CN105296953B - 太阳能吸热膜用的镀膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种太阳能吸热膜用的镀膜装置，包括依次连接的多个真空室，多个真空室包括进料室、离子处理室、镀膜室和出料室，任意两个相邻真空室的连接处设有气体隔离空间并设置气体隔离机构；气体隔离机构包括顶板、传动辊、压辊和弹簧，传动辊设于压辊下方，带状基材从传动辊和压辊的相接处通过，顶板底面设有定位块，压辊上方通过弹簧与定位块连接。本镀膜装置省去传统镀膜装置中的隔气室，从而简化设备结构，降低设备制造成本，也避免出现渗气现象，其离子处理室使用多弧点弧靶，比传统单点弧靶的利用率多10倍以上，其镀膜室内设置均气板，可改变气流方向，提高反应性气体与靶溅射出来的离子反应的机会，有效提高镀膜的效果。

Description

太阳能吸热膜用的镀膜装置

技术领域

本发明涉及卷材镀膜技术领域，特别涉及一种太阳能吸热膜用的镀膜装置。

背景技术

太阳能吸热膜的传统生产工艺中，镀膜装置的各个腔室连通呈直线式结构，其镀膜方法如图1所示，在基材放卷并进行离子处理后，先送入隔气室1进行抽真空处理，再送入镀膜室2进行镀膜，若还需要进行二次镀膜，则在每次镀膜前，基材都需要先送入隔气室进行抽真空处理，即在镀膜装置中，每个镀膜室前端必须配置一个隔气室，否则太阳能吸热膜的镀膜效果将会受到影响。该方式的镀膜装置结构庞大，造价较高，设备成本高。

另外，在传统的镀膜装置中，对基材一般采用单点弧靶进行离子处理，但在实践中，单点弧靶的离化率相当低，基材表面难以得到较好的清洁，因此其镀膜效果也较差。

而在镀膜室中，由于镀膜室内的反应性气体沿着同一个方向流动，其碰撞几率较低，因此与磁控靶溅射处的离子反应机会也少，其镀膜效率较低。同时，目前的磁控靶采用3路磁铁，形成1个环形的溅射跑道，该结构的磁控靶溅射效率低，所溅射出的离子非常有限，因此在工件上形成的镀膜层也容易出现厚度达不到标准的现象，一般需要经过至少较多次的反复镀膜，这就需要采用多个连续的镀膜室，使得设备结构庞大复杂，产品的加工成本高，不利于提高产品的市场竞争力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种镀膜效果较好、设置结构紧凑、成本较低的太阳能吸热膜用的镀膜装置。

本发明的技术方案为：一种太阳能吸热膜用的镀膜装置，包括依次连接的多个真空室，多个真空室包括进料室、离子处理室、镀膜室和出料室，任意两个相邻真空室的连接处设有气体隔离空间，气体隔离空间内设置气体隔离机构；气体隔离机构包括顶板、传动辊、压辊和弹簧，传动辊设于压辊下方，带状基材从传动辊和压辊的相接处通过，顶板底面设有定位块，压辊上方通过弹簧与定位块连接。气体隔离机构两侧，各真空室形成独立的密封空间，可省去传统镀膜装置中的隔气室，从而简化设备结构，降低其制造成本，尤其是当基材需要进行不同成分的膜层镀膜时，可有效防止两个镀膜室之间的不同成分气体相互干扰，避免出现渗气现象。气体隔离机构中，弹簧的设置使压辊与传动辊之间形成弹性接触，使带状基材可顺畅地从压辊与传动辊的相接处通过。

所述传动辊中心设有传动轴，压辊中心设有压辊轴，传动辊和压辊轴两端均设置轴承，压辊轴上的轴承上方设置弹簧，传动轴和压辊轴位于同一侧的外端通过传动齿轮组连接，压辊轴通过同步带轮外接第一驱动机构，传动轴和压辊轴同步运动。第一驱动机构采用现有市面通用的驱动机构即可。

