CN209144244U - 电子束镀膜系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电子束镀膜系统，包括相连通的清洗室和蒸镀室，清洗室底部设有气体入口和清洗室抽气口，清洗室内还设有磁控溅射装置；蒸镀室内设有电子束蒸镀装置，蒸镀室底部还设有蒸镀室抽气口。本实用新型通过抽气口排出清洗室和蒸镀室内的空气，再由气体入口向清洗室内通入离化气体产生电子对待镀膜的带材进行清洗、加热和刻蚀，可有效清除带材镀膜面的杂质和氧化层，极大提高镀膜层的结合力，改善镀膜层应力；通过蒸镀室内的电子束蒸镀装置使镀膜材料熔化蒸发、离化后沉积在带材上进行镀膜，能促进镀膜材料离子在带材上的沉积，使沉积形成的镀膜层致密度提高；本实用新型可极大提高带材镀膜后的镀膜层性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及镀膜设备技术领域，尤其是一种电子束镀膜系统。
背景技术
真空镀膜技术起源于二十世纪三十年代，到八十年代左右开始投入大规模生产，在电子、装饰、照明以及通讯等领域有非常重要的应用。真空镀膜是把金属或者金属氧化物变成气态的分子或原子使其沉积在镀件表面形成镀层的一项技术。真空镀膜技术和电镀技术相比污染更小，能耗更低，所需的成本较低，装饰效果以及金属感都比较强，是一项很有发展前景的技术。真空镀膜具体包括很多种类：真空离子蒸发，磁控溅射，MBE分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。蒸发镀膜一般是利用电子束或电阻加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来并且沉降在基底表面，通过成膜过程(散点-岛状结构-迷走结构-层状生长)形成薄膜。对于溅射类镀膜，可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来，并且最终沉积在基底表面，经历成膜过程，最终形成薄膜。
为了获得良好的膜层结合力和膜层质量，带材镀膜前的预处理是必不可少。预处理包括清洗、加热、刻蚀等工序，清洗是为了去除带材表面的污染物、氧化层；加热可减少镀层的内应力，提高镀层与基底的结合力；刻蚀的目的也是为了提高膜层与基底的结合力。目前常用的表面预处理方法有磁控溅射预处理、电子束预处理和等离子体预处理等，其中磁控溅射具有高速、低温、低损伤，并且能够产生同样有效的清洗和表面活化作用，而且能使带材处于较低温度状态下而获得粘附性好的膜层。
电子束蒸镀的原理是通过电子束加热蒸发水冷坩埚上的原料，其优点在于能达到的温度更高、蒸发速度快、无污染，因此广泛应用于材料表面涂层的制备。等离子辅助沉积是在蒸发源与基片之间形成均匀的等离子体区，离子与蒸发出的成膜粒子相互碰撞，形成致密的薄膜，高密度的等离子体分布在等离子源和基片架的整个真空室内，蒸发过程中蒸发物质的蒸气部分地离子化，材料的离子化对理想薄膜的生长特别有利，所以整个镀膜过程中除了离子辅助蒸发，还有离子镀发生。但是电子束物理气相沉积工艺本身存在阴影效应和因扩散能力低等缺点而引起的沉积薄膜致密性不足等问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可增强镀膜层结合力和致密度的电子束镀膜系统。
为解决上述技术问题本实用新型所采用的技术方案是：电子束镀膜系统，包括相连通的清洗室和蒸镀室，所述清洗室底部设有气体入口和清洗室抽气口，清洗室内还设有磁控溅射装置；所述蒸镀室内设有电子束蒸镀装置，蒸镀室底部还设有蒸镀室抽气口。
进一步的是：所述磁控溅射装置包括设置在清洗室下部的正极板和设置在清洗室上部的负极板，所述正极板和负极板分别与外接电源的负极、正极相连。
进一步的是：所述磁控溅射装置还包括设置在负极板底部的多个磁铁。
进一步的是：所述电子束蒸镀装置包括物料坩埚、离化装置和至少一把电子枪，所述物料坩埚固定在蒸镀室底部，离化装置设置在物料坩埚上方，电子枪活动设置在蒸镀室顶部或侧壁。
进一步的是：所述电子枪数量为两把，两把电子枪倾斜且对称设置。
