CN113774354B - 一种新型气体隔离装置及磁控溅射连续镀膜线及工作方法 - Google Patents

一种新型气体隔离装置及磁控溅射连续镀膜线及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型气体隔离装置和工作方法，包括：气体引入装置、引气管道、二元布气装置、充气接头、腔室狭缝、气体接头、管道固定装置和电容薄膜规，气体引入装置的一端连接外部气源，气体引入装置的另一端连接二元布气装置，二元布气装置连接充气接头，气体引入装置、二元布气装置和充气接头之间形成气道，二元布气装置设于引气管道内，管道固定装置夹持引气管道，腔室狭缝的一端连接充气接头，腔室狭缝的另一端呈开口状，电容薄膜规设于气体引入装置的一侧。本发明可以减少镀膜段与连接腔室安装分子泵盖板内分子泵数量，对降低设备成本具有重大意义。本发明降低空气气氛对镀膜工艺室气氛的影响，提高了成膜质量。

Description

一种新型气体隔离装置及磁控溅射连续镀膜线及工作方法
技术领域
本发明涉及磁控溅射连续镀膜线的技术领域，尤其涉及一种新型气隔离装置及磁控溅射连续镀膜线及工作方法。
背景技术
真空磁控溅射镀膜在玻璃镀膜领域应用广泛，低辐射镀膜玻璃，其核心就是利用磁控溅射镀膜技术在玻璃基底上制备多层复合膜，使其具有高透过率低辐射性能，从而具备节能保温性能。影响镀膜质量的因素有很多，其中重要的一个因素为工艺气体的气氛纯度。
当镀膜室气氛不纯时，杂质气体可能会与膜材发生反应产生其他物质影响薄膜理化性能，同时杂质气体也会影响真空度的获得，降低泵抽效率和泵抽效果。如：空气中的水蒸气会增大获得高真空的难度。
为保证镀膜镀膜段工艺气氛的纯度，在镀膜段，我们在相邻的腔室之间设置气体隔离装置，镀膜段气体隔离装置是由若干分子泵与隔离腔室组成，该装置隔气效果好，该装置可以有效防止不同气体之间串气，保证了镀膜段气氛的纯度。但是常规隔离装置中的分子泵成本较高。
连续式镀膜线过渡室与镀膜段之间由翻板阀连接，当翻板阀开启时，真空度较低的过渡室内的空气由于压强差会涌入真空度较高的镀膜段，造成镀膜段气氛不纯。目前，磁控溅射镀膜设备会在镀膜室前端增加镀膜段气体隔离装置，且此腔室上会使用较多的分子泵，大大增加了设备成本。
开启过渡室时，过渡室压强约为5Pa左右，而缓冲室镀膜段压强一般达到10-3Pa，较大的压差会使得过渡室残余气体极易混入镀膜段，影响气氛纯度进而影响成膜质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型气体隔离装置和工作方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种新型气体隔离装置和工作方法，其中，包括：
气体引入装置、引气管道、二元布气装置、充气接头、腔室狭缝、气体接头、管道固定装置和电容薄膜规，所述气体引入装置的一端连接外部气源，所述气体引入装置的另一端连接所述二元布气装置，所述二元布气装置连接所述充气接头，所述气体引入装置、所述二元布气装置和所述充气接头之间形成气道，所述二元布气装置设于所述引气管道内，所述管道固定装置夹持所述引气管道，所述腔室狭缝的一端连接所述气体接头，所述腔室狭缝的另一端呈开口状，所述电容薄膜规设于所述气体引入装置的一侧。
上述的新型气体隔离装置，其中，还包括：电磁阀，所述电磁阀和所述气体引入装置电性连接，所述电磁阀设于所述气体引入装置与气源连接处。
上述的新型气体隔离装置，其中，还包括气体流量计和金属软管，所述金属软管连接所述气体流量计和所述气体引入装置，所述气体流量计设于所述气体引入装置与外部气源连接处。
上述的新型气体隔离装置，其中，所述气体引入装置上还设有双层O型圈。
上述的新型气体隔离装置，其中，所述引气管道采用不锈钢材质，所述管道固定装置采用不锈钢材质。
一种磁控溅射连续镀膜线，其中，包括：两所述新型气体隔离装置；
