CN103014641A - 用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，包括真空相连的装载室、磁控溅射镀膜室以及收卷室，装载室内设置第一转轴，收卷室内设置第二转轴，第二转轴的输出端连接有使其均匀转动的动力装置，柔性线材的一端设置在第一转轴上，另一端固定在第二转轴上，以柔性线材为中心在磁控溅射镀膜室上环形均布至少三个溅射靶。通过将柔性线材依次穿设在装载室、磁控溅射镀膜室和收卷室内，并通过收卷室内的均匀转动的转轴使柔性线材均匀移动，可连续的对柔性线材镀膜，提高生产效率，利用磁控溅射镀膜技术对柔性线材镀膜，使膜层更加稳定可靠，磁控溅射镀膜室内绕柔性线材均匀设置多个溅射靶，使柔性线材外表面能进行完整的镀膜工作且膜层均匀。

Description

用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置

技术领域

本发明涉及真空镀膜设备技术领域，尤其涉及一种用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置。

背景技术

柔性线材泛指具有弯曲弯绕能力的线材，比如电缆、聚合物线材、金属线材等。为了增加柔性线材的耐磨性或者耐腐蚀性或者美观度，常常在柔性线材表面通过电弧喷镀或者浸镀一层或者多层保护膜，以达到柔性线材具有耐磨、耐腐蚀或者装饰等效果。例如，中国专利文献CN 1664159A公开一种“电弧喷镀装置”，该装置包括:线材供给装置,其具有将两个喷镀线材送出的推动输送部；喷镀枪,其具有中继从所述线材供给装置所送出的所述两个喷镀线材并输送到工件上的拉伸输送部,并进行电弧喷镀；导向管,其在所述线材供给装置和所述喷镀枪之间进行所述两个喷镀线材的输送引导,其特征在于,所述导向管从所述线材供给装置的连接侧到规定长度的内径是通常的内径,从这里到对所述喷镀枪的连接侧的内径是比通常内径更大的内径。由此,提供一种能够始终以一定的速度输送喷镀线材,因此能够使均匀的喷镀膜形成的电弧喷镀装置。此装置虽然能对线材表面进行喷镀薄膜，但是此装置结构复杂，薄膜的稳定性较差，不能长时间附着在柔性线材表面，并且由于线材横截面积小，电弧喷镀时会浪费很多材料，使得生产成本居高不下，而且也给后续处理喷镀材料带来了困难。

目前，磁控溅射镀膜技术是当前广泛应用的真空镀膜技术方法，被普遍应用于光学、微电子、耐磨、耐腐蚀、装饰等产业领域，用以提供可靠而稳定的薄膜镀层，可为被镀膜产品提供某方面的特性。因此为了解决目前柔性线材镀膜的缺陷，可以将磁控溅射镀膜技术应用到柔性线材上，但是目前的磁控溅射装置具有以下缺陷：1、只能对单一的个体镀膜，如玻璃、钻头、手机壳等，而不能对连续的线材进行镀膜；2、由于磁控溅射不具备绕射功能，单个靶只能对单一平面镀膜，缺乏多面镀膜能力。因此需要对磁控溅射装置进行改进，才能对柔性线材进行连续的稳定的镀膜。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，可以实现对柔性线材表面进行磁控溅射镀制功能薄膜，增加薄膜的稳定性。

本发明的一个目的在于，提供一种用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，可以进行连续生产，使柔性线材能连续镀膜，提高生产效率。

本发明的一个目的在于，提供一种用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，可以在柔性线材的表面进行完整的镀膜工作，并且镀制的膜层均匀。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，包括真空相连的用于装载待镀柔性线材的装载室、用于对柔性线材进行镀膜的磁控溅射镀膜室以及用于对完成镀膜的柔性线材进行收卷的收卷室，所述装载室内设置用于对柔性线材放卷的第一转轴，所述收卷室内设置用于对柔性线材收卷的第二转轴，所述第二转轴的输出端连接有使其均匀转动的动力装置，所述柔性线材的一端设置在第一转轴上，另一端依次穿过所述装载室、磁控溅射镀膜室固定在所述收卷室内的第二转轴上，以柔性线材为中心在所述磁控溅射镀膜室上环形均布至少三个溅射靶。

优选的，所述磁控溅射镀膜室包括依次设置的用于对柔性线材表面进行处理的预处理室、对柔性线材镀制多层膜的多个镀膜室，以及相邻镀膜室之间的真空过渡室，镀膜室和真空过渡室的数量是根据柔性线材表面镀制的膜层数来决定的。

