CN218427462U - 一种磁控溅射设备靶材的打磨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能电池制造领域，具体为一种磁控溅射设备靶材的打磨装置。包括打磨平台，打磨平台顶面一侧连接电机箱，电机箱内连接第一伺服电机，电机箱一侧连接第一支座，第一支座一侧转动连接第一卡盘，第一伺服电机的转轴穿过第一支座与第一卡盘连接，打磨平台顶面固定有滑轨，滑轨上滑动连接第二支座，第二支座面一侧转动连接第二卡盘，打磨平台顶面开设滑槽，滑槽内滑动连接第一滑块，第一滑块顶部连接滑板，滑板顶部滑动连接打磨机，第一滑块内套设丝杆，丝杆一端连接第二伺服电机，第二伺服电机与打磨平台内腔连接。本实用新型可以缩短打磨时间、提升打磨效率，消除打磨时存在的安全隐患，并能使靶材打磨得更加精确和均匀。

Description

一种磁控溅射设备靶材的打磨装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池制造技术领域，具体为一种磁控溅射设备靶材的打磨装置。

背景技术

异质结太阳能电池的制备过程包括制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TCO薄膜沉积和丝网印刷电极。因为异质结太阳能电池发射极较低，仅通过金属电极从发射极收集电流是不够的，因此需要在非晶硅薄膜上再沉积一层TCO薄膜来收集电流。在沉积TCO薄膜时，通过磁控溅射设备来实现。然而，在溅射沉积TCO薄膜时，磁控溅射设备本身的生产连续性很大程度上决定了整条产线的连续性，而磁控溅射设备的连续性主要取决于其靶材的使用寿命周期。具体的讲，靶材在工作较长时间后，由于放电时间较长，会在靶材表面形成如粗砂状的坚硬颗粒，称为“结瘤”。结瘤后会对磁控溅射设备的沉积均匀性造成很大影响，同时会降低沉积厚度，外观也会有明显的颜色差值。所以在常规生产过程中，会根据各方面管控，结合功率使用情况、膜厚监控等，推断判定靶材是否结瘤。当确定靶材结瘤后需要拆卸靶材进行打磨处理。

传统的靶材打磨方式基本都为人工打磨，即人员通过角磨机、砂纸等工具，对靶材表面进行打磨，直至表面光滑，无细小颗粒为止。但这种打磨方式存在所需打磨时间较长，打磨效率较低、存在安全隐患及靶材各处打磨不均匀等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种磁控溅射设备靶材的打磨装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种磁控溅射设备靶材的打磨装置，其包括打磨平台，所述打磨平台的顶面一侧固定连接有电机箱，所述电机箱内固定连接有第一伺服电机，所述电机箱的一侧固定连接有第一支座，所述第一支座的一侧转动连接有第一卡盘，所述第一伺服电机的转轴穿过第一支座与第一卡盘固定连接，所述打磨平台的顶面固定有滑轨，滑轨上滑动连接有第二支座，所述第二支座面向第一支座的一侧转动连接有第二卡盘，所述打磨平台的顶面开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有第一滑块，所述第一滑块的顶部固定连接有滑板，所述滑板的顶部滑动连接有打磨机，所述第一滑块内套设有丝杆，所述丝杆与第一滑块通过第一螺纹孔螺纹连接，所述丝杆的一端固定连接有第二伺服电机，所述第二伺服电机与打磨平台的内腔底部连接，所述第二支座的前后两侧均开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔内套设有定位销，所述定位销与第二螺纹孔螺纹连接。

可选地，所述打磨机的底部固定连接有第二滑块，所述第二滑块外套设有导轨，所述第二滑块与导轨滑动连接，所述导轨的底部与滑板固定连接。

可选地，所述导轨的顶面开设有若干个第三螺纹孔，所述第三螺纹孔内套设有螺栓，所述螺栓与第三螺纹孔螺纹连接。

可选地，所述丝杆两端分别连接有第一卡块和第二卡块。

可选地，所述螺栓的底部固定连接有橡胶块。

可选地，所述第一卡盘和第二卡盘均为气动卡盘。

上述所有可选地技术方案均可任意组合，本实用新型不对一一组合后的结构进行详细说明。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过设置第一伺服电机、第一卡盘、打磨机、第二卡盘、丝杆和第二伺服电机等结构，使得将靶材固定在第一卡盘和第二卡盘上并调整打磨机的位置后，即可通过第一伺服电机、第二伺服电机和丝杠等部件的配合来进行靶材的打磨，相对于人工直接打磨靶材，可以缩短打磨时间，提升打磨效率，并能消除打磨时存在的安全隐患。另外，由于调整好打磨机和靶材的位置后，在一次横向运行过程中打磨机会按照打磨机与靶材之间的相对距离进行打磨，从而使靶材打磨得更加精确和均匀。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型的分解结构示意图；

