專利名稱：一種塑料表面濺射鋁箔生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種塑料表面濺射鋁箔生產方法，具體地說是一種采用非平衡磁控濺 射在塑料表面覆鋁箔的方法。
背景技術：
目前塑料表面鍍鋁箔的生產方法主要有塑料直接覆鋁技術、化學鍍、刷鍍等方法， 塑料直接覆鋁技術是指鋁箔在一定溫下直接鍵合到塑料表面而制成的復合板材，可以得到 很好的結合強度，但只能生產較厚的鋁箔，不能生產微米級的鋁箔。化學鍍方法生產的覆鋁 基片，鋁層均勻，但結合強度較低，均勻性差，容易出現(xiàn)脫落、鼓包、鱗皮等現(xiàn)象。刷鍍雖然鋁 層均勻，但抗氧化性較差，而且不可以生產較薄的覆鋁基片。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術的不足，而提供一種塑料表面濺射鋁箔生產方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種塑料表面濺射鋁箔生產方法，所 述方法是采用非平衡磁控濺射法生產塑料覆鋁基片，它是通過下述工藝步驟實現(xiàn)的1、基片預處理在制備薄膜前需對塑料表面進行預處理。預處理工藝過程為除油脂一超聲清洗 —活化一真空干燥。2、薄膜制備固定工件一抽本底真空一轟擊清洗凈化工件一調節(jié)濺射氣體壓力一確定基片偏 壓一確定基片占空比一確定濺射占空比一關閉靶電源一偏壓電源一氣源一停工件轉架一 開啟工作室一取出工件一樣品退火。上述基片預處理過程為(1)基片除油脂采用低溫弱堿溶液去油，將塑料片浸泡在其中30min，控制溶液 溫度為45 60°C，然后用去離子水沖洗。(2)超聲波清洗由于塑料表面存在開孔氣孔，所以在空隙中滯留有微小細粒，為了下一步更好活 化整個表面，采用超聲波清洗。采用激震頻率較低的超聲波清洗器，清洗時間控制在:3min 左右，然后將其取出，用去離子水沖洗后，迅速放入活化液中進行表面活化。(3)活化活化的主要目的是增強基材與膜層附著力，去除多余的油類雜質、斑點，活化表 面，活化液的主要成份是由氫氟酸、鉻酸和硫酸按一定比例進行配制，其組分見表2，活化時 間控制在30s，然后用去離子水沖洗干凈后，放入真空干燥箱內進行真空干燥。⑷真空干燥由于清洗、活化階段塑料表面滲入一定的水分會引起材料性能的一系列變化，所以在該階段必須進行真空干燥脫水。在120士5°C溫度范圍內保溫150min，使處理后的材料干燥。上述薄膜制備過程為(1)將預處理好的基片固定在專用夾具中，放入非平衡磁控濺射鍍膜室中進行鍍膜。(2)將鍍膜室本底真空度抽至1 2X 10_3pa，降低鍍膜室中殘余氣體的壓力。(3)啟動工件轉架，工件固定于自轉軸上，進行公自轉。將氬氣氣壓調至2 5Pa， 給工件加上600 900V偏壓，偏壓占空比為10 30%。對工件進行濺射前進行轟擊清洗， 將鍍膜室壁和室內構件表面的吸附氣體等解吸出來，對基片進行徹底凈化，盡可能保證基 片不受污染或不帶顆粒狀污染物，轟洗10 20分鐘。(4)將鍍膜室壓強抽至低于1 2X10_3Pa的本底真空度；工作氣體壓力3 YXlO-1I^a為工件偏壓調至100 400V，偏壓占空比為10 30% ；濺射占空比10 60%， 在此條件下進行鍍膜。(5)達到預定的鍍膜時間時即關閉靶電源、偏壓電源、氣源、停工件轉架。(6)開啟工作室，取出工件。(7)樣品退火，將鋁薄膜放置在氫氣退火爐內進行退火處理。磁控濺射技術的突出優(yōu)點是膜層組織細密，磁控靶可以做成較大面積。磁控濺射 又可分為平衡磁控濺射與非平衡磁控濺射。