还包括：进片室、第一过渡室、第一缓冲室、镀膜段、第二缓冲室、第二过渡室和出片室，所述进片室、所述第一过渡室、所述第一缓冲室、所述镀膜段、所述第二缓冲室、所述第二过渡室和所述出片室均为腔室结构，所述进片室、所述第一过渡室、所述第一缓冲室、所述镀膜段、所述第二缓冲室、所述第二过渡室和所述出片室依次设置；
其中，一所述新型气体隔离装置设于所述第一缓冲室和镀膜段之间，另一所述新型气体隔离装置设于所述第二缓冲室和镀膜段之间。
上述的磁控溅射连续镀膜线，其中，还包括：分子泵，两所述分子泵分别设于所述第一缓冲室和所述第二缓冲室内，两所述分子泵分别紧贴所述镀膜段的两端设置。
上述的磁控溅射连续镀膜线，其中，还包括加强筋，所述进片室、所述第一过渡室、所述第一缓冲室、所述镀膜段、所述第二缓冲室、所述第二过渡室和所述出片室内均设有若干加强筋，所述加强筋连接所述进片室、所述第一过渡室、所述第一缓冲室、所述镀膜段、所述第二缓冲室、所述第二过渡室和所述出片室的顶面和底面。
一种磁控溅射连续镀膜线的工作方法，其中，所述工作方法包括：
步骤S1：检测所述第一缓冲室的漏率和所述第二缓冲室的漏率；
步骤S2：判断所述第一缓冲室的漏率和所述第二缓冲室的漏率是否均小于10- 7PaL/S，若是，则执行步骤S3：
步骤S3：开启分子泵进行抽气；
步骤S4：打开电容薄膜规对新型气体隔离装置处的气压进行真空度测量；
步骤S5：判断所述第一过渡室和所述第二过渡室的压强是否均达到5Pa且稳定，同时所述第一缓冲室和所述第二缓冲室的压强是否均达到10-3Pa且稳定，若是，则执行步骤S6；
步骤S6：打开所述电磁阀和所述气体流量计，根据所述气体流量计控制从气缸中引入的气流量，使得所述第一缓冲室和所述第二缓冲室的压强稳定在8Pa；
步骤S7：镀膜。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
(1)本发明可以减少镀膜段与连接腔室安装分子泵盖板内分子泵数量，对降低设备成本具有重大意义。
(2)本发明降低空气气氛对镀膜镀膜段气氛的影响，提高了成膜质量。
附图说明
图1是本发明的新型气体隔离装置和工作方法的第一过渡室的横截面示意图。
图2是本发明的新型气体隔离装置和工作方法的磁控溅射连续镀膜线的示意图。
图3是本发明的新型气体隔离装置和工作方法的第一过渡室的横截面的局部放大示意图。
附图中：1、电磁阀；2、气体流量计；3、金属软管；4、气体引入装置；5、引气管道；6、二元布气装置；7、腔室狭缝；8、气体接头；9、管道固定装置；11、分子泵；12、外部气源；13、电容薄膜规；14、进片室；15、第一过渡室；16、第一缓冲室；17、镀膜段；18、第二缓冲室；19、第二过渡室；20、出片室；21、新型气体隔离装置；22、加强筋。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1是本发明的新型气体隔离装置和工作方法的第一过渡室的横截面示意图，图3是本发明的新型气体隔离装置和工作方法的第一过渡室的横截面的局部放大示意图，参见图1和图3所示，示出较佳实施例的一种新型气体隔离装置，包括：
气体引入装置4、引气管道5、二元布气装置6、充气接头、腔室狭缝7、气体接头8、管道固定装置9和电容薄膜规13，气体引入装置4的一端连接外部气源12，气体引入装置4的另一端连接二元布气装置6，二元布气装置6连接充气接头，气体引入装置4、二元布气装置6和充气接头之间形成气道，二元布气装置6设于引气管道5内，管道固定装置9夹持引气管道5，腔室狭缝7的一端连接气体接头8，腔室狭缝7的另一端呈开口状，电容薄膜规13设于气体引入装置4的一侧。
进一步，在一种优选的实施例中，还包括：电磁阀1，电磁阀1和气体引入装置4电性连接，电磁阀1设于气体引入装置4与气源连接处。
进一步，在一种优选的实施例中，还包括气体流量计2和金属软管3，金属软管3连接气体流量计2和气体引入装置4，气体流量计2设于气体引入装置4与外部气源12连接处。