所述离子处理室内设有多弧点弧靶装置，多弧点弧靶装置带有两个旋转磁场。两个旋转磁场中，每个磁场上可产生相应的弧斑，弧斑的斑点大于2个，因此多弧点弧靶的离化率比单点弧靶的离化率要大很多，离子的能量较高，能将基材上的有机物及其它吸附力较强的污物溅射出来，有利于提高镀膜层的附着力，也可有效地提高靶材的有效利用率，延长靶材的使用时间，另外靶材面积也较大，因此多弧点弧靶比传统单点弧靶的利用率多10倍以上。

所述多弧点弧靶装置包括第一磁铁、磁铁旋转支板、旋转电机、靶座、靶罩、靶材、引弧气缸、引弧密封座和引弧电极，旋转电机的输出端与磁铁旋转支板连接，磁铁旋转支板两端分别设置第一磁铁，第一磁铁和磁铁旋转支板设于靶座内，靶座下方设置靶罩，靶材设于靶罩内，引弧气缸和引弧密封座相连接并设于靶座外侧，引弧气缸的末端设置引弧电极，引弧电极设于靶材下方。磁铁旋转支板两端的第一磁铁处分别形成旋转磁场。

所述靶座外周设有靶法兰，引弧气缸通过引弧密封座固定于靶法兰上；

靶座与靶法兰的连接处设有绝缘套；

旋转电机下方设有电机固定板，旋转电机通过电机固定板与靶座固定连接。

所述镀膜室内设有中频磁控靶，中频磁控靶上方设有均气板。均气板的设置可改变反应性气体在磁控靶上的气流方向，增加了镀膜室内反应性气体相互碰撞的机率，从而提高了反应性气体与靶溅射出来的离子反应的机会，有效提高镀膜的效果。

所述均气板为拱形的薄板结构，均气板包围于中频磁控靶外周的上半部。实质上，均气板的设置，将抽气室(即传统设备中的隔气室)与镀膜室融为一体，使设备的结构大为简化，大大缩短了设备的长度，降低了设备的造价。

所述真空室中，同一镀膜室内的中频磁控靶有两组，各中频磁控靶包括靶管、靶芯和第二驱动机构，靶芯一端与第二驱动机构连接，靶芯设于靶管内部，靶芯上设有五路第二磁铁，五路第二磁铁呈扇形分布于靶芯外周，五路第二磁铁在靶管与靶芯之间的空间内形成两个环形的溅射跑道。五路第二磁铁的设置使靶管与靶芯之间的空间内形成两个环形的溅射跑道，使得磁控靶上铝离子的数量是传统磁控靶的2倍以上，因此可达到提高靶材的利用率，同时，在需要同样膜厚的情况下，可减少一半的镀膜室，使设备结构得到简化，降低设备成本和产品加工成本，有利于提高产品的市场竞争力。其中，第二驱动机构采用与传统磁控靶相同结构的驱动机构即可。

作为一种优选方案，所述真空室还包括过渡室，镀膜室有四个，分别为第一镀膜室、第二镀膜室、第三镀膜室和第四镀膜室；镀膜装置为直线式结构，包括依次连接的进料室、离子处理室、第一镀膜室、第二镀膜室、过渡室、第三镀膜室、第四镀膜室和出料室。

所述离子处理室、第一镀膜室、第二镀膜室、第三镀膜室和第四镀膜室上分别设有分子泵，并通过分子泵外接第一抽真空机组；进料室外接第二抽真空机组，出料室外接第三抽真空机组。第一抽真空机组、第二抽真空机组和第三抽真空机组均采用市面通用的抽真空机组即可，包括相连接的罗茨泵和机械泵，并且在罗茨泵输入端处的各个管路上设置阀门。

