基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置及方法，其装置包括直线式连接的多个真空室，位于两端的两个真空室分别为放卷室和收卷室，放卷室和收卷室之间至少设有一个磁控溅射镀膜室和至少一个电子枪蒸发镀膜室；当磁控溅射镀膜室和/或电子枪蒸发镀膜室有多个时，磁控溅射镀膜室和电子枪蒸发镀膜室交替设置。其方法是对基材交替进行磁控溅射镀膜处理和电子枪蒸发镀膜处理，实现镀氧化硅光学膜或镀氧化硅/氧化钛光学膜。本发明专利技术采用磁控溅射镀膜与电子枪蒸发镀膜相结合，可在保证膜层组织致密性的同时，使膜层与工件或基材之间形成较强的结合力，有效改善工件或基材的镀膜效果，提镀膜后产品的光学性能。

【技术实现步骤摘要】
基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置及方法
本专利技术涉及真空镀膜
，特别涉及一种基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置及方法。
技术介绍
在真空镀膜领域中，氧化硅光学膜、氧化硅/氧化钛光学膜一般采用磁控溅射镀膜方式加工，但在现有的加工工艺及加工设备中，该加工方式常常会存在以下明显缺陷：(1)采用磁控溅射镀膜加工形成的膜层组织一般比较致密，与基材的结合力较弱，难以形成良好的膜层，影响镀膜后产品的光学性能；(2)磁控溅射镀膜的成膜速度较慢，所以基材表面难以形成较厚的膜层，镀膜效果难以达到理想状态；(3)在氧化硅膜层中，常常会有部分氧化硅的附着力较弱，容易呈游离状态附着于膜层表面，影响镀膜后产品的洁净度，也会使膜层的透明度下降，从而影响膜层的光学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置，该镀膜装置原理简单，但可有效改善工件或基材的镀膜效果，提高膜层的光学性能。本专利技术的另一目的在于提供一种通过上述装置实现的基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜方法。本专利技术的技术方案为：一种基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置，包括直线式连接的多个真空室，位于两端的两个真空室分别为放卷室和收卷室，放卷室和收卷室之间至少设有一个磁控溅射镀膜室和至少一个电子枪蒸发镀膜室；当磁控溅射镀膜室和/或电子枪蒸发镀膜室有多个时，磁控溅射镀膜室和电子枪蒸发镀膜室交替设置。该装置结构中，在基材输送过程中，先在磁控溅射镀膜室内对基材表面进行磁控溅射镀膜处理，使基材表面初步形成一层较薄的二氧化硅膜层或二氧化钛膜层(即下述的初级氧化硅膜层或初级二氧化钛膜层)，然后在电子枪蒸发镀膜室内对基材表面进行电子枪蒸发镀膜处理，进一步形成一层较厚的二氧化硅膜层或二氧化钛膜层(即下述的二级氧化硅膜层或二级氧化钛膜层)。该装置结构中，磁控溅射镀膜室和电子枪蒸发镀膜室的数量可根据不同类型基材的实际需要进行选择安装，基材每经过一个磁控溅射镀膜室或一个电子枪蒸发镀膜室后即可形成一层膜层，最终形成的膜层厚度与磁控溅射镀膜室和电子枪蒸发镀膜室的数量相关。该装置一般用于氧化硅光学膜或氧化硅/氧化钛光学膜的镀膜加工；当用于氧化硅光学膜的镀膜加工时，则放卷室和收卷室之间至少设有一个磁控溅射镀膜室和至少一个电子枪蒸发镀膜室；当用于氧化硅/氧化钛光学膜的镀膜加工时，则放卷室和收卷室之间至少设有交替设置的两个磁控溅射镀膜室和两个电子枪蒸发镀膜室。所述磁控溅射镀膜室中设有水冷镀膜辊，水冷镀膜辊的两侧分别设有室内隔板，各室内隔板的一侧固定于磁控溅射镀膜室的内壁上，各室内隔板的另一侧与水冷镀膜辊之间留有基材通道；室内隔板将磁控溅射镀膜室内的空间间隔成上室和下室，上室内分布有多个导向辊，下室内沿水冷镀膜辊的外周分布有多个磁控溅射靶。其中，上室主要作为基材的输送通道以及基材镀膜前后的过渡通道，下室主要作为基材的镀膜室，通过室内隔板将上室和下室隔离，仅保留基材通道，形成相互独立的两个区域，再分别采用分子泵对上室和下室进行抽真空，可有效确保下室的真空度达到工艺需求，且镀膜气氛不受破坏，最大程度改善其镀膜效果。