进一步，在一种优选的实施例中，气体引入开关用于控制气源进出，气体流量计2用于控制气体流量大小，保证缓冲室气压稳定，量程满足设计要求。
进一步，在一种优选的实施例中，气体引入装置4上还设有双层O型圈。
进一步，在一种优选的实施例中，双层O型圈用于保障真空室密封性。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，引气管道5采用不锈钢材质，管道固定装置9采用不锈钢材质。
进一步，在一种优选的实施例中，引气管道5使用不锈钢材质为了满足刚性需求，引气管道5长度大于腔体狭缝，引气管道5的长度可调整。
进一步，在一种优选的实施例中，气体通入二元布气管道的主管，在主管内混合后再由充气接头放出，放出气体在引气管道5的主管内混合后再由气体接头8排出，增加气体路径，有利于气体混合，提高了气体均匀性。
进一步，在一种优选的实施例中，气体接头8横向均布置，实现均匀布气，保证压强均匀。
图2是本发明的新型气体隔离装置和工作方法的磁控溅射连续镀膜线的示意图，参见图2所示，示出较佳实施例的一种磁控溅射连续镀膜线，包括：
两上述新型气体隔离装置21；
还包括：进片室14、第一过渡室15、第一缓冲室16、镀膜段17、第二缓冲室18、第二过渡室19和出片室20，进片室14、第一过渡室15、第一缓冲室16、镀膜段17、第二缓冲室18、第二过渡室19和出片室20均为腔室结构，进片室14、第一过渡室15、第一缓冲室16、镀膜段17、第二缓冲室18、第二过渡室19和出片室20依次设置；
其中，一新型气体隔离装置21设于第一缓冲室16和镀膜段17之间，另一新型气体隔离装置21设于第二缓冲室18和镀膜段17之间。
进一步，在一种优选的实施例中，还包括：分子泵11，两分子泵11分别设于第一缓冲室16和第二缓冲室18内，两分子泵11分别紧贴镀膜段17的两端设置。
进一步，在一种优选的实施例中，根据分子泵11抽速与压强关系，合理控制气体流量计2流量，保证压强稳定。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，还包括加强筋22，进片室14、第一过渡室15、第一缓冲室16、镀膜段17、第二缓冲室18、第二过渡室19和出片室20内均设有若干加强筋22，加强筋22连接进片室14、第一过渡室15、第一缓冲室16、镀膜段17、第二缓冲室18、第二过渡室19和出片室20的顶面和底面。
在一种较佳实施例的一种磁控溅射连续镀膜线的工作方法，包括：
步骤S1：检测第一缓冲室16的漏率和第二缓冲室18的漏率；
步骤S2：判断第一缓冲室16的漏率和第二缓冲室18的漏率是否均小于10-7PaL/S，若是，则执行步骤S3：
步骤S3：开启分子泵11进行抽气；
步骤S4：打开电容薄膜规13对新型气体隔离装置21处的气压进行真空度测量；
步骤S5：判断第一过渡室15和第二过渡室19的压强是否均达到5Pa且稳定，同时第一缓冲室16和第二缓冲室18的压强是否均达到10-3Pa且稳定，若是，则执行步骤S6；
步骤S6：打开电磁阀1和气体流量计2，根据气体流量计2控制从气缸中引入的气流量，使得第一缓冲室16和第二缓冲室18的压强稳定在8Pa；
步骤S7：镀膜。
进一步，在一种优选的实施例中，通过计算和测试，分子泵11开启后，气体流量计2流量设置为1800sccm时，保证第一缓冲室16和第二缓冲室18压强8Pa，大于第一过渡室15和第二过渡室19压强5Pa，第一缓冲室16和第二缓冲室18压强由10-3Pa上升到8Pa时，根据克努森判别式0.02＜DP＜0.65Pa*m，第一缓冲室16和第二缓冲室18内气体由分子流状态转变为粘滞分子流状态。此时气体分子之间内摩擦力增大，气体分子之间的碰撞阻隔了部分第一过渡室15和第二过渡室19空气杂质进入第一缓冲室16和第二缓冲室18。
