離子源清洗裝置的製作方法

2023-05-14 07:29:41 2

本實用新型涉及真空鍍膜技術，尤其涉及一種離子源清洗裝置。

背景技術：

目前，在對基材進行鍍膜前，一般都要對基材進行鍍膜前處理以增加膜層和基材之間的附著力。現有技術中，通常通過直流輝光放電方式對基材進行清潔。直流輝光放電是用磁控管產生等離子體，由於此方法離子的電流密度低導致預處理適用的範圍窄、較低的放電電壓以及基質的熱負荷較低等原因，使得膜層與基材附著力無法到達製程工藝的要求。

技術實現要素：

本實用新型的目的為提供一種離子源清洗裝置對基材進行鍍膜前處理，提高膜層與基材之間的附著力。

本實用新型提供一種離子源清洗裝置，所述離子源清洗裝置包括外殼、靶材基座、靶材及圓輥，所述外殼內有一收容腔，所述收容腔設有一開口；所述靶材基座收容於所述收容腔內，並位於所述開口的下方；所述靶材基座包括腔體，所述腔體內設有數個磁鐵，每兩個相鄰的磁鐵的正極與負極錯開設置；所述靶材裝於所述腔體外部與所述磁鐵相對的位置；所述圓輥位於所述收容腔的所述開口的上方並與所述靶材相對。

其中，所述靶材為條狀，由Li、Be、Zr及其合金任一種組成。

其中，所述離子源清洗裝置位於真空室中。

其中，所述外殼上設有氣孔，所述氣孔用於向所述收容腔中充入氬氣及氧氣的混合氣體。

其中，所述氬氣及氧氣的混合氣體的體積比在0.27～0.50的範圍內。

其中，所述靶材真空室中充入所述氬氣的流量為50～300sccm，所述真空室中充入所述氧氣的流量為50～500sccm。

其中，所述靶材與需要進行清洗的基材相對設置，所述基材與所述靶材的之間的距離為20～35mm。

其中，所述離子源清洗裝置的功率使用範圍為1～7Kw，工作電壓為 400-700V，工作電流為2-10A。

其中，數個所述磁鐵產生的磁場的磁場強度為150～250G。

其中，所述靶材基座蓋板內設有數條冷卻水管道，用於對靶材進行降溫。

本實用新型所提供的離子源清洗裝置通過磁控濺射真空鍍膜方式的方式對基材前處理，在所述靶材上方增加磁場，從而增加靶材與基材之間的離子能量及離子密度，從而提高所述離子源清洗裝置的清潔效率及所述基材的清潔程度，進而提高膜層與基材之間的附著力。

附圖說明

為更清楚地闡述本實用新型的構造特徵和功效，下面結合附圖與具體實施例來對其進行詳細說明。

圖1是本實用新型的離子源清洗裝置的結構示意圖。

具體實施例

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。其中，附圖僅用於示例性說明，表示的僅是示意圖，不能理解為對本專利的限制。

請參閱圖1，本實用新型提供一種離子源清洗裝置100。所述離子源清洗裝置100包括外殼10，所述外殼10內有一收容腔11，所述收容腔11內收容有靶材基座20。所述靶材基座20內設有數個磁鐵30，所述靶材基座20上層疊有靶材40及與所述靶材相對的圓輥(圖中未示出)。所述靶材基座20通過絕緣支柱50 支撐並設於所述外殼10的內部。所述離子源清洗裝置100設於真空室(圖中未示出)中，鍍膜前的所述真空室的真空度為1.0～1.5×10-5mbar。

所述外殼10由絕緣材料形成，其作用主要為將所述外殼10內部的帶電裝置與外界隔離開，保障人員安全，並保障裝置的正常使用。所述外殼10包括一收容腔11，所述收容腔11包括底壁12及垂直於所述底壁12並相對設置的兩個側壁13，任一所述側壁13上遠離所述底壁12的一端設有氣孔14，所述氣孔14 與進氣管(圖中為示出)相連，用於向所述收容腔11內通入低壓的清潔氣體，所述清潔氣體經過電離形成清潔離子，用於對需要進行度膜前處理的基材進行清潔。本實施例中，所述清潔氣體為氬氣及氧氣的混合氣體，所述氬氣與氧氣的體積比在0.27～0.50的範圍內。且充入所述真空室中所述氬氣的流量為 50～300sccm，充入所述真空室中的所述氧氣的流量為50～500sccm。可以理解的是，根據清潔的基材的種類，需要除去的主要汙漬的種類不同及所述基材的汙染程度，可以改變所述清潔氣體的氣體比例及流量。所述收容腔11還包括一開口15。

所述靶材基座20收容於所述收容腔11內，位於所述開口15的下方，並通過所述絕緣支柱50支撐固定於所述收容腔11的所述底壁12上。所述靶材基座 20為長方體的長條狀結構，所述靶材基座20包括底座21及蓋合於所述底座21 的蓋板22。所述底座21為槽狀結構，所述蓋板22蓋合於所述底座21上形成一個腔體24。

所述蓋板22內設有數條冷卻水管道23，所述冷卻水管道23為長條狀，沿所述底座21槽狀結構的長邊方向進行設置，即長方體結構的所述靶材基座20 的長邊方向設置。本實施例中，所述冷卻水管為兩條平行管道。所述底座21包括底壁21a及與所述底壁21a垂直並相連的兩個相對設置側壁21b。所述靶材基座20的所述側壁21b與電源(圖中未示出)的一極相連。本實施例中，所述電源為直流電源。所述離子源清洗裝置100的功率範圍為1～7Kw，工作電壓在 400～700V範圍內，工作電流在2～10A範圍內。其中，所述功率範圍較優的在 5～7Kw範圍內。

