一种方便阴极系统保养的大型卷绕式磁控溅射镀膜机

技术领域

本发明涉及一种大型卷绕式磁控溅射镀膜机，尤其是涉及一种方便阴极系统保养的大型卷绕式磁控溅射镀膜机。

背景技术

真空卷绕镀膜设备是指应用物理气相沉积或化学气相沉积的方法在塑料薄膜、纸、布、涤棉、金属带等带状卷材表面进行连续镀膜技术，制作食品、药品、礼品等金属化包装材料或功能性与装饰性新材料的设备。真空卷绕镀膜的特点是对整卷柔性带材进行连续镀膜。

在现有的柔性带材卷绕镀膜设备的结构上仍然存有许多不足或待改进的地方，也需要花大力气去完善。比如大型卷绕式磁控溅射镀膜机的磁控溅射阴极，一般会选用多组大型圆柱状中频孪生靶来提高沉积速率，多组孪生靶的布局要围着有柔性带材绕贴着的水平设置的冷却辊四周，且孪生靶的溅射弧面正对冷却辊面，保证以接近垂直入射的方向进行沉积，并要保持最佳的靶基距。这样，各组靶多按平行于冷却辊以左右两侧高低对称分布，这些孪生靶组都比较重，且孪生靶组件会倾侧安装，溅射靶管不是朝上的，相邻的靶组还会相互遮挡，给阴极的保养、维修、更换工作，带来许多不便，费时费工费力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种方便阴极系统保养的大型卷绕式磁控溅射镀膜机，可以将各组阴极靶拉出镀膜机镀膜室以及旋转到合适的位置，以方便保养维修。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种方便阴极系统保养的大型卷绕式磁控溅射镀膜机，所述镀膜机包括镀膜室和用于支承镀膜室的机架，所述镀膜室内围绕水平的冷却辊周围对称设置有轴线平行于冷却辊的多组孪生靶(磁控溅射阴极，每组两个靶，每个靶可绕自身轴线转动)，其特征在于：所述多组孪生靶的同一端分别穿过镀膜室侧壁所开的对应孔后支承在同一固定板上，多组孪生靶的另一端则各自间接地吊在或支承在平行于孪生靶轴的炉体内轨道上并可沿轨道移动，固定板的下端两侧设置有轨道轮组件，轨道轮组件滑动支承在镀膜室外的机架的轨道上。

进一步地，所述多组孪生靶的同一端分别穿过镀膜室侧壁所开的对应孔后支承在同一固定板上，多组孪生靶的另一端则各自间接地吊在或支承在平行于孪生靶轴的炉体内轨道上的结构为：

所述每组孪生靶的一端可绕自身轴线回转地通过一绝缘固连的阴极旋转座支承于固定板、另一端则通过一阴极尾端支撑板可回转地支承于一平行于孪生靶轴线的阴极支撑座的尾端，阴极支撑座的首端则固定于阴极旋转座上、尾端则通过旋转固定板固定有水平的尾端旋转轴的一端，尾端旋转轴的另一端可回转地支承在一尾端支撑座上，尾端支撑座吊在或支承在一平行于孪生靶轴向的炉体内轨道上(靠下方一组孪生靶其尾端支撑座则支承在上述炉内轨道上)，尾端旋转轴与阴极旋转座中心同轴线，阴极旋转座上的阴极孪生靶和阴极支撑座绕此同轴线一起转动。

更进一步地，所述的每组孪生靶的一端通过一绝缘固连的阴极旋转座支承于固定板的结构为：

所述固定板上开有大圆孔，大圆孔内通过滚珠支承有短管状连接件，短管状连接件的外端面固连有大齿轮、内端面焊接有竖板状的阴极旋转座，每组孪生靶绝缘固连在阴极旋转座上，孪生靶的靶头穿过阴极旋转座上的短管状连件管孔伸出外侧，固定板的外侧还固设有旋转电机，其设有小齿轮与大齿轮啮合，阴极旋转座朝向镀膜室的一面开有密封圈槽装有密封圈。

再进一步地，所述的尾端支撑座吊在或支承一平行于孪生靶轴向的炉体内轨道上的结构为：

炉体内轨道为在一块竖板的两面靠近底边处，对应地开设有两条水平凹槽，尾端支撑座的上端开有切口，切口的内侧对应地设有两个向内伸出的水平轴滚轮可行走在水平凹槽内起到吊起的功能，水平轴滚轮的下方，通过导向座设有两个垂直轴滚轮可行走在竖板底边的两面，尾端支撑座的下端内侧横向开设有盲孔，通过轴承可回转地支承着所述尾端旋转轴。当炉体内轨道处于下方，上述结构对称地朝下，所述水平轴滚轮-行走在水平凹槽内起到支承的功能。

