CN105339522B - 一种真空镀膜设备以及真空镀膜的方法 - Google Patents

一种真空镀膜设备以及真空镀膜的方法 Download PDF

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Abstract

一种真空镀膜设备以及真空镀膜的方法，该真空镀膜设备包括气相沉积室、支架以及导气柱，支架设置于气相沉积室内且用于放置待镀膜工件，支架包括支架柱，导气柱呈中空状且在导气柱的侧壁上设置有多个第一通气孔，支架柱呈中空状且支架柱的侧壁上设置有多个第二通气孔，导气柱从所述支架柱的一端插入支架柱，支架柱嵌套设置于导气柱外侧且能够绕所述导气柱转动，引入的高分子材料裂解气体经第一通气孔和第二通气孔均匀扩散并沉积于待镀膜工件上。通过上述方式，能够有效提高真空纳米镀膜的效率以及镀膜的效果。

Description

一种真空镀膜设备以及真空镀膜的方法
技术领域
本发明涉及一种真空镀膜设备以及真空镀膜的方法。
背景技术
将高分子材料裂解成纳米分子后在真空环境内均匀无间隙附着在产品表面形成纳米保护膜，称之为真空气相沉积纳米镀膜。这种工艺的纳米镀膜与传统镀膜或者喷油、喷漆具有以下特性：1、防水防潮无细孔，密封性好；2、镀膜耐酸碱、绝缘等级高、防静电产生；3、镀膜表面平顺，防污脏物粘附，摩擦力小，易擦洗；4、外观色泽，可根据需求调整，从高透明到其它颜色。5、镀膜厚度是从0.1微米到50微米以上皆可；6、镀膜附着力好，无内内应力，气泡孔，镀膜适应环境温度±200℃，不脱落不起皱。
纳米镀膜时，原料在材料室内经过150℃的汽化形成气态后进入到高温650℃左右的裂解炉，分解成纳米级分子。进入到常温的镀膜室，在真空状态下以气相沉积防水形成薄膜，均匀覆盖产品表面针孔及间隙。它与金属喷镀及喷油漆不同之处在于，只要产品表面与空气接触都能被真空气相沉积纳米镀膜，均匀覆盖，形成无针孔、致密均匀、高透明的薄膜。
由于纳米镀膜时，需镀膜的产品表面都要与空气接触，因此，如何对镀膜设备进行改进以适应不同产品镀膜是一个有待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种真空镀膜设备以及真空镀膜的方法，能够对带镀膜工件实行批量真空纳米镀膜，提高待镀膜工件真空纳米镀膜的效率以及镀膜效果。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种技术方案是：提供一种真空镀膜设备，所述真空镀膜设备包括气相沉积室、支架以及导气柱，所述支架设置于所述气相沉积室内且用于放置待镀膜工件，所述支架包括支架柱，所述导气柱呈中空状且在所述导气柱的侧壁上设置有多个第一通气孔，所述支架柱呈中空状且所述支架柱的侧壁上设置有多个第二通气孔，所述导气柱从所述支架柱的一端插入所述支架柱，所述支架柱嵌套设置于所述导气柱外侧且能够绕所述导气柱转动，引入的高分子材料裂解气体经所述第一通气孔和所述第二通气孔均匀扩散并沉积于所述待镀膜工件上。
其中，所述第一通气孔为长度方向沿所述导气柱的轴向方向设置的条形孔。
其中，沿所述导气柱的轴向方向相邻设置的所述第一通气孔沿所述导气柱的轴向方向彼此错开。
其中，所述第二通气孔为圆形孔，所述第一通气孔的长度大于所述第二通气孔的直径。
其中，所述支架进一步包括密封设置于所述支架柱的另一端的顶盖。
其中，所述真空镀膜设备进一步包括设置于所述气相沉积室侧壁的入口以及设置于所述气相沉积室内与所述入口正对着的降温分流挡板，所述入口用于引入高分子材料裂解气体，所述高分子材料裂解气体经所述降温分流挡板冷却后扩散于所述气相沉积室内。
其中，所述真空镀膜设备进一步包括磁性转动组件，所述磁性转动组件包括设置于所述气相沉积室外侧的第一旋转磁体以及设置于所述气相沉积室内侧的第二旋转磁体，所述第一旋转磁体与所述第二旋转磁体磁性耦合，所述第一旋转磁体在旋转驱动马达带动下转动，并能够带动所述第二旋转磁体转动，进而带动所述支架柱能够绕所述导气柱转动。
