真空多功能连续镀膜装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电子机械技术领域，涉及一种高真空多功能离子束溅射与电子束蒸发连续镀膜装置。本装置的真空镀膜室为单室结构，离子束溅射源和电子束蒸镀源的发生器设置在真空镀膜室外，二者通入镀膜室的入口对应设置有离子束溅源射挡板和电子束蒸镀源挡板；恒张力可逆卷绕单元的收／放卷轴及随动过渡轴固定于镀膜室内的连接支撑装置上，对应的传感、驱动、控制设置在镀膜室外。本实用新型专利技术结构紧凑，在单真空室内具有多种镀膜及连续镀膜功能，并可实现镀膜过程中间断或全时的离子束辅助增强沉积，能将溅射靶材特别是贵重金属靶材和难加工类靶材利用率提高６０％～１００％，还可通过镶嵌型靶获得特殊功能的包覆型复合膜产品。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子机械
，尤其涉及一种高真空多功能离子東溅 射与电子東蒸发连续镀膜装置。
技术介绍
柔性高分子和炭质材料带状物、金属薄带等基体带上镀制的复合膜产品，在现代工业和高
用途广泛。例如电子通讯、网络器件、电磁干扰防 治(MEI)领域中应用广泛的磁性复合膜，要求于高真空环境下，在金属薄带 (10pm 25)am)上致密镀制2 ~ 8层的Fe、 Ni、 Zr、 Cr、 Co、 Hf、 Mo、 Td、Si、 B等及其化合物薄膜，单层薄膜的成分及厚度偏差<5%;再如氢能源利 用中普遍釆用的载体催化剂，通常是在高真空环境下，在炭质材料带状物上镀 制稀贵金属合金催化剂复合膜，薄膜的成分及厚度偏差< 5 % 。首先，加工这些多层膜或复合膜产品， 一般需要在高真空环境下，釆用离 子東溅射、磁控溅射、电子東蒸发镀膜等多种技术，目前多釆用多种镀膜装置 分别镀制或多真空室连接的装置来依序完成镀膜，存在以下缺陷1、对于多种 镀膜装置分别镀制的方式，在变换装置时，中间产品频繁暴露于大气环境，破 坏了中间膜层质量，同时频繁的泵抽及升降温度过程，加长了工艺流程，降低 了加工效率；2、对于多真空室连接装置的方式，由于设置了多个真空室，势必 需在多个真空室中设置泵抽、气路、检测、加热烘烤、电控等单元，制造成本 较高，也降低真空室容积利用率。其次，这些多层膜或复合膜产品的载体需要特定的基体带，如高分子材料、 石墨纤维布及金属薄带材等。由于不同张力基体带在不同卷绕速度的连续镀膜 过程中，需保证达到无斜拉伸、平整度以及与膜层接触面无损伤的要求，而目 前公开的有采用磁粉离合器以及增设光电或无线电检测的张力传感轴等实现自 动张力控制，均难以实现宽幅(幅宽300mm以上)宽张力范围基体带、宽卷绕 速度范围镀膜时的控制精度需要以及保证膜层质量。再者，镀制这些多层膜或复合膜产品所釆用的离子束溅射技术，可在低温 (<200°C)下准确可控的离子/原子到达比，易获得多种不同组分和结构的合成 膜，对所有衬底有好的结合力，有效地控制超微粒子的大小和分布。但由于离 子束聚焦束斑能量密度较大，难以准确控制镶嵌型靶材的离子/原子到达比进而 影响复合膜的组分和结构控制；离子東聚焦束斑对靶材固定部分的溅射，将缩 短靶材的使用寿命，降低靶材的利用率，特别对于贵重金属靶材以及难加工类靶材而言，将大幅增加多层膜或复合膜产品的生产成本。而目前公开的如专利号为99243973.6的"溅射靶"，釆用的溅射靶材横截面形状为曲线形，可提高40 ~ 80%的靶材利用率，但随着靶材成分的变化，靶材实际消耗曲线也会显著变化， 使得曲线形溅射靶材加工工艺趋于复杂并增大加工难度及成本。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高真空多功能离子東溅射与电子東蒸发连续 镀膜装置，它能在不破坏高真空条件下，在单真空室内具有多种镀膜及连续镀 膜功能，从而可实现对基体或基体带进行单一或多种、间断或连续镀膜，尤其 对同一个基体或基体带连续完成离子東溅射镀膜或电子東蒸发镀膜中的一个或 多个镀膜过程，并且可实现镀膜过程中间断或全时的离子東辅助增强沉积；它 能将溅射靶材特别是贵重金属靶材和难加工类靶材利用率提高60% ~ 100%，还 可通过镶嵌型靶获得特殊功能的包覆型复合膜产品。