一种气相沉积镀膜设备的换靶装置的制作方法

本发明涉及真空镀膜设备，具体涉及一种用于气相沉积镀膜设备中更换阴极靶电极所消耗靶材的换靶装置，仅在阴极靶电极损坏时才需要整体更换阴极靶电极。

背景技术：

1、在气相沉积镀膜生产线中，阴极靶电极作为溅射源的核心部件，其表面的靶材在溅射过程中逐渐消耗，使用一段时间后需要进行靶材更换。仅在阴极靶电极自身发生损坏时才需要整体更换阴极靶电极。阴极靶电极通常为重量较大的金属构件，且安装位置在镀膜腔室的底部，无论是更换靶材还是更换阴极靶电极，都需要将阴极靶电极从腔室下方卸下并重新举升至安装位置。

2、现有技术存在以下缺点：（1）传统换靶方式依赖人工配合起重设备进行，操作人员需要在镀膜腔室下方狭小空间内进行对位、举升和安装，劳动强度大、操作耗时长；（2）阴极靶电极重量大，人工举升过程中若发生晃动或偏斜，靶电极可能碰撞镀膜腔室内壁或其他精密部件，造成设备损坏；（3）现有自动换靶装置多采用单一升降机构，缺乏水平方向的平移切换功能，换靶时需停机将镀膜腔室整体移开，影响生产效率。

3、申请号为cn202022213349.7的专利公开了一种用于等离子体发生器的自动换靶装置，包括固定件、第一驱动组件、第二驱动组件、传送组件和拆装机构，通过固定件连接等离子体发生器的外壳，配合第一驱动组件驱使外壳往返于工作工位与换靶工位、第二驱动组件实现外壳升降，替代了人工抬升和移动外壳的操作；通过传送组件在换靶工位转移新、旧靶材，以及拆装机构中与螺丝一一对应的螺丝刀、旋转驱动组件和升降驱动组件，实现了螺丝的自动拆卸与锁紧、及靶材的自动更替，替代了人工对准、拆卸螺丝、更换靶材的分步操作，解决了人工操作耗时久、工序割裂的问题，能够缩短设备停机时间、避免因停机中断生产节拍导致的晶圆良率降低及单位制造成本增加。

4、但是上述专利技术中的自动换靶装置不能解决现有技术中的缺陷，也没有给出解决现有问题的技术启示。因此，亟需一种能够实现水平平移切换与垂直升降协同配合、安装定位精准、且具有缓冲保护的换靶装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种气相沉积镀膜设备的换靶装置，以解决上述背景技术中提出的问题：

2、（1）解决现有技术中换靶操作劳动强度大、靶电极举升易碰撞损坏、换靶效率低的技术问题。

3、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

4、一种气相沉积镀膜设备的换靶装置，包括平移组件和升降组件；

5、平移组件包括平移平台和平移气缸，平移气缸的活塞杆端部与平移平台固定连接；

6、升降组件包括升降托架、驱动电机和若干丝杆升降机，若干丝杆升降机的主体分别安装在平移组件的平移气缸上，丝杆升降机包括箱体、升降丝杆和升降法兰，丝杆升降机的升降丝杆与升降法兰丝杆螺纹配合，升降机的升降丝杆竖直布置，驱动电机带动若干丝杆升降机同步运转，若干丝杆升降机的升降法兰分别与升降托架固定连接，升降托架上设有至少一个与气相沉积镀膜阴极靶电极配合的安装工位。

7、在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。

8、进一步地，还包括支撑组件，所述支撑组件至少包括支撑架，平移组件的平移气缸缸体与支撑架固定连接，支撑架上设有供平移组件的平移平台往复移动的轨道。

9、进一步地，所述支撑组件还包括立架，所述支撑架沿平移组件的平移平台移动行程划分为左侧的工作区域和右侧的换靶区域，立架与处于左侧工作区域的支撑架固定连接，气相沉积镀膜设备的镀膜腔室固定连接在立架上侧，处于工作区域内升降组件的若干丝杆升降机处于最高行程时，放置在升降托架安装工位上的气相沉积镀膜阴极靶电极可与镀膜腔室的开口配合。

