一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具的制作方法
【專利摘要】一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具，包括掩膜部分、彈性阻擋部分和緊固部分。所述掩膜部分由兩片結(jié)構(gòu)相同的掩膜板組成。所述的彈性阻擋部分由阻擋板、阻擋片、彈簧組成。兩片掩膜板中分別裝入待濺射陶瓷基體，彈性阻擋部分位于兩片掩膜板之間，夾具對位扣緊后由緊固部分緊固。掩膜板下的陶瓷基體被壓入彈性阻擋部分，將彈簧壓縮，進而通過彈簧彈力將待濺射陶瓷基體頂緊在掩膜板上，可同時實現(xiàn)不同厚度陶瓷基體的密封，解決了磁控濺射工藝規(guī)模化生產(chǎn)中因陶瓷基體厚度差異導致的密封不嚴問題，提高了磁控濺射法制備陶瓷電子元器件電極的合格率，使磁控濺射工藝用于批量化制造陶瓷電子元器件電極成為現(xiàn)實。
【專利說明】一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具，尤其指一種在磁控濺射工藝濺射陶瓷電子元器件電極中起固定和遮蔽陶瓷基體作用的掩膜夾具。

【背景技術(shù)】
[0002]目前瓷介電容器、壓敏電阻器、熱敏電阻器、壓電陶瓷等陶瓷電子元器件的電極化方法主要是絲網(wǎng)印刷法。絲網(wǎng)印刷法也稱燒滲法，屬傳統(tǒng)方法，通過將所需形狀外的絲網(wǎng)孔洞阻塞，制備出所需的電極區(qū)域，電極區(qū)域內(nèi)的絲網(wǎng)保持其固有細孔，印刷時，刮刀刮壓金屬漿料，使之透過絲網(wǎng)，均勻印制到陶瓷基體上，進而通過高溫燒滲的方法使二者結(jié)合，實現(xiàn)陶瓷表面金屬化。隨著電子元器件尺寸日益減小，行業(yè)內(nèi)對電子元器件電極一致性要求更加嚴格，而絲網(wǎng)印刷工藝中，絲網(wǎng)不同區(qū)域下陶瓷基體與絲網(wǎng)間距的差異及難以避免的絲網(wǎng)刮印伸縮等因素決定了絲網(wǎng)印刷工藝不適合當前對電極精確控制的要求，此外，絲網(wǎng)印刷法需經(jīng)過高溫燒滲的過程，其所用電子漿料，需采用微米級金屬粉體，整個工藝能源消耗較大，原料制備復雜。為降低能耗、提升效率、精確實現(xiàn)陶瓷電子元器件的電極化，業(yè)內(nèi)積極開展了陶瓷電子元器件電極化新方法的探索。
[0003]近年陶瓷電子元器件生產(chǎn)廠家才開始將磁控濺射法用于產(chǎn)品電極化，磁控濺射法屬于真空鍍法，以其低能耗，高重復性，精確可控成為目前最佳的新型電極化工藝方法，其基本原理是在真空中利用電磁場產(chǎn)生高密度的荷能粒子，荷能粒子受靶材電場的吸引轟擊靶材，濺射出的大量靶材原子會在基片上沉積成膜，由于濺射粒子初始動能大，所以膜層致密，與陶瓷基體結(jié)合牢固。磁控濺射法無需高溫燒滲工藝，其能耗低，濺射前后陶瓷基體溫升不大，工藝重復性好，只需控制濺射時間即可精確控制電極層厚度，此外，磁控濺射法中陶瓷電子元器件所需的電極靶材大部分采用熔融鑄造法制備，相比于當前的普遍采用的金屬漿料，成本優(yōu)勢明顯。磁控濺射法的基本工藝流程為:陶瓷基體清洗-烘干-基體裝入掩膜夾具-掩膜夾具裝入濺射承載架-入濺射鍍膜機濺射-冷卻后出鍍膜機，磁控濺射法目前未能在陶瓷電子元器件電極化方面大范圍應(yīng)用，制約其推廣的主要原因是掩膜夾具無法做到完全密封?