CN109554680B - 一种卷绕式真空镀膜机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空镀膜技术领域，尤其涉及一种卷绕式真空镀膜机。该真空镀膜机包括有再处理箱及镀膜箱，再处理箱包括起卷辊、收卷辊和再处理系统，所述再处理系统包括有多个展平辊及温度控制辊，所述镀膜箱包括第一镀膜室、第二镀膜室和第三镀膜室，其中第一镀膜室与第三镀膜室采用溅射镀膜工艺，镀膜室内设有镀膜辊与镀膜室磁控靶，第二镀膜室采用蒸发镀膜工艺，镀膜室内设有镀膜辊及蒸发源。本发明可在一个工作流程中利用不同的制备工艺完成多种复合薄膜的制备，各个镀膜室相互隔离，互不影响；可改变表面温度的温度控制辊对刚镀膜完成的薄膜进行真空热处理或者冷却处理，加速薄膜表面的成型，优化薄膜的表面形貌。

Description

一种卷绕式真空镀膜机

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域，尤其涉及一种卷绕式真空镀膜机。

背景技术

如今，随着光电技术的发展，对柔性光电薄膜的生产效率和质量的要求也逐渐提高。传统光电薄膜多为单一涂层，无法满足社会的发展需求，而多功能复合涂层包含多种不同制备参数的薄膜，但针对不同的膜层，其制备工艺和制备参数不尽相同，并且很多薄膜需要对其进行再处理以增强薄膜的性能，目前现有的卷绕式镀膜机依然存在以下问题：（1）一个工作周期内所能制备的膜层数量不多；（2）传统镀膜机配备的制备工艺单一，无法在单个真空室内实现多种制备工艺相结合；（3）传统的镀膜机与再处理系统是分开的，每层薄膜制备完成后需先取出再进行再处理，浪费时间且增加了膜层被污染的可能。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种卷绕式真空镀膜机。

（二）技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种卷绕式真空镀膜机，该真空镀膜机包括有再处理箱及镀膜箱，再处理箱包括放卷辊、收卷辊和再处理系统，所述再处理系统包括有多个展平辊及温度控制辊，所述温度控制辊分别为第一温度控制辊、第二温度控制辊和第三温度控制辊；所述镀膜箱包括镀膜室，镀膜室包括第一镀膜室、第二镀膜室和第三镀膜室。

根据本发明，所述第一镀膜室中包括第一镀膜辊和第一镀膜室磁控靶，所述第一镀膜室磁控靶设置在所述第一镀膜辊正下方位置。

根据本发明，所述第二镀膜室中包括第二镀膜辊和蒸发源，所述蒸发源设置在所述第二镀膜辊正下方位置。

根据本发明，所述第三镀膜室中包括第三镀膜辊和第三镀膜室磁控靶，所述第三镀膜室磁控靶设置在所述第三镀膜辊正下方位置。

根据本发明，所述再处理箱与镀膜箱之间设置有隔板，所述第一镀膜辊、所述第二镀膜辊和所述第三镀膜辊设置在隔板上，各镀膜辊与隔板的连接位置处存在间隙，间隙宽度为1-3mm。

根据本发明，所述再处理箱中还设置有两个传感器辊，分别为第一传感器辊和第二传感器辊，所述第一传感器辊放置在放卷辊的下方，第二传感器辊放置在收卷辊的上方。

根据本发明，所述温度控制辊表面温度范围为0-800℃，其发热方式为内部发热丝产热。

根据本发明，所述再处理箱中设有多个通气管道，通气管道均充入惰性保护气体；

所述第一镀膜室、第二镀膜室和第三镀膜室中设有布气管道，分别为第一布气管道、第二布气管道和第三布气管道，其中第一布气管道和第三布气管道充入氩气工作气体，所述第二布气管道充入惰性保护气体。

根据本发明，所述再处理箱、第一镀膜室、第二镀膜室和第三镀膜室中均设置有真空计。

本发明还提供了一种真空镀膜工艺，该工艺包括以下步骤：

S1：将基材卷在放卷辊上，并依次卷绕过传感器辊、镀膜辊和温度控制辊，最终收入到收卷辊中，基材在传感器辊和镀膜辊之间，镀膜辊和温度控制辊之间卷绕过多个平展辊；

S2：根据所镀膜基材的特征设置每种材料的工艺参数，包括真空度、工作气体种类及流量、镀膜温度、速度及再处理温度，对基材进行镀膜。

（三）有益效果

本发明的有益效果是：本发明的镀膜箱被分为三个互不影响的镀膜室，多个镀膜室对运动中的基材进行不间断的薄膜制备，可在一个工作流程中利用不同的制备工艺完成多种复合薄膜的制备，且每个镀膜室相互隔离，互不影响；再处理箱左右两端分别设置有基材放卷辊和基材收卷辊，基材放卷辊与基材收卷辊之间放置多个可改变表面温度的温度控制辊，可对刚镀膜完成的薄膜进行真空热处理或者冷却处理，加速薄膜表面的成型，优化薄膜的表面形貌。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

