CN205803586U - 一种多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，包括电控装置、真空腔、抽真空装置、磁控溅射镀膜装置和卷绕机构，卷绕机构主要由放卷机构、收卷机构和输送机构组成，输送机构包括镀膜支承辊，镀膜支承辊和磁控溅射镀膜装置分别为一对，镀膜支承辊为半环形，放卷机构位于其中一个镀膜支承辊围括的区域内，收卷机构位于另一个镀膜支承辊围括的区域内，每个镀膜支承辊的辊面分别与一个磁控溅射镀膜装置相对应，经过两个镀膜支承辊的柔性衬底的外表面分别是该柔性衬底的两个面。本实用新型可实现一次性同时双面镀膜，提高了生产效率，也可根据工艺需求选择单面镀膜以及单面镀双层复合膜，且节约了腔体内部空间，减小了腔体体积。

Description

一种多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜技术，具体涉及一种多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备。

背景技术

磁控溅射镀膜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。采用磁控溅射技术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，因此，磁控溅射技术已经成为制备各种功能薄膜的重要手段，主要应用于光电材料、包装材料、反光材料、保温隔热材料、表面装潢材料、电气材料等。

随着现代工业技术、透明导电膜、平板显示器件、触摸屏、电子皮肤器件和光学技术的发展，对于柔性衬底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，卷绕式磁控溅射镀膜设备也获得了巨大的发展。卷绕式磁控溅射镀膜设备除了具有一般镀膜机的结构外，还必须具有为了实现连续镀膜而设置的卷绕机构。由于磁控溅射技术是实现柔性衬底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，所以，目前卷绕式磁控溅射镀膜设备占据了很大的市场份额。

但是，现有的卷绕式磁控溅射镀膜设备一般仅能实现单面镀膜功能，比如，中国授权实用新型专利(ZL201520007002.3)公开了一种柔性衬底磁控溅射卷绕镀膜机和中国授权实用新型专利(ZL201020593549.3)公开了一种新型真空镀膜机，这两种镀膜机在一个生产周期内只能实现单面镀膜功能，若要实现双面镀膜功能，需要在单面镀膜后，再多花费一个生产周期对柔性衬底的另一面镀膜，因此，当需要双面镀膜时，生产效率低，而且生产成本高。还有，中国授权实用新型专利(ZL201520053791.4)公开了一种柔性衬底双面磁控溅射卷绕镀膜机，虽然该镀膜机能够实现双面镀膜功能，但是，镀膜机的腔体体积过大，不但不利于抽真空，而且镀膜辊过多，结构复杂，增加了设备的制造成本，布局不合理，也不利于清理残留物。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低廉、减小腔体体积、提高生产效率、易于清理残留物、能够实现单面镀膜、单面镀双层复合膜或一次性同时镀双面膜的多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，可满足日益发展的移动终端、可穿戴设备、智能家居等智能产品对柔性导电膜材料的强劲需求。

本实用新型的目的通过以下的技术措施来实现：一种多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，它包括电控装置、真空腔、与真空腔相连的抽真空装置、设于真空腔中的磁控溅射镀膜装置和卷绕机构，所述抽真空装置、磁控溅射镀膜装置和卷绕机构分别与电控装置连接，所述卷绕机构主要由放卷机构、收卷机构、设于放卷机构和收卷机构之间的输送机构组成，所述输送机构包括镀膜支承辊，所述磁控溅射镀膜装置的溅射部分与镀膜支承辊的辊面相对，其特征在于：所述镀膜支承辊和磁控溅射镀膜装置分别为一对，所述镀膜支承辊为半环形，所述放卷机构位于其中一个镀膜支承辊围括的区域内，该镀膜支承辊称为放卷镀膜支承辊，所述收卷机构位于另一个镀膜支承辊围括的区域内，该镀膜支承辊称为收卷镀膜支承辊，每个镀膜支承辊的辊面分别与一个磁控溅射镀膜装置相对应，经过两个镀膜支承辊的柔性衬底的外表面分别是该柔性衬底的两个面。

本实用新型可以实现一次性同时双面镀膜，提高了生产效率，而且结构简单、制造成本低，易于清理残留物，本实用新型也可以根据工艺需求选择单面镀膜以及单面镀双层复合膜，适合于工业化自动连续磁控溅射生产线；另外，本实用新型的放卷机构和收卷机构均置于镀膜支承辊所围括的区域内，节约了腔体内部空间，减小了腔体的体积；本实用新型设置了两个磁控溅射源，可减少靶材更换频率，提高设备运行效率。

