用于刻蚀连续产品的设备的制作方法

文档序号:14116965阅读:261来源:国知局
用于刻蚀连续产品的设备的制作方法

本实用新型涉及石墨烯加工制造领域,尤其涉及一种其上生长有石墨烯的金属基底刻蚀的设备和方法。



背景技术:

在制造石墨烯薄膜的过程中,首先需要在金属基底上生长石墨烯薄膜,然后将生长有石墨烯薄膜的金属基底手动地浸入到刻蚀药水中,以将金属基底刻蚀掉,留下石墨烯薄膜。这种手动操作方式存在以下缺陷。

第一点是手动操作比较频繁,上料是由人员手动套在玻纤框架上,然后再放入花篮里,再由机械手将花篮放入刻蚀药水中一定的时间,再从刻蚀药水中提出来,然后再放入水洗槽一定的时间,再从水洗槽中提出来,然后再人工手动清洗,再放入水平风干设备,再由人工取下,放置在层车上,整个过程,需要多次手动作业,也需要较多的作业人员,人员成本高;

第二点是产品在刻蚀槽中刻蚀时,多片(例如20片)一起刻蚀,目前设备的药水流动是循环流动,没有设计喷管和喷嘴,药水不能均匀的流动到20片产品的铜面上面,铜箔的刻蚀和掺杂是不均匀的,随着产品的升级,对石墨烯薄膜产品阻值的均匀性会越来越高,原浸泡式的生产方式生产的产品逐渐不能满足市场的需要,而且人员手动作业造成的功能和外观的不良贡献一直很高。

因此,在相关领域中存在对于能够连续作业的刻蚀设备的需求。

以上内容仅是实用新型人所知晓的技术情况,并不当然代表构成本实用新型的现有技术。



技术实现要素:

为解决现有技术的问题中的一个或多个,本实用新型提供一种用于刻蚀连续产品的设备,所述连续产品包括连续基底和生长在所述连续基底上的石墨烯,所述设备包括:供送装置,用于连续地供送所述连续产品;刻蚀装置,设置在所述供送装置的下游,用于接收所述连续产品,其中所述刻蚀装置容纳有刻蚀药水,当所述连续产品穿过所述刻蚀装置时,所述刻蚀装置将刻蚀药水施加到所述连续产品上以将所述连续基底去除。

根据本实用新型的一个方面,所述设备还包括位于所述刻蚀装置下游的水洗装置和位于所述水洗装置下游的干燥装置。

根据本实用新型的一个方面,所述设备还包括位于所述干燥装置下游的卷式收料装置。

根据本实用新型的一个方面,所述供送装置是卷式放料装置,所述卷式放料装置包括放料卷轴。

根据本实用新型的一个方面,所述设备还包括:设置在所述干燥装置和所述卷式收料装置之间的自动纠偏对位装置装置。

根据本实用新型的一个方面,所述设备包括一个或多个传感器,用于检测所述刻蚀药水的一项或多项参数。

根据本实用新型的一个方面,所述设备还包括调节装置,所述调节装置与所述一个或多个传感器耦合,根据所述一个或多个传感器的检测结果,将所述刻蚀药水的一项或多项参数调节到预设的范围。

根据本实用新型的一个方面,所述参数包括电导率、电极电位、比重、酸度、双氧水浓度、铜离子浓度中的一项或多项。

根据本实用新型的一个方面,所述刻蚀装置包括喷头,所述喷头构造成将所述刻蚀药水喷射到穿过所述刻蚀装置的连续产品上,以去除所述基底。

根据本实用新型的一个方面,所述刻蚀装置包括温度控制装置,所述温度控制装置包括温度传感器、加热器、冰水管路和控制器,所述温度传感器检测所述刻蚀药水的温度,所述控制器与所述温度传感器、加热器耦合,并控制所述冰水管路的通断和加热器的开启,从而当所述刻蚀药水的温度低于预设阈值时,所述控制器启动所述加热器以提高所述刻蚀药水的温度,当所述刻蚀药水的温度高于所述预设阈值时,所述控制器开通所述冰水管路,以降低所述刻蚀药水的温度。

根据本实用新型的一个方面,所述自动纠偏对位装置包括光电感应器和马达,所述光电感应器感应所述连续产品的边缘,所述马达与所述光电感应器耦合,并根据所述光电感应器的信号调整所述,调整卷式收料装置的位置。

