CN108165949B - 磁控溅射卷绕镀膜机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁控溅射卷绕镀膜机，配合轨道车使用，其包括：真空箱、安装于真空箱内的卷绕装置及两个镀膜装置、安装于真空箱外的若干抽气装置。卷绕装置包括滑动安装于真空箱上的支撑框架、安装于支撑框架上的放卷辊、第一张力测量辊、第二张力测量辊、跟踪机构、收卷辊、若干导向辊及展平辊，第一张力测量辊与放卷辊相对设置，第二张力测量辊位于跟踪机构的一侧，收卷辊位于跟踪机构的另一侧。镀膜装置包括主框体、局部位于主框体内的镀膜鼓、设于主框体内且与镀膜鼓相对设置的若干镀膜腔室、夹设于相邻镀膜腔室之间的若干隔离组件、安装于镀膜腔室内的溅射靶。该磁控溅射卷绕镀膜机的空间占用小、镀膜质量高、便于使用及维护。

Description

磁控溅射卷绕镀膜机

技术领域

本发明涉及柔性卷绕真空镀膜设备领域，特别是涉及一种磁控溅射卷绕镀膜机。

背景技术

磁控溅射是真空镀膜的重要方法之一，其具有膜层控制精度高，镀膜均匀性好，成膜温度低等优点，尤其适用受温升限制的金属产品和非金属如塑料、纸张等产品的表面改性镀膜。磁控溅射卷绕镀膜是采用磁控溅射镀膜工艺，以卷对卷的生产方式，对柔性基材如纸张、PET、PI、BOPP等材料进行表面改性的镀膜方法，其制造的产品涉及光学、电子学、电磁学等多个领域，现有产品如建筑及汽车窗膜、防伪包装膜、电磁屏蔽膜、透明导电膜等已经得到广泛的应用。

进年来随着产品和技术的进步，柔性基材表面镀膜的膜系结构更加复杂，要求磁控溅射卷绕设备需要配置更多的溅射靶来满足复杂膜系工艺的需求。溅射靶一般布置在镀膜鼓的周围。通常一个镀膜鼓配置溅射靶位在六个以下，更多的溅射靶就需要镀膜机配置二个镀膜鼓。现有磁控溅射卷绕镀膜机的设计通常采用多真空室单元的串联方式。如装有放卷基材的真空室为放卷室单元，装有镀膜鼓及周围布置溅射靶的为镀膜室单元，装有收卷基材的为收卷室单元。如双镀膜鼓的磁控溅射卷绕镀膜机由放卷室单元、第一镀膜室单元、第二镀膜室单元和收卷室单元组成，上述四个单元之间通过矩形管道依次连接。采用真空室单元的串联方式的磁控溅射卷绕镀膜机设备占地面积大，对设备场地基础要求高。由于柔性基材不同于钢带、玻璃等硬质材料，设备安装后各单元室之间的位置偏差，容易出现卷绕系统运行路径平行度变差，基材容易出现变形起皱的问题。同时采用真空室单元串联方式的设计，磁控溅射卷绕镀膜机的卷绕系统同样被分为多个单元模块，安置于各个真空室单元中。使得基材走膜路径变复杂，基材牵引和卷绕系统各部件的检修维护难度增加。

发明内容

基于此，有必要针对磁控溅射卷绕镀膜机问题，提供一种空间占用小、镀膜质量高、便于使用及维护的磁控溅射卷绕镀膜机。

一种磁控溅射卷绕镀膜机，配合轨道车使用，所述磁控溅射卷绕镀膜机包括：真空箱、安装于所述真空箱内的卷绕装置及两个镀膜装置、安装于所述真空箱外的若干抽气装置；所述卷绕装置包括滑动安装于所述真空箱上的支撑框架、安装于所述支撑框架上的放卷辊、第一张力测量辊、第二张力测量辊、跟踪机构、收卷辊、若干导向辊及展平辊，所述第一张力测量辊与所述放卷辊相对设置，所述第二张力测量辊位于所述跟踪机构的一侧，所述收卷辊位于所述跟踪机构的另一侧；所述镀膜装置包括主框体、局部位于所述主框体内的镀膜鼓、设于所述主框体内且与所述镀膜鼓相对设置的若干镀膜腔室、夹设于相邻所述镀膜腔室之间的若干隔离组件、安装于所述镀膜腔室内的溅射靶。

