[发明专利]一种适用于共形基底表面镀膜的磁控溅射镀膜装置相对运动机构及其镀膜方法

说明书

适用于共形基底表面镀膜的磁控溅射镀膜装置相对运动机构及其镀膜方法，涉及一种磁控溅射镀膜装置相对运动机构及镀膜方法。目的是解决磁控溅射装置在共形结构表面均匀镀膜难度大的问题。机构由活动样品台和摆动靶头构成；摆动靶头中靶头轨道的槽底部由左端向右端上升的阶梯，相邻阶梯为弧形过渡面；靶头支架的行走轮设置在靶头轨道内。装置中靶头支架沿着靶头轨道的槽底部前后移动过程中会上下摆动，靶头支架同时会带动靶头前后移动和上下摆动，使靶头的朝向发生改变；实现共形基底表面镀膜。装置免去了掩膜板的使用，进而提高了沉积速率，解决共形表面的均匀镀膜问题。本发明适用于共形基底表面镀膜。

技术领域

本发明涉及一种磁控溅射镀膜装置相对运动机构及其镀膜方法。

背景技术

目前，随着共形结构功能部件在国计民生领域的广泛应用(如：共形光学元件、共形耐腐蚀组件等)，使得共形表面沉积均匀功能膜层成为非常迫切的需求。与当前应用较为成熟的平面和半球表面均匀镀膜工艺相比，作为椭球面一部分的共形表面，现有的共形表面均匀镀膜工艺过于复杂，难于实现具有普适效果的沉积工艺。

共形结构功能部件表面功能化膜层的沉积多采用磁控溅射设备实现。该类工艺需要添加掩膜板作为辅助，不仅需要设计掩膜板外形，而且其摆放的相对位置也不易选定，因此无形中又增加了调控工艺参数的变量，导致均匀沉积工艺极其复杂。另外，采用掩膜板方式进行磁控溅射镀膜时，一部分镀膜材料必定会被掩膜板遮挡，靶材浪费严重，同时降低了膜层沉积效率。综上，现有的磁控溅射装置在共形结构表面均匀镀膜难度较大。

发明内容

本发明为了解决现有的磁控溅射装置在共形结构表面均匀镀膜难度大的问题，提出一种适用于共形基底表面镀膜的磁控溅射镀膜装置相对运动机构及其镀膜方法。

本发明适用于共形基底表面镀膜的磁控溅射镀膜装置相对运动机构由活动样品台和摆动靶头构成；

所述活动样品台由下部真空室法兰、样品架托板、样品架、主动齿轮、主动齿轮轴、转动电机、转动电机托架、升降杆、升降块、升降螺纹杆和升降电机构成；所述样品架由样品架顶板、样品架底板和数个支撑杆构成；样品架底板为圆盘形，样品架底板的外缘上设置有轮齿；样品架顶板和样品架底板平行设置，支撑杆设置于样品架顶板和样品架底板之间，并且支撑杆上端与样品架顶板固接，支撑杆下端与样品架底板固接；下部真空室法兰为圆盘形，下部真空室法兰中心设置有升降杆通过孔，升降杆通过孔旁设置有主动齿轮轴通过孔；下部真空室法兰水平设置，升降杆竖向设置于升降杆通过孔内；升降块为立方体形，升降块上设置有通孔，升降块上的通孔内设置有内螺纹；升降杆下端固接于升降块上通孔侧部，升降块的通孔内部设置有升降螺纹杆，升降螺纹杆为外螺纹杆，升降螺纹杆的螺纹与升降块上通孔的内螺纹相匹配；升降螺纹杆下端套设有被动齿轮，升降电机的动力输出轴上套设有动力输出齿轮，被动齿轮和动力输出齿轮通过履带连接；升降杆上端固接有水平设置的样品架托板，样品架托板表面设置有环状沟槽，样品架底板下表面设置有与环状沟槽对应的第二环状沟槽，样品架底板设置于样品架托板上方，环状沟槽和第二环状沟槽之间设置有滚珠；转动电机托架水平设置，转动电机托架一端与升降杆中部固接，转动电机托架上表面设置有转动电机，转动电机的动力输出轴与主动齿轮轴下端连接，主动齿轮轴上端穿过主动齿轮轴通过孔设置，主动齿轮轴上端设置有主动齿轮，主动齿轮与样品架底板的外缘上设置的轮齿相啮合；