其中，所述导气柱贯穿所述气相沉积室设置，所述第一旋转磁体和所述第二旋转磁体分别转动支撑于所述导气柱上且能够绕所述导气柱进行转动。
其中，所述导气柱贯穿设置于所述气相沉积室的底壁上且沿竖直方向延伸，所述支架柱沿所述竖直方向嵌套至所述导气柱外侧且承座于所述第二旋转磁体上。
其中，所述气相沉积室的顶部上设置有开口，所述支架可以通过所述开口放置于所述气相沉积室中或者从所述气相沉积室中取出。
其中，所述真空镀膜设备进一步包括设置于所述气相沉积室外侧并与所述导气柱连接的冷却塔，气相沉积后的残余气体经过所述第二通气孔和所述第一通气孔进入所述导气柱，进一步通过所述导气柱导入到所述冷却塔中。
其中，所述支架进一步包括主支撑环和多个主支撑杆，所述主支撑环与所述支架柱嵌套设置且固定于所述支架柱上，所述多个主支撑杆设置于所述主支撑环上且向所述主支撑环的外侧放射状延伸。
其中，所述第二通气孔设置于沿所述支架柱的轴向方向相邻设置的所述主支撑杆之间。
其中，所述支架进一步包括辅支撑环和多个辅支撑杆，所述辅支撑环设置于所述主支撑杆上且沿所述支架柱的径向方向与所述主支撑环间隔嵌套设置，所述多个辅支撑杆设置于所述辅支撑环上且向所述辅支撑环的外侧放射状延伸。
为解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：提供一种真空镀膜的方法，所述方法包括：将待镀膜工件放置于支架上；所述支架放置于真空镀膜设备的气相沉积室内，以使所述待镀膜工件设置于所述气相沉积室内；从气相沉积室侧壁入口引入高分子材料裂解气体，所述高分子材料裂解气体经降温分流挡板冷却后扩散于气相沉积室内，旋转支架转动后在气相沉积室内均匀分布于，扩散并沉积于待镀膜工件上，并进一步通过导气柱的第一通气孔和支架的支架柱上的第二通气孔均匀抽出残余气体。
本发明的有益效果是：区别于现有技术，提供一种真空镀膜设备以及真空镀膜的方法，真空镀膜设备包括气相沉积室、支架以及导气柱，通过设置导气柱以及能够绕导气柱转动的支架柱，通过导气柱上的第一通气孔以及支架柱上的第二通气孔，将从引入的高分子材料裂解气体均匀的分散于真空镀膜设备的气相沉积室内以沉积在待镀膜工件上。通过这样的方式，能够有效提高真空纳米镀膜的效率以及镀膜的效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种真空镀膜设备的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种真空镀膜设备的导气柱的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种真空镀膜设备的支架柱的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种真空镀膜设备的支架的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种真空镀膜设备的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种真空镀膜的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种真空镀膜设备的结构示意图，本实施例的真空镀膜设备包括气相沉积室1、支架2以及导气柱32，支架2设置于气相沉积室1内且用于放置待镀膜工件，支架2包括支架柱22，导气柱32呈中空状且在导气柱32的侧壁上设置有多个第一通气孔321，支架柱22呈中空状且支架柱22的侧壁上设置有多个第二通气孔221，导气柱32从支架柱22的一端插入支架柱22，支架柱22嵌套设置于导气柱32外侧且能够绕导气柱32转动，引入的高分子材料裂解气体经第一通气孔321和第二通气孔221均匀扩散并沉积于待镀膜工件上。
其中，请结合参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种真空镀膜设备的导气柱的结构示意图，如图所示，第一通气孔321为长度方向沿导气柱32的轴向方向设置的条形孔。
