CN102395700A - 应用于真空镀膜的密封磁辊 - Google Patents

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威廉·F·马祖尔
布拉德利·S·莫林
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Xunlight Corp
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
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Abstract

一种为在卷对卷真空镀膜工艺中应用设计的磁辊，其具有包含在固定密封真空管中的稀土磁性材料。在所述固定密封真空管上安装有外转动辊。

Description

应用于真空镀膜的密封磁辊
本PCT申请要求2009年4月14日提交的第61/212,614号临时专利申请的权益。
背景技术
真空镀膜系统需要材料输送系统来移动被镀膜的基体使之通过真空镀膜室。在过去，磁辊系统已被使用于该目的。然而，镀膜室内试验的高温常常会显著降低大多数磁辊的有效性。已尝试稀土磁体，但是镀膜室内的高温和真空环境致使烧结稀土磁铁在真空镀膜过程中释放气体。这些气体通常不是镀膜室内环境所期望的添加物。因此，需要开发在输送基体通过真空镀膜室时没有磁辊或镀膜材料的退化的磁辊。
发明内容
本文描述了一种为卷对卷真空镀膜系统设计的改进磁辊。该磁辊设计用来消除松弛和保持水平移动的成卷基体(箔片)在恒定的高度。真空镀膜室达到约400℃的高温，会损害非稀土磁体的有效性。而稀土磁铁是由烧结工艺合成，会在真空系统中放出气体，由此会对镀膜工艺造成潜在危害。该改进磁辊的设计通过将磁铁密封在管状容器中，来消除真空系统内磁铁的气体释放。本设计的其它优点是：仅需要非常少量的稀土磁性材料；由于不要用辊轴来使重的磁铁转动而实现低的滚动惯量，这降低了驱动系统上的系统总受力。这还使得在输送基体箔片时，辊轴更易于转动。
本发明的磁辊具有衬垫板和设置在衬垫板上的磁体。在衬垫板和磁体的周围设置有密封真空管。外转动辊可转动地设置在密封真空管上。
经查看以下对优选实施例的详细描述和附图，本发明的其它目的和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见。
附图说明
图1为采用本发明磁辊的真空镀膜装置的侧视图；
图2为本发明磁辊的一端面视图；
图3为沿图2中A-A线的局部侧剖视图；
图4为具有附加特征的磁辊的一端面视图；
图5为沿图4中B-B线的局部侧剖视图。
具体实施方式
图1中显示了典型的卷对卷(RTR)真空装置10的一个截面图。基体箔片15从一RTR驱动室19被展开，然后经过真空镀膜室23，在相对的RTR驱动室27内被重新卷起。该基体箔片具有被吸引到作为RTR装置的一部分的磁辊上的磁性元件，例如但不限于不锈钢或软钢。磁辊35使网在通过真空镀膜室时保持在一个固定的高度。这提供了被更高控制的工艺和均匀的沉积。
图2，3，4和5显示了磁辊35的各种构型。通常由钢或其它适合的磁性材料制成的衬垫板39与磁体41被安装在一内固定管45中。磁体可以是一个连续的磁铁42或在衬垫板39上间隔设置的几个磁铁43。在衬垫板39上形成有缺口或凹陷37以安装设置于衬垫板上的各磁体41。凹陷37起到在将衬垫板安装于内固定管45中时使磁体保持在原位的作用。衬垫板由磁性材料制成，磁体41通常靠磁性吸引力保持在衬垫板的适当位置。应当理解，如果需要，可以使用其它固定装置来辅助将磁体41定位在衬垫板39上。磁体41应与衬垫板很接近以产生所期望的磁场。如果磁体41由多个磁铁形成，磁铁之间的间隔有助于产生所期望的磁场以及冷却磁铁。由于磁铁的磁性会在RTR真空装置10中所经历的高温下减弱，这样的冷却是特别期望的。另外，可以改变多个磁铁的尺寸、强度或磁引力以及材料以实现期望的磁场。磁体41必须能够在期望的磁场中从环境温度条件到约400℃下工作。通常，在磁体41与内固定管45之间存在有小间隔以促进磁体41在内固定管中的置放。
然后将安装在毂47上的短截轴49真空焊接51到内管45的两侧，就产生了密封真空管53。衬垫板39在内固定管45内横向延伸，且定位于与内固定管的纵向中心线17在朝向基体箔片15的方向上间隔一段距离的位置。毂47在内固定管45的每一侧都设置有缺口48。缺口48被使用于收容衬垫板39的端部40，起到将衬垫板和吸附的磁体41定位在内固定管45的固定位置的作用。磁体41设置在衬垫板的与网15最近的一侧38。磁体具有与固定管45的外圆周形状基本相同的弧形外表形状44。磁体通常由烧结稀土磁性材料形成。在该应用中表现良好的稀土磁体的一个例子是烧结钐钴。由于磁体被保持与基体箔片15邻近，磁性材料的尺寸缩减到提供网所期望的磁力所需要的量。这大幅减少了磁体41所需的昂贵的稀土磁性材料的量。密封真空管53还起到容纳可能在真空镀膜过程中从稀土磁体上释放的任何气体的作用。然后将插入在套体57内的轴承55安装在密封真空管53的短截轴上。在轴承55的外径上放置外转动辊59。为了外转动辊59轴承55优选为由耐高温塑料/陶瓷材料制成的轴衬型轴承。轴承55的材料优选为非磁性和非导电性的。在轴承的内孔54内位于密封真空管53各端的短截轴上可以设置刷56。在内孔54内可以设置弹簧61以使刷偏向短截轴49。刷56由导电性材料制成，例如但不限于金属、碳或银石墨。刷被使用于将金属短截轴安装到密封真空管的各端以及起到将RTR装置10接地的作用。内固定管45，外辊59，毂47以及短截轴49由不会影响磁体41所产生磁场的非磁性材料形成。在基体箔片15移动经过加工室23时，磁辊35施加力来维持适当的基体箔片路径，磁辊35转动的部分只有外辊59、轴承55的外圈63以及轴承套57。外辊59和轴承55的外圈的重量轻，具有低的滚动惯量，因而显著的降低了RTR真空装置10内驱动系统的受力。
上述对本发明的详细描述仅是为了说明性的目的。显然，只要不背离本发明的范围，本领域技术人员可以做出各种变化和修改。因此，全部上述描述都应理解为示例性和非限制性的，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

