CN104213094A - 一种真空镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及镀膜装置领域，尤其是涉及一种真空镀膜装置，用于对基板（5）连续磁控溅射镀膜，包括卧式隧道状结构的真空腔体（1），采用镂空的托盘（2）传送方式，使基板（5）待镀膜表面裸露向下，阴极（4）发生磁控溅射的表面位于所述真空腔体（1）内且向上，对托盘（2）镂空区域裸露的基板（5）下表面磁控溅射镀膜，所述托盘（2）两侧由成对的传动辊（3）分别支撑，带动所述托盘（2）沿着所述真空腔体（1）长度方向移动。该镀膜装置，结构合理，方便操作，既提高了生产效率，又提高了膜层品质。

Description

一种真空镀膜装置

技术领域

本发明涉及镀膜装置领域，尤其是涉及一种真空镀膜装置。

背景技术

真空镀膜装置广泛用于制造显示器用透明导电膜和\或功能膜玻璃、光学用功能膜玻璃等，这些装置已经发展了几十年，从早期的简单装置发展到目前大型自动化装置。显示器用透明导电膜玻璃镀膜装置大部分是采用立式连续磁控溅射镀膜线，其真空腔体往往是长度几十米的真空隧道，宽度不足半米，而高度一般在一米以上，玻璃基板竖立挂在专用传送车（Carrier，一种挂玻璃的小车，竖立的长方形结构，底部与传动辊接触）上一同在传送辊上移动，所以叫立式镀膜线。在真空里即使极轻微的羽毛都和钢球一样按自由落体方式落下，所以玻璃基板竖立起来传送，是为了最大限度地减少真空腔体内部尘埃落到其表面，减小尘埃对镀膜玻璃品质的影响。同时为了导电膜的性质最佳化还要加热玻璃基板，一般设有加热器。阴极放置在真空腔体侧板上，其发生磁控溅射的表面朝向真空一侧且与腔体侧板平行，当挂有玻璃基板的传送车移动到阴极位置时，阴极靶材表面溅射出来的原子附着在玻璃上，形成透明导电膜和其它功能膜。

目前，大多数液晶显示器、有机发光显示器、电阻式触摸屏、电容式触摸屏都用ITO(银锡合金氧化物)镀膜玻璃，而该镀膜玻璃目前皆采用真空镀膜装置中的立式连续磁控溅射镀膜线生产。然而近期研发的未来将大发展的所谓OGS（One Glass Solution）电容式触摸屏玻璃的ITO镀膜遇到了难题。以往的ITO玻璃都是较大的矩形玻璃，比如370mm×470mm到400mm×500mm矩形玻璃，在传统的立式连续磁控溅射镀膜线上镀膜时每个传送车上挂此类玻璃基板6片到8片，并且按产能要求以40秒至90秒的节拍完成一个传送车的挂片和卸片，这对两名熟练操作员是可行的，然而在这种传统镀膜装置上的同样大的传送车上挂OGS玻璃基板就相当困难。OGS玻璃大多用在智能手机上，它是大小在40mm×100mm到60mm×150mm之间、角部已经倒圆滑、边部精细研磨成型的小玻璃，即使OGS玻璃用在掌上电脑上也不过185mm×240mm左右，按照推算这种小玻璃在传统镀膜设备传送车上可挂的数量在42片到480片之多，目前在传统装置上使用的“四个凹槽固定”方式很难把这么多的玻璃基板挂上，40秒至90秒的节拍也无法实现。所谓“四个凹槽固定”方式是这样的，约1300mm高、1500mm长的竖立的平面状传送车上设置多个横梁，下横梁上设两个向上的凹槽，上横梁上设两个向下的与弹片连接的凹槽，玻璃基板的下边插入下凹槽，玻璃基板的上边插入上凹槽，每片玻璃基板至少需要上下各两个凹槽，靠下凹槽的支撑和上凹槽的弹性下压竖直挂上玻璃基板。假如是480片玻璃基板就至少需要1920个凹槽，这种结构上很麻烦，操作上困难，节拍上延长很多，品控上带来难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的真空镀膜装置，解决上述传统立式连续磁控溅射镀膜线不能适应高效加工OGS镀膜玻璃的难题，不仅提高了OGS玻璃镀膜的高效性与合理性，同时又能保证真空腔体内的尘埃不会落在玻璃待镀膜表面上。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种真空镀膜装置，用于对基板连续磁控溅射镀膜，包括内侧长度与宽度大于高度的卧式隧道状结构的真空腔体、多个水平置于所述真空腔体内的矩形托盘、分别位于所述托盘两侧用于支撑所述托盘且带动所述托盘沿着所述真空腔体长度方向移动的成对传动辊以及设置在所述真空腔体底部的磁控溅射阴极，所述托盘中间区域镂空为矩形，使落于所述托盘上的基板待镀膜表面向下裸露，所述阴极发生磁控溅射的表面位于所述真空腔体内且向上，对所述托盘镂空矩形区域裸露的基板下表面磁控溅射镀膜。