本实用新型还提供一种刻蚀连续产品的方法,所述连续产品包括连续的基底和生长在所述基底上的石墨烯,所述方法包括:将包括连续基底和石墨烯的所述连续产品供送通过刻蚀药水,以去除所述连续产品上的所述基底。

根据本实用新型的一个方面,该方法还包括:在所述连续产品通过刻蚀药水后,对所述连续产品进行水洗和干燥。

根据本实用新型的一个方面,该方法还包括:在对所述连续产品干燥之后,对所述连续产品进行卷式收料。

根据本实用新型的一个方面,该方法还包括:在对所述连续产品进行干燥之后,在卷式收料之前,对所述连续产品进行边缘对位。

根据本实用新型的一个方面,该方法还包括:监测所述刻蚀药水的一项或多项参数,当所述一项或多项参数超出预设的范围时,调节所述刻蚀药水的所述一项或多项参数。

根据本实用新型的一个方面,该方法通过本实用新型所述的设备实施。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:

图1示出了根据本实用新型第一实施例的刻蚀方法;

图2示出了根据本实用新型第二实施例的刻蚀设备;

图3是根据本实用新型一个实施例的调节装置;

图4是根据本实用新型一个实施例的温度控制;和

图5是根据本实用新型自动纠偏对位装置的示意图。

具体实施方式

在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语"中心"、"纵向"、"横向"、" 长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、" 水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语"第一"、"第二 "仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中,"多个"的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接:可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之" 上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征" 之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面 "包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

相对于现有技术的手工方式刻蚀石墨烯的金属基底的方法,本实用新型的第一实施例提供一种新的连续作业的刻蚀方法,从而能够显著地提高作业效率。下面参考图1和图2描述根据本实用新型第一实施方式的刻蚀方法。

如图1所示,本实用新型的刻蚀方法可适用于刻蚀连续的产品,该连续的产品例如包括连续的金属基底(或金属箔,铜箔)以及生长在所述金属基底上的石墨烯或者石墨烯薄膜。通过将金属基底刻蚀掉,能够获得其上的石墨烯或者石墨烯薄膜。

该方法包括:首先,供送该连续的产品。该连续的产品可以通过多种方式来提供,例如可以是卷绕在卷轴上的金属箔,通过绕出金属箔而供送,或者例如可以是来自上游工序的连续金属箔。图1中示出了通过卷式放料的方式供应该连续的产品,但本实用新型不限于此。

供送的连续产品然后进行刻蚀,以去除其中的金属基底。本实用新型的刻蚀方法不限于特定的刻蚀工艺和刻蚀装置,只要其能够满足去除金属基底的工艺需求即可。例如可以使得该连续产品行进通过刻蚀药水中,或者在连续产品行进的过程中,持续地将刻蚀药水喷淋到该连续产品上,这些都在本实用新型的保护范围内。在喷淋的情况中,可以用泵浦将药水通过过滤装置打入管路,进入喷盘,经过喷嘴喷洒或流动到产品表面,刻蚀药水的浓度和温度保持基本稳定,因此到达金属基底时是均匀的,因此能实现药水匀速的刻蚀金属基底。

在刻蚀之后,金属基底被去除,剩下石墨烯或者石墨烯薄膜,其上可能会含有残留的刻蚀药水,因此优选地可以通过水洗来去除其上残留的刻蚀药水。

通过水洗的步骤之后,对石墨烯或者石墨烯薄膜进行干燥。

之后,根据需要,将石墨烯薄膜收集起来,例如进行卷式收料(如图1所示),卷绕到收料卷轴上,或者根据工艺和生产的需求,将其直接供送到下一道工序。

根据上述的工艺,能够实现石墨烯金属基底的连续刻蚀,整个过程不需要人工介入,提高了效率,降低了成本。

卷式收料时,如果边缘不对齐,则收卷就无法保持平整,产品折皱影响性能和外观。因此根据本实用新型的一个优选实施方式,在进行干燥之后,在收料之前,对所述连续产品进行边缘对位,保证收卷平整,减少产品的折皱。下文通过参考图5描述进行对位的方式。