，F(xiàn)有技術(shù)采用的掩膜夾具結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，掩膜夾具由兩片結(jié)構(gòu)相同的掩膜板組成，每片掩膜板上排布多個可放入待濺射陶瓷基體的凹槽，例如，待濺射陶瓷基體為圓柱體形的壓敏電阻器基體，相應(yīng)掩膜板凹槽也為圓柱體形，凹槽底部開有通透口，通透口形狀即濺射后的電極形狀，兩片掩膜板面對稱的扣緊，待濺射陶瓷基體位于掩膜板凹槽封閉的空腔內(nèi)。使用螺絲或夾子將掩膜板緊固后，待濺射陶瓷基體被掩膜板夾緊，僅有與通透口接觸的部分暴露在外，最終在陶瓷基體兩側(cè)同時濺射出電極。由于規(guī)?；a(chǎn)中陶瓷基體必然存在厚度差異，無法保證每一片陶瓷基體都能被掩膜板夾緊，濺射過程中，靶材金屬以原子形態(tài)在濺射腔內(nèi)運動，并以各種角度撞擊掩膜夾具中的陶瓷基體，當掩膜夾具密閉不嚴時，靶材金屬沿著掩膜板與基體間隙沖入掩膜夾具內(nèi)部，使本應(yīng)絕緣的陶瓷基體側(cè)面掛附金屬，造成密閉不良片周邊數(shù)片陶瓷基體性能異常。當前，同批次陶瓷基體厚度相差0.05臟以上即會導致密封不良，陶瓷基體性能異常。除規(guī)?；癁R射時會出現(xiàn)密閉性不良外，現(xiàn)有掩膜夾具還存在通用性差的問題，夾具掩膜板中凹槽深度一般為待濺射基體厚度的一半，這也就意味著，每種規(guī)格的陶瓷基體都需要一組掩膜夾具，所需的掩膜夾具數(shù)量龐大，其制造、維護成本較高。掩膜夾具的以上問題嚴重限制了磁控濺射法在陶瓷電子元器件電極化方面的應(yīng)用。當前，業(yè)內(nèi)需要一種新型掩膜夾具來改善這一問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型需解決的技術(shù)問題是提供一種用于磁控濺射工藝的，密閉性、通用性好的掩膜夾具，它可以在陶瓷基體存在厚度差異的情況下，保證每塊陶瓷基體與掩膜板間無間隙，使同一掩膜夾具，可搭載多種厚度的陶瓷基體。
[0005]本實用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具，其包括有掩膜部分、彈性阻擋部分和緊固部分，所述掩膜部分由第一掩膜板和第二掩膜板組成，兩塊掩膜板結(jié)構(gòu)相同，掩膜板上開有多個可放置待濺射陶瓷基體的凹槽，凹槽底面開有通透口，通透口與凹槽底面相交面積小于凹槽底面面積，通透口貫穿掩膜板，第一掩膜板與第二掩膜板之間為彈性阻擋部分，所述彈性阻擋部分由第一阻擋板、第二阻擋板、第一阻擋片、第二阻擋片、彈簧組成，兩塊阻擋板結(jié)構(gòu)相同，阻擋板上同樣開有凹槽，位置與掩膜板凹槽對應(yīng)，形狀相似，阻擋板凹槽底面面積大于掩膜板凹槽底面面積，阻擋板凹槽底面開有通透口，形狀與掩膜板凹槽相似，阻擋板通透口底面與掩膜板凹槽底面全等，第一阻擋片、第二阻擋片與阻擋板凹槽底面全等，第一阻擋片與第二阻擋片之間為彈簧，三者位于第一阻擋板與第二阻擋板面對稱壓緊后阻擋板凹槽形成的空腔內(nèi)，阻擋片與阻擋板凹槽底面及阻擋板通透口接觸，并被彈簧頂緊，所述的緊固部分由螺紋孔及螺絲組成，緊固彈性阻擋部分的螺絲頂部嵌入阻擋板內(nèi)，螺紋孔避開阻擋板凹槽，并貫穿第一、第二阻擋板，緊固整個夾具的螺紋孔避開掩膜板、阻擋板凹槽，并貫穿第一、第二掩膜板，第一、第二阻擋板。
[0006]進一步的，所述的掩膜板凹槽底面為圓形、矩形、橢圓形的一種。
[0007]進一步的，所述的阻擋板凹槽底面為圓形、矩形、橢圓形的一種。
[0008]進一步的,所述的掩膜板通透口為圓臺形、棱臺形、橢圓臺形的一種。
[0009]進一步的，所述的阻擋板通透口為圓柱形、長方體形、橢圓柱形的一種。