进一步的是：所述物料坩埚形状为圆形，所述离化装置的形状为环形。
进一步的是：所述物料坩埚形状为矩形，所述离化装置的形状为矩形。
进一步的是：所述清洗室与蒸镀室的连通处设有导向辊。
进一步的是：所述清洗室与蒸镀室内都设有压力传感器和温度传感器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过抽气口排出清洗室和蒸镀室内的空气，再由气体入口向清洗室内通入离化气体产生电子对待镀膜的带材进行清洗、加热和刻蚀，可有效清除带材镀膜面的杂质和氧化层，极大提高镀膜层的结合力，改善镀膜层应力；通过蒸镀室内的电子束蒸镀装置使镀膜材料熔化蒸发、离化后沉积在带材上进行镀膜，能促进镀膜材料离子在带材上的沉积，使沉积形成的镀膜层致密度提高；本实用新型可极大提高带材镀膜后的镀膜层性能。
附图说明
图1为本实用新型的示意图。
图中标记为：1-清洗室、11-气体入口、12-清洗室抽气口、13-正极板、14-负极板、15-磁铁、2-蒸镀室、21-蒸镀室抽气口、22-物料坩埚、23-离化装置、24-电子枪、3-导向辊、4-带材。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。
如图1所示，本实用新型所述的电子束镀膜系统包括清洗室1和蒸镀室2，清洗室1和蒸镀室2连通，清洗室1内设有磁控溅射装置，蒸镀室2内设有电子束蒸镀装置；带材4在牵引装置的牵引下从清洗室1的进口处进入本实用新型所述的电子束镀膜系统，经过清洗室1的清洗和蒸镀室2的蒸镀后从蒸镀室2的出口处被牵引出去。本实用新型中，清洗室1底部设有气体入口11和清洗室抽气口12，蒸镀室2底部设有蒸镀室抽气口21，清洗室抽气口12和蒸镀室抽气口21可连接外接真空系统对清洗室1和蒸镀室2进行抽真空工作，以排出清洗室1和蒸镀室2内的空气，使清洗室1和蒸镀室2内达到较高的真空度；清洗室1底部设置的气体入口11可用于通入气体，通入的气体在清洗室1内设置的磁控溅射装置的作用下被离化产生离子，离化气体的离子对被牵引至清洗室1内的带材4进行清洗、加热和刻蚀，可有效清除带材4镀膜面的杂质和氧化层，极大提高镀膜层的结合力，改善镀膜层应力，而经过抽真空后清洗室1内达到的高真空环境可减弱离子运动的阻力。
如图1所示，设置在清洗室1内的磁控溅射装置包括正极板13和负极板14，正极板13设置在清洗室1的下部，负极板14设置在清洗室1的上部，正极板13和负极板14分别与外接电源的负极、正极相连，并且在负极板14的底部设有多个磁铁15，磁铁15由多个N极和S极组成。本实用新型通过磁控溅射装置的正极板13和负极板14在与外接电源通电产生电场后，根据磁控溅射原理使通入清洗室1内的气体离化产生离子，利用离化气体的产生的离子对带材4的镀膜面进行清洗。
如图1所示，设置在蒸镀室2内的电子束蒸镀装置包括物料坩埚22、离化装置23和电子枪24，物料坩埚22固定在蒸镀室2底部，离化装置23设置在物料坩埚22上方，镀膜物料放置在物料坩埚22中。电子枪24用于发射电子束将物料坩埚22内的镀膜物料熔化蒸发，蒸发后的镀膜物料在离化装置23的离化作用下发生离化，然后向上运动并沉积在带材4的表面，经过成膜过程形成镀膜层。带材4在牵引装置的牵引下从清洗室1不断向蒸镀室2运动，实现对带材4的连续清洗和镀膜过程。本实用新型中物料坩埚22的形状可采用圆形或矩形，而离化装置23的形状与物料坩埚22相匹配，若物料坩埚22采用圆形结构，则离化装置23采用环形结构；若物料坩埚22采用矩形结构，则离化装置23同样采用矩形结构。
电子枪24数量为两把，电子枪24倾斜且对称设置，并通过转轴类结构活动连接在蒸镀室2的顶部或侧壁，通过转动电子枪24可调节电子束的入射角度。两把电子枪24的功率可一致也可不一致，根据实际镀膜需要进行选择，电子枪24的功率范围为100～800KW。
为了对带材4进行引导，防止带材4跑偏，如图1所示，在清洗室1与蒸镀室2的连通处设有导向辊4，带材4由导向辊4进行限位。
