磁控溅射真空镀膜设备的制作方法

本发明属于化学冶金中连续镀覆的真空设备，具体涉及一种磁控溅射真空镀膜设备。

背景技术：

1、磁控溅射设备是一种常用的镀膜设备，其工作原理是利用磁场的作用，使靶材表面的原子或分子在电场作用下脱离靶材，并沉积到基材表面形成薄膜镀层。现有的磁控溅射真空镀膜机中，通常采用整体外壳的设计，可参见cn107245701a公开的镀膜机，可以在待镀膜（卷材）的一面溅射不同类型的镀覆靶材，整体外壳内有一套包括绕卷系统、磁控溅射系统、离子源放电系统的溅射镀覆单元。更多应用工况下，需要在待镀膜的正反面均进行溅射镀覆，可参见cn113502459a公开的镀膜机，在放卷机构和收卷机构之间导向辊（含冷却鼓）机构的两侧，分别设有一套磁控溅射系统，兼具了正、反面溅射镀覆单元的功能，但所有组件仍然是置于一个整体外壳内。整体外壳式的设计，一定程度上保证了镀膜的质量和效率，但仍存在一些问题。首先，由于是整体外壳设计，使得整个设备的体积较大，这不仅增加了设备的制造成本，也限制了设备的产能扩充。其次，由于正、反面溅射镀覆单元均放置在整体外壳内，在溅射镀覆效率、镀膜厚度要求不变的情况下，无法加快辊轴、冷却鼓的转速，无法提高待镀膜速度，限制了设备的工作效率。另外，由于整体外壳体积较大，强度要求高、成本高，在需要维护时，操作不便，影响使用效率；整体外壳还通常为单层板面结构，各系统安装在单层板面上，多处转动密封连接，使得结构、连接强度有所不足，侧板的任何变形也均会影响各轴系的工作精度。

2、cn113445018a公开的镀膜机，采用了多个真空镀膜室，主要通过不同的真空镀膜室进行不同靶材的连续镀覆，减少中间运输，但整体仍是一个独立设备，各真空镀膜室之间通过独立的通道连通，并在通道上设置共用的真空泵系统，连接使用不便，想要提高设备产能时，不便于对设备进行简便的改型、扩充，以适应产量需求。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种磁控溅射真空镀膜设备，避免目前独立式的整体镀膜机对产能、产量的提升不便，真空腔壳体强度不足的问题，取得便于改型扩充、减小真空腔体积、提高强度的效果。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、磁控溅射真空镀膜设备，包括模块化真空镀膜机组，所述模块化真空镀膜机组包括若干接长连接的模块化真空镀膜单元；所述模块化真空镀膜单元包括真空腔壳体和镀膜机构，所述真空腔壳体呈矩形，并包括顶面、底面以及围设呈一圈的两端面和两侧面，真空腔壳体的两端面上分别开设有与内腔连通并用于待镀膜通过的通道孔，相邻模块化真空镀膜单元的真空腔壳体通过端面密封抵接且端面上的通道孔相对连通，相邻真空腔壳体之间设有用于保持端面密封抵接的可拆卸的紧固件，位于所述若干接长连接的模块化真空镀膜单元一端头的真空腔壳体的端面密封抵接相连有放料仓单元；位于所述若干接长连接的模块化真空镀膜单元另一端头的真空腔壳体的端面密封抵接相连有收料仓单元；

4、镀膜机构位于真空腔壳体内并连接于真空腔壳体的两侧面上，真空腔壳体的侧面为双层结构且包括内外间隔设置的内板和外板。

5、进一步完善上述技术方案，所述模块化真空镀膜机组设于与各模块化真空镀膜单元接长连接方向同向的直线导轨上，模块化真空镀膜单元的真空腔壳体滑动连接在直线导轨上。

6、进一步地，相邻真空腔壳体之间设有做功方向与直线导轨同向的伸缩驱动单元，以便驱动相邻真空腔壳体相互远离或靠拢，伸缩驱动单元形成为所述紧固件，直线导轨采用接长连接的结构形式。

7、进一步地，真空腔壳体的端面上设有一圈密封圈安装槽，一圈密封圈安装槽环设于通道孔的外侧。

8、可选择地，真空腔壳体的端面周围设有凸沿，凸沿上开设有连接孔，两真空腔壳体上的连接孔一一对应，所述紧固件为螺栓，通过螺栓穿过连接孔实施连接，连接孔位于一圈密封圈安装槽的外侧。

9、进一步地，内板上沿两块内板相对方向穿设有冷却辊转动连接孔，外板上穿设有与冷却辊转动连接孔同中心线的冷却辊转动密封孔，内板上且位于冷却辊转动连接孔的外侧绕冷却辊转动连接孔中心线方向排布有多个阴极安装孔，外板上对应每个阴极安装孔的位置分别穿设有与其对应阴极安装孔同中心线的阴极密封孔，内板上且位于多个阴极安装孔排布的首尾端之间的位置穿设有展平辊转动孔，内板上且位于展平辊转动孔的外侧还穿设有多个张力与导向辊转动孔，内板上且位于展平辊转动孔与多个阴极安装孔排布的首端之间的位置穿设有离子源固定孔，真空腔壳体上还穿设有与真空腔壳体内部连通的离子源管线密封孔。

10、进一步地，所述外板包括分别与所述顶面、底面和两端面固定密封配合的边框，边框的外侧盖设有与边框可拆卸式连接且能够与边框密封配合的侧盖，所述冷却辊转动密封孔和所述阴极密封孔均位于侧盖上。

