Pecvd鍍膜裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種PECVD鍍膜裝置。該PECVD鍍膜裝置包括：預處理室（10），用于對基材（40）進行表面預處理；鍍膜室（20），位于預處理室（10）下游，用于對經預處理室（10）預處理的基材（40）進行鍍膜；以及收料室（30），設置在鍍膜室（20）下游，用于收集經鍍膜室（20）鍍膜的基材（40）；預處理室（10）、鍍膜室（20）以及收料室（30）之間為真空密封連接。本實用新型所提供的PECVD鍍膜裝置，能夠保證基材表面處理時的清潔度，保證基材表面的鍍膜質量。
【專利說明】PECVD鍍膜裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體放電【技術領域】，具體而言，涉及一種PECVD鍍膜裝置。
【背景技術】
[0002]等離子體增強化學氣相沉積法PECVD (Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition)借助于氣體輝光放電產生的低溫等離子體，增強反應位置的化學活性，促進了氣體間的化學反應，從而在低溫下也能在基材上形成固體膜。固體膜可以敷在軟基材、硬基材上。為保證固體薄膜的成膜質量，通常對基材的預成膜面進行表面的處理，表面處理的目的是去除基材表面的材質成份?；谋砻娴念A處理工作會影響到基材上固體膜的成膜質量。
[0003]PECVD裝置通常通過一對或若干對電極輥對向放電產生等離子體，一個放電區(qū)域在兩組電極之間形成放電區(qū)，放電區(qū)域內通過放電產生的電子碰撞分子或原子產生等離子體，高能量的等離子體運動過程中促成反應氣體的化學反應，組成了新成份粒子。新成份粒子在磁場的控制下形成規(guī)律性的運動，最終沉積在基材或設備的外壁上形成固態(tài)薄膜。薄膜形成過程中，控制鍍膜室的真空度或壓力、控制反應氣體的通氣量、控制電極間的放電間隙等，可以控制在基材表面鍍膜的質量。
[0004]在對基材進行鍍膜時，一般通過對基材表面進行加熱或者烘烤等來增加基材表面的清潔度，但如此一來，基材表面容易在高溫環(huán)境下與空氣之間發(fā)生反應，導致對基材表面造成污染，對基材表面的鍍膜質量造成不利影響。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種PECVD鍍膜裝置，能夠保證基材表面處理時的清潔度，保證基材表面的鍍膜質量。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種PECVD鍍膜裝置，包括:預處理室，用于對基材進行表面預處理；鍍膜室，位于預處理室下游，用于對經預處理室預處理的基材進行鍍膜；以及收料室，設置在鍍膜室下游，用于收集經鍍膜室鍍膜的基材；預處理室、鍍膜室以及收料室之間為真空密封連接。
[0007]進一步地，預處理室包括:供給機構，用于供給基材；表面處理機構，設置在基材的待處理表面所在側，用于對基材的待處理表面進行清潔。
[0008]進一步地，表面處理機構為低溫等離子體清潔機構。
[0009]進一步地，鍍膜室包括:放電電極對，基材穿設在放電電極對的兩個電極之間；卷繞輥，基材繞設在卷繞輥上。
[0010]進一步地，放電電極對的兩個電極之間的間距可調。
[0011]進一步地，放電電極對的兩個電極之間的間距為25mm至55mm之間。
[0012]進一步地，放電電極對的各電極均為等截面電極。
[0013]進一步地，鍍膜室還包括連接至室內的排氣系統(tǒng)和進氣口，進氣口設置在放電電極對的兩個電極之間，排氣系統(tǒng)設置在鍍膜室的側壁上。
[0014]進一步地，PECVD鍍膜裝置還包括成膜速率檢測裝置，成膜速率檢測裝置用于檢測放電電極對的放電區(qū)域內的等離子區(qū)內的成膜速率。
[0015]進一步地，收料室內設置有:收料機構，用于收起完成鍍膜的基材；電暈處理機構，設置在完成鍍膜的基材進入收料機構的路徑上，用于對完成鍍膜的基材表面的固態(tài)薄膜進行電暈。
