緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備及方法，其設備是在真空室內(nèi)設有分區(qū)隔板，真空室內(nèi)的空間分隔成卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)，分區(qū)隔板上設有供柔性基材通過用的通孔，柔性基材貫穿于整個真空室中，加熱器和離子源設于卷繞區(qū)內(nèi)，磁控濺射裝置設于鍍膜區(qū)內(nèi)；鍍膜區(qū)內(nèi)設有多個單元隔板，將鍍膜區(qū)內(nèi)的空間分隔成一個柔性基材輸送單元和多個鍍膜單元。其方法是分別對真空室內(nèi)的卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)進行抽真空，放卷輥放出的柔性基材先經(jīng)過卷繞區(qū)，在卷繞區(qū)內(nèi)進行離子處理和預加熱，再送入鍍膜區(qū)，由多個鍍膜單元依次進行濺射鍍膜，最后送至卷繞區(qū)，由收卷輥進行收卷。本發(fā)明結(jié)構緊湊，節(jié)約設備成本，同時可有效防止不同工藝階段的工作氣氛相互影響。
【專利說明】
緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備及方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及柔性基材鍍膜技術領域，特別涉及一種緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備及方法。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的發(fā)展，柔性基材的鍍膜需求越來越大。柔性基材膜不但具有硬質(zhì)襯底膜的光電特性，而且具有重量輕、可折疊、不易破碎、便于運輸、設備投資少等優(yōu)點。被廣泛應用于高性能汽車貼膜、等離子電視平板顯示、觸摸屏、太陽能電池等領域。根據(jù)不同的應用需求，對所鍍膜層的功能性要求也不同，但是總體上，目前各行業(yè)對柔性基材膜的功能性要求有越來越高的趨勢，膜系結(jié)構也趨向于越來越復雜。
[0003]目前，磁控濺射法制備柔性薄膜的工藝比較成熟、生產(chǎn)效率也較高。但在實際生產(chǎn)中，磁控濺射法制備柔性薄膜的生產(chǎn)線中仍存在以下問題:
[0004](I)生產(chǎn)線一般設有多個鍍膜室對柔性基材表面進行多次鍍膜或進行多層不同種類膜層鍍膜，多個鍍膜室一般采用直線式結(jié)構并排安裝，其設備體積大，占地面積也大，設備成本較高。
[0005](2)對柔性基材進行鍍膜前，一般會采用離子源對其表面進行處理，清除基材表面雜質(zhì)和改善其表面形貌，但由于鍍膜室的真空度要求，離子源的工作氣體常常得不到有效排出，容易影響設備中其它工作機構的工作氣氛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，該設備結(jié)構緊湊、體積較小，設備成本也低。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述設備實現(xiàn)的緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜方法。
[0008]本發(fā)明的技術方案為:一種緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，包括真空室、柔性基材卷繞機構、磁控濺射裝置、加熱器和離子源，真空室內(nèi)設有分區(qū)隔板，分區(qū)隔板將真空室內(nèi)的空間分隔成卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)，分區(qū)隔板上設有供柔性基材通過用的通孔，柔性基材貫穿于整個真空室中，加熱器和離子源設于卷繞區(qū)內(nèi)，磁控濺射裝置設于鍍膜區(qū)內(nèi)；鍍膜區(qū)內(nèi)設有多個單元隔板，多個單元隔板將鍍膜區(qū)內(nèi)的空間分隔成一個柔性基材輸送單元和多個鍍膜單元。其中，分區(qū)隔板將真空室的內(nèi)腔分隔成相互獨立的卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)，外接高真空抽氣系統(tǒng)后，可分別對卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)進行單獨抽真空，避免兩個區(qū)域內(nèi)的工作氣氛相互影響，相對于直線式鍍膜設備，該結(jié)構也得到簡化。而單元隔板將鍍膜區(qū)內(nèi)的空間分隔成相互獨立的一個柔性基材輸送單元和多個鍍膜單元，柔性基材輸送單元主要是提供空間，供柔性基材與卷繞區(qū)進行相互傳送，多個鍍膜單元相互獨立，可以根據(jù)工藝需要鍍制不同的膜層，能有效防止不同工作氣氛之間的影響。
