一种原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置的制作方法

本实用新型涉及原子层沉积技术领域，特别是涉及一种原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置。

背景技术：

近年来由于纳米器件的制备需求，原子层沉积(ALD)逐渐受到产业界的重视，有越来越多的研究投入。ALD利用前驱物气体与基体表面所产生的自限制反应与基体表面发生单层化学吸附后，反应气体不再与表面发生反应，所以成长厚度可以控制，且均匀性极佳。故近年来ALD技术逐渐应用在环境与能源领域、微电子领域、催化领域等。

随着社会实际需求和ALD工艺的发展，ALD技术已在大面积基底和连续沉积方面显示出巨大的应用前景。例如在太阳能领域，ALD工艺制造的Al2O3薄膜作为太阳能电池的钝化层，能够将电池转化光能的效率提到20％以上。在柔性电子领域，纳米级别厚度的ALD薄膜可以有效地隔离电子器件周围水和氧，从而极大地提高柔性电子器件的使用寿命和可靠性。在锂离子电池领域，ALD工艺在锂负极方面，能在锂金属表面形成一层有效的无机或有机保护膜，从而避免锂金属与液态电解质的直接接触与反应；另外，这层保护膜也起到有效的抑制锂金属枝状生长的效果，从而提高锂电池的安全性能；在锂正极方面，ALD工艺同样广泛应用，例如将层状钴酸锂作为正极材料，层状钴酸锂作为锂离子电池的正极材料时，使得该正极材料性能稳定，循环性能和安全性较高，从而应用广泛。但是目前，对于ALD技术的相关设备简陋，工作效率不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置，以解决上述现有技术存在的问题，使原子层沉积简单方便，效率高。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置，包括沉积真空室，所述沉积真空室两端分别连接有放卷真空室和收卷真空室，所述放卷真空室内设置有放卷辊，所述放卷辊连接有放卷磁流体，所述放卷磁流体通过放卷磁粉离合器连接有放卷伺服电机；所述收卷真空室内设置有收卷辊，所述收卷辊连接有收卷磁流体，所述收卷磁流体通过收卷磁粉离合器连接有收卷伺服电机；所述放卷辊和收卷辊上用于缠绕基带；所述沉积真空室上下两侧分别交错设置有多个热电偶和加热器；所述沉积真空室上设置有匀气座；所述沉积真空室、放卷真空室和收卷真空室上分别开设有抽气口。

可选的，所述热电偶和加热器包括依次交错设置于所述沉积真空室底部的第一热电偶、第一加热器、第二热电偶、第二加热器、第三热电偶和第三加热器以及依次交错设置于所述沉积真空室顶部的第四热电偶、第四加热器、第五热电偶、第五加热器、第六热电偶和第六加热器。

可选的，所述抽气口包括放卷室抽气口、收卷室抽气口、沉积真空室第一上抽气口、沉积真空室第一下抽气口、沉积真空室第二上抽气口和沉积真空室第二下抽气口。

可选的，所述放卷辊端部连接有放卷从动齿轮，所述放卷从动齿轮啮合有放卷主动齿轮，所述放卷主动齿轮通过所述放卷磁流体和放卷磁粉离合器与所述放卷伺服电机连接。

可选的，所述收卷辊端部连接有收卷从动轮，所述收卷从动轮啮合有收卷主动轮，所述收卷主动轮通过所述收卷磁流体和收卷磁粉离合器与所述收卷伺服电机连接。

可选的，所述放卷伺服电机通过放卷电机支架与所述放卷磁粉离合器连接；所述收卷伺服电机通过收卷电机支架与所述收卷磁粉离合器连接。

可选的，所述放卷真空室内安装有放卷张力测试辊，所述收卷真空室内设置有收卷张力测试辊；所述基带能够从所述放卷辊上绕过所述放卷张力测试辊后穿过所述沉积真空室，并最终绕过所述收卷张力测试辊后缠绕于所述收卷辊上。

可选的，相邻两个热电偶和加热器之间设置有导流板支柱，位于所述沉积真空室顶部的所述导流板支柱上设置有第一加热器屏蔽和第一导流板，位于所述沉积真空室底部的所述导流板支柱上设置有第二加热器屏蔽和第二导流板。

可选的，所述放卷张力测试辊端部安装有放卷张力测试器。

本实用新型还提供一种原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置的工作方法，包括步骤:基带经过放卷张力测试辊反馈张力与放卷磁粉离合器、放卷伺服电机形成闭环，调节放卷辊的线速度，基带经过沉积真空室停留进行镀膜，加热器在基带两侧加热，通过调整每段加热器的功率使加热温区均匀，气体源从匀气座进入，向沉积真空室两侧流动完成沉积，并在收卷真空室经收卷辊收回。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置结构简单，使用方便，工作效率高，两侧加热器为三段加热结构，可以通过调整每段加热器的功率使加热温区均匀，加热精度可达到±1℃。气体源从匀气座进入，向沉积真空室两侧流动完成沉积，沉积效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置俯视结构示意图；

