CN103805955B - 一种用于卷绕式溅射三层介质膜的镀膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用在卷绕式溅射三层介质膜的镀膜装置及镀膜方法。该镀膜装置，包括有：冷辊、驱动冷辊的主电机、包覆住冷辊的真空腔、放卷机构、收卷机构和五个阴极小室，所述五个阴极小室中的中间三个阴极小室结构相同均为双靶阴极小室，双靶阴极小室中的阴极靶体为两个阴极溅射靶，五个阴极小室中的两侧的两个阴极小室结构相同均为单靶阴极小室，单靶阴极小室的阴极靶体为一个阴极溅射靶。采用上述结构后，本发明利用中间的三个双靶阴极小室采用相同的气氛对三层介质膜的中间介质膜进行溅射，延长了中间介质膜的成膜时间，双靶阴极的溅射靶距更为精确。
Description
技术领域
本发明涉及真空镀膜设备，特指一种应用在卷绕式溅射三层介质膜的镀膜装置及镀膜方法。
背景技术
在对阴极溅射成膜装置中，卷绕式真空镀膜设备以其可以连续生产而明显的提高了成膜的效率，然而，现有的卷绕式真空镀膜设备中对于各个用来溅射成膜阴极小室的安装数量有限，各个阴极小室的溅射时间和溅射气氛难以准确控制，成膜的稳定性差，大都只能生产一层或两层介质膜，而无法连续溅射三层介质膜，因为三层介质膜中间的介质膜的溅射成膜时间较长，成膜气氛与上下两层介质膜的气氛均不同，现有的卷绕式真空镀膜设备同步转动，单一的阴极小室的溅射成膜时间明显不够，各个阴极小室的气氛也容易相互干涉；
另外，现有的卷绕式真空镀膜设备往往需要和清洁装置、加热装置、放卷和收卷机构配套使用形成生产线，这样会造成设备多、占用产地大的问题；
有鉴于此，如何设计一种仅用单一的真空镀膜设备和镀膜方法就能连续溅射三层介质膜成为有待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足之处而提供的一种应用在卷绕式溅射三层介质膜的镀膜装置及镀膜方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种用于卷绕式溅射三层介质膜的镀膜装置，包括有：冷辊、驱动冷辊的主电机、包覆住冷辊的真空腔、放卷机构、收卷机构和五个阴极小室，其中，放卷机构、收卷机构和五个阴极小室均内置于真空腔内，放卷机构通过原料薄膜绕过冷辊的圆周表面传输到收卷机构实现三者的同步联动，所述真空腔包覆住冷辊的部分为圆柱形腔体，五个阴极小室间隔排列在所述圆柱形腔体的内壁上且向外伸凸形成腔室凸包，所述阴极小室包括有阴极靶体、冷却水管、补气机构、抽真空机构、气氛隔离板，阴极靶体对应着冷辊上的原料薄膜设置在阴极小室内，冷却水管分布在阴极小室的侧壁，补气机构由外部的补气单元连通到对应的阴极小室内，抽真空机构由外部的抽真空机连通到阴极小室内，气氛隔离板间隔设置在两相邻的阴极小室之间；所述五个阴极小室中的中间三个阴极小室结构相同均为双靶阴极小室，双靶阴极小室中的阴极靶体为两个阴极溅射靶，五个阴极小室中的两侧的两个阴极小室结构相同均为单靶阴极小室，单靶阴极小室的阴极靶体为一个阴极溅射靶。
所述真空腔内还设有离子源预处理机构，离子源预处理机构为两个，分别设置在放卷机构与冷辊之间以及冷辊和收卷机构之间，离子源预处理机构包括有用来清洗的真空室，该真空室为凹型容腔，真空室上部的开口对应待清洗的原料薄膜；真空室的底部安装有用来抽真空的真空机构，在真空室内固定设有绝缘支撑件，在绝缘支撑件上设有用来提供清洁气体的布气孔，在绝缘支撑件上还分别间隔设有两个电极，两个电极分别通过各自的电源线与外部的高压中频电源电连接。
所述真空腔内还设有用来对原料薄膜进行加热的加热装置，加热装置为两个，分别为设置在放卷机构的出口端前加热装置以及设置在收卷机构的进口端的后加热装置。
本发明还涉及一种用于卷绕式溅射三层介质膜的镀膜方法，包括有以下步骤，
步骤一，对真空腔进行抽真空，放卷机构、冷辊、收卷机构三者同步转动使原料薄膜从放卷机构卷绕过冷辊的圆周表面传输到收卷机构；
