[实用新型]一种用于磁控溅射工艺的立式掩膜夹具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于磁控溅射工艺的立式掩膜夹具，尤其指一种在磁控溅射工艺溅射陶瓷电子元器件电极中直立使用，起固定和遮蔽陶瓷基体作用的掩膜夹具。

背景技术

目前瓷介电容器、压敏电阻器、热敏电阻器、压电陶瓷等陶瓷电子元器件的电极化方法主要是丝网印刷法。丝网印刷法也称烧渗法，属传统方法，通过将所需形状外的丝网孔洞阻塞，制备出所需的电极区域，电极区域内的丝网保持其固有细孔，印刷时，刮刀刮压金属浆料，使之透过丝网，均匀印制到陶瓷基体上，进而通过高温烧渗的方法使二者结合，实现陶瓷表面金属化。随着电子元器件尺寸日益减小，行业内对电子元器件电极一致性要求更加严格，而丝网印刷工艺中，丝网不同区域下陶瓷基体与丝网间距的差异及难以避免的丝网刮印伸缩等因素决定了丝网印刷工艺不适合当前对电极精确控制的要求，此外，丝网印刷法需经过高温烧渗的过程，其所用电子浆料，需采用微米级金属粉体，整个工艺能源消耗较大，原料制备复杂。为降低能耗、提升效率、精确实现陶瓷电子元器件的电极化，业内积极开展了陶瓷电子元器件电极化新方法的探索。

近年陶瓷电子元器件生产厂家才开始将磁控溅射法用于产品电极化，磁控溅射法属于真空镀法，以其低能耗，高重复性，精确可控成为目前最佳的新型电极化工艺方法，其基本原理是在真空中利用电磁场产生高密度的荷能粒子，荷能粒子受靶材电场的吸引轰击靶材，溅射出的大量靶材原子会在基片上沉积成膜，由于溅射粒子初始动能大，所以膜层致密，与陶瓷基体结合牢固。磁控溅射法无需高温烧渗工艺，其能耗低，溅射前后陶瓷基体温升不大，工艺重复性好，只需控制溅射时间即可精确控制电极层厚度，此外，磁控溅射法中陶瓷电子元器件所需的电极靶材大部分采用熔融铸造法制备，相比于当前的普遍采用的金属浆料，成本优势明显。磁控溅射法的基本工艺流程为：陶瓷基体清洗-烘干-基体装入掩膜夹具-掩膜夹具装入溅射承载架-入溅射镀膜机溅射-冷却后出镀膜机，磁控溅射法目前未能在陶瓷电子元器件电极化方面大范围应用，制约其推广的主要原因是掩膜夹具无法做到完全密封。现有技术采用的掩膜夹具结构如图1、2所示，掩膜夹具由两片结构相同的掩膜板组成，每片掩膜板上排布多个可放入待溅射陶瓷基体的凹槽，例如，待溅射陶瓷基体为圆柱体形的压敏电阻器基体，相应掩膜板凹槽也为圆柱体形，凹槽底部开有通透口，通透口形状即溅射后的电极形状，两片掩膜板面对称的扣紧，待溅射陶瓷基体位于掩膜板凹槽封闭的空腔内。使用螺丝或夹子将掩膜板紧固后，待溅射陶瓷基体被掩膜板夹紧，仅有与通透口接触的部分暴露在外，最终在陶瓷基体两侧同时溅射出电极。由于规模化生产中陶瓷基体必然存在厚度差异，无法保证每一片陶瓷基体都能被掩膜板夹紧，溅射过程中，靶材金属以原子形态在溅射腔内运动，并以各种角度撞击掩膜夹具中的陶瓷基体，当掩膜夹具密闭不严时，靶材金属沿着掩膜板与基体间隙冲入掩膜夹具内部，使本应绝缘的陶瓷基体侧面挂附金属，造成密闭不良片周边数片陶瓷基体性能异常。当前，同批次陶瓷基体厚度相差0.05mm以上即会导致密封不良，陶瓷基体性能异常。除规模化溅射时会出现密闭性不良外，现有掩膜夹具还存在通用性差的问题，夹具掩膜板中凹槽深度一般为待溅射基体厚度的一半，这也就意味着，每种规格的陶瓷基体都需要一组掩膜夹具，所需的掩膜夹具数量庞大，其制造、维护成本较高。掩膜夹具的以上问题严重限制了磁控溅射法在陶瓷电子元器件电极化方面的应用。当前，业内需要一种新型掩膜夹具来改善这一问题。

实用新型内容

本实用新型需解决的技术问题是提供一种用于磁控溅射工艺的，密闭性、通用性好的立式掩膜夹具，它可以在陶瓷基体存在厚度差异的情况下，保证每块陶瓷基体与掩膜板间无间隙，使同一掩膜夹具，可搭载多种厚度的陶瓷基体。