R2R（Roll to Roll）磁控溅射卷绕系统是一种用于在柔性基材上进行磁控溅射镀膜的设备, 其工作原理为:

1. 磁控溅射原理：利用电场使氩气等气体电离产生氩离子，在电场加速下，氩离子高速轰击靶材表面。靶材原子或分子获得能量从靶面溅射出来，以一定角度飞向并沉积在移动的柔性基材上形成薄膜。同时，磁场约束电子运动轨迹，让电子在靶面附近做螺旋运动，增加与气体分子的碰撞概率，提高电离效率和镀膜沉积速率。

2. 卷绕原理：系统由放卷机构、收卷机构和一系列导辊组成。放卷机构将成卷的柔性基材如 PET、PI 薄膜等缓慢展开，基材在导辊引导下以设定速度和张力平稳通过磁控溅射镀膜区域进行镀膜，然后由收卷机构将镀好膜的基材卷绕成卷，实现连续化镀膜生产。

磁控溅射卷绕镀可溅射的靶材膜层种类丰富，涵盖了金属、合金、化合物等多种类型，以下是一些常见的靶材膜层：

1. 金属靶材膜层

铝（Al）膜层：具有良好的导电性、导热性和反射性，可用于制造包装材料、太阳能电池背电极、电子器件的导电线路等，还能作为光学反射镜的反射层，提高反射率。

铜（Cu）膜层：导电性和导热性极佳，在电子领域应用广泛，如制作柔性电路板的导电线路、电磁屏蔽膜等。同时，在一些装饰领域也有应用，可呈现出独特的金属光泽。

银（Ag）膜层：具有最高的电导率和良好的光学反射性能，常用于制造高精度的导电薄膜、光学反射镜、抗菌涂层等。在一些高端电子器件和光学仪器中，银膜层能够发挥其优异的性能优势。

金（Au）膜层：具有良好的化学稳定性、导电性和延展性，常用于电子器件的电极、引线键合，以及高端装饰品、珠宝等领域。此外，在一些生物医学领域，金膜层也有应用，如生物传感器等。

钛（Ti）膜层：具有较高的强度、耐腐蚀性和生物相容性，可用于制造耐腐蚀涂层、生物医学植入物表面涂层、航空航天零部件的防护涂层等。在光学领域，钛膜层还可作为光学薄膜的组成部分，调节薄膜的光学性能。

2. 合金靶材膜层

镍铬合金（NiCr）膜层：具有良好的耐高温、耐腐蚀性能和较高的电阻率，常用于制造加热元件、电阻器、热电偶等。在一些装饰领域，镍铬合金膜层还可用于模拟不锈钢的外观，提高装饰效果。

3. 氧化物靶材膜层

二氧化钛（TiO?）膜层：具有良好的光学性能、化学稳定性和光催化性能，可用于制造增透膜、减反射膜、光催化涂层、太阳能电池的光阳极等。在建筑领域，TiO?膜层还可用于制备自清洁玻璃和墙面材料。

氧化锌（ZnO）膜层：具有良好的光学透明性、导电性和压电性能，可用于制造透明导电薄膜、压电器件、传感器等。在紫外光防护、抗菌等领域也有应用。

氧化铟锡（ITO）膜层：是一种重要的透明导电氧化物薄膜，具有高透光率和低电阻率，广泛应用于平板显示器件、触摸屏、太阳能电池等领域，作为透明导电电极材料。

4. 氮化物靶材膜层

氮化钛（TiN）膜层：具有金黄色的外观、高硬度、耐磨、耐腐蚀等性能，常用于制造刀具涂层、装饰涂层、模具涂层等，能够提高刀具和模具的使用寿命，同时起到装饰美观的作用。

氮化铝（AlN）膜层：具有良好的热导率、电绝缘性和化学稳定性，可用于制造集成电路的散热基板、绝缘涂层、声表面波器件等。

氮化硅（Si?N?）膜层：具有高硬度、耐高温、抗氧化、耐磨损等优异性能，可用于制造陶瓷刀具、轴承、光学窗口、半导体器件的钝化层等。

5. 非金属靶材膜层

硅（Si）膜层：是半导体工业的基础材料，可用于制造集成电路、太阳能电池、传感器等。在光学领域，硅膜层还可作为红外光学材料，用于制造红外窗口、透镜等。

石墨膜层：具有良好的导电性、导热性、润滑性和化学稳定性，可用于制造电极材料、导热材料、固体润滑剂等。在一些特殊的应用场景中，石墨膜层还可用于制备电磁屏蔽材料、锂离子电池的负极材料等。