根据本实用新型的一个优选实施方式,该方法还可以包括实时地或者定期地监测所述刻蚀药水的一项或多项参数,当所述一项或多项参数超出预设的范围时,调节所述刻蚀药水的所述一项或多项参数。例如,可以监测刻蚀药水的温度。温度对刻蚀速率的影响很大,当监测到刻蚀药水的温度低于预设温度或者温度范围时,启动加热装置,使得刻蚀药水升温;当检测到刻蚀药水的温度高于预设温度或者温度范围,通过加入冷却水的方式,或者通过启动风扇加速散热的方式,降低刻蚀药水的温度。药水温度的保持也可以通过冷却冰水钛管和加热钛管通过自动控制和电脑集成自动控制实现,具体的参照图4,通过槽中温度探头,感知槽中药水的温度,当温度低于设定范围的下限时,则加热器开启工作,加热药水到设定的温度:如果温度高于设定范围的上限,则冰水进出自动打开,冷却温度到设定的范围内,通常温度可以控制到设定温度的正负二摄氏度。以下将进行详细描述。

下面参考图2描述根据本实用新型的第二实施例的用于刻蚀连续产品的刻蚀设备100。

如图2所示,本实用新型的刻蚀设备100包括供送装置101。供送装置101 可以供送例如生长有石墨烯薄膜的金属箔的连续产品。供送装置101可以包括一个或多个辊子,从而将来自上游的连续产品导入到本实用新型的刻蚀设备100 中。供送装置101也可以包括放料卷轴,连续产品卷绕在该放料卷轴上,并随着放料卷轴的转动而将连续产品绕出。普通技术人员也可以构思出其他类型的供送装置。这些变形都在本实用新型的保护范围内。

在供送装置101的下游(沿着刻蚀设备100工作时连续产品的行进方向观察),设置有刻蚀装置102,用于从所述供送装置接收所述连续产品。所述刻蚀装置例如可包括药水槽,该药水槽中可容纳刻蚀药水,当所述连续产品穿过所述刻蚀药水时,所述刻蚀装置可以将刻蚀药水施加到所述连续产品上,以将所述连续基底去除。根据本实用新型一个优选的实施例,该药水槽上设置有喷盘或喷头,喷盘或喷头上连接有相应的管路,从而能够从药水槽中吸取刻蚀药水,通过喷盘或喷头,将刻蚀药水喷洒或流动到该连续产品表面,然后返回到该药水槽中。通过以喷盘或者喷头的方式喷洒刻蚀药水,能够实现药水匀速的刻蚀该金属箔。也可以构思其他的方式来施加刻蚀药水。例如,可以使得连续产品行进通过刻蚀药水中,以去除该金属基底。普通技术人员应当理解,刻蚀装置 102与供送装置101可以是整体的或者连接在一起的装置,也可以是两个独立的装置。在后一种情况下,能够提高刻蚀设备100的模块化,根据工艺的需求组装各个模块。

根据本实用新型的一个优选实施例,刻蚀设备100还可以包括位于所述刻蚀装置102下游的水洗装置105和位于所述水洗装置105下游的干燥装置106。水洗装置105中,通过对去除了基底的连续产品进行水洗,能够去除其上携带的残留刻蚀药水。通过水洗的步骤之后,在干燥装置中对石墨烯或者石墨烯薄膜进行干燥,具体的干燥方式例如可以是风机鼓风的方式,风机出风口有电加热装置,加热装置的功率可以调节设定,来实现相应的温度设定,热风进入风管和风刀,吹在产品表面,对产品进行干燥。

根据本实用新型的一个优选实施例,刻蚀设备100还可以包括位于所述干燥装置106下游的收料装置107。与所述供送装置101类似,收料装置107可以包括一个或多个辊子,从而将经过干燥的、去除了金属基底的连续产品导入到下游的工序中,收料装置107也可以包括收料卷轴,经过干燥的、去除了金属基底的连续产品卷绕在该收料卷轴上。普通技术人员也可以构思出其他类型的收料装置。这些变形都在本实用新型的保护范围内。

根据本实用新型的一个优选实施方式,刻蚀设备100还包括设置在所述干燥装置106和所述收料装置107之间的自动纠偏对位装置108,从而在收料或收卷时,由自动纠偏对位装置108控制收卷时整齐,不至于两边有多出的材料出来。自动纠偏对位装置例如是通过产品边缘位置的感应,滚轮的左右进退自动调节来实现。图5示出了自动纠偏对位装置108的结构。