[0009]作為一種優(yōu)選結(jié)構，所述真空室為矩形腔體結(jié)構，分區(qū)隔板豎直設于真空室內(nèi)，并將真空室內(nèi)的空間按左右并排的結(jié)構方式分隔成卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)。
[0010]作為另一種優(yōu)選結(jié)構，所述真空室為矩形腔體結(jié)構，分區(qū)隔板水平設于真空室內(nèi)，并將真空室內(nèi)的空間按上下層疊的結(jié)構方式分隔成卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)。
[0011]根據(jù)實際生產(chǎn)線的場地要求，真空室也可設計為圓筒形或其他形狀的腔體結(jié)構。
[0012]所述柔性基材卷繞機構包括依次連接的放卷輥、收卷輥和主輥，放卷輥和收卷輥設于卷繞區(qū)內(nèi)，主輥設于鍍膜區(qū)內(nèi)，放卷輥與主輥之間設有多個導向輥，主輥與收卷輥之間也設有多個導向輥;分區(qū)隔板上的通孔包括進片通孔和出片通孔，放卷輥和主輥之間的柔性基材由進片通孔通過，主輥與收卷輥之間的柔性基材由出片孔通過。
[0013]所述鍍膜區(qū)中，各單元隔板圍繞著主輥的外圓周分布，且各單元隔板與主輥的外表面之間留有供柔性基材通過用的間隙，多個鍍膜單元呈扇形狀分布于主輥外周。該結(jié)構緊湊，相比傳統(tǒng)的直線式鍍膜設備，可較大程度的節(jié)約設備成本。
[0014]所述離子源為矩形離子源，設于放卷輥輸出端的柔性基材外側(cè)，離子源的電離氣體覆蓋住柔性基材寬度方向的表面(即在柔性基材的寬度方向上，離子源電離氣體的覆蓋范圍應大于或等于柔性基材的寬度)，可均勻地去除附著于柔性基材表面的雜質(zhì)，并改善柔性基材的表面形貌，有利于提高柔性基材表面膜層的質(zhì)量及膜層與柔性基材之間的結(jié)合力。而且離子源置于與鍍膜區(qū)分隔開的卷繞區(qū)內(nèi)，因此離子源的工作氣氛不會與鍍膜區(qū)的工作氣氛相互影響。
[0015]所述加熱器包括多組加熱管組件，卷繞區(qū)內(nèi)，從放卷輥到分區(qū)隔板的進片通孔之間，柔性基材在多個導向輥上呈豎直平行的纏繞狀態(tài)，多組加熱管組件并排分布于上下兩個導向輥之間的柔性基材外側(cè)，且各組加熱管組件覆蓋住柔性基材寬度方向的表面(即在柔性基材的寬度方向上，各組加熱管組件的寬度應大于或等于柔性基材的寬度)。在對柔性基材進行鍍膜前，通過加熱器對柔性基材進行預熱處理，一方面可起到除氣的作用，結(jié)合離子源清理柔性基材的表面，可使得到的膜層成分更純凈，另一方面，較高溫度的柔性基材能提高到達柔性基材表面的膜料分子擴散速率，使膜層更加均勻，膜層和柔性基材的結(jié)合力更高；同時，多組加熱管覆蓋整個柔性基材寬度方向的表面，其加熱效果均勻，可有效防止柔性基材變形。
[0016]所述磁控濺射裝置包括多組濺射陰極，每個鍍膜單元內(nèi)設有至少一組濺射陰極。根據(jù)鍍膜工藝的實際需要，該結(jié)構可完成多層膜系鍍膜，且各膜層之間的膜料不會互相影響。
[0017]所述卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)分別外接高真空抽氣系統(tǒng)。高真空抽氣系統(tǒng)與傳統(tǒng)鍍膜設備所以的高真空抽氣系統(tǒng)相同，一般包括依次連接的擴散栗機組(或分子栗，或低溫栗)和分子栗。
[0018]所述收卷輥的輸入端還設有電阻率測量儀和透過率測量儀，電阻率測量儀和透過率測量儀均設于卷繞區(qū)內(nèi)，可實時監(jiān)測鍍膜后柔性基材的透過率和電阻率，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0019]通過上述設備實現(xiàn)一種緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜方法，包括以下步驟:
[0020](I)分別對真空室內(nèi)的卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)進行抽真空，直至各區(qū)域的真空度達到預定值；
[0021](2)放卷輥放出柔性基材，柔性基材先經(jīng)過卷繞區(qū)，在卷繞區(qū)內(nèi)由離子源進行離子處理，由加熱器進行預加熱；
[0022](3)柔性基材送入鍍膜區(qū)，按柔性基材的輸送方向，由多個鍍膜單元依次進行濺射鍍膜；
[0023](4)柔性基材完成鍍膜后，送至卷繞區(qū)，由收卷輥進行收卷。
[0024]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術，具有以下有益效果:
[0025]本緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備與傳統(tǒng)的鍍膜設備相比較，僅采用一個真空腔體，其結(jié)構緊湊，便于布置，有效提高空間利用率，節(jié)約設備成本。另外，將真空腔體分隔成相互獨立的卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)，并將鍍膜區(qū)分隔成相互獨立的多個鍍膜單元，可根據(jù)不同鍍膜工藝的需求設置不同類型的濺射裝置，其內(nèi)部結(jié)構簡單，卻可有效防止不同工藝階段的工作氣氛相互影響。
[0026]本緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備中，在柔性基材卷繞機構的放卷側(cè)設有加熱器，其中各加熱管組件排布密集且可覆蓋整個柔性基材表面，通過加熱器對柔性基材進行預熱處理，一方面可起到除氣的作用，結(jié)合離子源清理柔性基材的表面，可使得到的膜層成分更純凈，另一方面，較高溫度的柔性基材能提高到達柔性基材表面的膜料分子擴散速率，使膜層更加均勻，膜層和柔性基材的結(jié)合力更高；同時，多組加熱管覆蓋整個柔性基材寬度方向的表面，其加熱效果均勻，可有效防止柔性基材變形。
[0027]本緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備中，在柔性基材卷繞機構的放卷側(cè)設有矩形離子源，可均勻地去除附著于柔性基材表面的雜質(zhì)，并改善柔性基材的表面形貌，有利于提高柔性基材表面膜層的質(zhì)量及膜層與柔性基材之間的結(jié)合力。而且離子源置于與鍍膜區(qū)分隔開的卷繞區(qū)內(nèi)，因此離子源的工作氣氛不會與鍍膜區(qū)的工作氣氛相互影響。
[0028]本緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備中，在柔性基材卷繞機構的收卷側(cè)增設電阻率測量儀和透過率測量儀，可實現(xiàn)柔性基材電阻率和透過率的實時監(jiān)控，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0029]圖1為本緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備的原理示意圖。
[0030]圖2為離子源的結(jié)構示意圖。
[0031]圖3為單組加熱管組件的結(jié)構示意圖。
[0032]上述各圖中，I為真空室，2為主棍，3為放卷棍，4為收卷棍，5為導向棍，6為加熱管組件，7為離子源，8為濺射陰極，9為透過率測量儀，10為電阻率測量儀，11為分區(qū)隔板，12為單元隔板，13為卷繞區(qū)，14為鍍膜區(qū)，14-1為柔性基材輸送單元，14-2為鍍膜單元。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0034]實施例1
[0035]本實施例一種緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，如圖1所示，包括真空室、柔性基材卷繞機構、磁控濺射裝置、加熱器和離子源，真空室內(nèi)設有分區(qū)隔板，分區(qū)隔板將真空室內(nèi)的空間分隔成卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)，分區(qū)隔板上設有供柔性基材通過用的通孔，柔性基材貫穿于整個真空室中，加熱器和離子源設于卷繞區(qū)內(nèi)，磁控濺射裝置設于鍍膜區(qū)內(nèi)；鍍膜區(qū)內(nèi)設有多個單元隔板，多個單元隔板將鍍膜區(qū)內(nèi)的空間分隔成一個柔性基材輸送單元和多個鍍膜單元。其中，分區(qū)隔板將真空室的內(nèi)腔分隔成相互獨立的卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)，外接高真空抽氣系統(tǒng)后，可分別對卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)進行單獨抽真空，避免兩個區(qū)域內(nèi)的工作氣氛相互影響，相對于直線式鍍膜設備，該結(jié)構也得到簡化。而單元隔板將鍍膜區(qū)內(nèi)的空間分隔成相互獨立的一個柔性基材輸送單元和多個鍍膜單元，柔性基材輸送單元主要是提供空間，供柔性基材與卷繞區(qū)進行相互傳送，多個鍍膜單元相互獨立，可以根據(jù)工藝需要鍍制不同的膜層，能有效防止不同工作氣氛之間的影響。
[0036]其中，真空室為矩形腔體結(jié)構，分區(qū)隔板豎直設于真空室內(nèi)，并將真空室內(nèi)的空間按左右并排的結(jié)構方式分隔成卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)。
[0037]柔性基材卷繞機構包括依次連接的放卷輥、收卷輥和主輥，放卷輥和收卷輥設于卷繞區(qū)內(nèi)，主輥設于鍍膜區(qū)內(nèi)，放卷輥與主輥之間設有多個導向輥，主輥與收卷輥之間也設有多個導向輥;分區(qū)隔板上的通孔包括進片通孔和出片通孔，放卷輥和主輥之間的柔性基材由進片通孔通過，主輥與收卷輥之間的柔性基材由出片孔通過。
