專利名稱：高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)及其工藝流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電容薄膜鍍膜機(jī)，特別涉及高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)及其工藝流程。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的技術(shù)中的鍍膜機(jī)一般采用的是鋁電阻加熱蒸發(fā)系統(tǒng)，對(duì)滿足鍍膜溫度的要求必須要達(dá)到1200℃至1350℃，采用電阻加熱蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸鍍室粉塵極多，機(jī)械屏蔽系統(tǒng)的平帶棍較快磨損，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成平帶晃動(dòng)，從而降低成品質(zhì)量，而且由于粉塵過多會(huì)造成偏壓不穩(wěn)定，影響鍍膜質(zhì)量。另外主要的是由于粉塵極多，會(huì)對(duì)真空系統(tǒng)造成抽速不夠，極限真空無法達(dá)到，從而也嚴(yán)重影響鍍膜質(zhì)量，且噴發(fā)口的結(jié)構(gòu)存在不足，在鍍膜過程中易出現(xiàn)的濺鋅現(xiàn)象。金屬化電容器用薄膜，是在作為薄膜的聚脂、聚丙烯等絕緣材料上在用金屬化膜鍍膜機(jī)的真空室內(nèi)鍍有金屬導(dǎo)電層，分為鋁鍍層和鋅鍍層兩層，用兩片薄膜卷繞后分別在兩端引出金屬電極制成箔式或金屬化式系列電熱器。由于采用的薄膜需要進(jìn)行表面電暈處理，在薄膜上順序均勻鍍上二層金屬，最外面沒有金屬氧化層，因此對(duì)鍍好的薄膜有嚴(yán)格的溫度，濕度要求。薄膜品級(jí)難以保證，繼而影響所卷繞的電容器的技術(shù)指標(biāo)。
如申請(qǐng)日2003年6月24日的中國(guó)實(shí)用新型專利ZL03273145.0《多功能卷繞鍍膜機(jī)》即為上述技術(shù)。其采用物理氣相沉積技術(shù)。在真空箱體內(nèi)的柔性卷材經(jīng)過輥軸傳導(dǎo)系統(tǒng)及張力傳感器的張力調(diào)節(jié)，通過鍍膜靶噴射的靶材粒子沉積，對(duì)柔性卷材正、反兩面同時(shí)進(jìn)行雙面鍍膜。該卷繞鍍膜機(jī)可以使用不同成分的靶材，制備出單一薄膜或多種多層功能的混合薄膜。對(duì)存在的問題尚未解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述缺陷，而提供采用平面靶磁控濺射系統(tǒng)，并具有低溫，熱輻射低，粉塵少，鋅蒸發(fā)源噴發(fā)口結(jié)構(gòu)科學(xué)，薄膜表面勿需電暈處理的高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)及其工藝流程。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)，包括采用長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的真空倉(cāng)體，采取的具體措施包括真空倉(cāng)體經(jīng)中間的隔倉(cāng)板隔開有位于上部的卷繞室和位于下部的濺射蒸鍍室，卷繞室和濺射蒸鍍室分別通過上真空管路和下真空管路連接各自的真空抽氣系統(tǒng)，真空倉(cāng)體內(nèi)設(shè)有蒸鍍鼓，該蒸鍍鼓上、下部分別位于卷繞室和濺射蒸鍍室，卷繞室設(shè)有由PLC程序控制技術(shù)控制的薄膜卷繞系統(tǒng)，該薄膜卷繞系統(tǒng)由放卷組件、蒸鍍鼓和收卷組件組成；濺射蒸鍍室設(shè)有屏帶卷繞系統(tǒng)，該屏帶卷繞系統(tǒng)由蒸鍍鼓帶動(dòng)屏帶棍組件組成；濺射蒸鍍室還設(shè)有位于蒸鍍鼓下側(cè)的第一磁控濺射平面鋁靶、鋅蒸發(fā)源、第二磁控濺射平面鋁靶，且第一磁控濺射平面鋁靶、第二磁控濺射平面鋁靶位于鋅蒸發(fā)源的兩側(cè)。
