一種快速換靶單面往復(fù)連續(xù)高效鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種真空鍍膜機(jī)，更具體地說，涉及一種快速換靶單面往復(fù)連續(xù)高效鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]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。
[0003]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-Ε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ΙΩ/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。
[0004]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，鍍多層介質(zhì)膜需要反復(fù)換靶材，每次換靶材后又需要再次抽真空，所需時(shí)間較長(zhǎng)，操作繁瑣，嚴(yán)重影響了鍍膜效率，且浪費(fèi)大量能源；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。有鑒于此，如何設(shè)計(jì)一種僅用單一的真空鍍膜設(shè)備就能高效率連續(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】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有鍍膜機(jī)的上述不足，提供一種快速換靶單面往復(fù)連續(xù)高效鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在不打開鍍膜真空室的情況下即可及時(shí)快速更換陰極靶，并利用基材往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)多層膜層的鍍制，簡(jiǎn)化了電氣控制裝置及程序；一次鍍膜行程可以完成多層膜層的鍍制，大大提高了鍍膜機(jī)鍍多層功能膜的效率，且鍍膜精度高；同時(shí)，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地空間小，適合于在基帶上鍍多層功能膜的大批量高效率生產(chǎn)。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]本發(fā)明的一種快速換靶單面往復(fù)連續(xù)高效鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，包括真空室、開卷室、設(shè)于開卷室內(nèi)的開卷機(jī)構(gòu)、收卷室、設(shè)于收卷室內(nèi)的收卷機(jī)構(gòu)和設(shè)于真空室內(nèi)的冷輥，還包括糾偏裝置、兩個(gè)或兩個(gè)以上的回轉(zhuǎn)換靶裝置、以及與每個(gè)回轉(zhuǎn)換靶裝置位置相對(duì)應(yīng)的兩面開口的陰極小室，所述的開卷室與真空室之間、收卷室與真空室之間均設(shè)有閘板閥，所述的開卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)之間的基帶經(jīng)過換向輥換向后包覆在冷輥上，所述的開卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)處各設(shè)有一組糾偏裝置，且所述的糾偏裝置位于開卷室和收卷室內(nèi)；所述的陰極小室分布于冷輥包覆有基帶的圓周面上，且每組回轉(zhuǎn)換靶裝置及與其對(duì)應(yīng)的陰極小室均與冷輥設(shè)于同一軸線上；所述的回轉(zhuǎn)換靶裝置包括機(jī)座、回轉(zhuǎn)盤、驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)盤沿軸向伸縮的軸向伸縮機(jī)構(gòu)、安裝于回轉(zhuǎn)盤上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的伸縮軸套、安裝于伸縮軸套上的用于安裝靶芯的極靶座板和安裝于機(jī)座上且與陰極小室的開口方向相對(duì)的徑向伸縮機(jī)構(gòu)，所述的回轉(zhuǎn)盤為設(shè)有內(nèi)腔的桶狀結(jié)構(gòu)，所述的伸縮軸套安裝于回轉(zhuǎn)盤的側(cè)壁上，當(dāng)軸向伸縮機(jī)構(gòu)收縮后，所述的徑向伸縮機(jī)構(gòu)剛好與一個(gè)伸縮軸套相對(duì)應(yīng)，用于將極靶座板向外頂出并嵌入陰極小室內(nèi)；所述的開卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)帶動(dòng)基帶實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0010]更進(jìn)一步地，所述的伸縮軸套包括內(nèi)軸、中間軸套和外軸套，所述的內(nèi)軸設(shè)于中間軸套內(nèi)，且內(nèi)軸與中間軸套之間設(shè)有第一壓縮彈簧，所述的中間軸套設(shè)于外軸套內(nèi)，且中間軸套與外軸套之間設(shè)有第二壓縮彈簧，所述的外軸套固定安裝于回轉(zhuǎn)盤上。
[0011]更進(jìn)一步地，所述的軸向伸縮機(jī)構(gòu)上還設(shè)置有三節(jié)筒式導(dǎo)軌。
