一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机制造技术

本发明专利技术公开了一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，属于真空镀膜设备领域。本发明专利技术的镀膜机包括真空室、开卷机构、冷却辊、收卷机构、阴极小室、回转换靶装置和纠偏装置，开卷机构和收卷机构处各设置一组纠偏装置；阴极小室和回转换靶装置设于冷却辊的下部，且冷却辊、阴极小室和回转换靶装置处于同一轴线上；回转换靶装置包括机座、回转盘、均匀分布于回转盘上的极靶座板；极靶座板旋转到阴极小室的下方，并向外伸出将靶芯嵌入阴极小室内；开卷机构和收卷机构带动基带往复运动。本发明专利技术在不打开镀膜真空室的情况下即可及时更换阴极靶，并利用基材往复运动实现多层膜层的镀制，每层膜均单独镀制，便于膜层参数控制；设备结构紧凑，占地空间小。

【技术实现步骤摘要】
一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机
本专利技术涉及一种真空镀膜机，更具体地说，涉及一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机。
技术介绍
真空卷绕镀膜技术就是在真空室内通过热蒸发或者磁控溅射等方法在卷料基材表面制备一层或者多层具有一定功能的薄膜的技术。真空卷绕镀膜设备主要有以下特点：其一、被镀基材为柔性基材，即具有可卷绕性；其二、镀膜过程具有连续性，即在一个工作周期内镀膜是连续进行的；其三、镀膜过程在高真空环境中进行。卷绕镀膜机在放卷和收卷过程中，基材表面被镀上薄膜，镀膜的结构就是真空卷绕镀膜设备的工作部，它位于基材的收放卷之间，工作部的工作原理可以是电阻蒸发、感应蒸发、电子束蒸发、磁控溅射或者是其它真空镀膜方法中的任意一种。磁控溅射的工作过程是电子在电场的作用下加速飞向基材薄膜的过程中与溅射气体氩气碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基材薄膜，在此过程中不断地与氩原子碰撞，产生更多的氩原子和电子；氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子(或分子)沉积在基材薄膜表面成膜。柔性基材广泛用于有机半导体工艺、透明电极以及触摸屏当中。近年来随着对柔性基底镀膜材料的广泛需求和柔性基材上磁控溅射技术本身的飞速发展，各种高性能光学膜在大面积柔性基底上镀制成功。由于柔性基材具有连续生产简单、容易运输、可方便裁切成任意形状、可弯曲包裹等优势一直是磁控溅射技术发展的一个重要方向。因此，在塑料薄膜上镀功能膜多采用卷绕镀膜方式，而要在塑料薄膜上镀功能较好的功能膜，如在聚酯膜上镀功能较好的低反射膜(low-E膜)，最少的双银结构膜也需要镀9层以上的膜层，若镀可见光透过率大于85％、电阻小于1Ω/m2的电磁屏蔽膜(EMI膜)，则要镀四银结构膜，即17层膜层。镀每一层都要配置一套阴极及靶芯，而传统的卷绕镀膜机采用单滚整体式镀膜，即在一个镀膜真空室内安放一个冷辊，2～3个阴极、靶芯及卷材放卷机构、收卷机构，由于结构限制原因，不能在圆周排布多至4组以上的阴极，不能适应一个镀层就可以镀4层以上不同功能的膜层，即使在一个镀膜室内安放两个冷辊，4～6个阴极及靶芯，也排布不下17个阴极及靶位。为达到镀完17层膜的目的，按传统方式设计，需要至少3个冷辊，通水、通电的管线多，产生的气体放气量大，不利于真空泵经济运行，因此传统的镀膜机不能适应一个镀层就可以镀4层以上的镀膜，生产不出膜层多、功能好的功能性塑料膜层。一般情况下多个极靶布置的状态下在加工状态各阴极小室之间还存在相互之间的工艺气体的渗漏(5％～20％)，使加工得到的镀膜达不到工艺的要求。在对阴极溅射成膜装置中，卷绕式真空镀膜设备以其可以连续生产而明显的提高了成膜的效率，然而，现有的卷绕式真空镀膜设备中对于各个用来溅射成膜阴极小室的安装数量有限，各个阴极小室的溅射时间和溅射气氛难以准确控制，成膜的稳定性差，大都只能生产一层或两层介质膜，而无法连续溅射三层介质膜，因为三层介质膜中间的介质膜的溅射成膜时间较长，成膜气氛与上下两层介质膜的气氛均不同，现有的卷绕式真空镀膜设备同步转动，单一的阴极小室的溅射成膜时间明显不够，各个阴极小室的气氛也容易相互干涉；另外，现有的卷绕式真空镀膜设备往往需要和清洁装置、加热装置、放卷和收卷机构配套使用形成生产线，这样会造成设备多、占用产地大的问题。有鉴于此，如何设计一种仅用单一的真空镀膜设备就能连续溅射多层功能膜成为有待解决的技术问题。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，采用本专利技术的技术方案，在不打开镀膜真空室的情况下即可根据需要及时更换阴极靶，并利用基材往复运动实现多层膜层的镀制，简化了电气控制装置及程序，每层膜均能单独镀制，便于膜层参数的控制，提高了镀膜精度；同时，设备结构紧凑，占地空间小，尤其适合于高校实验室或小批量生产。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，包括真空室、依次设于真空室内的开卷机构、冷却辊、收卷机构和阴极小室，还包括回转换靶装置和纠偏装置，所述的开卷机构和收卷机构处各设置有一组用于改变基带方向的换向辊，所述的开卷机构与换向辊之间、收卷机构与换向辊之间各设置一组纠偏装置；所述的阴极小室上下两面开口，且所述的阴极小室设于冷却辊的下部，所述的回转换靶装置设于阴极小室的下部，且冷却辊、阴极小室和回转换靶装置处于同一轴线上；所述的回转换靶装置包括机座、通过回转机构连接于机座上的回转盘、通过径向伸缩机构均匀分布于回转盘上的两个或两个以上的用于安装靶芯的极靶座板；所述的极靶座板旋转到阴极小室的下方，并向外伸出将靶芯嵌入阴极小室内；所述的开卷机构和收卷机构带动基带实现往复运动。更进一步地，所述的机座上还设有沿回转盘轴向伸缩的轴向伸缩机构，用于将回转盘移至真空室外部。更进一步地，所述的轴向伸缩机构上设有三节筒式导轨。更进一步地，所述的纠偏装置为超声波纠偏系统或光电纠偏系统。更进一步地，所述的开卷机构与冷却辊之间还设置有前处理装置，所述的前处理装置包括离子源预处理机构和冷井盘管深冷机构，所述的离子源预处理机构设置于开卷机构和冷却辊之间，用于清洗基带表面的污物；所述的冷井盘管深冷机构设于开卷机构附近，用于冷凝对基带前处理过程中释放的大量水汽。更进一步地，所述的阴极小室上设有冷却板、补气机构和气氛隔离板，所述的气氛隔离板设置于阴极小室的两侧，所述的冷却板设置于阴极小室的侧壁上，且冷却板上分布有冷却水管，所述的补气机构设于阴极小室内，且与真空室外部的补气单元相连通，所述的阴极小室内还设有抽真空机构，且该抽真空机构与真空室外部的分子泵相连通。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，其开卷机构与换向辊之间、收卷机构与换向辊之间各设置一组纠偏装置，可以实现基带的往复连续运动，使基带的收卷边缘整齐，达到镀多层膜的加工目的；同时采用回转换靶装置，在不打开镀膜真空室的情况下即可根据需要及时更换阴极靶，实现多层功能膜的连续镀制，简化了电气控制装置及程序，每层功能膜均能单独镀制，便于功能膜层的参数控制，提高了镀膜精度；(2)本专利技术的一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，其机座上还设有沿回转盘轴向伸缩的轴向伸缩机构，用于将回转盘移至真空室外部，在一次镀膜完成后即可在真空室外部进行换靶，操作简单方便；(3)本专利技术的一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，其轴向伸缩机构上设有三节筒式导轨，确保了轴向伸缩机构具有足够的刚性，确保可以伸出较远的距离；(4)本专利技术的一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，其纠偏装置为超声波纠偏系统或光电纠偏系统，纠偏控制精准，误差小；(5)本专利技术的一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，其前处理装置包括离子源预处理机构和冷井盘管深冷机构，离子源预处理机构设置于开卷机构和冷却辊之间，用于清洗基带表面的污物；冷井盘管深冷机构设于开卷机构附近，用于冷凝对基带前处理过程中释放的大量水汽；前处理装置对基带表面处理干净整洁，保证了镀膜加工质量。附图说明图1为本专利技术的一种单面往复连续镀膜磁控溅射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，包括真空室(1)、依次设于真空室(1)内的开卷机构(2)、冷却辊(7)、收卷机构(8)和阴极小室(10)，其特征在于：还包括回转换靶装置(9)和纠偏装置(4)，所述的开卷机构(2)和收卷机构(8)处各设置有一组用于改变基带(3)方向的换向辊(5)，所述的开卷机构(2)与换向辊(5)之间、收卷机构(8)与换向辊(5)之间各设置一组纠偏装置(4)；所述的阴极小室(10)上下两面开口，且所述的阴极小室(10)设于冷却辊(7)的下部，所述的回转换靶装置(9)设于阴极小室(10)的下部，且冷却辊(7)、阴极小室(10)和回转换靶装置(9)处于同一轴线上；所述的回转换靶装置(9)包括机座(901)、通过回转机构连接于机座(901)上的回转盘(903)、通过径向伸缩机构(904)均匀分布于回转盘(903)上的两个或两个以上的用于安装靶芯(11)的极靶座板(905)；所述的极靶座板(905)旋转到阴极小室(10)的下方，并向外伸出将靶芯(11)嵌入阴极小室(10)内；所述的开卷机构(2)和收卷机构(8)带动基带(3)实现往复运动。

