CN103789739B - 磁控溅射镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本技术提供一种能够有效缩短抽真空时间，节约能源，提高设备有效利用率的磁控溅射镀膜装置。它包括多个真空腔体，相邻两腔体之间以隔板分隔，隔板两侧壁上开有顶端相对的v形槽，板缝开在两v形槽的顶端之间；在v形槽处设置有两个隔离条，隔离条沿着v形槽长度方向延伸，两个隔离条位于v形槽对称轴的两侧，隔离条与v形槽斜侧面相对的表面为与v形槽斜侧面相平行的斜面，两个隔离条相对的平面相互平行；在v形槽长度方向上，板缝的长度小于隔离条长度，隔离条长度小于v形槽长度；隔离条与驱动装置相连；两个隔离条在驱动装置带动下移动时，隔离条斜面与v形槽斜侧面接触并在斜侧面的导向下，两个隔离条相对移动，两个隔离条相对的平面相接触。

Description

磁控溅射镀膜装置

技术领域

本技术涉及磁控溅射镀膜装置。

背景技术

柔性卷对卷磁控溅射镀膜生产过程中，考虑到生产工艺的要求，磁控溅射镀膜工作腔通常会设置2个或更多。如果图1所示的卷对卷磁控溅射镀膜装置，壳体100内从左到右依次为上料储藏腔4、磁控溅射工作腔5、磁控溅射工作腔6、下料储藏腔7，一共有4个真空腔体。相邻两个真空腔体之间设置有隔板12，隔板上开有板缝13。在上料储藏腔4内设置有放料辊8，在下料储藏腔7设置有收卷辊9，在磁控溅射工作腔设置有磁控溅射靶机10。需要镀膜的柔性透明薄膜11经放料辊的放卷，通过板缝13依次进入磁控溅射工作腔6，下料储藏腔7，最后进入下料储藏腔7经收卷辊收卷。

相邻的两个腔体之间通过板缝互为连通，以便于柔性基带运行。一般情况下，柔性透明薄膜11的宽度为1300mm，长度为1000-3000米，由此以来，整个磁控溅射镀膜装置的真空腔体空间巨大，一次真空准备时间（由大气状态至真空工作状态（通常在10^-3-10^-7Pa）约需7-8小时。图1所示的是两个工作腔，如果工作腔再增加，真空腔体的数量还会增加，真空准备时间更长。

在溅射镀膜生产过程当中，时常会因上料、更换靶机中的靶材、相应腔体清洁、设备维护等，需要将腔体打开。操作完成后重新开始抽真空。一次真空准备耗时8小时，一个月中因上料每运行6小时更换一次、靶机中的靶材3天更换一次、相应腔体清洁一周一次、设备维护一周一次等，一个月会开腔数十次。因开腔后抽真空就要耗时占全部时间的57%，工时利用率极低，而且浪费大量的能源。

发明内容

本技术的目的是提供一种能够有效缩短抽真空时间，节约能源，提高设备有效利用率的磁控溅射镀膜装置。

本磁控溅射镀膜装置，包括多个真空腔体，相邻两腔体之间以隔板分隔，其特征是：隔板两侧壁上均开有v形槽，两个v形槽的顶端相对；把相邻两腔体连通的板缝开在两v形槽的顶端之间；在v形槽处设置有两个隔离条，隔离条沿着v形槽的长度方向延伸，两个隔离条位于v形槽的对称轴的两侧，隔离条与v形槽的斜侧面相对的表面为与v形槽斜侧面相平行的斜面，两个隔离条相对的平面相互平行；在v形槽的长度方向上，板缝的长度小于隔离条长度，隔离条长度小于v形槽长度；隔离条与驱动装置相连；两个隔离条在驱动装置带动下移动时，隔离条的斜面与v形槽的斜侧面接触并在斜侧面的导向下，两个隔离条相对移动，两个隔离条相对的平面相接触。

本技术的有益效果：需要对打开某一个腔体时，先把该腔体与相邻的腔体密封分隔，然后再对该腔体进行操作（如维修、清洁等等）。操作完成后，再对该腔体抽真空。由于无需对磁控溅射镀膜装置的所有腔体抽真空，所以极大的缩短了真空准备时间，同时也节约了抽真空的能耗。