在本发明的真空镀膜装置中，所述传动辊包括密闭地穿过所述真空腔体两侧壁的传动轴、与所述传动轴在所述真空腔体内部连接的圆柱辊以及与所述传动轴在所述真空腔体外部连接的皮带轮，所述传动轴与所述圆柱辊采用易拆卸结构紧固连接，所述托盘的两端分别落在两侧所述圆柱辊上。

在本发明的真空镀膜装置中，所述传动辊在所述真空腔体内的数量至少15对，并且沿着所述真空腔体长度方向间隔设置。

在本发明的真空镀膜装置中，所述托盘包括金属板，所述金属板的四周设有加强筋，所述金属板中间区域至少镂空出一个与所述金属板周边分别平行的矩形，距离每个所述镂空矩形四个边缘2毫米至20毫米处设有定位条。

在本发明的真空镀膜装置中，所述托盘的加强筋由所述金属板的四周边折弯90度或90度以上构成，或者由垂直地焊接于所述金属板四周且距离边缘2毫米至10毫米的长方形金属条构成。

在本发明的真空镀膜装置中，所述托盘的定位条由水平地粘接于所述金属板上表面的条状金属或条状聚四氟乙烯或条状聚酰亚胺构成。

在本发明的真空镀膜装置中，所述托盘的金属板是不锈钢板、铜合金板、铝合金板、钛合金板、镍合金板中的任一种。

在本发明的真空镀膜装置中，所述真空腔体的内部宽度不小于0.8米，高度不大于0.5米。

在本发明的真空镀膜装置中，所述真空腔体分为进口室、进口缓冲室、镀膜室、出口缓冲室和出口室五个腔室，所述真空腔体两端以及各腔室之间设有阀门。

在本发明的真空镀膜装置中，还包括加热器，所述加热器设置在所述阴极对应区间真空腔体内的顶部以及对应区间以外真空腔体内的顶部和底部。

实施本发明提供的真空镀膜装置，由于将隧道式的真空腔体由竖立变为横卧，摒弃了传统镀膜装置利用传送车以及“四个凹槽固定”方式，改为托盘托住玻璃传送方式，靠托盘的支撑力和玻璃的自重力固定的方式，这时玻璃只要轻轻平放在托盘上就可固定，不需要麻烦地插入到四个凹槽内固定，使操作变得更简便，生产效率得到提升，膜层品质得到提高。

其中托盘设计成镂空结构，OGS小玻璃的两个边分别搭在镂空矩形的对应边上，该OGS玻璃待镀膜的表面朝下，而阴极由传统的安装在真空腔体的侧部改为安装在底部，并且阴极的磁控溅射面朝上，这样玻璃的大部分下表面裸露在阴极的磁控溅射范围内，实现正常的镀膜，同时还保证了真空腔体内部的尘埃无法附着于玻璃待镀膜表面，保证了基板镀膜的品质。

传动机构由底部辊子支撑传送车（Carrier）改为两侧成对的传动辊支撑托盘两边，以适应卧式结构，保证托盘镂空区域的正下方没有阻碍溅射原子飞行的传动机构部件，保证玻璃无阻挡地裸露出必须镀膜的区域，实现均匀镀膜。在OGS小片玻璃上靠四周边的一部分区域内没有镀上ITO也是可行的，所以这部分区域被托盘遮住是允许的。

附图说明

图1为本发明真空镀膜装置实施例的主视图；

图2为本发明真空镀膜装置实施例的俯视图；

图3为图1中沿本发明真空镀膜装置实施例A-A向的剖视图；

图4为图3中的C-C向剖视图；

图5为图1中沿本发明真空镀膜装置实施例B-B向的剖视图；

图6为本发明真空镀膜装置实施例中传动辊的剖面图；

图7为本发明真空镀膜装置实施例中镂空托盘的俯视图；

图8为本发明真空镀膜装置实施例中加装基板的托盘的俯视图；

图9为图8的D-D向剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明真空镀膜装置结构原理和具体实现作进一步说明：