[0010]進一步的，所述的阻擋板凹槽深度與阻擋片厚度之差的兩倍介于彈簧初始長度與壓縮后最小長度之間。
[0011]陶瓷電子元器件的陶瓷基體普遍為圓柱形、橢圓柱形、長方體形，其對應(yīng)的掩膜板和阻擋板的凹槽也為圓柱形、橢圓柱形或立方體形，掩膜板凹槽深度與阻擋板通透口厚度的和小于待濺射陶瓷基體的厚度，可實現(xiàn)陶瓷基體放入掩膜板凹槽后仍有部分未進入凹槽，將掩膜板與彈性阻擋部分對應(yīng)緊固后，陶瓷基體未進入掩膜板凹槽的部分透過阻擋板通透口壓入阻擋板凹槽內(nèi)，進而將阻擋片間的彈簧進一步壓縮，彈簧通過阻擋片將陶瓷基體頂緊在掩膜板通透口，完成對陶瓷基體的密封。阻擋片通透口與掩膜板凹槽位置對應(yīng)、形狀相似、底面形狀全等的設(shè)計，可保證掩膜板凹槽內(nèi)的陶瓷基體順利壓入阻擋板凹槽。采用阻擋片位于彈簧與待濺射陶瓷基體之間的設(shè)計，保證了彈簧彈力均勻加載到待濺射陶瓷基體上。采用阻擋板通透口小于阻擋片面積，兩塊阻擋板凹槽深度之和減去兩片阻擋片厚度所得長度小于彈簧長度的設(shè)計，保證了阻擋片將彈簧壓縮并始終頂住阻擋板通透口，根據(jù)放入彈簧長度的不同，可實現(xiàn)對彈簧初始彈力的控制，保證了彈簧彈力足夠?qū)⒋秊R射陶瓷基體頂緊。彈性阻擋部分的緊固螺絲，頂部嵌入阻擋板內(nèi)，保證了彈性阻擋部分表面平整，被掩膜板扣緊并緊固后接觸面無間隙，保證了夾具密封性。
[0012]濺射過程中，靶材原子透過掩膜板通透口濺射至陶瓷基體上形成電極，靶材原子以各種角度撞向通透口，為提高靶材原子的接收效率，本實用新型的掩膜板通透口側(cè)面設(shè)計為傾斜形式，使傾斜入射的原子也可濺射至陶瓷基體表面，最終掩膜板通透口改進為與陶瓷基體接觸的部位形狀不變，與掩膜板最外側(cè)相交的部位擴大，側(cè)邊傾斜的形式，根據(jù)電極形狀的不同，通透口最終設(shè)計為圓臺、棱臺或橢圓臺形。
[0013]為保證濺射效率，本實用新型采用了雙層單面濺射的方式，夾具同時在彈性部分兩側(cè)裝入待濺射陶瓷基體，每側(cè)陶瓷基體都單面濺射電極，相比于現(xiàn)有技術(shù)的單層雙面濺射夾具，效率相同。使用現(xiàn)有技術(shù)夾具濺射時，封閉不嚴的陶瓷基體因機械振動會偏移離開原位置，造成電極偏移、電極擴散，本實用新型采用彈簧將陶瓷基體頂緊在掩膜板上，濺射過程中陶瓷基體無偏移，電極邊緣清晰，電極尺寸可控。
[0014]本實用新型對照現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，本實用新型采用由阻擋板、阻擋片、彈簧組成的彈性阻擋部分，將待濺射陶瓷基體頂緊在掩膜板上，可實現(xiàn)單一夾具對不同厚度陶瓷基體的密封及固定，提高了磁控濺射法制備陶瓷電子元器件電極的合格率，使磁控濺射工藝用于批量化制造陶瓷電子元器件電極成為現(xiàn)實，此外，本實用新型可通用于僅存在厚度差異的陶瓷電子元器件，有利于提高夾具利用效率，降低了夾具使用成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)掩膜夾具主體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是現(xiàn)有技術(shù)掩膜夾具沿掩膜板通透口中心連線的剖面圖。