上述磁控溅射卷绕镀膜机，包括真空箱、安装于真空箱内的卷绕装置及两个镀膜装置、安装于真空箱外的若干抽气装置，使用时卷绕装置配合轨道车使用。由于真空箱一体构成，八边形真空箱的上部采用大的斜边结构设计，有效增加真空箱的顶部承压能力，同时也有效减少真空箱的容积，空间占用小且便于抽真空。由于镀膜装置上设有若干镀膜腔室，每个镀膜腔室相对独立，便于每个溅射靶进行良好的镀膜，隔离组件使相邻镀膜腔室实现隔离，使的每组溅射都能互不干扰进行，避免气体相互干扰影响镀膜质量，镀膜质量高。通过第一张力测量辊、第二张力测量辊及跟踪机构的设置，可以保证柔性基材的输送的稳定性，及时调整，保证镀膜的质量。由于卷绕装置和两个镀膜装置都位于真空箱内，使柔性基材的走膜路径更加简便，从而便于各个部件的排布安装，便于使用和维护。

在其中一个实施例中，所述卷绕装置位于所述镀膜装置的上方，两个所述镀膜装置并排设置。

在其中一个实施例中，所述主框体之间形成中央抽气通道。

在其中一个实施例中，所述卷绕装置还包括安装于所述支撑框架上的在线监测组件及辅助动力辊，所述在线监测组件位于所述第二张力测量辊远离所述跟踪机构的一侧，所述辅助动力辊位于所述在线监测组件的远离所述第二张力测量辊的一侧。

在其中一个实施例中，所述真空箱的内壁上设有若干吊梁轨道及第一低温盘管，所述吊梁轨道与所述支撑框架连接。

在其中一个实施例中，所述支撑框架包括滑动安装于所述吊梁轨道上的墙板、安装于所述轨道车上的门板、两端分别与所述墙板、门板连接的第一支撑梁及第二支撑梁。

在其中一个实施例中，所述镀膜腔室内安装有第二低温盘管。

在其中一个实施例中，所述隔离组件包括两块第一隔离板、倾斜安装于所述第一隔离板上的第二隔离板、夹设于相邻所述第二隔离板上的中间柱，相邻所述第二隔离板呈锥形设置。

在其中一个实施例中，所述抽气装置与所述真空箱、镀膜腔室一一对应连通。

在其中一个实施例中，所述抽气装置包括分子泵、与所述分子泵连接的管道、安装于所述管道上的阀门。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的磁控溅射卷绕镀膜机的截面示意图；

图2为图1所示磁控溅射卷绕镀膜机中的部分示意图；

图3为图1所示磁控溅射卷绕镀膜机中的局部示意图；

图4为图1所示磁控溅射卷绕镀膜机中跟踪机构的使用示意图。

附图标注说明：

100-磁控溅射卷绕镀膜机，20-真空箱，21-吊梁轨道，22-第一低温盘管，30-卷绕装置，31-放卷辊，32-第一张力测量辊，33-第二张力测量辊，34-跟踪机构，35-收卷辊，36-导向辊，37-展平辊，38-在线监测组件，39-辅助动力辊，341-机构框架，342-下过辊，343-跟踪展平辊，344-上过棍，345-发光探头，346-接收探头，381-监测发射器，382-监测接收器，41-墙板，42-第一支撑梁，43-第二支撑梁，50-镀膜装置，51-主框体，52-镀膜鼓，53-镀膜腔室，54-隔离组件，55-溅射靶，56-第二低温盘管，57-中央抽气通道，541-第一隔离板，542-第二隔离板，543-中间柱，60-抽气装置，61-分子泵，62-管道，63-阀门，70-收卷。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参照图1至图4，为本发明一较佳实施例的磁控溅射卷绕镀膜机100，配合轨道车使用，该磁控溅射卷绕镀膜机100包括真空箱20、安装于真空箱20内的卷绕装置30及两个镀膜装置50、安装于真空箱20外的若干抽气装置60，其中卷绕装置30位于镀膜装置50的上方，两个镀膜装置50并排设置。使将待镀膜的基材料卷安装在卷绕装置30上，并将基材开卷从镀膜装置50上绕过，之后抽气装置60将真空箱和镀膜装置50内的气体抽走形成真空状态，最后启动进行镀膜加工。

所述真空箱20由单一的八边形室体构成，八边形真空箱20上部采用大的斜边结构，有效增加真空箱20的顶部承压能力，同时八边形真空结构能有效减少真空箱20的容积，节省设备抽真空的时间，提供工作效率。其中真空箱20的上下分为两个功能区，上部为收卷功能区，下部为镀膜功能区，卷绕装置位于收卷功能区，镀膜装置位于镀膜功能区。真空箱20的内壁上设有若干吊梁轨道21及第一低温盘管22，吊梁轨道21位于纵向位于真空箱20顶部的内壁上，第一低温盘管22位于真空箱20的侧部的内壁上。具体的，吊梁轨道21的数量为三个且呈T型设置，第一低温盘管22可以抽出真空箱20内的水蒸气。