[0038]鍍膜區(qū)中，各單元隔板圍繞著主輥的外圓周分布，且各單元隔板與主輥的外表面之間留有供柔性基材通過用的間隙，多個鍍膜單元呈扇形狀分布于主輥外周。該結(jié)構緊湊，相比傳統(tǒng)的直線式鍍膜設備，可較大程度的節(jié)約設備成本。
[0039]離子源為矩形離子源，設于放卷輥輸出端的柔性基材外側(cè)，離子源的電離氣體覆蓋住柔性基材寬度方向的表面(即在柔性基材的寬度方向上，離子源電離氣體的覆蓋范圍應大于或等于柔性基材的寬度)，可均勻地去除附著于柔性基材表面的雜質(zhì)，并改善柔性基材的表面形貌，有利于提高柔性基材表面膜層的質(zhì)量及膜層與柔性基材之間的結(jié)合力。而且離子源置于與鍍膜區(qū)分隔開的卷繞區(qū)內(nèi)，因此離子源的工作氣氛不會與鍍膜區(qū)的工作氣氛相互影響。本實施例中，矩形離子源采用目前市面通用的矩形離子源即可，其結(jié)構如圖2所示。
[0040]加熱器包括多組加熱管組件，卷繞區(qū)內(nèi)，從放卷輥到分區(qū)隔板的進片通孔之間，柔性基材在多個導向輥上呈豎直平行的纏繞狀態(tài)，多組加熱管組件并排分布于上下兩個導向輥之間的柔性基材外側(cè)，且各組加熱管組件覆蓋住柔性基材寬度方向的表面(即在柔性基材的寬度方向上，各組加熱管組件的寬度應大于或等于柔性基材的寬度)。在對柔性基材進行鍍膜前，通過加熱器對柔性基材進行預熱處理，一方面可起到除氣的作用，結(jié)合離子源清理柔性基材的表面，可使得到的膜層成分更純凈，另一方面，較高溫度的柔性基材能提高到達柔性基材表面的膜料分子擴散速率，使膜層更加均勻，膜層和柔性基材的結(jié)合力更高；同時，多組加熱管覆蓋整個柔性基材寬度方向的表面，其加熱效果均勻，可有效防止柔性基材變形。本實施例中，加熱管組件采用目前市面通用的加熱管組件即可，其結(jié)構如圖3所示。
[0041]磁控濺射裝置包括多組濺射陰極，每個鍍膜單元內(nèi)設有至少一組濺射陰極。根據(jù)鍍膜工藝的實際需要，該結(jié)構可完成多層膜系鍍膜，且各膜層之間的膜料不會互相影響。
[0042]卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)分別外接高真空抽氣系統(tǒng)。高真空抽氣系統(tǒng)與傳統(tǒng)鍍膜設備所以的高真空抽氣系統(tǒng)相同，一般包括依次連接的擴散栗機組(或分子栗，或低溫栗)和分子栗。
[0043]收卷輥的輸入端還設有電阻率測量儀和透過率測量儀，電阻率測量儀和透過率測量儀均設于卷繞區(qū)內(nèi)，可實時監(jiān)測鍍膜后柔性基材的透過率和電阻率，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0044]通過上述設備實現(xiàn)一種緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜方法，包括以下步驟:
[0045](I)分別對真空室內(nèi)的卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)進行抽真空，直至各區(qū)域的真空度達到預定值；
[0046](2)放卷輥放出柔性基材，柔性基材先經(jīng)過卷繞區(qū)，在卷繞區(qū)內(nèi)由離子源進行離子處理，由加熱器進行預加熱；
[0047](3)柔性基材送入鍍膜區(qū)，按柔性基材的輸送方向，由多個鍍膜單元依次進行濺射鍍膜；
[0048](4)柔性基材完成鍍膜后，送至卷繞區(qū)，由收卷輥進行收卷。
[0049]實施例2
[0050]本實施例一種緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，與實施例1相比較，其不同之處在于:真空室為矩形腔體結(jié)構，分區(qū)隔板水平設于真空室內(nèi)，并將真空室內(nèi)的空間按上下層疊的結(jié)構方式分隔成卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)。
[0051]根據(jù)實際生產(chǎn)線的場地要求，真空室也可設計為圓筒形或其他形狀的腔體結(jié)構。
[0052]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明，上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；即凡依本
【發(fā)明內(nèi)容】
所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
【主權項】