步骤二，原料薄膜在传输过程中，先通过前加热装置对原料薄膜进行预加热，在经过离子源预处理机构对原料薄膜进行预处理，以清除基底表面异物，改善成膜质量，增加沉积层在基底上的附着力；
步骤三，经过前一个单靶阴极小室时在原料薄膜上溅射第一层介质膜，前一个单靶阴极小室内通过抽真空、补气后形成用来溅射第一层介质膜的第一气氛；
步骤四，经过三个双靶阴极小室时在原料薄膜上连续溅射第二层介质膜，每个双靶阴极小室内均通过抽真空、补气后形成用来溅射第二层介质膜的第二气氛；
步骤五，经过后一个单靶阴极小室时在原料薄膜上溅射第三层介质膜，后一个单靶阴极小室内通过抽真空、补气后形成用来溅射第三层介质膜的第三气氛；
步骤六，经过后一个离子源预处理机构对镀膜后的原料薄膜进行预处理，在经过后加热装置对镀膜后的原料薄膜进行加热后通过收卷机构收卷。
采用上述镀膜装置和镀膜方法后，本发明具有以下优点：本发明的采用五个阴极小室排布的方式，利用中间的三个双靶阴极小室采用相同的气氛对三层介质膜的中间介质膜进行溅射，延长了中间介质膜的成膜时间，双靶阴极的溅射靶距更为精确，这样，确保三个双靶阴极小室的溅射靶距一致，每个阴极小室的抽真空和补气装置，可以确保三个双靶阴极小室的气氛保持一致，而隔离板能将各个阴极小室的气氛相互隔离，这样才能保证三个双靶阴极小室镀溅射同一层介质膜；另外，本发明将清洗装置、收卷机构、放卷机构以及加热装置均与镀膜设备整合为同一台设备，替代了传统的生产线，节约了占用空间。由上可知，本发明具有能连续溅射三层介质膜的特点，同时本发明的镀膜设备结构紧凑、占用空间小。
附图说明
图1是本发明结构原理示意图。
图2是本发明离子源预处理机构示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，一种用于卷绕式溅射三层介质膜的镀膜装置，包括有：冷辊10、驱动冷辊10的主电机20、包覆住冷辊10的真空腔30、放卷机构40、收卷机构50和五个阴极小室60，其中，放卷机构40、收卷机构50和五个阴极小室60均内置于真空腔30内，放卷机构40通过原料薄膜70绕过冷辊10的圆周表面传输到收卷机构40实现三者的同步联动，所述真空腔30包覆住冷辊10的部分为圆柱形腔体31，五个阴极小室60间隔排列在所述圆柱形腔体31的内壁上且向外伸凸形成腔室凸包32，所述阴极小室60包括有阴极靶体、冷却水管62、补气机构63、抽真空机构64、气氛隔离板65，阴极靶体对应着冷辊10上的原料薄膜70设置在阴极小室60内，冷却水管62分布在阴极小室60的侧壁，补气机构63由外部的补气单元连通到对应的阴极小室60内，抽真空机构64由外部的抽真空机连通到阴极小室60内，气氛隔离板65间隔设置在两相邻的阴极小室60之间；所述五个阴极小室60中的中间三个阴极小室结构相同均为双靶阴极小室，双靶阴极小室中的阴极靶体为两个阴极溅射靶611，五个阴极小室中的两侧的两个阴极小室结构相同均为单靶阴极小室，单靶阴极小室的阴极靶体为一个阴极溅射靶612。
所述真空腔30内还设有离子源预处理机构80，离子源预处理机构80为两个，分别设置在放卷机构40与冷辊10之间以及冷辊10和收卷机构50之间，离子源预处理机构80包括有用来清洗的真空室81，该真空室81为凹型容腔，真空室81上部的开口对应待清洗的原料薄膜70；真空室81的底部安装有用来抽真空的真空机构82，在真空室81内固定设有绝缘支撑件83，在绝缘支撑件83上设有用来提供清洁气体的布气孔84，在绝缘支撑件83上还分别间隔设有两个电极84，两个电极84分别通过各自的电源线85与外部的高压中频电源电连接。
所述真空腔30内还设有用来对原料薄膜70进行加热的加热装置，加热装置为两个，分别为设置在放卷机构40的出口端前加热装置91以及设置在收卷机构50的进口端的后加热装置92。
本发明还涉及一种用于卷绕式溅射三层介质膜的镀膜方法，包括有以下步骤，
步骤一，对真空腔31进行抽真空，放卷机构40、冷辊10、收卷机构50三者同步转动使原料薄膜70从放卷机构40卷绕过冷辊10的圆周表面传输到收卷机构50；