上述太阳能吸热膜用的镀膜装置使用时，其原理是：带状基材在进料室放卷后，先送入离子处理室进行离子清洗处理，再送入镀膜室进行镀膜处理，完成镀膜后，由出料室进行收卷。其中，由于气体隔离机构的设置，使每个真空室独立形成一个密封空间，可省去传统设备中的隔气室，使镀膜装置结构紧凑；镀膜室的数量可根据工艺的实际需要进行设置，镀膜室较多时，可在位于中间的镀膜室之间增设缓冲室，避免基材连续通过过多镀膜室而产生相互影响，进一步保证产品的镀膜质量。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本太阳能吸热膜用的镀膜装置通过在任意相邻的两个真空室之间设置气体隔离机构，使位于其两侧的各真空室形成独立的密封空间，可省去传统镀膜装置中的隔气室，从而简化设备结构，降低设备制造成本，尤其是当基材需要进行不同成分的膜层镀膜时，可有效防止两个镀膜室之间的不同成分气体相互干扰，避免出现渗气现象。

本太阳能吸热膜用的镀膜装置通过在离子处理室内设置带有旋转磁场的多弧点弧靶装置，由于每个磁场上可产生相应的弧斑，弧斑的斑点大于2个，因此多弧点弧靶的离化率比单点弧靶的离化率要大很多，离子的能量较高，能将基材上的有机物及其它吸附力较强的污物溅射出来，有利于提高镀膜层的附着力，也可有效地提高靶材的有效利用率，延长靶材的使用时间，另外靶材面积也较大，因此多弧点弧靶比传统单点弧靶的利用率多10倍以上。

本太阳能吸热膜用的镀膜装置通过在镀膜室内的中频磁控靶上方设置均气板，从而改变反应性气体在磁控靶上的气流方向，增加了镀膜室内反应性气体相互碰撞的机率，进而提高反应性气体与靶溅射出来的离子反应的机会，有效提高镀膜的效果。同时，均气板的设置，将抽气室(即传统设备中的隔气室)与镀膜室融为一体，使设备的结构大为简化，大大缩短了设备的长度，降低了设备的造价。另外，在中频磁控靶上设置五路磁铁，使其靶管与靶芯之间的空间内形成两个环形的溅射跑道，使得磁控靶上铝离子的数量是传统磁控靶的2倍以上，因此可达到提高靶材的利用率，同时，在需要同样膜厚的情况下，可减少一半的镀膜室，使设备结构得到进一步简化，降低设备成本和产品加工成本，有利于提高产品的市场竞争力。

附图说明

图1为太阳能吸热膜用的传统镀膜装置的结构示意图。

图2为本太阳能吸热膜用的镀膜装置的结构示意图。

图3为单个镀膜室两侧气体隔离机构的结构示意图。

图4为图3中单个气体隔离机构在A方向上的结构示意图。

图5为多弧点弧靶的结构示意图。

图6为单个镀膜室内中频磁控靶及均气板的分布图。

图7为实施例2中中频磁控靶的截面结构示意图。

图8为图7的中频磁控靶内形成2个环形溅射跑道的原理示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种太阳能吸热膜用的镀膜装置，包括依次连接的多个真空室，多个真空室包括进料室、离子处理室、镀膜室和出料室，如图2所示，真空室还包括过渡室，镀膜室有四个，分别为第一镀膜室、第二镀膜室、第三镀膜室和第四镀膜室；镀膜装置为直线式结构，包括依次连接的进料室3、离子处理室4、第一镀膜室5、第二镀膜室6、过渡室7、第三镀膜室8、第四镀膜室9和出料室10。任意两个相邻真空室的连接处设有气体隔离空间，气体隔离空间内设置气体隔离机构11。如图3或图4所示，气体隔离机构包括顶板11-1、传动辊11-2、压辊11-3和弹簧11-4，传动辊设于压辊下方，带状基材12从传动辊和压辊的相接处通过，顶板底面设有定位块，压辊上方通过弹簧与定位块连接。传动辊中心设有传动轴，压辊中心设有压辊轴，传动辊和压辊轴两端均设置轴承11-5，压辊轴上的轴承上方设置弹簧，传动轴和压辊轴位于同一侧的外端通过传动齿轮组11-6连接，压辊轴通过同步带轮11-7外接第一驱动机构，传动轴和压辊轴同步运动。第一驱动机构采用现有市面通用的驱动机构即可。气体隔离机构两侧，各真空室形成独立的密封空间，可省去传统镀膜装置中的隔气室，从而简化设备结构，降低其制造成本，尤其是当基材需要进行不同成分的膜层镀膜时，可有效防止两个镀膜室之间的不同成分气体相互干扰，避免出现渗气现象。气体隔离机构中，弹簧的设置使压辊与传动辊之间形成弹性接触，使带状基材可顺畅地从压辊与传动辊的相接处通过。

