CN101560645B

CN101560645B - 大型真空镀膜设备

Info

Publication number: CN101560645B
Application number: CN2009101070744A
Authority: CN
Inventors: 储继国; 龚建华
Original assignee: Shenzhen University
Current assignee: Shenzhen University
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2029-05-08
Also published as: CN101560645A

Abstract

一种大型真空镀膜设备，采用大抽速的牵引分子泵与水汽泵的组合机组，取代传统大型真空镀膜设备中的扩散泵和罗茨泵。本发明可节省抽气能耗80％，缩短粗抽时间，大幅度降低镀膜室的油蒸汽污染，显著提高镀膜产品的质量，并且一套粗抽系统可以供多台镀膜设备共用，节省设备费用和占地空间。

Description

大型真空镀膜设备

技术领域

本发明属于真空镀膜领域，尤其涉及一种大型真空镀膜设备。

背景技术

大型真空镀膜设备的容积大(通常达几个立方米)，镀膜周期短(通常约30分钟)，本底真空高(通常为10^-3～10^-2pa)，加上镀膜室内壁和待镀件(尤其是塑料待镀件)会放出大量气体(其中，可凝性气体通常占90％)，因此，该设备通常需配置1万～几万L/s的大型高真空泵。传统真空泵中，能满足上述要求的高真空泵只有油扩散泵和低温泵。然而，前者能耗高、油蒸汽污染严重，影响产品质量；后者价格昂贵，加上吸附面(由-258℃的活性碳组成)极易污染中毒，失去抽气功能，维护费用高。

除此之外，这两种泵只能在低于1Pa的压强下工作，粗抽泵只能将大型镀膜室抽至几十Pa，因此，镀膜设备还需配置能耗高，油蒸汽污染大的罗茨泵。

因此，传统大型真空镀膜设备通常采用油扩散泵和罗茨泵机组抽气，导致生产成本高、产品质量差等缺点，成为目前真空镀膜产业中普遍存在的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种能耗低、油蒸汽污染小的大型真空镀膜设备。

本发明是这样实现的，一种大型真空镀膜设备，该大型真空镀膜设备采用卷绕室和镀膜室分开的双室结构，所述卷绕室的一端与牵引分子泵连通，所述牵引分子泵与前级泵连通；所述卷绕室的另一端与粗抽泵连通；所述镀膜室与另一牵引分子泵连通，所述另一牵引分子泵与另一前级泵连通；所述镀膜室的另一端直接与水汽泵连通；所述镀膜室内设有磁控溅射靶。

具体地，所述卷绕室内设有送料卷筒和收料卷筒，待镀薄膜套设于所述送料卷筒上，然后经过滚轮导向、穿过窄缝，通过所述磁控溅射靶进行镀膜，镀膜完成后再经过滚轮导向、穿过窄缝，由所述收料卷筒收集。

具体地，所述卷绕室中设有一对辉光放电电极。

本发明还提供了一种上述的大型真空镀膜设备的抽气工艺，所述粗抽泵将镀膜室中的气压从大气压抽至10²Pa，然后由所述牵引分子泵将镀膜室从10²Pa抽至分子镀膜所需的本底压强，例如10^-3～10^-2Pa。

与现有技术比较，本发明的优点如下：

a.本发明节能显著，节省抽气能耗80％；

b.本发明可大幅度降低粗真空、中真空和高真空的油蒸汽污染；

c.本发明采用新的抽气工艺，缩短粗抽时间，提高生产效率；

d.本发明可大幅度提高采用等离子体技术(例如磁控溅射、阴极电弧)增强的镀膜设备的生产效率和产品质量；

e.本发明的粗抽机组可以供多台镀膜设备共用，节省设备费用和设备的占地空间。

下面结合实施例附图，对本发明进一步描述。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的大型蒸发镀膜设备的示意图；