步骤二，原料薄膜70在传输过程中，先通过前加热装置91对原料薄膜70进行预加热，在经过离子源预处理机构80对原料薄膜70进行预处理，以清除基底表面异物，改善成膜质量，增加沉积层在基底上的附着力；
步骤三，经过前一个单靶阴极小室a时在原料薄膜70上溅射第一层介质膜，前一个单靶阴极小室a内通过抽真空、补气后形成用来溅射第一层介质膜的第一气氛；
步骤四，经过三个双靶阴极小室b、c、d时在原料薄膜70上连续溅射第二层介质膜，每个双靶阴极小室内均通过抽真空、补气后形成用来溅射第二层介质膜的第二气氛；
步骤五，经过后一个单靶阴极小室e时在原料薄膜上溅射第三层介质膜，后一个单靶阴极小室内通过抽真空、补气后形成用来溅射第三层介质膜的第三气氛；
步骤六，经过后一个离子源预处理机构80对镀膜后的原料薄膜70进行预处理，在经过后加热装置92对镀膜后的原料薄膜70进行加热后通过收卷机构50收卷。
由上可知，本发明具有能连续溅射三层介质膜的特点，同时本发明的镀膜设备结构紧凑、占用空间小。
以上使用方案仅仅是本发明的一个实施例，不作为限制本发明的保护范围。对于本发明权利要求的所述的各种结构简单变换均在本发明保护范围之内。
Claims (1)
1.一种用于卷绕式溅射三层介质膜的镀膜方法，所采用的镀膜装置包括：冷辊、驱动冷辊的主电机、包覆住冷辊的真空腔、放卷机构、收卷机构和五个阴极小室，其中，放卷机构、收卷机构和五个阴极小室均内置于真空腔内，放卷机构通过原料薄膜绕过冷辊的圆周表面传输到收卷机构实现三者的同步联动，所述真空腔包覆住冷辊的部分为圆柱形腔体，五个阴极小室间隔排列在所述圆柱形腔体的内壁上且向外伸凸形成腔室凸包，所述阴极小室包括有阴极靶体、冷却水管、补气机构、抽真空机构、气氛隔离板，阴极靶体对应着冷辊上的原料薄膜设置在阴极小室内，冷却水管分布在阴极小室的侧壁，补气机构由外部的补气单元连通到对应的阴极小室内，抽真空机构由外部的抽真空机连通到阴极小室内，气氛隔离板间隔设置在两相邻的阴极小室之间；所述五个阴极小室中的中间三个阴极小室结构相同均为双靶阴极小室，双靶阴极小室中的阴极靶体为两个阴极溅射靶，五个阴极小室中的两侧的两个阴极小室结构相同均为单靶阴极小室，单靶阴极小室的阴极靶体为一个阴极溅射靶；
所述真空腔内还设有离子源预处理机构，离子源预处理机构为两个，分别设置在放卷机构与冷辊之间以及冷辊和收卷机构之间，离子源预处理机构包括有用来清洗的真空室，该真空室为凹型容腔，真空室上部的开口对应待清洗的原料薄膜；真空室的底部安装有用来抽真空的真空机构，在真空室内固定设有绝缘支撑件，在绝缘支撑件上设有用来提供清洁气体的布气孔，在绝缘支撑件上还分别间隔设有两个电极，两个电极分别通过各自的电源线与外部的高压中频电源电连接；
所述真空腔内还设有用来对原料薄膜进行加热的加热装置，加热装置为两个，分别为设置在放卷机构的出口端前加热装置以及设置在收卷机构的进口端的后加热装置；
其特征在于：包括有以下步骤，步骤一，对真空腔进行抽真空，放卷机构、冷辊、收卷机构三者同步转动使原料薄膜从放卷机构卷绕过冷辊的圆周表面传输到收卷机构；步骤二，原料薄膜在传输过程中，先通过前加热装置对原料薄膜进行预加热，再经过离子源预处理机构对原料薄膜进行预处理，以清除基底表面异物，改善成膜质量，增加沉积层在基底上的附着力；步骤三，经过前一个单靶阴极小室时在原料薄膜上溅射第一层介质膜，前一个单靶阴极小室内通过抽真空、补气后形成用来溅射第一层介质膜的第一气氛；步骤四，经过三个双靶阴极小室时在原料薄膜上连续溅射第二层介质膜，每个双靶阴极小室内均通过抽真空、补气后形成用来溅射第二层介质膜的第二气氛；步骤五，经过后一个单靶阴极小室时在原料薄膜上溅射第三层介质膜，后一个单靶阴极小室内通过抽真空、补气后形成用来溅射第三层介质膜的第三气氛；步骤六，经过后一个离子源预处理机构对镀膜后的原料薄膜进行预处理，在经过后加热装置对镀膜后的原料薄膜进行加热后通过收卷机构收卷。
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