作为用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的一种优选方案，所述装载室与所述磁控溅射镀膜室之间设置第一过渡腔，所述装载室靠近所述第一过渡腔的一侧设置装载室导线孔，所述收卷室与所述磁控溅射镀膜室之间设置第二过渡腔，所述收卷室靠近所述第二过渡腔的一侧设置收卷室导线孔。

作为用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的一种优选方案，所述装载室导线孔的中心、多个溅射靶发射的中心以及收卷室导线孔的中心均与所述柔性线材的轴心线重合。

作为用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的一种优选方案，所述第二过渡腔与所述收卷室之间依次设置加热室和第三过渡腔。

作为用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的一种优选方案，所述溅射靶为三个，环形分布在所述磁控溅射镀膜室上，且此三个溅射靶与柔性线材之间的距离一致。

作为用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的一种优选方案，所述溅射靶为四个，环形分布在所述磁控溅射镀膜室上，且此四个溅射靶与柔性线材之间的距离一致。

作为用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的一种优选方案，所述装载室、第一过渡腔、磁控溅射镀膜室、第二过渡腔、加热室、第三过渡腔以及收卷室为圆形腔室或者方形腔室或者异形腔室。磁控溅射镀膜室采用圆形腔室是为了更好的分布溅射靶，但是也可以采用方形腔室或者异形腔室，只要溅射靶到柔性线材的距离一致即可。

作为用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的一种优选方案，还包括真空泵机组，所述真空泵机组与所述装载室、第一过渡腔、磁控溅射镀膜室、第二过渡腔、加热室、第三过渡腔或者收卷室相连，以通过真空泵机组对各腔室抽真空。

作为用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的一种优选方案，所述磁控溅射镀膜室上设置用于填充镀膜用气体的布气系统。

作为用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的一种优选方案，所述第二转轴上设置用于固定柔性导线的锁扣。此处的锁扣是为了保证柔性线材在被第二转轴旋转收卷时不脱落，保证第二转轴的收卷工作正常进行，并且还能保证柔性线材被第一转轴和第二转轴拉紧，保证镀膜均匀。

本发明的有益效果为：

1、通过将柔性线材依次穿设在装载室、磁控溅射镀膜室和收卷室内，并通过收卷室内的均匀转动的转轴使柔性线材均匀的通过磁控溅射镀膜室，这样可连续的对柔性线材镀膜，提高生产效率；

2、利用磁控溅射镀膜技术对柔性线材真空镀膜，使膜层更加稳定可靠；

3、在磁控溅射镀膜室内绕柔性线材均匀设置多个溅射靶，可对柔性线材完整的外表面进行镀膜，多个溅射靶与柔性线材之间的距离一致，使得镀制的膜层更加均匀；

4、通过在第二过渡腔与收卷室之间设置加热室，可以对镀膜完成的柔性线材进行加热，使表面的膜层成型速度更快，稳定性更高。

对比现有技术，此磁控溅射镀膜室具有结构简单、操作方便、360度方向镀膜、膜层均匀且稳定、生产速度快、加工质量高的优点。

附图说明

图1为实施例一所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的结构示意图；

图2为图1中磁控溅射镀膜室的A-A剖视示意图；

图3为实施例一所述的磁控溅射装置的工作原理图；

图4为实施例二所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置的结构示意图；

图5为图4中磁控溅射镀膜室的B-B剖视示意图；

图6为实施例二所述的磁控溅射装置的工作原理图。

图中：

1、装载室；2、磁控溅射镀膜室；3、收卷室；4、溅射靶；5、真空泵机组；6、布气系统；7、第一过渡腔；8、第二过渡腔；9、装载室导线孔；10、收卷室导线孔；11、第一转轴；12、第二转轴；13、锁扣；14、柔性线材；15加热室；16、第三过渡腔。

具体实施方式

实施例一：

如图1～3所示，此实施例中所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，包括依次设置的装载室1、磁控溅射镀膜室2以及收卷室3，装载室1与磁控溅射镀膜室2之间设置第一过渡腔7，磁控溅射镀膜室2与收卷室3之间设置第二过渡腔8，且装载室1、第一过渡腔7、磁控溅射镀膜室2、第二过渡腔8、收卷室3之间内部连通，并在连接处进行密封处理，在磁控溅射镀膜室2上设置真空泵机组5，此真空泵机组5使装载室1、第一过渡腔7、磁控溅射镀膜室2、第二过渡腔8、收卷室3内呈真空状态，以便于镀膜工序的正常进行。