如图1和图2所示，可以看到本发明的真空镀膜装置的主体包括一个横卧的真空腔体1，此处的真空腔体1的内部宽度不小于0.8米，高度不大于0.5米，以适应卧式隧道状结构。真空腔体1可设置分为五个腔室，分别为进口室1.1、进口缓冲室1.2、镀膜室1.3、出口缓冲室1.4、出口室1.5，两端及相邻腔室之间用阀门1.6隔离。

进一步如图1～4所示，在真空腔体1内，沿着真空腔体1长度方向间隔设置多对传动辊3。设置传动辊3在真空腔体1长度方向上贯穿整个真空腔体1，而且传动辊3分两排分别列在真空腔体1宽度方向的两端，并且真空腔体1内的传动辊3大致处于真空腔体1高度的中间位置，它支撑着矩形托盘2的两边，传动辊3通过摩擦力带动托盘2及托盘2上面的基板5沿着真空腔体1的长度方向移动，其中基板5可以是玻璃基板也可以是塑料基板等其它基板。

进一步地，图5和图6显示了传动辊3的结构和安装位置，传动辊3的传动轴3.1穿过真空腔体1两侧的侧壁，传动轴3.1与真空腔体1之间用密封胶圈或磁流体密封，防止真空环境被破坏；在真空腔体1内，传动轴3.1与圆柱辊3.2相连接，在真空腔体1外，传动轴3.1与皮带轮3.3相连接。托盘2的两边落在圆柱辊3.2上。传动辊轴3.1与圆柱辊3.2之间采用可拆卸结构连接，如用螺丝3.4将二者紧固连接，或者在二者上设有内、外螺纹旋拧固接，这样可以方便拆卸，有利于真空腔体1内与其相临近的装置方便维修，如维修下加热器6时先拆卸圆柱辊3.2，腾出更多的维修空间。进一步地，传动辊3可以有15对～45对的选择，它们沿着真空腔体1的长度方向间隔设置，可以是均匀设置，也可以根据需要非均匀设置。

如图7～9所示，托盘2的中间区域镂空为矩形2.3，使落在托盘2上的基板5的待镀膜表面向下裸露。阴极4从真空腔体1的底部外侧密闭地穿进真空腔体1内侧，阴极4发生磁控溅射的表面是焊接上去的靶材4.1表面，该表面在真空室内且朝上，这使得工作时表面溅射出来的原子向上飞溅，对经过阴极4上方的托盘2镂空矩形2.3区域裸露的基板5下表面磁控溅射镀膜。如图示，托盘2包括金属板2.1，优选耐高温金属板，还包括加强筋2.2和定位条2.4，中间区域至少镂空出一个矩形2.3。其中加强筋2.2设置在金属板2.1的四周，可以由金属板2.1的四边折弯90度或90度以上形成，也可以由垂直地焊接于金属板2.1四周且距离边缘2～10毫米范围内的长方形金属条构成，加强筋2.2可以使托盘2的刚性增强。其中定位条2.4设置在距离每个镂空矩形2.3四个边缘2～20毫米范围内，优选地，定位条2.4水平地粘接于金属板2.1上，这样基板5放在托盘2上，基板5四周都是定位条2.4，防止基板5在托盘2上来回移动，影响固定效果。定位条2.4是金属条状物，或者是聚四氟乙烯条状物，或者聚酰亚胺条状物。进一步地，金属板2.1可以是不锈钢板、铜合金板、铝合金板、钛合金板、镍合金板中的任一种。

如图1～4显示，在没有阴极4的区域，分别在真空腔体1的顶部和底部都装有加热器6，这样可以同时对基板5两面进行加热，使镀膜效果更好，在有阴极4的区域，只在真空腔体1的顶部安装加热器6。