[0012]更進(jìn)一步地，所述的軸向伸縮機(jī)構(gòu)和徑向伸縮機(jī)構(gòu)均為電動(dòng)推桿，所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為步進(jìn)電機(jī)。
[0013]更進(jìn)一步地，所述的回轉(zhuǎn)換靶裝置及與其對(duì)應(yīng)設(shè)置的陰極小室設(shè)有3組。
[0014]更進(jìn)一步地，相鄰兩個(gè)所述的陰極小室之間設(shè)有氣氛隔離板。
[0015]更進(jìn)一步地，所述的糾偏裝置為超聲波糾偏系統(tǒng)或光電糾偏系統(tǒng)。
[0016]更進(jìn)一步地，所述的開卷機(jī)構(gòu)與冷輥之間還設(shè)置有前處理裝置，所述的前處理裝置包括離子源預(yù)處理機(jī)構(gòu)，所述的離子源預(yù)處理機(jī)構(gòu)設(shè)置于真空室內(nèi)，用于清洗基帶表面的污物。
[0017]更進(jìn)一步地，還包括冷井盤管深冷機(jī)構(gòu)，所述的冷井盤管深冷機(jī)構(gòu)設(shè)置于真空室內(nèi)，用于冷凝對(duì)基帶前處理過程中釋放的大量水汽。
[0018]3.有益效果
[0019]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0020](I)本發(fā)明的一種快速換靶單面往復(fù)連續(xù)高效鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其開卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)處各設(shè)有一組糾偏裝置，且糾偏裝置位于開卷室和收卷室內(nèi)，在糾偏裝置的作用下，可以實(shí)現(xiàn)基帶的往復(fù)連續(xù)運(yùn)動(dòng)，使基帶的收卷邊緣整齊，達(dá)到往復(fù)鍍多層膜的加工目的；同時(shí)在冷輥包覆有基帶的圓周面上均勻設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的回轉(zhuǎn)換靶裝置，在一次鍍膜行程中可以完成多層膜的鍍制，且采用回轉(zhuǎn)換靶裝置，在不打開鍍膜真空室的情況下即可及時(shí)更換陰極靶，實(shí)現(xiàn)多層膜的連續(xù)鍍制，大大提高了鍍多層膜的效率，簡(jiǎn)化了電氣控制裝置及程序，尤其適合于在基帶上鍍多層功能膜的大批量高效率生產(chǎn)；其次，回轉(zhuǎn)換靶裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，換靶動(dòng)作靈活，大大節(jié)省了換靶時(shí)間和設(shè)備制造成本；
[0021](2)本發(fā)明的一種快速換靶單面往復(fù)連續(xù)高效鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其回轉(zhuǎn)換靶裝置具有軸向伸縮機(jī)構(gòu)，用于將使用后的陰極靶移至真空室外部，在一次鍍膜完成后即可在真空室外部進(jìn)行換靶，操作簡(jiǎn)單方便；
[0022](3)本發(fā)明的一種快速換靶單面往復(fù)連續(xù)高效鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其伸縮軸套包括內(nèi)軸、中間軸套和外軸套，內(nèi)軸設(shè)于中間軸套內(nèi)，且內(nèi)軸與中間軸套之間設(shè)有第一壓縮彈簧，中間軸套設(shè)于外軸套內(nèi)，且中間軸套與外軸套之間設(shè)有第二壓縮彈簧，外軸套固定安裝于回轉(zhuǎn)盤上，伸縮軸套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)巧妙，僅需利用一組徑向伸縮機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)多個(gè)極靶的伸出，且徑向伸縮機(jī)構(gòu)收縮后，靶芯可自動(dòng)退出陰極小室，方便轉(zhuǎn)動(dòng)換靶，同時(shí)采用兩級(jí)伸出結(jié)構(gòu)，保證了靶芯具有足夠的運(yùn)動(dòng)行程；
[0023](4)本發(fā)明的一種快速換靶單面往復(fù)連續(xù)高效鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其軸向伸縮機(jī)構(gòu)上還設(shè)置有三節(jié)筒式導(dǎo)軌，確保了軸向伸縮機(jī)構(gòu)具有足夠的剛性，確保可以伸出較遠(yuǎn)的距離；
[0024](5)本發(fā)明的一種快速換靶單面往復(fù)連續(xù)高效鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其軸向伸縮機(jī)構(gòu)和徑向伸縮機(jī)構(gòu)均為電動(dòng)推桿，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為步進(jìn)電機(jī)，電動(dòng)推桿和步進(jìn)電機(jī)便于電氣控制、運(yùn)行穩(wěn)定，且對(duì)真空室內(nèi)的加工環(huán)境無影響；
[0025](6)本發(fā)明的一種快速換靶單面往復(fù)連續(xù)高效鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其回轉(zhuǎn)換靶裝置及與其對(duì)應(yīng)設(shè)置的陰極小室設(shè)有3組，最大程度地利用了真空室的有限空間，結(jié)構(gòu)緊湊，占地空間小，尤其適合于大批量生產(chǎn)；
[0026](7)