Claims (16)

1.一种磁辊，其包括：
一衬垫板；
一设置在衬垫板上的磁体；
一设置在衬垫板和磁体周围的密封真空管；
一可转动地设置在密封真空管上的外转动辊。
2.根据权利要求1所述的辊，其中，在密封真空管上设置有用于转动地安装外转动辊的轴承，所述轴承由非导电性材料形成。
3.根据权利要求2所述的辊，其中，在密封真空管的各端固定有一毂和短截轴以安装磁辊，轴承设置在所述短截轴上以转动地设置外辊。
4.根据权利要求1所述的辊，其中，衬垫板、磁体以及密封真空管固定安装并且在外辊转动时不转动。
5.根据权利要求1所述的辊，其中，衬垫板和磁体设置在密封真空管内，与密封真空管的外周的部分邻近。
6.根据权利要求5所述的辊，其中，一具有磁吸引性元件的基体箔片设置为邻近该辊，该辊的磁体将基体箔片吸引至邻近辊的位置。
7.根据权利要求6所述的辊，其中，衬垫板在密封真空管内横向延伸，且与真空管的纵向中心线在朝向位于辊上方的基体箔片的方向上间隔一段距离。
8.根据权利要求7所述的辊，其中，磁体设置在衬垫板的与基体箔片最近的一侧。
9.根据权利要求8所述的辊，其中，磁体具有与密封真空管的外圆周基本相同的弧形形状。
10.根据权利要求3所述的辊，其中，在用于安装短截轴的轴承内设置有用于将磁辊接地的刷，所述刷由导电材料形成。
11.根据权利要求3所述的辊，其中，在每个毂的与密封真空管邻近的端上形成有缺口，所述缺口用于收容衬垫板的端部以将衬垫板和磁体定位在密封真空管内的期望位置。
12.根据权利要求3所述的辊，其中，密封真空管、毂、短截轴以及外转动辊由非磁性金属材料形成。
13.根据权利要求1所述的辊，其中，衬垫板由磁性材料制成，磁体通过衬垫板与磁体之间的磁性吸引力保持在衬垫板的合适位置。
14.根据权利要求13所述的辊，其中，磁体具有布置在衬垫板上的多个磁铁。
15.根据权利要求14所述的辊，其中，设置于衬垫板上述多个磁铁之间存在间隔，多个磁铁间的间隔起到帮助产生期望磁场的作用。
16.根据权利要求15所述的辊，其中，衬垫板上设有多个缺口，多个缺口起到将各磁铁定位于衬垫板的期望位置上并在将磁体安装于密封真空管内时保持磁铁在该位置的作用。
CN2010800174639A 2009-04-14 2010-04-13 应用于真空镀膜的密封磁辊 Pending CN102395700A (zh)

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