作为本实用新型的一种改进，所述多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备还包括一对等离子体清洗装置，所述等离子体清洗装置与电控装置连接，其中一个等离子体清洗装置位于放卷镀膜支承辊的旁侧且处于与之相对应的磁控溅射镀膜装置之前，另一个等离子体清洗装置位于收卷镀膜支承辊的旁侧且处于与之相对应的磁控溅射镀膜装置之前。

作为本实用新型的进一步改进，所述多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备还包括控温装置，所述控温装置与电控装置相连，所述放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊的内部中空，所述控温装置分别安装在放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊中以便冷却或者加热经过的柔性衬底。可以根据镀膜工艺需要对柔性衬底进行冷却或升温。

作为本实用新型的一种实施方式，所述控温装置包括分别设于放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊上且与其内部相通的进水口和出水口，所述放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊的内部用于盛装循环水，循环水从进水口流入并从出水口流出以便其循环流动冷却或加热柔性衬底。

作为本实用新型的进一步改进，所述收卷机构和放卷机构各具有一个电机并由电机独立驱动，每个电机的运转速度可调并可实现正反转切换。

作为本实用新型的一种实施方式，所述卷绕机构的输送机构还包括数个在同一竖向平面上设置的过渡辊，各过渡辊沿着柔性衬底的输送方向排列，放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊并列间隔排布，所述镀膜支承辊具有朝上的开口，靠近镀膜支承辊的开口以及位于镀膜支承辊的上方设有数个过渡辊，所述等离子体清洗装置位于放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊之间，所述磁控溅射镀膜装置位于真空腔的底部且分别处于与其相对应的镀膜支承辊的下方。

本实用新型还可以做以下改进，在两个磁控溅射镀膜装置之间设有竖向隔板，在两个镀膜支承辊之间设有一对横向隔板，两个等离子体清洗装置并列排布且处于该对横向隔板之间，所述竖向隔板向上延伸至位于下方的横向隔板的下板面上；在两个磁控溅射镀膜装置的外侧分别设有一斜向隔板，所述斜向隔板位于镀膜支承辊的旁侧，所述磁控溅射镀膜装置分别处于竖向隔板和斜向隔板之间。

本实用新型还可以做以下改进，所述真空腔的背面为一平板状的活动背板，所述卷绕机构、等离子体清洗装置、镀膜支承辊、竖向隔板和横向隔板均设置在所述活动背板的内板面上，所述活动背板的底部和真空腔的底面之间为滑动连接。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述进水口设于镀膜支承辊的一端上，所述进水口设于镀膜支承辊的另一端上。

本实用新型在所述真空腔的上部设有观察窗，便于观察真空腔内部运行情况。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：

⑴本实用新型可以实现一次性同时双面镀膜，提高了生产效率，而且结构简单、制造成本低，易于清理残留物，本实用新型也可以根据工艺需求选择单面镀膜以及单面镀双层复合膜，适合于工业化自动连续磁控溅射生产线。

⑵本实用新型的放卷机构和收卷机构均置于镀膜支承辊所围括的区域内，节约了腔体内部空间，减小了腔体的体积。

⑶本实用新型的等离子体清洗装置对柔性衬底进行清洗，活化衬底，使镀膜效果更加均匀，提高了镀膜质量。

⑷本实用新型设置了两个磁控溅射源，可减少靶材更换频率，提高设备运行效率。

⑸本实用新型收卷机构和放卷机构各具有一个电机并由电机独立驱动，每个电机的运转速度可调并可实现正反转切换。

⑹在镀膜支承辊中安装有控温装置，可以根据镀膜工艺需要对柔性衬底进行冷却或升温

⑺真空腔的背面为活动背板，活动背板与真空腔为滑动连接，使得安装有卷绕机构、等离子体清洗装置和镀膜支承辊等的活动背板可拖出或者推进真空腔，从而方便安装柔性衬底和操作维护设备方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，是本实用新型一种多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，它包括电控装置、真空腔、与真空腔相连的抽真空装置5、设于真空腔中的磁控溅射镀膜装置、等离子体清洗装置8、控温装置和卷绕机构，在真空腔的上部设有观察窗26，便于观察真空腔内部运行情况。抽真空装置、磁控溅射镀膜装置、等离子体清洗装置8、控温装置和卷绕机构分别与电控装置连接，抽真空装置采用真空泵组，真空泵组由分子泵、机械泵以及插板阀、调节阀构成，真空泵组用于将真空腔抽至磁控溅射需要的真空镀膜环境。卷绕机构主要由放卷机构1、收卷机构2、设于放卷机构1和收卷机构2之间的输送机构组成，输送机构包括镀膜支承辊，磁控溅射镀膜装置的溅射部分与镀膜支承辊的辊面相对，镀膜支承辊、等离子体清洗装置8和磁控溅射镀膜装置分别为一对，镀膜支承辊为半环形，放卷机构1位于其中一个镀膜支承辊围括的区域内，该镀膜支承辊称为放卷镀膜支承辊3，收卷机构2位于另一个镀膜支承辊围括的区域内，该镀膜支承辊称为收卷镀膜支承辊4，每个镀膜支承辊的辊面分别与一个磁控溅射镀膜装置相对应，其中一个等离子体清洗装置位于放卷镀膜支承辊3的旁侧且处于与之相对应的磁控溅射镀膜装置6之前，另一个等离子体清洗装置位于收卷镀膜支承辊4的旁侧且处于与之相对应的磁控溅射镀膜装置7之前，经过两个镀膜支承辊的柔性衬底27的外表面分别是该柔性衬底27的两个面。

