[發明專利]薄膜基體鍍前等離子體處理方法及其設備

在審

• 申請號: 202011294312.X
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112359316A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 宋光耀;田修波
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/56;C23C16/02;C23C16/44;C23C16/54
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 陳培瓊

本發明公開了一種薄膜基體鍍前等離子體處理方法及其設備，通過狹縫可有效解決了放料室、前處理室和鍍膜室之間的串氣問題，避免各腔室功能在實現過程發生氣氛變化，確保各腔室的功能穩定實現。薄膜基體在經過前處理室時通過限位板進行限定，防止薄膜基體在收到離子風而產生位移，確保基體表面鍍前處理效果；而且通過等離子體裝置能大大提高Ar原子的離化率，在空間范圍內形成高密度的等離子體，有效提升薄膜基體表面的快速鍍前清潔能力，進而快速將薄膜基體表面吸附的雜質氣體充分釋放干凈，不僅清潔效果好、速度快，而且確保了薄膜基體鍍前表面活性，不易產生變形或斷裂現象，鍍膜后膜層阻值一致性好，能夠實現持續高質量生產。

技術領域

本發明涉及薄膜基體處理技術領域，特別涉及一種薄膜基體鍍前等離子體處理方法及其設備。

背景技術

一般情況下，基體表面的鍍前處理可大致分為非真空環境表面清潔和真空環境表面清潔；非真空環境表面清潔可以是金屬基體的超聲波清洗，玻璃基體的酒精擦拭等；真空環境表面清潔一般為偏壓濺射的輝光清洗(適用于金屬基體表面)，離子源的離子束清洗(使用于金屬、玻璃、塑膠等基體表面)，以及真空弧源的弧光清洗(常適用于能耐高溫的金屬基體表面)。近幾年塑膠(如PET，ABS，PC等)等薄膜基體的鍍膜應用已從傳統裝飾鍍膜(例如糖果包裝紙的Al膜，香煙內錫紙的Sn膜)，向鋰電池的電芯件鍍膜等高新技術應用轉變。

傳統roll to roll設備的塑料鍍膜因較多裝飾膜層方面應用，膜層質量要求并不高，僅作裝飾等用途，所以其設備內的收卷、放卷的速度可以從最初的2～5m/min向50～100m/min的快速迭代，其膜層厚度基本也是幾百納米和微米級別，常采用蒸發鍍膜方式實現。

而一些其它領域因對薄膜基體的膜層卻提出不一樣的需求。例如鋰電池的傳統電芯是采用電鍍涂層實現；隨著電鍍工藝與環境保護的沖突，電芯功率受汽車續航里程而不斷提升，其體積卻需要縮小；電芯薄膜基體采用roll to roll設備進行真空鍍膜已成為替代原有電鍍工藝制程的核心工序變得十分重要。但由于這種薄膜基體的鍍膜對膜層要求較高，主要體現在膜基結合力，膜層均勻性等方面。

而原來適用塑膠鍍膜的鍍前處理多數采用陽極層離子源，在薄膜基體運行速度2～5m/min時塑膠薄膜表面吸附的雜質氣體是可以通過陽極層離子源進行釋放；但在50～100m/min速度運行時無法得到完全釋放。其主要原因是陽極層離子源的離子束流基本在0.2～3.0A范圍(這里是指陽極層離子源的有效處理長度為1m的情形下，即薄膜基體有效區幅寬為1m時；下文均是如此)，而且此范圍內同一陽極層離子源還不能穩定實現，只有塑膠薄膜運行速度為2～5m/min時，基本能夠將塑膠薄膜表面吸附的雜質氣體充分釋放出來。

但在50～100m/min甚至更高的運動速度時，陽極層離子源無法能夠將塑膠薄膜表面吸附的雜質氣體充分釋放干凈，從而需要加裝約20套的陽極層離子源來解決；一方面薄膜基體采用雙面鍍膜時加裝數量會加倍為約40套，設備價格成本直線上升，另一方面加裝數量變多時，陽極層離子源的高電壓(電壓范圍一般在100～600V范圍調整，電壓較大時電流較大)會使薄膜基體承受較高電壓反復轟擊，導致薄膜基體變形甚至斷裂，難以持續生產。

發明內容

針對上述不足，本發明的目的在于，提供一種能較好解決上述問題的薄膜基體鍍前等離子體處理方法及其設備。