阅读说明：本技术 磁控溅射镀膜装置 (Magnetron sputtering coating device ) 是由 王培红 李晨光 胡国栋 于 2019-05-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种磁控溅射镀膜装置,所述镀膜装置包括镀膜腔室、镀膜辊及多个旋转阴极,所述镀膜腔室包括多个子镀膜腔室,多个所述子镀膜腔室围绕所述镀膜辊周缘设置,每一所述子镀膜腔室内至少有一个所述旋转阴极。所述旋转阴极包括圆柱状的本体,装于所述本体外周面的靶材及装于所述本体内部的磁体,所述磁体包括第一磁体及对称设置于所述第一磁体两侧的两个第二磁体。所述第一磁体与所述第二磁体在所述靶材表面形成磁场,在所述横截面上,所述磁场包括第一磁场最大点和第二磁场最大点,所述第一磁场最大点或所述第二磁场最大点与所述交点的连线与所述中心线的夹角为溅射角,所述溅射角为12°～22°。本申请避免了溅射角过大影响导电薄膜的性能。(The invention provides a magnetron sputtering coating device which comprises a coating chamber, a coating roller and a plurality of rotary cathodes, wherein the coating chamber comprises a plurality of sub-coating chambers, the sub-coating chambers are arranged around the periphery of the coating roller, and at least one rotary cathode is arranged in each sub-coating chamber. The rotary cathode comprises a cylindrical body, a target material arranged on the peripheral surface of the body and magnets arranged in the body, wherein the magnets comprise a first magnet and two second magnets symmetrically arranged on two sides of the first magnet. The first magnet and the second magnet form a magnetic field on the surface of the target, the magnetic field comprises a first magnetic field maximum point and a second magnetic field maximum point on the cross section, an included angle between a connecting line of the first magnetic field maximum point or the second magnetic field maximum point and the intersection point and the central line is a sputtering angle, and the sputtering angle is 12-22 degrees. The application avoids the influence of the overlarge sputtering angle on the performance of the conductive film.)

磁控溅射镀膜装置

技术领域

本发明涉及真空镀膜设备领域，尤其是涉及一种磁控溅射镀膜装置。

背景技术

现有技术通常采用旋转阴极搭配圆柱靶材的方式制作透明导电薄膜，圆柱靶材在被溅射时，其产生的等离子于靶材表面形成夹角，即溅射角，当溅射角越大时，两等离子体之间存在部分低密度和强度的等离子体比例越高，对成膜后的铟锡氧化物层的透明导电薄膜的电阻率、结晶性和均匀性都有较差的影响，尤其是对对靶(即每个镀膜腔室安装有2个旋转阴极时)的影响更大。

发明内容

本发明提供一种磁控溅射镀膜装置，避免了溅射角过大对透明导电薄膜的电阻率、结晶性和均匀性的影响。

本发明提供了一种磁控溅射镀膜装置，所述镀膜装置包括镀膜腔室、设于所述镀膜腔室的镀膜辊及多个旋转阴极，所述镀膜腔室包括多个子镀膜腔室，多个所述子镀膜腔室围绕所述镀膜辊周缘设置，每一所述子镀膜腔室内至少有一个所述旋转阴极；所述旋转阴极包括圆柱状的本体，装于所述本体外周面的靶材及装于所述本体内部的磁体，所述磁体包括第一磁体及对称设置于所述第一磁体两侧的两个第二磁体。所述旋转阴极的横截面上的所述第一磁体包括与所述横截面平行的中心线，所述中心线与所述旋转阴极的轴线相交，并形成交点。在所述横截面上，所述本体的外周面上与离所述镀膜辊距离最近的点和所述交点的连线与所述中心线重合。所述第一磁体邻近于所述本体外周面的磁极与所述第二磁体邻近于所述本体外周面的磁极相异，从而所述第一磁体与所述第二磁体在所述靶材表面形成磁场，在所述横截面上，所述磁场包括第一磁场最大点和第二磁场最大点，所述第一磁场最大点和所述第二磁场最大点分别位于所述中心线的两侧。所述第一磁场最大点或所述第二磁场最大点与所述交点的连线与所述中心线的夹角为溅射角，所述溅射角为12°～22°，避免了溅射角θ过大两等离子体之间存在部分低密度和强度的等离子体比例越高，从而影响透明导电薄膜的电阻率、结晶性和均匀性。

