镀膜设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及溶液镀膜技术领域，尤其涉及一种镀膜设备，包括储备池、工作池、过滤池、循环池和提拉机构，储备池与工作池相连通，工作池与过滤池相连通，过滤池与循环池相连通，循环池与工作池相连通，提拉机构设置在工作池中，上下提拉进行镀膜作业，工作池中设置第二控制单元，第二控制单元包括第二温度控制单元、第二黏度控制单元、第二导电率控制单元、第二配比控制单元。优选地，所述第二黏度控制单元竖直设置，沿竖直方向按一定距离设置黏度传感器。与现有技术相比，本实用新型的镀膜设备可以及时检测出镀膜液的性质变化，并且能及时改变镀膜液的相关性质，使镀膜液的性质保持在合格状态进行镀膜，保证镀膜质量良好。
【专利说明】
镀膜设备
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及溶液镀膜技术领域，尤其涉及一种镀膜设备。
【【背景技术】】
[0002]溶液镀膜是指在溶液中利用化学反应或电化学等化学方法在基体表面沉积薄膜的技术。溶液镀膜技术不需要真空条件，设备简单，可以在各种基体表面成膜，原料易得，在电子元器件、各种表面涂覆工艺与装饰行业等方面广泛应用。溶液镀膜技术主要包括溶胶凝胶技术、化学反应沉积技术、阳极氧化技术、电镀技术。其中溶胶凝胶技术因其易于控制薄膜组分，可在分子水平控制掺杂，工艺简单，可获得理想厚度和组分。
[0003]涂胶方法是溶胶凝胶技术中的关键技术之一，主要方式为旋涂法与浸渍提拉法。旋涂法主要是采用电机驱动水平放置的平面镀膜件，将附着于水平镀膜件表面的镀膜液在离心力作用下平铺于镀膜件表面，随着镀膜液中溶剂挥发，在镀膜件表面生长一层凝胶膜，再进行后期处理，便得到所需薄膜。提拉法是将镀膜件浸渍于镀膜液中，然后通过一定的速度，将镀膜件从镀膜液中向上提拉出镀膜液，镀膜液便在镀膜件表面形成凝胶薄膜。
[0004]在镀膜过程中，镀膜液的各种性质容易发生变化，当镀膜液的性质变化超出一定范围时，将会导致镀膜质量大打折扣。因此，为了保证镀膜质量良好，急需提供一种镀膜设备，可以及时检测出镀膜液的性质变化，并且能及时改变镀膜液的相关性质，使镀膜液的性质保持在合格状态进行镀膜，保证镀膜质量良好。
【【实用新型内容】】
[0005]为克服现有镀膜设备难以实时监测并保持镀膜液性质的缺点，本实用新型提供了一种可实时监控并保持镀膜液性质的镀膜设备。
[0006]本实用新型解决技术问题的方案是提供一种镀膜设备，包括储备池、工作池、过滤池、循环池和提拉机构，储备池与工作池相连通，工作池与过滤池相连通，过滤池与循环池相连通，循环池与工作池相连通，提拉机构设置在工作池中，上下提拉进行镀膜作业，工作池中设置第二控制单元，第二控制单元包括第二温度控制单元、第二黏度控制单元、第二导电率控制单元、第二配比控制单元。
[0007]优选地，所述第二黏度控制单元竖直设置，沿竖直方向按一定距离设置黏度传感器。
[0008]优选地，所述储备池包括第一控制单元，第一控制单元包括第一温度控制单元、第一黏度控制单元、第一导电率控制单元、第一配比控制单元、第一搅拌器控制单元。
[0009]优选地，所述循环池包括第三控制单元，第三控制单元包括第三温度控制单元、第三黏度控制单元、第三导电率控制单元、第三配比控制单元、第三搅拌器控制单元和栗送速度控制单元。
[0010]优选地，所述镀膜设备包括竖直杆、水平支撑杆和镀膜基体，竖直杆与水平支撑杆垂直相交，镀膜基体设置在水平支撑杆上。[0011 ]优选地，所述水平支撑杆沿竖直杆反复上下平动。
