[發明專利]新型等離子體增強化氣相沉積氧化物高阻隔膜放電結構

在審

• 申請號: 202110023434.3
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112575318A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 邵海平;李中華;劉莉云;曹英朝
• 申請（專利權）人: 廣東諦思納為新材料科技有限公司
• 主分類號: C23C16/50
• 分類號: C23C16/50;C23C16/40
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 陳培瓊

本發明公開了一種新型等離子體增強化氣相沉積氧化物高阻隔膜放電結構，中頻電源、放電電極、導向軸和主動輪；本發明的結構設計巧妙、合理，由于永磁體是固定在所述放電電極內，而且放電電極是固定不可旋轉，避免了因電極旋轉切割磁力線產生的電磁阻力的影響，大幅提高被鍍基膜的運行速度，進而提高鍍膜效率。而且被鍍基膜的運動是由獨立的主動輪帶動，有效地避免了放電電極切割磁力線產生的感生電壓問題。同時通過導向軸確保被鍍基膜經過高密度等離子體區域時終于保持與放電電極之間的距離是相對恒定，進而能確保在被鍍基膜上沉積的氧化物薄膜也是均勻一致的，有效提高了氧化物高阻隔膜產品的成品率，確保產品質量。

技術領域

本發明涉及氧化物高阻隔膜鍍膜設備技術領域，具體涉及一種新型等離子體增強化氣相沉積氧化物高阻隔膜放電結構。

背景技術

近年來，以聚酯膜（PET）為基底、氧化物（SiOx）涂層為阻隔層的第三代氧化物高阻隔性包裝材料已經開始批量生產，并廣泛應用于食品、藥品包裝，以及電子產品（OLED、OPV）封裝、真空絕熱板（VIP）、食品/藥品包裝、新型醫療器械等領域。SiOx高阻隔膜包裝材料產量和用量逐步增大，據預測，隨著SiOx鍍膜設備、工藝技術的不斷完善、產品成本的進一步降低，SiOx高阻隔膜包裝材料將具有十分廣闊的應用前景。等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)已成為化學氣相沉積(CVD)中主要的薄膜沉積技術之一，PECVD技術能降低CVD反應所需的溫度。其反應原理是利用輝光放電，在交變電場作用下使稀薄氣體電離，產生等離子體。通常SiOx高阻隔膜采用PECVD工藝進行生產。因此， PECVD鍍膜設備的性能決定了SiOx高阻隔膜產量和質量。

現有的PECVD鍍膜設備中，如圖1所示，放電電極1與中頻電源5連接，電極間的稀薄氣體在中頻交變電場作用下產生等離子體。由于電極內部放置了永磁體4，等離子體被約束在電極附近。被鍍基膜3經過電極表面后沉積一層氧化物阻隔層。鍍膜過程中，放電電極1作為主動輪，帶動被鍍基膜3運動，速度由放電電極1的轉速確定，因此，放電電極1需要真空室外部的傳動電機相連，正負電極之間的距離是固定不動的，限制了工藝參數的調整能力。導向軸2僅承擔引導基膜的定向運動的作用。鍍膜過程中，放電電極1轉動，而內部永磁體4不動。由于在正負電極間存在數百高斯的磁場，轉動的放電電極表層金屬可以切割電極間的磁力線，導致在電極兩端產生感生電壓。電極間的等離子體中的正負離子沿著感生電場的反方向移動，導致在放電電極兩端分別積累正負電荷，嚴重影響等離子體的分布均勻性，最終導致沉積在基膜上的SiOx高阻隔膜不均勻，產品易出現不良品。另外，由于電極表層金屬切割磁力線，電極產生渦流，加大電極運行阻力，特別在放電電極以較高速度運轉時，運行阻力更加明顯，影響生產效率。

發明內容

針對上述不足，本發明的目的在于，提供一種結構設計合理的新型等離子體增強化氣相沉積氧化物高阻隔膜放電結構，能有效避免了因電極旋轉切割磁力線、導致電極兩端出現感生電壓的現象，解決了因感生電壓會引起電極兩端的等離子體成分不均勻而導致氧化物高阻隔膜產品不均勻的問題，提高了氧化物高阻隔膜產品的成品率。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案是：

一種新型等離子體增強化氣相沉積氧化物高阻隔膜放電結構，其包括中頻電源、放電電極，所述放電電極為固定結構設置，不可以旋轉，避免電極表層金屬轉動切割磁力線而產生感生電壓和運行阻力，所述中頻電源與放電電極相連接，在中頻交變電場的作用下，放電電極能產生高密度的等離子體；所述放電電極內固定設有能將等離子體約束在其附近的永磁體，使放電電極附近區域形成高密度等離子體區域；被鍍基膜經過所述高密度等離子體區域，且與所述放電電極之間具有間距。該間距優選為1.0mm～1.5mm。被鍍基膜在經過時，處于高密度的等離子體區域中，實現在被鍍基膜的表面沉積氧化物高阻隔膜。

作為本發明的一種優選改進，所述永磁體的數量為若干，均勻分布固定在所述放電電極內。永磁體采用固定式結構設置在放電電極內，永磁體和放電電極的表面相對固定，放電電極與中頻電源的正負相連，在一定的真空條件下，產生均勻的等離子體，實現在被鍍基膜上沉積氧化物薄膜。