所述磁控溅射靶为磁控溅射中频靶。所述电子枪蒸发镀膜室的底部设有循环式电子枪蒸发装置；循环式电子枪蒸发装置包括旋转坩埚、第一电子枪、第二电子枪和自动送料装置，旋转坩埚底部设有旋转驱动机构，旋转坩埚的顶面带有环形的蒸发腔，蒸发腔沿圆周方向均匀分布有蒸发工位、加料工位和预熔工位，蒸发工位对应设置第一电子枪，加料工位对应设置自动送料装置，预熔工位对应设置第二电子枪。由于进行电子枪蒸发镀膜时，随着镀膜工艺的进行，旋转坩埚内的蒸发镀料也会逐渐减少，并在其表面形成下凹状，如不能及时改善该状态，则在后续的镀膜工艺中对镀膜均匀性会产生较大的影响，因此，在该循环式电子枪蒸发装置中，对旋转坩埚设置三个工位，在蒸发工位上实现对基材的镀膜处理，在加料工位上添加新的蒸发镀料，然后在预熔工位上对新的蒸发镀料进行加热熔融处理，使旋转坩埚内的蒸发镀料表面平整，利于循环进入蒸发工位进行下一次的蒸发镀膜处理。所述第一电子枪的功率大于第二电子枪。其主要原因是：第一电子枪对应设于蒸发工位，用于基材的蒸发镀膜，需要采用较大功率的电子枪；而第二电子枪对应设于预熔工位，用于对新添加的蒸发镀料进行预熔处理，使其表面形成平整状态即可，因此采用较小功率的电子枪即可实现。所述蒸发工位上方形成辐射状的蒸发镀膜区域，蒸发镀膜区域的两侧还分别设有沿水平方向设置的修正挡板。在实际生产工艺中，可通过调整两个修正挡板之间所形成通道的宽度来调整蒸发工位的辐射范围，达到精准镀膜的目的；同时，修正挡板的设置，可防止预熔工位上的蒸发预熔对基材造成干扰，确保电子枪蒸发镀膜后所形成膜层的洁净度。所述自动送料装置包括料斗、送料轮和输送管道，送料轮的圆柱面上分布有若干内凹状的料槽，送料轮下部的料槽位于料斗内，输送管道的入口端与送料轮的圆柱面相接，输送管道的出口端位于加料工位上方。送料轮的中心外接其相应的驱动机构，待添加的蒸发镀料放置于料槽中，当需要加料时，随着送料轮旋转，位于料斗内的料槽装上蒸发镀料并送至输送管道的入口端，落入输送管道后从输送管道的出口端直接落入加料工位上。所述放卷室的出口处和收卷室的入口处分别设有真空锁；放卷室的出口处，基材的一侧还设有线性离子源；收卷室的入口处，基材的一侧也设有线性离子源。通过真空锁将放卷室、收卷室和其他真空室(包括磁控溅射镀膜室和电子枪蒸发镀膜室)进行有效分隔，由于其所需要的真空度不同，因此可以确保各镀膜室的真空氛围不被破坏，同时也可以减少放卷室、收卷室抽真空所需的能耗。而线性离子源的设置可在基材镀膜前后对基材表面起到清理作用。本专利技术一种基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜方法，镀氧化硅光学膜时为：放卷室内放出基材后，先进入磁控溅射镀膜室进行磁控溅射镀膜处理，在基材表面形成初级氧化硅膜层；然后进入电子枪蒸发镀膜室进行电子枪蒸发镀膜处理，形成二级氧化硅膜层；完成镀膜后的基材进入收卷室进行收卷；当磁控溅射镀膜室和/或电子枪蒸发镀膜室有多个时，对基材交替进行磁控溅射镀膜处理和电子枪蒸发镀膜处理；镀氧化硅/氧化钛光学膜时为：卷室内放出基材后，先进入磁控溅射镀膜室进行磁控溅射镀膜处理，在基材表面形成初级氧化硅膜层；然后进入电子枪蒸发镀膜室进行电子枪蒸发镀膜处理，形成二级氧化硅膜层；再进入下一个磁控溅射镀膜室进行磁控溅射镀膜处理，在清除二级氧化硅膜层表面附着力较弱的氧化硅的同时，形成初级氧化钛膜层；接着进入下一个电子枪蒸发镀膜室进行电子枪蒸发镀膜处理，形成二级氧化钛膜层；完成镀膜后的基材进入收卷室进行收卷；当磁控溅射镀膜室和/或电子枪蒸发镀膜室有多个时，对基材交替进行磁控溅射镀膜处理和电子枪蒸发镀膜处理。上述方法中，在电子枪蒸发镀膜室内，通过循环式电子枪蒸发装置对基材进行电子枪蒸发镀膜处理；循环式电子枪蒸发装置的旋转坩埚上分布有蒸发工位、加料工位和预熔工位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置，其特征在于，包括直线式连接的多个真空室，位于两端的两个真空室分别为放卷室和收卷室，放卷室和收卷室之间至少设有一个磁控溅射镀膜室和至少一个电子枪蒸发镀膜室；当磁控溅射镀膜室和/或电子枪蒸发镀膜室有多个时，磁控溅射镀膜室和电子枪蒸发镀膜室交替设置。/n