[0012]优选地，所述镀膜设备进一步包括滑轮和卷料镀膜基体，卷料镀膜基体依次绕着多个滑轮相切穿设。
[0013]优选地，所述工作池内设置一个或多个滑轮，多个滑轮在镀膜液液面上下间隔设置。
[0014]优选地，所述卷料镀膜基体与相邻两个滑轮的相切位置不在同一侧。
[0015]优选地，所述镀膜设备进一步包括牵引装置，牵引装置与卷料镀膜基体相连。
[0016]与现有技术相比，本实用新型提供的镀膜设备，包括储备池、工作池、过滤池、循环池和提拉机构，用于将基体在镀膜液中镀膜，所述储备池将镀膜液流入工作池，工作池将不合格镀膜液流入过滤池，过滤池将不合格的镀膜液过滤后流入循环池，循环池将合格的镀膜液栗送至工作池，提拉机构设置在工作池中，上下提拉进行镀膜作业，工作池中设置有对温度、黏度、电导率、配比、搅拌器、提拉速度和转动速度进行监控的控制单元。补料池对循环池中的镀膜液进行补料，储备池中设置第一控制单元，工作池中设置第二控制单元，循环池中设置第三控制单元，第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元分别包括温度控制单元、黏度控制单元、电导率控制单元、配比控制单元和搅拌器控制单元，第二控制单元还包括提拉速度控制单元或转动速度控制单元，第三控制单元还包括栗送速度控制单元。其中，温度控制单元将镀膜液温度控制在_40°C?40°C，黏度控制单元将镀膜液的黏度控制在200cp?650cp，导电率控制单元将镀膜液的导电率控制在Im S/cm?7m S/cm，配比控制单元将高分子材料、有机溶剂和电解液之间的比例控制在高分子材料:有机溶剂:电解液=(2%?12%):(30%?98%):(4%?20%)，对镀膜液性质的实时监控使得镀膜过程始终处于最适宜的环境与条件下进行，有效地保证了镀膜作业的质量。该镀膜设备结构简洁，自动化程度高，减少了大量的人力劳动，节约成本。
【【附图说明】】
[0017]图1是本实用新型第一实施例中镀膜设备模块结构图；
[0018]图2是本实用新型第一实施例中镀膜设备的第一控制单元模块组成图；
[0019]图3是本实用新型第一实施例中镀膜设备的第二控制单元模块组成图；
[0020]图4是本实用新型第一实施例中镀膜设备的第三控制单元模块组成图；
[0021 ]图5是本实用新型第二实施例中镀膜设备模块结构图；
[0022]图6是本实用新型第二实施例中镀膜设备的滑轮设置方式图。
【【具体实施方式】】
[0023]为了使本实用新型的目、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]请参阅图丨，本实用新型的第一实施例中，该镀膜设备I包括储备池11、工作池12、过滤池13、循环池14、补料池15、竖直杆16、水平支撑杆17、镀膜基体18、栗机19、管道(图未标)及阀门(图未标)。工作池12是进行镀膜的主要场所。储备池11设置在工作池12的侧上方(在所有实施例中，上、下、左、右、内、外等位置限定词仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置)，用于配置并储备合格的镀膜液，储备池11底部与工作池12的侧壁上部通过管道相连通，管道上安装阀门，控制镀膜液的流通。储备池11的底部高于工作池12的顶部，当阀门开启时，储备池11内的镀膜液能够在重力作用下流入工作池12。竖直杆16、水平支撑杆
17、镀膜基体18构成提拉机构(图未标)，提拉机构设置于工作池12内，进行镀膜作业。