平衡磁控濺射與非平衡磁控相比，其相同點是 均為氬離子對靶材進行濺射的過程；不同點是平衡磁控濺射產生的磁場主要分布在靶面附 近，約束電子在靶附近做回旋運動，只使靶附近的氣體電離，等離子體只分布在靶面附近， 工件處的等離子體密度低，在基片上沉積的原子能量低；非平衡磁控濺射產生的磁場除靶 面附近有，還在空間深處擴散，使靶和基片間的氣體電離區(qū)大，等離子體密度大而寬，金屬 離化率高，達到基片的能量高，使膜層組織更為致密，兩種方法相比，非平衡磁控濺射方法 獲得的膜層組織更為致密，是比較先進的技術。本發(fā)明采用非平衡磁控濺射方法，由于工作室內等離子體密度大而寬，金屬離化 率高，達到基片的能量高，故獲得的膜層組織更為致密。這也是非平衡磁控濺射技術的最突 出的優(yōu)點。用這種方法生產的鋁箔厚度均勻，光潔度好、鋁箔與基片的結合強度好。
具體實施例方式實施例一、原料要求本產品的主要原料是pvc塑料，塑料表面應拋光，表面粗糙度應<0. 1 μ m。濺射靶 材為高純度無氧鋁，高純度鎳材。濺射氣體為高純度氬氣。二、生產條件要求需用設備1、非平衡磁控濺射儀設備技術參數(shù)極限真空8X 10_4Pa ；加熱溫度彡240°C ；非平衡磁控濺射靶材為無氧鋁。中頻電源頻率輸出功率2kW;輸出頻率20kHz ；電流15A ；輸出占空比5% 90%。直流濺射電源輸出功率3kW ；輸出頻率20kHz ；電壓200 700V ；電流彡5A。偏壓電源輸出功率2kW;輸出頻率20kHz ；電壓50 1000V ；輸出占空比 5% 90%。2、真空干燥箱6050型，控溫范圍RT+10 200°C3、超聲波清洗器激震頻率較低，用于對塑料表面進行去油質及污染物的清洗。4、萬分之一電子天平型號FA1004，精度0. 1毫克。5、掃描電鏡型號JSM-7300。水電氣要求380V，IOkW動力電。場地要求環(huán)境濕度低，通風良好，無粉塵，周圍環(huán)境整潔干凈，無污染。本發(fā)明的生產工藝步驟1、基片預處理在制備薄膜前需對塑料表面進預處理。預處理工藝過程為除油脂一超聲清洗一 活化一真空干燥。2、薄膜制備固定工件一抽本底真空一轟擊清洗凈化工件一調節(jié)濺射氣體壓力一確定基片偏 壓一確定基片占空比一確定濺射占空比一關閉靶電源一偏壓電源一氣源一停工件轉架一 開啟工作室一取出工件一樣品退火。上述基片預處理過程為(1)基片除油脂采用低溫弱堿溶液去油，表1列出去油液的組分，將塑料片浸泡 在其中30min，控制溶液溫度為45 60°C，然后用去離子水沖洗。表1、去油液組分
組成成分Na2CO3Na3PO40P-10容量(g/L)20 3012 156 9(2)超聲波清洗由于塑料表面存微孔，所以在空隙中滯留有微小細粒，為了下一步更好活化整個 表面，采用超聲波清洗。我們采用激震頻率較低的超聲波清洗器，清洗時間控制在:3min左 右，然后將其取出，用去離子水沖洗后，迅速放入活化液中進行表面活化。(3)活化活化的主要目的是增強基材與膜層附著力，去除多余的油類雜質、斑點，活化表 面，活化液的主要成份是由氫氟酸、鉻酸和硫酸按一定比例進行配制，其組分見表2，活化時 間控制在30s，然后用去離子水沖洗干凈后，放入真空干燥箱內進行真空干燥。表2活化液的主要組分
組成成份HF (40% )H2SO4CrO3(98% )
權利要求
