等离子体气相沉积用工件固定治具及等离子体气相沉积设备制造技术

本实用新型专利技术揭示了等离子体气相沉积用工件固定治具及等离子体气相沉积设备，其中固定治具包括可绕其轴线自转的圆盘，圆盘上可自转地垂设有一组呈圆形分布的载具，一组载具与圆盘共同形成一占据圆柱形空间的整体装置，整体装置连接电源且整体装置的形状满足其通电后，产生的电磁场集中于整体装置表面区域。本方案通过对整体装置的结构设计，使其通电后的磁场集中分布于圆柱形的整体装置表面区域，从而使得电磁场集中区域与需要镀膜的工件位置相匹配，进而使得等离子体在真正需要的镀膜区域沉积，达到最佳的沉积效果，并且相对于现有设备，在相同时间内产生的厚度能够提高1.3‑2倍，涂层质量等级能提高到最优的1‑2级，产能显著提高。

【技术实现步骤摘要】
等离子体气相沉积用工件固定治具及等离子体气相沉积设备
本技术涉及气相沉积领域，尤其是等离子体气相沉积用工件固定治具及等离子体气相沉积设备。
技术介绍
等离子体化学气相沉积（plasmachemicalvapordeposition）简称PCVD，是一种用等离子体激活反应气体,促进在基体表面或近表面空间进行化学反应,生成固态膜的技术；等离子体化学气相沉积技术的基本原理是在高频或直流电场作用下，源气体电离形成等离子体，利用低温等离子体作为能量源，通入适量的反应气体，利用等离子体放电，使反应气体激活并实现化学气相沉积的技术。理想状态的等离子体镀膜设备，当电源工作时，等离子体随着镀膜设备内产生的电磁场的分布，有规律地做定向运动，最终在需要沉积的区域，也就是电磁场分布强势的地方，逐渐形成宏观可见的一定厚度的涂层。但是现有的工件驱动结构的设计缺陷，导致电磁场常常集中于非镀膜区域，形成了严重的功率损耗，大大降低了现有产能下的镀膜区域的沉积效果（包括沉积速率和沉积涂层的质量），在这个情况下，进一步提高产能是非常困难的。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种等离子体气相沉积用工件固定治具及等离子体气相沉积设备。本技术的目的通过以下技术方案来实现：等离子体气相沉积用工件固定治具，包括可绕其轴线自转的圆盘，所述圆盘上可自转地垂设有一组呈圆形分布的载具，一组所述载具与所述圆盘共同形成一占据圆柱形空间的整体装置，所述整体装置连接电源且所述整体装置的形状满足其通电后，产生的电磁场集中于所述整体装置表面区域。优选的，所述的等离子体气相沉积用工件固定治具中，所述圆盘为圆环形，其内径不小于一组所述载具形成的圆环的内径载具。优选的，所述的等离子体气相沉积用工件固定治具中，所述整体装置还包括与所述圆盘共轴的圆形伞盘，所述圆形伞盘设置于至少一垂设于圆盘的支柱上，其覆盖在一组所述载具的上方且与一组所述载具的顶部的间隙不超过1cm。优选的，所述的等离子体气相沉积用工件固定治具中，所述圆形伞盘为圆环状，其内径不小于一组所述载具形成的圆环的内径。优选的，所述的等离子体气相沉积用工件固定治具中，所述支柱与所述圆盘共轴，其直径与一组所述载具形成的圆环的内径相当。优选的，所述的等离子体气相沉积用工件固定治具中，所述支柱的圆周面的至少上端区域设置有外螺纹，所述圆形伞盘上具有带内螺纹的连接孔或槽。优选的，所述的等离子体气相沉积用工件固定治具中，所述整体装置的直径和高度的比值大于1:1。优选的，所述的等离子体气相沉积用工件固定治具中，所述电源是偏压脉冲电源。等离子体气相沉积设备，包括上述任一所述的等离子体气相沉积用工件固定治具，所述等离子体气相沉积用工件固定治具能够进出真空室。优选的，所述的等离子体气相沉积设备中，还包括驱动所述圆盘和载具转动的动力装置，所述动力装置以电机为动力源驱动所述圆盘转动，所述圆盘下方共轴设置一太阳齿轮，所述太阳齿轮与多个行星齿轮啮合，每个行星齿轮共轴固定于一所述载具的底部。本技术技术方案的优点主要体现在：本方案设计精巧，结构简单，通过对工件固定治具整体装置结构的设计，使其通电后的磁场集中分布于圆柱形的整体装置表面区域，从而使得电磁场集中区域与需要镀膜的工件位置相匹配，进而使得等离子体在真正需要的镀膜区域沉积，达到最佳的沉积效果，并且相对于现有设备，在相同时间内产生的厚度能够提高1.3-2倍，涂层质量等级能提高到最优的1-2级，产能显著提高。本方案的结构可以根据需要设计成多种样式，应用的灵活性更好，适用性不佳。通过增加伞盘可以有效的对工件进行保护，减小杂质对薄膜的污染，提高涂层的质量。采用螺接的方式进行伞盘和支柱的连接，便于进行拆卸和组装，有利于快速进行工件的上料和下料，从而提高加工效率。附图说明图1是本技术的第一实施例的示意图；图2是本技术的整体装置与电源连接示意图；图3是本技术的第二实施例的示意图；图4是本技术的第三实施例的示意图；图5是本技术的第四实施例的示意图；图6是本技术的等离子体气相沉积设备的示意图。具体实施方式本技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本技术技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本技术要求保护的范围之内。在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。下面结合附图对本技术揭示的等离子体气相沉积用工件固定治具进行阐述，如附图1-附图2所示，其包括可绕其轴线自转的圆盘1，所述圆盘1上可自转地垂设有一组等间隙且呈圆形分布的载具2，所述载具2优选为圆柱形且通过轴承8固定于所述圆盘1上，一组所述载具2与所述圆盘1共同形成一占据圆柱形空间的整体装置10，所述整体装置10的各部分均为金属材质，例如是不锈钢，碳钢等常见的合金钢，或者是铝合金等金属类材料中的任意一种或者多种，所述整体装置10连接电源3，从而在通电后，电流能够流至整体结构的各部分，并且所述整体装置的形状满足其通电后，产生的电磁场集中于所述整体装置表面区域。在上述结构中，所述整体装置10为一上端开口的圆柱形桶的结构，此时，所述载具2的直径即可认为是所述圆柱形桶的侧壁厚度，所述圆盘1即为圆柱形桶的底板。而在另一实施例中，如附图1、附图3所示，所述整体装置10还可以是一种两端开口的环状体结构，此时，所述圆盘1为圆环形，其内径不小于一组所述载具2围合成的圆环4的内径d1。当整体装置10是上述两种具有开口的结构时，通电后，整体装置10的外壁上就会有环形电流通过，进而产生电磁场，类似于环形电流的安培定则，让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁感线的方向，因此整体装置10通电后，电磁场会在整体装置10的中心轴四周的立体区域内集中，沉积时，在上述电磁场集中区域肉眼可见亮度极高的雾状发光团（成膜等离子体），而这与要求的镀膜区域（整体装置10的外表面的区域）正好相反，由此形成了严重的功率损耗。专利技术人进一步作试验发现，当整体装置10的直径和高度比例不大于1:2时，就会在整体装置10上形成所谓的环形电流，而在同等条件下，当该比例值越小，例如当直径和高度比例为1:3，甚至1:4时，则损耗越严重。相反，当直径和高度比例高于上述比例1：2时，例如1:1，甚至2:1时，此时，即便在整体装置10上产生环形电流，但由于整体装置的长度不够，不能形成足够大的管状空间，上述整体装置10的轴线区域的电磁场也就不会产生，电磁场一如正常地设想，仅仅是沿着整体装置10的表面分布，甚至可以从整体装置的表面向内部延伸一定的区域，从而达到理想本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.等离子体气相沉积用工件固定治具，其特征在于：包括可绕其轴线自转的圆盘（1），所述圆盘（1）上可自转地垂设有一组呈圆形分布的载具（2），一组所述载具（2）与所述圆盘（1）共同形成一占据圆柱形空间的整体装置（10），所述整体装置（10）连接电源（3）且所述整体装置的形状满足其通电后，产生的电磁场集中于所述整体装置（10）的表面区域。

