CN220564706U - 一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型专利涉及真空镀膜技术领域，具体涉及一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备。为解决现有技术存在的镀覆速度低、漏镀、穿孔缺陷多等问题。本实用新型采用的技术方案包括依次通过隔气装置连接的放卷腔体、镀覆腔体和收卷腔体，所述的放卷腔体内还设置有放卷装置和导辊；收卷腔体内设置有收卷装置和导辊；其特征在于：所述的镀覆腔体内设置有两个镀膜辊，每个镀膜辊上相贴设置有1个等离子清洗装置和若干个弧形磁控阴极，弧形磁控阴极包括基体法兰，基体法兰的两端面分别设置有保护罩和弧形靶，保护罩内设置有冷却管。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及真空镀膜技术领域，具体涉及一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备。
背景技术
随着复合铜箔/铝箔、金属/聚合物复合材料薄膜在新能源、电磁屏蔽等领域获得广泛应用，相关制备技术及制备设备获得了快速发展。
目前，真空镀技术在PET薄膜表面金属化领域获得了广泛应用。
专利CN 109402598 A指出了一种利用真空蒸镀技术实现了双面往返的连续真空镀膜，解决了以PET、PP等为代表的聚合物的表面金属化问题。
专利CN115928032A、CN219136904U等指出了一种利用圆柱靶材的双面磁控溅射卷绕镀膜，实现了超薄膜材表面制作20-50nm铜金属层的目的。
但是，上述镀膜技术均存在镀覆速度低、漏镀、穿孔缺陷多等问题，限制了生产成本的降低及良率的提升，尤其是针对超薄4.5μmPET、PP等聚合物表面镀覆。
因此，亟需设计新型双面磁控溅射镀膜系统，来满足超薄薄膜双面高速、均匀、高良率的镀覆需求。
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术存在的镀覆速度低、漏镀、穿孔缺陷多等问题，提出一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备。
为达到此目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备，包括依次通过隔气装置连接的放卷腔体、镀覆腔体和收卷腔体，所述的放卷腔体内还设置有放卷装置和导辊；收卷腔体内设置有收卷装置和导辊；其特征在于：所述的镀覆腔体内设置有两个镀膜辊，每个镀膜辊上相贴设置有1个等离子清洗装置和若干个弧形磁控阴极，弧形磁控阴极包括基体法兰，基体法兰的两端面分别设置有保护罩和弧形靶，保护罩内设置有冷却管。
进一步，弧形靶为镀膜靶材，沿着镀膜辊的重心线弧形分布，用于薄膜双面高速均匀镀覆。
进一步，放卷装置与收卷装置之间若干个驱动辊和导向辊，实现超薄薄膜的均匀传输。
进一步，放卷装置、收卷装置和驱动辊旁设置有用于对薄膜张力进行检测的张力测试仪。
进一步，镀膜辊由正面镀覆辊和反面镀膜辊组成，实现超薄薄膜的双面镀覆处理。
进一步，冷却管为水冷铜管。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1)本实用新型选择弧形靶，并设置有多块，显著提高了有效镀覆面积，尤其是弧形靶更是通过与薄膜等间距结构设计实现了高均匀性镀膜成形，不仅提高了镀覆速率，还提高了镀层的均匀性，减少了漏镀现象的发生。
2)本实用新型实现了超薄薄膜的双面高速、均匀镀覆成形。
3)本实用新型通过设置放卷腔体和收卷腔体，提高待镀覆盖样品的更换速度。
4)该弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备通过设置放卷腔体、镀覆腔体和收卷腔体结构，降低了单一镀覆腔体设备因样品更换的抽气放气损失时间，极大的提高了薄膜材料，如PP、PET薄膜的双面镀覆效率。