[0025]工作池12的下方设置过滤池13，工作池12的底部与过滤池13的顶部通过管道相连通，管道上安装阀门，当阀门开启时，工作池12内的镀膜液能够在重力作用下流入过滤池13，过滤池13对镀膜液的杂质进行过滤。过滤池13侧下方设置循环池14，过滤池13的侧壁底部与循环池14的顶部通过管道相连通，管道上安装阀门，过滤池13的的底部高于循环池14的顶部，当阀门开启时，过滤池13内的镀膜液能够在重力作用下流入循环池14。循环池14与工作池12的侧壁上方通过管道相连通，管道上安装阀门与栗机19。循环池14能够将经过镀膜过程的镀膜液重新调配成合格的镀膜液，再通过栗机19将合格的镀膜液重新栗送至工作池12。循环池14的上方设置补料池15，补料池15内储存有镀膜液所需各浆料组分，补料池15的底部与循环池14的顶部通过管道相连通，管道上安装阀门，补料池15的底部高于循环池14的顶部，当阀门开启时，补料池15内的浆料组分在重力作用下进入循环池14，补充镀膜液中缺乏的浆料组分。工作池12内设置竖直杆16，竖直杆16从工作池12底部一直延伸到工作池12顶部以外，与竖直杆16垂直相交设置一水平支撑杆17，该水平支撑杆17沿着杆长方向均匀吊设多个镀膜基体18，水平支撑杆17可以沿着竖直杆16上下平动，竖直杆16起到导轨的作用。
[0026]储备池11中设置第一控制单元111和搅拌器(图未标)，第一控制单元111可以检测储备池11内的镀膜液性质，第一控制单元111也可以控制储备池11中的搅拌器工作状态，调整搅拌速率，以便达到最佳的搅拌效果。
[0027]工作池12中设置第二控制单元121和搅拌器，第二控制单元121可以检测工作池12内的镀膜液性质，也可以控制工作池12内搅拌器的工作状态，调整搅拌速率，以便达到最佳的搅拌效果。此外，第二控制单元121还可以控制水平支撑杆17上下平动的速率，以满足不同镀膜液对镀膜时间的要求。
[0028]循环池14中设置第三控制单元141和搅拌器，第三控制单元141可以检测循环池14内的镀膜液性质，控制循环池14内搅拌器的工作状态，调整搅拌速率，以达到最佳的搅拌效果。第三控制单元141还可以控制栗机19的栗送速度。
[0029]其中，储备池11、工作池12、过滤池13、循环池14和补料池15相互之间独立设置，彼此在空间上不存在依附关系，其相对位置也不受限制，只需在相互连通的管道上装上栗机19，其相对位置可任意变化，可以实现镀膜作业。另外，储备池11、工作池12、过滤池13、循环池14和补料池15的形状尺寸可任意变化，以适应不同的使用场所、适应不同的镀膜作业规模。储备池11、工作池12、过滤池13、循环池14和补料池15均设置有密封结构(图未示)，密封结构可以使储备池11、工作池12、过滤池13、循环池14和补料池15呈密封状态，最大限度地减少易挥发物质的损失，防止外界杂质混入镀膜液中，影响镀膜质量，同时也可以减少有害物质对人体的直接伤害。
[0030]请参阅图2，第一控制单元111包括第一温度控制单元1111、第一黏度控制单元1112、第一电导率控制单元1113、第一配比控制单元1114和第一搅拌器控制单元1115。第一温度控制单元1111可以对在储备池11中新配制的镀膜液温度进行检测，使镀膜液的温度保持在一定范围内，适合镀膜作业的进行，该温度范围优选为-40°C?40°C。第一黏度控制单元1112可以对储备池11中新配制的镀膜液黏度进行检测，使镀膜液的黏度保持在一定范围内，保证镀膜质量，该黏度范围优选为200cp?650cp。第一电导率控制单元1113可以对储备池11中新配制的镀膜液电导率进行检测，使镀膜液的电导率保持在一定范围，提高镀膜的成功率和镀膜质量，该电导率范围优选为Im S/cm?7m S/cm。第一配比控制单元1114可以对储备池11中新配制的镀膜液各组分比例进行检测，方便控制镀膜液各组分比例保持在合格范围。