所述卷绕装置30包括滑动安装于真空箱20上的支撑框架、安装于支撑框架上的放卷辊31、第一张力测量辊32、第二张力测量辊33、跟踪机构34、收卷辊35、若干导向辊36及展平辊37，支撑框架与吊梁轨道21连接，第一张力测量辊32与放卷辊31相对设置，第二张力测量辊33位于跟踪机构34的一侧，收卷辊35位于跟踪机构34的另一侧。其中放卷辊31、第一张力测量辊32、第二张力测量辊33及收卷辊35均与驱动电机连接，展平辊37呈微拱形设置，通过驱动电机和第一张力测量辊32、第二张力测量辊33实现整个卷绕的恒速恒张力的控制效果。进一步地，卷绕装置30还包括安装于支撑架上的在线监测组件38及辅助动力辊39，在线监测组件38位于第二张力测量辊33远离跟踪机构34的一侧，辅助动力辊39位于在线监测组件38远离第二张力测量辊33的一侧，辅助动力辊39与驱动电机连接。本实施例中，导向辊36的数量为八个，展平辊37的数量为三个，在其他实施例中，导向辊36和展平辊37的数量可以根据实际需要设置。

进一步地，所述支撑框架包括滑动安装于吊梁轨道21上的墙板41、安装于轨道车上的门板(未图示)、两端分别与墙板41、门板连接的第一支撑梁42及第二支撑梁43，第一支撑梁42、第二支撑梁43的数量均为两条，其中第一支撑梁42位于墙板41的左右端部上，第二支撑梁43位于墙板41的中段部上。通过支撑框架的墙板41与吊梁轨道21连接，门板固定在轨道车上，使用时通过轨道车、吊梁轨道21可以将整个卷绕装置30从真空箱20内拖出或推进于真空箱20内，方便部件维修和收放卷装卸。

所述跟踪机构34包括安装在支撑框架上的机构框架341、安装于机构框架341上的下过辊342、跟踪展平辊343、上过辊344、发光探头345及接收探头346，其中发光探头345、接收探头346分别与上过辊344的一端对应。再参照图4，跟踪机构34以下过辊342为转动中心通过电机带动可以摆动，当收卷70直径变大时，发光探头345发出的光被收卷70遮住，不能被接收探头接收到，电机带动跟踪机构34向外摆动，始终使得上过辊344与收卷70外圆保持一定距离，使得收卷平整不起皱。在线监测组件38包括监测发射器381和监测接收器382，监测发射器381与监测接收器382相对设置中间预留一个便于柔性基材走膜的空间，通过监测发射器381与监测接收器382之间信号强弱变化，监测镀膜后的柔性基材的透光率。

所述镀膜装置50包括主框体51、局部位于主框体51内的镀膜鼓52、设于主框体51内且与镀膜鼓52相对设置的若干镀膜腔室53、夹设于相邻镀膜腔室53之间的若干隔离组件54、安装于镀膜腔室53内的溅射靶55。本实施例中，每个镀膜鼓52对应六个镀膜腔室53，总共有十二个镀膜腔室53，对应有十二组中频孪生柱状溅射靶55，该溅射靶55有效减少镀膜二次沉积碎片的产生，提高靶材利用率，减少靶材的更换和维护时间。十二个镀膜腔室53结合十二个溅射靶55可以完成一层到十二层的镀膜加工，可以根据需要选择溅射靶55进行镀膜加工，从而来决定镀膜的层数。进一步地，镀膜腔室53内安装有第二低温盘管56，主框体51之间形成中央抽气通道57，第二低温盘管56有效抽除各个镀膜腔室53中水蒸气，中央抽气通道57有效压缩了真空箱20的宽度空间。其中，隔离组件34包括两块第一隔离板541、倾斜安装于第一隔离板541上的第二隔离板542、夹设于相邻第二隔离板542上的中间柱543，相邻第二隔离板542呈锥形设置。隔离组件采用狭缝隔离和真空压力差结合的气隔离方式，有效避免镀膜腔室53之间气体干扰，由于第二隔离板542在镀膜腔室53上形成喇叭口，有效增大镀膜窗口的沉积宽度。

上述的辅助动力辊39与驱动电机连接，使用时可以通过调整对镀膜鼓52的速度差，根据基材厚度的不同情况，达到基材能够有效贴紧镀膜鼓52表面的效果，减少基材在镀膜过程中由于受热而产生的变形。同时一个展平辊37布置在放卷辊31与镀膜鼓52之间，一个展平辊37布置在两个镀膜鼓52之间，一个展平辊37布置在镀膜鼓52与辅助动力辊39之间，保证了基材平整的与镀膜鼓52、辅助动力辊39的表面接触，避免褶皱的产生。