磁控溅射卷绕镀的工艺参数众多，且相互关联和影响，以下是一些主要的工艺参数：

1. 溅射参数

1.1 溅射功率：直接影响溅射速率和薄膜质量。功率增加，溅射粒子的能量和数量增多，镀膜速率加快，但过高功率可能导致靶材过热、薄膜应力增大、结晶质量下降等问题。

1.2 溅射气压：通常指溅射气体（如氩气）在真空腔室内的压力。气压过低，气体电离程度低，溅射粒子少，镀膜速率慢；气压过高，溅射粒子与气体分子碰撞频繁，会散射溅射粒子，影响薄膜的均匀性和致密性。

1.3 溅射时间：决定了薄膜的厚度。在其他条件不变的情况下，溅射时间越长，沉积在基材上的薄膜越厚，但过长的溅射时间可能会降低生产效率，增加生产成本。

1.4 靶基距：即靶材与基材之间的距离。距离过近，溅射粒子能量高，可能会对基材表面造成损伤，且薄膜应力较大；距离过远，溅射粒子在传输过程中与气体分子碰撞几率增加，能量损失大，会降低镀膜速率和薄膜质量。

2. 卷绕参数

2.1 卷绕速度：决定了基材在溅射区域的停留时间。卷绕速度过快，基材在溅射区域停留时间短，薄膜厚度薄，可能导致薄膜性能不均匀；卷绕速度过慢，会降低生产效率，且可能使薄膜过厚，产生应力问题。

2.2 张力控制：对柔性基材的平整度和稳定性至关重要。张力过小，基材在卷绕过程中容易出现松弛、褶皱，影响薄膜的均匀性；张力过大，可能会拉伸或损坏基材，甚至导致薄膜与基材之间的附着力下降。

2.3导辊精度：导辊的圆柱度、表面粗糙度、平行度等精度指标直接影响基材的运行稳定性和薄膜的均匀性。导辊精度差会使基材在传输过程中产生抖动、偏移，导致薄膜厚度不均匀。

3.真空参数

3.1 本底真空度：是指在溅射镀膜前真空腔室达到的真空度。本底真空度越高，腔室内的杂质气体越少，可减少杂质气体对薄膜的污染，提高薄膜的纯度和质量。

3.2 工作真空度：镀膜过程中真空腔室内的实际真空度。工作真空度需要根据具体的溅射工艺和材料进行调整，一般在 10?1 - 10?3 Pa 范围内。

4. 气体参数

4.1 气体种类：常用的溅射气体为氩气，在一些反应溅射过程中，还会使用氧气、氮气、氢气等反应气体。不同的气体具有不同的物理和化学性质，会影响溅射过程和薄膜的化学成分、结构和性能。

4.2 气体流量：精确控制气体流量对于维持稳定的溅射过程和获得高质量的薄膜至关重要。气体流量过大或过小都会影响气体的电离程度、溅射粒子的产生和传输，进而影响薄膜的质量和性能。

5. 其他参数

5.1 基材温度：基材温度会影响薄膜的结晶质量、内应力和附着力等性能。适当提高基材温度，有助于溅射粒子在基材表面的扩散和结晶，提高薄膜的质量，但过高的温度可能会导致基材变形、薄膜热应力过大等问题。

5.2磁场强度：磁场用于约束电子运动，增强气体电离和溅射效果。磁场强度的大小会影响溅射速率、等离子体密度和分布，进而影响薄膜的沉积速率和均匀性。

应用领域

1. 电子领域：用于制造柔性电路板的导电线路和绝缘层、薄膜晶体管的电极和绝缘层、电磁屏蔽膜、触摸屏的透明导电膜等。

2. 光学领域：可制备增透膜、反射膜、分光膜等光学薄膜，用于光学镜头、显示屏、太阳能电池等器件。

3. 新能源领域：在锂离子电池集流体表面镀金属或合金薄膜，提高集流体性能；在太阳能电池的透明导电电极、减反射膜等方面也有应用。

4. 包装领域：在塑料薄膜或纸张表面镀金属薄膜，提高包装材料的阻隔性、防潮性和装饰性。

5. 纺织领域：在织物表面镀覆金属或非金属薄膜，制备抗菌、抗紫外线、防水等功能性纺织品。

系统组成

设备特点

1. 广泛适用性：能在多种柔性基材上镀膜，如塑料薄膜、纸张、金属箔等，也可沉积金属、半导体、铁磁材料、绝缘体等多种材料薄膜。

2. 灵活多变：通过多元靶材共溅射和调整工艺参数，可精确控制薄膜化学成分、相结构和厚度，制备具有特定功能的复合薄膜。

3. 高效均匀：磁场约束电子使电离效率提高，镀膜过程高效，薄膜厚度分布均匀。

4. 操作便捷：设备结构相对简单，易于维护，可实现大面积镀膜，适合大规模工业化生产。

5. 强附着力：溅射出的粒子能量高，与基材结合牢固，薄膜附着力优异。