根据本实用新型的一个优选实施方式,所述刻蚀设备100包括一个或多个传感器112,用于检测所述刻蚀药水和/或刻蚀装置的一项或多项参数。所述刻蚀设备100还可包括调节装置113,所述调节装置113与所述一个或多个传感器112耦合,根据所述一个或多个传感器的检测结果,将所述刻蚀药水和/或刻蚀装置的所述一项或多项参数调节到预设的范围或预设值。

下面分别参考图3和图4描述所述传感器112和调节装置113的各种实施例。

如图3所示,所述传感器112例如包括电导率传感器1121、电极电位传感器1122、比重传感器1123。所述传感器分别检测药水槽中的刻蚀药水的电导率、电极电位、比重。本领域技术人员能够理解,上面描述的传感器仅是示例性的,为了监测刻蚀药水和/或刻蚀装置的其他工作参数,可以增设相应的传感器,例如pH传感器,感测刻蚀药水的pH值。

所述调节装置113包括控制装置1131。该控制装置1131例如是电脑,也可以是PLC、单片机的形式,能够执行相应的程序逻辑即可。控制装置1131与所述传感器112耦合,从而能够感知所述刻蚀药水和/或刻蚀装置的工作状态和工作参数。如图3所示,所述调节装置113还可包括盐酸添加阀1132、双氧水添加阀1133、纯水添加阀1134、盐酸储存桶1135、双氧水储存桶1136、纯水储存桶1137。以盐酸为例。例如当电导率传感器1121检测到刻蚀药水的电导率过低时,该控制装置1131获知电导率过低的情况,自动打开该盐酸添加阀 1132,或者提示用户手动打开该盐酸添加阀1132,盐酸添加阀1132打开之后,盐酸储存桶1135中的盐酸能够被泵送到药水槽中。在刻蚀药水的电导率回归到正常范围之后,控制装置1131指令断开该盐酸添加阀1132,或者提示用户手动关闭该盐酸添加阀1132。以上是以刻蚀药水的电导率为例描述了如何根据传感器的检测结果来调节刻蚀药水的参数。普通技术人员能够容易的将其应用于调节刻蚀药水和/或刻蚀装置的其他参数。另外,盐酸、双氧水、纯水均是用于调节的成分的具体实施例。普通技术人员根据工艺需要,可以使用其他的物质。例如,双氧水可用于调节电极电位,水可用于调节比重。

另外,也可以监测刻蚀药水的浓度、酸度、比重、电极电位、盐酸浓度、双氧水浓度、铜离子浓度等指标,探测的结果会反馈到控制装置1131,控制装置1131根据设定的指标实时给出信号到相应的添加阀,打开添加阀后,根据信号开启相应的时间补充到药水槽,药水槽的循环泵(图3中的M)将添加进来的药水快速循环分散到整个刻蚀槽。本实用新型的刻蚀设备100中,通过一个或多个传感器以及调节装置,对刻蚀药水的温度、酸度、比重、电极电位等指标侦测和自动补充,让蚀铜化学反应消耗的盐酸和双氧水及时得到准确的补充,让药水中的一价铜离子氧化成二价铜离子,让二价铜离子维持合适的浓度,以保持新的产品进槽时,保持刻蚀速率的稳定和均匀。传感器对槽中药水的盐酸浓度,双氧水浓度,铜离子浓度指标实时探测,探测的结果会反馈到控制装置,控制装置根据设定的指标实时给出信号到添加泵浦和气动阀,气动阀根据信号开启相应的时间将药水补充的刻蚀槽,刻蚀槽的循环泵将添加进来的药水快速循环分散到整个刻蚀槽。循环泵浦。根据本实用新型的一个优选实施例,所述控制装置1131中例如存储有预定的程序,从而根据传感器的感测结果,自动的控制多个不同的装置,从而调节发生异常的参数。例如当电极电位参数偏离了正常工作范围时,控制装置1131需要向刻蚀药水主槽中添加双氧水,控制装置 1131可以通过控制各种成分的添加阀的开启时间来实现具体的控制目标。

图4示出了刻蚀装置的结构以及其内布置的管路和传感器。所述传感器112 还可包括液位感知探头1124和温度感知探头1125。温度感知探头1125例如温度传感器,可感测刻蚀药水的温度。除了控制装置1131外,调节装置113还可包括电加热器1138和冷却管1139。