[0017]圖3是本實用新型一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具的主體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是本實用新型一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具沿掩膜板通透口中心連線的剖面圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】:
[0020]實施例1，參見附圖3、4所示，本實用新型涉及的一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具，其包括掩膜部分001，彈性阻擋部分002，緊固部分003。掩膜部分由第一掩膜板101，第二掩膜板102組成，第一掩膜板101上開有凹槽111，凹槽111呈圓柱形，凹槽111底面與第一掩膜板101外表面平行，凹槽111側(cè)面與第一掩膜板101外表面垂直,凹槽111底面開有通透口 121，通透口 121為圓臺形，通透口 121與凹槽111相交面為通透口 121較小的圓面，其面積小于凹槽111底面面積，第二掩膜板102上同樣開有凹槽112和通透口 122，其與第一掩膜板101結(jié)構(gòu)相同，相對扣緊后，二者凹槽、通透口尺寸相同并且面對稱。第一掩膜板101與第二掩膜板102之間為彈性阻擋部分002，彈性阻擋部分002由第一阻擋板201，第二阻擋板202，第一阻擋片211，第二阻擋片212、彈簧221組成，第一阻擋板201上開有阻擋板凹槽231，阻擋板凹槽231呈圓柱形，夾具組裝完成后，阻擋板凹槽231位于掩膜板凹槽111正下方，阻擋板凹槽231底面圓心位于掩膜板凹槽111的圓柱對稱軸上，阻擋板凹槽231底面面積大于掩膜板凹槽111底面面積，阻擋板凹槽231底面開有通透口 241，阻擋板通透口241呈圓柱形，阻擋板通透口 241的圓面與掩膜板凹槽111的底面全等，第二阻擋板202上開有凹槽232和通透口 242，第二阻擋版202與第一阻擋板201結(jié)構(gòu)相同，相對扣緊后，二者凹槽，通透口尺寸相同且面對稱。第一阻擋片211、第二阻擋片212呈圓柱形，其底面圓形直徑與阻擋板凹槽231底面圓形直徑相同，第一阻擋片211與第二阻擋片212之間為彈簧221，第一阻擋片211、第二阻擋片212、彈簧221放在第一阻擋板凹槽231和第二阻擋板凹槽232相對扣緊后形成的空腔內(nèi)，空腔高度與第一阻擋片211、第二阻擋片212厚度之差小于彈簧221初始長度，被壓縮的彈簧221將第一阻擋片211頂緊在阻擋板通透口 241內(nèi)側(cè)，將第二阻擋片212頂緊在阻擋板通透口 242內(nèi)側(cè)。緊固部分003由夾具緊固螺絲301，彈性阻擋部分緊固螺絲302組成，彈性阻擋部分緊固螺絲302的螺絲孔貫穿第一阻擋板201、第二阻擋板202，螺絲頂部嵌入第一阻擋板201中，夾具緊固螺絲301的螺絲孔貫穿第一阻擋板201、第二阻擋板202、第一掩膜板101、第二掩膜板102。待濺射陶瓷基體004為圓柱形，裝入第一掩膜板凹槽111后，扣上彈性阻擋部分002，待濺射陶瓷基體005也為圓柱形，陶瓷基體005厚度小于陶瓷基體004，裝入第二掩膜板凹槽112，將第一阻擋板101與彈性阻擋部分002捏緊后翻轉(zhuǎn)，扣緊在第二掩膜板102上，彈性阻擋部分002與第二掩膜板102接觸，將緊固螺絲301上緊，陶瓷基體004、005分別透過阻擋板通透口將彈簧221壓縮，由彈簧221的彈力將陶瓷基體頂緊在掩膜板凹槽中，完成對陶瓷基體的密封。
