CN113265623A - 一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机 - Google Patents

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    • C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates

Abstract

本发明涉及一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，包括真空室，真空室内沿着基材运行路径依次设置有放卷辊、第一镀膜机构、第二镀膜机构、收卷辊；第一镀膜机构用于对基材的一面进行镀膜，第一镀膜机构包括第一镀膜辊和第一镀膜区，第一镀膜区内设有第一蒸发源；第二镀膜机构用于对基材的另一面进行镀膜，第二镀膜机构包括第二镀膜辊和第二镀膜区，第二镀膜区内设有第二蒸发源；真空室上还安装有第一电子枪和第二电子枪，第一电子枪发射的电子束朝向第一蒸发源，第二电子枪发射的电子束朝向第二蒸发源。本发明可连续进行双面蒸发镀膜，并且大功率电子束蒸发镀膜的能量大，膜层沉积效率高，能够实现大幅宽基材的大批量均匀成膜。

Description

一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机
技术领域
本发明涉及真空镀膜设备技术领域，具体涉及一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机。
背景技术
目前，电子束蒸发镀膜主要采用E型电子枪进行蒸发镀膜，而E型电子枪功率比较小，E型电子枪的坩埚容量有限，只适用于实验室或小批量试产，不适合进行连续、快速、大规模的镀膜加工。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，可连续进行双面蒸发镀膜，并且电子枪的功率大，坩埚容量大，适合大幅宽大卷径基材的大批量镀膜加工。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，包括真空室，真空室内沿着基材运行路径依次设置有放卷辊、第一镀膜机构、第二镀膜机构、收卷辊，在基材运行的路径上还设置有多个引导辊；第一镀膜机构用于对基材的一面进行镀膜，第一镀膜机构包括第一镀膜辊和第一镀膜区，第一镀膜辊的入口处设置有第一离子清洗装置，第一镀膜区内设有第一蒸发源，第一蒸发源的喷射方向朝向基材的一面；第二镀膜机构用于对基材的另一面进行镀膜，第二镀膜机构包括第二镀膜辊和第二镀膜区，第二镀膜辊的入口处设置有第二离子清洗装置，第二镀膜区内设有第二蒸发源，第二蒸发源的喷射方向朝向基材的另一面；真空室上还安装有第一电子枪和第二电子枪，第一电子枪发射的电子束朝向第一蒸发源，第二电子枪发射的电子束朝向第二蒸发源。
进一步的，放卷辊的出口处还设有第一卷径跟踪系统，收卷辊的入口处还设有第二卷径跟踪系统。
进一步的，第一卷径跟踪系统包括第一摆架，第一摆架上设有第一导辊、第一动力辊和第一固定辊，第一动力辊用于带动第一摆架偏摆，第一导辊与放卷辊上的基材的距离保持一致，从放卷辊出来的基材依次经过第一导辊、第一动力辊和第一固定辊，并经过引导辊进入第一镀膜辊。
进一步的，第二卷径跟踪系统包括第二摆架，第二摆架上设有第二导辊、第二动力辊和第二固定辊，第二动力辊用于带动第二摆架偏摆，第二导辊与收卷辊上的基材的距离保持一致，从第二镀膜辊出来的基材经过引导辊，并依次经过第二固定辊、第二动力辊和第二导辊，并进入收卷辊。
进一步的，第一蒸发源包括第一坩埚，第一坩埚内装有膜料，第一电子枪发射的电子束朝向第一坩埚，第一坩埚上设有第一水冷挡板。
进一步的，第二蒸发源包括第二坩埚，第二坩埚内装有膜料，第二电子枪发射的电子束朝向第二坩埚，第二坩埚上设有第二水冷挡板。
进一步的，第一蒸发源的数量至少为一个，第一电子枪的数量至少为一个，第一蒸发源与第一电子枪相对应；第二蒸发源的数量至少为一个，第二电子枪的数量至少为一个，第二蒸发源与第二电子枪相对应。
进一步的，第一电子枪和第二电子枪上均设有线性扫描系统。
进一步的，第一电子枪和第二电子枪的功率为20kw-1000kw。
进一步的，第一镀膜区和第二镀膜区与真空室之间均设置有隔板，隔板与第一镀膜辊和第二镀膜辊之间均留有供基材通过的间隙。
总的说来，本发明具有如下优点：
