[發(fā)明專利]一種快速換靶雙面往復(fù)連續(xù)鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510068156.8
• 申請(qǐng)日: 2015-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN104674180B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱錫芳;楊輝;徐安成;陳功;許清泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州工學(xué)院
• 主分類號(hào): C23C14/56
• 分類號(hào): C23C14/56;C23C14/35
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 高桂珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種真空鍍膜機(jī)，更具體地說，涉及一種快速換靶雙面往復(fù)連續(xù)鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)。

背景技術(shù)

真空卷繞鍍膜技術(shù)就是在真空室內(nèi)通過熱蒸發(fā)或者磁控濺射等方法在卷料基材表面制備一層或者多層具有一定功能的薄膜的技術(shù)。真空卷繞鍍膜設(shè)備主要有以下特點(diǎn)：其一、被鍍基材為柔性基材，即具有可卷繞性；其二、鍍膜過程具有連續(xù)性，即在一個(gè)工作周期內(nèi)鍍膜是連續(xù)進(jìn)行的；其三、鍍膜過程在高真空環(huán)境中進(jìn)行。卷繞鍍膜機(jī)在放卷和收卷過程中，基材表面被鍍上薄膜，鍍膜的結(jié)構(gòu)就是真空卷繞鍍膜設(shè)備的工作部，它位于基材的收放卷之間，工作部的工作原理可以是電阻蒸發(fā)、感應(yīng)蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、磁控濺射或者是其它真空鍍膜方法中的任意一種。磁控濺射的工作過程是電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基材薄膜的過程中與濺射氣體氬氣碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基材薄膜，在此過程中不斷地與氬原子碰撞，產(chǎn)生更多的氬原子和電子；氬離子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子(或分子)沉積在基材薄膜表面成膜。

柔性基材廣泛用于有機(jī)半導(dǎo)體工藝、透明電極以及觸摸屏當(dāng)中。近年來隨著對(duì)柔性基底鍍膜材料的廣泛需求和柔性基材上磁控濺射技術(shù)本身的飛速發(fā)展，各種高性能光學(xué)膜在大面積柔性基底上鍍制成功。由于柔性基材具有連續(xù)生產(chǎn)簡(jiǎn)單、容易運(yùn)輸、可方便裁切成任意形狀、可彎曲包裹等優(yōu)勢(shì)一直是磁控濺射技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。因此，在塑料薄膜上鍍功能膜多采用卷繞鍍膜方式，而要在塑料薄膜上鍍功能較好的功能膜，如在聚酯膜上鍍功能較好的低反射膜(low-E膜)，最少的雙銀結(jié)構(gòu)膜也需要鍍9層以上的膜層，若鍍可見光透過率大于85％、電阻小于1Ω/m²的電磁屏蔽膜(EMI膜)，則要鍍四銀結(jié)構(gòu)膜，即17層膜層。鍍每一層都要配置一套陰極及靶芯，而傳統(tǒng)的卷繞鍍膜機(jī)采用單滾整體式鍍膜，即在一個(gè)鍍膜真空室內(nèi)安放一個(gè)冷輥，2～3個(gè)陰極、靶芯及卷材放卷機(jī)構(gòu)、收卷機(jī)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)限制原因，不能在圓周排布多至4組以上的陰極，不能適應(yīng)一個(gè)鍍層就可以鍍4層以上不同功能的膜層，即使在一個(gè)鍍膜室內(nèi)安放兩個(gè)冷輥，4～6個(gè)陰極及靶芯，也排布不下17個(gè)陰極及靶位。為達(dá)到鍍完17層膜的目的，按傳統(tǒng)方式設(shè)計(jì)，需要至少3個(gè)冷輥，通水、通電的管線多，產(chǎn)生的氣體放氣量大，不利于真空泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此傳統(tǒng)的鍍膜機(jī)不能適應(yīng)一個(gè)鍍層就可以鍍4層以上的鍍膜，生產(chǎn)不出膜層多、功能好的功能性塑料膜層。一般情況下多個(gè)極靶布置的狀態(tài)下在加工狀態(tài)各陰極小室之間還存在相互之間的工藝氣體的滲漏(5％～20％)，使加工得到的鍍膜達(dá)不到工藝的要求。

在對(duì)陰極濺射成膜裝置中，卷繞式真空鍍膜設(shè)備以其可以連續(xù)生產(chǎn)而明顯的提高了成膜的效率，然而，現(xiàn)有的卷繞式真空鍍膜設(shè)備中對(duì)于各個(gè)用來濺射成膜陰極小室的安裝數(shù)量有限，各個(gè)陰極小室的濺射時(shí)間和濺射氣氛難以準(zhǔn)確控制，成膜的穩(wěn)定性差，大都只能生產(chǎn)一層或兩層介質(zhì)膜，而無法連續(xù)濺射三層介質(zhì)膜，因?yàn)槿龑咏橘|(zhì)膜中間的介質(zhì)膜的濺射成膜時(shí)間較長(zhǎng)，成膜氣氛與上下兩層介質(zhì)膜的氣氛均不同，現(xiàn)有的卷繞式真空鍍膜設(shè)備同步轉(zhuǎn)動(dòng)，單一的陰極小室的濺射成膜時(shí)間明顯不夠，各個(gè)陰極小室的氣氛也容易相互干涉；另外，現(xiàn)有的卷繞式真空鍍膜設(shè)備往往需要和清潔裝置、加熱裝置、放卷和收卷機(jī)構(gòu)配套使用形成生產(chǎn)線，這樣會(huì)造成設(shè)備多、占用產(chǎn)地大的問題。另外，有些情況下需要在柔性基材的兩面均鍍制功能膜，這種情況下鍍膜機(jī)的結(jié)構(gòu)就會(huì)更加臃腫，造成設(shè)備結(jié)構(gòu)更加龐大，電氣控制系統(tǒng)更加復(fù)雜。

此外，現(xiàn)有的鍍膜機(jī)在一次鍍膜完成后，需要重新更換陰極靶，而換靶都是將真空室打開進(jìn)行的，這樣在繼續(xù)鍍膜之前，又需要重新營(yíng)造真空等工藝條件，不僅延長(zhǎng)了加工周期，而且電力等資源使用較多，不利于實(shí)現(xiàn)鍍膜的高效率低成本。有鑒于此，如何設(shè)計(jì)一種僅用單一的真空鍍膜設(shè)備就能在基材兩面連續(xù)濺射多層功能膜成為有待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有鍍膜機(jī)的上述不足，提供一種快速換靶雙面往復(fù)連續(xù)鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在無需打開鍍膜真空室的情況下即可及時(shí)快速地更換陰極靶，節(jié)省了傳統(tǒng)換靶后需要再次抽真空的時(shí)間，并利用雙冷輥及基材的往復(fù)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了雙面多層功能膜的連續(xù)鍍制，簡(jiǎn)化了鍍膜機(jī)的電氣控制裝置及程序，提高了鍍膜效率；基材兩面的每層功能膜均單獨(dú)鍍制，便于膜層參數(shù)控制，提高了鍍膜精度；另外，換靶裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，動(dòng)作靈活；鍍膜機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，占地空間小，可用于高校實(shí)驗(yàn)室及其小批量生產(chǎn)使用。

2.技術(shù)方案