CN116288167A - 真空防污膜制备装置、制备系统及制备方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种真空防污膜制备装置，包括药液系统、加热装置、旋转机构及滑动伸缩装置，药液系统与加热装置连接，用于将药液输送到加热装置上，加热装置通过旋转机构带动进行上下反复移动，形成活动蒸发区域，能够满足3D异形或者大尺寸镀膜需求，滑动伸缩装置连接控制加热装置，以实现所述加热装置的水平移动，同时，提供对应的装置系统及制备方法，本申请的真空防污膜制备装置通过上下循环反复移动，形成活动蒸发区域，可以有效增加坩埚蒸发膜层的覆盖范围，相比固定位置的覆盖范围有明显提升；同时坩埚的90°翻转，使其正面口朝向待镀膜产品，实现最大作用的发散角，使得在镀膜制造中能有效改善膜层均匀性。

Description

真空防污膜制备装置、制备系统及制备方法

技术领域

本公开涉及真空镀膜技术领域，具体涉及一种真空防污膜制备装置、制备系统及制备方法。

背景技术

防污膜可应用于触摸屏、镜片和镜头等多个领域。尤其是，近年来随着信息技术的发展，智能手机和平板电脑等产品高度普及，上述触摸屏产品需求的迅猛增长促成了真空镀膜装置的开发。科技显示模块日益增多，尺寸与形状也在随着市场的需求在不断更新，整体的方向在无限接近全尺寸。但随之而来制作过程中受约束的地方也会越来越多，镀膜领域就存在此类问题。盖板的表面直接接触到使用者，因此表面的保护必不可少，防污膜层就显得尤为重要。

但实际防污膜制作是还是会受困于尺寸太大、形状不规整以及弧高太高等问题，例如大尺寸产品、3D产品，传统的镀膜易导致镀膜不均匀，同时蒸发点固定单一也导致了镀膜的厚度不均匀。

因此急需一种新的防污膜制备装置或镀膜系统或镀膜方法，在盖板镀膜制造过程中，该装置或系统或方法可以有效的适应大尺寸与3D产品。

发明内容

本公开所要解决的一个技术问题是：提供一种适用于大尺寸及3D产品防污膜制备装置、系统及制备方法，能在盖板镀膜制造中提高蒸发源的覆盖范围，有效改善膜层均匀性。

为解决上述技术问题，本公开实施例提供一种真空防污膜制备装置，制备装置包括药液系统、加热装置、旋转机构及滑动伸缩装置，药液系统与加热装置连接，用于将药液输送到加热装置上，加热装置通过旋转机构带动进行上下反复移动，形成活动蒸发区域，滑动伸缩装置连接控制加热装置，以实现加热装置的水平移动。

在一些实施例中，药液系统包括药水存储罐、传输管道及滴嘴，药水存储罐设有液面监测装置，药水存储罐连接传输管道，传输管道末端设有滴嘴。

在一些实施例中，传输管道上设有计量泵，用于抽取及量测药液。

在一些实施例中，加热装置包括电加热器、坩埚及底座，坩埚用于盛放药水并与电加热器一同设置于底座上，坩埚通过电加热器进行加热。

在一些实施例中，坩埚内部含有锁定药液的网状载体，载体具备耐高温特性。

在一些实施例中，加热装置还包括电机齿轮，电机齿轮作用于坩埚的90°翻转动作。

在一些实施例中，坩埚被配置为位置随产品形状变化而进行变化。

在一些实施例中，旋转机构包括伺服电机、链条、齿轮及无极变速齿轮，伺服电机为整个旋转机构提供动能，通过链条上下循环移动；齿轮安装在坩埚两端或中间间隙处，链条具备伸缩功能，无极变数齿轮用于辅助滑动伸缩装置，辅助实现链条的推进拉伸动作。

另一方面，提供一种真空防污膜制备系统，包含上述真空防污膜制备装置，还包括真空工艺腔室，真空工艺腔室与真空防污膜制备装置相连接，加热装置通过滑动伸缩装置以实现在真空工艺腔室内进行移动。

另一方面，提供一种真空防污膜的制备方法，

步骤1，将产品进行基底镀膜，同时药液系统将滴液至坩埚上；

步骤2，将产品进行等离子处理，同时坩埚通过电加热器进行预加热；

步骤3，等待30S，期间同时将产品移动到镀膜区，将坩埚通过滑动伸缩装置移到镀膜区，并翻转90°；

步骤4，坩埚加热蒸发时，伺服电机开启，将坩埚进行上下反复移动，并持续蒸发10S-1000S；

步骤5，坩埚降温镀膜完成，同时产品及坩埚回归原点。

通过上述技术方案，本公开提供的真空防污膜制备通过上下循环反复移动，形成活动蒸发区域，可以有效增加坩埚蒸发膜层的覆盖范围，能够满足3D异形或者大尺寸镀膜需求，相比固定位置的覆盖范围有明显提升；同时坩埚的90°翻转，使其正面口朝向待镀膜产品，实现最大作用的发散角，使防污膜沉积效果更加均匀，使得在镀膜制造中能有效改善膜层均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例公开的一种真空防污膜制备系统示意图；