镀膜液内重要组分为高分子材料、有机溶剂和电解液，三组分的百分比例优选为高分子材料:有机溶剂:电解液=(2%?12%):(30%?98%):(4%?20%)。其中，电解液为Imol的六氟磷酸锂，碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯:碳酸二乙酯= 1:1:1，也可以是Imol的双三氟甲烷磺酰亚胺锂，碳酸乙烯酯:I，4_丁内酯:碳酸二乙酯= 1:1:3，或者其他电解液配方。储备池11内还设置有第一搅拌器控制单元1115，可以对储备池11内搅拌器的搅拌速度、搅拌时间进行控制，确保搅拌质量。
[0031]请参阅图3，第二控制单元121包括第二温度控制单元1211、第二黏度控制单元1212、第二电导率控制单元1213、第二配比控制单元1214和第二搅拌器控制单元1215。其中，第二温度控制单元1211、第二黏度控制单元1212、第二电导率控制单元1213、第二配比控制单元1214和第二搅拌器控制单元1215分别与第一温度控制单元1111、第一黏度控制单元1112、第一电导率控制单元1113、第一配比控制单元1114和第一搅拌器控制单元1115具有相同的控制功能。另外，第二控制单元121还包括提拉速度控制单元1216，该提拉速度控制单元1216对水平支撑杆17的上下平动速度进行控制，从而间接控制镀膜基体18在工作池12中的镀膜时间，在不影响镀膜效率的前提下尽可能使得镀膜基体18具有良好的浸润性，提高镀膜的质量。
[0032]请参阅图4，第三控制单元141包括第三温度控制单元1411、第三黏度控制单元1412、第三电导率控制单元1413、第三配比控制单元1414和第三搅拌器控制单元1415。其中，第三温度控制单元1411、第三黏度控制单元1412、第三电导率控制单元1413、第三配比控制单元1414和第三搅拌器控制单元1415分别与第一温度控制单元1111、第一黏度控制单元1112、第一电导率控制单元1113、第一配比控制单元1114和第一搅拌器控制单元1115具有相同的控制功能。另外，第三控制单元141还包括栗送速度控制单元1416，可以对循环池14与工作池12连接管道之间的栗机19起到控制作用，控制栗机19的栗送速度与栗送时间，使得循环池14与储备池11相配合，共同保持工作池12内镀膜液供应充足，确保镀膜过程可以连续进行。第一黏度控制单元1112、第二黏度控制单元1212、第三黏度控制单元1412均为竖直设置，且沿着竖直方向均设置有黏度传感器(图未示)，黏度传感器在按一定距离分布，每个黏度传感器可以检测到其所在位置的镀膜液黏度，所有的黏度传感器检测到的数据反映成一条曲线，如果曲线波动很大表明竖直方向上黏度差异很大。
[0033]采用镀膜设备I进行镀膜的方法，主要包括以下步骤:
[0034]步骤S1:将镀膜基体18悬挂于水平支撑杆17上，在储备池11中进行镀膜液的配制，启动储备池11内的搅拌器，将新配制的镀膜液搅拌均匀。当第一控制单元111检测所得该镀膜液的温度、黏度、导电率、组分配比均合格以后，关闭搅拌器，打开储备池11与工作池12之间的阀门，镀膜液从储备池11进入工作池12，准备镀膜。
