一種卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置及方法
2023-05-04 09:29:46 2
專利名稱：一種卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種高真空條件下在各種帶材表面連續磁控濺射製備各類薄膜的鍍膜設備和方法，特別涉及一種卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置及鍍膜方法。
背景技術：
磁控濺射鍍膜技術已經在我國的建材、裝飾、光學、工磨具強化、集成電路等領域得到廣泛應用，是進行、光電、光熱、磁學、超導、介質、催化等功能薄膜製備的重要技術手段，但目前市場上的設備主要用於小面積或單片襯底的濺射鍍膜，能夠實現工業連續化生產的設備和技術並不多見，少數能夠實現連續化生產的設備同樣存在濺射效率低，鍍膜質量差，工藝時間長等缺點，市場前景並不樂觀，如何利用磁控濺射技術實現濺射鍍膜技術的效率高，膜層質量均勻，粘附性好等特點，是利用磁控濺射技術所亟待解決的技術問題。
發明內容
本發明的是提供一種用於帶狀工件的表面濺射鍍膜，生產效率高，濺射膜層質量穩定、均勻、一致性好的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置和鍍膜方法。為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案一種卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，包括濺射室2和進樣室3，其中所述濺射室2內安裝至少一個靶材，濺射室2內的中部為加熱區，該加熱區的上下方分別有上膠輥9和下膠輥8 ，將帶狀工件在濺射室2內可控制的反覆往來卷繞；所述進樣室3中安裝有電機驅動的收卷裝置6和放卷裝置7 ；所述濺射室2與進樣室3之間設有至少兩個可調節的狹縫。所述加熱區分為上加熱區和下加熱區，上加熱區內布置有上加熱體25，下加熱區內布置有下加熱體26。所述上膠輥9和下膠輥8分別由上卷繞電機19相連的上膠輥9和下卷繞電機20驅動。濺射室2與進樣室3之間的狹縫有狹縫調節裝置16，狹縫調節裝置16上與放卷裝置7對應處設有放卷狹縫27，與收卷裝置6對應處設有收卷狹縫28。所述狹縫調節裝置16可將放卷狹縫27和收卷狹縫28關閉，從而將濺射室2與進樣室3獨立分開。所述濺射室2和進樣室3分別設置有抽真空系統，濺射室2的抽真空系統包括第二分子泵23和第二機械泵24，進樣室3的抽真空系統包括第一分子泵21和第一機械泵22 ；兩套抽真空系統可獨立工作。所述上膠輥9和下膠輥8採用不鏽鋼外面包裹高溫矽膠製成。所述收卷裝置6配有導向的收卷導向輥17，放卷裝置7配有導向的放卷導向輥18 ;收卷導向輥17和放卷導向輥18的位置可根據帶狀工件10的張力大小改變。所述加熱區內布置有多個擋帶裝置13、14、15。
所述靶材為條形，包括前靶材11和後靶材12。一種卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置的鍍膜方法，它包括如下步驟a.帶狀工件10置於進樣室3的放卷裝置7上，它經過放卷導向輥18導向，穿過放卷狹縫27進入濺射室2 ；b.然後由下膠輥8輸送至上膠輥9，多次卷繞上膠輥9和下膠輥8，使帶狀工件可控制的在濺射室內反覆往來卷繞，在此反覆卷繞過程中，條形狀的靶材裝置對帶狀工件10進行真空濺射鍍膜；c.待濺射鍍膜完成後，帶狀工件10穿過收卷狹縫28，由收卷導向輥17導向，最後卷繞到收卷裝置6上。步驟b中，所述上膠輥9和下膠輥8始終保持恆定勻速旋轉；所述靶材裝置與帶狀工件10之間的距離可以手動調節。步驟a和c中，收卷裝置6和放卷裝置7可根據設定速度和捲軸大小而調整轉速。所述收卷裝置6和放卷裝置7的功能可根據需要互換。本發明有益效果在於本發明的帶狀工件在濺射室內反覆往來卷繞，極大地增加了濺射面積，靶材的利用率更高，帶狀工件經過反覆卷繞，工件任意部分經過長距離傳輸，反覆濺射鍍膜，膜層質量均勻、生長速率快，同時還可以調節收、放卷速率，從而調整膜層的濺射速率及質量。