【技术特征摘要】
1.一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，包括真空室（1）、依次设于真空室（1）内的开卷机构（2）、冷却辊（7）、收卷机构（8）和阴极小室（10），其特征在于：还包括回转换靶装置（9）和纠偏装置（4），所述的开卷机构（2）和收卷机构（8）处各设置有一组用于改变基带（3）方向的换向辊（5），所述的开卷机构（2）与换向辊（5）之间、收卷机构（8）与换向辊（5）之间各设置一组纠偏装置（4）；所述的阴极小室（10）上下两面开口，且所述的阴极小室（10）设于冷却辊（7）的下部，所述的回转换靶装置（9）设于阴极小室（10）的下部，且冷却辊（7）、阴极小室（10）和回转换靶装置（9）处于同一轴线上；所述的回转换靶装置（9）包括机座（901）、通过回转机构连接于机座（901）上的回转盘（903）、通过径向伸缩机构（904）均匀分布于回转盘（903）上的两个以上的用于安装靶芯（11）的极靶座板（905）；所述的极靶座板（905）旋转到阴极小室（10）的下方，并向外伸出将靶芯（11）嵌入阴极小室（10）内；所述的开卷机构（2）和收卷机构（8）带动基带（3）实现往复运动。2.根据权利要求1所述的一种单面往复连续镀膜磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于：所述的机座（901）上还设有沿回转盘（903）轴向伸缩的轴向伸缩机构（902），用于将回转盘（903）移至真空室（1）外...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱锡芳，许清泉，杨辉，陈功，徐安成，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32