图2是本发明实施例三提供的双室卷绕大型真空镀膜设备的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

近几年来，大抽速、大抽气流量的牵引分子泵获得了迅速发展。该牵引分子泵在0.1～几Pa压强范围具有最大抽速，并且能耗很低，仅为扩散泵和罗茨泵的20％左右；此外，该牵引分子泵工作稳定，还能获得无油蒸汽污染的清洁真空。

水汽泵(吸附温度约-120℃)是最近开始推广应用的低温泵，该泵对水蒸气和其它可凝性气体具有很强的抽气能力，能耗大幅度低于传统的低温泵(吸附温度约-258℃)；此外，该水汽泵还具有运行可靠、维护方便、费用低等优点。

本发明所提的真空镀膜机，包括镀膜室、精抽泵、前级泵和粗抽泵，所述精抽泵采用牵引分子泵，或者牵引分子泵和水汽泵的并联机组。

以下结合具体实施例对本发明所进一步说明。

实施例一、大型单室真空镀膜设备

本实施例如图1所示，所述镀膜室11的一侧与所述水汽泵12连通，所述水汽泵12通过高真空阀13与所述牵引分子泵14连通，所述牵引分子泵14通过真空阀18与所述前级泵17连通；所述水汽泵12还通过低真空阀15与所述粗抽泵16连通。

本实施例具有如下优点：

(1)本实施例采用牵引分子泵14和水汽泵12取代传统镀膜设备的油扩散泵和罗茨泵，实现节省抽气能耗80％，提高真空镀膜的效率、提高镀膜产品的质量。

(2)所述水汽泵12不需要前级泵，所述牵引分子泵14只需采用低抽速的前级泵17；因此，所述粗抽泵16与前级泵17分开，牵引分子泵14采用专用的前级泵17，可进一步节省能耗。

(3)本实施例所提供的粗抽泵16工作时间很短，因此，一台粗抽泵16可以供多台镀膜设备共用，节省设备费用和占地空间。

(4)所述镀膜室11直接与水汽泵12连接，节省一只高真空阀，牵引分子泵14抽速仅为传统镀膜设备中的精抽泵的1/5，因此，可以采用尺寸小得多的高真空阀13，节省设备费用。

(5)所述牵引分子泵14在10^-1Pa压强范围抽速高，可以大幅度提高磁控溅射、阴极电弧等镀膜设备的生产效率和产品质量。

另外，本实施例所提供的大型单室真空镀膜设备的抽气工艺如下：所述粗抽16泵将镀膜室11中的气压从大气压抽至10²Pa，然后由牵引分子泵14从10²Pa抽至真空镀膜所需的压强10^-3～10^-2Pa，所述牵引分子泵14和粗抽泵16交替工作的压强比传统抽气工艺提高几十倍，从而，显著缩短粗抽时间，大幅度降低粗抽阶段的油蒸汽污染。

实施例二、采用内置式水汽泵的大型真空镀膜设备

本实施例的基本结构与实施例一相同，其不同之处在于将水汽泵直接安装在镀膜室中，节省设备费用和占地空间，提高水汽泵的有效抽速。

实施例三、双室卷绕大型真空镀膜设备

本实施例如图2所示，所述镀膜设备由卷绕室29和镀膜室21组成；所述卷绕室29的一端通过真空阀211与所述牵引分子泵212连通，所述牵引分子泵212通过真空阀213与所述前级泵214连通；所述卷绕室29的另一端通过真空阀25与所述粗抽泵24连通；所述镀膜室21通过真空阀217与另一牵引分子泵216连通，该牵引分子泵216通过真空阀215与另一前级泵220连通；所述镀膜室21的另一端直接与所述水汽泵22连通；所述镀膜室21内设有磁控溅射靶218。

另外，所述卷绕室29还与进气阀26以及真空规210连通；所述卷绕室29内还设有送料卷筒28和收料卷筒27，所述待镀薄膜221套设于所述送料卷筒 28上，然后经过滚轮23导向、穿过窄缝，通过所述磁控溅射靶218进行镀膜，镀膜完成后再经过滚轮23导向、穿过窄缝，由所述收料卷筒27收集；所述卷绕室29内还设有一对可在镀膜之前对待镀薄膜221进行辉光清洗除气的辉光放电电极219。