圖1為本發明的卷 對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置的結構正視圖；圖2為本發明的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置的結構側視圖。主要組件符號說明I 真空鍍膜裝置15第三擋帶裝置2 濺射室16狹縫調節裝置3 進樣室17收卷導向輥4 收卷電機18放卷導向輥5 放卷電機19上卷繞電機6 收卷裝置20下卷繞電機7 放卷裝置21第一分子泵8 下膠輥22第一機械泵9 上膠輥23第二分子泵10 帶狀工件24第二機械泵11 前靶材25上加熱體12 後靶材26下加熱體13 第一擋帶裝置27放卷狹縫14 第二擋帶裝置28收卷狹縫
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的具體實施方式
做進一步說明。本發明並不局限於以下實施例。如圖1所示，為本發明的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置的結構正視圖；圖2為其結構側視圖。所述卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置I包括濺射室2和進樣室3。如圖1和圖2所示，所述濺射室2內前後兩側安裝有條形狀的靶材裝置，前側為前靶材11、後側為後靶材12 ;濺射室2內的中部為加熱區，用於維持濺射過程中帶狀工件10的溫度；加熱區的上方安裝有與上卷繞電機19相連的上膠輥9，下方安裝有與下卷繞電機20相連的下膠輥8，所述上膠輥9和下膠輥8採用不鏽鋼外面包裹高溫矽膠製成；加熱區分為上加熱區和下加熱區，上加熱區內布置有上加熱體25，下加熱區內布置有下加熱體26 ;加熱區內還布置有多個擋帶裝置以防止帶狀工件10在運動過程中出現平移，從而保證濺射鍍膜質量，其分別為置於上加熱體25上方的第一擋帶裝置13、置於上加熱體25和下加熱體26之間的第二擋帶裝置14以及置於下加熱體26下方的第一擋帶裝置15。所述進樣室3中安裝有收卷裝置6和放卷裝置7 ;收卷裝置6與收卷電機4相連並由其驅動，放卷裝置7與放卷電機5相連並由其驅動；其中，所述收卷裝置6還配有導向的收卷導向輥17，放卷裝置7配有導向的放卷導向輥18 ;收卷導向輥17和放卷導向輥18具有張力調節功能，其位置可根據帶狀工件10的張力大小改變，例如上下移動，從而調整使得帶狀工件10在運行過程的張力維持恆定。所述濺射室2與進樣室3之間設有狹縫調節裝置16，狹縫調節裝置16上與放卷導向輥18對應處設有放卷狹縫27，與收卷導向輥17對應處設有收卷狹縫28 ;該狹縫調節裝置16可根據需要將放卷狹縫27和收卷狹縫28關閉，從而將濺射室2與進樣室3獨立分開。所述濺射室2和進樣室3分別還設置有抽真空系統，濺射室2的抽真空系統由第二分子泵23和第二機械泵 24組成，進樣室3的抽真空系統由第一分子泵21和第一機械泵22組成；兩套抽真空系統可獨立工作。本發明的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置I運行時，首先帶狀工件10置於進樣室3的放卷裝置7上，它經過放卷導向輥18導向，穿過放卷狹縫27進入濺射室2 ;由下膠輥8輸送至上膠輥9，多次卷繞上膠輥9和下膠輥8，在此多次卷繞過程中，條形狀的靶材裝置即前側的前靶材11和後側的後靶材12對帶狀工件10進行真空濺射鍍膜，所述靶材裝置與帶狀工件10之間的距離可以手動調節；待濺射鍍膜完成後，帶狀工件10穿過收卷狹縫28，由收卷導向輥17導向，最後卷繞到收卷裝置6上。 在上述運行過程中，上膠輥9和下膠輥8始終保持恆定勻速旋轉；收卷裝置6和放卷裝置7可根據設定速度和捲軸大小而調整轉速，同時收卷裝置6和放卷裝置7的功能可根據需要互換。
權利要求
1.一種卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，包括濺射室(2)和進樣室(3)，其特徵在於所述濺射室(2)內安裝至少一個靶材，濺射室(2)內的中部為加熱區，該加熱區的上下方分別有上膠輥(9)和下膠輥(8)，將帶狀工件在濺射室(2)內可控制的反覆往來卷繞；所述進樣室(3)中安裝有電機驅動的收卷裝置(6)和放卷裝置(7)；所述濺射室(2)與進樣室(3)之間設有至少兩個可調節的狹縫。
2.如權利要求1所述的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，其特徵在於所述加熱區分為上加熱區和下加熱區，上加熱區內布置有上加熱體(25)，下加熱區內布置有下加熱體(26)。