【附图标记说明】

1：再处理箱；2：放卷辊；3：第一传感器辊；4：第一温度控制辊；5：展平辊；6：第二温度控制辊；7：第三温度控制辊；8：第二传感器辊；9：收卷辊；10：第三镀膜室；11：第三镀膜室磁控靶；12：第三布气管道；13：第三镀膜辊；14：第二镀膜室；15：第二布气管道；16：蒸发源；17：第二镀膜辊；18：第一布气管道；19：第一镀膜室磁控靶；20：第一镀膜辊；21：第一镀膜室；22：隔板；23：真空计。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

本发明提供一种卷绕式真空镀膜机，该真空镀膜机包括真空箱，该真空箱分为上下两部分，分别为再处理箱1和镀膜箱，再处理箱1和镀膜箱之间用隔板22隔开。

再处理箱1包括热处理系统和多个通气管道，热处理系统包括多个温度控制辊及展平辊5，再处理箱1中左右两端分别设置有放卷辊2和收卷辊9，所述的放卷辊2与收卷辊9之间设置有多个可控制温度的辊轴，分别为第一温度控制辊4、第二温度控制辊6和第三温度控制辊7，温度控制辊主要用于对薄膜进行处理，优化薄膜表面形貌，各个温度控制辊通过电控系统对其表面温度进行调节，其表面温度范围为0-800℃，既可对薄膜进行高温热处理，也可对其低温加速冷却，该真空镀膜机中的温度控制辊的发热方式为内部发热丝产热，通气管道向再处理箱1中充入惰性保护气体作为热处理时的保护气体。

再处理箱1中还设置有两个传感器辊，分别为第一传感器辊3和第二传感器辊8，第一传感器辊3放置在放卷辊2的下方，第二传感器辊8放置在收卷辊9的上方，传感器辊能够实时监控卷绕其上的薄膜张力情况，防止张力过大或过小使薄膜受损。

镀膜箱中分为多个真空镀膜室，由左向右依次为第一镀膜室21、第二镀膜室14和第三镀膜室10，每个镀膜室均配有单独的抽气系统、检测系统与镀膜系统，各镀膜室工作时可以同时制备参数完全不同的膜层，且不受到相互之间溅射、气体氛围、真空度不同的影响，有效提高工作效率，降低能耗。

第一镀膜室21中包括第一镀膜辊20和第一镀膜室磁控靶19，第一镀膜室磁控靶19设置在第一镀膜辊20正下方位置，第二镀膜室14中包括第二镀膜辊17和蒸发源16，蒸发源16设置在第二镀膜辊17正下方位置，第三镀膜室10中包括第三镀膜辊13和第三镀膜室磁控靶11，第三镀膜室磁控靶11设置在第三镀膜辊13正下方位置。

第一镀膜室21、第二镀膜室14和第三镀膜室10中均设有布气管道，分别为第一布气管道18、第二布气管道15和第三布气管道12，其中第一布气管道18和第三布气管道12充入工作气体，该工作气体通常为氩气，在镀膜室磁控靶与镀膜辊间加几千伏电压，两极间既可产生辉光放电，放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极，与靶表面原子碰撞，受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子，溅射原子在薄膜表面沉积成膜，在溅射过程中，通过改变功率、速度、气体种类和压强等参数可以进行镀膜工艺的动态控制，施加的功率越高，沉积速率就越大，在给定的溅射速率下，传动速度越低，沉积的膜层越厚；第二布气管道15充入惰性保护气体，蒸发源16中放置有待形成薄膜的原材料，蒸发源16加热后使其原子或其分子从表面气化逸出，形成蒸气流沉积到薄膜表面，每个镀膜室均放置真空计23，用于显示镀膜室中的真空度，再处理箱1中顶端同样均匀分布有多个真空计23，用于显示整个再处理箱1中的真空度。

在该真空镀膜机中，镀膜辊与温度控制棍排列方式为上下交替排列，各镀膜辊及温度控制辊的上方左右两侧均设置有展平辊5，所需要镀膜的基材通过各展平辊5后，依次卷绕在镀膜辊及温度控制辊上进行薄膜表面处理，展平辊5使得薄膜保持平整，提高薄膜性能，镀膜辊与温度控制棍之间的上下交替排列方式保证了每一层基材镀膜完成后都能进行再处理操作。

本发明的真空镀膜机的左右两侧及后侧均设有观察窗，可随时对薄膜成型情况进行观察，该真空镀膜机中还设置有膜厚测试仪，可以在线实时监测薄膜的厚度，便于及时调整镀膜功率及镀膜速度。