采取的具體措施還包括放卷組件由上至下順序包括有放卷軸、第一放卷過膜棍、第一放卷展平棍、第二放卷過膜棍、第二放卷展平棍，收卷組件由下至上順序包括有第一收卷過膜棍、收卷張力棍、第二收卷過膜棍、第一收卷展平棍、第三收卷過膜棍、收卷軸。
第一磁控濺射平面鋁靶的作用為在運(yùn)轉(zhuǎn)的薄膜面上鍍一鋁層，鋅蒸發(fā)源的作用為在運(yùn)轉(zhuǎn)的薄膜鋁層面上又鍍一鋅層，第二磁控濺射平面鋁靶作用為在運(yùn)轉(zhuǎn)的薄膜鋅層面上再鍍一鋁氧化層。
第一放卷展平棍、第二放卷展平棍、第一收卷展平棍的外圓軸線相對(duì)展平棍芯軸線傾斜α角度，該傾斜α角度的展平棍具有在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生展平薄膜的軸向力；該α角度范圍為0.5度至5度。
卷繞室和濺射蒸鍍室還分別設(shè)有上冷井盤管和下冷井盤管，上冷井盤管和下冷井盤管在3分鐘至5分鐘以內(nèi)溫度達(dá)到-100℃至-120℃，將用于凝結(jié)水分并配合真空抽氣系統(tǒng)提高抽速和提高極限真空。真空倉(cāng)體壁上開有觀察窗口。
鋅蒸發(fā)源由噴發(fā)嘴、鋅爐膽、鋅鍋、加熱絲、保溫隔熱層、鋅爐外罩組成；噴發(fā)嘴開有噴口，噴發(fā)嘴嵌裝在鋅爐膽口部開有的凹槽內(nèi)。該噴口的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，在鍍膜過程中克服了濺鋅現(xiàn)象。
高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)工藝流程，卷繞室內(nèi)的放卷軸連續(xù)放卷，順序?qū)⒈∧ご┻^第一放卷過膜棍、第一放卷展平棍、第二放卷過膜棍、第二放卷展平棍，進(jìn)行展平；采取的具體措施包括展平的薄膜還經(jīng)蒸鍍鼓通過位于濺射蒸鍍室的第一磁控濺射平面鋁靶鍍一鋁層，又經(jīng)鋅蒸發(fā)源鍍一鋅層，再經(jīng)第二磁控濺射平面鋁靶鍍一鋁氧化層，卷繞回到卷繞室；配合同步順序經(jīng)過第一收卷過膜棍、收卷張力棍、第二收卷過膜棍、第一收卷展平棍、第三收卷過膜棍展平，收卷軸，相配合同步連續(xù)收卷。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明真空倉(cāng)體經(jīng)中間的隔倉(cāng)板隔開有位于上部的卷繞室和位于下部的濺射蒸鍍室，卷繞室和濺射蒸鍍室分別通過上真空管路和下真空管路連接各自的真空抽氣系統(tǒng)，真空倉(cāng)體內(nèi)設(shè)有蒸鍍鼓，該蒸鍍鼓上、下部分別位于卷繞室和濺射蒸鍍室，卷繞室設(shè)有由PLC程序控制技術(shù)控制的薄膜卷繞系統(tǒng)，該薄膜卷繞系統(tǒng)由放卷組件、蒸鍍鼓和收卷組件組成；濺射蒸鍍室設(shè)有屏帶卷繞系統(tǒng)，該屏帶卷繞系統(tǒng)由蒸鍍鼓帶動(dòng)屏帶棍組件組成；濺射蒸鍍室還設(shè)有位于蒸鍍鼓下側(cè)的第一磁控濺射平面鋁靶、鋅蒸發(fā)源、第二磁控濺射平面鋁靶，且第一磁控濺射平面鋁靶、第二磁控濺射平面鋁靶位于鋅蒸發(fā)源的兩側(cè)。其通過采用磁控濺射鍍膜，在原有的鋅鋁復(fù)合薄膜的鋅層表面在蒸鍍一層鋁鍍層，利用鋁易在空氣中氧化形成致密的氧化鋁的特性，在鋅鍍層表面形成保護(hù)層，與大氣隔絕，避免鋅被空氣氧化，提高金屬化薄膜的抗氧能力。采用磁控濺射技術(shù)可使鍍鋁層的均勻性大幅提高，大大減少金屬層中的鍍鋁量，可明顯提高薄膜的自愈性能。同時(shí)，磁控濺射鍍膜與電阻加熱蒸發(fā)技術(shù)相比，大大降低了金屬原子對(duì)薄膜的熱輻射，避免薄膜產(chǎn)生熱形變甚至燙傷，降低薄膜品質(zhì)。