放卷镀膜支承辊3和收卷镀膜支承辊4内部中空，控温装置分别安装在放卷镀膜支承辊3和收卷镀膜支承辊4中以便冷却或者加热经过的柔性衬底。可以根据镀膜工艺需要对柔性衬底进行冷却或升温。在本实施例中，控温装置包括分别设于放卷镀膜支承辊3和收卷镀膜支承辊4上且与其内部相通的进水口22、24和出水口23、25，进水口设于镀膜支承辊的一端上，进水口设于镀膜支承辊的另一端上，放卷镀膜支承辊3和收卷镀膜支承辊4的内部用于盛装循环水，循环水从进水口流入并从出水口流出以便其循环流动冷却或加热柔性衬底。

卷绕机构的输送机构还包括数个在同一竖向平面上设置的过渡辊，各过渡辊沿着柔性衬底27的输送方向排列，放卷镀膜支承辊3和收卷镀膜支承辊4在横向上间隔并列排布，放卷镀膜支承辊3和收卷镀膜支承辊4具有朝上的开口，靠近镀膜支承辊的开口以及位于镀膜支承辊的上方设有数个过渡辊，其中过渡辊14、15和16靠近放卷镀膜支承辊3的开口，过渡辊19、20和21靠近收卷镀膜支承辊4的开口，而过渡辊17和18位于放卷镀膜支承辊3和收卷镀膜支承辊4的上方，过渡辊17和18处于同一水平面上。柔性衬底27通过放卷机构1放卷，依次经过过渡辊14、15、放卷镀膜支承辊3和过渡辊16，再经过过渡辊17、18、19和收卷镀膜支承辊4，最后经过过渡辊20和21由收卷机构2收卷。收卷机构1和放卷机构2各具有一个电机并由电机独立驱动，每个电机的运转速度可调并可实现正反转切换。

等离子体清洗装置8位于放卷镀膜支承辊3和收卷镀膜支承辊4之间，磁控溅射镀膜装置6和7位于真空腔的底部且分别处于与其相对应的镀膜支承辊的下方。在两个磁控溅射镀膜装置6和7之间设有竖向隔板12，在两个镀膜支承辊之间设有一对横向隔板9和10，两个等离子体清洗装置并8列排布且处于该对横向隔板9和10之间，竖向隔板12向上延伸至位于下方的横向隔板10的下板面上。在两个磁控溅射镀膜装置的外侧分别设有一斜向隔板11、13，斜向隔板11、13位于镀膜支承辊的旁侧，磁控溅射镀膜装置分别处于竖向隔板12和斜向隔板11、13之间。

真空腔的背面为一平板状的活动背板28，卷绕机构、等离子体清洗装置、镀膜支承辊、竖向隔板和横向隔板均设置在活动背板28的内板面上，活动背板28的底部和真空腔的底面之间为滑动连接。使得活动背板可拖出或者推进真空腔，从而方便安装柔性衬底和操作维护设备方便。

本实用新型的工作原理如下：将活动背板28拖出真空室，安放好柔性衬底27置于放卷机构1，通过过渡辊和镀膜支承辊，连接到收卷机构1，然后将活动背板28推进到真空腔关闭腔室，真空装置对真空腔进行抽真空，达到磁控溅射需要的真空镀膜环境时进行镀膜，柔性衬底27经过放卷机构1，经过过渡辊14、过渡辊15，经过放卷镀膜支承辊3，等离子体清洗装置8对柔性衬底27的第一面进行等离子体清洗后，磁控溅射装置6对柔性衬底27的第一面进行镀膜，然后经过过渡辊16、过渡辊17、过渡辊18、过渡辊19，进入放卷镀膜支承辊4，等离子体清洗装置8对柔性衬底27的第二面进行等离子体清洗后，磁控溅射装置7对柔性衬底27的第二面进行镀膜，最后经过过渡辊20、过渡辊21进入收卷机构2完成收卷，从而完成柔性衬底整个双面镀膜的过程。

