CN108374150A - 一种真空镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空镀膜设备，包括：真空腔，真空腔的一端为电弧离子镀膜区，另一端为磁控溅射镀膜区，电弧离子镀膜区与磁控溅射镀膜区连通；卷绕系统，包括正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊、正面磁控溅射镀膜辊；镀件依次经过正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊、正面磁控溅射镀膜辊；电弧离子靶组件，数量为两组，一组在正面电弧离子镀膜辊旁且朝向镀件正面，另一组在反面电弧离子镀膜辊旁且朝向镀件反面；磁控溅射靶组件，数量为两组，一组在正面磁控溅射镀膜辊旁且朝向镀件正面，另一组在反面磁控溅射镀膜辊旁且朝向镀件反面。具有更高的效率。本发明应用于镀膜领域。

Description

一种真空镀膜设备

技术领域

本发明涉及镀膜领域，特别是涉及一种真空镀膜设备。

背景技术

磁控溅射镀膜是指将涂层材料做为靶阴极，利用氩离子轰击靶材，产生阴极溅射，把靶材原子溅射到工件上形成沉积层的一种镀膜技术。磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低。但是磁控溅射镀膜磁控溅射镀膜往往效率较低，从而提高了制作成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种真空镀膜设备，具有更高的效率。

本发明所采用的技术方案是：一种真空镀膜设备，包括：

真空腔，真空腔的一端设有起始区与电弧离子镀膜区，另一端设有收尾区与磁控溅射镀膜区，所述起始区、电弧离子镀膜区、磁控溅射镀膜区、收尾区依次连通形成异形结构；

卷绕系统，包括起始辊、正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊、正面磁控溅射镀膜辊、收尾辊，所述起始辊设在起始区内，所述正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊沿竖向间隔设在电弧离子镀膜区内，所述正面磁控溅射镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊沿竖向间隔设在磁控溅射镀膜区内，所述收尾辊设在收尾区内；

盘绕在起始辊上的镀件的一端依次经过正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊、正面磁控溅射镀膜辊后与收尾辊相连，正面电弧离子镀膜辊的周面、正面磁控溅射镀膜辊的周面分别与镀件的反面相贴，反面电弧离子镀膜辊的周面、反面磁控溅射镀膜辊的周面分别与镀件的正面相贴；

电弧离子靶组件，数量为两组，一组设在正面电弧离子镀膜辊旁且朝向镀件的正面，另一组设在反面电弧离子镀膜辊旁且朝向镀件的反面；

磁控溅射靶组件，数量为两组，一组设在正面磁控溅射镀膜辊旁且朝向镀件的正面，另一组设在反面磁控溅射镀膜辊旁且朝向镀件的反面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电弧离子镀膜区与磁控溅射镀膜区的连接位置设有冷却组件，所述冷却组件上设有能够穿过镀件的冷却通道。

作为上述技术方案的进一步改进，所述冷却组件包括四块冷却板，四块冷却板依次相连围成中空的框架结构，所述冷却板包括两块相对的金属板，两块金属板之间夹持有能够通过冷水的金属管道。

作为上述技术方案的进一步改进，所述冷却通道两端、冷却通道内分别设有冷却辊，每一冷却辊内分别设有冷却水管，每一冷却辊的周面分别与镀件相贴。

作为上述技术方案的进一步改进，所述起始区内设有能够清洗镀件的清洗组件，所述清洗组件位于起始辊与正面电弧离子镀膜辊之间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述清洗组件包括沿竖向间隔设在起始区内的两个离子清洗电极，两个离子清洗电极之间设有能够穿过镀件的清洗通道。

作为上述技术方案的进一步改进，每组电弧离子靶组件包括两个电弧离子靶，两个电弧离子靶接触相连且沿水平面对称，一个电弧离子板向斜下方向朝向镀件，另一个电弧离子板向斜上方向朝向镀件。

作为上述技术方案的进一步改进，每组磁控溅射靶组件包括两个磁控溅射靶，两个磁控溅射靶接触相连且沿水平面对称，一个磁控溅射板向斜下方向朝向镀件，另一个磁控溅射板向斜上方向朝向镀件。