經(jīng)比較，采用磁控濺射鍍膜技術(shù)對(duì)金屬化薄膜的耐電壓性能影響≤30VCD/μm而傳統(tǒng)的真空鍍膜技術(shù)對(duì)金屬化薄膜的耐電壓性能影響≥50VCD/μm。磁控濺射鍍膜與電阻加熱蒸發(fā)技術(shù)相比，金屬化薄膜的耐壓性和抗氧性能明顯提高，保證了電容器用金屬化薄膜的高品質(zhì)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例組成的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中鋅蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)見附圖1至圖2所示。高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)，包括采用長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的真空倉(cāng)體C，真空倉(cāng)體C經(jīng)中間的隔倉(cāng)板1隔開有位于上部的卷繞室A和位于下部的濺射蒸鍍室B，卷繞室A和濺射蒸鍍室B分別通過上真空管路D和下真空管路E連接各自的真空抽氣系統(tǒng)，真空倉(cāng)體C內(nèi)設(shè)有蒸鍍鼓5，該蒸鍍鼓5上、下部分別位于卷繞室A和濺射蒸鍍室B，卷繞室A設(shè)有由PLC程序控制技術(shù)控制的薄膜卷繞系統(tǒng)，該薄膜卷繞系統(tǒng)由放卷組件、蒸鍍鼓5和收卷組件組成；濺射蒸鍍室B設(shè)有屏帶卷繞系統(tǒng)，該屏帶卷繞系統(tǒng)由蒸鍍鼓5帶動(dòng)屏帶棍組件組成；濺射蒸鍍室B還設(shè)有位于蒸鍍鼓5下側(cè)的第一磁控濺射平面鋁靶6、鋅蒸發(fā)源7、第二磁控濺射平面鋁靶8，且第一磁控濺射平面鋁靶6、第二磁控濺射平面鋁靶8位于鋅蒸發(fā)源7的兩側(cè)。
放卷組件由上至下順序包括有放卷軸21、第一放卷過膜棍31、第一放卷展平棍41、第二放卷過膜棍32、第二放卷展平棍42，收卷組件由下至上順序包括有第一收卷過膜棍33、收卷張力棍9、第二收卷過膜棍34、第一收卷展平棍43、第三收卷過膜棍35、收卷軸22。
第一磁控濺射平面鋁靶6的作用為在運(yùn)轉(zhuǎn)的薄膜面上鍍一鋁層，鋅蒸發(fā)源7的作用為在運(yùn)轉(zhuǎn)的薄膜鋁層面上又鍍一鋅層，第二磁控濺射平面鋁靶8作用為在運(yùn)轉(zhuǎn)的薄膜鋅層面上再鍍一鋁氧化層。
第一放卷展平棍41、第二放卷展平棍42、第一收卷展平棍43的外圓軸線相對(duì)展平棍芯軸線傾斜α角度，該傾斜α角度的展平棍具有在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生展平薄膜的軸向力；該α角度范圍為0.5度至5度。
卷繞室A和濺射蒸鍍室B還分別設(shè)有上冷井盤管11和下冷井盤管12，上冷井盤管11和下冷井盤管12在3分鐘至5分鐘以內(nèi)溫度達(dá)到-100℃至-120℃，將用于凝結(jié)水分并配合真空抽氣系統(tǒng)提高抽速和提高極限真空。真空倉(cāng)體C壁上開有觀察窗口10。
鋅蒸發(fā)源7由噴發(fā)嘴71、鋅爐膽72、鋅鍋73、加熱絲74、保溫隔熱層75、鋅爐外罩76組成；噴發(fā)嘴71開有噴口71a，噴發(fā)嘴71嵌裝在鋅爐膽72口部開有的凹槽內(nèi)。
高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)工藝流程，卷繞室A內(nèi)的放卷軸21連續(xù)放卷，順序?qū)⒈∧ご┻^第一放卷過膜棍31、第一放卷展平棍41、第二放卷過膜棍32、第二放卷展平棍42，進(jìn)行展平；其特征是展平的薄膜還經(jīng)蒸鍍鼓5通過位于濺射蒸鍍室B的第一磁控濺射平面鋁靶6鍍一鋁層，又經(jīng)鋅蒸發(fā)源7鍍一鋅層，再經(jīng)第二磁控濺射平面鋁靶8鍍一鋁氧化層，卷繞回到卷繞室A；配合同步順序經(jīng)過第一收卷過膜棍33、收卷張力棍9、第二收卷過膜棍34、第一收卷展平棍43、第三收卷過膜棍35展平，收卷軸22，相配合同步連續(xù)收卷。
