线性串联的原子层沉积系统的制作方法

本实用新型涉及原子层沉积技术领域，特别涉及一种线性串联的原子层沉积系统。

背景技术：

现有技术中，原子层沉积工艺是在卷料的传送过程中，在卷料表面不断沉积单层原子层；卷料从真空放卷装置传送到真空收卷装置的过程中，可能出现位置偏离，导致卷料沉积不均匀。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种线性串联的原子层沉积系统，旨在调整卷料在传送过程中的位置，以改善卷料表面的原子沉积效果。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种种线性串联的原子层沉积系统，所述原子层沉积系统包括：

真空放卷装置，所述真空放卷装置套设有卷料，用于将卷料拉出；

真空收卷装置，与所述真空放卷装置间隔设置，所述真空收卷装置用于将拉出后的卷料回收；

至少一个真空沉积装置，设于所述真空放卷装置和所述真空收卷装置之间，并依次连接；所述真空沉积装置用于对所述卷料沉积处理；及

至少一个真空卷料辅助装置，所述真空卷料辅助装置设于相邻两个所述真空沉积装置之间、和/或所述真空沉积装置与所述真空放卷装置之间、和/或所述真空沉积装置与所述真空收卷装置之间；所述真空卷料辅助装置用于实现卷料的张力控制、和/或动力提供、和/或加热冷却、和/或卷料纠偏；

其中，所述真空放卷装置、所述真空收卷装置、所述真空沉积装置和所述真空卷料辅助装置中的任意相邻的两者之间可拆卸连接而形成相互连通的真空系统。

在一实施例中，所述真空卷料辅助装置包括机壳和设于所述机壳内的张紧组件，所述张紧组件包括第一传送辊和两个第二传动辊，两个所述第二传送辊设置于所述第一传送辊两侧并与所述第一传送辊平行设置；其中，所述第一传送辊与两个所述第二传送辊分别位于卷料的两侧，所述卷料在所述第一传送辊与两个所述第二传送辊构成的传送路径上呈弯曲状传送。

在一实施例中，所述真空卷料辅助装置还包括设于所述机壳内的纠偏组件，所述纠偏组件与所述张紧组件呈间隔设置；

所述纠偏组件包括直线导轨、连接板、传动轴承及驱动件；所述直线导轨设置于所述机壳；所述连接板上设置有滑槽，所述滑槽与直线导轨滑动配合；所述传动轴承的内圈与所述连接板固定连接；所述驱动件连接至所述连接板，以驱动所述连接板在所述直线导轨上来回滑动。

在一实施例中，所述真空卷料辅助装置还包括设于所述真空放卷装置和与其相邻的所述真空沉积装置之间的预加热组件；

所述预加热组件包括输送平台、第一加热箱、第一进气机构及第一加热机构；所述第一加热箱设于所述输送平台的上方，所述第一加热箱开具有第一进气口和第一出气口，所述第一出气口朝向所述输送平台设置；所述第一进气机构连通于所述第一进气口，并对所述第一加热箱内充入气体；所述第一加热机构连接于所述第一加热箱，并对所述第一加热箱进行加热；所述第一加热箱内的气体经所述第一加热机构加热后，从所述第一出气口排出，以对所述输送平台上的膜材加热。

在一实施例中，所述真空卷料辅助装置还包括设于所述真空收卷装置和相邻的所述真空沉积装置之间的冷却组件；

所述冷却组件包括一个冷却辊和两个传动辊，两个所述传动辊分别设于所述冷却辊的两侧，所述冷却辊设有内腔，所述内腔用于充入冷却液；所述卷料传动于所述冷却辊和两个所述传动辊，以使所述冷却辊对所述卷料的表面冷却。

在一实施例中，所述真空卷料辅助装置还包括设于相邻的真空沉积装置之间的动力组件；

所述动力组件包括一个主动辊、至少一个辅助辊及与所述主动辊传动连接的驱动件，多个所述辅助辊均与所述主动辊传动连接，所述卷料传动于所述主动辊和所述辅助辊，以使所述驱动件驱动所述主动辊带动所述卷料移动。

在一实施例中，所述线性串联的原子层沉积系统还包括多个隔断装置和所述真空沉积装置，每一所述真空沉积装置与相邻的所述真空卷料辅助装置之间设有一所述隔断装置，且所述隔断装置靠近所述真空收卷装置设置；