【技术特征摘要】
1.基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置，其特征在于，包括直线式连接的多个真空室，位于两端的两个真空室分别为放卷室和收卷室，放卷室和收卷室之间至少设有一个磁控溅射镀膜室和至少一个电子枪蒸发镀膜室；当磁控溅射镀膜室和/或电子枪蒸发镀膜室有多个时，磁控溅射镀膜室和电子枪蒸发镀膜室交替设置。


2.根据权利要求1所述基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置，其特征在于，所述磁控溅射镀膜室中设有水冷镀膜辊，水冷镀膜辊的两侧分别设有室内隔板，各室内隔板的一侧固定于磁控溅射镀膜室的内壁上，各室内隔板的另一侧与水冷镀膜辊之间留有基材通道；室内隔板将磁控溅射镀膜室内的空间间隔成上室和下室，上室内分布有多个导向辊，下室内沿水冷镀膜辊的外周分布有多个磁控溅射靶。


3.根据权利要求2所述基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置，其特征在于，所述磁控溅射靶为磁控溅射中频靶。


4.根据权利要求1所述基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置，其特征在于，所述电子枪蒸发镀膜室的底部设有循环式电子枪蒸发装置；
循环式电子枪蒸发装置包括旋转坩埚、第一电子枪、第二电子枪和自动送料装置，旋转坩埚底部设有旋转驱动机构，旋转坩埚的顶面带有环形的蒸发腔，蒸发腔沿圆周方向均匀分布有蒸发工位、加料工位和预熔工位，蒸发工位对应设置第一电子枪，加料工位对应设置自动送料装置，预熔工位对应设置第二电子枪。


5.根据权利要求4所述基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置，其特征在于，所述第一电子枪的功率大于第二电子枪。


6.根据权利要求4所述基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置，其特征在于，所述蒸发工位上方形成辐射状的蒸发镀膜区域，蒸发镀膜区域的两侧还分别设有沿水平方向设置的修正挡板。


7.根据权利要求4所述基于磁控溅射和电子枪蒸发的卷绕式光学镀膜装置，其特征在于，所述自动送料装置包括料斗、送料轮和输送管道，送料轮的圆柱面上分布有若干内凹状的料槽，送料轮下部的料槽位于料斗内，输送管道的入口端与送料轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建明，
申请(专利权)人：肇庆市科润真空设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44