CN204385288U - 柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，包括真空系统、卷绕系统和溅射系统，真空系统包括真空室和真空泵；真空系统用于将真空室内抽真空至磁控溅射需要的真空环境；卷绕系统用于实现基材的放卷和收卷，卷绕系统包括放卷机构、镀膜鼓和收卷机构；由放卷机构释放的基材经镀膜鼓，再由收卷机构进行收卷；所述的镀膜鼓附近设有压辊，所述的压辊位于镀膜鼓的基材伸入方向上；溅射系统用于对经过镀膜鼓的基材进行镀膜得到镀膜产品。本实用新型能够在基材上一次完成多层膜系的镀膜，且不易使塑料基材起皱，同时将圆形真空室固定，柔性基材卷绕系统和磁控溅射装置可以分别从圆形真空室的两侧伸入或拖出到圆形真空室，使设备操作维护方便。

Description

柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机

技术领域

本实用新型属于真空卷绕镀膜机技术领域，特别涉及一种柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机。

背景技术

溅射技术属于PVD(物理气相沉积)技术的一种，是制备薄膜材料的重要方法之一。它是利用带电荷的粒子在电场中加速后具有一定动能的特点，将离子引向欲被溅射的物质制成的靶电极(阴极)，并将靶材原子溅射出来使其沿着一定的方向运动到衬底并最终在衬底上沉积成膜的方法。磁控溅射是把磁控原理与普通溅射技术相结合利用磁场的特殊分布控制电场中的电子运动轨迹，以此改进溅射的工艺，使得镀膜厚度及均匀性可控，且制备的薄膜致密性好、粘结力强及纯净度高。磁控溅射技术已经成为制备各种功能薄膜的重要手段。应用磁控溅射技术的PVD产品在集成电路、半导体照明、微机电系统、先进封装等领域得到了广泛的应用。

高真空连续镀膜机，一直以来热蒸发镀膜机占有主导地位。其主要应用如食品包装镀铝膜，电容器膜，工业金属薄镀保护膜。近年来柔性基材热蒸发镀膜工艺有了新的应用，包括镀制光学膜，催化膜，高阻隔膜等新型功能膜，热蒸发连续镀膜机具有生产效率高的特点，但是所膜层均匀性差，结构相对简单。随着现代工业技术、包装领域和光学技术的发展，对于柔性基材的镀膜需求越来越大，功能性要求越来越高，膜系结构越来越复杂。磁控溅射卷绕镀膜机获得了巨大的发展，磁控溅射技术是实现柔性基材表面金属化和功能化的有效手段，其具有可镀膜原材料广，镀膜幅宽均匀度高，容易镀制多层复合膜系和膜层厚度精度高等优点，磁控溅射卷绕镀膜机取得了更大的市场份额。磁控溅射由于真空卷绕镀膜的特点，容易造成基材起皱，微观划伤和表明变形等问题。基材在镀膜过程中由于与镀膜鼓贴合不理或基材在进入与镀膜鼓表面贴合状态时基材有斜纹产生，由于膜层沉积热量和等离子体的烘烤，容易造成基材受热起皱。由于磁控溅射卷绕镀膜机采用多电机系统，当速度不匹配时，容易造成基材表面划伤。磁控溅射卷绕镀膜机在抽真空过程中，有些镀膜碎片会落到镀膜鼓表面，造成基材与镀膜鼓表面局部点分离，镀膜过程中造成基材局部顶起点受热变形。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低、生产效率高，基材与镀膜鼓同步运转，能够避免出现基材表面微划伤问题的柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，包括真空系统、卷绕系统和溅射系统，真空系统包括真空室和真空泵；卷绕系统和溅射系统均设置在真空室内；

所述的真空系统用于将真空室内抽真空至磁控溅射需要的真空环境；

所述的卷绕系统用于实现基材的放卷和收卷，卷绕系统包括放卷机构、镀膜鼓和收卷机构；由放卷机构释放的基材经镀膜鼓，再由收卷机构进行收卷，位于镀膜鼓的基材伸入方向上设有压辊，压辊与镀膜鼓之间设有供基材通行的缝隙；