作为上述技术方案的进一步改进，真空镀膜设备还包括隔板组件，所述隔板组件包括第一隔板、第二隔板、第三隔板与第四隔板，所述第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板上分别设有通孔，所述第一隔板位于正面电弧离子镀膜辊与对应电弧离子靶组件之间，所述第二隔板位于反面电弧离子镀膜辊与对应电弧离子靶组件之间，所述第三隔板位于正面磁控溅射镀膜辊与对应磁控溅射靶组件之间，所述第四隔板位于反面磁控溅射镀膜辊与对应磁控溅射靶组件之间。

作为上述技术方案的进一步改进，真空镀膜设备还包括伺服控制系统与抽真空系统，所述起始辊、正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊、正面磁控溅射镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊、收尾辊、电弧离子靶组件、磁控溅射靶组件分别与伺服控制系统电性相连，所述抽真空系统包括相互连通的抽真空装置与壳体，所述真空腔设在壳体内，所述壳体包括两个相对的外壳组件，两个外壳组件分别具有滑动的行程且能拼接成封闭的壳体。

本发明的有益效果：本发明通过采用电弧离子靶组件与磁控溅射靶组件，先对镀件进行电弧离子镀膜，随后再进行磁控溅射镀膜，并且通过正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊、正面磁控溅射镀膜辊使得镀件两侧都能镀膜，既能有效的提升镀膜效率，也能在镀件上形成多层镀膜，从而提升镀膜质量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明整体结构图。

具体实施方式

如图1所示的真空镀膜设备，包括：

真空腔，真空腔的一端设有起始区11与电弧离子镀膜区12，另一端设有收尾区14与磁控溅射镀膜区13，起始区11、电弧离子镀膜区12、磁控溅射镀膜区13、收尾区14依次连通形成异形结构，异形结构包括两个相对的Z形结构。

卷绕系统，包括起始辊21、正面电弧离子镀膜辊22、反面电弧离子镀膜辊23、反面磁控溅射镀膜辊24、正面磁控溅射镀膜辊25、收尾辊26，起始辊21设在起始区11内，正面电弧离子镀膜辊22、反面电弧离子镀膜辊23沿竖向间隔设在电弧离子镀膜区12内，正面磁控溅射镀膜辊25、反面磁控溅射镀膜辊24沿竖向间隔设在磁控溅射镀膜区13内，收尾辊26设在收尾区14内；其中起始辊21与正面电弧离子镀膜辊22之间、正面电弧离子镀膜辊22与反面电弧离子镀膜辊23之间、反面电弧离子镀膜辊23与反面磁控溅射镀膜辊24之间、反面磁控溅射镀膜辊24与正面磁控溅射镀膜辊25之间、正面磁控溅射镀膜辊25与收尾辊26之间分别设有若干导向辊27，导向辊27对镀件4起到导向的作用。

盘绕在起始辊21上的镀件4的一端依次经过对应导向辊、正面电弧离子镀膜辊22、对应导向辊、反面电弧离子镀膜辊23、对应导向辊、反面磁控溅射镀膜辊24、对应导向辊、正面磁控溅射镀膜辊25、对应导向辊后与收尾辊26相连，正面电弧离子镀膜辊22的周面、正面磁控溅射镀膜辊25的周面分别与镀件4的反面相贴，反面电弧离子镀膜辊23的周面、反面磁控溅射镀膜辊24的周面分别与镀件4的正面相贴。

电弧离子靶组件，数量为两组，一组电弧离子靶组件311设在正面电弧离子镀膜辊22旁且朝向镀件4的正面，另一组电弧离子靶组件312设在反面电弧离子镀膜辊23旁且朝向镀件4的反面，使得两组电弧离子靶组件能够分别对镀件4的正面与反面镀膜。

磁控溅射靶组件，数量为两组，一组磁控溅射靶组件321设在正面磁控溅射镀膜辊25旁且朝向镀件4的正面，另一组磁控溅射靶组件322设在反面磁控溅射镀膜辊24旁且朝向镀件4的反面，使得两组磁控溅射靶组件能够分别对镀件4的正面与反面镀膜。