所述隔断装置包括隔断壳和设于所述隔断壳外壁的第一进气机构，所述隔断壳与所述真空沉积装置连通，所述第一进气机构用于向所述隔断壳内充入惰性气体。

在一实施例中，所述真空沉积装置与所述隔断装置之间设有隔板，所述隔板设有狭缝，所述狭缝用于供卷料通过。

在一实施例中，所述原子层沉积系统还包括多个加热隔离装置，每一所述真空沉积装置与相邻的所述真空卷料辅助装置之间设有一所述加热隔离装置，所述加热隔离装置靠近所述真空放卷装置的一侧设置；

所述加热隔离装置包括隔离壳、设于所述隔离壳外壁的第二进气机构和设于所述隔离壳内的加热件，所述隔离壳与所述真空沉积装置连通，所述第二进气机构用于向所述隔离壳内充入惰性气体。

在一实施例中，所述真空沉积装置包括：

壳体，设有多个呈并列排布的反应壳，每一所述反应壳设有反应腔；

充气盒，与多个所述反应壳连接，所述充气盒设有进气孔和多个出气孔，每一所述出气孔与一所述反应腔连通；及

进气管，与所述进气孔连通，所述进气管远离所述进气孔的一端用于与供气设备连通，以向所述充气盒内充入反应气体。

本实用新型技术方案通过设置真空放卷装置、真空收卷装置、至少一个真空沉积装置和至少一个真空卷料辅助装置，所述真空放卷装置套设有卷料，用于将卷料拉出；真空收卷装置与所述真空放卷装置间隔设置，所述真空收卷装置用于将拉出后的卷料回收；多个真空沉积装置设于所述真空放卷装置和所述真空收卷装置之间，并依次连接，所述卷料依次穿过多个所述真空沉积装置；所述真空沉积装置用于对所述卷料沉积处理；所述真空卷料辅助装置设于相邻两个所述真空沉积装置之间、和/或所述真空沉积装置与所述真空放卷装置之间、和/或所述真空沉积装置与所述真空收卷装置之间；所述真空卷料辅助装置用于实现卷料的张力控制、和/或动力提供、和/或加热冷却、和/或卷料纠偏；其中，所述真空放卷装置、真空收卷装置、真空沉积装置和真空卷料辅助装置中的任意相邻的两者之间可拆卸连接而形成相互连通的真空系统。如此设置，卷料可自动放卷和收卷，并能真空卷料辅助装置进行调整传动中的卷料，使得卷料在传动过程中一致保持在预设位置和绷紧，从而改善卷料表面的原子沉积效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型线性串联的原子层沉积系统一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型线性串联的原子层沉积系统的真空卷料辅助装置的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种线性串联的原子层沉积系统。

在本实用新型实施例中，参照图1，该线性串联的原子层沉积系统包括真空放卷装置10、真空收卷装置20、至少一个真空沉积装置30及至少一个真空卷料辅助装置40；所述真空放卷装置10套设有卷料，用于将卷料拉出；真空收卷装置20与所述真空放卷装置10间隔设置，所述真空收卷装置20用于将拉出后的卷料回收；至少一个真空沉积装置30设于所述真空放卷装置10和所述真空收卷装置20之间，并依次连接；所述真空沉积装置30用于对所述卷料沉积处理；所述真空卷料辅助装置40设于相邻两个所述真空沉积装置30之间、和/或所述真空沉积装置30与所述真空放卷装置10之间、和/或所述真空沉积装置30与所述真空收卷装置20之间；所述真空卷料辅助装置40用于实现卷料的张力控制、和/或动力提供、和/或加热冷却、和/或卷料纠偏；

其中，所述真空放卷装置10、所述真空收卷装置20、所述真空沉积装置30和所述真空卷料辅助装置40中的任意相邻的两者之间可拆卸连接而形成相互连通的真空系统。

在本实施例中，通过在多个真空沉积装置30之间设置一真空卷料辅助装置40，将传动与多个真空沉积装置30上的卷料可通过真空卷料辅助装置40调整卷料的位置，进而使得卷料表面在多个真空沉积装置30的沉积处理下形成更好的沉积效果。真空卷料辅助装置40还能对多个真空沉积装置30上的卷料进行加热冷却，使得反应气体在卷料的表面反应充分，进而达到更好的沉积效果。

在本实施例中，真空放卷装置10包括机座、两组滑动件、两组支撑件及转轴，两组所述滑动件设置于所述机座上；两组所述支撑件间隔设置，两组所述支撑件分别滑动设置于两组所述滑动件上；所述转轴的两端分别转动设置于两组所述支撑件上，所述转轴上套设有卷料。将两组支撑件间隔设置在机座上，使两组支撑件之间形成一个置物区，用于容纳卷料。而转轴的两端分别转动设置于两组支撑件之间，并将卷料设置在转轴上，随着转轴的旋转，卷料上的料条被牵引出整个卷料真空放卷装置，便于其他工位接收料条。在机座上设置两组滑动件，使两组支撑件分别滑动设置于两组滑动件上，使得支撑件可以通过滑动件来回振动。当机座产生旋转轴的轴向振动时，调节支撑件在机座上的往复位置，而不会对卷料产生影响，以及可以缓冲来回振动的力。