其中，所述第一磁场最大点和所述第二磁场最大点的磁场强度相同，所述磁场强度为750Gs～2100Gs，在此磁场强度范围内，镀膜的效果更好。

其中，每一个所述子镀膜腔室设有一个与所述镀膜辊相对设置的所述旋转阴极，所述第一磁场最大点和第二磁场最大点的连线为第一连线，在所述横截面上，所述镀膜辊的圆心和所述交点的连线为第二连线，所述第一连线与所述第二连线相交且夹角为90°，也就是说，所述第一连线垂直所述第二连线，并相对所述第二连线对称，以保证所述靶材能更加均匀地溅射到所述基膜上，提高所述基膜的镀膜品质。

其中，每一个所述子镀膜腔室设有两个与所述镀膜辊相对设置的所述旋转阴极，两个所述旋转阴极分别为第一旋转阴极和与所述第一旋转阴极相邻设置的第二旋转阴极，所述第一旋转阴极的所述第一磁场最大点和所述第二磁场最大点的连线的延长线为第一延长线，所述第二旋转阴极的所述第一磁场最大点和所述第二磁场最大点的连线的延长线为第二延长线，所述第一延长线与所述第二延长线相交于延长交点。所述第一旋转阴极的所述第二磁场最大点和所述第二旋转阴极的所述第一磁场最大点的连线为第三连线，所述镀膜辊的圆心和所述延长交点的连线为第四连线，所述第三连线与所述第四连线相交且夹角为90°，也就是，所述第三连线垂直于所述第四连线且所述第三连线相对所述第四连线对称，或者所述第一旋转阴极和所述第二旋转阴极相对所述第四连线对称。在此条件下，所述靶材能更均匀得溅射到所述基膜上。每一个所述子镀膜腔室设有两个所述旋转阴极，有效提高镀膜的品质。

其中，所述第三连线的长度为100～270mm，在此条件下，所述镀膜装置制成的镀膜品质更好。

其中，所述第一延长线与所述第二延长线之间的夹角为120°～180°，在此条件下，所述镀膜装置制成的镀膜品质更好。

其中，所述镀膜装置还包括与所述镀膜腔室连通的对称设置于所述镀膜腔室两侧的上料腔室和收料腔室，所述上料腔室、所述镀膜腔室和所述收料腔室中均设有导向辊，所述导向辊引导基膜从所述上料腔室进入所述镀膜腔室镀膜，然后从所述镀膜腔室引出所述基膜到所述收料腔室中，所述导向辊可设置多个，保证所述基膜的传递质量。

其中，所述上料腔室包括上料辊，所述基膜装于所述上料辊上，所述收料腔室包括收料辊，所述基膜完成镀膜后收纳于所述收料辊上，所述上料辊和所述收料辊为圆柱形，方便收纳保存所述基膜。

其中，多个所述子镀膜腔室之间通过隔离板隔离，从而避免所述镀膜装置在镀膜时，多个所述子镀膜腔室中的所述旋转阴极在溅射过程中相互影响，从而导致镀膜质量不好的情况，同时也避免了所述子镀膜腔室与所述导向辊室相互影响。

其中，每个所述子镀膜腔室设有为所述旋转阴极提供电源的直流电源，所述直流电源的放电电压为240V～350V，在这个范围内的放电电压能使所述基膜200的镀膜效果更好。

