CN114737157B - 一种金属膜的生产加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属膜的生产加工设备，真空镀膜腔体内设有第一蒸镀区、第一磁控溅射区、第二蒸镀区和第二磁控溅射区，且第一蒸镀区和第一磁控溅射区之间，以及第二蒸镀区和第二磁控溅射区之间均设有隔板，薄膜从第一蒸镀区和第一磁控溅射区之间、及第二蒸镀区和第二磁控溅射区之间的区域穿过，且从第一磁控溅射区穿出后反向走膜、再进入第二蒸镀区。本发明在不同工艺区域之间设置隔板，防止蒸镀工艺或磁控溅射工艺对另一种工艺造成干扰，实现兼容蒸镀工艺和磁控溅射工艺，综合了镀膜层的厚度、镀膜层的结合力以及镀膜成本的多重因素，获得高性价比的金属膜，同时解决了传统镀膜操作过程产生额外成本的问题，也避免了该过程中薄膜被氧化的风险。

Description

一种金属膜的生产加工设备

技术领域

本发明涉及金属膜镀膜领域，具体的说，是涉及一种金属膜的生产加工设备。

背景技术

金属膜是指已经金属化的薄膜，具体工艺是在薄膜膜面上镀上金属层，使其具有金属一样的导电性能，且比纯金属薄膜质量更轻。

目前生产金属薄膜的主要方式有真空蒸镀和磁控溅射镀膜，这两种工艺本身所产生的能量不一样，金属沉积到薄膜表面所获得的薄膜表面性能也略有不同，例如，磁控溅射镀膜过程所需要的能量更高，金属原子在受到氩离子轰击后所获得的能量高，层积到薄膜上和薄膜结合更加紧密，结合力较高；蒸镀是金属受热融化，形成原子蒸汽层积到薄膜上，结合力不如磁控溅射，但是相对于磁控溅射，真空蒸镀的成本较低，且能够获得的镀膜层厚度高。

因此，业内提出了结合两种镀膜工艺来生产金属膜，而现有生产设备往往是单独使用蒸镀工艺或单独使用磁控溅射工艺，若想要采用两种工艺结合，则需要通过转运的方式将层积好的薄膜运到下一个蒸镀炉或磁控溅射炉处，这无疑增加了额外的成本，包括运输、开关炉等，而且转运过程中半成品薄膜还可能被氧化。

以上问题，值得解决。

发明内容

为了解决现有金属膜生产设备无法兼容真空蒸镀和磁控溅射镀膜的问题，本发明提供一种金属膜的生产加工设备。

本发明技术方案如下所述：

一种金属膜的生产加工设备，包括真空镀膜腔体，所述真空镀膜腔体设有镀膜装置，薄膜依次绕过所述镀膜装置的第一蒸镀区、第一磁控溅射区、第二蒸镀区和第二磁控溅射区，并穿过所述第一蒸镀区和所述第一磁控溅射区之间的区域，也穿过所述第二蒸镀区和所述第二磁控溅射区之间的区域；且所述薄膜从所述第一磁控溅射区穿出后、反向走膜，使得所述薄膜翻面、再进入所述第二蒸镀区。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述第一蒸镀区和所述第一磁控溅射区之间设有第二隔板，所述第二蒸镀区和所述第二磁控溅射区之间设有第六隔板。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述第一蒸镀区内设有第一蒸发舟，所述第一蒸发舟位于所述薄膜的下方，所述第三隔板设于所述第一蒸发舟的一侧，与该侧相对的另一侧设有第一隔板。

进一步的，所述第一蒸发舟的上方还设有第一冷却板，且所述第一冷却板位于所述薄膜的上方。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述第一磁控溅射区和所述第二磁控溅射区均设有磁控溅射装置，所述第一磁控溅射区的第一磁控溅射装置朝向远离所述第一蒸镀区的一侧，且该侧设有第二冷却板，所述第二冷却板与所述第一磁控溅射装置位于所述薄膜两侧。