濺射鍍膜具體為陽極上放置工件，與直流電源的正極連接。通常是將鍍膜室接地，并與陽極連結(jié)，陰極上裝置靶材，與直流電源的負(fù)極連接。等離子體中的離子被陰極暗區(qū)的電場(chǎng)加速后，飛向陰極轟擊靶材。離子轟擊靶材時(shí)，發(fā)生兩種與濺射鍍膜有關(guān)的物理現(xiàn)象。首先是離子將原子擊出靶面，產(chǎn)生濺射原子。濺射鍍膜就是由這些濺射原子在薄膜上沉積實(shí)現(xiàn)的。其次是，離子將原子擊出靶面，產(chǎn)生二次電子。二次電子被陰極暗區(qū)的電場(chǎng)加速，成為載能的快電子，快電子與氬氣碰撞產(chǎn)生電離，并漸漸損失能量變成熱電子。濺射鍍膜所依賴的等離子體，就是由快電子，尤其是熱電子與氬氣的碰撞電離來維持的。
本發(fā)明在制造加工金屬化薄膜時(shí)，不需要進(jìn)行表面電暈處理，在薄膜上同時(shí)鍍上三層金屬，最外面的金屬層為氧化層，對(duì)鍍好的薄膜沒有嚴(yán)格的溫度，濕度要求，所放置的地方只要凈化即可。表面未經(jīng)電暈處理的薄膜，其耐高壓性能和清潔度大幅提高，同時(shí)在蒸鍍過程中，采用磁控濺射技術(shù)替代了原來的電阻加熱蒸發(fā)技術(shù)，在鍍膜過程中大幅度降低對(duì)薄膜的熱輻射，從而使鍍好的薄膜耐壓大大提高，同時(shí)，將原有的鋅鋁復(fù)合化薄膜進(jìn)行重大創(chuàng)新，即在原有基礎(chǔ)上同時(shí)再鍍上一層金屬，此金屬層在接觸大氣后生成一層致密的氧化層，從而將里邊的兩層金屬層與大氣隔絕，從而保證了電容器用金屬化薄膜的高品質(zhì)，徹底改變了原來的金屬化薄膜由于耐壓不足和表面氧化從而造成電容器廢品的問題。
雖然本發(fā)明已通過參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。
權(quán)利要求
1.高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)，包括采用長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的真空倉(cāng)體(C)，其特征是所述的真空倉(cāng)體(C)經(jīng)中間的隔倉(cāng)板(1)隔開有位于上部的卷繞室(A)和位于下部的濺射蒸鍍室(B)，所述的卷繞室(A)和濺射蒸鍍室(B)分別通過上真空管路(D)和下真空管路(E)連接各自的真空抽氣系統(tǒng)，真空倉(cāng)體(C)內(nèi)設(shè)有蒸鍍鼓(5)，該蒸鍍鼓(5)上、下部分別位于卷繞室(A)和濺射蒸鍍室(B)，卷繞室(A)設(shè)有由PLC程序控制技術(shù)控制的薄膜卷繞系統(tǒng)，該薄膜卷繞系統(tǒng)由放卷組件、蒸鍍鼓(5)和收卷組件組成；所述的濺射蒸鍍室(B)設(shè)有屏帶卷繞系統(tǒng)，該屏帶卷繞系統(tǒng)由蒸鍍鼓(5)帶動(dòng)屏帶棍組件組成；所述的濺射蒸鍍室(B)還設(shè)有位于蒸鍍鼓(5)下側(cè)的第一磁控濺射平面鋁靶(6)、鋅蒸發(fā)源(7)、第二磁控濺射平面鋁靶(8)，且所述的第一磁控濺射平面鋁靶(6)、第二磁控濺射平面鋁靶(8)位于鋅蒸發(fā)源(7)的兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)，其特征是所述的放卷組件由上至下順序包括有放卷軸(21)、第一放卷過膜棍(31)、第一放卷展平棍(41)、第二放卷過膜棍(32)、第二放卷展平棍(42)，收卷組件由下至上順序包括有第一收卷過膜棍(33)、收卷張力棍(9)、第二收卷過膜棍(34)、第一收卷展平棍(43)、第三收卷過膜棍(35)、收卷軸(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)，其特征是所述的第一