被沉积材的类型不作限定。对于片材3的尺寸不作具体限定，片材3面积可以小于沉积装置的有效沉积范围，也可以大于沉积装置的有效沉积范围。需要说明的是，片材3面积不可无限大，其受限于沉积装置的尺寸，应确保片材3能够放入沉积装置进行沉积。
片材3装载在第一样品台2上，支座4位于第一样品台2的下方。支座4与第一样品台2的具***置关系不作限定，只要确保支座4能够对第一样品台2起到稳定支撑的目的即可。对于支座4的形状与尺寸大小也不作具体限定。
传动单元1与第一样品台2连接，并能够在外界驱动下带动第一样品台2连续进给，进而实现片材3的已沉积部分向未沉积部分连续进给。对于传动单元1的类型不作具体限定，只要能带动第一样品台2转动即可。传动单元1可借助外界驱动进行驱动，此处的“外界驱动”是指外界可驱动传动单元1运动的装置或者部件，例如驱动电机或者其他可旋转部件等，此处不作具体限定。
需要说明的是，在连续进给过程中，第一样品台2相对于支座4滑动且始终不与其分离。
传动单元1可由单一部件构成，也可以是由相互配合的多个部件构成。
作为本发明一种优选实施方式，第一样品台2包括传动部21；
传动单元1包括第一传动件11和第二传动件12，第一传动件11能够在外界驱动下转动，并带动第二传动件12转动，第二传动件12用于驱动传动部21运动。
在外界驱动下，第一传动件11和第二传动件12可实现同步转动，进而带动第一样品台2运动。此时，外界驱动可为驱动电机。
作为本发明又一种优选实施方式，第一样品台包括传动部21；
传动单元1包括第一传动件11、第二传动件12和转轴13，第一传动件11和第二传动件12固套于转轴13，第一传动件11能够在外界驱动下转动，并带动转轴13和第二传动件12转动，第二传动件12用于驱动传动部21运动。
具体的，第一传动件11和第二传动件12通过转轴13配合连接，从而实现动力或运动的传动。对第一传动件11和第二传动件12的构成和数量均不作限定，只要使第二传动件12随第一传动件11转动即可。
进一步的，在上述技术方案的基础之上，第二传动件12为齿轮，传动部21为与第二传动件12相配合的齿条。
第二传动件12(齿轮)与第一样品台2的齿条连续啮合，即第二传动件12(齿轮)作回转运动，第一样品台2作直线运动，从而使得在第二传动件12的带动下第一样品台2达到连续进给的目的。
齿条在第一样品台2上的具***置不作限定。作为本发明一种优选实施方式，齿条设置于第一样品台2靠近第二传动件12的端面。
对于第一传动件11的具体形式没有限定。作为本发明一种优选实施方式，第一传动件11为齿轮、皮带轮或链轮。第一传动件11的上述结构决定了第一传动件11与外界驱动的连接方式为齿轮传动、皮带传动或链传动。
齿轮传动是指由齿轮副传递运动和动力，能传递两个平行轴或相交轴或交错轴间的回转运动和转矩，传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长。
皮带传动是一种依靠摩擦力来传递运动和动力的机械传动。其特点主要表现在：皮带有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音。载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止其他零件损坏，起安全保护作用。
链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。其特点是：没有弹性滑动，能保持准确的平均传动比，传动效率较高；且链条不需要大的张紧力，所以轴与轴承所受载荷较小，传动可靠，过载能力强，能在低速重载下较好工作。
上述传动方式均可实现第一传动件11与外界驱动的动力或运动的传动。优选地，第一传动件11与外界驱动之间采用齿轮传动，即外界驱动为大齿轮，第一传动件11为小齿轮，通过大齿轮和小齿轮之间的啮合传动实现运动和动力的传递；或，第一传动件11与外界驱动之间采用皮带传动，即第一传动件11和外界驱动均为皮带轮，两者之间通过皮带进行传动。
片材3与沉积装置热丝8之间的距离直接关系到沉积涂层的品质，故需要对片材3与沉积装置热丝8之间的距离进行灵活调节。
作为本发明的一种优选实施方式，第一样品台2上设置有若干个垫块22，垫块22用于调节片材3与热丝8之间的距离；
垫块22可放置于第一样品台2与片材3之间，通过选用一系列不同高度的垫块22，能够很方便的调节片材3与热丝8之间的距离。
对于垫块22的尺寸、材料不作具体限定。为保证良好的冷却效果，垫块22优选为铜质垫块。为使得片材3保持良好的水平状态，作为一种优选实施方式，垫块22的尺寸与片材3的尺寸相同。
由于支座4要套设于电极柱上，故应确保支座4为绝缘支座。优选地，支座4为陶瓷绝缘支座。
作为本发明的一种优选实施方式，第一传动件11和第二传动件12均为铜质传动件；
和/或，转轴13为铜质转轴。
选用铜作为第一传动件11、第二传动件12和转轴13的材质，能够保证上述各部件具有良好的冷却效果。
该夹具结构简单，操作方便，且不会改变沉积装置原有的结构和部件，为片材涂层的连续沉积提供了工业依据。
实施例二