图2为本实用新型的整体结构示意图；

图3为本实用新型中打磨机周边部件的连接关系示意图；

图4为本实用新型中螺栓的结构示意图；

图5为图1中A处的局部放大图。

图中：1、打磨平台；2、电机箱；3、第一伺服电机；4、第一支座；5、第一卡盘；6、打磨机；7、滑板；8、第一滑块；9、滑槽；10、第二卡盘；11、第二支座；12、第一卡块；13、丝杆；14、第二卡块；15、第二伺服电机；16、第三螺纹孔；17、第一螺纹孔；18、导轨；19、第二滑块；20、螺栓；21、橡胶块；22、滑轨；23、第二螺纹孔；24、定位销；25、靶材。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供的一种磁控溅射设备靶材的打磨装置，其包括打磨平台1，所述打磨平台1的顶面一侧固定连接有电机箱2，所述电机箱2内固定连接有第一伺服电机3，所述电机箱2的一侧固定连接有第一支座4，所述第一支座4的一侧转动连接有第一卡盘5，所述第一伺服电机3的转轴穿过第一支座4与第一卡盘5固定连接，所述打磨平台1的顶面固定有滑轨22，滑轨22上滑动连接有第二支座11，所述第二支座11面向第一支座4的一侧转动连接有第二卡盘10，所述打磨平台1的顶面开设有滑槽9，所述滑槽9内滑动连接有第一滑块8，所述第一滑块8的顶部固定连接有滑板7，所述滑板7的顶部滑动连接有打磨机6，所述第一滑块8内套设有丝杆13，所述丝杆13与第一滑块8通过第一螺纹孔17螺纹连接，所述丝杆13的一端固定连接有第二伺服电机15，所述第二伺服电机15与打磨平台1的内腔底部连接，所述第二支座11的两侧均开设有第二螺纹孔23，所述第二螺纹孔23内套设有定位销24，所述定位销24与第二螺纹孔23螺纹连接。

其中，所述第一卡盘5和第二卡盘10用于固定靶材25，防止靶材25在打磨过程中出现摆、跳等情况，它们优选为气动卡盘，以使靶材固定得比较紧。第一支座4的一侧转动连接有第一卡盘5是指第一卡盘5可以相对第一支座4转动。第二支座11面向第一支座4的一侧转动连接有第二卡盘10是指第二卡盘10可以相对第二支座11转动。滑板7的顶部滑动连接有打磨机6是指打磨机6可以相对滑板7滑动。

可选地，打磨机6的砂轮采用绿碳化硅砂轮，硬度高，磨料锋利，可适用于磁控溅射设备使用的大部分靶材，打磨机6机身采用球墨铸铁保证硬度和稳定性。丝杆13使用低合金工具钢和滚动轴承钢制造，耐久性与刚性较高，从而确保使用寿命比较长，无需多次更换而影响打磨效率。

本实用新型在使用时，先根据靶材25的尺寸调整第二支座11在滑轨22上的位置，从而调整第二卡盘10至合适位置后，将靶材25固定在第一卡盘5和第二卡盘10上。然后，通过工具在第二螺纹孔23中拧动定位销24，使定位销24对滑轨22造成压迫，从而使第二支座11固定在滑轨22上，进而实现了第二卡盘10的定位。接着，调整打磨机6在滑板7上的位置来调整靶材25与打磨机6之间的距离后，设置第一伺服电机3及第二伺服电机15的转速。然后，启动第二伺服电机15，第二伺服电机15转动带动丝杆13转动，进而带动第一滑块8沿着螺纹横向移动并带动打磨机6横向移动，从而实现了靶材25横向不同位置的打磨。当打磨机6移动至丝杠13的边缘位置且还需要继续打磨时，第二伺服电机15反向转动，或者将打磨机6复位，再按照上述方式执行。当打磨完靶材的一个区域后，启动第一伺服电机3，第一伺服电机3转动带动第一卡盘5转动，进而带动靶材25和第二卡盘10转动，将靶材25需要打磨的位置对准打磨机6后，第二伺服电机15继续工作。如此往复，直至打磨完成后，由人工检查是否合格。具体在检查时，人工确认靶材25表面光滑，且无颗粒状物体残留时即认为合格。如果有部分区域不合格，则将该区域继续通过上述方式进行打磨。打磨完成后，用酒精无尘布擦拭干净靶材25后松开第一卡盘5和第二卡盘10，并将靶材25抬下打磨平台1。

本实用新型中，由于第二支座11能带动第二卡盘10在滑轨22上滑动，从而使第一卡盘5和第二卡盘10能夹紧不同长度的靶材，进而使本实用新型能够适用于不同尺寸的靶材的打磨。

本实用新型另一个实施例中，请参照图1和图3，打磨机6的底部固定连接有第二滑块19，第二滑块19外套设有导轨18，第二滑块19与导轨18滑动连接，导轨18的底部与滑板7固定连接。通过调整第二滑块19在导轨18中的位置，能够实现调整打磨机6在滑板7上的位置。

本实用新型另一个实施例中，请参照图3，导轨18的顶面开设有若干个第三螺纹孔16，第三螺纹孔16内套设有螺栓20，螺栓20与第三螺纹孔16螺纹连接。在固定打磨机6时，在第三螺纹孔16内拧紧螺栓20，使螺栓20对第二滑块19造成压迫，从而将打磨机6固定在滑板7上。