当需要单面镀膜时，关闭其中一个磁控溅射装置和等离子体清洗装置即可；当需要单面镀双层复合膜时，改变柔性衬底的绕制方向即可，并关闭等离子体清洗装置，即柔性衬底经过过渡辊18后，再依次经过过渡辊20、收卷镀膜支承辊4、过渡辊19、21，最后由收卷机构2收卷。

本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，它包括电控装置、真空腔、与真空腔相连的抽真空装置、设于真空腔中的磁控溅射镀膜装置和卷绕机构，所述抽真空装置、磁控溅射镀膜装置和卷绕机构分别与电控装置连接，所述卷绕机构主要由放卷机构、收卷机构、设于放卷机构和收卷机构之间的输送机构组成，所述输送机构包括镀膜支承辊，所述磁控溅射镀膜装置的溅射部分与镀膜支承辊的辊面相对，其特征在于：所述镀膜支承辊和磁控溅射镀膜装置分别为一对，所述镀膜支承辊为半环形，所述放卷机构位于其中一个镀膜支承辊围括的区域内，该镀膜支承辊称为放卷镀膜支承辊，所述收卷机构位于另一个镀膜支承辊围括的区域内，该镀膜支承辊称为收卷镀膜支承辊，每个镀膜支承辊的辊面分别与一个磁控溅射镀膜装置相对应，经过两个镀膜支承辊的柔性衬底的外表面分别是该柔性衬底的两个面。

2.根据权利要求1所述的多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，其特征在于：所述多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备还包括一对等离子体清洗装置，所述等离子体清洗装置与电控装置连接，其中一个等离子体清洗装置位于放卷镀膜支承辊的旁侧且处于与之相对应的磁控溅射镀膜装置之前，另一个等离子体清洗装置位于收卷镀膜支承辊的旁侧且处于与之相对应的磁控溅射镀膜装置之前。

3.根据权利要求2所述的多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，其特征在于：所述多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备还包括控温装置，所述控温装置与电控装置相连，所述放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊的内部中空，所述控温装置分别安装在放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊中以便冷却或者加热经过的柔性衬底。

4.根据权利要求3所述的多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，其特征在于：所述控温装置包括分别设于放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊上且与其内部相通的进水口和出水口，所述放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊的内部用于盛装循环水，循环水从进水口流入并从出水口流出以便其循环流动冷却或加热柔性衬底。

5.根据权利要求4所述的多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，其特征在于：所述收卷机构和放卷机构各具有一个电机并由电机独立驱动，每个电机的运转速度可调并可实现正反转切换。

6.根据权利要求5所述的多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，其特征在于：所述卷绕机构的输送机构还包括数个在同一竖向平面上设置的过渡辊，各过渡辊沿着柔性衬底的输送方向排列，放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊并列间隔排布，所述镀膜支承辊具有朝上的开口，靠近镀膜支承辊的开口以及位于镀膜支承辊的上方设有数个过渡辊，所述等离子体清洗装置位于放卷镀膜支承辊和收卷镀膜支承辊之间，所述磁控溅射镀膜装置位于真空腔的底部且分别处于与其相对应的镀膜支承辊的下方。

7.根据权利要求6所述的多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，其特征在于：在两个磁控溅射镀膜装置之间设有竖向隔板，在两个镀膜支承辊之间设有一对横向隔板，两个等离子体清洗装置并列排布且处于该对横向隔板之间，所述竖向隔板向上延伸至位于下方的横向隔板的下板面上；在两个磁控溅射镀膜装置的外侧分别设有一斜向隔板，所述斜向隔板位于镀膜支承辊的旁侧，所述磁控溅射镀膜装置分别处于竖向隔板和斜向隔板之间。

8.根据权利要求7所述的多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，其特征在于：所述真空腔的背面为一平板状的活动背板，所述卷绕机构、等离子体清洗装置、镀膜支承辊、竖向隔板和横向隔板均设置在所述活动背板的内板面上，所述活动背板的底部和真空腔的底面之间为滑动连接。

9.根据权利要求8所述的多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，其特征在于：所述进水口设于镀膜支承辊的一端上，所述进水口设于镀膜支承辊的另一端上。

10.根据权利要求9所述的多功能单双面连续式卷绕磁控溅射镀膜设备，其特征在于：在所述真空腔的上部设有观察窗。