[發明專利]潘寧放電離子源柔性材料真空鍍膜機

有效

• 申請號: 201010210467.0
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN101886253A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 祝寧
• 申請（專利權）人: 合肥科燁電物理設備制造有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/503
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及真空鍍膜機，具體是一種潘寧放電離子源柔性材料真空鍍膜機，用于半導體、太陽能薄膜、裝飾材料和包裝行業常用的柔性材料(如PET)材料等原料薄膜(基片)表面上，通過PECAD(等離子體增強化學氣相沉積)方法，使用高密度潘寧放電離子源(PDP)，形成納米硅基氧化物沉積固態薄膜。

背景技術

此前，有公知的真空物理及化學氣相沉積鍍膜(PVD或CVD)裝置，前者有：真空蒸鍍、磁控濺射及離子束鍍、分子束外延生長鍍膜裝置，后者有：等離子體增強化學氣相沉積(PECAD)、金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)、光化學氣相沉積(LCVD)及熱激發化學氣相沉積(TCVD)等鍍膜裝置。它們可以在真空狀態下，在所為由紙、塑料等形成的各種原料薄膜(基片)上，形成可能匹配的金屬、非金屬(如鋁層、氧化鋁層、氧化硅、氮化物)的鍍層，一邊賦予原料薄膜氣體隔離性能和濕氣隔離性能，或制備各種用途的薄膜材料。現代的薄膜材料和薄膜技術已經成為新材料研制必備的，不可或缺的重要手段之一，并已經滲透到現代科技、國防和國民經濟的各個重要領域，如航空航天、醫藥、能源、交通、通信和信息技術。

傳統的物理氣相沉積(PVD)真空鍍膜裝置，具有粘著率好、沉積效率高、可鍍材質廣泛、繞射性能良好等優點，但是，這種設備十分昂貴、難于進行大面積鍍膜、鍍層均勻性難于控制等缺點也影響其使用。

傳統的化學氣相沉積(CVD)真空鍍膜裝置，具有既可以制造金屬膜，又可按要求制造多成分的合金膜，通過對多種氣體原料的流量進行調節，能夠在相當大的范圍內控制產物的組分并能制取混晶等復雜組成和結構的晶體，同時能夠制取用其它方法難以得到的優質晶體，可以獲得平滑的沉積表面、繞射性能良好及輻射損傷低等優點。但是，化學氣相沉積所需的反應溫度太高，一般需要1000℃左右，許多基片材料大多經受不住CVD高溫，因此其用途大大的受到限制。

近年來，多弧離子源和分子束外延生長鍍膜裝置問世，前者其消耗功率很高的缺陷在能源緊張的形勢下限制了它的商業使用前景，后者其設備綜合性強、難度大，涉及到超高真空、電子光學、能譜、微弱訊號檢測精密機械加工等現代技術，商業使用前景可想而知。

針對上述裝置優缺點的分析，目前很有必要進行改進和創新。而本發明是采用等離子體增強化學氣相沉積(PECAD)的方法，具有鍍膜溫度較低、節能、材料利用率高，可對耐熱較低的基質(例如聚乙烯、聚丙烯)進行鍍膜，性價比優于磁控濺射等特點。因此，找到一種較經濟、鍍膜溫度較低的、可持續保持穩定等離子體的離子源是本發明的關鍵技術。

而潘寧放電磁約束離子源是一種磁約束等離子體的技術，當電源通電時，產生內部電場，在磁場的相互作用下，會產生一對持久的霍爾電流環(Hallcurrent)形成實質上的陰極。受霍爾電流環的限制，在兩環之間的豁口處，產生一個高密度等離子體，被霍爾電流限制的電子化合物和中心的離子流，在形成實質上的陰極與兩電極輥卷繞的基片之間產生離子轟擊和化學反應。由于潘寧放電離子源具有操作壓力低(10mTorr)，等離子體阻抗值低、且為常數等特點，結果產生了較高的電子溫度和較低的中子和離子溫度，較高的電子溫度，可以從根本上提高了生產效率，同時，一對陰極和磁場的存在，中子和離子溫度接近室溫，使得熱能損失減到最少。從而得到鍍層均勻性優良、相對已知鍍膜方法更為高的沉積率、大面積、平滑、較高附著率，且具有較低溫度過程的鍍膜。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種潘寧放電離子源，通過PECAD方法，在原料薄膜PET的內表面上形成納米硅基氧化物鍍層的真空鍍膜機。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種潘寧放電離子源柔性材料真空鍍膜機，包括電極、磁路、收卷輥、放卷輥、換向輥、張緊輥、真空系統、雙向進給控制單元、進氣管和電源組成，所述真空系統主要由真空室構成，其特征在于：在所述真空室內設置兩組對稱的電極結構和磁路結構，相鄰兩電極之間形成磁場，且電極、磁路和進氣管沿真空室軸線的上下對稱布置，在高頻放電的作用下，將電子離化率提高到較高水平。

所述磁路設置的數量為兩個，電極設置的數量為四個，每兩個電極均勻的分布在一個磁路的兩側。