[發明專利]一種等離子體聚合涂層裝置

有效

• 申請號: 201611076904.8
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106622824B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 宗堅
• 申請（專利權）人: 江蘇菲沃泰納米科技有限公司
• 主分類號: B05B16/00
• 分類號: B05B16/00;B05B5/053;B05B12/12;B05D1/00;B05D3/14
• 代理公司: 北京邦創至誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11717
• 代理人: 吳強

一種等離子體聚合涂層裝置，屬于等離子體工程技術領域，該裝置真空室側部的室體內壁任一橫截面為相同直徑的圓或相同邊長的正多邊形，正多邊形邊數至少為6邊；真空室內壁處安裝有多孔電極，多孔電極與高頻電源連接，真空室外壁上密封安裝有至少兩個放電腔，放電腔與真空室內壁連接處設置有至少兩層金屬柵網，真空室內的中心軸上豎直安裝有尾氣收集管，真空室內設置有旋轉置物架，所述旋轉置物架的旋轉軸與真空室的中心軸同軸，旋轉置物架上放置待處理基材。該裝置采用中心軸對稱真空室結構保持空間聚合反應活性物種濃度的穩定性，具有真空室的容積大，單次處理批量大，處理效率高、成本低、批處理均勻性良好等優點。

技術領域

本發明屬于等離子體工程技術領域，涉及到一種等離子體涂層裝置。

背景技術

等離子體聚合涂層處理是一種重要的表面處理方法，它是將需要處理的基材放在真空室內，在真空狀態下通入工藝氣體和氣態有機類單體，通過放電把有機類氣態單體等離子體化，使其產生各類活性種，由這些活性種之間或活性種與單體之間進行加成反應，在基材表面形成聚合物薄膜。在疏水薄膜等一些應用中，納米尺度的等離子體聚合涂層具有優異的特性。但是由于納米聚合物涂層的膜層很薄，它對涂層的均勻性有很高的要求。現有的等離子體納米涂層裝置采用方形的真空室，在涂層處理過程中，治具及其上放置的基材在真空室內的位置是固定的，由于同一批處理的不同基材在真空室內的不同位置與電極、單體/載體氣體出口、真空排氣口等之間距離的差別，不可避免地會產生涂層均勻性的差別。為了減小這種批處理的不均勻性，現有的等離子體納米涂層裝置只能采用較小容積的真空室和較小的單次處理批量，這很大地降低了處理效率、增大了成本。而即使這樣，也仍然不能達到滿意的批處理均勻性。隨著目前納米聚合物涂層應用的快速拓展，加工需求和批量急劇增加，解決目前等離子體納米涂層加工現有技術存在的批量小、效率低、成本高、批處理均勻性差的問題十分現實和緊迫。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種等離子體納米涂層裝置，以解決現有等離子體納米涂層裝置采用方形真空室的容積小、單次處理批量小，處理效率低、成本高、批處理均勻性不良的問題。

本發明技術方案是：一種等離子體聚合涂層裝置，包括真空室，其特征在于：所述真空室側部的室體內壁任一橫截面為相同直徑的圓或相同邊長的正多邊形，所述正多邊形邊數至少為6邊；

所述真空室內靠近真空室的內壁處安裝有多孔電極，所述多孔電極為與真空室內壁保持間距的多孔弧面結構，所述多孔電極與高頻電源連接，高頻電源的功率為15-1000W，多孔電極由高頻電源供電，放電時產生等離子體用于基材表面清潔和預處理；

所述真空室外壁上密封安裝有至少兩個放電腔；多孔電極與各放電腔可以根據工藝需要共同放電或分別獨立放電。

多孔電極產生等離子體用于清洗，即表面清潔：多孔電極較大功率連續放電產生較強等離子體，用于涂層前清洗基材表面的水氣、油污等有機物雜質，還可以活化有機的基材，在其表面形成懸掛鍵，利于涂層的沉積，增強基材與涂層的結合力，多孔電極在涂層過程中不工作；

放電腔產生等離子體用于聚合：涂層過程中各放電腔內較小功率放電產生較弱等離子體，由金屬柵網控制斷續釋放進入真空室引發單體聚合并沉積在基材表面形成涂層。

所述放電腔與真空室內壁連接處設置有至少兩層金屬柵網，所述金屬柵網與真空室內壁絕緣，金屬柵網與脈沖電源連接，脈沖電源的作用是在金屬柵網上施加正脈沖偏壓，斷續釋放放電腔內的等離子體進入真空室，其中脈沖關斷期間等離子體被多層金屬柵網阻擋在放電腔內，脈沖施加期間等離子體穿過多層金屬柵網進入真空室以引發真空室內的單體蒸汽發生聚合反應。

所述放電腔內設有放電源，放電源連接供電源，所述放電腔連接有載體氣體管路，載體氣體管路另一端連接到載體氣體源，單體蒸汽管路連接到真空室內，且其出口位于放電腔前方，單體蒸汽管路另一端連接到單體蒸汽源；