本发明提供的所述镀膜装置包括镀膜腔室、设于所述镀膜腔室的镀膜辊及多个旋转阴极，所述镀膜腔室包括多个子镀膜腔室，多个所述子镀膜腔室围绕所述镀膜辊周缘设置，每一所述子镀膜腔室内至少有一个所述旋转阴极；所述第一磁体与所述第二磁体在所述靶材表面形成磁场，在所述横截面上，所述磁场包括第一磁场最大点和第二磁场最大点，所述第一磁场最大点或所述第二磁场最大点与所述交点的连线与所述中心线的夹角为溅射角，所述溅射角为12°～22°，避免了溅射角过大两等离子体之间存在部分低密度和强度的等离子体比例越高，从而影响透明导电薄膜的电阻率、结晶性和均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的磁控溅射镀膜装置的结构图的第一实施例；

图2是本发明提供的旋转阴极的部分结构图；

图3是本发明提供的第一实施例中的旋转阴极与镀膜辊的部分结构示意图；

图4是本发明提供的磁控溅射镀膜装置的结构图的第二实施例；

图5是本发明提供的第二施例中的旋转阴极与镀膜辊的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明提供的磁控溅射镀膜装置的第一实施例，所述镀膜装置100包括镀膜腔室10、设于所述镀膜腔室10的镀膜辊20及多个旋转阴极30。所述镀膜腔室10包括多个子镀膜腔室11，多个所述子镀膜腔室11围绕所述镀膜辊20周缘设置，每一所述子镀膜腔室11内至少有一个所述旋转阴极30。如图2，所述旋转阴极30包括圆柱状的本体31，装于所述本体31外周面的靶材32及装于所述本体31内部的磁体33。本实施例中，所述本体31为中空的圆柱体，所述磁体33包括第一磁体331及对称设置于所述第一磁体331两侧的两个第二磁体332。所述旋转阴极的横截面上的所述第一磁体331包括与所述横截面平行的中心线333，所述中心线333与所述旋转阴极30的轴线相交，并形成交点34。在所述横截面上，所述本体31的外周面上与离所述镀膜辊20距离最近的点和所述交点34的连线与所述中心333线重合。所述第一磁体331邻近于所述本体外周面的磁极与所述第二磁体332邻近于所述本体外周面的磁极相异，从而所述第一磁体331与所述第二磁体332在所述靶材32表面形成磁场，在所述横截面上，所述磁场包括第一磁场最大点321和第二磁场最大点322，所述第一磁场最大点321和所述第二磁场最大点322分别位于所述中心线333的两侧，所述第一磁场最大点321或所述第二磁场最大点322与所述交点34的连线与所述中心线333的夹角为溅射角θ，所述溅射角θ为12°～22°。形成所述溅射角θ的所述第一磁场最大点321和所述第二磁场最大点322位于所述旋转阴极30的外周面上并相对所述中心线333对称，所述交点34为所述旋转阴极30在轴截面上的圆心。

本申请所述的磁控溅射镀膜装置的所述第一磁体331与所述第二磁体332之间的距离足够小，从而使得所述第一磁场最大点321和所述第二磁场最大点322之间的距离足够小，从而保证所述第一磁场最大点321或所述第二磁场最大点322与所述交点34的连线与所述中心线333的所述溅射角θ为12°～22°，避免了溅射角θ过大两等离子体之间存在部分低密度和强度的等离子体比例越高，从而影响透明导电薄膜的电阻率、结晶性和均匀性。

本实施例中，两个所述第二磁体332与所述第一磁体331之间的距离相同，所述第一磁场最大点321和第二磁场最大点322的磁场强度相同，所述磁场强度为750Gs～2100Gs，在此磁场强度范围内，镀膜的效果更好。本实施例中，所述第一磁体331和第二磁体332的横截面都为矩形，并且所述第一磁体331和两个第二磁体332位于横截面为圆形的本体的半个圆形区域内，且所述第一磁体331和两个第二磁体332三者不在横截面为圆形的本体的同一个直径上。