本实施例还提供了一种沉积装置，本实施例是在实施例一基础上的改进，实施例一所描述的技术方案也属于本实施例，在此不再赘述。
本实施例提供的一种沉积装置，包括炉体，上述实施例一提供的用于片材连续沉积涂层的夹具位于炉体内部并对片材3装载，具体如图1-4所示。
作为本发明一种优选实施方式，夹具与炉体可拆卸固定连接。
将夹具设计为可拆卸的方式，不会改变沉积装置原有的结构和部件，只需要将夹具安装于炉体内部相应位置即可。上述设计，采用本领域常规的设备(例如，热丝化学气相沉积炉)即可实现上述操作，不需要另置设备。
作为本发明一种优选实施方式，炉体内部设有衬底平台5，衬底平台5上设有第二样品台6和至少两个热丝固定架7，热丝固定架7相对设置且通过电极柱9与衬底平台5连接，热丝固定架7之间设置有热丝8，第二样品台6为可旋转样品台且位于热丝固定架7的下方；
夹具的支座4套设在电极柱9上并对第一样品台2进行支撑，第二样品台6能够带动夹具的传动单元1转动；
优选地，第二样品台6与夹具的传动单元1之间采用齿轮传动、皮带传动或链传动。
第二样品台6位于热丝8的下方，将第二样品台6设计为可旋转样品台，利用沉积装置本身的第二样品台6的可控旋转，带动夹具的传动单元1转动，从而带动第一样品台2的连续进给，进而实现片材3的已沉积部分向未沉积部分连续进给。第二样品台6的转动速度、转动时间等参数与每片片材3的沉积效果有关，且上述参数通过沉积装置本身进行调节。
作为本发明一种优选实施方式，当传动单元1包括第一传动件11、第二传动件12和转轴13时，转轴13能够套设在一个电极柱9上，若干个支座4分别套设于其余的电极柱9上，第一样品台2设置于各支座4上表面；
第二样品台6与第一传动件11通过齿轮、链条或者皮带传动，第二样品台6通过第一传动件11带动第二传动件12转动，从而带动第一样品台2连续直线进给。
即使片材3面积大于沉积装置的有效沉积范围时，片材3也能够随着第一样品台2直线进给，从而对片材3超出有效沉积范围的未沉积部分进行沉积操作。
片材沉积步骤具体如下：打开沉积装置炉体，将用于片材连续沉积涂层的夹具安装于沉积装置的内部，并将片材3装载于第一样品台2上，调节垫块22调整片材3与热丝8的距离后，闭合炉体；
启动沉积装置并开启第一样品台2，对片材3进行热丝气相沉积。
鉴于上述用于片材连续沉积涂层的夹具所具有的优势，使得使用本发明夹具的沉积装置也同时具有上述夹具的所有优势，使用该沉积装置能够对片材进行多片连续沉积，沉积效率高、生产周期短，同时减弱了频繁更换片材时对热丝造成的不利影响，延长了热丝以及沉积装置的使用寿命，降低了设备成本。
最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种沉积装置，其特征在于，包括炉体，用于片材连续沉积涂层的夹具位于所述炉体内部并用于片材进行装载；
所述用于片材连续沉积涂层的夹具包括：
包括传动单元、第一样品台和若干个支座；
所述第一样品台用于装载待沉积的片材，若干个所述支座位于所述第一样品台的下方用于支撑所述第一样品台；
所述传动单元能够在外界驱动下带动所述第一样品台连续进给；
所述第一样品台包括传动部；
所述传动单元包括第一传动件、第二传动件和转轴，第一传动件和第二传动件固套于转轴，第一传动件能够在外界驱动下转动，并带动转轴和第二传动件转动，第二传动件用于驱动传动部运动；
所述炉体内部设有衬底平台，所述衬底平台上设有第二样品台和至少两个热丝固定架，所述热丝固定架相对设置且通过电极柱与所述衬底平台连接，所述热丝固定架之间设置有热丝，所述第二样品台为可旋转样品台且位于所述热丝固定架的下方；
所述夹具的所述支座套设在所述电极柱上并对所述第一样品台进行支撑，所述第二样品台能够带动所述夹具的所述传动单元运动；
所述第二样品台通过第一传动件带动第二传动件转动，从而带动第一样品台连续直线进给；
当传动单元包括第一传动件、第二传动件和转轴时，转轴能够套设在一个电极柱上，若干个支座分别套设于其余的电极柱上；
所述第一样品台上设置有若干个垫块，所述垫块用于调节片材与热丝之间的距离。
2.根据权利要求1所述的沉积装置，其特征在于，所述第二传动件为齿轮，所述传动部为与所述第二传动件相配合的齿条。
3.根据权利要求1所述的沉积装置，其特征在于，所述第一传动件为齿轮、皮带轮或链轮。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的沉积装置，其特征在于，所述垫块为铜质垫块。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的沉积装置，其特征在于，所述支座为陶瓷绝缘支座。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的沉积装置，其特征在于，所述第一传动件和第二传动件均为铜质传动件。
7.根据权利要求1所述的沉积装置，其特征在于，所述夹具与所述炉体可拆卸固定连接，
所述第二样品台与所述夹具的所述传动单元之间采用齿轮传动、皮带传动或链传动。
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