图2是本公开实施例公开的一种真空防污膜制备装置的药液系统；

图3是本公开实施例公开的一种真空防污膜制备装置的加热装置；

图4是本公开实施例公开的一种真空防污膜制备装置的旋转机构；

图5是本公开实施例公开的一种真空防污膜制备装置蒸发覆盖范围；

图6是本公开实施例公开的一种真空防污膜制备装置的伸缩结构；

图7是本公开实施例公开的一种真空防污膜制备方法。

附图标记说明：

100、真空防污膜制备装置；200、真空工艺腔室；300、药液系统；301、药水存储罐；302、液面监测装置；303、传输管道；304、计量泵；305、滴嘴；400、加热装置；401、坩埚；402电加热器；403、底座；404、电机齿轮；405、固定蒸发区域；406、活动蒸发区域；500、旋转机构；501、无极变速齿轮；502、链条；503、齿轮；504、伺服电机；600、滑动伸缩装置

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本公开的原理，但不能用来限制本公开的范围，本公开可以以许多不同的形式实现，不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

本公开提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是大于或等于两个；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

此外，本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。

还需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。

本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

实施例1

如图1-6所示，本申请实施例提供一种真空防污膜制备装置，本实施例的制备装置可以用于加工大尺寸的玻璃面板或者3D玻璃面板的防污膜。

整套真空防污膜制备装置100包括药液系统300、加热装置400、旋转机构500及滑动伸缩装置600，药液系统300与加热装置400连接，用于将药液输送到加热装置400上，加热装置400通过旋转机构500带动进行上下反复移动，滑动伸缩装置600连接控制所述加热装置400，以实现所述加热装置400的水平移动。

如图2所示，本实施例中，药液系统300包括药水存储罐301、传输管道303及滴嘴305，药水存储罐301设有液面监测装置302，所述药水存储罐301连接传输管道303，传输管道303末端设有滴嘴305。药水存储罐301用于防污膜药水的保存。其中，药液液面监测装置302用于实时反馈药水存储罐301药液面位置，主要通过视觉监控来完成，可以实时了解药液余量情况，保证药液量充足，防止管道因没有药液而进入空气，最终导致药液量失准情况。

本实施例中，传输管道303上设有计量泵304，计量泵304用于抽取准确的药液量，通过管道及滴药嘴完整的注入到坩埚内。

如图3所示，本实施例在具体实施时，加热装置400包括电加热器402、坩埚401及底座403，坩埚401用于盛放药水并与电加热器402一同设置于底座403上，坩埚401通过电加热器402进行加热。电加热器402主要作用于坩埚401的加热工作，组装工艺时需要满足与坩埚401底部及侧面的紧密贴，最大程度实现传导效率。坩埚401材质的选用在于热传导效率高、熔点高的金属，加工容器多为圆形，此项不做特定要求，加工时容器边缘采用向内倾斜，其作用可以锁住部分多于药液，同时与底座403及电加热器402镶嵌工艺时也会更加稳固。底座403的设计便于承载坩埚401与电加热器402，同时可以起到坩埚401加热工作后的降温工作，设计时可以通过水冷机构进行快速降温。

本实施例在具体实施时，坩埚401内部含有锁定药液的网状载体，载体具备耐高温特性。同时使用一定时间需要进行更换。

如图4所示，本实施例在具体实施时，加热装置400还包括电机齿轮404，电机齿轮404作用于坩埚401的90°翻转动作。加药液时坩埚401需要正面口朝上，药液准确的滴入坩埚401内部，热蒸发时坩埚需要旋转90°，使其正面口朝向产品，实现最大作用的发散角。

滑动伸缩装置600主要作用于实际应用中所生产的3D产品，其主要原理在于坩埚401位置可随产品形状而变化，滑动伸缩装置600主要部件为气缸，坩埚401的位置变化移动依赖气缸的伸缩完成，实际应用过程中根据产品的不同形态进行伸缩位置的推进变化，使其与满足距离的一致性。前端搭配电机齿轮404，使其到位后不会影响坩埚401的上下移动。滑动伸缩装置600伸缩移动时，链条会进行相应的拉伸动作，本发明采用在反方向设计不同尺寸的齿轮盘，随着伸缩动作的距离来改变圆盘直径的大小，最终实现可变调节。