进一步，在一种优选的实施例中，经计算，充入氩气后，第一缓冲室16和第二缓冲室18压强由10-3Pa上升到8Pa时，第一缓冲室16和第二缓冲室18内气体由分子流状态转变为粘滞流分子状态。原设计第一缓冲室16和第二缓冲室18压强比第一过渡室15和第二过渡室19大，且二元布气装置6保障了整个第一过渡室15和第二过渡室19内压强均匀。
进一步，在一种优选的实施例中，第一过渡室15和第二过渡室19仍会有少量残存空气进入第一缓冲室16和第二缓冲室18，气源纯氩气冲入第一过渡室15和第二过渡室19，可以极大稀释残存少量空气，且分子泵11抽速和气体流量计2中气体流入速度控制，可以保证缓冲室内压强稳定，杂质气体随着氩气源源不断被抽走，整个过程可以提高第一过渡室15和第二过渡室19气氛纯度，进一步减小杂质空气对工艺镀膜段17的气氛影响，大大提高了成膜质量。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种磁控溅射连续镀膜线，其特征在于，包括：两气体隔离装置；还包括：进片室、第一过渡室、第一缓冲室、镀膜段、第二缓冲室、第二过渡室和出片室，所述进片室、所述第一过渡室、所述第一缓冲室、所述镀膜段、所述第二缓冲室、所述第二过渡室和所述出片室均为腔室结构，所述进片室、所述第一过渡室、所述第一缓冲室、所述镀膜段、所述第二缓冲室、所述第二过渡室和所述出片室依次设置；其中，一所述气体隔离装置设于所述第一缓冲室和镀膜段之间，另一所述气体隔离装置设于所述第二缓冲室和镀膜段之间；
还包括：分子泵，两所述分子泵分别设于所述第一缓冲室和所述第二缓冲室内，两所述分子泵分别紧贴所述镀膜段的两端设置；
所述气体隔离装置包括：气体引入装置、引气管道、二元布气装置、充气接头、腔室狭缝、气体接头、管道固定装置和电容薄膜规，所述气体引入装置的一端连接外部气源，所述气体引入装置的另一端连接所述二元布气装置，所述二元布气装置连接所述充气接头，所述气体引入装置、所述二元布气装置和所述充气接头之间形成气道，所述二元布气装置设于所述引气管道内，所述管道固定装置夹持所述引气管道，所述腔室狭缝的一端连接所述气体接头，所述腔室狭缝的另一端呈开口状，所述电容薄膜规设于所述气体引入装置的一侧；
所述气体隔离装置还包括：
电磁阀，所述电磁阀和所述气体引入装置电性连接，所述电磁阀设于所述气体引入装置与气源连接处；
气体流量计和金属软管，所述金属软管连接所述气体流量计和所述气体引入装置，所述气体流量计设于所述气体引入装置与外部气源连接处，所述气体引入装置上还设有双层O型圈；
所述引气管道采用不锈钢材质，所述管道固定装置采用不锈钢材质。
2.根据权利要求1中所述的磁控溅射连续镀膜线，其特征在于，还包括加强筋，所述进片室、所述第一过渡室、所述第一缓冲室、所述镀膜段、所述第二缓冲室、所述第二过渡室和所述出片室内均设有若干加强筋，所述加强筋连接所述进片室、所述第一过渡室、所述第一缓冲室、所述镀膜段、所述第二缓冲室、所述第二过渡室和所述出片室的顶面和底面。
3.一种磁控溅射连续镀膜线的工作方法，其特征在于，根据权利要求2所述的一种磁控溅射连续镀膜线，所述工作方法包括：
步骤S1：检测所述第一缓冲室的漏率和所述第二缓冲室的漏率；
步骤S2：判断所述第一缓冲室的漏率和所述第二缓冲室的漏率是否均小于10-7PaL/S，若是，则执行步骤S3：
步骤S3：开启分子泵进行抽气；
步骤S4：打开电容薄膜规对气体隔离装置处的气压进行真空度测量；
步骤S5：判断所述第一过渡室和所述第二过渡室的压强是否均达到5Pa且稳定，同时所述第一缓冲室和所述第二缓冲室的压强是否均达到10-3Pa且稳定，若是，则执行步骤S6；
步骤S6：打开所述电磁阀和所述气体流量计，根据所述气体流量计控制从气缸中引入的气流量，使得所述第一缓冲室和所述第二缓冲室的压强稳定在8Pa；
步骤S7：镀膜。
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