装载室1用于装载待镀柔性线材14，装载室1内转动设置第一转轴11，收卷室3用于对完成镀膜的柔性线材14进行收卷，收卷室3内设置第二转轴12，第二转轴12通过动力装置进行转动工作，本实施例中，动力装置为电机。

装载室1靠近第一过渡腔7的一侧设置装载室导线孔9，收卷室3靠近第二过渡腔8的一侧设置收卷室导线孔10，柔性线材14的一端设置在第一转轴11上，另一端依次穿过装载室1上的装载室导线孔9、第一过渡腔7、磁控溅射镀膜室2、第二过渡腔8、收卷室3上的收卷室导线孔10最后固定在第二转轴12上，为了使柔性线材14不脱落，在第二转轴12上固定焊接有一个锁扣13。

在磁控溅射镀膜室2为圆形腔室，其上环形设置四个溅射靶4，四个溅射靶4到柔性线材14的距离一致，在磁控溅射镀膜室2上还设置用于填充镀膜用气体的布气系统6。

为了方便装卸线材，在装载室1和收卷室3上均开设腔室门，腔室门与装载室1和收卷室3之间均设置有密封圈，以防止漏气。

工作步骤：

一、将待镀膜柔性线材14缠绕成卷，并放在第一转轴11上；

二、然后将柔性线材14的一端抽出，并依此穿过装载室1上的装载室导线孔9、第一过渡腔7、磁控溅射镀膜室2、第二过渡腔8、收卷室导线孔10固定在第二转轴12的锁扣13上；

三、密封好各个腔室，然后开启真空泵机组5将内部的空气抽取，使内部形成真空状态；

四、同时开启布气系统6和溅射靶4对柔性线材14表面进行镀膜，同时电机启动，带动第二转轴12转动，使镀膜完成的柔性线材14匀速的收卷在第二转轴12上；

五、当第一转轴11上的柔性线材14全部镀膜完成后，关闭布气系统6和溅射靶4，同时电机停止工作，通过真空泵机组5对真空腔室内注入空气；

六、开启收卷室3，将镀膜和收卷完成的柔性线材14取出；

七、重复步骤一至步骤六，进行多次连续的镀膜生产。

实施例二：

如图4～6所示，此实施例中所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，包括依次设置的装载室1、磁控溅射镀膜室2以及收卷室3，装载室1与磁控溅射镀膜室2之间设置第一过渡腔7，磁控溅射镀膜室2与收卷室3之间依次设置第二过渡腔8、加热室15、第三过渡腔16，且装载室1、第一过渡腔7、磁控溅射镀膜室2、第二过渡腔8、加热室15、第三过渡腔16、收卷室3之间内部连通，并在连接处进行密封处理，在装载室1上设置真空泵机组5，此真空泵机组5使装载室1、第一过渡腔7、磁控溅射镀膜室2、第二过渡腔8、加热室15、第三过渡腔16、收卷室3内呈真空状态，以便于镀膜工序的正常进行。

装载室1用于装载待镀柔性线材14，装载室1内转动设置第一转轴11，收卷室3用于对完成镀膜的柔性线材14进行收卷，收卷室3内设置第二转轴12，第二转轴12通过动力装置进行转动工作，本实施例中，动力装置为电机。

装载室1靠近第一过渡腔7的一侧设置装载室导线孔9，收卷室3靠近第三过渡腔16的一侧设置收卷室导线孔10，柔性线材14的一端设置在第一转轴11上，另一端依次穿过装载室1上的装载室导线孔9、第一过渡腔7、磁控溅射镀膜室2、第二过渡腔8、加热室15、第三过渡腔16、收卷室导线孔10固定在第二转轴12上，为了使柔性线材14不脱落，在第二转轴12上固定焊接有一个锁扣13。

在磁控溅射镀膜室2为圆形腔室，其上环形设置三个溅射靶4，三个溅射靶4到柔性线材14的距离一致，在磁控溅射镀膜室2上还设置用于填充镀膜用气体的布气系统6。

为了方便装卸线材，在装载室1和收卷室3上均开设腔室门，腔室门与装载室1和收卷室3之间均设置有密封圈，以防止漏气。

工作步骤：

一、将待镀膜柔性线材14缠绕成卷，并放在第一转轴11上；

二、然后将柔性线材14的一端抽出，并依此穿过装载室1上的装载室导线孔9、第一过渡腔7、磁控溅射镀膜室2、第二过渡腔8、加热室15、第三过渡腔16、收卷室导线孔10并固定在第二转轴12上；

