[實用新型]一種立式真空濺射鍍膜生產線

有效

• 申請號: 201320830793.0
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN203807548U
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 黃國興;孫桂紅;祝海生;黃樂;梁紅;吳永光
• 申請（專利權）人: 湘潭宏大真空技術股份有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/35;C23C14/56
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

技術領域

本實用新型涉及真空鍍膜技術領域，具體說，是涉及一種立式真空濺射鍍膜生產線。

背景技術

真空鍍膜技術初現于20世紀30年代，四五十年代開始出現工業應用，工業化大規模生產開始于20世紀80年代，在電子、宇航、包裝、裝潢、燙金印刷等工業中取得廣泛的應用。真空鍍膜技術是一種新穎的材料合成與加工的新技術，是表面工程技術領域的重要組成部分。真空鍍膜技術是利用物理、化學手段將固體表面涂覆一層特殊性能的鍍膜，從而使固體表面具有耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、防輻射、導電、導磁、絕緣和裝飾燈許多優于固體材料本身的優越性能，達到提高產品質量、延長產品壽命、節約能源和獲得顯著技術經濟效益的作用。需要鍍膜的被稱為基片，鍍的材料被稱為靶材。濺射鍍膜是真空鍍膜中最主要的方法，該技術是在真空中利用荷能粒子轟擊靶表面，使被轟擊出的粒子沉積在基片上。在磁控濺射鍍膜工藝中，對磁控濺射鍍膜設備的質量要求很高，而在磁控濺射鍍膜設備中，磁控濺射陰極尤為重要。目前普遍采用平面磁控濺射陰極（后簡稱“平面陰極”）或旋轉磁控濺射陰極（后簡稱“旋轉陰極”）。平面陰極因其轟擊軌道和靶材均是固定設置的這一結構上設計的缺點，靶材沉積利用率非常低（小于20%）；尤其在使用一段時間后，靶材表面會形成“跑道狀”濺射凹坑，不僅會破壞鍍膜層的均勻性，嚴重影響后期鍍膜的穩定性和均勻性；而且需要經常更換靶材，給連續生產帶來了極大的不便且造成靶材不能充分利用的資源。而后研發的旋轉陰極相較上述平面陰極而言，提高了靶材利用率，有效減少了打弧和靶面掉渣，工藝穩定性更佳，可消除平面陰極較易形成的再沉積區等多重優點；由于技術不成熟，會出現漏水、漏氣和陰極短路的現象，嚴重影響鍍膜的質量和設備的使用壽命。尤其是：1、旋轉陰極的結構更為復雜，附加部件多，且需要驅動系統配合，設備的投資要明顯高于平面陰極；2、由于帶有移動部件，生產中真空密封會出現泄漏，盡管采用最為簡單、最小程度的更換密封，相較平面陰極仍需要更高的維護成本；3、旋轉陰極增加了生產線中的不穩定因素，給生產線的穩定性帶來了一定的影響。目前應用最為廣泛的平面陰極為矩形平面磁控陰極，是磁控濺射平面類靶材的主流結構。它的優點是靶的材質受到的限制少，對金屬板材一般可以采用直冷結構，對其它的貴金屬、難以加工的金屬和脆性材料(如硅、石墨、ITO燒結靶等)可以采用間冷結構。此陰極的濺射面積大，整體制作和維護成本均較低。但是，矩形平面靶的最大劣勢是由于磁控濺射的獨特物理過程造成的低靶材利用率。其靶面的典型刻蝕形狀如圖1和圖2所示，上面較寬，下面寬度連續收縮，到最后成一條深而細的溝槽。但提升平面陰極的利用率成為了平面陰極應用和研發中最為重要的研究內容。現有平面陰極產品中有采用在磁路結構中增加了高磁導率的分流片，以此改變陰極的磁場分布，提高了靶材表面平行感應強度分布的均勻性，即提高了靶材刻蝕的寬度，因此一定程度上提高了靶材的利用率。但該陰極裝置受本身尺寸精度和強磁場吸引力的影響，尤其在安裝時，裝配精度很難滿足設計精度的要求。中國專利CN201778106U公開了一種真空鍍膜設備中的矩形平面磁控陰極結構，該陰極結構在一定程度上解決了上述問題，但其靶材利用率仍不能達到質的飛躍。中國專利CN201770767U公開了一種真空鍍膜的陰極裝置，該專利主要解決的技術問題是簡化了更換靶材的工序，節約了更換靶材所需的時間，并沒有解決靶材利用率低的技術問題。中國專利CN201981253U公開了一種矩形平面磁控濺射陰極，針對設有陽極框的濺射陰極的缺點，取消了陽極框，簡化了結構；此外改進了屏蔽罩結構，避免屏蔽罩接地這一問題；該平面陰極的改進仍未能提高靶材的利用率。

在真空鍍膜生產線中，真空環境鍍膜的需要，會保持生產線的進出口處完全封閉，通常采用分別設置有門閥，在基片進出生產線時，該門閥會相應的打開。在現有技術中，通常采用人工操作此門閥的開關，即通過其他設備接收到基片進出的信號（或計算基片在基片傳送流水線和鍍膜流水線運行的時間）后，人工打開生產線進口或出口的門閥。然而，因為不能很準確接收基片進出的信號，且人為控制的動作有一定的延遲性，通常不能很及時的打開進口和出口的門閥，這樣使生產效率降低。此外，真空鍍膜生產線對真空的環境要求非常高，這樣真空腔室的門體的厚度會增加，相應地，生產線進口和出口的門閥的厚度增加，人工操作控制的難度增加。