[0016]應用本發(fā)明的技術方案，PECVD鍍膜裝置包括:預處理室，用于對基材進行表面預處理；鍍膜室，位于預處理室下游，用于對經預處理室預處理的基材進行鍍膜；以及收料室，設置在鍍膜室下游，用于收集經鍍膜室鍍膜的基材；預處理室、鍍膜室以及收料室之間為真空密封連接。根據(jù)本發(fā)明的PECVD鍍膜裝置，預處理室、鍍膜室和收料室之間為真空密封連接，使得基材的整個鍍膜過程全部在真空密封環(huán)境下進行，因此可以避免對基材進行表面處理時基材表面與空氣發(fā)生反應而影響基材的鍍膜質量，從而有效提高基材的鍍膜質量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的PECVD鍍膜裝置的結構示意圖；
[0019]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的PECVD鍍膜裝置的放電電極對結構示意圖；
[0020]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的PECVD鍍膜裝置的鍍膜室的第一結構示意圖；以及
[0021]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的PECVD鍍膜裝置的鍍膜室的第二結構示意圖。
[0022]附圖標記:10、預處理室；20、鍍膜室；30、收料室；40、基材；11、供給機構；12、表面處理機構；21、放電電極對；22、卷繞輥；23、排氣系統(tǒng)；24、進氣口 ；31、收料機構；32、電暈處理機構。
【具體實施方式】
[0023]下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0024]如圖1至圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例，PECVD鍍膜裝置包括預處理室10、鍍膜室20和收料室30。預處理室10用于對基材40進行表面預處理；鍍膜室20位于預處理室10下游，用于對經預處理室10預處理的基材40進行鍍膜；收料室30設置在鍍膜室20下游，用于收集經鍍膜室20鍍膜的基材40 ;預處理室10、鍍膜室20以及收料室30之間為真空密封連接。
[0025]預處理室10、鍍膜室20和收料室30之間為真空密封連接，使得基材40的整個鍍膜過程全部在真空密封環(huán)境下進行，因此可以避免對基材40進行表面處理時基材表面與空氣發(fā)生反應而影響基材40的鍍膜質量，從而有效提高基材40的鍍膜質量。
[0026]預處理室10、鍍膜室20和收料室30的各室均為真空，可以通過每個真空室采用單獨的排氣裝置的方式形成，也可以總體采用一套排氣裝置形成真空。三個真空室的真空度均滿足2.0e-2Pa或更高的真空度，從而保證預處理的過程中以及預處理之后的基材表面不會被空氣解除到，從而不會被污染，使得基材在干凈的條件下進入可成膜區(qū)域，可以提高薄膜的致密性及成膜的純度等，從而提高固態(tài)膜的質量。
[0027]預處理室10包括供給機構11和表面處理機構12，其中供給機構11上纏繞有待鍍膜的基材40，用于供給待鍍膜的基材40 ;表面處理機構12設置在基材40的待處理表面所在側，用于對基材40的待處理表面進行清潔。在本實施例中，表面處理機構12為低溫等離子體清潔機構，在基材40的A、B兩個側面分別設置有低溫等離子體清潔機構12a和12b，可以對基材實現(xiàn)雙面的清潔。
[0028]鍍膜室20包括放電電極對21和卷繞輥22，其中放電電極對21包括電極X和電極Y，基材40穿設在放電電極對21的兩個電極X，Y之間，并通過電極X、Y放電所產生的等離子進行鍍膜；基材40繞設在卷繞輥22上，并通過卷繞輥22進行換向和導向動作，使基材40可以在放電電極對21的兩個電極X，Y之間充分鍍膜。
[0029]鍍膜室20還包括連接至室內的排氣系統(tǒng)23和進氣口 24，進氣口 24設置在放電電極對21的兩個電極之間，排氣系統(tǒng)23設置在鍍膜室20的側壁上。通過調節(jié)排氣系統(tǒng)23的排氣量以及進氣口 24處的氣體進入量，可以調節(jié)參與反應的集中氣體的比例，從而對放電區(qū)域EP的粒子濃度進行控制，保證基材表面的固化薄膜的一致性和生產效率。進氣口 24還可以設置在位于同一卷繞輥22的相對兩側的基材40之間，且位于相對兩側的基材40之間的中間位置。優(yōu)選地，進氣口 24還位于上下兩組卷繞輥22中間的位置處。