图2为本实用新型原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置的主视结构示意图；

图3为本实用新型原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置的沉积真空室局部放大图；

其中，1为放卷真空室、2为放卷张力测试辊、3为放卷磁流体、4为放卷磁粉离合器、5为放卷张力测试器、6为放卷辊、7为沉积真空室、8为匀气座、9为收卷真空室、10为收卷辊、11为收卷张力测试辊、12为收卷磁流体、13为收卷磁粉离合器、14为收卷电机支架、15为收卷伺服电机、16为放卷电机支架、17为放卷伺服电机、18为基带、19为放卷从动齿轮、20为放卷主动齿轮、21为第一热电偶、22为第一加热器、23为第二热电偶、24为第二加热器、25为第三热电偶、26为第三加热器、27为第四热电偶、28为第四加热器、29为第五热电偶、30为第五加热器、31为第六热电偶、32为第六加热器、33为放卷室抽气口、34为沉积真空室第一上抽气口、35为沉积真空室第一下抽气口、36为沉积真空室第二下抽气口、37为沉积真空室第二上抽气口、38为收卷室抽气口、39为收卷从动轮、40为收卷主动轮、41为第一加热器屏蔽、42为第二加热器屏蔽、43为第一导流板、44为第二导流板、45为导流板支柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置，以解决上述现有技术存在的问题，使原子层沉积简单方便，效率高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

ALD即原子沉积是一种在速率可控的条件下通过一系列自限制表面饱和反应形成薄型膜的沉积技术，由于它操作简单、具有可重复性、沉积薄膜均匀，所以是非常具有潜力的沉积技术。ALD技术最大的特点是自限制的表面反应，该表面反应由两个自限制的半反应组成，这使得ALD在薄膜制备方面有许多优势：1)每一个循环在基体的表面都沉积相同数量的材料与前驱物气体的多少无关，只要前驱物的剂量高于饱和反应即可。所以ALD有很好的台阶覆盖率以及大面积厚度均匀性；2)薄膜的厚度取决于循环次数，所以厚度可以得到精确控制。3)前驱物是交替通入反应室的，可以精确控制薄膜成分，避免有害物质的污染。4)连续反应过程使得到的薄膜无针孔，密度高。

本实用新型提供一种原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置，如图1-3所示，包括沉积真空室7，沉积真空室7两端分别连接有放卷真空室1和收卷真空室9，放卷真空室1内设置有放卷辊6，放卷辊6连接有放卷磁流体3，放卷磁流体3通过放卷磁粉离合器4连接有放卷伺服电机17；收卷真空室9内设置有收卷辊10，收卷辊10连接有收卷磁流体12，收卷磁流体12通过收卷磁粉离合器13连接有收卷伺服电机15；放卷辊6和收卷辊10上用于缠绕基带18；沉积真空室7上下两侧分别交错设置有多个热电偶和加热器；沉积真空室7上设置有匀气座8；沉积真空室7、放卷真空室1和收卷真空室9上分别开设有抽气口。

具体的，热电偶和加热器包括依次交错设置于沉积真空室7底部的第一热电偶21、第一加热器22、第二热电偶23、第二加热器24、第三热电偶25和第三加热器26以及依次交错设置于沉积真空室7顶部的第四热电偶27、第四加热器28、第五热电偶29、第五加热器30、第六热电偶31和第六加热器32。抽气口包括放卷室抽气口33、收卷室抽气口38、沉积真空室第一上抽气口34、沉积真空室第一下抽气口35、沉积真空室第二上抽气口37和沉积真空室第二下抽气口36。

进一步优选的，放卷辊6端部连接有放卷从动齿轮19，放卷从动齿轮19啮合有放卷主动齿轮20，放卷主动齿轮20通过放卷磁流体3和放卷磁粉离合器4与放卷伺服电机17连接。

收卷辊10端部连接有收卷从动轮39，收卷从动轮39啮合有收卷主动轮40，收卷主动轮40通过收卷磁流体12和收卷磁粉离合器13与收卷伺服电机15连接。放卷伺服电机17通过放卷电机支架16与放卷磁粉离合器4连接；收卷伺服电机15通过收卷电机支架14与收卷磁粉离合器13连接。

在上述基础上，放卷真空室1内安装有放卷张力测试辊2，收卷真空室9内设置有收卷张力测试辊11；基带18能够从放卷辊6上绕过放卷张力测试辊2后穿过沉积真空室7，并最终绕过收卷张力测试辊11后缠绕于收卷辊10上。相邻两个热电偶和加热器之间设置有导流板支柱45，位于沉积真空室7顶部的导流板支柱45上设置有第一加热器屏蔽41和第一导流板43，位于沉积真空室7底部的导流板支柱45上设置有第二加热器屏蔽42和第二导流板44。放卷张力测试辊2端部安装有放卷张力测试器5。

本实用新型还提供一种原子层沉积间歇式双面镀膜的卷绕装置的工作方法，具体为，基带18经过放卷张力测试辊2反馈张力与放卷磁粉离合器4、放卷伺服电机17形成闭环，调节放卷辊6的线速度，基带18经过沉积真空室7停留进行镀膜，加热器在基带18两侧加热，可以通过调整每段加热器的功率使加热温区均匀，加热精度可达到±1℃。气体源从匀气座8进入，向沉积真空室7两侧流动完成沉积，并在收卷真空室9经收卷辊10收回。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。