所述的溅射系统用于对经过镀膜鼓的基材进行镀膜得到镀膜产品。

进一步地，所述的真空室内部通过隔板A隔离为用于安装卷绕系统的卷绕室和用于安装溅射系统的镀膜室，镀膜室内部通过隔板B分割成多个镀膜区间；所述的卷绕室通过阀门连接真空泵A，每个镀膜区间分别通过阀门连接真空泵B，真空泵B为分子泵。

进一步地，所述的放卷机构和收卷机构分别位于卷绕室内相对的两侧，其中，放卷机构和镀膜鼓之间形成放卷张力区间，镀膜鼓与收卷机构之间形成收卷张力区间；在放卷张力区间设有张力测量辊A、展平辊A和至少一个过辊，在收卷张力区间的设有展平辊B、张力测量辊B和至少一个过辊，在镀膜鼓上设有清洁辊，清洁辊压在镀膜鼓上方没有基材包裹的位置。所述的放卷张力区间设有过辊A和过辊B，所述的过辊A位于放卷机构释放基材的方向上，过辊B位于张力测量辊A与展平辊A之间；所述的放卷张力区间从镀膜鼓到收卷机构的方向上依次设有过辊C、过辊D和过辊E，所述的过辊E位于收卷机构的基材回收方向上，过辊D和过辊E之间设有跟踪机构。

进一步地，所述的溅射系统包括多个溅射源，每个溅射源分别对应一个镀膜区间，并从与卷绕系统相对的方向伸入到镀膜室对经过镀膜鼓的基材进行镀膜，所述的溅射源相对于镀膜鼓的轴心呈圆周分布，溅射源采用中频孪生柱状靶结构。

进一步地，所述的卷绕室和每个镀膜区间内均配有深冷盘管。

进一步地，所述的卷绕系统安装在驱动车上，驱动车上还设有电机和控制器，所述的放卷机构、镀膜鼓和收卷机构分别与电机相连，电机、张力测量辊A和张力测量辊B分别与控制器连接。

本实用新型的有益效果是：

1、在镀膜鼓上增加压辊，使得基材与镀膜鼓同步运转，避免出现基材表面微划伤问题；

2、在两个张力区间分别布置了张力测量辊以测量区间张力，卷绕系统运转时以镀膜鼓速度为基准速度，通过张力测量辊测量张力信号反馈控制收卷和放卷电机的转速，能够达到恒速和恒张力的目的；

3、设有清洁辊，能够对真空室抽真空过程中落到镀膜鼓表面上的镀膜碎片、灰尘等进行有效清除，避免了镀膜过程由于基材局部顶起点造成的受热变形；

4、溅射装置采用中频孪生柱状靶结构，相对于矩形平面靶，靶材利用率能够提高一倍以上，并且能够解决放电打火拉弧的问题，延长靶材使用时间，减少更换靶材频率，提高设备运行效率；

5、成本低、生产效率高，能够在基材上一次完成多层膜系的镀膜，且不易使塑料基材起皱，同时将圆形真空室固定，柔性基材卷绕系统和磁控溅射装置可以分别从圆形真空室的两侧伸入或拖出到圆形真空室，使设备操作维护方便。

附图说明

图1为本实用新型的镀膜机结构示意图；

图2为本实用新型的圆形真空室横截面结构示意图；

附图标记说明：1-真空室，101-隔板A，102-卷绕室，103-镀膜室；

2-卷绕系统，201-放卷机构，202-过辊A，203-张力测量辊A，204-过辊B，205-展平辊A，206-压辊，207-镀膜鼓，208-清洁辊，209-展平辊B，210-张力测量辊B，211-过辊C，212-过辊D，213-跟踪机构，214-过辊E，215-收卷机构；