本发明中还包括有一种真空镀膜工艺，该工艺包括以下步骤：

S1：将基材卷在放卷辊2上，并依次卷绕过传感器辊、镀膜辊和温度控制辊，最终收入到收卷辊9中，基材在传感器辊和镀膜辊之间，镀膜辊和温度控制辊之间卷绕过多个平展辊；

S2：根据所镀膜基材的特征设置每种材料的工艺参数，包括真空度、工作气体种类及流量、镀膜温度、速度及再处理温度，对基材进行镀膜。

本工艺的实施例中，温度控制辊的数量至少有三个，基材为柔性基底，在一次装料一次抽真空的情况下，进行多层薄膜的制备，多次热处理，在保证薄膜不被破坏的前提下，有效的提高了膜层的质量，大大提高了生产效率，降低了生产成本。

本发明的镀膜箱被分为三个互不影响的镀膜室，多个镀膜室对运动中的基材进行不间断的薄膜制备，可在一个工作流程中利用不同的制备工艺完成多种复合薄膜的制备，且每个镀膜室相互隔离，互不影响；再处理箱1左右两端分别设置有基材放卷辊2和基材收卷辊9，基材放卷辊2与基材收卷辊9之间放置多个可改变表面温度的温度控制辊，可对刚镀膜完成的薄膜进行真空热处理或者冷却处理，加速薄膜表面的成型，优化薄膜的表面形貌。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种卷绕式真空镀膜机，其特征在于：

该真空镀膜机包括有再处理箱（1）及镀膜箱，再处理箱（1）包括放卷辊（2）、收卷辊（9）和再处理系统，所述再处理系统包括有多个展平辊（5）及温度控制辊，所述温度控制辊分别为第一温度控制辊（4）、第二温度控制辊（6）和第三温度控制辊（7）；所述镀膜箱包括镀膜室，镀膜室包括第一镀膜室（21）、第二镀膜室（14）和第三镀膜室（10）；

在该真空镀膜机中，镀膜辊与所述温度控制棍排列方式为上下交替排列，所述镀膜辊及所述温度控制辊的上方左右两侧均设置有展平辊（5）；需要镀膜的基材通过所述展平辊（5）后，依次卷绕在所述镀膜辊及所述温度控制辊上进行薄膜表面处理；

所述温度控制辊表面温度范围为0-800℃；

所述第一镀膜室（21）中包括第一镀膜辊（20）和第一镀膜室磁控靶（19），所述第一镀膜室磁控靶（19）设置在所述第一镀膜辊（20）正下方位置；

所述第二镀膜室（14）中包括第二镀膜辊（17）和蒸发源（16），所述蒸发源（16）设置在所述第二镀膜辊（17）正下方位置；

所述第三镀膜室（10）中包括第三镀膜辊（13）和第三镀膜室磁控靶（11），所述第三镀膜室磁控靶（11）设置在所述第三镀膜辊（13）正下方位置。

2.根据权利要求1所述的卷绕式真空镀膜机，其特征在于：

所述再处理箱（1）与镀膜箱之间设置有隔板（22），所述第一镀膜辊（20）、第二镀膜辊（17）和第三镀膜辊（13）设置在隔板（22）上，各镀膜辊与隔板（22）的连接位置处存在间隙，间隙宽度为1-3mm。

3.根据权利要求1所述的卷绕式真空镀膜机，其特征在于：

所述再处理箱（1）中还设置有两个传感器辊，分别为第一传感器辊（3）和第二传感器辊（8），所述第一传感器辊（3）放置在放卷辊（2）的下方，第二传感器辊（8）放置在收卷辊（9）的上方。

4.根据权利要求1所述的卷绕式真空镀膜机，其特征在于：

所述温度控制辊发热方式为内部发热丝产热。

5.根据权利要求1所述的卷绕式真空镀膜机，其特征在于：

所述再处理箱（1）中设有多个通气管道，通气管道均充入惰性保护气体；

所述第一镀膜室（21）、第二镀膜室（14）和第三镀膜室（10）中设有布气管道，分别为第一布气管道（18）、第二布气管道（15）和第三布气管道（12），其中第一布气管道（18）和第三布气管道（12）充入氩气工作气体，所述第二布气管道（15）充入惰性保护气体。

6.根据权利要求1所述的卷绕式真空镀膜机，其特征在于：

所述再处理箱（1）、第一镀膜室（21）、第二镀膜室（14）和第三镀膜室（10）中均设置有真空计（23）。

7.一种包括权利要求1-6任意一项所述的真空镀膜机的真空镀膜工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将基材卷在放卷辊（2）上，并依次卷绕过传感器辊、镀膜辊和温度控制辊，最终收入到收卷辊（9）中，基材在传感器辊和镀膜辊之间，镀膜辊和温度控制辊之间卷绕过多个平展辊；

S2：根据所镀膜基材的特征设置每种材料的工艺参数，包括真空度、工作气体种类及流量、镀膜温度、速度及再处理温度，对基材进行镀膜。