离子处理室内设有多弧点弧靶装置，多弧点弧靶装置带有两个旋转磁场。两个旋转磁场中，每个磁场上可产生相应的弧斑，弧斑的斑点大于2个，因此多弧点弧靶的离化率比单点弧靶的离化率要大很多，离子的能量较高，能将基材上的有机物及其它吸附力较强的污物溅射出来，有利于提高镀膜层的附着力，也可有效地提高靶材的有效利用率，延长靶材的使用时间，另外靶材面积也较大，因此多弧点弧靶比传统单点弧靶的利用率多10倍以上。如图5所示，多弧点弧靶装置包括第一磁铁13、磁铁旋转支板14、旋转电机15、靶座16、靶罩17、靶材18、引弧气缸19、引弧密封座20和引弧电极21，旋转电机的输出端与磁铁旋转支板连接，磁铁旋转支板两端分别设置第一磁铁，第一磁铁和磁铁旋转支板设于靶座内，靶座下方设置靶罩，靶材设于靶罩内，引弧气缸和引弧密封座相连接并设于靶座外侧，引弧气缸的末端设置引弧电极，引弧电极设于靶材下方。磁铁旋转支板两端的第一磁铁处分别形成旋转磁场。靶座外周还设有靶法兰22，引弧气缸通过引弧密封座固定于靶法兰上；靶座与靶法兰的连接处设有绝缘套23；旋转电机下方设有电机固定板24，旋转电机通过电机固定板与靶座固定连接。

如图3或图6所示，镀膜室内设有中频磁控靶25，中频磁控靶上方设有均气板26。均气板的设置可改变反应性气体(来自气管27)在磁控靶上的气流方向，增加了镀膜室内反应性气体相互碰撞的机率，从而提高了反应性气体与靶溅射出来的离子反应的机会，有效提高镀膜的效果。均气板为拱形的薄板结构，均气板包围于中频磁控靶外周的上半部。实质上，均气板的设置，将抽气室(即传统设备中的隔气室)与镀膜室融为一体，使设备的结构大为简化，大大缩短了设备的长度，降低了设备的造价。其中，中频磁控靶目前采用通用的中频磁控靶。

上述装置结构中，如图1所示，离子处理室、第一镀膜室、第二镀膜室、第三镀膜室和第四镀膜室上分别设有分子泵28，并通过分子泵外接第一抽真空机组；进料室外接第二抽真空机组，出料室外接第三抽真空机组。第一抽真空机组、第二抽真空机组和第三抽真空机组均采用市面通用的抽真空机组即可，包括相连接的罗茨泵29和机械泵30，并且在罗茨泵输入端处的各个管路上设置阀门31。所述。

上述太阳能吸热膜用的镀膜装置使用时，其原理是：带状基材在进料室放卷后，先送入离子处理室进行离子清洗处理，再送入镀膜室进行镀膜处理，完成镀膜后，由出料室进行收卷。其中，由于气体隔离机构的设置，使每个真空室独立形成一个密封空间，可省去传统设备中的隔气室，使镀膜装置结构紧凑；镀膜室的数量可根据工艺的实际需要进行设置，镀膜室较多时，可在位于中间的镀膜室之间增设缓冲室，避免基材连续通过过多镀膜室而产生相互影响，进一步保证产品的镀膜质量。

