一种磁控溅射阴极磁棒装配装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及磁控溅射镀膜技术领域，特别涉及一种磁控溅射阴极磁棒装配装置及其使用方法。


背景技术：

2.磁控溅射镀膜是目前广泛的镀膜沉积工艺。溅射镀膜的原理是惰性气体在电场作用下，对靶材表面进行轰击，靶材表面的分子、原子、离子以及电子等溅射出来，飞溅到基板上沉积成膜。
3.在镀膜过程中，对磁控溅射镀膜设备的质量要求很高，其中尤为重要的是磁控溅射阴极的磁场强度分布均匀。磁场由阴极磁棒发生，而阴极磁棒由磁靴和并排放置于磁靴上的很多个磁铁构成，磁靴上具有若干用来插放磁铁的容置槽，容置槽与容置槽之间距离很近。在磁铁与磁靴装配的时候会产生很强的磁力，这会带来以下风险：1、因为距离越近，磁吸力越高，所以磁铁与磁靴在接近的过程磁力会急剧升高，而带来两者靠近的加速，最后导致磁铁与磁靴产生剧烈碰撞，使磁铁有崩边和撞裂的风险，继而影响磁控溅射阴极磁棒的磁性强度的一致性，磁棒的质量就无法保证；2、一旦发生磁铁撞裂问题，碎掉的磁铁极难清理，势必产生返工时间，这会严重影响生产进度；3、相邻容置槽之间的距离只有5mm左右，如果操作人员徒手装配，相邻容置槽内的磁铁被吸住极易夹伤手指，甚至存在夹断手指的巨大安全风险。
4.中国专利cn 216707367 u披露了一种磁控溅射磁铁装配工装，包括限位支架、开关式磁力座、驱动件和缓冲件，限位支架具有卡接磁靴的安装槽，开关式磁力座用于吸取和放下磁铁，驱动件用来驱动开关式磁力座升降运动，缓冲件用来缓冲开关式磁力座的下落，使磁铁接近磁靴时不会发生强烈碰撞而发生以上问题。但是这种装配工装结构复杂，驱动件要靠气动、液动或电动，开关式磁力座也需要电动，需要配套很多附属装置，产生别的能耗，操作也比较繁琐，装配的效率依旧很慢。
5.因此有必要开发一种新的装置来解决以上问题。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提供一种磁控溅射阴极磁棒装配装置，能够用一个简单的结构，在不使用电气驱动件的情况下随时随地徒手操作，帮助磁铁在较低的移动速度下装配到磁靴中，降低磁铁撞损风险。
7.本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种磁控溅射阴极磁棒装配装置，其用于将磁铁导入装配到磁靴中，所述装置包括与所述磁靴滑动配合的导入块，所述导入块包括为不导磁材质的本体，所述磁靴上部平行分布有若干用于承载所述磁铁的容置槽，所述容置槽呈贯通结构，所述本体上设置有与所述容置槽一一对应的斜向滑槽，所述斜向滑槽的下出口衔接所述容置槽的槽底。
8.具体的，所述本体在所述斜向滑槽的下部出口处呈现出尖端结构。
9.具体的，所述磁靴包括两侧对称设有凸边的槽体和平行设置于所述槽体上的若干隔挡条，所述容置槽由所述隔挡条在两个所述凸边之间分隔形成，所述本体的底部具有与所述隔挡条配合的内导槽。
10.进一步的，所述容置槽包括开口竖向朝上的中容置槽和位于所述中容置槽相对两侧且开口斜向朝上的侧容置槽，所述中容置槽形成于两个隔挡条之间，所述侧容置槽形成于所述凸边和所述隔挡条之间、或形成于相邻两个所述隔挡条之间，所述隔挡条的截面呈上宽下窄的梯形，所述斜向滑槽包括与所述中容置槽衔接的第一斜向滑槽和与所述侧容置槽衔接的第二斜向滑槽。