三、密封好各个腔室，然后开启真空泵机组5将内部的空气抽取，使内部形成真空状态；

四、同时开启布气系统6和溅射靶4对柔性线材14表面进行镀膜，同时电机启动，带动第二转轴12转动，使镀膜完成的柔性线材14匀速的收卷在第二转轴12上；

五、当第一转轴11上的柔性线材14全部镀膜完成后，关闭布气系统6和溅射靶4，同时电机停止工作，通过真空泵机组5对真空腔室内注入空气；

六、开启收卷室3，将镀膜和收卷完成的柔性线材14取出；

七、重复步骤一至步骤六，进行多次连续的镀膜生产。

磁控溅射镀膜室2上的溅射靶4不限于上述实施例所述的三个或者四个，其数量以实际需要为准，例如，溅射靶还可为五个或者六个。

磁控溅射镀膜室2还可以为复合镀膜室，可以包括依次设置的用于对柔性线材表面进行处理的预处理室、对柔性线材镀制多层膜的多个镀膜室，以及相邻镀膜室之间的真空过渡室，镀膜室和真空过渡室的数量是根据柔性线材表面镀制的膜层数来决定的。

装载室1、第一过渡腔7、磁控溅射镀膜室2、第二过渡腔8、加热室15、第三过渡腔16以及收卷室3的形状可以为圆形，也可以为方形或者为异形。磁控溅射镀膜室2采用圆形腔室是为了更好的分布溅射靶4，但是也可以采用方形腔室或者异形腔室，只要溅射靶4到柔性线材14的距离一致即可。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，其特征在于，包括真空相连的用于装载待镀柔性线材的装载室、用于对柔性线材进行镀膜的磁控溅射镀膜室以及用于对完成镀膜的柔性线材进行收卷的收卷室，所述装载室内设置用于对柔性线材放卷的第一转轴，所述收卷室内设置用于对柔性线材收卷的第二转轴，所述第二转轴的输出端连接有使其均匀转动的动力装置，所述柔性线材的一端设置在第一转轴上，另一端依次穿过所述装载室、磁控溅射镀膜室固定在所述收卷室内的第二转轴上，以柔性线材为中心在所述磁控溅射镀膜室上环形均布至少三个溅射靶。

2.根据权利要求1所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，其特征在于，所述装载室与所述磁控溅射镀膜室之间设置第一过渡腔，所述装载室靠近所述第一过渡腔的一侧设置装载室导线孔，所述收卷室与所述磁控溅射镀膜室之间设置第二过渡腔，所述收卷室靠近所述第二过渡腔的一侧设置收卷室导线孔。

3.根据权利要求2所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，其特征在于，所述装载室导线孔的中心、多个溅射靶发射的中心以及收卷室导线孔的中心均与所述柔性线材的轴心线重合。

4.根据权利要求2所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，其特征在于，所述第二过渡腔与所述收卷室之间依次设置加热室和第三过渡腔。

5.根据权利要求3所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，其特征在于，所述溅射靶为三个，环形分布在所述磁控溅射镀膜室上，且此三个溅射靶与柔性线材之间的距离一致。

6.根据权利要求3所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，其特征在于，所述溅射靶为四个，环形分布在所述磁控溅射镀膜室上，且此四个溅射靶与柔性线材之间的距离一致。

7.根据权利要求4所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，其特征在于，所述装载室、第一过渡腔、磁控溅射镀膜室、第二过渡腔、加热室、第三过渡腔以及收卷室为圆形腔室或者方形腔室或者异形腔室。

8.根据权利要求7所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，其特征在于，还包括真空泵机组，所述真空泵机组与所述装载室、第一过渡腔、磁控溅射镀膜室、第二过渡腔、加热室、第三过渡腔或者收卷室相连，以通过真空泵机组对各腔室抽真空。

9.根据权利要求1～8任一所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，其特征在于，所述磁控溅射镀膜室上设置用于填充镀膜用气体的布气系统。

10.根据权利要求1～8任一所述的用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置，其特征在于，所述第二转轴上设置用于固定柔性导线的锁扣。

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