孪生靴靶与阴极旋转座相互绝缘。

进一步地，所述的旋转电机固定在一旋转电机固定板的外侧，旋转电机固定板内侧前后左右对称固定连接有四个旋转电机固定柱，以连接件穿过旋转电机固定板及固定柱的通孔后固定连接在固定板上，旋转电机的旋转电机轴贯穿所述旋转电机固定板并可回转地支承在固定板上的小圆孔内，小齿轮通过平键固定连接在旋转电机轴上位于固定板与旋转电机固定板之间的位置，小齿轮与固定板外侧的大齿轮相互啮合；所述旋转电机轴的前端部分套设有第四深沟球轴承，其外圈紧套在固定板的小圆孔内，所述旋转电机轴在小齿轮与第四深沟球轴承之间还套设有隔垫。

进一步地，所述轨道轮组件包括轨道轮固定座、轨道轮和移动电机，所述轨道轮固定座上部固定连接在固定板上，所述轨道轮固定座下部开设有一深切口，深切口两侧成左、右侧壁板，所述轨道轮设置在深切口内，且所述轨道轮滚动支承在所述机架的轨道上，所述移动电机固定连接在所述右侧壁板的外侧，所述左、右侧壁板上与移动电机的移动电机轴相对应的位置均开设有圆孔，所述移动电机的移动电机轴通过圆孔穿透左、右侧壁，所述轨道轮通过平键固定连接在移动电机轴上，所述移动电机轴在轨道轮的两侧套设有垫圈，在所述垫圈的外侧还套设有第二深沟球轴承。

进一步地，所述轨道固定座下部的两侧壁板下端钻转有纵向的盲孔，盲孔内插接固定有销轴，所述销轴下端头上安装有第三深沟球轴承，第三深沟球轴承横向抵着轨道侧面作限位运动。

优选的，所述轨道轮固定座侧边固定连接有线槽固定座，可以把各种引线放置在线槽固定座上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)现有的柔性带材卷绕式多靶位磁控溅射镀膜机中，由于各阴极靶组靶位相对于水平方向倾斜角不同，对于保养维修或更换操作都不是最合适的方位，检修困难，工效低，费时费工费力。本发明方便阴极系统保养的大型卷绕式磁控溅射镀膜机，把阴极靶分组独立地安装在一个可转动机构上，在需要对阴极靶进行保养维修的时候，通过轨道轮组件，把整个阴极系统保养装置拉出镀膜室，然后分别启动各个阴极靶组对应的旋转电机，把相应的阴极靶组转动到合适方位上检修；与现有的卷绕式磁控溅射镀膜机相比，操作方便，提高了工效，省时省工省力。

(2)本发明在固定板的外侧下部两侧设置轨道轮组件，能够轻松把整个阴极系统保养装置拉出镀膜室，节省了人力。

附图说明

图1为本发明实施例的镀膜机主体与阴极组件拉出镀膜室外示意图；

图2为本发明实施例的阴极组件拉出镀膜室外正立视示意图；

图3为本发明实施例的阴极组件拉出镀膜室外左侧视示意图；

图4为本发明实施例的阴极组件拉出镀膜室外俯视示意图；

图5为本发明实施例的阴极系统保养装置的整体结构立体示意图；

图6为本发明实施例的阴极靶组旋转运动组件示意图；

图7为图6中A处的放大示意图；

图8为图6中B处的放大示意图；

图9为图6中C向的放大示意图；

图10A为本发明实施例的转动驱动组件的剖视示意图；

图10B为本发明实施例的转动驱动组件的结构立体示意图；

图11为本发明实施例的轨道轮组件剖视示意图；

图12为本发明实施例的轨道轮组件俯视示意图；

图13为本发明实施例的轨道轮组件立体结构示意图。

图中：1镀膜室，2固定板，3大齿轮，4旋转阴极，4-1阴极尾端转轴，5 旋转电机，6线槽固定座，7-轨道轮固定座，8轨道轮，9轨道，10机架，11阴极支撑座，12阴极旋转座，12-1密封圈槽，12-2短管状连接件，13旋转固定板， 14旋转轴，15-尾端支撑座，15-1水平轴滚轮，16滚珠，17导向座，17-1垂直轴滚轮，18阴极尾端支撑下支板，18-1阴极尾端支撑座上蓋板，18-2阴极尾端转轴座，18-3绝缘套管，18-4法兰压板，19第一深沟球轴承，20隔圈，21压紧法兰，22垫圈，23移动电机，24移动电机轴，25第二深沟球轴承，26销轴， 27隔套，28第三深沟球轴承，29旋转电机轴，30第四深沟球轴承，31隔垫， 32旋转电机固定柱，33小齿轮，34旋转电机固定板，35炉体内轨道。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，详细说明本发明的技术方案，以便本领域普通技术人员更好地理解和实施本发明的技术方案。