3-溅射系统，301-溅射源；

4-真空泵A，5-真空泵B，6-深冷盘管，7-阀门，8-基材。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1和图2所示，柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，包括真空系统、卷绕系统2和溅射系统3，真空系统包括真空室1和真空泵；卷绕系统2和溅射系统3均设置在真空室1内；

所述的真空系统用于将真空室1内抽真空至磁控溅射需要的真空环境；

所述的卷绕系统2用于实现基材的放卷和收卷，卷绕系统2包括放卷机构201、镀膜鼓207和收卷机构215；由放卷机构201释放的基材经镀膜鼓207，再由收卷机构215进行收卷，位于镀膜鼓207的基材伸入方向上设有压辊206，压辊206与镀膜鼓207之间设有供基材通行的缝隙；

所述的溅射系统3用于对经过镀膜鼓207的基材进行镀膜得到镀膜产品。

如图1所示，所述的真空室1内部通过隔板A101隔离为用于安装卷绕系统2的卷绕室102和用于安装溅射系统3的镀膜室103，镀膜室103内部通过隔板B分割成多个镀膜区间；所述的卷绕室102通过阀门7连接真空泵A4，每个镀膜区间分别通过阀门7连接真空泵B5，保证多个镀膜区间气氛不干扰，真空泵B5为分子泵。

如图2所示，所述的放卷机构201和收卷机构215分别位于卷绕室102内相对的两侧，其中，放卷机构201和镀膜鼓207之间形成放卷张力区间，镀膜鼓207与收卷机构215之间形成收卷张力区间；在放卷张力区间设有张力测量辊A203、展平辊A205和至少一个过辊，在收卷张力区间的设有展平辊B209、张力测量辊B210和至少一个过辊，在镀膜鼓207上设有清洁辊208，清洁辊208压在镀膜鼓207上方没有基材包裹位置。所述的放卷张力区间设有过辊A202和过辊B204，所述的过辊A202位于放卷机构201释放基材的方向上，过辊A202用于保证基材对张力测量辊A203的包角角度，过辊B204位于张力测量辊A203与展平辊A205之间；所述的放卷张力区间从镀膜鼓207到收卷机构215的方向上依次设有过辊C211、过辊D212和过辊E214，所述的过辊E214位于收卷机构215的基材回收方向上，过辊D212和过辊E214之间设有跟踪机构213。

所述的溅射系统3包括多个溅射源301，每个溅射源301分别对应一个镀膜区间，并从与卷绕系统相对的方向伸入到镀膜室103对经过镀膜鼓207的基材进行镀膜，所述的溅射源301相对于镀膜鼓207的轴心呈圆周分布，溅射源301采用中频孪生柱状靶结构。

如图1所示，所述的卷绕室102和每个镀膜区间内均配有深冷盘管6，能够对水蒸气进行有效抽除。

所述的卷绕系统2安装在驱动车上，便于卷绕系统2从真空室1中拖出和装入，方便收放卷的装卸及设备维护安装卷绕。驱动车上还设有电机和控制器，所述的放卷机构201、镀膜鼓207和收卷机构215分别与电机相连，电机、张力测量辊A203和张力测量辊B210分别与控制器连接。

本实用新型的基材8从放卷机构201出来之后经过保证基材8对张力测量辊A203包角角度的过辊A202后进入张力测量辊A203，从张力测量辊A203出来的基材8依次经过过辊B204、展平辊A205和压辊206后进入镀膜鼓207，从镀膜鼓207出来的基材8依次经过展平辊B209、张力测量辊B210、过辊C211、过辊D212和过辊E214后进入收卷机构215；其中，张力测量辊A203和张力测量辊B210与镀膜鼓207具有一定的相对速度差，使基材8贴合在镀膜鼓207表面，展平辊A205和展平辊B209用于保证基材8在进入镀膜鼓207之前展平，压辊206用于保证基材8与镀膜鼓207同步运转。在两个张力区间分别布置了张力测量辊以测量区间张力，卷绕系统2运转时以镀膜鼓207速度为基准速度，通过张力测量辊测量张力信号反馈到控制器，控制器控制与收卷机构201和放卷机构215连接的电机的转速，达到恒速和恒张力的目的。