另外，在清洗室1与蒸镀室2内都设有压力传感器和温度传感器，工作人员可通过压力传感器和温度传感器对清洗室1和蒸镀室2内的真空度和温度进行实时监控，方便工作人员根据镀膜工艺要求对真空度和温度进行调节。
采用本实用新型所述的电子束镀膜系统进行镀膜的具体工作流程为：首先启动与清洗室抽气口12以及蒸镀室抽气口21连接的真空系统对清洗室1和蒸镀室2进行抽真空工作，使清洗室1和蒸镀室2内达到一定真空度，然后启动电子枪24发射电子束对物料坩埚22内的镀膜物料加热，并启动离化装置23对熔化蒸发的镀膜物料进行离化，接着启动清洗室1内的磁控溅射装置并从气体入口11向清洗室1内通入气体，开启与带材4连接的牵引装置将带材4从清洗室1向蒸镀室2运动，气体在磁控溅射装置的作用下被离化，气体离化产生的离子对带材4进行清洗，蒸镀室2内被离化的镀膜物料沉积在带材4的表面形成高质量的镀膜层，带材4经过清洗室1和蒸镀室2持续完成清洗和镀膜过程。
Claims (9)
1.电子束镀膜系统，其特征在于：包括相连通的清洗室(1)和蒸镀室(2)，所述清洗室(1)底部设有气体入口(11)和清洗室抽气口(12)，清洗室(1)内还设有磁控溅射装置；所述蒸镀室(2)内设有电子束蒸镀装置，蒸镀室(2)底部还设有蒸镀室抽气口(21)。
2.如权利要求1所述的电子束镀膜系统，其特征在于：所述磁控溅射装置包括设置在清洗室(1)下部的正极板(13)和设置在清洗室(1)上部的负极板(14)，所述正极板(13)和负极板(14)分别与外接电源的负极、正极相连。
3.如权利要求2所述的电子束镀膜系统，其特征在于：所述磁控溅射装置还包括设置在负极板(14)底部的多个磁铁(15)。
4.如权利要求1所述的电子束镀膜系统，其特征在于：所述电子束蒸镀装置包括物料坩埚(22)、离化装置(23)和至少一把电子枪(24)，所述物料坩埚(22)固定在蒸镀室(2)底部，离化装置(23)设置在物料坩埚(22)上方，电子枪(24)活动设置在蒸镀室(2)顶部或侧壁。
5.如权利要求4所述的电子束镀膜系统，其特征在于：所述电子枪(24)数量为两把，两把电子枪(24)倾斜且对称设置。
6.如权利要求4所述的电子束镀膜系统，其特征在于：所述物料坩埚(22)形状为圆形，所述离化装置(23)的形状为环形。
7.如权利要求4所述的电子束镀膜系统，其特征在于：所述物料坩埚(22)形状为矩形，所述离化装置(23)的形状为矩形。
8.如权利要求1所述的电子束镀膜系统，其特征在于：所述清洗室(1)与蒸镀室(2)的连通处设有导向辊(4)。
9.如权利要求1至8任意一项所述的电子束镀膜系统，其特征在于：所述清洗室(1)与蒸镀室(2)内都设有压力传感器和温度传感器。
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|---|---|---|---|---|
| CN111235531A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-06-05 | 长钛工程技术研究院(北京)有限公司 | 双真空室大功率电子束蒸发连续镀膜装置 |
| CN111733379A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-10-02 | 攀枝花学院 | 金属带材的表面镀膜方法 |
| CN113390931A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-14 | 苏州锐光科技有限公司 | 一种用于电容式湿度传感器的上电极材料及其制备方法 |
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2018
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| CN111733379B (zh) * | 2020-05-29 | 2023-01-24 | 攀枝花学院 | 金属带材的表面镀膜方法 |
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