本实施例通过采用电弧离子靶组件与磁控溅射靶组件，先对镀件4进行电弧离子镀膜，随后再进行磁控溅射镀膜，并且通过正面电弧离子镀膜辊22、反面电弧离子镀膜辊23、反面磁控溅射镀膜辊24、正面磁控溅射镀膜辊25使得镀件4两侧都能镀膜，既能有效的提升镀膜效率，也能在镀件4上形成多层镀膜，从而提升镀膜质量。

进一步优选的，电弧离子镀膜区12与磁控溅射镀膜区13的连接位置设有冷却组件5，冷却组件5上设有能够穿过镀件4的冷却通道51，冷却通道51即设在异形结构的最上端。冷却组件5包括四块冷却板，四块冷却板依次相连围成中空的框架结构，冷却板包括两块相对的金属板，两块金属板之间夹持有能够通过冷水的金属管道。由于电弧离子镀膜在具有高效率的同时会使镀件4产生较高的温度，通过冷却通道51能够有效的降低镀件4的温度，使得镀件4能够更好的进行磁控溅射镀膜。

进一步优选的，冷却通道51两端、冷却通道51内分别设有冷却辊，冷却辊并未图示，每一冷却辊内分别设有冷却水管，每一冷却辊的周面分别与镀件4相贴。通过冷却辊进一步提升对镀件4的冷却效果。

进一步优选的，起始区11内设有能够清洗镀件4的清洗组件6，清洗组件6位于起始辊21与正面电弧离子镀膜辊22之间。清洗组件6包括沿竖向间隔设在起始区11内的两个离子清洗电极，两个离子清洗电极之间设有能够穿过镀件4的清洗通道61。通过离子清洗电极清除镀件4正面与反面的杂质，从而提升后续的镀膜效果。

进一步优选的，每组电弧离子靶组件包括两个电弧离子靶，两个电弧离子靶接触相连且沿水平面对称，一个电弧离子板向斜下方向朝向镀件4，另一个电弧离子板向斜上方向朝向镀件4。使得电弧离子靶组件能够更加有效的对镀件4进行电弧离子镀膜。

进一步优选的，每组磁控溅射靶组件包括两个磁控溅射靶，两个磁控溅射靶接触相连且沿水平面对称，一个磁控溅射板向斜下方向朝向镀件4，另一个磁控溅射板向斜上方向朝向镀件4。使得磁控溅射靶组件能够更加有效的对镀件4进行磁控溅射镀膜。

进一步优选的，真空镀膜设备还包括隔板组件，隔板组件包括第一隔板71、第二隔板72、第三隔板73与第四隔板74，第一隔板71、第二隔板72、第三隔板73、第四隔板74上分别设有通孔，第一隔板71位于正面电弧离子镀膜辊22与对应电弧离子靶组件之间，第二隔板72位于反面电弧离子镀膜辊23与对应电弧离子靶组件之间，第三隔板73位于正面磁控溅射镀膜辊25与对应磁控溅射靶组件之间，第四隔板74位于反面磁控溅射镀膜辊24与对应磁控溅射靶组件之间。通过第一隔板71、第二隔板72、第三隔板73、第四隔板74来隔离电弧离子靶组件与部分镀件4以及磁控溅射靶组件与部分镀件4，使得电弧离子靶组件、磁控溅射靶组件分别只对对应通孔的部分镀件4进行镀膜，以防镀膜不均匀。

进一步优选的，真空镀膜设备还包括伺服控制系统与抽真空系统，起始辊21、正面电弧离子镀膜辊22、反面电弧离子镀膜辊23、正面磁控溅射镀膜辊25、反面磁控溅射镀膜辊24、收尾辊26、电弧离子靶组件、磁控溅射靶组件分别与伺服控制系统电性相连，抽真空系统包括相互连通的抽真空装置与壳体，真空腔设在壳体内，壳体包括两个相对的外壳组件，两个外壳组件分别具有滑动的行程且能拼接成封闭的壳体。

