[发明专利]一种离子束沉积设备的冷却辊

说明书

本发明公开了一种离子束沉积设备的冷却辊，涉及离子束镀膜领域。该方案包括中空的辊体，所述辊体由外至内依次包括表面导电层、绝缘导热层以及冷却腔，所述表面导电层携带负电荷，所述冷却腔内循环通入、排出冷却流体，或者在所述冷却腔内设置固体冷却介质，所述辊体还包括支撑轴部，所述支撑轴部与所述绝缘导热层固定。在冷辊表面均匀施加电场，改变系统的电场分布，提高镀膜质量，通过绝缘导热层将冷却腔与表面导电层隔离开，支撑轴部与绝缘导热层固定，将表面导电层与冷却腔、支撑轴隔离，能对薄膜进行冷却，并降低触电的风险，消除安全隐患。

技术领域

本发明涉及离子束镀膜领域，具体涉及一种离子束沉积设备的冷却辊。

背景技术

冷却辊是在薄膜生产中用于冷却薄膜产品的输送件，具有冷却与输送的双重作用。

在薄膜压延、涂布或其它加工过程中，为了减少材料在温度变化时变形，特别是塑性材料由于温度升高在拉升力及电场力的作用下变形，通过冷辊冷却可减少材料的变形。

在离子束沉积薄膜领域中，申请号为“201010510359.5”的中国专利申请公开了在离子注入和等离子体沉积薄膜的设备中采用的冷却部件，冷却部件为自由转动的、中空且内通冷却介质的冷却辊，该冷却部件可防止长时间的等离子体沉积和/或离子注入所产生的大量热量损坏薄膜。

此外，该申请的冷却辊主要起到冷却薄膜的作用，但是在实际的离子束沉积过程中，等离子沉积的分布的均匀性有待提高。

因此，需要提供一种运用于离子束沉积设备的冷却辊。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种离子束沉积设备的冷却辊，其包括表面导电层、绝缘导热层以及冷却腔。可在表面导电层施加电压，提高离子沉积分布额均匀性，通过绝缘导热层将冷却腔与表面导电层分隔，避免冷却腔与表面导电层之间相互导电，消除触电的安全隐患。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种离子束沉积设备的冷却辊，包括中空的辊体，所述辊体由外至内依次包括表面导电层、绝缘导热层以及冷却腔，所述表面导电层携带负电荷，所述辊体还包括支撑轴部，所述支撑轴部与所述绝缘导热层固定；

所述冷却腔中设置有第一冷却盘管，所述第一冷却盘管内循环通入、排出冷却流体，所述第一冷却盘管的外管壁与所述绝缘导热层接触，所述第一冷却盘管包括第一冷却流体入口以及第一冷却流体出口，所述第一冷却流体入口及所述第一冷却流体出口均设置于支撑轴部上，且所述第一冷却流体入口及所述第一冷却流体出口沿所述辊体的轴线方向朝所述辊体外设置。

通过这样设置，由于向薄膜表面沉积的离子束携带正电荷，故通过在冷却辊上加负电场，从而提高离子束平均能量，改善离子束性能，提高薄膜沉积质量；

而现有的冷却辊采用导热性能好的材料，例如金属，优选为不锈钢，而若直接在现有技术的冷却辊上施加电压，可能会导致整体的沉积设备带电，无法控制电场分布，另外存在触电的安全隐患。

通过绝缘导热层将冷却腔与表面导电层隔离开，支撑轴部与绝缘导热层固定，从而支撑轴部也与表面导电层之间相互不导电，在离子束沉积过程中，薄膜的热量可以通过绝缘导热层传递至冷却腔中，通过冷却腔中的液态或气态介质或固体冷却介质将热量带走，从而对薄膜进行冷却，降低薄膜的温度，冷却辊在工作过程中，由于绝缘导热层的设置，表面导电层与冷却腔、支撑轴隔离，使得冷却辊整体上只有表面导电层带电，降低触电的风险，消除安全隐患，并通过在冷辊表面均匀施加电场，改变了系统的电场分布，提高镀膜质量。

第一冷却盘管的外管壁与绝缘导热层接触，从而绝缘导热层将热量传递至第一冷却盘管，通过第一冷却盘管通入的冷却流体将热量带离冷却辊，冷却流体即为液态或气态介质，从而对与表面导电层接触的薄膜进行冷却，起到保护薄膜的目的；