所述真空收卷装置20包括收料支架、收料滚筒和收料滑轨，所述收料支架上设置有可转动的收料滚筒，接收的物料转绕于所述收料滚筒上，所述收料支架底部设置有收料滑槽；所述收料滑轨设置于所述底板上，所述收料滑轨与所述收料滑槽滑动配合，所述收料滑轨的滑动方向与所述物料的收料方向垂直。多个真空沉积装置30设于真空放卷装置和真空收卷装置之间，且相邻的两个真空沉积装置30可直接依次连接，也可依次间接连接，可以理解的是，相邻的两个真空沉积装置30之间通过设置其他装置或组件进行连通。

本实用新型技术方案设置真空放卷装置10、真空收卷装置20、至少一个真空沉积装置30和至少一个真空卷料辅助装置40，所述真空放卷装置10套设有卷料，用于将卷料拉出；真空收卷装置20与所述真空放卷装置10间隔设置，所述真空收卷装置20用于将拉出后的卷料回收；至少一个真空沉积装置30设于所述真空放卷装置10和所述真空收卷装置20之间，并依次连接，所述卷料依次穿过多个所述真空沉积装置30；所述真空卷料辅助装置40设于相邻两个所述真空沉积装置30之间、和/或所述真空沉积装置30与所述真空放卷装置10之间、和/或所述真空沉积装置30与所述真空收卷装置20之间；所述真空卷料辅助装置40用于实现卷料的张力控制、和/或动力提供、和/或加热冷却、和/或卷料纠偏；如此设置，卷料可自动放卷和收卷，并能让真空卷料辅助装置40进行调整传动中的卷料，使得卷料在传动过程中一致保持在预设位置和绷紧，从而改善卷料表面的原子沉积效果。

参照图1和图2，所述真空卷料辅助装置40包括机壳和设于所述机壳内的张紧组件41，所述张紧组件41包括第一传送辊和两个第二传动辊，两个所述第二传送辊设置于所述第一传送辊两侧并与所述第一传送辊平行设置；其中，所述第一传送辊与两个所述第二传送辊分别位于卷料的两侧，所述卷料在所述第一传送辊与两个所述第二传送辊构成的传送路径上呈弯曲状传送。

在本实施例中，真空卷料辅助装置40的张紧组件41通过合理安排所述第一传送辊和两个所述第二传送辊的相对位置，也即，两所述第二传送辊设置于所述第一传送辊两侧并与所述第一传送辊平行设置；且所述第一传送辊与所述第二传送辊分别位于物料的两侧，以使所述物料在所述第一传送辊与所述第二传送辊构成的传送路径上呈弯曲状传送，产生对所述第一传送辊的压力；用户可根据实际使用情况调整第一传送滚和两个第二传送滚的相对位置，进而调整卷料在张紧组件41内的张紧程度，从而使得卷料始终保持紧绷，便于真空沉积装置30在卷料表面进行沉积处理，以提升卷料的沉积效果。

在本实施例中，通过在所述第一传送辊的两端各设置有张力传感器，并通过所述张力传感器检测在所述第一传送辊上传送的卷料的张力，在本实施例中，所述卷料也即需要进行原子层沉积的基材，所述张力传感器成对使用，可以将两个所述张力传感器检测到的张力数据的平均值作为所述卷料的张力。两所述第二传送辊设置于所述第一传送辊两侧并与所述第一传送辊平行设置，且所述第一传送辊与所述第二传送辊分别位于卷料的两侧，也即，所述卷料会先经过一个所述第二传送辊，再经过所述第一传送辊进行张力检测，最后经过另外一个所述第二传送辊将卷料传送出去，所述卷料在所述第一传送辊与所述第二传送辊构成的传送路径上呈弯曲状传送，也即，所述卷料在所述第一传送辊和两个第二传送辊上并非平直传送的，而是呈现出弯曲状，如此，张紧的卷料会把自身受到的张力传递至所述第二传送辊上，以通过所述张力传感器对所述卷料的张力进行检测。如此，通过所述第一传送辊上两端的张力传感器检测所述卷料也即基材的张力，从而可以获知卷料在所述张力检测装置上传送时的张力，并基于检测结果对所述卷料的张力进行调节，从而可以提高原子层沉积品质。