进一步的，所述镀膜辊20为圆柱体，其横截面为圆形，设于所述镀膜腔室10中部。所述镀膜腔室10还包括导向辊室12，多个所述子镀膜腔室11之间通过隔离板13隔离，所述多个子镀膜腔室11依次排列于所述镀膜辊20周缘，所述导向辊室12围绕所述镀膜辊20周缘且位于多个所述子镀膜腔室11相对的一侧，所述导向辊室12与相邻的两个所述子镀膜腔室11通过隔离板13隔离。通过隔离板13将多个所述子镀膜腔室11及所述导向辊室12隔离，从而避免所述镀膜装置100在镀膜时，多个所述子镀膜腔室11中的所述旋转阴极30在溅射过程中相互影响，从而导致镀膜质量不好的情况，同时也避免了所述子镀膜腔室11与所述导向辊室12相互影响。本实施例中，所述子镀膜腔室11的个数为6个，当然，所述子镀膜腔室11的个数还可以根据实际需要设定，在此不作限制。

每个所述子镀膜腔室11还设有为所述旋转阴极30提供电源的直流电源90，所述直流电源90与所旋转阴极30电连接，所述直流电源90的放电电压为240V～350V，在这个范围内的放电电压能使所述基膜200的镀膜效果更好。

所述镀膜装置100还包括与所述镀膜腔室10连通的对称设置于所述镀膜腔室10两侧的上料腔室40和收料腔室50。所述上料腔室40、所述镀膜腔室10和所述收料腔室50中均设有导向辊60。所述导向辊60引导基膜200从所述上料腔室40进入所述镀膜腔室10镀膜，然后从所述镀膜腔室10引出所述基膜200到所述收料腔室50中。所述上料腔室40、所述导向辊室12和所述收料腔室50依次并行排列并依次连通。本实施例中，所述导向辊60的个数为6个，所述上料腔室40和所述收料腔室50中均设有一个所述导向辊60，所述导向辊室12中设有2个所述导向辊60，2个所述导向辊60并列间隔设于所述导向辊室12中并设于所述镀膜辊20的周缘，2个所述导向辊60相对所述镀膜辊20的中心线对称。靠近所述上料腔室40的所述导向辊60用于将所述基膜200引入并附于所述镀膜辊20上，靠近所述收料腔室50的所述导向辊60将附于所述镀膜辊20上也完成镀膜的基膜200引出所述镀膜辊20。当然，在其他实施例中，所述导向辊60的个数可以根据实际需要设计，在所述上料腔室40、所述收料腔室50及所述导向辊室12中可设置多个所述导向辊60。

进一步的，所述上料腔室40包括上料辊70，所述基膜200装于所述上料辊上70，所述收料腔室50包括收料辊80，所述基膜200完成镀膜后收纳于所述收料辊80上。本实施例中，所述上料辊70和所述收料辊80为圆柱体，所述上料辊70和所述收料辊80的长度与所述镀膜辊20长度相同。所述基膜200卷装于所述上料辊70上，通过所述导向辊60绕附于所述镀膜辊20外周面与多个所述旋转阴极30相对，所述旋转阴极30对所述基膜200进行镀膜，镀膜完成后的所述基膜200通过所述导向辊60传到所述收料辊80上，并卷装于所述收料辊80上。所述上料辊70、所述收料辊80、所述导向辊60及所述镀膜辊20朝向同一个方向转动，从而带动所述基膜200从所述上料腔室40进入所述镀膜室10镀膜，镀膜完成后从所述镀膜室10进入所述收料室50并收纳于所述收料辊80上。

请一并参阅图3，本实施例中，每一个所述子镀膜腔室11设有一个与所述镀膜辊20相对设置的所述旋转阴极30，所述第一磁场最大点321和第二磁场最大点322的连线为第一连线323，在所述截面上，所述镀膜辊的圆心21和所述交点34的连线为第二连线AB，所述第一连线323与所述第二连线AB相交且夹角为90°。所述第一磁场最大点321和第二磁场最大点322位于所述旋转阴极30的外周面上并相对所述中心线333对称，所述交点34为所述旋转阴极30在轴截面上的圆心，可以理解的是，所述第一连线323垂直所述第二连线AB，并相对所述第二连线AB对称，以保证所述靶材32能更加均匀地溅射到所述基膜200上，提高所述基膜200的镀膜品质。