进一步的，所述磁控溅射装置包括安装座和柱状靶材，所述柱状靶材与所述安装座可拆卸连接，所述柱状靶材为空心的圆柱体，该柱状靶材内设有磁性材料的冷却管，所述冷却管内设有冷却液。

进一步的，所述第二冷却板紧挨着所述薄膜的膜面。

进一步的，所述第一磁控溅射装置的底部设有第三隔板，该第三隔板将所述第一磁控溅射装置与所述真空镀膜腔体隔开。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述第二蒸镀区设有第二蒸发舟，所述薄膜翻面后其未被蒸镀的一面朝向所述第二蒸发舟。

进一步的，所述第六隔板设于所述第二蒸发舟的一侧，与该侧相对的另一侧设有第五隔板。

进一步的，所述第二蒸发舟的上方设有第三冷却板，且所述第三冷却板位于所述薄膜的上方。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述第二蒸发舟的下方设有第四隔板，所述第四隔板、所述第五隔板、所述第六隔板和所述第三冷却板围绕在所述第二蒸发舟的外侧。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述第六隔板内设有循环冷却液，且其冷却面朝向所述薄膜。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述薄膜在所述第一蒸镀区和所述第一磁控溅射区之间呈“S”型走膜，且在所述第二蒸镀区呈“口”字型走膜。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述真空镀膜腔体内设有四个所述镀膜装置，分别设置在所述真空镀膜腔体的四个侧壁处。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述镀膜装置还包括放卷装置和收卷装置，所述薄膜由所述放卷装置放出，经蒸镀区和磁控溅射区镀上金属层后，收纳于所述收卷装置。

进一步的，所述放卷装置为放卷辊，所述收卷装置为收卷辊，且所述放卷辊的端部和所述收卷辊的端部均垂直设置在所述真空镀膜腔体的侧壁上。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于：

本发明将蒸镀工艺和磁控溅射工艺进行结合，综合了镀膜层的厚度、镀膜层的结合力以及镀膜成本的多重考量因素，获得高性价比的金属膜；解决了传统镀膜操作过程需要开炉、闭炉及薄膜运输产生额外成本的问题，也避免了该过程中因运输导致薄膜被氧化的风险；

本发明的蒸镀工艺和磁控溅射工艺交错设置，避免短时间内连续对薄膜进行高温蒸镀，影响上一道蒸镀效果；且相邻两个镀膜区隔开作业，避免在薄膜的同一个膜段的正反两面，同时进行镀膜；

另一方面，本发明合理的镀膜区先后顺序的配置（依次为蒸镀区、磁控溅射区、蒸镀区、磁控溅射区），令薄膜先蒸镀的一面间隔较长时间后再进行磁控溅射镀膜，让镀膜层冷却、与膜面充分结合，有效提升了先蒸镀后磁控溅射的镀膜层的结合力；

进一步的，本发明利用在第一蒸镀区和第一磁控溅射区之间，以及在第二蒸镀区和第二磁控溅射区之间设置隔板的方式，防止蒸镀的镀料飞溅或磁控溅射的氩气轰击对另一种工艺造成干扰或影响，保障在同一个真空镀膜腔体内兼容蒸镀工艺和磁控溅射工艺。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

在图中，1、真空镀膜腔体；2、薄膜；3、放卷装置；4、第一隔板；5、第一冷却板；6、第二隔板；7、第一蒸发舟；8、第三隔板；9、第二冷却板；10、第一磁控溅射装置；11、第二蒸发舟；12、第四隔板；13、第五隔板；14、第三冷却板；15、第四冷却板；16、第六隔板；17、第二磁控溅射装置；18、过辊；19、转向辊；20、收卷装置。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”和“第六”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。