本发明可连续进行双面蒸发镀膜，大幅提高生产效率和镀膜稳定性，并且电子枪的功率大，坩埚容量大，大功率电子束蒸发镀膜的能量大，使得膜层沉积效率高，均匀性好，能够实现大幅宽基材的大批量均匀成膜，发展前景广阔。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图。
图2是本发明实施例二的结构示意图。
图3是本发明实施例三的结构示意图。
图4是本发明实施例四的结构示意图。
图5是本发明实施例五的结构示意图。
图6是本发明实施例六的结构示意图。
图7是本发明实施例一中第一电子枪和第二电子枪的数量均为一个时的左视图。
图8是本发明实施例一中第一电子枪和第二电子枪的数量均为两个时的左视图。
其中：1为真空室，2为放卷辊，3为引导辊，4为第一镀膜辊，5为第一离子清洗装置，6为第一镀膜区，7为收卷辊，8为第一坩埚，9为第一水冷挡板，10为第一电子枪，11为第二镀膜辊，12为第二镀膜区，13为第二离子清洗装置，14为第二坩埚，15为第二水冷挡板，16为第二电子枪，17为隔板，18为第一摆架，19为第一导辊，20为第一动力辊，21为第一固定辊，22为第二摆架，23为第二导辊，24为第二动力辊，25为第二固定辊，26为基材。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
实施例一
本实施例主要适用于在常规基材上镀制金属或非金属膜。
如图1所示，一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，包括真空室，真空室内沿着基材运行路径依次设置有放卷辊、第一镀膜机构、第二镀膜机构、收卷辊，在基材运行的路径上还设置有多个引导辊；第一镀膜机构用于对基材的一面进行镀膜，第一镀膜机构包括第一镀膜辊和第一镀膜区，第一镀膜辊的入口处设置有第一离子清洗装置，第一镀膜区内设有第一蒸发源，第一蒸发源的喷射方向朝向基材的一面；第二镀膜机构用于对基材的另一面进行镀膜，第二镀膜机构包括第二镀膜辊和第二镀膜区，第二镀膜辊的入口处设置有第二离子清洗装置，第二镀膜区内设有第二蒸发源，第二蒸发源的喷射方向朝向基材的另一面；真空室上还安装有第一电子枪和第二电子枪，第一电子枪发射的电子束朝向第一蒸发源，第二电子枪发射的电子束朝向第二蒸发源。
如图1所示，第一蒸发源包括第一坩埚，第一坩埚内装有膜料，第一电子枪发射的电子束朝向第一坩埚，第一坩埚上设有第一水冷挡板。第二蒸发源包括第二坩埚，第二坩埚内装有膜料，第二电子枪发射的电子束朝向第二坩埚，第二坩埚上设有第二水冷挡板。在本实施例中，第一坩埚和第二坩埚均为长条状坩埚，第一水冷挡板和第二水冷挡板均为可移动式水冷挡板。镀膜前，先对坩埚内的膜料进行预熔，在预熔时会有部分膜料向上蒸发，而水冷挡板设置在坩埚上方，可遮挡住向上蒸发的膜料，预熔结束后，正式镀膜时，将水冷挡板移开，电子枪发射的电子束射到坩埚的膜料上，膜料向上蒸发到基材上。
第一蒸发源的数量至少为一个，第一电子枪的数量至少为一个，第一蒸发源与第一电子枪相对应，即第一蒸发源与第一电子枪一一对应设置；第二蒸发源的数量至少为一个，第二电子枪的数量至少为一个，第二蒸发源与第二电子枪相对应，即第二蒸发源与第二电子枪一一对应设置。
图7是在基材的幅宽方向上安装一个电子枪时的扫描状态，即在真空室的左侧安装一个第一电子枪，在真空室的右侧安装一个第二电子枪。
图8是在基材的幅宽方向上安装两个电子枪时的扫描状态，即在真空室的左侧安装两个第一电子枪，在真空室的右侧安装两个第二电子枪。
第一电子枪和第二电子枪上均设有线性扫描系统，电子枪发射的电子束按照扫描系统设计的长度进行扫描，由于扫描速度快，可以实现坩埚内的膜料在此扫描长度内同时蒸发，即实现长条状坩埚在长度方向上的膜料同时蒸发。第一电子枪和第二电子枪的功率为20kw-1000kw，可根据工艺需要进行选择。
第一离子清洗装置用于对基材的一面进行离子清洗，第二离子清洗装置用于对基材的另一面进行离子清洗；通过离子清洗可以将基材表面的灰尘颗粒打出去，提高基材与膜层的结合力。第一离子清洗装置和第二离子清洗装置均通过条形离子源或者轰击进行离子清洗。
如图1所示，第一镀膜区和第二镀膜区与真空室之间均设置有隔板，隔板与第一镀膜辊和第二镀膜辊之间均留有供基材通过的间隙。通过设置隔板，可以防止镀膜过程中膜料溅到其他部件上。
如图1所示，真空室的形状为方形、圆筒形或者其他任意形状，在本实施例中，真空室总体上呈方形；真空室内各个部件所处的位置不同，在本实施例中，在真空室内，放卷辊位于正上方，收卷辊位于正下方，第一镀膜机构位于左侧，第二镀膜机构位于右侧。