本实用新型另一个实施例中，请参照图1，所述丝杆13两端分别连接有第一卡块12和第二卡块14。第一卡块12和第二卡块14用于对第一滑块8的移动位置进行限位。

本实用新型另一个实施例中，请参照图4，螺栓20的底部固定连接有橡胶块21，橡胶块21能加大螺栓20与第二滑块19之间的摩擦，进而确保打磨机6稳定固定在滑板7上。

为了证明使用本实用新型打磨靶材的有益效果，现提供如下对比例，该对比例为采用现有技术打磨靶材的具体实现方法。

对比例(人工打磨靶材)：

A、用相同时期同一阴极两根靶材其中一根，确认靶材使用的功率、时间，保证实验一致性；

B、打磨前对靶材进行称重、测量靶材涂层直径，用于后期计算；

C.将靶材抬至打磨平台，准备角磨机、磨片、防尘口罩、透明面罩、减噪耳塞、防割手套、皮围裙、劳保鞋、酒精、无尘布等，准备完毕后开始打磨，期间需技术人员确认打磨质量，确保表面光滑无颗粒状异物残留，并用酒精无尘布擦拭干净后抬下打磨平台；

D、打磨完成后，称重打磨后靶材，测量打磨后的涂层直径。

本实用新型具体实施例(通过本实用新型打磨靶材)：

A、采用相同时期同一阴极两根靶材其中一根，确认靶材使用的功率、时间，保证实验一致性；

B、打磨前对靶材进行称重、测量靶材图层直径，用于后期计算；

C.将靶材抬至打磨平台上后采用上述本实用新型的使用方法打磨靶材，期间需人工确认是否打磨合格，确保表面光滑无颗粒状异物残留，人工用酒精无尘布擦拭干净后抬下打磨平台；

D、打磨完成后，称重打磨后靶材，测量打磨后的涂层直径。

E、对比两根靶材所耗费时间、并核算人力、成本。

对比例和本实用新型的差异如下表一和表二所示。

表一

表二

由表一和表二可见，使用本实用新型打磨靶材无需人员直接参与，打磨效率可以提升60％，同时有效降低人工成本约73.3％，打磨得更加精确、更加均匀，平均每次打磨每根靶材可节省0.5kg，因而可以节约成本。另外，整个打磨过程中，本实用新型运行稳定，可以持续工作，可大大提高安全性，降低人员受伤风险。通过本实用新型打磨靶材的过程操作简单，只需要对作业人员进行简单培训，按照SOP流程操作即可，对作业人员的要求不高。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种磁控溅射设备靶材的打磨装置，其特征在于：包括打磨平台(1)，所述打磨平台(1)的顶面一侧固定连接有电机箱(2)，所述电机箱(2)内固定连接有第一伺服电机(3)，所述电机箱(2)的一侧固定连接有第一支座(4)，所述第一支座(4)的一侧转动连接有第一卡盘(5)，所述第一伺服电机(3)的转轴穿过第一支座(4)与第一卡盘(5)固定连接，所述打磨平台(1)的顶面固定有滑轨(22)，滑轨(22)上滑动连接有第二支座(11)，所述第二支座(11)面向第一支座(4)的一侧转动连接有第二卡盘(10)，所述打磨平台(1)的顶面开设有滑槽(9)，所述滑槽(9)内滑动连接有第一滑块(8)，所述第一滑块(8)的顶部固定连接有滑板(7)，所述滑板(7)的顶部滑动连接有打磨机(6)，所述第一滑块(8)内套设有丝杆(13)，所述丝杆(13)与第一滑块(8)通过第一螺纹孔(17)螺纹连接，所述丝杆(13)的一端固定连接有第二伺服电机(15)，所述第二伺服电机(15)与打磨平台(1)的内腔底部连接，所述第二支座(11)的前后两侧均开设有第二螺纹孔(23)，所述第二螺纹孔(23)内套设有定位销(24)，所述定位销(24)与第二螺纹孔(23)螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种磁控溅射设备靶材的打磨装置，其特征在于：所述打磨机(6)的底部固定连接有第二滑块(19)，所述第二滑块(19)外套设有导轨(18)，所述第二滑块(19)与导轨(18)滑动连接，所述导轨(18)的底部与滑板(7)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种磁控溅射设备靶材的打磨装置，其特征在于：所述导轨(18)的顶面开设有若干个第三螺纹孔(16)，所述第三螺纹孔(16)内套设有螺栓(20)，所述螺栓(20)与第三螺纹孔(16)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种磁控溅射设备靶材的打磨装置，其特征在于：所述丝杆(13)两端分别连接有第一卡块(12)和第二卡块(14)。

5.根据权利要求3所述的一种磁控溅射设备靶材的打磨装置，其特征在于：所述螺栓(20)的底部固定连接有橡胶块(21)。

6.根据权利要求1所述的一种磁控溅射设备靶材的打磨装置，其特征在于：所述第一卡盘(5)和第二卡盘(10)均为气动卡盘。

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