11.进一步的，所述导入块还包括连接组件，所述本体包括中滑块和两个侧滑块，所述侧滑块通过所述连接组件固定于所述中滑块的两侧，所述第一斜向滑槽位于所述中滑块的上部，所述侧滑块在靠近所述中滑块的一面上部设有斜坡缺口，所述第二斜向滑槽由所述中滑块的侧壁与所述斜坡缺口围成。
12.进一步的，所述中滑块的下部两侧设有台阶缺口，所述台阶缺口与其相邻的侧滑块的侧壁形成所述内导槽。
13.进一步的，所述侧滑块的底面设有配合所述凸边的外导槽。
14.进一步的，所述连接组件包括角铁、若干上螺栓和若干后螺栓，所述角铁具有上固定面和后固定面，所述中滑块和所述侧滑块的上表面利用所述上螺栓固定于所述上固定面上，所述中滑块和所述侧滑块的后表面利用所述后螺栓固定于所述后固定面上。
15.本发明的另一个主要目的在于提供一种磁控溅射阴极磁棒装配装置的使用方法，能够更加安全地完成阴极磁棒的装配，操作简单，产品质量更可控，避免返工麻烦。
16.磁控溅射阴极磁棒装配装置的使用方法，步骤包括将所述导入块滑至所述磁靴的一端，从每一个所述斜向滑槽的上部开口将第一个磁铁放入，所述第一个磁铁沿所述斜向滑槽滑至所述容置槽内，继而吸附在所述磁靴上；然后将所述导入块沿所述磁铁铺设方向向后移动一个磁铁的位置，将第二个磁铁沿所述斜向滑槽滑入到所述容置槽内再被所述磁靴吸住，所述第二个磁铁紧挨所述第一个磁铁，以此类推，直至完成所有磁铁的装配。
17.本发明技术方案的有益效果是：1、本装置导入块的结构非常简单，而且不含任何电气驱动件，安装不受动力源限制；2、斜向滑槽形成供磁铁滑入到容置槽内的滑梯结构，装配人员只需要从斜向滑槽的上部放入磁铁，磁铁在重力与磁力的共同作用下滑落斜向滑槽并直接到达容置槽的槽底，根据力的分解原理，磁铁的加速度会得到有效控制，避免了撞损问题，保证了产品质量；3、装配人员只需要从斜向滑槽的上方放入磁铁，就算推动磁铁也只会在其滑动方向的后部，手指不会处在磁铁的侧方，也就避免了相邻容置槽将磁铁突然吸紧而导致的夹伤手指的问题。
附图说明
18.图1为实施例磁铁装配装置的立体图；图2为实施例磁铁装配装置另一个方位的立体图；
图3为实施例磁铁装配装置的爆炸图；图4为实施例磁铁装配装置沿着装配方向的剖视图；图5为磁铁装配装置的使用原理图；图6为磁铁装配装置与磁靴配合状态沿垂直于装配方向的剖视图。
19.图中数字表示：1-阴极磁棒，11-磁靴，111-容置槽，111a-中容置槽，111b-侧容置槽，112-槽体，1121-凸边，113-隔挡条，12-磁铁；2-导入块，201-内导槽，202-斜向滑槽，202a-第一斜向滑槽，202b-第二斜向滑槽，203-尖端结构，21-本体，211-中滑块，2111-台阶缺口，212-侧滑块，2121-斜坡缺口，2122-外导槽，22-连接组件，221-角铁，2211-上固定面，2212-后固定面，222-上螺栓，223-后螺栓。
具体实施方式
20.下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
21.实施例
22.如图1和图5所示，本发明的一种磁控溅射阴极磁棒1装配装置，其用于将磁铁12导入装配到磁靴11中,装置包括与磁靴11滑动配合的导入块2，导入块2包括为不导磁材质的本体21，磁靴11为导磁材质，磁靴11上部平行分布有若干用于承载磁铁12的容置槽111，容置槽111呈贯通结构，磁铁12头尾相连排列于容置槽111内，本体21上设置有与容置槽111一一对应的斜向滑槽202，斜向滑槽202的下出口衔接容置槽111的槽底。