5)本实用新型在镀膜辊内置冷却系统，有效降低了镀膜过程对PET、PP超薄聚合物薄膜的热冲击，减少了热击穿缺陷的产生，提高了镀覆的良率。
附图说明
图1为本实用新型的实施例中多腔体卷对卷连续沉积设备示意图。
图2为本实用新型的实施例中弧形磁控阴极的结构示意图。
图3为本实用新型的实施例中弧形靶的结构示意图。
附图标记说明：1.放卷腔体、2.放卷装置、3.待镀覆薄膜、4.导辊、5.隔气装置、6.镀覆腔体、7.张力测试仪、8.正面镀覆辊、9.等离子清洗装置、10.弧形磁控阴极、11反面镀膜辊、12.收卷腔体、13.收卷腔体。
101.基体法兰、102.保护罩、103.弧形靶、104.冷却管。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供的一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备，可用于PET、PP等超薄聚合物薄膜的双面镀覆成形。
本实用新型提供一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备，如图1所示，包括放卷腔体1、放卷装置2、待镀覆薄膜3、导辊4、隔气装置5、镀覆腔体6、张力测试仪7、正面镀覆辊8、等离子清洗装置9、弧形磁控阴极10、反面镀膜辊11、收卷腔体12、收卷装置13；该设备可用于3.5μm～70μm厚度薄膜表面的均匀镀覆处理，优选为4.0μm～10.0μm；幅宽为：500mm～1800mm，优选为1000mm～1500mm。
上述放卷腔体1与镀覆腔体6和收卷腔体12依次通过隔气装置5连接；提供了镀膜所需的真空环境，用于安装拼接弧形靶和冷却镀膜辊等部件。
上述放卷腔体1内还设置有放卷装置2和导辊4；收卷腔体12内设置有收卷装置13和导辊4；镀覆腔体6内设置有正面镀覆辊8和反面镀膜辊11，实现超薄薄膜的双面镀覆处理；每个镀膜辊上相贴设置有1个等离子清洗装置9和若干个弧形磁控阴极10，弧形磁控阴极10包括基体法兰101、保护罩102、弧形靶103、冷却管104，如图2和图3所示，保护罩102和弧形靶103设置于基体法兰101的两个面上，冷却管104设置于保护罩102内，用于保证超薄聚合物膜的低温镀覆，减少击穿缺陷。
上述弧形靶103特定结构的镀膜靶材，沿着镀膜辊的重心线弧形分布，用于薄膜双面高速均匀镀覆。镀膜辊可对应配置多块弧形靶，用于实现薄膜表面的可控速度和成分的金属化过程。弧形靶提高了薄膜与靶材之间的均匀镀覆区域的面积，减少了漏镀现象的发生；弧形靶与薄膜间距一致，进一步确保的镀层的均匀性，减少漏镀缺陷。
上述放卷装置2、收卷装置13和导辊4旁设置有用于对薄膜张力进行检测的张力测试仪7，开卷收卷张力控制在5～100kgf，优选为10～30kgf。中间段张力控制在5～100kgf，优选为20～50kgf。
本实用新型各部件的功能：
放卷腔体1为真空腔体，用于安装放卷装置2，实现待镀覆薄膜的送卷；
放卷装置2用于待镀覆薄膜放卷；
待镀覆薄膜3为PET、PP等聚合物膜，用于待镀覆的基体；
导辊4为驱动辊和导向辊，设置于放卷装置与所述收卷装置之间，用于实现超薄薄膜的均匀传输，并确保正、反两个面处于相应的正面镀膜辊和反面镀膜辊；
隔气装置5用于放卷腔体1、镀覆腔体6和收卷腔体12的连接，既能满足待镀覆薄膜和完成镀覆薄膜的传输，又能保障镀覆腔体的真空环境；
镀覆腔体6为真空腔体，用于提供一定真空度的镀膜环境；
张力测试仪7用于待镀覆薄膜张力的控制；
正面镀膜辊8、反面镀膜辊11用于待镀覆薄膜的双面镀覆处理；
正面镀膜辊8、反面镀膜辊11内部设置有冷却系统，用于保证超薄聚合物膜的低温镀覆，减少击穿缺陷；
等离子清洗装置9为离子源，可一定电压作用条件下在离子源和冷却辊之间产生高能等离子体，对贴附在冷却辊表面的待镀覆薄膜进行离子轰击，用于表面清洁及活化处理。