本发明提供了如图1-12所示的一种方便阴极系统保养的大型卷绕式磁控溅射镀膜机，包括镀膜室1和用于支承镀膜室1的机架10，镀膜室1外的机架10 上安装有轨道9，多组孪生靶的同一端分别穿过镀膜室侧壁所开的对应孔后支承在同一固定板2上，多组孪生靶的另一端则各自间接地吊在或支承在平行于孪生靶轴的炉体内轨道35上，固定板2的下端两侧设置有轨道轮组件，轨道轮组件滑动支承在机架10的轨道9上。

本实施例中，设置有4组旋转阴极4，每组旋转阴极4为一对可自身转动的柱状磁控溅射孪生(成对的)靶，固定板2上开设有四个大圆孔，大圆孔内通过滚珠16支承有短管状连接件12-2，短管状连接件12-2的外端面固连有大齿轮 3、内端面焊接有竖板状的阴极旋转座12，每组孪生靶的一端可绕自身轴线回转地绝缘固连阴极旋转座12上，孪生靶的靶头穿过阴极旋转座12上的短管状连件12-2管孔伸出外侧，固定板2的外侧还固设有旋转电机5，其设有小齿轮与大齿轮啮合，阴极旋转座12朝向镀膜室的一面开有密封圈槽12-1装有密封圈。

四组孪生靶的另一端则通过一阴极尾端支撑板可回转地支承于一平行于孪生靶轴线的阴极支撑座11的尾端，阴极支撑座11的首端则固定于阴极旋转座 12上、尾端则通过旋转固定板13固定有水平的尾端旋转轴14的一端，尾端旋转轴14的另一端可回转地支承在一尾端支撑座15上，尾端支撑座15吊在或支承在一平行于孪生靶轴向的炉体内轨道35上(靠下方一组孪生靶其尾端支撑座则支承在上述炉内轨道上)，尾端旋转轴14与阴极旋转座12中心同轴线，阴极旋转座12上的阴极孪生靶和阴极支撑座11绕此同轴线一起转动。当炉体内轨道处于下方，上述结构对称地朝下，所述水平轴滚轮-行走在水平凹槽内起到支承的功能。

阴极尾端支撑板包括下支板18、上盖板18-1和阴极尾端转轴座18-2，上盖板18-1的下部开设有半圆孔，下支板18的上部开设有与上盖板18-1下部的半圆孔直径相同的半圆孔，上盖板18-1的下部与下支板18的上部之间固定连接，使得两半圆孔组合成一个圆孔；阴极尾端转轴座18-2为两端设有凸环肩的圆筒状，阴极尾端转轴座18-2的圆筒部分卡紧固定在上盖板18-1和下支板18组合成的圆孔内，阴极尾端转轴座18-2的内孔中套设有绝缘套管18-3；在旋转阴极 4的尾端设有阴极尾端转轴4-1，阴极尾端转轴4-1是旋转阴极靶尾部旋转机构伸出的转轴；阴极尾端转轴4-1插接在绝缘套管18-3内，使旋转阴极4与阴极尾端支撑板之间实现转动连接；在阴极尾端转轴座18-2的前后两侧还固定连接有用于压紧定位的法兰压板18-4；阴极尾端转轴4-1起着转动支承旋转阴极4 尾端的作用，因为阴极尾端转轴4-1套在绝缘套管18-3，使旋转阴极4与其他连接件之间绝缘。

炉体内轨道35为在一块竖板的两面靠近底边处，对应地开设有两条水平凹槽，在尾端支撑座15上部开设有与炉体内轨道35宽度近相等的切口，可套入炉体内轨道35下部，尾端支撑座15上部切口的两侧内壁安装有向内伸出的水平轴滚轮15-1可行走在水平凹槽内起到吊起的功能，水平轴滚轮15-1滑动镶嵌在水平凹槽内，相当于把尾端支撑座15挂在炉体内轨道35的水平凹槽内作限位运动；水平轴滚轮15-1的下方，尾端支撑座15的上部前侧固定连接有导向座 17，导向座17上部两侧固定连接有垂直轴滚轮17-1，垂直轴滚轮17-1抵住并可行走在竖板底边的两面；尾端支撑座15下端内侧横向开设有盲孔，盲孔内安装有第一深沟球轴承19；第一深沟球轴承19的内圈套紧尾端旋转轴14，使得尾端支撑座15可回转地支承着尾端旋转轴14；第一深沟球轴承19外圈设有用于压紧轴承的隔圈20，盲孔开口处安装有用于配合隔圈20压紧第一深沟球轴承 19的压紧法兰21。