为实现上述目的，本技术釆取以下设计方案真空镀膜室为单室结构，离子東溅射源和电子東蒸镀源的发生器设置在真 空镀膜室外，二者通入镀膜室的入口对应设置有离子東溅源射挡板和电子束蒸 镀源挡板；恒张力可逆卷绕单元的收/放卷轴及随动过渡轴固定于镀膜室内的连 接支撑装置上，对应的传感、驱动、控制设置在镀膜室外。真空镀膜室可釆用 卧式、简形(亦可为其它形状)、前开门、双层水冷、全不锈钢结构。恒张力可逆卷绕单元的收/放卷轴通过力矩传感限制器与伺服电机传动连 接，恒张力可逆卷绕单元的随动过渡轴连接有调速编码器，力矩传感、伺服电 机和调速编码器都与PLC可编程控制器电控连接，可分别设定张力、速度，并 实现宽幅、宽张力范围内恒定控制张力、速度；离子東溅镀单元的靶位与由步 进电机驱动的双向转动组件连接，该双向转动组件又与由另一步进电机驱动的 轴向往复摆动组件连接，两组步进电机也与PLC可编程控制器电控连接，提高 贵重金属靶材以及难加工类靶材的利用率，大幅降低多层膜或复合膜产品的生 产成本。泵抽单元位于机架台后部并与真空镀膜室后部金属密封连接；循环冷却水 流报警单元置于机架台内后部，与各个所需循环冷却水的单元电连接，提供其 它单元所需循环冷却水并监控流量。在本装置的真空镀膜室内安置有真空测量器及烘烤加热器。 真空镀膜室设有离子東辅助增强/清洗源，室内对应设置离子東辅助沉积/ 清洗源挡板；镀膜室设有旋摆/移动溅镀靶台，室内对应设置旋摆/移动溅镀靶台 挡板；镀膜室设有水冷/加热转台，室内对应设置水冷/加热转台挡板。通过使用 各挡板，可在单室结构的镀膜室内完成不同的搡作。离子東溅射源发射端正对旋摆/移动溅镀靶台上的靶材，发射高能离子轰击 旋摆/移动溅镀靶台上的靶材，使溅射出的靶材物质沉积到可逆双向卷绕单元上的基体带以及水冷/加热转台上的基体表面而成膜；离子束辅助增强/清洗源发射端正对恒张力可逆卷绕单元上的基体带以及水冷/加热转台上的基体，实现基体 的镀膜前清洗功能，并实现基体镀膜的辅助增强功能，提高成膜质量。 所述的旋摆/移动溅镀靶台可实现靶位的轴向摆动和双向转动，并可满足单项或多项镀膜的需要；在进行离子東溅射源镀膜时，旋摆/移动溅镀靶台可自动 移入到真空镀膜室的中轴处(轴向初始位置)，电子東蒸发源挡板可关闭，防 止污染蒸发坩锅内膜料；在进行电子東蒸发源镀膜时，旋摆/移动溅镀靶台可自 动移出至真空镀膜室的左侧室壁附近，并可关闭旋摆/移动溅镀靶台挡板，既避 免影响电子東蒸发源镀膜，又可防止旋摆/移动溅镀靶台上的靶材受到污染，保 证成膜质量。水冷/加热转台为互换结构的，实现镀膜基体宽温度控制范围。在真空镀膜 室内水冷/加热转台挡板处设有膜厚监控单元，可手动或自动控制水冷/加热转台 挡板，实现设定膜厚的实时监控。气路单元分别釆用单气路接通离子東溅射源及离子東辅助沉积/清洗源供 气；釆用单气路或两条以上气路或经混气罐通入真空镀膜室内的匀气装置。真 空镀膜室上还带有与其它设备连接的接口。本技术的优点和效果1、 与单一功能的真空镀膜装置相比较增加了功能，保证了中间膜层质量，缩短 了工艺流程，提高了加工效率。2、 与多真空室多功能的真空镀膜装置相比较，减少了真空室个数，降低了制造 成本，提高了真空室容积利用率。3、 有利于连续镀膜工艺，有助于实现宽幅(幅宽300mm以上)宽张力范围基 体带、宽卷绕速度范围镀膜时的控制精度需要以及保证膜层质量。4、 有助于获得多种不同组分和结构的合成膜，对所有衬底具有良好结合力，有 效地控制超微粒子的大小和分布。5、 实现贵重金属靶材以及难加工类靶材的利用率提高60%~100%,有利于通 过镶嵌型靶获得包覆型复合膜产品，大幅度降低镀膜产品的生产成本。6、 实现镀膜基体宽温度控制范围(l(TC ~ 800°C )。7、 实现设定膜厚的实时监控。8、 真空镀膜室预留的接口配合旋摆/移动溅镀靶台，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空多功能连续镀膜装置，其特征在于：真空镀膜室为单室结构，离子束溅射源和电子束蒸镀源的发生器设置在真空镀膜室外，二者通入镀膜室的入口对应设置有离子束溅射源挡板和电子束蒸镀源挡板；恒张力可逆卷绕单元的收／放卷轴及随动过渡轴固定于镀膜室内的连接支撑装置上，对应的传感、驱动、控制设置在镀膜室外。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨滨，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]