实施例2

本实施例一种太阳能吸热膜用的镀膜装置，与实施例1相比较，其不同之处在于：在各真空室中，同一镀膜室内的中频磁控靶有两组，如图6或图7所示，各中频磁控靶包括靶管25-1、靶芯25-2和第二驱动机构25-3，靶芯一端与第二驱动机构连接，靶芯设于靶管内部，靶芯上设有五路第二磁铁25-4，五路第二磁铁呈扇形分布于靶芯外周，五路第二磁铁在靶管与靶芯之间的空间内形成两个环形的溅射跑道。五路第二磁铁的设置使靶管与靶芯之间的空间内形成两个环形的溅射跑道(如图8所示)，使得磁控靶上铝离子的数量是传统磁控靶的2倍以上，因此可达到提高靶材的利用率，同时，在需要同样膜厚的情况下，可减少一半的镀膜室，使设备结构得到简化，降低设备成本和产品加工成本，有利于提高产品的市场竞争力。其中，第二驱动机构采用与传统磁控靶相同结构的驱动机构即可。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (7)

1.太阳能吸热膜用的镀膜装置，其特征在于，包括依次连接的多个真空室，多个真空室包括进料室、离子处理室、镀膜室和出料室，任意两个相邻真空室的连接处设有气体隔离空间，气体隔离空间内设置气体隔离机构；气体隔离机构包括顶板、传动辊、压辊和弹簧，传动辊设于压辊下方，带状基材从传动辊和压辊的相接处通过，顶板底面设有定位块，压辊上方通过弹簧与定位块连接；

所述离子处理室内设有多弧点弧靶装置，多弧点弧靶装置带有两个旋转磁场；

所述多弧点弧靶装置包括第一磁铁、磁铁旋转支板、旋转电机、靶座、靶罩、靶材、引弧气缸、引弧密封座和引弧电极，旋转电机的输出端与磁铁旋转支板连接，磁铁旋转支板两端分别设置第一磁铁，第一磁铁和磁铁旋转支板设于靶座内，靶座下方设置靶罩，靶材设于靶罩内，引弧气缸和引弧密封座相连接并设于靶座外侧，引弧气缸的末端设置引弧电极，引弧电极设于靶材下方；

所述镀膜室内设有中频磁控靶，中频磁控靶上方设有均气板。

2.根据权利要求1所述太阳能吸热膜用的镀膜装置，其特征在于，所述传动辊中心设有传动轴，压辊中心设有压辊轴，传动辊和压辊轴两端均设置轴承，压辊轴上的轴承上方设置弹簧，传动轴和压辊轴位于同一侧的外端通过传动齿轮组连接，压辊轴通过同步带轮外接第一驱动机构，传动轴和压辊轴同步运动。

3.根据权利要求1所述太阳能吸热膜用的镀膜装置，其特征在于，所述靶座外周设有靶法兰，引弧气缸通过引弧密封座固定于靶法兰上；

靶座与靶法兰的连接处设有绝缘套；

旋转电机下方设有电机固定板，旋转电机通过电机固定板与靶座固定连接。

4.根据权利要求1所述太阳能吸热膜用的镀膜装置，其特征在于，所述均气板为拱形的薄板结构，均气板包围于中频磁控靶外周的上半部。

5.根据权利要求1所述太阳能吸热膜用的镀膜装置，其特征在于，所述真空室中，同一镀膜室内的中频磁控靶有两组，各中频磁控靶包括靶管、靶芯和第二驱动机构，靶芯一端与第二驱动机构连接，靶芯设于靶管内部，靶芯上设有五路第二磁铁，五路第二磁铁呈扇形分布于靶芯外周，五路第二磁铁在靶管与靶芯之间的空间内形成两个环形的溅射跑道。

6.根据权利要求1所述太阳能吸热膜用的镀膜装置，其特征在于，所述真空室还包括过渡室，镀膜室有四个，分别为第一镀膜室、第二镀膜室、第三镀膜室和第四镀膜室；镀膜装置为直线式结构，包括依次连接的进料室、离子处理室、第一镀膜室、第二镀膜室、过渡室、第三镀膜室、第四镀膜室和出料室。

7.根据权利要求6所述太阳能吸热膜用的镀膜装置，其特征在于，所述离子处理室、第一镀膜室、第二镀膜室、第三镀膜室和第四镀膜室上分别设有分子泵，并通过分子泵外接第一抽真空机组；进料室外接第二抽真空机组，出料室外接第三抽真空机组。