一种磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机及其镀膜工艺的制作方法

本发明属于镀金属膜设备技术领域，涉及一种真空镀膜机，特别涉及一种磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机及其镀膜工艺。

背景技术：

真空镀膜指在真空条件下，利用各种物理方法，将镀料气化成原子、分子或使其离化为离子，直接沉积到基体表面上的方法。它利用某种物理过程，如物质的热蒸发，或受到离子轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移过程。物理气相沉积技术具有膜基结合力好、薄膜均匀致密、薄膜厚度可控性好、应用的靶材广泛、溅射范围宽、可沉积厚膜、可制取成分稳定和重复性好等优点。因此目前电容膜的镀膜均通过磁控溅射和热蒸发实现。

现有技术中，如专利号为【201510005916.0】所公开的柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机，其主要通过在一个镀膜鼓外圈圆周分布溅射源实现对柔性基材的多层镀膜，但是在实际应用，上述结构的镀膜机其作为溅射源的金属靶材无法做到有效的相互隔离，使各个靶材之间发生相互影响，即不同的金属靶材其溅射出的靶材原子在各个靶材表面沉积，严重影响了靶材的溅射并使基材的镀膜效果降低。

另一方面在电容膜的镀膜工艺中，一般采用铜、铝、锌这种常规且导电性能良好的金属作为镀膜材料，其中铜和铝适合通过磁控溅射实现镀膜，锌适合热蒸发实现镀膜，并且多种金属的复合膜可以有效提高电容膜的性能，而目前的真空镀膜机无法有效的将溅射与热蒸发相互结合。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种可以有效防止溅射靶材之间发生相互干扰的磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机及其镀膜工艺。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机，包括真空室以及设置于真空室内的卷绕系统、溅射源和蒸发炉，其特征在于，所述的卷绕系统包含有至少为两个的镀膜鼓，且相邻两镀膜鼓之间设置有起隔离作用的真空腔，所述真空腔内的真空度大于真空室的真空度，每个所述的镀膜鼓对应一种溅射源，所述的真空室内位于镀膜鼓的侧方设置有蒸发炉。

在上述的磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机中，所述的卷绕系统包括镀膜鼓、放卷辊、收卷辊、张力辊、若干展平辊、若干测量辊和若干过辊，电容膜安装于放卷辊上其电晕面内外结合依次穿过各个辊筒达到收卷辊。

在上述的磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机中，所述真空室的两侧均依次连接有分子泵、罗茨泵和旋片泵。

在上述的磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机中，所述真空腔通过连接单独一真空泵抽取真空。

在上述的磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机中，所述的镀膜鼓内设置有深冷捕集系统其制冷温度为-120℃。

在上述的磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机中，所述的溅射源为铜靶材和铝靶材，所述的蒸发炉为锌炉。

一种镀膜工艺，电容膜依次经过两个镀膜鼓通过铜靶材和铝靶材对其表面镀铜和镀铝，接着再通过锌炉对其表面进行镀锌，本镀膜工艺为低温镀膜，即镀膜鼓设定温度为零下20±5℃，卷绕速度为4～8m/s。