其中，优选地，沿导气柱32的轴向方向相邻设置的第一通气孔321沿导气柱32的轴向方向彼此错开。
其中，请结合参阅图3，图3是本发明实施例提供的一种真空镀膜设备的支架柱的结构示意图，如图所示，支架柱22的侧壁上设置的第二通气孔221为圆形孔，第一通气孔321的长度大于第二通气孔221的直径。
请继续参阅图1，本实施例的真空镀膜设备进一步包括设置于气相沉积室1侧壁的入口38以及设置于气相沉积室1内与入口37正对着的降温分流挡板38，经裂解的高分子材料气体经入口37引入，并经降温分流挡板38冷却后扩散于气相沉积室1内。
其中，本实施例的真空镀膜设备进一步包括磁性转动组件，磁性转动组件包括设置于气相沉积室1外侧的第一旋转磁体34以及设置于气相沉积室1内侧的第二旋转磁体35，第一旋转磁体34与第二旋转磁体35磁性耦合，第一旋转磁体34在旋转驱动马达带动下转动，并能够带动第二旋转磁体35转动，进而带动支架2转动。
其中，导气柱32贯穿气相沉积室1设置，第一旋转磁体34和第二旋转磁体35分别转动支撑于导气柱32上且能够绕导气柱32进行转动，进而带动支架2绕导气柱32进行转动。
优选地，导气柱32贯穿设置于气相沉积室1的底壁上且沿竖直方向延伸，支架柱22沿竖直方向嵌套至导气柱32外侧且承座于第二旋转磁体35上。
优选地，气相沉积室1的顶部上设置有开口36，支架2可以通过开口36放置于气相沉积室1中或者从气相沉积室1中取出。
请继续参阅图1，本实施例的真空镀膜设备还进一步包括设置于气相沉积室1外侧并与导气柱32连接的冷却塔39，气相沉积后的残余气体经过第二通气孔221和第一通气孔321进入导气柱32，进一步通过导气柱32导入到冷却塔39中。以避免残余气体向外扩散，同时冷却塔内还装设有传感器，通过传感器可以检测残余气体中高分子材料裂解气体的含量，并根据残余气体中高分子材料裂解气体的含量调节入口37，以减少或增加引入气相沉积室1的高分子裂解气体的量。
请进一步结合参阅图4，图4是本发明实施例提供的真空镀膜设备的支架的结构示意图，支架2进一步包括密封设置于支架柱22的另一端的顶盖33。其中，支架2进一步包括主支撑环28和多个主支撑杆231，主支撑环28与支架柱22嵌套设置且固定于支架柱22上，多个主支撑杆231设置于主支撑环28上且向主支撑环28的外侧呈放射状延伸。
优选地，第二通气孔221设置于沿支架柱22的轴向方向相邻设置的主支撑杆231之间。
其中，支架2进一步包括辅支撑环30和多个辅支撑杆232，辅支撑环30设置于主支撑杆232上且沿支架柱22的径向方向与主支撑环30间隔嵌套设置，多个辅支撑杆232设置于辅支撑环30上且向辅支撑环30的外侧放射状延伸。
请参阅图5，图5是本发明实施例提供的另一种真空镀膜设备，如图所示，本实施例的真空镀膜设备包括原料存储罐3、裂解炉4、气相沉积室1以及设置于气相沉积室内的支架2、降温分流挡板38、真空泵5、旋转驱动马达6、以及冷却塔39。
其中，原料存储罐3用于存储用于原料，即用于真空镀膜的高分子材料，比如Parylene N(聚对二甲苯)、Parylene C(聚一氯对二甲苯)和Parylene D(聚二氯对二甲苯)的至少一种材料的裂解气体，其中最优选是聚对二甲苯裂解气体。并利用其内一级加热炉(图未示出)将原料加热到150度后形成气态高分子材料，导入到裂解炉中。
裂解炉4与原料存储罐3连接，接收经一级加热成气态的高分子材料，并进行二级加热到650度后裂解成高分子材料纳米气体，通过气相沉积室1侧壁的入口37将高分子材料纳米气体导入到气相沉积室1中。
高分子材料纳米气体从入口37进入后，经过降温分流挡板降温38，以避免650度的气体直接碰到待镀膜的产品上，裂解后的高分子材料纳米气体遇到降温分流挡板38后向四周扩散。
真空镀膜设备进一步包括排气柱32、旋转组件7、气相沉积室1以及设置于气相沉积室1内的支架2，这些构成部分的具体组成以及功能请参阅上述实施例的详细描述，本实施例不一一标注说明。