11、进一步地，所述内板朝向所述外板的一侧侧面固定连接有与所述冷却辊转动连接孔同中心线设置的加强套，加强套的周面上绕其中心线方向均匀间隔设置有多条呈放射状延伸的加强筋，加强筋分别与加强套、所述内板和所述边框固定连接，各加强筋远离加强套的一端还与其对应侧的所述顶面、底面或端面固定连接，加强套和加强筋各自远离所述内板的一侧侧面与所述边框的外表面齐平。

12、进一步地，所述镀膜机构包括多个阴极总成，所述阴极总成包括呈圆筒状的靶筒和安装在靶筒内的磁棒管材，在靶筒的两端分别装配有一根与磁棒管材相连通、并与靶筒对应端密封相接的进水管路和出水管路；所述进水管路与一驱动机构相接，并能够在驱动机构的驱动下旋转；在进水管路上转动套设有一个侧板连接件，在侧板连接件的外端设有一外侧板连接盘，在外侧板连接盘与进水管路之间、进水管路上套设有至少一圈第一管路密封圈，在外侧板连接盘面向靶筒的一侧设有至少一圈侧板密封圈；在靶筒靠近出水管路的一端、靶筒内设有一滚珠轴承，所述出水管路的一端连接在滚珠轴承内，在出水管路远离滚珠轴承的一端、出水管路上设有至少一圈密封圈，所述密封圈与滚珠轴承之间具有间距以适配侧盖与内板之间的距离；

13、靶筒位于真空腔壳体内、两内板之间，真空腔壳体的一侧，侧板连接件穿过阴极安装孔，外侧板连接盘通过阴极密封孔密封固连在侧盖上，所述驱动机构位于侧盖外并连接在外侧板连接盘上；真空腔壳体的另一侧，出水管路穿过阴极安装孔并密封穿过阴极密封孔。

14、进一步地，所述进水管路包括依次固定连接的连接套筒、中部连接筒和进水管，所述连接套筒一端套设在靶筒内，另一端的端面与中部连接筒端部紧贴，并通过紧固件连接，所述进水管套设在中部连接筒内，并与中部连接筒之间通过至少一圈第二管路密封圈密封；

15、在中部连接筒上还套设有一分电器，所述分电器由分电器内圈和分电器外圈组成，在外侧板连接盘上设有一个与其密封连接且两端设有连接电线的接线器，所述接线器与分电器外圈上的接线端子电连接；在分电器外套设有一个防护套筒，所述分电器内圈与中部连接筒套接固定，分电器外圈转动配合在分电器内圈上；

16、所述侧板连接件套设在进水管上，由外侧板连接盘和可拆卸安装在外侧板连接盘内侧侧面的分电器固定件组成，所述分电器固定件包括管材套筒以及固定置于管材套筒两端的分电器安装盘和固定盘，所述固定盘与外侧板连接盘的内侧紧贴，并通过紧固件连接固定；在分电器的外圈上间隔设有多个弧形板并通过弧形板与分电器安装盘固连，防护套筒也固连在分电器安装盘上；防护套筒穿过对应侧的阴极安装孔。

17、进一步地，外侧板连接盘的外侧固定安装有一驱动机构安装支架，所述驱动安装支架包括两个间隔安装在外侧板连接盘上的工形板和一块与工形板外端固定连接的支撑板，所述驱动电机固定安装在支撑板外侧，进水管端部贯穿支撑板后，与一进水接头密封转动连接，进水接头也固连在支撑板外侧，进水接头内设有l形导水通道，l形导水通道的一端与进水管连通，另一端在进水接头上形成外连接口；

18、所述多个阴极总成周向间隔设置，两侧盖外侧分别连接有位于多个阴极总中间的弧形进水导管和弧形出水导管，弧形进水导管和进水接头位于同侧，各外连接口与弧形进水导管连通，弧形出水导管与各出水管路的出水端同侧并连通；

19、弧形进水导管和弧形出水导管均为一端封闭，另一端带有通水接头的弧形管。

20、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

21、1、本发明的磁控溅射真空镀膜设备，突破整体外壳的传统，使用了模块化的真空镀膜单元，每个真空镀膜单元具有独立的真空腔壳体、镀膜机构和抽真空机构，可最大程度的减小真空腔壳体的体积，便于制造，降低制造成本，结构强度更好；需要扩充产能时，只需要增购模块化真空镀膜单元，接长连接即可，可以延长待镀膜的溅射镀覆长度，在其它技术条件不变、镀膜厚度要求不变的情况下，可以提升待镀膜输送的速度，从而扩充产能、提高产量，降低购置成本，也更节能。

22、如待镀膜输送速度不变，则对应可提升镀膜的厚度，而现有设备需要提升镀膜的厚度时，只能降低待镀膜输送速度以延长溅射镀覆时长。

23、2、本发明的磁控溅射真空镀膜设备，模块化真空镀膜单元的真空腔壳体滑动连接在直线导轨上，相邻真空腔壳体之间设有做功方向与直线导轨同向的伸缩驱动单元；该伸缩驱动单元方能驱动相邻真空腔壳体相互滑动远离或靠拢，从而便于安装，也便于调整、维护时操作人员进入，无需抬移，便于使用，大大节省人力和时长，使用可靠。

24、3、本发明的磁控溅射真空镀膜设备，真空腔壳体上，双板夹层结构的侧面可以获得更好的结构强度，各部件转动或者固定安装在内板上，能够使处于在真空状态下的内板更不易发生变形；只有冷却辊和阴极穿过外板并通过旋转密封装置进行密封，减少了密封装置的数量，降低了成本；同时阴极为整体独立的运动机构，且运动精度要求不高，其安装面的变形对其运动功能及精度影响甚微。

25、4、本发明的磁控溅射真空镀膜设备，阴极总成适于安装连接到真空腔壳体双层结构的侧面上，便于通水连接和更换拆装。