[發明專利]卷繞式離子增強型磁控光學氧化硅鍍膜裝置及方法

有效

• 申請號: 201910292302.3
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110004425B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 朱建明
• 申請（專利權）人: 肇慶市科潤真空設備有限公司
• 主分類號: C23C14/56
• 分類號: C23C14/56;C23C14/35;C23C14/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 謝靜娜

本發明公開一種卷繞式離子增強型磁控光學鍍膜裝置及方法，其裝置包括旋轉輥和至少一個鍍膜室，沿基材輸送方向，鍍膜室后方設有氧化室和磁鐵組件，氧化室和磁鐵組件相對設于旋轉輥的兩側；氧化室內設有進氣管，進氣管與旋轉輥之間連接有電池。其方法是基材先經過鍍膜室，在純硅靶的作用下鍍上氧化硅膜層；然后再經過氧化室，氧化室中的氧氣分子和氬氣分子在電場和磁場的作用下產生大量氧離子，且氧離子在電場的作用下高速射向氧化硅膜層內部，對氧化硅膜層中夾雜的純硅進行氧化。本發明是在基材鍍完氧化硅后，通過增加氧離子密度來加強膜層的氧化效果，從而提高膜層中氧化硅的純度和膜層透明度，進而提高膜層的光學性能。

技術領域

本發明涉及真空鍍膜技術領域，特別涉及一種卷繞式離子增強型磁控光學氧化硅鍍膜裝置及方法。

背景技術

在真空鍍膜領域中，卷繞式磁控光學鍍膜機一般用于鍍氧化硅、氧化鈮等膜層。鍍氧化硅時，多數采用純硅靶，鍍氧化鈮多采用氧化鈮靶。因此，在鍍氧化硅時，需向真空室中充入氬氣和氧氣，其中氧氣的作用是將濺射出來的硅離子進行氧化，使其變成氧化硅后進行鍍膜，但在實際生產中，硅靶濺射出來的硅有一大部分都沒有氧化，純硅料沉積在膜層上，影響了膜層上的氧化硅純度，會使膜層的透明度下降，從而影響膜層的光學性能。

為了克服上述問題，在目前的鍍膜工藝中，有通過在靶材上加入陽極離子源的方式來提高硅的氧化率，也有采用射頻離子源的方式來提高硅的氧化率，但其改善效果均非常有限，且設備結構均較為復雜，設備造價也高，不利于基材鍍膜成本的控制。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種卷繞式離子增強型磁控光學氧化硅鍍膜裝置，該裝置是在基材鍍完氧化硅后，通過增加氧離子密度來加強膜層的氧化效果，從而提高膜層中氧化硅的純度和膜層透明度，進而提高膜層的光學性能。

本發明的另一目的在于提供一種通過上述裝置實現的卷繞式離子增強型磁控光學氧化硅鍍膜方法。

本發明的技術方案為：一種卷繞式離子增強型磁控光學氧化硅鍍膜裝置，包括旋轉輥和至少一個設于旋轉輥外側的鍍膜室，沿基材的輸送方向，鍍膜室的后方還設有氧化室和磁鐵組件，氧化室和磁鐵組件相對設于旋轉輥的兩側，氧化室和鍍膜室相接且并列設于旋轉輥的外側，磁鐵組件設于旋轉輥內側；氧化室內設有進氣管，進氣管與旋轉輥之間連接有電池。其中，鍍膜室內的具體結構可采用與傳統鍍膜設備相同的結構，鍍膜室中設有一組中頻磁控旋轉靶，該中頻磁控旋轉靶為純硅靶，鍍膜室利用純硅靶對基材進行鍍膜，初步形成氧化硅膜層，但此時的氧化硅膜層中會夾雜有純硅，因此，再將已帶有氧化硅膜層的基材送入氧化室，氧化室中的氣體進氣管通入氧氣和氬氣(其具體比例可根據工藝需求進行實際設置，一般氧氣的含量會多于氬氣)，利用磁鐵組件產生的磁場和電池產生的電場，氧氣分子和氬氣分子在電子的磁碰下產生氧離子，氧離子和電子在磁場的約束下，在環形磁場的范圍內形成較高密度的氧離子體，同時，在電場的作用下，氧離子會以一定的數量高速射向氧化硅膜層內部，加速膜層內部硅分子的氧化。旋轉輥為水冷鍍膜輥，中部帶有水冷套，其具體結構與傳統鍍膜設備中的鍍膜輥相同。

所述旋轉輥外側設有多個鍍膜室時，沿基材的輸送方向，每個鍍膜室的后方設有一個氧化室。鍍膜室的數量根據基材的實際工藝需求進行設置即可，但基材每經過鍍膜室進行一次鍍膜后，均要求至少經過一次氧化室進行進一步氧化，以確保氧化硅膜層的氧化效果。

所述磁鐵組件包括磁鐵固定圈和多個磁鐵，磁鐵固定圈設于旋轉輥內，且磁鐵固定圈為固定結構，不跟隨旋轉輥轉動，多個磁鐵固定安裝于磁鐵固定圈上。其中，與同一氧化室對應的多個磁鐵形成一組，當氧化室有多個時，每個氧化室對應一組磁鐵，但是磁鐵固定圈只有一個，磁鐵固定圈的外周分布多組磁鐵。

為了更好地安裝固定磁鐵，所述磁鐵組件中，在磁鐵的安裝處，磁鐵固定圈的外周向外延伸有安裝支架，各磁鐵固定安裝于安裝支架上。

所述磁鐵組件中，任意相鄰的兩個磁鐵之間，朝向氧化室的端部極性相反。