所述抽气装置60与真空箱20、镀膜腔室53一一对应连通，本实施例中抽气装置60的数量为十一个，其中一个与真空箱20连通，其中六个直接与镀膜腔室53连通，其中四个通过中央抽气通道57与镀膜腔室53连通。抽气装置60包括分子泵61、与分子泵61连接的管道62、安装于管道62上的阀门63，使用时分子泵61与深冷机组配合使用。

上述磁控溅射卷绕镀膜机100，包括真空箱20、安装于真空箱20内的卷绕装置30及两个镀膜装置50、安装于真空箱20外的若干抽气装置60，使用时卷绕装置30配合轨道车使用。由于真空箱20一体构成，八边形真空箱20的上部采用大的斜边结构设计，有效增加真空箱20的顶部承压能力，同时也有效减少真空箱20的容积，空间占用小且便于抽真空。由于镀膜装置50上设有若干镀膜腔室53，每个镀膜腔室53相对独立，便于每个溅射靶55进行良好的镀膜，隔离组件54使相邻镀膜腔室实现隔离，使的每组溅射都能互不干扰进行，避免气体相互干扰影响镀膜质量，镀膜质量高。通过第一张力测量辊32、第二张力测量辊33及跟踪机构34的设置，可以保证柔性基材的输送的稳定性，及时调整，保证镀膜的质量。由于卷绕装置30和两个镀膜装置50都位于真空箱20内，使柔性基材的走膜路径更加简便，从而便于各个部件的排布安装，便于使用和维护。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种磁控溅射卷绕镀膜机，配合轨道车使用，其特征在于，所述磁控溅射卷绕镀膜机包括：真空箱、安装于所述真空箱内的卷绕装置及两个镀膜装置、安装于所述真空箱外的若干抽气装置；所述卷绕装置包括滑动安装于所述真空箱上的支撑框架、安装于所述支撑框架上的放卷辊、第一张力测量辊、第二张力测量辊、跟踪机构、收卷辊、若干导向辊及展平辊，所述第一张力测量辊与所述放卷辊相对设置，所述第二张力测量辊位于所述跟踪机构的一侧，所述收卷辊位于所述跟踪机构的另一侧；所述镀膜装置包括主框体、局部位于所述主框体内的镀膜鼓、设于所述主框体内且与所述镀膜鼓相对设置的若干镀膜腔室、夹设于相邻所述镀膜腔室之间的若干隔离组件、安装于所述镀膜腔室内的溅射靶；

所述跟踪机构包括安装在支撑框架上的机构框架、安装于机构框架上的下过辊、跟踪展平辊、上过辊、发光探头及接收探头，其中发光探头、接收探头分别与上过辊的一端对应；跟踪机构以下过辊为转动中心，通过电机带动可以摆动，当收卷直径变大时，发光探头发出的光被收卷遮住，不能被接收探头接收到，电机带动跟踪机构向外摆动，始终使得上过辊与收卷外圆保持一定距离，使得收卷平整不起皱；

所述卷绕装置还包括安装于所述支撑框架上的在线监测组件及辅助动力辊，所述在线监测组件位于所述第二张力测量辊远离所述跟踪机构的一侧，所述辅助动力辊位于所述在线监测组件的远离所述第二张力测量辊的一侧；在线监测组件包括监测发射器和监测接收器，监测发射器与监测接收器相对设置中间预留一个便于柔性基材走膜的空间，通过监测发射器与监测接收器之间信号强弱变化，监测镀膜后的柔性基材的透光率；

所述主框体之间形成中央抽气通道；

所述隔离组件包括两块第一隔离板、倾斜安装于所述第一隔离板上的第二隔离板、夹设于相邻所述第二隔离板上的中间柱，相邻所述第二隔离板呈锥形设置。

2.根据权利要求1所述的磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述卷绕装置位于所述镀膜装置的上方，两个所述镀膜装置并排设置。

3.根据权利要求1所述的磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述真空箱的内壁上设有若干吊梁轨道及第一低温盘管，所述吊梁轨道与所述支撑框架连接。

4.根据权利要求3所述的磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述支撑框架包括滑动安装于所述吊梁轨道上的墙板、安装于所述轨道车上的门板、两端分别与所述墙板、门板连接的第一支撑梁及第二支撑梁。

5.根据权利要求1所述的磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述镀膜腔室内安装有第二低温盘管。

6.根据权利要求1所述的磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述抽气装置与所述真空箱、镀膜腔室一一对应连通。

7.根据权利要求6所述的磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述抽气装置包括分子泵、与所述分子泵连接的管道、安装于所述管道上的阀门。