本实用新型的镀膜机能够在基材上一次完成多层膜系的镀膜，且不易使塑料基材起皱，同时将真空室1固定，柔性基材卷绕系统和磁控溅射系统可以分别从真空室1的两侧伸入或拖出到真空室1，使设备操作维护方便，真空室1一般采用圆形真空室。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，包括真空系统、卷绕系统(2)和溅射系统(3)，真空系统包括真空室(1)和真空泵；卷绕系统(2)和溅射系统(3)均设置在真空室(1)内；

所述的真空系统用于将真空室(1)内抽真空至磁控溅射需要的真空环境；

所述的卷绕系统(2)用于实现基材的放卷和收卷，卷绕系统(2)包括放卷机构(201)、镀膜鼓(207)和收卷机构(215)；由放卷机构(201)释放的基材经镀膜鼓(207)，再由收卷机构(215)进行收卷，位于镀膜鼓(207)的基材伸入方向上设有压辊(206)，压辊(206)与镀膜鼓(207)之间设有供基材通行的缝隙；

所述的溅射系统(3)用于对经过镀膜鼓(207)的基材进行镀膜得到镀膜产品。

2.根据权利要求1所述的柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述的真空室(1)内部通过隔板A(101)隔离为用于安装卷绕系统(2)的卷绕室(102)和用于安装溅射系统(3)的镀膜室(103)，镀膜室(103)内部通过隔板B分割成多个镀膜区间；所述的卷绕室(102)通过阀门(7)连接真空泵A(4)，每个镀膜区间分别通过阀门(7)连接真空泵B(5)。

3.根据权利要求2所述的柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述的真空泵B(5)为分子泵。

4.根据权利要求1所述的柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述的放卷机构(201)和收卷机构(215)分别位于卷绕室(102)内相对的两侧，其中，放卷机构(201)和镀膜鼓(207)之间形成放卷张力区间，镀膜鼓(207)与收卷机构(215)之间形成收卷张力区间；在放卷张力区间设有张力测量辊A(203)、展平辊A(205)和至少一个过辊，在收卷张力区间的设有展平辊B(209)、张力测量辊B(210)和至少一个过辊，在镀膜鼓(207)上设有清洁辊(208)，所述的清洁辊(208)压在镀膜鼓(207)上方没有基材包裹的位置。

5.根据权利要求4所述的柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述的放卷张力区间设有过辊A(202)和过辊B(204)，所述的过辊A(202)位于放卷机构(201)释放基材的方向上，过辊B(204)位于张力测量辊A(203)与展平辊A(205)之间；

所述的放卷张力区间从镀膜鼓(207)到收卷机构(215)的方向上依次设有过辊C(211)、过辊D(212)和过辊E(214)，所述的过辊E(214)位于收卷机构(215)的基材回收方向上，过辊D(212)和过辊E(214)之间设有跟踪机构(213)。

6.根据权利要求2所述的柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述的溅射系统(3)包括多个溅射源(301)，每个溅射源(301)分别对应一个镀膜区间，并从与卷绕系统相对的方向伸入到镀膜室(103)对经过镀膜鼓(207)的基材进行镀膜，所述的溅射源(301)相对于镀膜鼓(207)的轴心呈圆周分布。

7.根据权利要求6所述的柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述的溅射源(301)采用中频孪生柱状靶结构。

8.根据权利要求2所述的柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述的卷绕室(102)和每个镀膜区间内均配有深冷盘管(6)。

9.根据权利要求1所述的柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，其特征在于，所述的卷绕系统(2)安装在驱动车上，驱动车上还设有电机和控制器，所述的放卷机构(201)、镀膜鼓(207)和收卷机构(215)分别与电机相连，电机、张力测量辊A(203)和张力测量辊B(210)分别与控制器连接。