滑动伸缩装置600伸缩行程设定根据产品镀膜治具的实际情况进行操作，滑动伸缩装置600最大行程为d，那么0-d之间的所有距离数量均可以设定。同时为了避免在运行中造成意外撞击，每款产品的设定蒸发位置便是行程的最大位置，气缸动作只能在0到设定值区域范围内活动。

如图5所示，坩埚401的滑动覆盖范围图，加热装置400通过旋转机构500带动坩埚401进行上下反复移动，可以有效增加坩埚蒸发膜层的覆盖范围，最终形成活动蒸发区域406，相比固定蒸发区域405位置的覆盖范围有明显提升，此效果直接由坩埚401的自由移动实现。区别于固定位置蒸发镀膜，在往返过程中，单个坩埚401里的药水蒸发对应的区域远远大于固定位置。特别针对3D产品，表面为弧形面，通过调整坩埚位置，也能够实现均匀镀膜的目的。

覆盖总长公式如下:

公式：L＝X+2d，其中，L为覆盖范围总长；X为设坩埚固定位置覆盖长度；d为旋转机构上移行程距离(下移行程相同)。

覆盖发射面积公式如下：

公式：S＝¹/₂hx+2dh，其中，S为覆盖发射面积；X为设坩埚固定位置覆盖长度；d为旋转机构上移行程距离(下移行程相同)；h为坩埚到达产品距离。

本实施例在具体实施时，旋转机构500包括伺服电机504、链条502、齿轮503及无极变速齿轮501，伺服电机为整个旋转机构500提供动能，电机配备为上下各一台，通过链条502上下循环移动，一般情况下，坩埚的数量大于等于1，数量根据实际需要进行选择，只需要配备具有与坩埚401数量相对应的滴嘴305、传输管道303、药水存储罐301以及滑动伸缩装置600，行程距离由设计坩埚间的距离而定；机构旋转的最大行程取决于坩埚与坩埚之间链条的长度，运动的方向仅能满足上下重复运行，不可满圈旋转操作；齿轮503安装在坩埚401两端或中间间隙处。其作用在于为旋转提供稳定装置，设计数量如下公式

公式：N＝n+1，其中N为齿轮设计数量，n为坩埚数量。

链条502具备伸缩功能，无极变数齿轮503用于辅助滑动伸缩装置600，辅助实现链条502的推进拉伸动作。

链条502用于动能的传递同时具备伸缩功能，坩埚401的位置链条502与底座403相连，因此是无法进行满圈旋转的。

旋转机构500使得坩埚上下移动，主要作用于增加单个坩埚的衍射范围，使其装置在坩埚点位上进行优化缩减，降低制造成本，同时也完成了药液量的节省，最终还能使表面防污膜层更加均匀。

实施例2

如图1所示，一种真空防污膜制备系统，包含上述的真空防污膜制备装置100，还包括真空工艺腔室200，真空工艺腔室200与真空防污膜制备装置100相连接，加热装置400通过滑动伸缩装置600以实现在真空工艺腔室内200进行移动。在本实施例中，真空防污膜制备装置100安装在真空工艺腔室200的侧壁，在真空工艺腔室200侧壁围绕成一个迷你腔室进行搭建，可以与真空工艺腔室200形成一个整体进行作业。在设定真空方案中，制备装置结构腔室具备独立控制真空，等加液完成后抽真空进行连通。

也可以通过如下方式：真空防污膜制备装置100与真空工艺腔室200的连通处设置有环形密封面(图未示出)，在坩埚401移动滑动伸缩装置600的上设置密封法兰，密封法兰设置于坩埚靠近真空工艺腔室200中心一侧，密封法兰的口径大于环形密封面的内径；当密封法兰被驱动到达环形密封面处时，密封法兰和环形密封面一起构成一密封面，使得制备装置和真空工艺腔室200处于分隔状态。

实施例3

如图7所示，本申请公开了实施例：一种真空防污膜的制备方法，该方法用于上述真空防雾膜制备装置，方法包括如下步骤：

步骤1，将产品进行基底镀膜，同时药液系统300将滴液至坩埚401上；

步骤2，将产品进行等离子处理，同时坩埚401通过电加热器402进行预加热；其中滑动伸缩装置600作业动作在坩埚401预加热时进行，气缸伸缩的同时无极变数齿轮盘进行相应的切换动作，最终实现链条的拉紧；