本实施例的操作步骤如下：

(1)将待镀薄膜221安装在卷绕室29和镀膜室21中，然后，关闭卷绕室29和镀膜室21；

(2)关闭进气阀26，真空阀25、真空阀211、真空阀213、真空阀215和真空阀217；

(3)依次启动粗抽泵24、前级泵214、前级泵220、牵引分子泵212和牵引分子泵216，打开真空阀25、真空阀213和真空阀215，启动水汽泵22的压缩机；

(4)粗抽泵24将卷绕室29和镀膜室21中的气压抽至100Pa以下，并且确认牵引分子泵212和牵引分子泵216已经启动完毕，关闭真空阀25和粗抽泵24，打开真空阀211和真空阀217，牵引分子泵212和牵引分子泵216分别对卷绕室29和镀膜室21抽气；

(5)当镀膜室21的压强降至10Pa以下时，将水汽泵22置于制冷模式，开始对镀膜室21抽气；

(6)镀膜室21达到所需的真空度(通常为1×10^-2Pa)后，将镀膜室21注入工作气体，先后启动辉光清洗电极219和磁控溅射靶218放电，开始对待镀薄膜221进行镀膜；

(7)镀膜结束后，关闭真空阀211和真空阀217，将水汽泵22置于再生模式；

(8)打开进气阀26，将镀膜室2注入大气。

(9)打开镀膜室2，卸料，再次装料，准备下一轮镀膜。

本实施例具有如下优点：

(1)在卷绕室29中设由一对辉光放电电极219，用于在镀膜之前对待镀薄膜221进行辉光放电清洗，加速待镀薄膜221中的气体释放，提高镀膜室21的真空的质量；

(2)所述卷绕室29和镀膜室21的粗抽压强由传统的几Pa提高到约100Pa(即牵引分子泵212和牵引分子泵216能有效抽气的压强)，然后由牵引分子泵212和牵引分子泵216继续抽气，从而缩短粗抽时间、大幅度降低粗抽阶段的油蒸汽污染；

(3)粗抽泵24与前级真空泵214分开，粗抽泵24的工作时间极短，因此，一台粗抽泵24可以供多台镀膜设备共用，节省设备费用和占地空间；

(4)所述卷绕室29的牵引分子泵212或者所述镀膜室21的牵引分子泵216可以不加真空阀211和217，节省设备费用和空间；但启动或停止牵引分子泵212和牵引分子泵216时，牵引分子泵212和牵引分子泵216的泵口的压强需分别不超过1Pa和100Pa。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种大型真空镀膜设备，其特征在于：该大型真空镀膜设备采用卷绕室和镀膜室分开的双室结构，所述卷绕室的一端与牵引分子泵连通，所述牵引分子泵与前级泵连通；所述卷绕室的另一端与粗抽泵连通；所述镀膜室与另一牵引分子泵连通，所述另一牵引分子泵与另一前级泵连通；所述镀膜室的另一端直接与水汽泵连通；所述镀膜室内设有磁控溅射靶。

2.根据权利要求1所述的大型真空镀膜设备，其特征在于：所述卷绕室内设有送料卷筒和收料卷筒，待镀薄膜套设于所述送料卷筒上，然后经过滚轮导向、穿过窄缝，通过所述磁控溅射靶进行镀膜，镀膜完成后再经过滚轮导向、穿过窄缝，由所述收料卷筒收集。

3.根据权利要求1所述的大型真空镀膜设备，其特征在于：所述卷绕室中设有一对辉光放电电极。

4.一种如权利要求1～3任一项所述的大型真空镀膜设备的抽气工艺，其特征在于：所述粗抽泵将镀膜室中的气压从大气压抽至10²Pa，然后由所述牵引分子泵将镀膜室从10²Pa抽至10^-3～10^-2Pa。