把一个腔体与其它腔体密封分隔的操作过程如下：通过驱动装置驱动该腔体内的隔离条向v形槽移动，使得隔离条的斜面与v形槽的斜侧面接触，之后继续驱动隔离移动，在v形槽斜侧面的导向下，两个隔离条相对移动，使得两个隔离条相对的平面把位于两个隔离条之间的柔性透明薄膜夹紧。此时，两个隔离条的两端密封接触、隔离条与v形槽的斜侧面密封接触，也就是说，隔离条把与相邻腔体相通的板缝完全封闭。

当隔离条把板缝完全封闭后，对该腔体逐渐充气释放该腔体的真空，此时该腔体的真空度小于相邻腔体的真空度，该腔体与相邻的真空腔体之间则形成压力差。由于此压力差的作用，将两个隔离条推向v形槽的斜侧面，使得两个隔离条之间以及隔离条与v形槽之间贴合的更紧，闭合程度更好，密封性也更好。所以，由于压力差的作用，对于驱动装置来说，而无需施加更大的外力作用也能达到很好密封效果。这样，就能可靠的将该腔体与相邻腔体隔离。当该对腔体操作完毕后，需要该腔体恢复真空时，逐渐对该腔体抽真空，该腔体与相邻腔体之间的压力差减小直至消失，施加于隔离条的压力消除，隔离条在驱动装置的作用下方向移动，两个隔离条相互分离松开被夹紧的柔性透明薄膜，使该腔体和相邻的腔体又通过板缝连通，即可进入工作状态。

上述的磁控溅射镀膜装置，两个隔离条之间设置有常态时使得两个隔离条相对的平面相互分离的弹性装置。弹性装置能够使得两个隔离条在本磁控溅射镀膜装置正常工作时相互分离，防止两个隔离条压住从隔离条之间通过的柔性透明薄膜。

上述的磁控溅射镀膜装置，驱动装置包括能够沿着v形槽的对称轴移动的前后移动装置，两端分别与隔离条和前后移动装置铰接的连杆。最好，两个连杆之间设置有常态时使得连接在连杆上的两个隔离条相对的平面相互分离的弹性装置。

上述的磁控溅射镀膜装置，隔离条以弹性材料制成。

附图说明

图1是现有的磁控溅射镀膜装置示意图（原理示意图）。

图2是本技术的磁控溅射镀膜装置示意图。

图3是图2中的隔板、隔离条等的放大图（正常工作状态）。

图4是图2的的隔板、隔离条等的放大图（隔离条密封板缝的状态，省略弹簧）。

图5是图3的左视图。

具体实施方式

参见图2-5所示的卷对卷磁控溅射镀膜装置，壳体100内从左到右依次为上料储藏腔4、磁控溅射工作腔5、磁控溅射工作腔6、下料储藏腔7，一共有4个真空腔体。相邻两个真空腔体之间设置有隔板12。在上料储藏腔4内设置有放料辊8，在下料储藏腔7设置有收卷辊9，在磁控溅射工作腔设置有磁控溅射靶机10。需要镀膜的柔性透明薄膜11经放料辊的放卷，通过板缝13依次进入磁控溅射工作腔6，下料储藏腔7，最后进入下料储藏腔7经收卷辊收卷。

相邻两真空腔体之间以隔板12分隔，隔板两侧壁上均开有v形槽2、3，两个v形槽的顶端相对。把相邻两腔体连通的板缝13开在两v形槽的顶端之间。

在各v形槽处设置有两个以弹性材料制成的隔离条14、15，隔离条沿着v形槽的长度方向延伸，两个隔离条位于v形槽的对称轴的两侧，隔离条14、15与v形槽的斜侧面16、17相对的表面为与v形槽斜侧面相平行的斜面18、19，两个隔离条相对的平面20、21相互平行。

在v形槽的长度方向上，板缝的长度小于隔离条长度，隔离条长度小于v形槽长度。驱动装置22包括设置壳体100上能够相对于壳体沿着v形槽的对称轴移动的前后移动装置23，两端分别与隔离条和前后移动装置铰接的连杆24。

参见图3，两个连杆之间设置有常态时使得连接在连杆上的两个隔离条14、15相对的平面20、21相互分离的弹簧25。

参见图4，两个隔离条分别在驱动装置带动下移动时，隔离条的斜面18、19与v形槽的斜侧面16、17接触并在斜侧面的导向下，两个隔离条相对移动，两个隔离条相对的平面20、21把从两隔离条之间经过穿过板缝13的柔性透明薄膜11夹紧。由于柔性透明薄膜11很薄（厚度大约20-200微米），加上隔离条有一定的弹性，在没有柔性透明薄膜11的两个隔离条的两端处，两个隔离条相对的平面20、21之间也会相互接触并可靠密封。两个隔离条14、15与v形槽可以看作的一个可以打开或关闭的隔离阀门。