[0030]待鍍膜的基材40進入電極X、Y的放電區(qū)域EP區(qū)時，放電區(qū)EP的粒子通過磁場的控制會很快沉積到基材表面。同時由于基材表面是運動的。經過EP區(qū)的基材表面就會形成一層固態(tài)薄膜。放電區(qū)域EP聚集的粒子濃度、粒子的成份及粒子的運行軌跡都決定了成膜的特性和質量，粒子的濃度與產生的等離子體成正比例關系。而形成的等離子濃度的與進氣口 24的供氣量、鍍膜室20提供的放電環(huán)境的氣壓存在等比例的關系，同時，等離子體產生的數(shù)量與供電電源的功率成正比例關系。而對于PECVD技術來說，大功率可以提高成膜的效率，但同時，過高的供電功率會造形成弧光放電或誤放電，從而損壞電源或擊穿基材。因此，對于電極X和電極Y形成的放電間距需要合理的設計與放置，整體放電環(huán)境對于電源的波形、功率及匹配度都有更高的要求。
[0031]為了能夠較好地滿足待鍍膜的基材40鍍膜時的要求，優(yōu)選地，放電電極對21的兩個電極之間的間距可調。通過調節(jié)兩個電極X,Y之間的間距，可以調節(jié)放點區(qū)域EP處的等離子體的密度，從而改變鍍膜所需粒子的濃度，使得放電電極對21可以滿足不同鍍膜要求的基材40的鍍膜需要，因此具有更好的適應性。優(yōu)選地，放電電極對21的兩個電極之間的間距為25mm至55mm之間。
[0032]兩個電極的電信號由放電電源提供，放電電源的輸出的電信號波形可以是正方波、梯形波及復合波，也可以為輸出正弦波。同時，對于電源的工作電壓通常為2000V以下。過高的工作電壓會在放電過程中產生誤放電和弧光放電，在2000V以下的工作電源保證放電區(qū)域工作在輝光放電區(qū)。電源工作頻率通常為20kHz — 200kHz。為去除等離子體放電過程中設備內壁積累的電荷，放電腔體及與放電腔體接觸的部分通常要做到良好的接地，通常接地電阻<5Ω。另外，電源要與放電區(qū)域形成良好的阻抗匹配性，通常電源的阻抗匹配范圍為50Ω-350Ω之間。
[0033]放電電極對21采用循環(huán)制冷劑進行降溫，確保放電電極X和Y之間工作過程中的溫度不影響電極的密封性。電極X、Y的材料為良好的金屬導體，可以采用不銹鋼、銅材質、鋁材質等。電極的形狀以可以是多種多樣的，如圖2所示，可以為實心圓柱體、空心圓柱體，也可以是截面的形狀為圓形、圓弧、梯形及矩形等的長條形電極。當采用圓柱形的實心或空心電極可以把基材的卷繞輥25與電極兼顧使用，如圖3所示，此時基材40直接繞設在電極上，電極不僅起到放電形成等離子區(qū)域的作用，同時還要起到對基材40進行導向的作用，這樣就不需要再單獨對電極進行設置，因此可以減少放電電極在裝置中的安裝費用。
[0034]在實際的設置過程中，也可以將卷繞輥22和放電電極對21的兩個電極X、Y分開設置，例如如果采用非圓形或中心軸不對稱的電極，則卷繞輥25與電極X、Y不能通用一組，此時需要將放電電極對21成對設置，在每個放電電極對21的兩個電極之間產生EP放電區(qū)域，見圖4所示。經過驗證，兩種方法在PECVD成膜過程中，均可實現(xiàn)正常鍍膜。
[0035]放電空間的工作壓力通常為0.1-1OPa之間可調。在本實施例中，通過調節(jié)放電空間的方式來調節(jié)放電空間的放電壓力?？刂品烹娍臻g的方法有，通過調整排氣系統(tǒng)23的排氣量進行控制，也可通過調整放電空間區(qū)域內的反應氣體的進氣口 24的進氣量進行控制，也可根據(jù)采用調整排氣量配合調整進氣量或進氣比例來達到調整工藝的目的，從而提高成膜質量。
[0036]PECVD鍍膜裝置還包括成膜速率檢測裝置，成膜速率檢測裝置用于檢測放電電極對21的放電區(qū)域內的等離子區(qū)內的成膜速率?；?0的輸送速度靠設備本身自帶的基材輸送機構提供均勻的輸送速度來實現(xiàn)，而控制放電區(qū)域EP的粒子濃度，則依靠成膜速率檢測裝置來實現(xiàn)EP區(qū)粒子濃度的檢測，成膜速率檢測裝置檢測到數(shù)據(jù)及時反饋給設備的控制單元，控制單元可以根據(jù)成膜速率檢測裝置檢測到的EP區(qū)粒子濃度調整鍍膜室20內的粒子濃度，具體調整的方式為調整排氣量或者調整進氣量，或者同時調整進氣量和排氣量。
[0037]收料室30內設置有收料機構31和電暈處理機構32，收料機構31用于收起完成鍍膜的基材40 ;電暈處理機構32設置在完成鍍膜的基材40進入收料機構31的路徑上，用于對完成鍍膜的基材40表面的固態(tài)薄膜進行電暈。