本发明的工作原理如下：
常规基材从放卷辊出来，并经过引导辊、第一镀膜辊，在进入第一镀膜辊时，第一离子清洗装置会对基材的一面进行离子清洗，在经过第一镀膜辊时，基材会进入到第一镀膜区中，第一镀膜区中设有第一坩埚，第一坩埚内装有膜料，第一电子枪发射的电子束射到第一坩埚的膜料上，膜料向上蒸发到基材上，对基材的一面进行镀膜；从第一镀膜辊出来的基材，又经过引导辊、第二镀膜辊，已完成镀膜的基材一面紧贴第二镀膜辊，尚未镀膜的基材另一面露在外面，在进入第二镀膜辊时，第二离子清洗装置会对基材的另一面进行离子清洗，在经过第二镀膜辊时，基材会进入到第二镀膜区中，第二镀膜区中设有第二坩埚，第二坩埚内装有膜料，第二电子枪发射的电子束射到第二坩埚的膜料上，膜料向上蒸发到基材上，对基材的另一面进行镀膜；然后基材再经过引导辊进入收卷辊进行收卷，完成基材的双面镀膜。
实施例二
如图2所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，真空室的形状不同，本实施例中，真空室总体上呈圆筒形。
实施例三
如图3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，真空室内各个部件所处的位置不同，在本实施例中，在真空室内，放卷辊位于左上方，收卷辊位于左下方，第一镀膜机构位于右上方，第二镀膜机构位于右下方，第一电子枪和第二电子枪均安装在真空室的右侧。
实施例四
如图4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，真空室内各个部件所处的位置不同，在本实施例中，在真空室内，放卷辊位于左下方，收卷辊位于左上方，第一镀膜机构位于右下方，第二镀膜机构位于右上方，第一电子枪和第二电子枪均安装在真空室的右侧。
实施例五
本实施例主要适用于在超薄基材上镀制金属或非金属膜。
如图5所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，在本实施例中，放卷辊的出口处还设有第一卷径跟踪系统，收卷辊的入口处还设有第二卷径跟踪系统。
如图5所示，第一卷径跟踪系统包括第一摆架，第一摆架上设有第一导辊、第一动力辊和第一固定辊，第一动力辊用于带动第一摆架偏摆，第一导辊与放卷辊上的基材的距离保持一致，从放卷辊出来的基材依次经过第一导辊、第一动力辊和第一固定辊，并经过引导辊进入第一镀膜辊。
第一卷径跟踪系统根据放卷辊上的基材的卷径变化而变化，即第一卷径跟踪系统上的第一导辊与放卷辊上的基材的距离保持一致，由第一动力辊带动第一摆架偏摆，进而带动第一导辊摆动，使得第一导辊随着放卷辊上的基材的卷径变化而变化，并与放卷辊上的基材的距离保持一致。通过设置第一卷径跟踪系统，可以防止超薄基材与第一导辊的距离过远而出现皱纹。
如图5所示，第二卷径跟踪系统包括第二摆架，第二摆架上设有第二导辊、第二动力辊和第二固定辊，第二动力辊用于带动第二摆架偏摆，第二导辊与收卷辊上的基材的距离保持一致，从第二镀膜辊出来的基材经过引导辊，并依次经过第二固定辊、第二动力辊和第二导辊，并进入收卷辊。
第二卷径跟踪系统根据收卷辊上的基材的卷径变化而变化，即第二卷径跟踪系统上的第二导辊与收卷辊上的基材的距离保持一致，由第二动力辊带动第二摆架偏摆，进而带动第二导辊摆动，使得第二导辊随着收卷辊上的基材的卷径变化而变化，并与收卷辊上的基材的距离保持一致。通过设置第二卷径跟踪系统，可以防止超薄基材与第二导辊的距离过远而出现皱纹。
在使用本发明时，超薄基材从放卷辊出来，依次经过第一导辊、第一动力辊和第一固定辊，第一动力辊会带动第一摆架偏摆，进而带动第一导辊摆动，使得第一导辊随着放卷辊上的基材的卷径变化而变化，并与放卷辊上的基材的距离保持一致，然后再经过引导辊、第一镀膜辊，在进入第一镀膜辊时，第一离子清洗装置会对基材的一面进行离子清洗，在经过第一镀膜辊时，基材会进入到第一镀膜区中，第一镀膜区中设有第一坩埚，第一坩埚内装有膜料，第一电子枪发射的电子束射到第一坩埚的膜料上，膜料向上蒸发到基材上，对基材的一面进行镀膜；从第一镀膜辊出来的基材，又经过引导辊、第二镀膜辊，已完成镀膜的基材一面紧贴第二镀膜辊，尚未镀膜的基材另一面露在外面，在进入第二镀膜辊时，第二离子清洗装置会对基材的另一面进行离子清洗，在经过第二镀膜辊时，基材会进入到第二镀膜区中，第二镀膜区中设有第二坩埚，第二坩埚内装有膜料，第二电子枪发射的电子束射到第二坩埚的膜料上，膜料向上蒸发到基材上，对基材的另一面进行镀膜；从第二镀膜辊出来的基材，经过引导辊，并依次经过第二固定辊、第二动力辊和第二导辊，第二动力辊会带动第二摆架偏摆，进而带动第二导辊摆动，使得第二导辊随着收卷辊上的基材的卷径变化而变化，并与收卷辊上的基材的距离保持一致，最后基材进入收卷辊进行收卷，完成基材的双面镀膜。