[0035]步骤S2:通过工作池12中的提拉速度控制单元1216控制水平支撑杆17往下平动，速度设置在0.0lmm/ S?1cm/ s，优选为lmm/ s，在该速度范围下降，使得镀膜基体18不会对镀膜液产生有害性扰动(不利于镀膜作业的扰动)，又能让镀膜作业保持一个较高的效率，并且镀膜基体18中先进入镀膜液的部分与后进入镀膜液的部分镀膜厚度不产生偏差。当镀膜基体18完全浸润镀膜液后，保持1 s?30 s，使得镀膜基体18充分镀膜。充分镀膜后，提拉速度控制单元1216控制水平支撑杆17往上平动，当镀膜基体18完全离开镀膜液后，镀膜基体18表面覆盖上一层厚度为1um?30um的薄膜。本实施例中，提拉速度控制单元1216可以控制水平支撑杆17上下反复平动，从而实现镀膜基体18多次浸润镀膜液，其中，每两次浸润的时间间隔范围优选为5min?5h，具体时间间隔根据不同镀膜液的性质而定。
[0036]步骤S3:镀膜过程中，工作池12中的第二控制单元121始终对镀膜液的温度、黏度、导电率、组分配比进行实时检测，当温度不合格时，第二温度控制单元1211对镀膜液进行加热或冷凝。当黏度在竖直方向差异很大时，第二搅拌器控制单元1215控制搅拌器启动(此时镀膜作业处于停止状态)。
[0037]步骤S4:当电导率、组分配比不合格时，不合格镀膜液从工作池12进入过滤池13，储备池11和循环池14中的合格镀膜液进入工作池12，保证镀膜液的供应充足。过滤池13将镀膜液中从镀膜基体18上掉落的颗粒物质或其他颗粒性杂质过滤掉，进入循环池14。
[0038]步骤S5:循环池14内的镀膜液为无杂质镀膜液，但其组分配比不合格，因此，补料池15可以对其进行组分的补充。当循环池14中的第三控制单元141检测到其中的镀膜液温度、黏度、导电率、组分配比均合格时，由栗送速度控制单元1416控制栗机19将镀膜液栗送至工作池12中。
[0039]请参阅图5，在本实用新型的第二实施例中，该镀膜设备2同样包括储备池21、工作池22、过滤池23、循环池24、补料池25、栗机29、管道(图未标)及阀门(图未标)，并且储备池21、工作池22、循环池24中分别设置有第一控制单元211、第二控制单元221和第三控制单元241，与第一实施例中具有相同的功能。不同的是，第二实施例中的镀膜设备2通过设置卷料镀膜基体27、卷料固定杆26、多个滑轮28、和牵引装置30来代替第一实施例中的镀膜基体
18、竖直杆16和水平支撑杆17，第二控制单元221内的转动速度控制单元(图未示)代替第一实施例中的提拉速度控制单元1216，对滑轮28的转动进行控制，该转动速度控制单元可以将滑轮28的转动速度控制在lr/min?3r/min，从而使得卷料镀膜基体27的传动速度小于
0.2mm/s，有利于卷料镀膜基体27充分浸润镀膜液，充分镀膜。卷料镀膜基体27呈卷状固定在卷料固定杆26上，卷料镀膜基体27依次绕着多个滑轮28相切穿设，并且卷料镀膜基体27与相邻两个滑轮的相切位置不在同一侧，这样有利于卷料镀膜基体27在滑轮之间具有足够的张力，可以充分展开，有利于镀膜作业的进行。牵引装置30为卷料镀膜基体27提供牵引力，使得卷料镀膜基体27可以沿着滑轮连续移动。多个滑轮28呈“V”字形设置，其中须有至少一个滑轮28设置在工作池22的镀膜液液面以下，以保证卷料镀膜基体27可以完全浸润在镀膜液里，充分镀膜。
[0040]请参阅图6，当工作池22内设置一个滑轮28时，该卷料镀膜基体27只一次经过镀膜液，图中所示在工作池22内设置三个滑轮28，两个滑轮28在镀膜液液面以下，一个滑轮28在镀膜液液面以上，三个滑轮28呈三角形，如此设置可以使得该卷料镀膜基体27两次经过镀膜液，从而实现一次镀膜过程镀膜两层，大大提高效率。当设备占用空间允许时，工作池22内可设置多于三个滑轮28，多个滑轮28在在镀膜液液面上下间隔设置，实现一次镀膜过程多层多次镀膜。