23.因为本体21不导磁，所以不会吸住磁铁12，而磁靴11会吸引磁铁12，磁靴11对磁铁12的磁吸力会导致磁铁12逐渐滑动靠近磁靴11，而斜向滑槽202会使磁铁12滑入容置槽111的方向和加速度得到控制。导入块2的结构非常简单，而且不含任何电气驱动件，安装不受动力源限制。斜向滑槽形成的是供磁铁12滑入到容置槽111内的滑梯结构，装配人员只需要从斜向滑槽的上部放入磁铁12，磁铁12在重力与磁力的共同作用下滑落斜向滑槽202并直接到达容置槽111的槽底。磁铁12的加速度方向沿着斜向滑槽202向下，根据力的分解原理，磁铁12的运动不仅要考虑因斜向滑槽202的槽底弹力引起的速度方向大小变化，还要考虑斜向滑槽202施加的滑动摩擦阻力带来的合力降低，所以这个合力显然要远小于磁铁12与斜向滑槽202在相同的相对距离下重力与磁力的总和，所以磁铁12的加速度会得到有效控制，避免了撞损问题，保证了产品质量，免去了清理碎磁铁的麻烦，节省了返工时间，加快了生产进度。
24.如图4所示，本体21在斜向滑槽202的下出口处呈现出尖端结构203。
25.尖端结构203使磁铁12在斜向滑槽202转移到容置槽111内时不会再有掉落高度差，也就降低了撞损风险。斜向滑槽202的末端可以做成弧形，使尖端结构203的上部切面与容置槽111只存在很小的夹角，这样更利于磁铁12的减速下滑，降低前后磁铁12之间的撞击力，也降低了撞损风险。
26.如图5和图6所示，磁靴11包括两侧对称设有凸边1121的槽体112和平行设置于槽体112上的若干隔挡条113，容置槽111由隔挡条113在两个凸边1121之间分隔形成。
27.容置槽111的数量比隔挡条113的数量多一个。实施例中隔挡条113为两个，容置槽
111为三个。但根据阴极磁棒1的结构需要，隔挡条113的数量可以增减。容置槽111的朝向可以是均朝向上方，或者部分存在斜角。
28.如图1和图6所示，容置槽111包括开口竖向朝上的中容置槽111a和位于中容置槽111a相对两侧且开口斜向朝上的侧容置槽111b，中容置槽111a形成于两个隔挡条113之间，侧容置槽111b形成于凸边1121和隔挡条113之间，隔挡条113的截面呈上宽下窄的梯形，斜向滑槽202包括与中容置槽111a衔接的第一斜向滑槽202a和与侧容置槽111b衔接的第二斜向滑槽202b。
29.实施例中，阴极磁棒1是装在圆筒形结构内侧的，所以不同容置槽111内的磁铁12上表面的方向不同，磁铁12的截面均为矩形，所以容置槽111的边角都是直角，使中容置槽111a和侧容置槽111b法向之间存在夹角。在容置槽111的朝向不同的情况下，隔挡条113截面需要设计为梯形，梯形的两个腰分别接触两边的磁铁12。斜向滑槽202数目和结构也要与容置槽111相匹配。因为中容置槽111a和侧容置槽111b的朝向互相张开，所以第一斜向滑槽202a和第二斜向滑槽202b越往上距离越远，这也有利于避免放入磁铁12的夹手风险，所以徒手操作也很安全。在隔挡条113不止两个的情况下，侧容置槽111b也可以形成于相邻两个隔挡条113之间。
30.如图1和图2所示，本体21的底部具有与隔挡条113配合的内导槽201。