请参阅图4和图5，本实施例为所述镀膜装置的第二实施例，本实施例所述镀膜装置的与第一实施例不同的是，本实施例中的每一个所述子镀膜腔室11设有两个与所述镀膜辊20相对设置的所述旋转阴极，两个所述旋转阴极分别为第一旋转阴极30a和与所述第一旋转阴极30a相邻设置的第二旋转阴极30b。所述第一旋转阴极30a的所述第一磁场最大点321和所述第二磁场最大点322的连线的延长线为第一延长线324，所述第二旋转阴极30b的所述第一磁场最大点321和所述第二磁场最大点322的连线的延长线为第二延长线325，所述第一延长线324与所述第二延长线325相交于延长交点K。所述第一旋转阴极30a的所述第二磁场最大点322和所述第二旋转阴极30b的所述第一磁场最大点321的连线为第三连线326，所述镀膜辊的圆心21和所述延长交点K的连线为第四连线AK，所述第三连线326与所述第四连线AK相交且夹角为90°。所述第一磁场最大点321和所述第二磁场最大点322位于所述旋转阴极30的外周面上并相对所述中心线333对称，所述交点34为所述旋转阴极30在轴截面上的圆心，也就是说，所述第三连线326垂直于所述第四连线AK且所述第三连线326相对所述第四连线AK对称，或者所述第一旋转阴极30a和所述第二旋转阴极30b相对所述第四连线AK对称。在此条件下，所述靶材32能更均匀得溅射到所述基膜200上。每一个所述子镀膜腔室11设有两个所述旋转阴极，有效提高镀膜的品质。当然，每一个所述子镀膜腔室11内还可以根据需要设有多个与所述镀膜辊20相对设置的所述旋转阴极。

每个所述子镀膜腔室11还设有为所述第一旋转阴极30a和所述第二旋转阴极30b提供电源的直流电源90，所述直流电源90与所述第一旋转阴极30a和所述第二旋转阴极30b电连接，所述直流电源90的放电电压为240V～350V，在这个范围内的放电电压能使所述基膜200的镀膜效果更好。本实施例中，所述子镀膜腔室11的个数为4个，当然，所述子镀膜腔室11的个数可根据实际需要设计。

所述第三连线326的长度用于表示所述第一旋转阴极30a的第二磁场最大点322和所述第二旋转阴极30b的第一磁场最大点321之间的距离，优选的，所述第三连线326的长度为100～270mm，即所述第一旋转阴极30a的第二磁场最大点322和所述第二旋转阴极30b的第一磁场最大点321之间的距离在100～270mm之间。优选的，所述第一延长线324与所述第二延长线325之间的夹角α为120°～180°，在上述条件下，所述镀膜装置100制成的镀膜品质更好。

本发明提供的所述镀膜装置100包括镀膜腔室10、设于所述镀膜腔室10的镀膜辊20及多个旋转阴极30，所述镀膜腔室10包括多个子镀膜腔室11，多个所述子镀膜腔室11围绕所述镀膜辊20周缘设置，每一所述子镀膜腔室11包括至少一个所述旋转阴极30。在所述横截面上，所述第一磁体331与所述第二磁体332在所述靶材32表面形成第一磁场最大点321和第二磁场最大点322，所述第一磁场最大点321或所述第二磁场最大点322与所述交点34的连线与所述中心线333的夹角为溅射角θ，所述溅射角θ为12°～22°，避免了溅射角θ过大两等离子体之间存在部分低密度和强度的等离子体比例越高，从而影响透明导电薄膜的电阻率、结晶性和均匀性。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。