1.緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，其特征在于，包括真空室、柔性基材卷繞機構、磁控濺射裝置、加熱器和離子源，真空室內(nèi)設有分區(qū)隔板，分區(qū)隔板將真空室內(nèi)的空間分隔成卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)，分區(qū)隔板上設有供柔性基材通過用的通孔，柔性基材貫穿于整個真空室中，加熱器和離子源設于卷繞區(qū)內(nèi)，磁控濺射裝置設于鍍膜區(qū)內(nèi)；鍍膜區(qū)內(nèi)設有多個單元隔板，多個單元隔板將鍍膜區(qū)內(nèi)的空間分隔成一個柔性基材輸送單元和多個鍍膜單元。2.根據(jù)權利要求1所述的緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，其特征在于，所述真空室為矩形腔體結(jié)構，分區(qū)隔板豎直設于真空室內(nèi)，并將真空室內(nèi)的空間按左右并排的結(jié)構方式分隔成卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)。 或者所述真空室為矩形腔體結(jié)構，分區(qū)隔板水平設于真空室內(nèi)，并將真空室內(nèi)的空間按上下層疊的結(jié)構方式分隔成卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)。3.根據(jù)權利要求1所述的緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，其特征在于，所述柔性基材卷繞機構包括依次連接的放卷輥、收卷輥和主輥，放卷輥和收卷輥設于卷繞區(qū)內(nèi)，主輥設于鍍膜區(qū)內(nèi)，放卷輥與主輥之間設有多個導向輥，主輥與收卷輥之間也設有多個導向輥;分區(qū)隔板上的通孔包括進片通孔和出片通孔，放卷輥和主輥之間的柔性基材由進片通孔通過，主輥與收卷輥之間的柔性基材由出片孔通過。4.根據(jù)權利要求3所述的緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，其特征在于，所述鍍膜區(qū)中，各單元隔板圍繞著主輥的外圓周分布，且各單元隔板與主輥的外表面之間留有供柔性基材通過用的間隙，多個鍍膜單元呈扇形狀分布于主輥外周。5.根據(jù)權利要求3所述的緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，其特征在于，所述離子源為矩形離子源，設于放卷輥輸出端的柔性基材外側(cè)，離子源的電離氣體覆蓋住柔性基材寬度方向的表面。6.根據(jù)權利要求3所述的緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，其特征在于，所述加熱器包括多組加熱管組件，卷繞區(qū)內(nèi)，從放卷輥到分區(qū)隔板的進片通孔之間，柔性基材在多個導向輥上呈豎直平行的纏繞狀態(tài)，多組加熱管組件并排分布于上下兩個導向輥之間的柔性基材外側(cè)，且各組加熱管組件覆蓋住柔性基材寬度方向的表面。7.根據(jù)權利要求1所述的緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，其特征在于，所述磁控濺射裝置包括多組濺射陰極，每個鍍膜單元內(nèi)設有至少一組濺射陰極。8.根據(jù)權利要求1所述的緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，其特征在于，所述卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)分別外接高真空抽氣系統(tǒng)。9.根據(jù)權利要求1所述的緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜設備，其特征在于，所述收卷輥的輸入端還設有電阻率測量儀和透過率測量儀，電阻率測量儀和透過率測量儀均設于卷繞區(qū)內(nèi)。10.根據(jù)權利要求1?9任一項所述設備實現(xiàn)的緊湊型柔性基材磁控濺射鍍膜方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)分別對真空室內(nèi)的卷繞區(qū)和鍍膜區(qū)進行抽真空，直至各區(qū)域的真空度達到預定值； (2)放卷輥放出柔性基材，柔性基材先經(jīng)過卷繞區(qū)，在卷繞區(qū)內(nèi)由離子源進行離子處理，由加熱器進行預加熱； (3)柔性基材送入鍍膜區(qū)，按柔性基材的輸送方向，由多個鍍膜單元依次進行濺射鍍膜；(4)柔性基材完成鍍膜后，送至卷繞區(qū)，由收卷輥進行收卷。
【文檔編號】C23C14/56GK106048546SQ201610514495
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】朱建明, 李金清
【申請人】肇慶市科潤真空設備有限公司