步骤3，等待30S，期间同时将产品移动到镀膜区，将坩埚401通过滑动伸缩装置600移到镀膜区，并翻转90°；

步骤4，坩埚401加热蒸发时，伺服电机504开启，将坩埚401进行上下反复移动，并持续蒸发10S-1000S；

步骤5，坩埚401降温镀膜完成，同时产品及坩埚回归原点。

首先待镀真空防污膜产品先完成打底层的镀膜，膜层可以是多层也可以是单层膜，满足最外层与防污膜反应为SiOx。打底膜层完成后设备将开启等离子体处理膜层表面，其作用主要改善表面特性，增加膜层结合力。等离子体当前行业内品牌型号多种多样，本发明专利中不做特殊限定；真空下等待，开启装置主体单元相关工艺参数，使其加热进行蒸发镀膜，最终形成均匀而牢固的防污膜层。产品在坩埚预加热过程中滑动齿轮气缸动作到指定位，蒸发完成后滑动齿轮气缸动作回归原点。防污膜蒸发过程合理控制PID参数，过程蒸发速率曲线采用阶梯式上升形态。

本发明创新结构特征除了满足小尺寸镀膜需求，也能够满足3D异形或者大尺寸镀膜需求，提供的真空防污膜制备装置通过上下循环反复移动，实现固定蒸发区域与活动蒸发区域，可以有效增加坩埚蒸发膜层的覆盖范围，相比固定位置的覆盖范围有明显提升；同时坩埚的90°翻转，使其正面口朝向待镀膜产品，实现最大作用的发散角，使得在镀膜制造中能有效降低药水消耗量，提高蒸发源的覆盖范围，改善防污膜沉积的均匀性。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。

Claims (10)

1.一种真空防污膜制备装置，其特征在于，所述真空防污膜制备装置(100)包括药液系统(300)、加热装置(400)、旋转机构(500)及滑动伸缩装置(600)；其中，所述药液系统(300)与加热装置(400)连接，用于将药液输送到加热装置(400)上，所述加热装置(400)通过旋转机构(500)带动进行上下反复移动，形成活动蒸发区域(406)，所述滑动伸缩装置(600)连接控制所述加热装置(400)，以实现所述加热装置(400)的水平移动。

2.根据权利要求1所述的真空防污膜制备装置，其特征在于，所述药液系统(300)包括药水存储罐(301)、传输管道(303)及滴嘴(305)；其中，所述药水存储罐(301)设有液面监测装置(302)，所述药水存储罐(301)连接传输管道(303)，所述传输管道(303)末端设有滴嘴(305)。

3.根据权利要求2所述的真空防污膜制备装置，其特征在于，所述传输管道(303)上设有计量泵(304)，用于抽取及量测药液。

4.根据权利要求1所述的真空防污膜制备装置，其特征在于，所述加热装置(400)包括电加热器(402)、坩埚(401)及底座(403)；其中，所述坩埚(401)用于盛放药水并与电加热器(402)一同设置于底座(403)上，所述坩埚(401)通过电加热器(402)进行加热。

5.根据权利要求4所述的真空防污膜制备装置，其特征在于，所述坩埚(401)内部含有锁定药液的网状载体，载体具备耐高温特性。

6.根据权利要求4所述的真空防污膜制备装置，其特征在于，所述加热装置(400)还包括电机齿轮(404)，所述电机齿轮(404)作用于坩埚(401)的90°翻转动作。

7.根据权利要求4所述的真空防污膜制备装置，其特征在于，坩埚(401)被配置为位置随产品形状变化而进行变化。

8.根据权利要求1所述的真空防污膜制备装置，其特征在于，所述旋转机构(500)包括伺服电机(504)、链条(502)、齿轮(503)及无极变速齿轮(501)；其中，所述伺服电机(504)为整个旋转机构(500)提供动能，通过链条(502)上下循环移动；所述齿轮(503)安装在坩埚(401)两端或中间间隙处，所述链条(502)具备伸缩功能，所述无极变数齿轮(503)用于辅助滑动伸缩装置(600)，辅助实现链条(502)的推进拉伸动作。

9.一种真空防污膜制备系统，其特征在于，包含如权利要求1-8任意一项所述的真空防污膜制备装置(100)，还包括真空工艺腔室(200)，所述真空工艺腔室(200)与真空防污膜制备装置(100)相连接，所述加热装置(400)通过滑动伸缩装置(600)以实现在真空工艺腔室内(200)进行移动。

10.一种真空防污膜的制备方法，所述制备方法采用权利要求4-8任意一项所述的装置进行操作，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1，将产品进行基底镀膜，同时药液系统(300)将滴液至所述坩埚(401)上；

步骤2，将产品进行等离子处理，同时所述坩埚(401)通过电加热器(402)进行预加热；

步骤3，等待30S，期间同时将产品移动到镀膜区，将所述坩埚(401)通过滑动伸缩装置(600)移到镀膜区，并翻转90°；

步骤4，所述坩埚(401)加热蒸发时，伺服电机(504)开启，将坩埚(401)进行上下反复移动，并持续蒸发10S-1000S；

步骤5，所述坩埚(401)降温镀膜完成，同时产品及坩埚回归原点。

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