在上述的镀膜工艺中，所述电容膜为合金膜时其卷绕速度为8m/s。

在上述的镀膜工艺中，所述电容膜为金属膜时其卷绕速度为4m/s。

与现有技术相比，本磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机及其镀膜工艺具有以下优点：

1、蒸发炉以及每个镀膜鼓和溅射源均可以实现单独控制，使本真空镀膜机既可以镀金属膜也可以镀合金膜；

2、通过在相邻两镀膜鼓之间设置真空腔，使得溅射源溅射出来的金属原子相互隔离，防止在不同材质的溅射靶材表面沉积，使得镀膜效果更好；

3、以真空腔作为隔离结构且其内部真空度大于真空室中的真空度，分散出来的金属原子容易被吸入，使隔离效果更好，真空腔采用无磁性的碳钢不锈钢材质。

附图说明

图1是本真空镀膜机的结构示意图；

图中，1、真空室；2、卷绕系统；201、镀膜鼓；202、放卷辊；203、收卷辊；204、张力辊；205、展平辊；206、测量辊；207、过辊；3、溅射源；4、蒸发炉；5、真空腔；6、分子泵；7、罗茨泵；8、旋片泵；。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机，包括真空室以及设置于真空室内的卷绕系统、溅射源和蒸发炉，卷绕系统包含有至少为两个的镀膜鼓，镀膜鼓通过伺服电机控制，且相邻两镀膜鼓之间设置有起隔离作用的真空腔，真空腔为碳钢不锈钢材质，通过焊接设置于真空室内，真空腔内的真空度大于真空室的真空度，每个镀膜鼓对应一种溅射源，真空室内位于镀膜鼓的侧方设置有蒸发炉。

真空室结构为方形卧式，采用电机拖动式前、后开启结构，卷绕台车具有停电手动开启功能，卷绕台车侧配可移动平台，方便设备维护，靶、源安装在靶小车上，方便维护，配装卸膜电动吊，真空室上配合有观察窗，采用一个长条形视窗，视窗内带旋转挡板。

卷绕系统包括镀膜鼓、放卷辊、收卷辊、张力辊、若干展平辊、若干测量辊和若干过辊，电容膜安装于放卷辊上其电晕面内外结合依次穿过各个辊筒达到收卷辊，辊筒的真空动密封采用磁流体密封方式。

其中镀膜鼓用于和溅射源配合实现镀膜，放卷辊配合收卷辊用于安装电容膜，张力辊用于调节电容膜的安装张力，展平辊使电容膜在输送过程中表面平整，测量辊用于测量张力、输送速度以及镀膜厚度等参数，过辊用于配合每个辊筒间的输送间隙。

膜厚与张力设定为

真空室的两侧均依次连接有分子泵、罗茨泵和旋片泵，其中分子泵的抽速为4000l/s，功率为1.5kw，分子泵的数量为4台，罗茨泵的抽速为2000m³/h，功率为7.5kw，旋片泵的抽速为177l/s，功率为15kw，并可以进一步的配合维持泵其抽速为60m³/h，功率为2.2kw。

真空腔通过连接单独一真空泵抽取真空,真空腔和真空室的真空度均通过两套真空计测量，分别为高真空计ikr-251，量测范围：10～10mbar；低真空计：tpr-280，量测范围：10～10mbar，其中高真空计前级加装气动挡板阀及弯管。

镀膜鼓内设置有深冷捕集系统其最低制冷温度为-120℃，镀膜鼓的表面通过抛光配合石墨乳实现表面光洁度ra0.01μm以上。

溅射源为铜靶材和铝靶材，蒸发炉为锌炉，本真空镀膜机可单独镀铜膜、铝膜和锌膜等金属膜，或者为相互比例配合的合金膜。

本磁控溅射蒸发双系统卷绕真空镀膜机的工艺流程依次为：通过ups主机电源启动设备进入操作通道，设备预热同时进行复位检测即工艺气体氩气和氮气的压力检查0.2-0.4mpa，冷水机组运行水压需要达到4～6bar，压缩气气压需要达到6～7mpa。

待真空室真空度降低后进行上料，根据基膜流程传票所标明的电晕处理面的内外确认蒸镀卷绕膜放卷方向，保持经过电晕的那一面蒸镀为金属面，根据基膜内芯筒的宽度选择相应的收、放卷轴，根据基膜蒸镀卷绕方向，安装收、放卷轴的位置，基膜的电晕面的内外再结合工艺要求上的规定，将基膜依次穿过不同的过辊，到达收卷辊，并根据上述膜厚与张力的设定关系调节各个辊筒之间的张力。

关仓抽取真空，当真空值达到4e-4mbar时锌炉开始加热，待锌炉达到600℃左右时进行送丝蒸发，锌的送丝速度为250mm/min，同时溅射源进行磁控溅射，基膜通过各个辊筒带动运行实现镀膜。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文中较多地使用了各种术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。