[0021]實施例2，本實施例中，一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具于實施例1的區(qū)別在于:所述的第一掩膜板凹槽111、第二掩膜板凹槽112、第一阻擋板凹槽231、第二阻擋板凹槽232均為長方體形，凹槽底面均為矩形，第一阻擋板通透口 241、第二阻擋板通透口 242均為長方體形，第一掩膜板通透口 121、第二掩膜板通透口 122均棱臺形。
[0022]實施例3，本實施例中，一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具于實施例1的區(qū)別在于:所述的第一掩膜板凹槽111、第二掩膜板凹槽112、第一阻擋板凹槽231、第二阻擋板凹槽232均為橢圓臺形，凹槽底面均為橢圓形，第一阻擋板通透口 241、第二阻擋板通透口 242均為橢圓臺形，第一掩膜板通透口 121、第二掩膜板通透口 122均圓臺形。
[0023]以上所述僅為本實用新型的較佳實施方式，本實用新型的保護范圍并不以上述實施方式為限。
【權(quán)利要求】
1.一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具，其特征在于，包括有掩膜部分、彈性阻擋部分和緊固部分，所述掩膜部分由第一掩膜板和第二掩膜板組成，兩塊掩膜板結(jié)構(gòu)相同，掩膜板上開有多個可放置待濺射陶瓷基體的凹槽，凹槽底面開有通透口，通透口與凹槽底面相交面積小于凹槽底面面積，通透口貫穿掩膜板，第一掩膜板與第二掩膜板之間為彈性阻擋部分，所述彈性阻擋部分由第一阻擋板、第二阻擋板、第一阻擋片、第二阻擋片、彈簧組成，兩塊阻擋板結(jié)構(gòu)相同，阻擋板上同樣開有凹槽，位置與掩膜板凹槽對應(yīng)，形狀相似，阻擋板凹槽底面面積大于掩膜板凹槽底面面積，阻擋板凹槽底面開有通透口，形狀與掩膜板凹槽相似，阻擋板通透口底面與掩膜板凹槽底面全等，第一阻擋片、第二阻擋片與阻擋板凹槽底面全等，第一阻擋片與第二阻擋片之間為彈簧，三者位于第一阻擋板與第二阻擋板面對稱壓緊后阻擋板凹槽形成的空腔內(nèi)，阻擋片與阻擋板凹槽底面及阻擋板通透口接觸，并被彈簧頂緊，所述的緊固部分由螺紋孔及螺絲組成，緊固彈性阻擋部分的螺絲頂部嵌入阻擋板內(nèi)，螺紋孔避開阻擋板凹槽，并貫穿第一、第二阻擋板，緊固整個夾具的螺紋孔避開掩膜板、阻擋板凹槽，并貫穿第一、第二掩膜板，第一、第二阻擋板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具，其特征在于，所述的掩膜板凹槽底面為圓形、矩形、橢圓形的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具，其特征在于，所述的阻擋板凹槽底面為圓形、矩形、橢圓形的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具，其特征在于，所述的掩膜板通透口為圓臺形、棱臺形、橢圓臺形的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具，其特征在于，所述的阻擋板通透口為圓柱形、長方體形、橢圓柱形的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于磁控濺射工藝的掩膜夾具，其特征在于，所述的阻擋板凹槽深度于阻擋片厚度之差的兩倍介于彈簧初始長度與壓縮后最小長度之間。
【文檔編號】C23C14/35GK204125521SQ201420466953
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】徐曉 申請人:昆山萬豐電子有限公司