如图1所示，一种金属膜的生产加工设备，包括真空镀膜腔体1，真空镀膜腔体1设有镀膜装置，薄膜2依次绕过镀膜装置的第一蒸镀区、第一磁控溅射区、第二蒸镀区和第二磁控溅射区，并穿过第一蒸镀区和第一磁控溅射区之间的区域（即两个镀膜区设于薄膜的正反面两侧），实现第一蒸镀区对薄膜2的A面进行蒸镀，而第一磁控溅射区则对薄膜2的B面进行磁控溅射镀膜。

薄膜2从第一磁控溅射区穿出后，反向走膜，使得薄膜2翻面、再进入第二蒸镀区，同理也穿过第二蒸镀区和第二磁控溅射区之间的区域； 此时，薄膜2的B面在第二蒸镀区进行蒸镀，薄膜2的A面在第二磁控溅射区进行磁控溅射镀膜。需要说明的是，A面和B面并不是对薄膜2的膜面属性进行限定，A面和B面仅仅是用于指代薄膜2的正反两面。

可见，本发明将蒸镀工艺和磁控溅射工艺交错设置，避免短时间内连续对薄膜2进行高温蒸镀，例如对A面完成高温蒸镀后，紧接着对B面进行高温蒸镀，影响上一道蒸镀效果；且相邻两个镀膜区隔开作业，避免在对A面进行蒸镀的同时对同一个膜段的B面进行磁控溅射镀膜；

本发明镀膜区先后顺序的合理配置（依次为蒸镀区、磁控溅射区、蒸镀区、磁控溅射区），令薄膜2先蒸镀的一面间隔较长时间后再进行磁控溅射镀膜，让镀膜层冷却、与膜面充分结合，有效地改善了先蒸镀后磁控溅射工艺的镀膜层结合力。

在本发明中，第一蒸镀区和第一磁控溅射区之间设有第二隔板6，第二蒸镀区和第二磁控溅射区之间设有第六隔板16，第二隔板6的设置，起到了防止第一蒸镀区的镀料（即待镀金属）飞溅到第一磁控溅射区，也防止第一蒸镀区受到来自第一磁控溅射区的磁控溅射时氩气的影响；第六隔板16的设置，起到了防止第二蒸镀区的镀料飞溅到第二磁控溅射区，也防止第二磁控溅射区的氩气影响第二蒸镀区。

因此，本发明实现在薄膜2的两面既进行蒸镀也进行了磁控溅射镀膜，增加了镀膜层，在符合客户的镀膜需求前提下减少了镀膜成本，综合考量了镀膜质量与镀膜成本；由上述方案可知，本发明通过在第一蒸镀区和第一磁控溅射区之间，以及在第二蒸镀区和第二磁控溅射区之间设置隔板的方式，防止蒸镀的镀料飞溅或磁控溅射的氩气轰击对另一种工艺造成干扰或影响，从而保障同一个真空镀膜腔体1内兼容蒸镀工艺和磁控溅射工艺；而且通过镀膜区合理、科学的先后配置顺序，有效提升了先蒸镀后磁控溅射的镀膜层的结合力。

在本实施例中，薄膜2在第一蒸镀区和第一磁控溅射区之间呈“S”型走膜，该结构更高效地利用了真空镀膜腔体1的内部空间，使得前段工序（即第一蒸镀区和第一磁控溅射区）空间占比更小；而在第二蒸镀区呈“口”字型走膜，该结构不仅方便薄膜2反向走膜的布局设计，而且实现两个磁控溅射装置位于同一纵向上，既利于两个磁控溅射区的安装、管理，也减少不同镀膜类型造成的影响。

第一蒸镀区内设有第一蒸发舟7，第一蒸发舟7位于薄膜2的下方，第三隔板8设于第一蒸发舟7的一侧，与该侧相对的另一侧设有第一隔板4。第一隔板4与第三隔板8配合，将蒸发舟的两侧遮挡，除了防止对磁控溅射区的相互影响，还能够防止蒸发舟的镀料飞溅到真空镀膜腔体1的其他地方，污染了腔体内部。