由此，将上料储藏腔4、磁控溅射工作腔5、磁控溅射工作腔6、下料储藏腔7等各腔体使用隔板分离开来，并在隔板加上隔离阀门。需要时将需要打开的腔体与相邻腔体隔离，保持相邻腔体的真空度。打开的腔体在操作完毕后需要重新抽真空时，抽真空时间很短，减少真空准备时间。一般情况下对单一腔室的真空准备时间仅1-2小时，节省动力消耗约70%。

由于腔体隔离时板缝中有柔性透明薄膜11，由于柔性透明薄膜11宽度达1.3M，加上相邻的腔体真空度高，要求隔离条的闭合外力也大，否则达不到密闭效果。本加上采用的具有特定截面的隔离条，很好的解决了上述难点，需要密闭时无需驱动装置太大的驱动力，仅推动隔离条与v形槽斜侧面接触即可。

在磁控溅射镀膜装置正常工作时，各腔体均在真空状态中（通常在10^-3-10^-7Pa），由于上下卷料、靶材更换、内部洁净处理、设备维护等因素，时常需要解除腔体真空、打开腔门，进行相应的操作。此时仅根据需要解除真空的腔体，驱动该腔体内的隔离条，使隔离条向v形槽移动。在外力推动隔离条时，由于v形槽的斜侧面的作用，使两隔离条闭拢。而且，推动外力越大，闭紧效果越好。

当对需要解除真空的腔体逐渐充气释放该腔体的真空时，此时该腔体的真空度小于相邻腔体的真空度，该腔体与相邻的真空腔体之间则形成压力差。由于此压力差的作用，将两个隔离条推向v形槽的斜侧面，使得两个隔离条之间以及隔离条与v形槽之间贴合的更紧，闭合程度更好，密封性也更好。所以，由于压力差的作用，对于驱动装置来说，而无需施加更大的外力作用也能达到很好密封效果。这样，就能可靠的将该腔体与相邻腔体隔离。当该腔体需要恢复真空时，逐渐对该腔体抽真空，该腔体与相邻腔体之间的压力差减小直至消失，施加于隔离条的外力消除，隔离条在驱动装置的作用下打开，使该腔体和相邻腔体连通，进入工作状态。

本技术的特点：把磁控溅射镀膜装置分割成多空间，分别控制，减少对整个磁控溅射镀膜装置整体抽气，减少动力消耗达70%；需要隔离时，利用相邻腔体内真空压力差推动隔离条，保持腔体内高真空度；利用压力差闭紧隔离条，无需太大的外力驱动，减少驱动装置的动力消耗；利用隔离条与v形槽的配合，在外力推动下，力量越大，闭紧效果越好；隔离条之间、隔离条与v形槽之间采用面接触，接触面积大，密闭性好；结构简单，易于控制，控制驱动系统耗能、成本费用低。

Claims (5)

1.磁控溅射镀膜装置，包括多个真空腔体，相邻两腔体之间以隔板分隔，其特征是：隔板两侧壁上均开有v形槽，两个v形槽的顶端相对；把相邻两腔体连通的板缝开在两v形槽的顶端之间；在v形槽处设置有两个隔离条，隔离条沿着v形槽的长度方向延伸，两个隔离条位于v形槽对称轴的两侧，隔离条与v形槽斜侧面相对的表面为与v形槽斜侧面相平行的斜面，两个隔离条相对的平面相互平行；在v形槽的长度方向上，板缝的长度小于隔离条长度，隔离条长度小于v形槽长度；隔离条与驱动装置相连；两个隔离条在驱动装置带动下移动时，隔离条的斜面与v形槽的斜侧面接触并在斜侧面的导向下，两个隔离条相对移动，两个隔离条相对的平面相接触。

2.如权利要求1所述的磁控溅射镀膜装置，其特征是：两个隔离条之间设置有常态时使得两个隔离条相对的平面相互分离的弹性装置。

3.如权利要求1所述的磁控溅射镀膜装置，其特征是：驱动装置包括能够沿着v形槽的对称轴移动的前后移动装置，两端分别与隔离条和前后移动装置铰接的连杆。

4.如权利要求3所述的磁控溅射镀膜装置，其特征是：两个连杆之间设置有常态时使得连接在连杆上的两个隔离条相对的平面相互分离的弹性装置。

5.如权利要求1所述的磁控溅射镀膜装置，其特征是：隔离条以弹性材料制成。