[0041]与现有技术相比，本实用新型提供的镀膜设备I，包括储备池11、工作池12、过滤池13、循环池14和提拉机构，用于将基体在镀膜液中镀膜，所述储备池11将镀膜液流入工作池12，工作池12将不合格镀膜液流入过滤池13，过滤池13将不合格的镀膜液过滤后流入循环池14，循环池14将合格的镀膜液栗送至工作池12，提拉机构设置在工作池12中，上下提拉进行镀膜作业，工作池12中设置有对温度、黏度、电导率、配比、搅拌器、提拉速度和转动速度进行监控的控制单元。补料池15对循环池14中的镀膜液进行补料，储备池11中设置第一控制单元111，工作池12中设置第二控制单元121，循环池14中设置第三控制单元141，第一控制单元111、第二控制单元121、第三控制单元141均包括温度控制单元、黏度控制单元、电导率控制单元、配比控制单元和搅拌器控制单元，第二控制单元121还包括提拉速度控制单元1216或转动速度控制单元，第三控制单元141还包括栗送速度控制单元1416。其中，温度控制单元将镀膜液温度控制在-40 °C?40 °C，黏度控制单元将镀膜液的黏度控制在200cp?650cp，导电率控制单元将镀膜液的导电率控制在lmS/cm?7mS/cm，配比控制单元将高分子材料、有机溶剂和电解液之间的比例控制在高分子材料:有机溶剂:电解液=(2%?12% ):(30%?98%): (4%?20%)，对镀膜液性质的实时监控使得镀膜过程始终处于最适宜的环境与条件下进行，有效地保证了镀膜作业的质量。该镀膜设备I结构简洁，自动化程度高，减少了大量的人力劳动，节约成本。
[0042]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种镀膜设备，其特征在于:包括储备池、工作池、过滤池、循环池和提拉机构，储备池与工作池相连通，工作池与过滤池相连通，过滤池与循环池相连通，循环池与工作池相连通，提拉机构设置在工作池中，上下提拉进行镀膜作业，工作池中设置第二控制单元，第二控制单元包括第二温度控制单元、第二黏度控制单元、第二导电率控制单元、第二配比控制单元。2.如权利要求1中所述的镀膜设备，其特征在于:所述第二黏度控制单元竖直设置，沿竖直方向按一定距离设置黏度传感器。3.如权利要求1中所述的镀膜设备，其特征在于:所述储备池包括第一控制单元，第一控制单元包括第一温度控制单元、第一黏度控制单元、第一导电率控制单元、第一配比控制单元、第一搅拌器控制单元。4.如权利要求1中所述的镀膜设备，其特征在于:所述循环池包括第三控制单元，第三控制单元包括第三温度控制单元、第三黏度控制单元、第三导电率控制单元、第三配比控制单元、第三搅拌器控制单元和栗送速度控制单元。5.如权利要求1-4中任一项所述的镀膜设备，其特征在于:所述镀膜设备包括竖直杆、水平支撑杆和镀膜基体，竖直杆与水平支撑杆垂直相交，镀膜基体设置在水平支撑杆上。6.如权利要求5中所述的镀膜设备，其特征在于:所述水平支撑杆沿竖直杆反复上下平动。7.如权利要求1-4中任一项所述的镀膜设备，其特征在于:所述镀膜设备进一步包括滑轮和卷料镀膜基体，卷料镀膜基体依次绕着多个滑轮相切穿设。8.如权利要求7中所述的镀膜设备，其特征在于:所述工作池内设置一个或多个滑轮，多个滑轮在镀膜液液面上下间隔设置。9.如权利要求7中所述的镀膜设备，其特征在于:所述卷料镀膜基体与相邻两个滑轮的相切位置不在同一侧。10.如权利要求7中所述的镀膜设备，其特征在于:所述镀膜设备进一步包括牵引装置，牵弓I装置与卷料镀膜基体相连。
【文档编号】B05C11/10GK205628453SQ201620270529
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】彭晓丽, 向勇, 牟成旭, 夏立, 蒲万锦, 贺金味, 苏兴
【申请人】成都国珈星际固态锂电科技有限公司