在一个优选实施例中，第一蒸发舟7的上方还设有第一冷却板5，且第一冷却板5位于薄膜2的上方，可见，第一冷却板5与第一蒸发舟7位于薄膜2的两侧，既避免第一冷却板5影响镀料层积到薄膜2的膜面，也能够从反面给薄膜2进行有效降温，防止蒸发舟产生的待镀金属温度过高把薄膜2烫坏；第一冷却板5也起到了给薄膜2快速降温，提高镀膜层与薄膜2的结合效率。第一冷却板5常见结构是在冷却板内盛放有循环冷却液，可以用水作为冷却液。

在本发明中，第一磁控溅射区和第二磁控溅射区均设有磁控溅射装置，第一磁控溅射区的第一磁控溅射装置10、第二磁控溅射区的第二磁控溅射装置17，其中第一磁控溅射装置10朝向远离第一蒸镀区的一侧，第一磁控溅射镀膜侧远离了第一蒸镀区，将蒸镀工艺和磁控溅射镀膜工艺间隔一段时间，使得第一蒸镀区出来的薄膜2得以冷却，利于镀膜层与薄膜2的结合。可以通过在磁控溅射装置周围设置导向板更好地控制激发出的金属镀料的溅射方向。

在本发明中，在第二磁控溅射区设有第二冷却板9，第二冷却板9与第二隔板6位于第二磁控溅射区的两相对侧；且第二冷却板9与第一磁控溅射装置10位于薄膜2两侧，第二冷却板9紧挨着薄膜2的膜面，用于给金属膜表面降温，完成好前段镀膜工艺，为薄膜2进入后段镀膜工艺打好基底。同第一冷却板5的结构，第二冷却板9内盛放有循环冷却液。

在本发明中，磁控溅射装置包括安装座和柱状靶材，柱状靶材与安装座可拆卸连接，柱状靶材为空心的圆柱体，材质为金属，具体根据所要生产的金属膜材质而定，例如常用的铜柱状靶材或铝柱状靶材，该柱状靶材内设有磁性材料的冷却管，冷却管内设有冷却液，可以防止该磁性物质温度过高失去磁性。

在一个可选实施例中，第一磁控溅射装置10的底部设有第三隔板8，该第三隔板8将第一磁控溅射装置10与真空镀膜腔体1隔开，也能更好地防止磁控溅射装置污染真空镀膜腔体1的内部。

在本发明中，第二蒸镀区设有第二蒸发舟11，薄膜2翻面后其未被蒸镀的一面朝向第二蒸发舟11，对薄膜2的另一面进行蒸镀，此时薄膜2的正反面均实现了蒸镀镀膜工艺。在一个可选实施例中，利用转向辊19实现对薄膜2的反向走膜并翻面，具体地，第一磁控溅射区穿出的薄膜2先绕过过辊18，平行于第二蒸发舟11并从其底部经过，再利用第一个转向辊19将薄膜2先垂直向上走膜到第二蒸发舟11上方，再通过第二个转向辊19将薄膜2反向走膜，从第二蒸发舟11的顶部经过，同时实现了薄膜2翻面。

第二蒸发舟11的上方设有第三冷却板14，且第三冷却板14位于薄膜2的上方，第三冷却板14与第二蒸发舟11位于薄膜2的两侧，既避免第三冷却板14遮挡影响层积镀膜，也能够从反面给薄膜2进行有效降温，防止第二蒸发舟11产生的金属镀料温度过高烫坏薄膜2。

在一个可选实施例中，第六隔板16设于第二蒸发舟11的一侧，与该侧相对的另一侧设有第五隔板13，第二蒸发舟11的下方设有第四隔板12，因此第四隔板12、第五隔板13、第六隔板16和第三冷却板14围绕在第二蒸发舟11的外侧，很好地将第二蒸发舟11上下左右进行遮挡，防止对外界的影响，也防止外界对第二蒸发舟11的干扰。