3.如權利要求1所述的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，其特徵在於所述上膠輥(9)和下膠輥⑶分別由上卷繞電機(19)相連的上膠輥(9)和下卷繞電機(20)驅動。
4.如權利要求1所述的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，其特徵在於濺射室(2) 與進樣室(3)之間的狹縫有狹縫調節裝置(16)，狹縫調節裝置(16)上與放卷裝置(7)對應處設有放卷狹縫(27)，與收卷裝置(6)對應處設有收卷狹縫(28)。
5.如權利要求4所述的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，其特徵在於所述狹縫調節裝置(16)可將放卷狹縫(27)和收卷狹縫(28)關閉，從而將濺射室(2)與進樣室(3) 獨立分開。
6.如權利要求1所述的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，其特徵在於所述濺射室(2)和進樣室(3)分別設置有抽真空系統，濺射室(2)的抽真空系統包括第二分子泵 (23)和第二機械泵(24)，進樣室(3)的抽真空系統包括第一分子泵(21)和第一機械泵(22);兩套抽真空系統可獨立工作。
7.如權利要求1所述的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，其特徵在於所述上膠輥(9)和下膠輥(8)採用不鏽鋼外面包裹高溫矽膠製成。
8.如權利要求1所述的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，其特徵在於所述收卷裝置(6)配有導向的收卷導向輥(17)，放卷裝置(7)配有導向的放卷導向輥(18);收卷導向輥(17)和放卷導向輥(18)的位置可根據帶狀工件(10)的張力大小改變。
9.如權利要求1所述的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，其特徵在於所述加熱區內布置有多個擋帶裝置(13、14、15)。
10.如權利要求1所述的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置，其特徵在於所述靶材為條形，包括前靶材(11)和後靶材(12)。
11.一種如權利要求1所述的卷對卷式高效磁控濺射真空鍍膜裝置的鍍膜方法，其特徵在於它包括如下步驟a.帶狀工件(10)置於進樣室(3)的放卷裝置(7)上，它經過放卷導向輥(18)導向，穿過放卷狹縫(27)進入濺射室(2);b.然後由下膠輥(8)輸送至上膠輥(9)，多次卷繞上膠輥(9)和下膠輥(8)，使帶狀工件可控制的在濺射室內反覆往來卷繞，在此反覆卷繞過程中，條形狀的靶材裝置對帶狀工件(10)進行真空濺射鍍膜；c.待濺射鍍膜完成後，帶狀工件(10)穿過收卷狹縫(28)，由收卷導向輥(17)導向，最後卷繞到收卷裝置(6)上。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於步驟b中，所述上膠輥(9)和下膠輥⑶ 始終保持恆定勻速旋轉；所述靶材裝置與帶狀工件(10)之間的距離可以手動調節。
13.如權利要求11所述的方法，其特徵在於步驟a和c中，收卷裝置(6)和放卷裝置(7)可根據設定速度和捲軸大小而調整轉速。
14.如權利要求11所述的方法，其特徵在於所述收卷裝置(6)和放卷裝置(7)的功能可根據需要互換。
全文摘要
本發明涉及一種高真空條件下在各種帶材表面連續磁控濺射製備各類薄膜的鍍膜設備和方法。該真空鍍膜裝置包括濺射室(2)和進樣室(3)，所述濺射室內安裝至少一個靶材，濺射室(2)內的中部為加熱區，該加熱區的上下方分別有上膠輥(9)和下膠輥(8)，將帶狀工件在濺射室(2)內可控制的反覆往來卷繞；所述進樣室(3)中安裝有電機驅動的收卷裝置(6)和放卷裝置(7)；所述濺射室(2)與進樣室(3)之間設有至少兩個可調節的狹縫。本發明實現了連續化生產，生產效率高，克服了現有技術生產效率低，製備薄膜質量不均勻的不足，對於提高濺射薄膜的質量和生產效率具有積極意義。
文檔編號C23C14/35GK103046015SQ20131002248
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月22日 優先權日2013年1月22日
發明者朱景森, 張承慶, 胡小萍, 盧志超, 李德仁 申請人:安泰科技股份有限公司