当控制装置1131获知刻蚀药水的温度低于预设温度或者温度范围时,启动电加热器1138,使得刻蚀药水升温;当检测到刻蚀药水的温度高于预设温度或者温度范围,通过加入冷却水的方式,或者通过启动风扇加速散热的方式,降低刻蚀药水的温度。图4中示出了冷却管1139,用于通过冷却水。例如当药水温度过高时,控制装置1131控制向冷却管1139中泵入冷却水,冷却水在流经冷却管1139的过程中,与刻蚀药水发生热交换,从而降低刻蚀药水的温度。通过这样的方式,冷却药水的温度可以控制到设定温度的正负二摄氏度。液位感知探头1124的工作方式也是类似。当液位感知探头1124感测到刻蚀药水液位过低时,控制装置1131根据内置的程序,补充刻蚀药水或者相关的成分。

上面的实施例中,控制装置1131既用于控制刻蚀药水的温度,也用于控制刻蚀药水的其他参数,例如比重、酸度、比重、电极电位。普通技术人员也可以构思,采用不同的控制装置分别来进行控制。这些都在本实用新型的保护范围内。

本实用新型中,通过稳定的行进、自动纠偏对位和稳定的刻蚀,能够实现石墨烯金属基底的刻蚀去除,在薄膜材料上得到完整的石墨烯材料。

如图2所示,本实用新型的刻蚀设备100还可以包括控制面板109。工作人员例如可通过控制面板109来调节控制所述刻蚀设备的工艺参数,例如控制刻蚀药水的温度和浓度以及其他参数。以温度为例,当工作人员在控制面板109 上设定了新的工作温度时,控制装置1131根据该新的工作温度,通过加热或者冷却的方式,将刻蚀药水的温度调节到该新的工作温度。

图4中还示出了所述所述刻蚀装置102还包括过滤网1021,用于过滤刻蚀药水中的杂质。另外,刻蚀装置102还包括喷淋管路1022和喷嘴1023。喷淋管路1022从刻蚀装置102的药水槽中吸取刻蚀药水,并将刻蚀药水分配到各个喷嘴1023中,从而均匀地喷射到穿过其中的连续产品上。

图5示出了根据本实用新型的收料装置107和自动纠偏对位装置108的一个实施例。如图5所示,收料装置107包括第一平台1071和第二平台1072,第一平台1071用于传送连续产品,第二平台1072用于收卷。第一平台1071上设置有第一收料轴1073和第二收料轴1074,其中第一收料轴1073短于第二收料轴1074。第二平台1072上设置有第三收料轴1075和第四收料轴1076,第三收料轴1075的长度例如与第二收料轴1074基本相同,第四收料轴1076的长度例如与第一收料轴1073基本相同。上述描述的实施例中,在第一平台和第二平台上分别设置有两个收料轴,一个较长,一个较短,分别用于传递单卷宽副较大的产品或两卷宽幅较小的产品。根据一种变形,也可以在第一平台和第二平台上分别只设置一个收料轴。

自动纠偏对位装置108包括光电感应器1081,光电感应器1081例如设置在第一平台1071和第二平台1072之间,用于探测从第一平台1071行进到第二平台1072的连续产品的边缘的位置。在图5的实施例中,在第二平台1072上设置有滚轮1077,用于将连续产品从第一平台1071引导到第二平台1072。光电感应器1081设置在滚轮1077的两端,以检测连续产品的边缘位置。

自动纠偏对位装置108还包括第一马达1082和第二马达1083。图5中,第三收料轴1075和第四收料轴1076分别可活动地安装在第二平台1072上,例如通过可活动的支座安装在第二平台1072上。第一马达1082和第二马达1083 分别连接到第三收料轴1075和第四收料轴1076的活动支座上,从而可以驱动相应的活动支座,以调整第三收料轴1075和第四收料轴1076的位置。

当光电感应器1081感测到连续产品的边缘位置时,光电感应器1081将信号传递给第一马达1082或第二马达1083,第一马达1082或第二马达1083带动第三收料轴1075或第四收料轴1076在与出料垂直的方向上移动,让第三收料轴1075或第四收料轴1076的边缘与滚轮1077上产品边缘对齐,实现收卷整齐,即整个的收料装置会在定位马达的带动下,随时可以左右移动,保持收卷整齐。通过马达改变活动支座的位置并进而改变第三收料轴1075或第四收料轴1076的位置仅仅是本实用新型的一个实施例。本领域技术人员可以构思出其他的方式来基于光电传感器1081的感测信号改变第三收料轴1075或第四收料轴 1076的位置。