本实施例的真空镀膜设备还包括冷却塔39，冷却塔39设置于气相沉积室1外侧并与排气柱32连接，气相沉积后的残余气体经过支架的支架柱上的第二通气孔和排气柱32的第一通气孔进入排气柱，进一步通过排气柱32导入到冷却塔39中。经过冷却塔39把残余气体中的高分子材料气体迅速凝固，防止其对外扩散。
本实施例的真空镀膜设备进一步包括真空泵5，真空泵5与上述冷却塔39连接，以通过排气柱32对气相沉积室进行抽真空，使气相沉积室1形成真空负压，便于高效地实现气相沉积。
更进一步地，本实施例的真空镀膜设备还包括旋转驱动马达6，通过同步带与第一旋转磁体连接，用于驱动第一旋转磁体转动，带动第二旋转磁体，进而带动气相沉积室内的支架柱32进行转动。
需要说明的是，本发明实施例中的高分子材料可以是Parylene N(聚对二甲苯)、Parylene C(聚一氯对二甲苯)和Parylene D(聚二氯对二甲苯)的至少一种材料，其中最优选是聚对二甲苯。
更进一步地，在以上提供的真空镀膜设备的基础上，本发明实施例还提供一种真空镀膜的方法，该真空镀膜方法通过使用上述的真空镀膜设备对待镀膜工件进行真空镀膜。请参阅图6，图6是本发明实施例提供的一种真空镀膜的方法的流程图，本实施例真空镀膜的方法包括：
S101：将待镀膜工件放置于支架上；
S102：支架放置于真空镀膜设备的气相沉积室内，以使待镀膜工件设置于气相沉积室内；
打开真空镀膜设备的气相沉积室上的开口，将放置好待镀膜工件的支架放置于真空镀膜设备的气相沉积室内，以使得待镀膜工件设置于气相沉积室内。
S103：从气相沉积室侧壁入口引入高分子材料裂解气体，高分子材料裂解气体经降温分流挡板冷却后扩散于气相沉积室内，旋转支架转动后在气相沉积室内均匀分布于，扩散并沉积于待镀膜工件上。并进一步通过导气柱的第一通气孔和支架的支架柱上的第二通气孔均匀抽出残余气体。
从气相沉积室侧壁入口将高分子材料裂解气体引入气相沉积室，驱动真空镀膜设备的第一旋转磁体进行转动，并带动第二旋转磁体进行转动，进而带动支架柱能够绕导气柱(残余气体排出管)进行转动，使得裂解气体能够均匀分散于气相沉积室内并沉积在待镀膜工件上。并把残余气体从中心残余气体排出管排出。经过冷却塔降温后实时监测残余气体中高分子裂解气体的含量，及时调整650度裂解炉的管道开口大小，使之实现高分子沉积效率最大化。真空泵不断从气相沉积室抽取真空(抽取气相沉积后的残余气体)使之让650度裂解炉的裂解纳米有机高分子不断向气相沉淀炉扩散。
其中，本发明实施例中的高分子材料可以Parylene N(聚对二甲苯)、Parylene C(聚一氯对二甲苯)和Parylene D(聚二氯对二甲苯)的至少一种材料，其中最优选是聚对二甲苯。
以上本发明实施例提供的真空镀膜设备，提供一种真空镀膜设备，真空镀膜设备包括气相沉积室、支架以及导气柱，通过设置导气柱以及能够绕导气柱转动的支架柱，通过导气柱上的第一通气孔以及支架柱上的第二通气孔，将从引入的高分子材料裂解气体均匀的分散于真空镀膜设备的气相沉积室内以沉积在待镀膜工件上。通过这样的方式，能够有效提高真空纳米镀膜的效率以及镀膜的效果。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种真空镀膜设备，其特征在于，所述真空镀膜设备包括气相沉积室、降温分流挡板、支架、导气柱、磁性转动组件以及设置于所述气相沉积室外侧与所述导气柱连接的冷却塔，
所述气相沉积室侧壁设有入口，所述降温分流挡板设置于所述气相沉积室内并与所述入口正对，所述支架设置于所述气相沉积室内且用于放置待镀膜工件，所述支架包括支架柱，所述导气柱呈中空状且在所述导气柱的侧壁上设置有多个第一通气孔，所述支架柱呈中空状且所述支架柱的侧壁上设置有多个第二通气孔，所述导气柱从所述支架柱的一端插入所述支架柱，所述支架柱嵌套设置于所述导气柱外侧且能够绕所述导气柱转动，所述磁性转动组件包括设置于所述气相沉积室外侧的第一旋转磁体以及设置于所述气相沉积室内侧的第二旋转磁体，所述第一旋转磁体与所述第二旋转磁体磁性耦合，所述第一旋转磁体在旋转驱动电机带动下旋转，并能够带动所述第二旋转磁体转动，进而带动所述支架柱能够绕所述导气柱转动，所述导气柱贯穿所述气相沉积室设置，所述第一旋转磁体和所述第二旋转磁体分别转动支撑于所述导气柱上且能够绕所述导气柱进行转动，