【技术特征摘要】
1.等离子体气相沉积用工件固定治具，其特征在于：包括可绕其轴线自转的圆盘（1），所述圆盘（1）上可自转地垂设有一组呈圆形分布的载具（2），一组所述载具（2）与所述圆盘（1）共同形成一占据圆柱形空间的整体装置（10），所述整体装置（10）连接电源（3）且所述整体装置的形状满足其通电后，产生的电磁场集中于所述整体装置（10）的表面区域。2.根据权利要求1所述的等离子体气相沉积用工件固定治具，其特征在于：所述圆盘（1）为圆环形，其内径不小于一组所述载具（2）形成的圆环（4）的内径（d1）。3.根据权利要求1所述的等离子体气相沉积用工件固定治具，其特征在于：所述整体装置（10）还包括与所述圆盘（1）共轴的圆形伞盘（5），所述圆形伞盘（5）设置于至少一垂设于圆盘（1）的支柱（6）上，其覆盖在一组所述载具（2）的上方且与一组所述载具（2）的顶部保持微间隙。4.根据权利要求3所述的等离子体气相沉积用工件固定治具，其特征在于：所述圆形伞盘（5）为圆环状，其内径不小于一组所述载具（2）形成的圆环（4）的内径（d1）。5.根据权利要求3所述的等离子体气相沉积用工件固定治具，...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏洋，吴其涛，
申请(专利权)人：星弧涂层新材料科技苏州股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32