弧形磁控阴极10多个平面/弧形磁控阴极组成，用于提高镀膜材料的有效利用率，镀膜速度和镀膜的均匀性；
收卷腔体12为真空腔体，用于安装收卷装置，实现完成镀覆薄膜收卷；
放收卷装置13用于完成镀覆薄膜收卷；
所述放卷装置2与所述收卷装置13为单辊结构，配置机械压制跟踪辊，采用伺服电机加减速机的形式,电机功率为3.0～5.0KW，直连驱动方式；放卷装置2与收卷装置13可实现薄膜按设定速度均匀放卷及收卷，设定速度为：Max25M/min。工艺速度控制在5～25M/min，优选为8～15M/min；放卷装置2与收卷装置13之间还若干个驱动辊和导向辊，实现超薄薄膜的均匀传输，并确保正、反两个面处于相应的正面镀膜辊8和反面镀膜辊11。
基体法兰101用于磁控阴极与镀覆腔体的连接；
保护罩102内包括弧形靶103和冷却管104，用于磁控阴极安装；
弧形靶103的直径为镀膜辊与靶与待镀覆样品间距之和；
弧形靶103沿着冷却镀膜辊的重心线弧形分布，用于薄膜双面高速均匀镀覆；
冷却管104为水冷铜管，用于对基体法兰101、保护罩102和弧形靶103等磁控阴极部件的快速冷却降温，避免由于设备过热导致的镀膜效果不佳等问题；
本实用新型的工作过程为：
首先，打开放卷腔体1，将待镀覆薄膜3卷轴放入放卷装置2，随后，通过导向辊4、隔气装置5和张力测试仪6将待镀覆薄膜3送至正面镀覆辊8，利用等离子清洗装置9对待镀覆薄膜3进行清洗活化处理，而后，利用多个弧形磁控阴极10进行待镀覆的薄膜3表面沉积铜元素，以实现其表面金属化和沉积所需的功能层。待完成正面镀覆后，通过导向辊完成单面镀覆薄膜3的箔面翻转。此后，继续利用等离子清洗装置9对待镀覆薄膜3进行清洗活化处理。而后，利用多个弧形磁控阴极10进行待镀覆的薄膜3表面沉积铜元素，从而实现待镀覆薄膜的双面镀覆。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备，包括依次通过隔气装置（5）连接的放卷腔体（1）、镀覆腔体（6）和收卷腔体（12），所述的放卷腔体（1）内还设置有放卷装置（2）和导辊（4）；收卷腔体（12）内设置有收卷装置（13）和导辊（4）；其特征在于：所述的镀覆腔体（6）内设置有两个镀膜辊，每个镀膜辊上相贴设置有1个等离子清洗装置（9）和若干个弧形磁控阴极（10），弧形磁控阴极（10）包括基体法兰（101），基体法兰的两端面分别设置有保护罩（102）和弧形靶（103），保护罩（102）内设置有冷却管（104）。
2.根据权利要求1所述的一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备，其特征在于：所述的弧形靶（103）为镀膜靶材，沿着镀膜辊的重心线弧形分布，用于薄膜双面高速均匀镀覆。
3.根据权利要求1或2所述的一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备，其特征在于：所述的放卷装置（2）与收卷装置（13）之间若干个驱动辊和导向辊，实现超薄薄膜的均匀传输。
4.根据权利要求3所述的一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备，其特征在于：所述的放卷装置（2）、收卷装置（13）和驱动辊旁设置有用于对薄膜张力进行检测的张力测试仪（7）。
5.根据权利要求4所述的一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备，其特征在于：所述的镀膜辊由正面镀覆辊（8）和反面镀膜辊（11）组成，实现超薄薄膜的双面镀覆处理。
6.根据权利要求5所述的一种弧形靶磁控溅射卷对卷双面镀膜设备，其特征在于：所述的冷却管（104）为水冷铜管。
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