本实用新型的刻蚀设备100在工作时,步骤如下。(1)启动设备,设定温度,设定刻蚀槽药水的电导率,比重,氧化还原电位等参数,(2)温度和刻蚀槽工艺条件达到后,将产品在放料装置上放置好,将导引带在设备内部穿好,启动传动以外的所有工作键,让添加,喷淋和过滤正常工作;(3)启动传动和 EPC自动对位,等导引带完成收卷,将产品收卷在轴套上,将导引带上留一小段产品,取下来测定阻值;(4)一卷产品发送结束时,利用引带或储存装置换卷,在储存装置的操作台上接卷,接好后进入新一卷的生产;(5)生产完成,产品最后面接上导引带,停止传动,然后将导引带固定在机器上,然后在停止喷淋,循环和加热;

收放卷工作说明:

放卷和收卷主要的控制点是张力控制和纠偏对位以及储料装置,张力控制是通过放料轮和收料轮之间的转速差和拉力大小实现,通过张力的调整旋钮将产品拉紧,通常的做法是需要将产品通过不同的张力设定测试,测量产品的性能和涨缩,来确定张力的设定范围

本实用新型中,产品通过卷式连续传动穿过刻蚀掺杂药水,刻蚀掺杂槽中有设计好的喷管和喷嘴,药水规律均匀的在槽中流动,均匀流动到产品表面上,实现均匀的刻蚀掺杂,具体的参照附图4。用泵浦将药水通过过滤装置打入管路,进入喷盘,经过喷嘴喷洒或流动到产品表面,槽中的药水因为有自动添加装置和温控装置,保持了浓度和温度的稳定,因此到达铜面时是均一的,因此能实现药水匀速的刻蚀铜面。

本实用新型的方法和设备100将石墨烯薄膜产品从传统的片状生产工艺改为卷式连续生产工艺,对于工厂连续大批量生产,并且使刻蚀前后工序采用卷式连续工艺生产和转移成为可能,这样可以建立石墨烯薄膜全自动连续生长,刻蚀,转移,对于提高产品的产能和良率都有较大提高。

本设计方法的关键部位在于收放料轴张力的控制和自动纠偏控制设计,并在刻蚀速率稳定的药水中固定时间刻蚀,保持卷式产品行走时不能松弛到无法收卷,也不能张紧到涨得变形。张力就是设备设计时通过机电机构给到放料滚轮的一个扭力,发送轮转动发料时会持续的给产品一个固定的扭力,设定不同的扭力,发料滚轮对产品的张力不同,产品的张紧程度不一样;为保持生产过程中产品处于正常的拉紧状态,通常刻蚀设备收料段的速度略大于放料段的传动速度。

本卷式装置的有益效果如下:

(1)卷式设备生产的产品没有员工手动操作,产品折皱,石墨烯缺损,产品表面杂质等明显降低,外观良率提高了15%。

(2)连续自动化生产,作业人员仅上料和下料,和常规的巡视检查,人员减少一半,产能提升了30%。

本实用新型的目的,是在现有设备的基础上,将各功能单元通过设备的通盘设计,使产品能够连续行走,实现卷式产品在各单元的进出,并通过设备长度的测算,使产品在槽子中刻蚀掺杂的时间符合产品性能要求,并去除掉残留的化学药水,并且能够实现产品的干燥,实现自动化控制和生产,除了卷式上料和下料,不再需要人工手动作业;没有了手工作业,从刻蚀小范围看,一方面连续生产不需要等待,可以提高产能,同时节约了人工和玻璃纤维治具和花篮载具,另一方面没有人工手动操作,人手不接触产品,不会造成破坏和折皱等外观不良,提高了石墨烯薄膜产品的品质和良率。在刻蚀前后工序的对接方面,刻蚀前后的工序也都在调研导入卷式工艺,考虑到前工序卷式生产,刻蚀不能没有卷式工艺,否则只能再裁成片状,按照现有的工艺方法生产,并且后工序也无法引入卷式生产工艺方法;如果客户有卷式产品需求的话,也无法提供的卷式产品给客户;刻蚀工序实现了卷式工艺,可以和前面的生长,压膜,后面的转移,全流程实现卷式生产。

最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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