在一实施例中，参照图1和图2，所述真空卷料辅助装置40还包括设于所述机壳内的纠偏组件42，所述纠偏组件42与所述张紧组件41呈间隔设置；所述纠偏组件42包括直线导轨、连接板、传动轴承及驱动件；所述直线导轨设置于所述机壳；所述连接板上设置有滑槽，所述滑槽与直线导轨滑动配合；所述传动轴承的内圈与所述连接板固定连接；所述驱动件连接至所述连接板，以驱动所述连接板在所述直线导轨上来回滑动。

在本实施例中，所述机壳上设有传动组件，所述传送组件包括：多个鱼眼轴承组件，所述鱼眼轴承组件包括间隔设置于底板上的两个支撑杆，两个所述支撑杆的顶端设置有连接轴，所述连接轴上套设有鱼眼轴承，所述鱼眼轴承上设置有连接座；活动板，所述活动板上设置有可转动设置的多个传送辊。所述传送辊用于传送所述基材，所述纠偏组件42连接至其中一个所述鱼眼轴承组件上，当然也可以连接至一个以上的所述鱼眼轴承组件上，所述纠偏组件42也可以设置成多组，所述纠偏组件42用于驱动所述鱼眼轴承组件运动，以通过所述鱼眼轴承组件带动所述活动板以及所述活动板上的传送辊来回摆动，从而对所述传送辊上传送的物料进行纠偏。

具体地，纠偏组件的所述驱动件连接至所述连接板上，以驱动所述连接板在所述直线导轨上来回滑动，因为所述连接板固定连接所述传动轴承的内圈，因此所述内圈跟随所述连接板来回运动，因为所述外圈通过所述滚珠相对所述内圈转动连接，因此所述内圈来回运动时，所述外圈相对所述内圈来回转动；因为传动组件的其中一个所述连接轴连接到所述外圈上，所述连接轴也来回运动，并带动所述鱼眼轴承来回运动，所述鱼眼轴承带动所述连接座来回运动，所述连接座带动所述活动板以及所述活动板上的传送辊来回摆动，从而对所述传送辊上的所述卷料进行位置纠偏。

在一实施例中，参照图1，所述真空卷料辅助装置40还包括设于所述真空放卷装置10和与其相邻的所述真空沉积装置30之间的预加热装置43；所述预加热组件43包括输送平台、第一加热箱、第一进气机构及第一加热机构；所述第一加热箱设于所述输送平台的上方，所述第一加热箱开具有第一进气口和第一出气口，所述第一出气口朝向所述输送平台设置；所述第一进气机构连通于所述第一进气口，并对所述第一加热箱内充入气体；所述第一加热机构连接于所述第一加热箱，并对所述第一加热箱进行加热；所述第一加热箱内的气体经所述第一加热机构加热后，从所述第一出气口排出，以对所述输送平台上的膜材加热。

在本实施例中，通过以上设置，当卷料从真空放卷装置10进入至预加热组件43后，卷料可在输送平台传动下进入第一加热箱，且第一进气机构向第一加热箱内充入需要沉积反应的反应气体，使得反应气体和卷料均可通过第一加热箱预先加热，进而加快卷料的表面与反应气体的反应速度，从而提升卷料的沉积效果。

在一实施例中，参照图1，所述真空卷料辅助装置40还包括设于所述真空收卷装置20和相邻的所述真空沉积装置30之间的冷却组件44；所述冷却组件44包括一个冷却辊和两个传动辊，两个所述传动辊分别设于所述冷却辊的两侧，所述冷却辊设有内腔，所述内腔用于充入冷却液；所述卷料传动于所述冷却辊和两个所述传动辊，以使所述冷却辊对所述卷料的表面冷却。

在本实施例中，通过在真空收卷装置20和真空沉积装置30之间冷却组件44；具体地，当卷料从真空沉积装置30完成沉积处理并进入真空收卷装置20之前，可依次传动于一个传动辊、冷却辊和另一传动辊，使得卷料在经过冷却辊时，冷却辊内的冷却液可通过换热吸收卷料表面的热量，以此降低卷料表面的温度，进而使得卷料在进入真空收卷装置20之前降低温度，降温后的卷料与外界环境的空气不会发生化学反应，从而提高沉积处理后的卷料的稳定性。

在一实施例中，参照图1，所述真空卷料辅助装置40还包括设于相邻的真空沉积装置30之间的动力组件；所述动力组件包括一个主动辊、至少一个辅助辊及与所述主动辊传动连接的驱动件，多个所述辅助辊均与所述主动辊传动连接，所述卷料传动于所述主动辊和所述辅助辊，以使所述驱动件驱动所述主动辊带动所述卷料移动。

