[發明專利]真空多功能連續鍍膜裝置

無效

• 申請號: 200810233591.1
• 申請日: 2008-11-18
• 公開（公告）號: CN101413109A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 楊濱
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C23C14/56
• 分類號: C23C14/56
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司
• 代理人: 趙 云

技術領域

本發明屬于電子機械技術領域，尤其涉及一種高真空多功能離子束濺射與電子束蒸發連續鍍膜裝置。

背景技術

柔性高分子和炭質材料帶狀物、金屬薄帶等基體帶上鍍制的復合膜產品，在現代工業和高技術領域用途廣泛。例如：電子通訊、網絡器件、電磁干擾防治(MEI)領域中應用廣泛的磁性復合膜，要求于高真空環境下，在金屬薄帶(10μm～25μm)上致密鍍制2～8層的Fe、Ni、Zr、Cr、Co、Hf、Mo、Td、Si、B等及其化合物薄膜，單層薄膜的成分及厚度偏差<5％；再如：氫能源利用中普遍采用的載體催化劑，通常是在高真空環境下，在炭質材料帶狀物上鍍制稀貴金屬合金催化劑復合膜，薄膜的成分及厚度偏差<5％。

首先，加工這些多層膜或復合膜產品，一般需要在高真空環境下，采用離子束濺射、磁控濺射、電子束蒸發鍍膜等多種技術，目前多采用多種鍍膜裝置分別鍍制或多真空室連接的裝置來依序完成鍍膜，存在以下缺陷：1、對于多種鍍膜裝置分別鍍制的方式，在變換裝置時，中間產品頻繁暴露于大氣環境，破壞了中間膜層質量，同時頻繁的泵抽及升降溫度過程，加長了工藝流程，降低了加工效率；2、對于多真空室連接裝置的方式，由于設置了多個真空室，勢必需在多個真空室中設置泵抽、氣路、檢測、加熱烘烤、電控等單元，制造成本較高，也降低真空室容積利用率。

其次，這些多層膜或復合膜產品的載體需要特定的基體帶，如高分子材料、石墨纖維布及金屬薄帶材等。由于不同張力基體帶在不同卷繞速度的連續鍍膜過程中，需保證達到無斜拉伸、平整度以及與膜層接觸面無損傷的要求，而目前公開的有采用磁粉離合器以及增設光電或無線電檢測的張力傳感軸等實現自動張力控制，均難以實現寬幅(幅寬300mm以上)寬張力范圍基體帶、寬卷繞速度范圍鍍膜時的控制精度需要以及保證膜層質量。

再者，鍍制這些多層膜或復合膜產品所采用的離子束濺射技術，可在低溫(<200℃)下準確可控的離子/原子到達比，易獲得多種不同組分和結構的合成膜，對所有襯底有好的結合力，有效地控制超微粒子的大小和分布。但由于離子束聚焦束斑能量密度較大，難以準確控制鑲嵌型靶材的離子/原子到達比進而影響復合膜的組分和結構控制；離子束聚焦束斑對靶材固定部分的濺射，將縮短靶材的使用壽命，降低靶材的利用率，特別對于貴重金屬靶材以及難加工類靶材而言，將大幅增加多層膜或復合膜產品的生產成本。而目前公開的如專利號為99243973.6的“濺射靶”，采用的濺射靶材橫截面形狀為曲線形，可提高40～80％的靶材利用率，但隨著靶材成分的變化，靶材實際消耗曲線也會顯著變化，使得曲線形濺射靶材加工工藝趨于復雜并增大加工難度及成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種高真空多功能離子束濺射與電子束蒸發連續鍍膜裝置，它能在不破壞高真空條件下，在單真空室內具有多種鍍膜及連續鍍膜功能，從而可實現對基體或基體帶進行單一或多種、間斷或連續鍍膜，尤其對同一個基體或基體帶連續完成離子束濺射鍍膜或電子束蒸發鍍膜中的一個或多個鍍膜過程，并且可實現鍍膜過程中間斷或全時的離子束輔助增強沉積；它能將濺射靶材特別是貴重金屬靶材和難加工類靶材利用率提高60％～100％，還可通過鑲嵌型靶獲得特殊功能的包覆型復合膜產品。

為實現上述目的，本發明采取以下設計方案：

真空鍍膜室為單室結構，離子束濺射源和電子束蒸鍍源的發生器設置在真空鍍膜室外，二者通入鍍膜室的入口對應設置有離子束濺源射擋板和電子束蒸鍍源擋板；恒張力可逆卷繞單元的收/放卷軸及隨動過渡軸固定于鍍膜室內的連接支撐裝置上，對應的傳感、驅動、控制設置在鍍膜室外。真空鍍膜室可采用臥式、筒形(亦可為其它形狀)、前開門、雙層水冷、全不銹鋼結構。

恒張力可逆卷繞單元的收/放卷軸通過力矩傳感限制器與伺服電機傳動連接，恒張力可逆卷繞單元的隨動過渡軸連接有調速編碼器，力矩傳感、伺服電機和調速編碼器都與PLC可編程控制器電控連接，可分別設定張力、速度，并實現寬幅、寬張力范圍內恒定控制張力、速度；離子束濺鍍單元的靶位與由步進電機驅動的雙向轉動組件連接，該雙向轉動組件又與由另一步進電機驅動的軸向往復擺動組件連接，兩組步進電機也與PLC可編程控制器電控連接，提高貴重金屬靶材以及難加工類靶材的利用率，大幅降低多層膜或復合膜產品的生產成本。

泵抽單元位于機架臺后部并與真空鍍膜室后部金屬密封連接；循環冷卻水流報警單元置于機架臺內后部，與各個所需循環冷卻水的單元電連接，提供其它單元所需循環冷卻水并監控流量。

在本裝置的真空鍍膜室內安置有真空測量器及烘烤加熱器。