10、进一步地，升降组件还包括若干导向柱和若干导向套，若干导向柱与若干导向套一一对应，所述导向柱下端固定连接在平移组件的平移平台上端面上，所述导向柱竖直布置，若干导向套与升降组件的升降托架固定连接，所述导向柱与对应的导向套配合。

11、进一步地，还包括第一检测组件，第一检测组件包括第一限位柱、感应板和第一感应传感器，感应板与平移组件的平移平台固定连接，第一限位柱和第一感应传感器固定连接在处于左侧工作区域的支撑架上，第一限位柱端部对准感应板，随平移平台移动的感应板可触发第一感应传感器，控制平移组件平移气缸停止工作。

12、进一步地，还包括若干第二检测组件，第二检测组件包括第二限位柱和第二感应传感器，第二限位柱和第二感应传感器都固定连接丝杆升降机的升降丝杆上端，第二限位柱下端对准升降托架，升降托架可触发第二感应传感器，控制升降组件的驱动电机停止工作。

13、进一步地，升降组件还包括减速机，驱动电机和减速机固定在平移组件的平移平台上，驱动电机通过减速机驱动若干丝杆升降机。

14、进一步地，所述升降组件还包括若干缓冲弹簧、若干缓冲套筒和若干限位螺栓，若干缓冲弹簧、若干缓冲套筒与若干限位螺栓为一一对应关系，若干缓冲套筒固定连接在升降组件的升降托架上，若干缓冲套筒处于所述安装工位211周边，缓冲弹簧放置在对应的缓冲套筒内，限位螺栓贯穿缓冲套筒、缓冲弹簧及升降托架。

15、本气相沉积镀膜设备的换靶装置的技术原理如下：装置分为左侧工作区域和右侧换靶区域。换靶时，平移气缸的活塞杆缩回带动平移平台及升降组件从工作区域平移至换靶区域，将旧阴极靶电极从安装工位211上卸下，再将新阴极靶电极放置于安装工位211上。平移气缸的活塞杆伸出带动平移平台及升降组件回到工作区域，驱动电机通过减速机驱动若干丝杆升降机的升降丝杆同步旋转，各升降法兰带动升降托架沿导向柱竖直平稳举升新阴极靶电极，升至最高行程时新阴极靶电极与镀膜腔室的开口配合，完成换靶。第一检测组件控制平移平台的到位停止，第二检测组件控制升降托架的举升到位停止。缓冲弹簧和缓冲套筒安装于安装工位211周边，限位螺栓的头部可与阴极靶电极外壁接触，起到弹性缓冲作用，防止举升过程中阴极靶电极与安装工位211的硬接触碰撞。

16、本气相沉积镀膜设备的换靶装置的有益效果为：

17、（1）平移气缸实现工作区域与换靶区域之间的水平切换，丝杆升降机实现阴极靶电极的垂直举升，平移与升降协同配合，换靶过程无需移动镀膜腔室，操作便捷高效；

18、（2）若干丝杆升降机同步驱动升降托架，配合导向柱和导向套的竖直导向，升降过程平稳不偏斜，举升精度高；

19、（3）第一检测组件和第二检测组件分别控制平移和升降的到位停止，实现精准定位；

20、（4）缓冲弹簧、缓冲套筒和限位螺栓构成的缓冲组件对阴极靶电极提供弹性支撑，不仅防止举升过程中的硬接触碰撞，保护靶电极和镀膜腔室，而且在镀膜腔室或者阴极靶电极的人靶座平面不平时，保证密封；

21、（5）采用滑辊与轨道配合，实现平移平台的往复移动，降低成本；

22、（6）平移气缸替换电机驱动平移平台的水平方向，降低成本，驱动电机驱动若干丝杆升降机实现升降托架竖直方向移动，丝杆升降机内添加抱闸，确保在断电时不会导致阴极掉落从而损坏，另一方面人员在维护的时候，不被砸伤。