通过上述设置，当卷料长度较长时，卷料中间的位置会出现传动力度不足的情况，因此通过动力组件的驱动件带动主动辊转动，主动辊再带动多个辅助辊在卷料的中间位置进行辅助传动，使得卷料的各个位置的传动力度一致，从而让卷料传动顺畅。

在一实施例中，参照图1，所述线性串联的原子层沉积系统还包括多个隔断装置50和所述真空沉积装置30，每一所述真空沉积装置30与相邻的所述真空卷料辅助装置40之间设有一所述隔断装置50，且所述隔断装置50靠近所述真空收卷装置20设置；所述隔断装置50包括隔断壳和设于所述隔断壳外壁的第一进气机构，所述隔断壳与所述真空沉积装置30连通，所述第一进气机构用于向所述隔断壳内充入惰性气体。

在本实施例中，通过在每一真空沉积装置30与相邻的真空卷料辅助装置40之间设置隔断装置50；具体地，该隔断装置50包括隔断壳和设于隔断壳外壁的第一进气机构，该隔断壳设于每一真空沉积装置30和相邻的真空卷料辅助装置40之间，并连通真空沉积装置30和真空卷料辅助装置40；当卷料从真空沉积装置30完成沉积处理并进入隔断壳后，此时可通过第一进气机构向隔断壳充入惰性气体，利用惰性气体在隔断壳内形成气墙，惰性气体充满在隔断壳内，进而避免真空沉积装置30内的反应气体通过隔断壳进入真空卷料辅助装置40内，影响真空沉积装置30对卷料的沉积处理效果。

在一实施例中，参照图1，所述真空沉积装置30与所述隔断装置50之间设有隔板，所述隔板设有狭缝，所述狭缝用于供卷料通过。在本实施例中，具体地，通过在隔断壳与真空沉积装置30之间设置一个隔板，且该隔板上设有狭缝，使得卷料可通过该狭缝进入隔断壳内；由于狭缝的面积较小，使得真空沉积装置30的反应气体进入隔断壳内的开口面积也较小，且卷料在持续传动过程中，与狭缝之间形成间隙更小，更能隔断反应气体进入隔断壳内。

在一实施例中，参照图1，所述线性串联的原子层沉积系统还包括多个加热隔离装置60，每一所述真空沉积装置30与相邻的所述真空卷料辅助装置40之间设有一所述加热隔离装置60，所述加热隔离装置60靠近所述真空放卷装置10的一侧设置；所述加热隔离装置60包括隔离壳、设于所述隔离壳外壁的第二进气机构和设于所述隔离壳内的加热件，所述隔离壳与所述真空沉积装置30连通，所述第二进气机构用于向所述隔离壳内充入惰性气体。

在本实施例中，通过在每一真空沉积装置30和相邻的真空卷料辅助装置40之间设置一加热隔离装置60；具体地，当卷料从真空沉积装置30完成沉积处理并进入隔离壳后，此时可控制隔离壳内的加热件通电加热，使得随着卷料进入至隔离壳内的反应气体可在高温下加速反应形成不活跃的气体，该气体与卷料的表面不会产生反应，因此该气体为惰性气体，进而可形成隔离气墙，对没有加速反应的活跃的反应气体阻挡走向。而第二进气机构向隔离壳内充入惰性气体，与加速反应后的不活跃气体混合形成更厚的气墙，提升隔离反应气体的隔离效果。

在一实施例中，参照图1，所述真空沉积装置30包括壳体、充气盒及进气管，壳体设有多个呈并列排布的反应壳，每一所述反应壳设有反应腔；充气盒与多个所述反应壳连接，所述充气盒设有进气孔和多个出气孔，每一所述出气孔与一所述反应腔连通；进气管与所述进气孔连通，所述进气管远离所述进气孔的一端用于与供气设备连通，以向所述充气盒内充入反应气体。

在本实施例中，通过反应器通过在壳体设置多个反应壳，多个反应壳呈并列排布，每一反应壳设有反应腔；通过一个充气盒与多个反应壳的同一位置连接；具体地，通过在充气盒一面设有多个出气孔，充气盒在出气孔相邻的一面设有一个进气孔，该进气孔与进气管连通，而进气管的另一端则与供气设备连通；每一出气孔与一反应壳的反应腔连通；当供气设备向进气管通气后，进气管随后向充气盒也通气，进而使得充气盒可通过出气孔同时向多个反应腔通入反应气体，加快了反应器的通气速度。通过以上设置，本反应器只需设置一个进气管和一个充气盒即可向多个反应壳的反应腔充气，相较于以前的反应器，简化了反应器的供气组件结构。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

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