31.因为斜向滑轨202需要始终与对应的容置槽111位置匹配，所以本体21的底部需要有一些引导结构来实现导入块2沿着容置槽111滑动。内导槽201能够将隔挡条113作为导轨，引导导入块2定向移动。
32.如图1至图4所示，导入块2包括本体21和连接组件22，本体21包括中滑块211和两个侧滑块212，侧滑块212通过连接组件22固定于中滑块211的两侧，中滑块211的下部两侧设有台阶缺口2111，台阶缺口2111与其相邻的侧滑块212的侧壁形成内导槽201；侧滑块212在靠近中滑块211的一面上部设有斜坡缺口2121，第一斜向滑槽202a位于中滑块211的上部，第二斜向滑槽202b由中滑块211的侧壁与斜坡缺口2121围成。
33.因为隔挡条113的截面是上宽下窄的，所以内导槽201的槽口外侧要小于内侧，这会带来加工不便，所以导入块2要做成拼装结构。从内导槽201的一侧剖开，因为第一斜向滑槽202a与中容置槽111a位置相对，内导槽201与隔挡条113位置相对，中容置槽111a与隔挡条113位置相邻，所以该剖开面也共面于第二斜向滑槽202b的一个侧壁，所以第二斜向滑槽202b和内导槽201均由拼装形成，台阶缺口2111和斜坡缺口2121的加工都比较方便。
34.如图1至图3所示，连接组件22包括角铁221、若干上螺栓222和若干后螺栓223，角铁221具有上固定面2211和后固定面2212，中滑块211和侧滑块212的上表面利用上螺栓222固定于上固定面2211上，中滑块211和侧滑块212的后表面利用后螺栓223固定于后固定面2212上。
35.角铁221具有很好的结构刚性，通过上表面和后表面两个方向连接中滑块211和两个侧滑块212，结构稳定，不易解体。连接组件22也可以是从侧方将侧滑块212固定于中滑块211的螺栓或其他能够连接中滑块211和两个侧滑块212的零件。
36.如图2至图4所示，侧滑块212的底面设有配合凸边1121的外导槽2122。
37.外导槽2122的功能与内导槽201相同，都是引导导入块2沿着磁靴11滑动。但外导槽2122与磁靴11的配合位置在凸边1121。
38.如图4和图5所示，磁铁装配装置的使用方法，其包括将导入块2滑至磁靴11的一端，从每一个斜向滑槽202的上部开口将第一个磁铁放入，第一个磁铁沿斜向滑槽202滑至容置槽111内，继而吸附在磁靴11上；然后将导入块2沿磁铁铺设方向向后移动一个磁铁的位置，将第二个磁铁沿斜向滑槽202滑入到容置槽111内再被磁靴11吸住，第二个磁铁紧挨第一个磁铁，以此类推，直至完成所有磁铁12的装配，得到阴极磁棒1。
39.因为装配人员只需要从斜向滑槽202的上方放入磁铁12，就算推动磁铁12也只会在其滑动方向的后部，手指不会处在磁铁12的侧方，也就避免了相邻容置槽将磁铁12突然吸紧而导致的夹伤手指的问题。所以本方法可以更加安全地完成阴极磁棒1的装配，操作简单，产品质量更可控，免去了清理碎磁铁的麻烦，节省了返工时间，加快了生产进度。