[0038]固態(tài)薄膜敷在基材40上之后，收料機構31將完成鍍膜完成的材料基材40收起，從而完成整個鍍膜的過程。真空鍍膜過程中，由于基材表面沉積了固態(tài)薄膜，表面能通常會有明顯的減小，為滿足后續(xù)產品的加工要求，通常會對基材表面形成固態(tài)薄膜進行電暈處理以提高鍍膜面的表面能，因此可以選擇對鍍膜過后的基材40進行電暈處理。在本實施例中，電暈處理設置在完成鍍膜的基材40進入收料機構31的路徑上的電暈處理機構32完成。
[0039]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術效果:
[0040]1、避免了在對基材進行表面處理時對基材表面造成污染，保證了基材的表面鍍膜質量。
[0041]2、可以更好地調整放點區(qū)域的粒子濃度，改善基材的鍍膜質量。
[0042]3、通過設置電暈處理機構，可以改善基材鍍膜表面的表面能，能夠滿足后續(xù)薄膜加工的需要。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種PECVD鍍膜裝置，其特征在于，包括: 預處理室(10)，用于對基材(40)進行表面預處理； 鍍膜室(20)，位于所述預處理室(10)下游，用于對經所述預處理室(10)預處理的基材(40)進行鍍膜；以及 收料室(30)，設置在所述鍍膜室(20)下游，用于收集經所述鍍膜室(20)鍍膜的基材(40)； 所述預處理室(10 )、所述鍍膜室(20 )以及所述收料室(30 )之間為真空密封連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的PECVD鍍膜裝置，其特征在于，所述預處理室(10)包括: 供給機構(11)，用于供給所述基材(40 ); 表面處理機構(12)，設置在所述基材(40 )的待處理表面所在側，用于對所述基材(40 )的待處理表面進行清潔。
3.根據(jù)權利要求2所述的PECVD鍍膜裝置，其特征在于，所述表面處理機構(12)為低溫等離子體清潔機構。
4.根據(jù)權利要求1所述的PECVD鍍膜裝置，其特征在于，所述鍍膜室(20)包括: 放電電極對(21)，所述基材(40 )穿設在所述放電電極對(21)的兩個電極之間；卷繞輥(22)，所述基材(40)繞設在所述卷繞輥(22)上。
5.根據(jù)權利要求4所述的PECVD鍍膜裝置，其特征在于，所述放電電極對(21)的兩個所述電極之間的間距可調。
6.根據(jù)權利要求4所述的PECVD鍍膜裝置，其特征在于，所述放電電極對(21)的兩個電極之間的間距為25mm至55mm之間。
7.根據(jù)權利要求4所述的PECVD鍍膜裝置，其特征在于，所述放電電極對(21)的各電極均為等截面電極。
8.根據(jù)權利要求4所述的PECVD鍍膜裝置，其特征在于，所述鍍膜室(20)還包括連接至室內的排氣系統(tǒng)(23)和進氣口(24)，所述進氣口(24)設置在所述放電電極對(21)的兩個電極之間，所述排氣系統(tǒng)(23)設置在所述鍍膜室(20)的側壁上。
9.根據(jù)權利要求4所述的PECVD鍍膜裝置，其特征在于，所述PECVD鍍膜裝置還包括成膜速率檢測裝置，所述成膜速率檢測裝置用于檢測所述放電電極對(21)的放電區(qū)域內的等離子區(qū)內的成膜速率。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的PECVD鍍膜裝置，其特征在于，所述收料室(30)內設置有: 收料機構(31)，用于收起完成鍍膜的基材(40 ); 電暈處理機構(32)，設置在所述完成鍍膜的基材(40)進入所述收料機構(31)的路徑上，用于對所述完成鍍膜的基材(40 )表面的固態(tài)薄膜進行電暈。
【文檔編號】C23C16/54GK203653695SQ201320858530
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權日:2013年12月24日
【發(fā)明者】陳立國, 呂旭東, 李海燕, 張受業(yè), 陳偉岸, 賀艷, 趙萌, 朱惠欽 申請人:北京北印東源新材料科技有限公司