1.一種塑料表面濺射鋁箔的生產方法，其特征在于所述方法是采用非平衡磁控濺射 法并通過下述工藝步驟實現(xiàn)(1)基片預處理在制備薄膜前需對塑料表面進行預處理，預處理工藝過程為除油脂一超聲清洗一活 化一真空干燥；(2)薄膜制備工藝過程為固定工件一抽本底真空一轟擊清洗凈化工件一調節(jié)濺射氣體壓力一確定 基片偏壓一確定基片占空比一確定濺射占空比一關閉靶電源一偏壓電源一氣源一停工件 轉架一開啟工作室一取出工件。
2.根據權利要求1所述的一種塑料表面濺射鋁箔生產方法，其特征在于所述除油脂 工藝具體為采用低溫弱堿溶液去油，將塑料片浸泡在其中30min，控制溶液溫度為45 60°C，然后用去離子水沖洗。
3.根據權利要求1所述的一種塑料表面濺射鋁箔生產方法，其特征在于所述超聲波清 洗工藝具體為；采用激震頻率低的超聲波清洗器，清洗時間控制在:3min左右，然后將其取 出，用去離子水沖洗后，迅速放入活化液中進行表面活化。
4.根據權利要求1所述的一種塑料表面濺射鋁箔生產方法，其特征在于所述活化工藝 具體為活化液的主要成份是氫氟酸、鉻酸和硫酸，活化時間控制在30s，然后用去離子水 沖洗干凈后，放入真空干燥箱內進行真空干燥。
5.根據權利要求1所述的一種塑料表面濺射鋁箔生產方法，其特征在于所述真空干燥 工藝具體為進行真空干燥脫水，在120士5°C溫度范圍內保溫150min，使處理后的材料干燥。
6.根據權利要求1所述的一種塑料表面濺射鋁箔生產方法，其特征在于所述薄膜制備 工藝具體為(a)將預處理好的基片固定在專用夾具中，放入非平衡磁控濺射鍍膜室中進行鍍膜；(b)將鍍膜室本底真空度抽至5 6X10_3Pa，降低鍍膜室中殘余氣體的壓力；(c)啟動工件轉架，工件固定于自轉軸上，進行公自轉，將氬氣氣壓調至2 5Pa，給工 件加上600 900V偏壓，偏壓占空比為10 30%，對工件進行濺射前進行轟擊清洗，將鍍 膜室壁和室內構件表面的吸附氣體等解吸出來，對基片進行徹底凈化，盡可能保證基片不 受污染或不帶顆粒狀污染物，轟洗10 20分鐘；(d)將鍍膜室壓強抽至低于1 2X的本底真空度；工作氣體壓力3 7X KT1I^a 為工件偏壓調至100 400V，偏壓占空比為10 30%，濺射占空比10 60%，在此條件下 進行鍍膜；(e)達到預定的鍍膜時間時即關閉靶電源、偏壓電源、氣源、停工件轉架；(f)開啟工作室，取出工件。
7.根據權利要求2所述的一種塑料表面濺射鋁箔生產方法，其特征在于所述的弱堿溶 液具體是=Na2CO3 含量 20 30g/L, Na3PO4 含量 12 15g/L，OP-IO 含量 6 9g/L。
8.根據權利要求4所述的一種塑料表面濺射鋁箔生產方法，其特征在于所述活化液的 具體成份為40% 的 HF 含量 125g/L，98 ^WH2SO4 含量 230g/L，CrO3 含量 70g/L。
全文摘要
一種塑料表面濺射鋁箔生產方法，具體地說是一種采用非平衡磁控濺射在塑料表面覆鋁箔的方法。該鋁箔在塑料表面主要起到導電的作用。工藝步驟1、基片預處理在制備薄膜前需對塑料表面進行預處理。預處理工藝過程為除油脂→超聲清洗→活化→真空干燥。2、薄膜制備固定工件→抽本底真空→轟擊清洗凈化工件→調節(jié)濺射氣體壓力→確定基片偏壓→確定基片占空比→確定濺射占空比→關閉靶電源→偏壓電源→氣源→停工件轉架→開啟工作室→取出工件。用這種方法生產的鋁箔厚度均勻，光潔度好、膜層組織更為致密、鋁箔與塑料的結合強度好。
文檔編號C23C14/20GK102094177SQ20091022058
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2009年12月9日
發(fā)明者張明, 張浩智, 景菲, 薛健, 許壯志, 韓紹娟 申請人:沈陽臨德陶瓷研發(fā)有限公司