旋转电机5固定在一旋转电机固定板34的外侧，旋转电机固定板34内侧前后左右对称固定连接有四个旋转电机固定柱32，以连接件穿过旋转电机固定板34及固定柱32的通孔后固定连接在固定板2上，旋转电机5的旋转电机轴 29贯穿旋转电机固定板34并可回转地支承在固定板2上的小圆孔内，小齿轮 33通过平键固定连接在旋转电机轴29上位于固定板2与旋转电机固定板34之间的位置，小齿轮33与固定板2外侧的大齿轮3咬合连接，从而驱动大齿轮3 转动；旋转电机轴29的前端部分套设有两个第四深沟球轴承30，其外圈紧套在固定板2的小圆孔内，旋转电机轴29在小齿轮33与第四深沟球轴承30之间还套设有隔垫31。

轨道轮组件包括轨道轮固定座7、轨道轮8和移动电机23，轨道轮固定座7 上部固定连接在固定板2上，轨道轮固定座7下部开设有一深切口，深切口两侧成左、右侧壁板，轨道轮8设置在深切口内，且轨道轮8滚动支承在机架10 的轨道9上，移动电机23固定连接在右侧壁板的外侧，左、右侧壁板上与移动电机23的移动电机轴24相对应的位置均开设有圆孔，右侧壁板上的圆孔设置为台阶状圆孔，移动电机23的移动电机轴24通过圆孔穿透左、右侧壁，轨道轮8通过平键固定连接在移动电机轴24上，移动电机轴24在轨道轮8的两侧套设有垫圈22，在垫圈22的外侧还套设有第二深沟球轴承25，位于左侧壁板圆孔内的第二深沟球轴承25外侧设置有轴用挡圈限位，位于右侧壁板台阶状圆孔内的第二深沟球轴承25外圈抵在孔内台阶上定位。

轨道固定座7下部的两侧壁板下端钻有纵向的盲孔，盲孔内插接固定有销轴26，所述销轴26下端头上安装有第三深沟球轴承28，第三深沟球轴承28横向抵着轨道9侧面作限位运动。

优选的，轨道轮固定座33侧边固定连接有线槽固定座6，可以把各种引线放置在线槽固定座6上。

图5中还显示了在正常镀膜时四组旋转阴极4共8支靶的最佳方向和位置，可见各靶组的靶位分别与水平方向都有一定倾斜角，但对于旋转阴极4的保养维修，这并不是最适宜的方向和位置，因此需要使用本发明阴极系统保养装置来改变各组旋转阴极4的方向和位置，以保证方便旋转阴极4的保养维修。

本发明使用方法：使用时，先启动轨道轮组件的移动电机24，使轨道轮8 转动，带动整个阴极系统保养装置沿着支架10上的轨道9往镀膜室1外运动，将安装在固定板2上的四组旋转阴极4从镀膜机立壁板四个圆孔中拉出镀膜室1 (此时注意到四组旋转阴极4的尾端已移出炉外，但尾端的尾端支撑座15部分还挂在炉体内轨道35上，对旋转阴极4的孪生靶组的运动起导向和限位作用)；然后通过旋转电机5调节每组旋转阴极4的方向和位置，让每组旋转阴极4都达到最适宜的保养维修位置；

当对每组旋转阴极4都保养维修好后，再次启动旋转5，把每组旋转阴极4 调回到最初的位置，然后启动移动电机24，让轨道轮8带动整个阴极系统保养装置沿着支架10上的轨道9往镀膜室1内运动，将四组旋转阴极4重新从镀膜机立壁板四个圆孔中推入镀膜室1，；阴极旋转座12的外侧面设置有密封圈槽 12-1，当把整个阴极系统保养装置从真空室立壁的圆孔推入真空室，4组旋转阴极4的阴极旋转座12外侧面与真空室的外立壁贴合，通过密封圈槽12-1内的密封圈压紧实现真空密封。

上述实施例仅是本发明较优实施例，但并不能作为对发明的限制，任何基于本发明构思基础上作出的变型和改进，均应落入到本发明保护范围之内，具体保护范围以权利要求书记载为准。