所述靶材基座20的所述腔體24內設有數個磁鐵30。所述磁鐵30包括N 極和S極，所述N極和S極的任意一極貼靠並固定於所述靶材基座20的所述底壁21a上，另一極面向所述蓋板22的方向。每兩個相鄰的所述磁鐵30的所述N 極和S極分別錯開設置，即若一磁鐵30的所述N極朝向所述蓋板22的方向，則與該磁鐵30相鄰的所述磁鐵30的S極朝向所述蓋板22的方向。通過錯開設置的所述磁鐵30在所述靶材40的表面形成磁場。本實用新型的較優實施例中，所述磁場強度為150～250G範圍內。

所述靶材40裝於所述腔體24外部並與所述磁鐵30相對的位置。具體的，所述靶材40層疊並固定於所述靶材基座20的所述蓋板22上，位於所述腔體24 的外部，並在垂直方向的正投影於所述磁鐵30上，從而實現所述磁鐵30在所述靶材40的表面形成磁場。所述靶材40為條狀金屬板。本實用新型中，所述靶材選用Li、Be、Zr等具有低濺射率的金屬材料或其它具有低濺射率的合金材料。所述靶材40在作為電極電離所述真空中的所述清潔氣體時，所述靶材40 不容易因為電離所述清潔氣體得到的離子撞擊而產生大量的濺射，從而減少靶材濺射到需要清潔的基材60上的概率，保證所述基材60具有更好的品質，使附著於其上的膜層有更強的附著力。

本申請所述的離子源清洗裝置100用於對待鍍膜的基板60進行前處理。所述基材60為PET板、COP板等柔性基材，所述基材60卷繞於所述圓輥上，並通過所述圓輥的旋轉，對所述基材60進行傳輸，並通過所述圓輥旋轉式的傳動操作經過所述離子源清洗裝置100的所述開口15的上方並與所述靶材40相對，所述靶材40與位於所述圓輥上的所述基材60之間的較優間距為20～35mm。可以理解的是，根據實際需要的不同，如在不同的放電電壓、不同的使用功率、不同的放電電流、不同的磁場等情況下，為了得到較佳的基材前處理效果，可以對所述基材60與所述靶材40之間的距離進行調整，所述基材60與所述靶材 40的之間的距離可以為20～150mm。且所述靶材40也可進行可拆卸式的固定於所述蓋板22，以便於對根據實際需要對所述靶材進行方便的更換。所述圓輥與本實施例中所述直流電源的另一極相連。

所述靶材40位於所述靶材基座20上，並通過所述靶材基座20與所述電源一極相連，形成一電極，本實施例中，所述靶材40為本實用新型所述離子源清洗裝置100的陰極。所述圓輥與所述電源的另一極相連，形成另一電極，本實施例中，所述圓輥為本實用新型所述離子源清洗裝置100的陽極。當所述離子源清洗裝置100進行清洗操作時，接通電源，使所述靶材40與所述圓輥之間產生高電壓，位於所述靶材40與所述圓輥之間的所述氧氣和所述氬氣則會發生電離，形成由正電的氬正離子、帶負電的電子及帶負電的氧負離子等組成的等離子體。

其中，所述氬正離子在電場作用下向所述靶材40運動轟擊所述靶材40。轟擊過程中，所述氬正離子或者所述氬正離子在轟擊過程中捕獲電子後形成的氬原子或分子從靶表面反射，並且，所述氬正離子轟擊所述靶材40使其表面逸出二次電子。所述二次電子向所述陽極進行運動，並在形成於所述靶材40表面的所述磁場的作用下，不斷地在所述磁場內進行來回運動，延長所述二次電子的運動軌跡，進而轟擊更多位於所述靶材40附近的所述清潔氣體，使更多所述清潔氣體發生電離形成氬正離子電子及氧負離子，從而在使用更少所述清潔氣體，保證真空度的情況下形成更多的氬正離子、電子及氧負離子，增加所述氬正離子及氧負離子的密度。並且，由於所述靶材選用Li、Be、Zr等具有低濺射率的金屬材料或其它具有低濺射率的合金材料，使得所述靶材40不容易因為所述氬離子的撞擊而產生大量的濺射，從而減少靶材濺射到需要清潔的所述基材60上的概率，保證所述基材60具有更好的品質，使附著於其上的膜層有更強的附著力。

產生的所述氧負離子及所述電子在電場作用下向陽極運動轟擊所述基材60 的表面，將基材表面的雜質撞擊清潔掉。並且，所述氧離子與所述基材60表面的有機物髒汙反應而進一步對所述基材60進行清潔。進一步的，所述氧負離子和電子撞擊所述基材60表面，會使所述基材60的C-H鍵，生成C-OH從而使所述基材60表面活化，更利於所述基材60與鍍膜層的結合。並且，產生的所述氧負離子與所述靶材40上濺射出來的元素進行反應，從而減少所述靶材濺射出來的元素濺射到所述基才60上，從而進一步的提高所述基材60的清潔度。

本實用新型所提供的所述離子源清洗裝置100通過在所述離子源清洗裝置 100中增加數個所述磁鐵30，通過所述磁鐵30在所述靶材40表面形成磁場，通過所述磁場的作用提高產生的所述電子的利用效率，進而增加提高電離或電子撞擊所述清潔氣體所產生的離子濃度，從而提高所述基材60的清潔效果。並且，通過所述氧離子與所述基材60表面的有機物汙物進行反應並對所述基材60的表面進行活化，進一步提高膜層與所述基材60之間的附著力。進一步的，選用Li、 Be、Zr及其合金等具有低濺射率的材料作為靶材材料，降低所述靶材40的濺射率，減少電極材料在所述基材60表面的殘留。

以上所述是本實用新型的優選實施例，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護範圍。