在一个优选实施例中，第六隔板16内设有循环冷却液，且其冷却面朝向薄膜2，此时第六隔板16不仅起到隔开第二蒸镀区和第二磁控溅射区的作用，还作为第四冷却板15，具有冷却功能，起到给金属膜表面降温的作用，在该处对金属膜进行一次降温，最后收卷装置20将成品的金属膜进行收卷，利于提升成品金属膜的质量。

在一个优选实施例中，真空镀膜腔体1内设有四个上述方案的镀膜装置，分别设置在真空镀膜腔体1的四个侧壁处，尽可能拉开四个镀膜装置的距离，避免相互之间干扰；一个真空镀膜腔体1内具有四个镀膜装置，实现本发明一次性可以生产多卷金属膜，提高了生产效率，降低了成本。

在本发明中，镀膜装置还包括放卷装置3和收卷装置20，薄膜2由放卷装置3放出，经蒸镀区和磁控溅射区镀上金属层后，收纳于收卷装置20。在一个可选实施例中，放卷装置3为放卷辊，收卷装置20为收卷辊，且放卷辊的端部和收卷辊的端部均垂直设置在真空镀膜腔体1的侧壁上。通过采用该技术方案，真空镀膜腔体1内部结构紧凑，整体加工设备占地面积大大减少。

本发明解决了传统镀膜操作过程需要开炉、闭炉及薄膜2运输产生额外成本的问题，也避免了该过程中因运输导致薄膜2被氧化的风险。

以上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 (8)

1.一种金属膜的生产加工设备，包括真空镀膜腔体，所述真空镀膜腔体设有镀膜装置，其特征在于，薄膜依次绕过所述镀膜装置的第一蒸镀区、第一磁控溅射区、第二蒸镀区和第二磁控溅射区，并穿过所述第一蒸镀区和所述第一磁控溅射区之间的区域，也穿过所述第二蒸镀区和所述第二磁控溅射区之间的区域；且所述薄膜从所述第一磁控溅射区穿出后、反向走膜，使得所述薄膜翻面、再进入所述第二蒸镀区；

所述薄膜在所述第一蒸镀区和所述第一磁控溅射区之间呈“S”型走膜，且在所述第二蒸镀区呈“口”字型走膜；

所述第一蒸镀区和所述第一磁控溅射区之间设有第二隔板，所述第二蒸镀区和所述第二磁控溅射区之间设有第六隔板；第一磁控溅射区的磁控溅射装置朝向远离第一蒸镀区的一侧。

2.根据权利要求1所述的金属膜的生产加工设备，其特征在于，所述第一蒸镀区内设有第一蒸发舟，所述第一蒸发舟位于所述薄膜的下方，第三隔板设于所述第一蒸发舟的一侧，与该侧相对的另一侧设有第一隔板。

3.根据权利要求2所述的金属膜的生产加工设备，其特征在于，所述第一蒸发舟的上方还设有第一冷却板，且所述第一冷却板位于所述薄膜的上方。

4.根据权利要求1所述的金属膜的生产加工设备，其特征在于，所述第一磁控溅射区和所述第二磁控溅射区均设有磁控溅射装置，所述第一磁控溅射区的第一磁控溅射装置朝向远离所述第一蒸镀区的一侧，且该侧设有第二冷却板，所述第二冷却板与所述第一磁控溅射装置位于所述薄膜两侧。

5.根据权利要求1所述的金属膜的生产加工设备，其特征在于，所述第二蒸镀区设有第二蒸发舟，所述薄膜翻面后其未被蒸镀的一面朝向所述第二蒸发舟。

6.根据权利要求5所述的金属膜的生产加工设备，其特征在于，所述第六隔板设于所述第二蒸发舟的一侧，与该侧相对的另一侧设有第五隔板。

7.根据权利要求6所述的金属膜的生产加工设备，其特征在于，所述第二蒸发舟的上方设有第三冷却板，且所述第三冷却板位于所述薄膜的上方。

8.根据权利要求1所述的金属膜的生产加工设备，其特征在于，所述第六隔板内设有循环冷却液，且其冷却面朝向所述薄膜。