当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种真空镀膜设备，其特征在于，包括：

真空腔，真空腔的一端设有起始区与电弧离子镀膜区，另一端设有收尾区与磁控溅射镀膜区，所述起始区、电弧离子镀膜区、磁控溅射镀膜区、收尾区依次连通形成异形结构；

卷绕系统，包括起始辊、正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊、正面磁控溅射镀膜辊、收尾辊，所述起始辊设在起始区内，所述正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊沿竖向间隔设在电弧离子镀膜区内，所述正面磁控溅射镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊沿竖向间隔设在磁控溅射镀膜区内，所述收尾辊设在收尾区内；

盘绕在起始辊上的镀件的一端依次经过正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊、正面磁控溅射镀膜辊后与收尾辊相连，正面电弧离子镀膜辊的周面、正面磁控溅射镀膜辊的周面分别与镀件的反面相贴，反面电弧离子镀膜辊的周面、反面磁控溅射镀膜辊的周面分别与镀件的正面相贴；

电弧离子靶组件，数量为两组，一组设在正面电弧离子镀膜辊旁且朝向镀件的正面，另一组设在反面电弧离子镀膜辊旁且朝向镀件的反面；

磁控溅射靶组件，数量为两组，一组设在正面磁控溅射镀膜辊旁且朝向镀件的正面，另一组设在反面磁控溅射镀膜辊旁且朝向镀件的反面。

2.根据权利要求1所述真空镀膜设备，其特征在于：所述电弧离子镀膜区与磁控溅射镀膜区的连接位置设有冷却组件，所述冷却组件上设有能够穿过镀件的冷却通道。

3.根据权利要求2所述真空镀膜设备，其特征在于：所述冷却组件包括四块冷却板，四块冷却板依次相连围成中空的框架结构，所述冷却板包括两块相对的金属板，两块金属板之间夹持有能够通过冷水的金属管道。

4.根据权利要求2所述真空镀膜设备，其特征在于：所述冷却通道两端、冷却通道内分别设有冷却辊，每一冷却辊内分别设有冷却水管，每一冷却辊的周面分别与镀件相贴。

5.根据权利要求1或2或3或4所述真空镀膜设备，其特征在于：所述起始区内设有能够清洗镀件的清洗组件，所述清洗组件位于起始辊与正面电弧离子镀膜辊之间。

6.根据权利要求5所述真空镀膜设备，其特征在于：所述清洗组件包括沿竖向间隔设在起始区内的两个离子清洗电极，两个离子清洗电极之间设有能够穿过镀件的清洗通道。

7.根据权利要求1或2或3或4所述真空镀膜设备，其特征在于：每组电弧离子靶组件包括两个电弧离子靶，两个电弧离子靶接触相连且沿水平面对称，一个电弧离子板向斜下方向朝向镀件，另一个电弧离子板向斜上方向朝向镀件。

8.根据权利要求1或2或3或4所述真空镀膜设备，其特征在于：每组磁控溅射靶组件包括两个磁控溅射靶，两个磁控溅射靶接触相连且沿水平面对称，一个磁控溅射板向斜下方向朝向镀件，另一个磁控溅射板向斜上方向朝向镀件。

9.根据权利要求1或2或3或4所述真空镀膜设备，其特征在于：还包括隔板组件，所述隔板组件包括第一隔板、第二隔板、第三隔板与第四隔板，所述第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板上分别设有通孔，所述第一隔板位于正面电弧离子镀膜辊与对应电弧离子靶组件之间，所述第二隔板位于反面电弧离子镀膜辊与对应电弧离子靶组件之间，所述第三隔板位于正面磁控溅射镀膜辊与对应磁控溅射靶组件之间，所述第四隔板位于反面磁控溅射镀膜辊与对应磁控溅射靶组件之间。

10.根据权利要求1或2或3或4所述真空镀膜设备，其特征在于：还包括伺服控制系统与抽真空系统，所述起始辊、正面电弧离子镀膜辊、反面电弧离子镀膜辊、正面磁控溅射镀膜辊、反面磁控溅射镀膜辊、收尾辊、电弧离子靶组件、磁控溅射靶组件分别与伺服控制系统电性相连，所述抽真空系统包括相互连通的抽真空装置与壳体，所述真空腔设在壳体内，所述壳体包括两个相对的外壳组件，两个外壳组件分别具有滑动的行程且能拼接成封闭的壳体。