一種高效率雙面往復(fù)連續(xù)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(shuō)，涉及一種高效率雙面往復(fù)連續(xù)鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]真空卷繞鍍膜技術(shù)就是在真空室內(nèi)通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程是電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基材薄膜的過(guò)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(guò)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(lái)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(jiàn)光透過(guò)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(lái)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；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(wèn)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。
[0005]有鑒于此，如何設(shè)計(jì)一種僅用單一的真空鍍膜設(shè)備就能在基材兩面高效率連續(xù)濺射多層功能膜成為有待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種高效率雙面往復(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，在不打開(kāi)鍍膜真空室的情況下即可及時(shí)更換陰極靶，節(jié)省了傳統(tǒng)換靶后再次抽真空所需的時(shí)間，并利用雙冷卻輥及基材的往復(fù)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了雙面多層膜層的連續(xù)鍍制，簡(jiǎn)化了鍍膜機(jī)的電氣控制裝置及程序；一次鍍膜行程可以完成基材兩面多層膜的鍍制，大大提高了鍍膜機(jī)雙面鍍膜的效率，且鍍膜精度高；同時(shí)，鍍膜機(jī)的機(jī)構(gòu)更加緊湊，占地空間小，可用于大批量生產(chǎn)。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0010]本發(fā)明的一種高效率雙面往復(fù)連續(xù)鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，包括真空室、開(kāi)卷室、設(shè)于開(kāi)卷室內(nèi)的開(kāi)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)的兩組冷輥，還包括糾偏裝置和回轉(zhuǎn)換靶裝置，所述的開(kāi)卷室與真空室之間、收卷室與真空室之間均設(shè)置有閘板閥，所述的開(kāi)卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)之間的基帶經(jīng)過(guò)設(shè)于真空室內(nèi)的換向輥換向后呈“S”形纏繞于兩組冷輥上，所述的開(kāi)卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)處各設(shè)置一組糾偏裝置，且所述的糾偏裝置位于開(kāi)卷室和收卷室內(nèi)；每組所述的冷輥的包覆有基帶的圓周面上至少對(duì)應(yīng)設(shè)置兩組回轉(zhuǎn)換靶裝置，每組所述的回轉(zhuǎn)換靶裝置與對(duì)應(yīng)的冷輥之間均設(shè)置有一組兩面開(kāi)口的陰極小室，且每組回轉(zhuǎn)換靶裝置、陰極小室和對(duì)應(yīng)的冷輥位于同一軸線上；所述的回轉(zhuǎn)換靶裝置包括機(jī)座、通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接于機(jī)座上的回轉(zhuǎn)盤(pán)、通過(guò)徑向伸縮機(jī)構(gòu)均勻分布于回轉(zhuǎn)盤(pán)上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的用于安裝靶芯的極靶座板；所述的極靶座板旋轉(zhuǎn)到陰極小室的對(duì)應(yīng)開(kāi)口處，向外伸出并嵌入陰極小室內(nèi)；所述的開(kāi)卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)帶動(dòng)基帶往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0011]更進(jìn)一步地，所述的回轉(zhuǎn)換靶裝置的機(jī)座上還設(shè)置有沿回轉(zhuǎn)盤(pán)軸向伸縮的軸向伸縮機(jī)構(gòu)，用于將回轉(zhuǎn)盤(pán)移至真空室外部。
[0012]更進(jìn)一步地，所述的軸向伸縮機(jī)構(gòu)上設(shè)置有三節(jié)筒式導(dǎo)軌。
[0013]更進(jìn)一步地，每組所述的冷輥上設(shè)置有兩組回轉(zhuǎn)換靶裝置。
[0014]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)。
[0015]更進(jìn)一步地，所述的開(kāi)卷機(jī)構(gòu)處還設(shè)置有位于真空室內(nèi)的前處理裝置，所述的前處理裝置包括離子源預(yù)處理機(jī)構(gòu)和冷井盤(pán)管深冷機(jī)構(gòu)，所述的離子源預(yù)處理機(jī)構(gòu)用于清洗基帶表面的污物；所述的冷井盤(pán)管深冷機(jī)構(gòu)用于冷凝對(duì)基帶前處理過(guò)程中釋放的大量水汽。
[0016]更進(jìn)一步地，所述的陰極小室上設(shè)有冷卻板和補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)，所述的冷卻板設(shè)置于陰極小室的側(cè)壁上，且冷卻板上分布有冷卻水管，所述的補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)設(shè)于陰極小室內(nèi)，且與真空室外部的補(bǔ)氣單元相連通，所述的陰極小室內(nèi)還設(shè)有抽真空機(jī)構(gòu)，且該抽真空機(jī)構(gòu)與真空室外部的抽真空機(jī)相連通；相鄰兩個(gè)陰極小室之間還設(shè)置有真空隔離室。
[0017]3.有益效果
[0018]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:
[0019](I)本發(fā)明的一種高效率雙面往復(fù)連續(xù)鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其開(kāi)卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)之間的基帶經(jīng)過(guò)設(shè)于真空室內(nèi)的換向輥換向后呈“S”形纏繞于兩組冷輥上，開(kāi)卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)處各設(shè)置一組糾偏裝置，利用兩組糾偏裝置實(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)到鍍多層膜的加工目的；利用基帶在兩組冷輥上“S”形纏繞，實(shí)現(xiàn)基帶的雙面鍍膜；同時(shí)通過(guò)在每組冷輥上對(duì)應(yīng)設(shè)置至少兩組回轉(zhuǎn)換靶裝置，一次鍍膜行程可以完成基材兩面多層膜的鍍制，大大提高了鍍膜機(jī)雙面鍍膜的效率，且鍍膜精度高，同時(shí)在不打開(kāi)鍍膜真空室的情況下即可及時(shí)更換陰極靶，節(jié)省了傳統(tǒng)換靶后再次抽真空所需的時(shí)間，簡(jiǎn)化了鍍膜機(jī)的電氣控制裝置及程序；
[0020](2)本發(fā)明的一種高效率雙面往復(fù)連續(xù)鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其回轉(zhuǎn)換靶裝置的機(jī)座上還設(shè)置有沿回轉(zhuǎn)盤(pán)軸向伸縮的軸向伸縮機(jī)構(gòu)，用于將回轉(zhuǎn)盤(pán)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；
[0021](3)本發(fā)明的一種高效率雙面往復(fù)連續(xù)鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其軸向伸縮機(jī)構(gòu)上設(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；
[0022](4)本發(fā)明的一種高效率雙面往復(fù)連續(xù)鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其每組冷輥上設(shè)置有兩組回轉(zhuǎn)換靶裝置，合理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)使用；
[0023](5)本發(fā)明的一種高效率雙面往復(fù)連續(xù)鍍膜磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其糾偏裝置為超聲波糾偏系統(tǒng)或光電糾偏系統(tǒng)，糾偏控制精準(zhǔn)，誤差小；
[0024](6)本發(fā)明的一種高效