实施例六
如图6所示，本实施例与实施例五的不同之处在于，真空室的形状不同，本实施例中，真空室总体上呈圆筒形。
总的说来，本发明可连续进行双面蒸发镀膜，大幅提高生产效率和镀膜稳定性，并且电子枪的功率大，坩埚容量大，大功率电子束蒸发镀膜的能量大，使得膜层沉积效率高，均匀性好，能够实现大幅宽基材的大批量均匀成膜，发展前景广阔。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，其特征在于：包括真空室，真空室内沿着基材运行路径依次设置有放卷辊、第一镀膜机构、第二镀膜机构、收卷辊，在基材运行的路径上还设置有多个引导辊；第一镀膜机构用于对基材的一面进行镀膜，第一镀膜机构包括第一镀膜辊和第一镀膜区，第一镀膜辊的入口处设置有第一离子清洗装置，第一镀膜区内设有第一蒸发源，第一蒸发源的喷射方向朝向基材的一面；第二镀膜机构用于对基材的另一面进行镀膜，第二镀膜机构包括第二镀膜辊和第二镀膜区，第二镀膜辊的入口处设置有第二离子清洗装置，第二镀膜区内设有第二蒸发源，第二蒸发源的喷射方向朝向基材的另一面；真空室上还安装有第一电子枪和第二电子枪，第一电子枪发射的电子束朝向第一蒸发源，第二电子枪发射的电子束朝向第二蒸发源。
2.根据权利要求1所述的一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，其特征在于：放卷辊的出口处还设有第一卷径跟踪系统，收卷辊的入口处还设有第二卷径跟踪系统。
3.根据权利要求2所述的一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，其特征在于：第一卷径跟踪系统包括第一摆架，第一摆架上设有第一导辊、第一动力辊和第一固定辊，第一动力辊用于带动第一摆架偏摆，第一导辊与放卷辊上的基材的距离保持一致，从放卷辊出来的基材依次经过第一导辊、第一动力辊和第一固定辊，并经过引导辊进入第一镀膜辊。
4.根据权利要求2所述的一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，其特征在于：第二卷径跟踪系统包括第二摆架，第二摆架上设有第二导辊、第二动力辊和第二固定辊，第二动力辊用于带动第二摆架偏摆，第二导辊与收卷辊上的基材的距离保持一致，从第二镀膜辊出来的基材经过引导辊，并依次经过第二固定辊、第二动力辊和第二导辊，并进入收卷辊。
5.根据权利要求1所述的一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，其特征在于：第一蒸发源包括第一坩埚，第一坩埚内装有膜料，第一电子枪发射的电子束朝向第一坩埚，第一坩埚上设有第一水冷挡板。
6.根据权利要求1所述的一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，其特征在于：第二蒸发源包括第二坩埚，第二坩埚内装有膜料，第二电子枪发射的电子束朝向第二坩埚，第二坩埚上设有第二水冷挡板。
7.根据权利要求1所述的一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，其特征在于：第一蒸发源的数量至少为一个，第一电子枪的数量至少为一个，第一蒸发源与第一电子枪相对应；第二蒸发源的数量至少为一个，第二电子枪的数量至少为一个，第二蒸发源与第二电子枪相对应。
8.根据权利要求1所述的一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，其特征在于：第一电子枪和第二电子枪上均设有线性扫描系统。
9.根据权利要求1所述的一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，其特征在于：第一电子枪和第二电子枪的功率为20kw-1000kw。
10.根据权利要求1所述的一种采用大功率电子束蒸镀的双面卷绕镀膜机，其特征在于：第一镀膜区和第二镀膜区与真空室之间均设置有隔板，隔板与第一镀膜辊和第二镀膜辊之间均留有供基材通过的间隙。
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