另外，如图1～2，阴极4通常设置在镀膜室1.3底部，从镀膜室1.3的进口处开始设置多个阴极，例如依次设置氧化铌阴极、硅阴极和ITO阴极，它们分别可以镀氧化铌膜、氧化硅膜和ITO膜，不同阴极4之间有一定距离间隔，方便不同工作气氛隔离。从进口缓冲室1.2至镀膜室1.3内的最后一个阴极4（前述ITO阴极）之间安装有加热器6，最后一个阴极（前述ITO阴极）以后的区间不需要加热器6，基板开始逐渐冷却。真空腔体1外部连接有真空泵7，和真空腔体1的结构相对应，可以分进口室泵组7.1、进口缓冲室泵组7.2、镀膜室泵组7.3、出口缓冲室泵组7.4、出口室泵组7.5，每一组泵的前级泵接到真空腔体1的顶板上。真空腔体1外部还连接有配套设备，如电源柜8.1、冷却水8.2、空压机8.3和气体站8.4等，通常通过电缆和管道连接至真空腔体1。关于传动辊3的驱动控制以及阴极4、加热器6的驱动和控制与现有技术相同。

以上实施例是本发明的说明而非限定，本发明的内涵不完全包含在此实施例中，对本领域普通技术人员来说，根据上述说明进行的改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种真空镀膜装置，用于对基板（5）连续磁控溅射镀膜，其特征在于：包括内侧长度与宽度大于高度的卧式隧道状结构的真空腔体（1）、多个水平置于所述真空腔体（1）内的矩形托盘（2）、分别位于所述托盘（2）两侧用于支撑所述托盘（2）且带动所述托盘（2）沿着所述真空腔体（1）长度方向移动的成对的传动辊（3）以及设置在所述真空腔体（1）底部的磁控溅射阴极（4），所述托盘（2）中间区域镂空为矩形（2.3），使落于所述托盘（2）上的基板（5）待镀膜表面向下裸露，所述阴极（4）发生磁控溅射的表面位于所述真空腔体（1）内且向上，对所述托盘（2）镂空矩形（2.3）区域裸露的基板（5）下表面磁控溅射镀膜。

2.如权利要求1所述的真空镀膜装置，其特征在于，所述传动辊（3）包括密闭地穿过所述真空腔体（1）两侧壁的传动轴（3.1）、与所述传动轴（3.1）在所述真空腔体（1）内部连接的圆柱辊（3.2）以及与所述传动轴（3.1）在所述真空腔体（1）外部连接的皮带轮（3.3），所述传动轴（3.1）与所述圆柱辊（3.2）采用易拆卸结构紧固连接，所述托盘（2）的两端分别落在两侧所述圆柱辊（3.2）上。

3.如权利要求1所述的真空镀膜装置，其特征在于，所述传动辊（3）在所述真空腔体（1）内的数量至少15对，并且沿着所述真空腔体（1）长度方向间隔设置。

4.如权利要求1所述的真空镀膜装置，其特征在于，所述托盘（2）包括金属板（2.1），所述金属板（2.1）的四周设有加强筋（2.2），所述金属板（2.1）中间区域至少镂空出一个与所述金属板（2.1）周边分别平行的矩形（2.3），距离每个所述镂空矩形（2.3）四个边缘2毫米至20毫米处设有定位条（2.4）。

5.如权利要求4所述的真空镀膜装置，其特征在于，所述加强筋（2.2）由所述金属板（2.1）的四周边折弯90度或90度以上构成，或者由垂直地焊接于所述金属板（2.1）四周且距离边缘2毫米至10毫米的长方形金属条构成。

6.如权利要求4所述的真空镀膜装置，其特征在于，所述定位条（2.4）由水平地粘接于所述金属板（2.1）上表面的条状金属或条状聚四氟乙烯或条状聚酰亚胺构成。

7.如权利要求4所述的真空镀膜装置，其特征在于，所述金属板（2.1）是不锈钢板、铜合金板、铝合金板、钛合金板、镍合金板中的任一种。

8.如权利要求1-7中任何一项所述的真空镀膜装置，其特征在于，所述真空腔体（1）的内部宽度不小于0.8米，高度不大于0.5米。

9.如权利要求1-7中任何一项所述的真空镀膜装置，其特征在于，所述真空腔体（1）分为进口室（1.1）、进口缓冲室（1.2）、镀膜室（1.3）、出口缓冲室（1.4）和出口室（1.5）五个腔室，所述真空腔体（1）两端以及各腔室之间设有阀门（1.6）。

10.如权利要求1-7中任何一项所述的真空镀膜装置，其特征在于，还包括加热器（6），所述加热器（6）设置在所述阴极（4）对应区间真空腔体（1）内的顶部以及对应区间以外真空腔体（1）内的顶部和底部。