40.以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种磁控溅射阴极磁棒装配装置，其用于将磁铁导入装配到磁靴中，其特征在于：所述装置包括与所述磁靴滑动配合的导入块，所述导入块包括为不导磁材质的本体，所述磁靴上部平行分布有若干用于承载所述磁铁的容置槽，所述容置槽呈贯通结构，所述本体上设置有与所述容置槽一一对应的斜向滑槽，所述斜向滑槽的下出口衔接所述容置槽的槽底。2.根据权利要求1所述的磁控溅射阴极磁棒装配装置，其特征在于：所述本体在所述斜向滑槽的下出口处呈现出尖端结构。3.根据权利要求1所述的磁控溅射阴极磁棒装配装置，其特征在于：所述磁靴包括两侧对称设有凸边的槽体和平行设置于所述槽体上的若干隔挡条，所述容置槽由所述隔挡条在两个所述凸边之间分隔形成，所述本体的底部具有与所述隔挡条配合的内导槽。4.根据权利要求3所述的磁控溅射阴极磁棒装配装置，其特征在于：所述容置槽包括开口竖向朝上的中容置槽和位于所述中容置槽相对两侧且开口斜向朝上的侧容置槽，所述中容置槽形成于两个隔挡条之间，所述侧容置槽形成于所述凸边和所述隔挡条之间、或形成于相邻两个所述隔挡条之间，所述隔挡条的截面呈上宽下窄的梯形，所述斜向滑槽包括与所述中容置槽衔接的第一斜向滑槽和与所述侧容置槽衔接的第二斜向滑槽。5.根据权利要求4所述的磁控溅射阴极磁棒装配装置，其特征在于：所述导入块还包括连接组件，所述本体包括中滑块和两个侧滑块，所述侧滑块通过所述连接组件固定于所述中滑块的两侧，所述第一斜向滑槽位于所述中滑块的上部，所述侧滑块在靠近所述中滑块的一面上部设有斜坡缺口，所述第二斜向滑槽由所述中滑块的侧壁与所述斜坡缺口围成。6.根据权利要求5所述的磁控溅射阴极磁棒装配装置，其特征在于：所述中滑块的下部两侧设有台阶缺口，所述台阶缺口与其相邻的侧滑块的侧壁形成所述内导槽。7.根据权利要求5所述的磁控溅射阴极磁棒装配装置，其特征在于：所述侧滑块的底面设有配合所述凸边的外导槽。8.根据权利要求5所述的磁控溅射阴极磁棒装配装置，其特征在于：所述连接组件包括角铁、若干上螺栓和若干后螺栓，所述角铁具有上固定面和后固定面，所述中滑块和所述侧滑块的上表面利用所述上螺栓固定于所述上固定面上，所述中滑块和所述侧滑块的后表面利用所述后螺栓固定于所述后固定面上。9.关于权利要求1至8中任一所述磁控溅射阴极磁棒装配装置的使用方法，其特征在于：其包括将所述导入块滑至所述磁靴的一端，从每一个所述斜向滑槽的上部开口将第一个磁铁放入，所述第一个磁铁沿所述斜向滑槽滑至所述容置槽内，继而吸附在所述磁靴上；然后将所述导入块沿所述磁铁铺设方向向后移动一个磁铁的位置，将第二个磁铁沿所述斜向滑槽滑入到所述容置槽内再被所述磁靴吸住，所述第二个磁铁紧挨所述第一个磁铁，以此类推，直至完成所有磁铁的装配。

技术总结
本发明属于磁控溅射镀膜技术领域，涉及一种磁控溅射阴极磁棒装配装置及其使用方法，装置包括导入块，导入块包括为不导磁材质的本体，磁靴上部设置有若干容置槽，容置槽呈贯通结构，本体上设置有与容置槽一一对应的斜向滑槽，斜向滑槽的下出口衔接容置槽的槽底。本体上设置有与容置槽一一对应的斜向滑槽，斜向滑槽的下出口衔接容置槽的槽底。方法步骤包括将导入块滑至磁靴的一端，在斜向滑槽的上部将磁铁放入，磁铁滑入到容置槽内被磁靴吸住，直到完成装配，得到阴极磁棒。本装置能够利用结构简单的导入块完成阴极磁棒的装配，不含任何电气驱动件，安装不受动力源限制，装配操作简单安全，有效避免撞损问题，保证了产品质量，避免了返工问题。了返工问题。了返工问题。


技术研发人员：杨泽龙 胡宇航 李伟 周文彬
受保护的技术使用者：苏州晟成光伏设备有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/7/18