[发明专利]一种用于控制平面元件膜厚均匀性的镀膜工装

说明书

技术领域

本发明涉及光学镀膜领域，尤其涉及一种用于控制平面元件膜厚均匀性的镀膜工装。

背景技术

在光学镀膜领域，目前应用最广泛的是基于蒸发原理的蒸镀技术。其基本特征在于蒸发源的类点源特性，这导致了在元件上蒸镀的膜厚空间分布的不均匀性。为解决这一不均匀性，人们利用元件在镀膜机内转动的方式实现元件上各点膜厚分布的均化效果，通常采用的方式包括单纯的元件自转，或同时也围绕镀膜机中轴线进行公转。

采用这样的方法，通常可以使平面元件的膜厚均匀性得到一定的改善，但并不能完全解决问题，因此还必须在此基础上增加膜厚修正挡板才能将膜厚分布调整至所需范围内，这些挡板的形状必须经过复杂的数学计算才能够得到，且需要多次实验配合迭代才能够完成全过程，费时费力。另外，膜厚修正挡板的出现增加了元件镀膜过程的复杂性，元件在不断进出挡板遮挡范围的过程中，膜厚分布产生了中高频粗糙度，降低了成像质量。因此，需要发展合适的元件运动方式，能够在不引入膜厚修正挡板的前提下，实现膜厚均匀性的控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的控制膜厚均匀性的方法需加入膜厚修正挡板的问题，而提供一种用于控制平面元件膜厚均匀性的镀膜工装。

本发明提供一种用于控制平面元件膜厚均匀性的镀膜工装，包括：附带主齿轮的主转动轴、附带行星盘上齿轮和行星盘下齿轮的行星盘转动轴、附带卫星盘齿轮的卫星盘转动轴、随卫星盘转动轴自转的元件承载架，其中元件承载架用于承载元件；

所述的行星盘上齿轮与主齿轮咬合，行星盘下齿轮与卫星盘齿轮咬合。

本发明的有益效果

本发明提供一种用于控制平面元件膜厚均匀性的镀膜工装，该工装通过采用行星式元件运动的方式，并且对各转动轴定位于最佳位置，通过将主转动轴与行星盘转动轴之间的距离、行星盘转动轴和卫星盘转动轴之间的距离设置为理论模拟或实验得到的满足膜厚均匀性控制要求的最佳距离，在无膜厚均匀性挡板的情况下，实现对膜厚均匀性的控制。

附图说明

图1为本发明一种用于控制平面元件膜厚均匀性的镀膜工装的结构示意图。

图2为口径为300mm平面基片在不同R1(主转动轴与行星盘转动轴之间的距离)和R2(行星盘转动轴和卫星盘转动轴之间的距离)时膜厚不均匀性分布图。

具体实施方式

本发明提供一种用于控制平面元件膜厚均匀性的镀膜工装，如图1所示，包括：附带主齿轮2的主转动轴1、附带行星盘上齿轮4-1和行星盘下齿轮4-2的行星盘转动轴3、附带卫星盘齿轮6的卫星盘转动轴5、随卫星盘转动轴5自转的元件承载架4，其中元件承载架4用于承载元件；所述的行星盘上齿轮4-1与主齿轮2咬合，行星盘下齿轮4-1与卫星盘齿轮6咬合。

本实施方式所述的将待镀元件放置在元件承载架4上，镀膜时，元件承载架4绕卫星盘转动轴5的轴进行卫星自转，同时由于行星盘上齿轮4-1与主齿轮2、行星盘下齿轮4-1与卫星盘齿轮6之间的两两咬合，待镀元件元件也会整体绕行星盘转动轴3做行星转动，并在同时也绕再上一级的主转动轴1进行公转。

通过理论模拟或实验可得到的满足膜厚均匀性控制要求的最佳距离，将主转动轴1与行星盘转动轴3之间的距离、行星盘转动3和卫星盘转动轴5之间的距离设置为最佳距离值，即R1和R2，R1和R2的值需根据实际镀膜机的尺寸具体定义，同时将主齿轮2与行星盘上齿轮4-1的齿轮比、以及行星盘下齿轮4-2与卫星盘齿轮的齿轮比设为不能除尽的循环小数，可在无膜厚均匀性挡板的情况下，实现对膜厚均匀性的控制。

图2为口径为300mm平面基片在不同R1(主转动轴与行星盘转动轴之间的距离)和R2(行星盘转动轴和卫星盘转动轴之间的距离)时膜厚不均匀性分布图，蒸发源坐标(200,200)，蒸发源与基片垂直距离为600mm，假设基片为平面，口径为300mm，从图2可以看出，对于300mm口径的平面基片，主转动轴1与行星盘转动轴3之间的距离、行星盘转动轴3和卫星盘转动轴5之间的距离设置最佳距离值分别为320mm和180mm，此时膜厚不均匀性最小，为1.1％。此时主齿轮2与行星盘上齿轮4-1的齿轮比为7.2、行星盘下齿轮4-2与卫星盘齿轮的齿轮比为4.3。