磁控濺射平面鋁靶(6)的作用為在運(yùn)轉(zhuǎn)的薄膜面上鍍一鋁層，鋅蒸發(fā)源(7)的作用為在運(yùn)轉(zhuǎn)的薄膜鋁層面上又鍍一鋅層，第二磁控濺射平面鋁靶(8)作用為在運(yùn)轉(zhuǎn)的薄膜鋅層面上再鍍一鋁氧化層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)，其特征是所述的第一放卷展平棍(41)、第二放卷展平棍(42)、第一收卷展平棍(43)的外圓軸線相對(duì)展平棍芯軸線傾斜α角度，該傾斜α角度的展平棍具有在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生展平薄膜的軸向力；該α角度范圍為0.5度至5度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)，其特征是所述的卷繞室(A)和濺射蒸鍍室(B)還分別設(shè)有上冷井盤管(11)和下冷井盤管(12)，上冷井盤管(11)和下冷井盤管(12)在3分鐘至5分鐘以內(nèi)溫度達(dá)到-100℃至-120℃，將用于凝結(jié)水分并配合所述的真空抽氣系統(tǒng)提高抽速和提高極限真空。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)，其特征是所述的真空倉(cāng)體(C)壁上開有觀察窗口(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)，其特征是所述的鋅蒸發(fā)源(7)由噴發(fā)嘴(71)、鋅爐膽(72)、鋅鍋(73)、加熱絲(74)、保溫隔熱層(75)、鋅爐外罩(76)組成；噴發(fā)嘴(71)開有噴口(71a)，噴發(fā)嘴(71)嵌裝在鋅爐膽(72)口部開有的凹槽內(nèi)。
8.高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)工藝流程，卷繞室(A)內(nèi)的放卷軸(21)連續(xù)放卷，順序?qū)⒈∧ご┻^第一放卷過膜棍(31)、第一放卷展平棍(41)、第二放卷過膜棍(32)、第二放卷展平棍(42)，進(jìn)行展平；其特征是展平的薄膜還經(jīng)蒸鍍鼓(5)通過位于濺射蒸鍍室(B)的第一磁控濺射平面鋁靶(6)鍍一鋁層，又經(jīng)鋅蒸發(fā)源(7)鍍一鋅層，再經(jīng)第二磁控濺射平面鋁靶(8)鍍一鋁氧化層，卷繞回到卷繞室(A)；配合同步順序經(jīng)過第一收卷過膜棍(33)、收卷張力棍(9)、第二收卷過膜棍(34)、第一收卷展平棍(43)、第三收卷過膜棍(35)展平，收卷軸(22)，相配合同步連續(xù)收卷。
全文摘要
本發(fā)明公開了高速卷繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)，包括的真空倉(cāng)體經(jīng)隔倉(cāng)板隔有卷繞室和濺射蒸鍍室，其分別通過上真空管路和下真空管路連接各自的真空抽氣系統(tǒng)，真空倉(cāng)體內(nèi)設(shè)有蒸鍍鼓，卷繞室設(shè)有由PLC程序控制技術(shù)控制的由放卷組件、蒸鍍鼓和收卷組件組成的薄膜卷繞系統(tǒng)；濺射蒸鍍室設(shè)有由蒸鍍鼓帶動(dòng)屏帶棍組件組成的屏帶卷繞系統(tǒng)；濺射蒸鍍室還設(shè)有位于蒸鍍鼓下側(cè)的第一、第二磁控濺射平面鋁靶、鋅蒸發(fā)源，且第一、第二磁控濺射平面鋁靶位于鋅蒸發(fā)源的兩側(cè)。其工藝流程為展平的薄膜還經(jīng)蒸鍍鼓通過位于濺射蒸鍍室的第一磁控濺射平面鋁靶鍍一鋁層，又經(jīng)鋅蒸發(fā)源鍍一鋅層，再經(jīng)第二磁控濺射平面鋁靶鍍一鋁氧化層，卷繞回到卷繞室收卷。
文檔編號(hào)C23C14/56GK1835140SQ20061004997
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者潘旭祥, 林正亮 申請(qǐng)人:潘旭祥