所述入口用于引入高分子材料裂解气体，引入的所述高分子材料裂解气体经所述降温分流挡板冷却后扩散并均匀的分散于所述真空镀膜设备的所述气相沉积室内以沉积在所述待镀膜工件上，同时气相沉积后的残余气体经所述第一通气孔和所述第二通气孔进入所述导气柱，进一步通过所述导气柱导入到所述冷却塔中，同时所述冷却塔中装设有传感器，所述传感器用于检测所述残余气体中所述高分子材料裂解气体的含量，以根据所述残余气体中所述高分子材料裂解气体的含量调节所述入口，从而减少或增加引入所述气相沉积室的所述高分子材料裂解气体的量。
2.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述第一通气孔为长度方向沿所述导气柱的轴向方向设置的条形孔。
3.根据权利要求2所述的真空镀膜设备，其特征在于，沿所述导气柱的轴向方向相邻设置的所述第一通气孔沿所述导气柱的轴向方向彼此错开。
4.根据权利要求2所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述第二通气孔为圆形孔，所述第一通气孔的长度大于所述第二通气孔的直径。
5.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述支架进一步包括密封设置于所述支架柱的另一端的顶盖。
6.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述导气柱贯穿设置于所述气相沉积室的底壁上且沿竖直方向延伸，所述支架柱沿所述竖直方向嵌套至所述导气柱外侧且承座于所述第二旋转磁体上。
7.根据权利要求6所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述气相沉积室的顶部上设置有开口，所述支架可以通过所述入口放置于所述气相沉积室中或者从所述气相沉积室中取出。
8.根据权利要求1所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述支架进一步包括主支撑环和多个主支撑杆，所述主支撑环与所述支架柱嵌套设置且固定于所述支架柱上，所述多个主支撑杆设置于所述主支撑环上且向所述主支撑环的外侧放射状延伸。
9.根据权利要求8所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述第二通气孔设置于沿所述支架柱的轴向方向相邻设置的所述主支撑杆之间。
10.根据权利要求8所述的真空镀膜设备，其特征在于，所述支架进一步包括辅支撑环和多个辅支撑杆，所述辅支撑环设置于所述主支撑杆上且沿所述支架柱的径向方向与所述主支撑环间隔嵌套设置，所述多个辅支撑杆设置于所述辅支撑环上且向所述辅支撑环的外侧放射状延伸。
11.一种真空镀膜的方法，其特征在于，采用如权利要求1至10任一项所述的真空镀膜设备对待镀膜工件进行真空镀膜，所述方法包括：
将待镀膜工件放置于支架上；
所述支架放置于真空镀膜设备的气相沉积室内，以使所述待镀膜工件设置于所述气相沉积室内；
从气相沉积室侧壁入口引入高分子材料裂解气体，所述高分子材料裂解气体经降温分流挡板冷却后扩散于气相沉积室内，旋转支架转动后在气相沉积室内均匀分布于，扩散并沉积于待镀膜工件上，并进一步通过导气柱的第一通气孔和支架的支架柱上的第二通气孔均匀抽出残余气体；
实时监测所述残余气体中所述高分子材料裂解气体的含量，以根据所述残余气体中所述高分子材料裂解气体的含量调节所述入口，从而减少或增加引入所述气相沉积室的所述高分子材料裂解气体的量。
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