[发明专利]新型等离子体增强化气相沉积氧化物高阻隔膜放电结构

说明书

本发明公开了一种新型等离子体增强化气相沉积氧化物高阻隔膜放电结构，中频电源、放电电极、导向轴和主动轮；本发明的结构设计巧妙、合理，由于永磁体是固定在所述放电电极内，而且放电电极是固定不可旋转，避免了因电极旋转切割磁力线产生的电磁阻力的影响，大幅提高被镀基膜的运行速度，进而提高镀膜效率。而且被镀基膜的运动是由独立的主动轮带动，有效地避免了放电电极切割磁力线产生的感生电压问题。同时通过导向轴确保被镀基膜经过高密度等离子体区域时终于保持与放电电极之间的距离是相对恒定，进而能确保在被镀基膜上沉积的氧化物薄膜也是均匀一致的，有效提高了氧化物高阻隔膜产品的成品率，确保产品质量。

技术领域

本发明涉及氧化物高阻隔膜镀膜设备技术领域，具体涉及一种新型等离子体增强化气相沉积氧化物高阻隔膜放电结构。

背景技术

近年来，以聚酯膜（PET）为基底、氧化物（SiOx）涂层为阻隔层的第三代氧化物高阻隔性包装材料已经开始批量生产，并广泛应用于食品、药品包装，以及电子产品（OLED、OPV）封装、真空绝热板（VIP）、食品/药品包装、新型医疗器械等领域。SiOx高阻隔膜包装材料产量和用量逐步增大，据预测，随着SiOx镀膜设备、工艺技术的不断完善、产品成本的进一步降低，SiOx高阻隔膜包装材料将具有十分广阔的应用前景。等离子体增强化学气相沉积(PECVD)已成为化学气相沉积(CVD)中主要的薄膜沉积技术之一，PECVD技术能降低CVD反应所需的温度。其反应原理是利用辉光放电，在交变电场作用下使稀薄气体电离，产生等离子体。通常SiOx高阻隔膜采用PECVD工艺进行生产。因此， PECVD镀膜设备的性能决定了SiOx高阻隔膜产量和质量。

现有的PECVD镀膜设备中，如图1所示，放电电极1与中频电源5连接，电极间的稀薄气体在中频交变电场作用下产生等离子体。由于电极内部放置了永磁体4，等离子体被约束在电极附近。被镀基膜3经过电极表面后沉积一层氧化物阻隔层。镀膜过程中，放电电极1作为主动轮，带动被镀基膜3运动，速度由放电电极1的转速确定，因此，放电电极1需要真空室外部的传动电机相连，正负电极之间的距离是固定不动的，限制了工艺参数的调整能力。导向轴2仅承担引导基膜的定向运动的作用。镀膜过程中，放电电极1转动，而内部永磁体4不动。由于在正负电极间存在数百高斯的磁场，转动的放电电极表层金属可以切割电极间的磁力线，导致在电极两端产生感生电压。电极间的等离子体中的正负离子沿着感生电场的反方向移动，导致在放电电极两端分别积累正负电荷，严重影响等离子体的分布均匀性，最终导致沉积在基膜上的SiOx高阻隔膜不均匀，产品易出现不良品。另外，由于电极表层金属切割磁力线，电极产生涡流，加大电极运行阻力，特别在放电电极以较高速度运转时，运行阻力更加明显，影响生产效率。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种结构设计合理的新型等离子体增强化气相沉积氧化物高阻隔膜放电结构，能有效避免了因电极旋转切割磁力线、导致电极两端出现感生电压的现象，解决了因感生电压会引起电极两端的等离子体成分不均匀而导致氧化物高阻隔膜产品不均匀的问题，提高了氧化物高阻隔膜产品的成品率。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种新型等离子体增强化气相沉积氧化物高阻隔膜放电结构，其包括中频电源、放电电极，所述放电电极为固定结构设置，不可以旋转，避免电极表层金属转动切割磁力线而产生感生电压和运行阻力，所述中频电源与放电电极相连接，在中频交变电场的作用下，放电电极能产生高密度的等离子体；所述放电电极内固定设有能将等离子体约束在其附近的永磁体，使放电电极附近区域形成高密度等离子体区域；被镀基膜经过所述高密度等离子体区域，且与所述放电电极之间具有间距。该间距优选为1.0mm～1.5mm。被镀基膜在经过时，处于高密度的等离子体区域中，实现在被镀基膜的表面沉积氧化物高阻隔膜。

作为本发明的一种优选改进，所述永磁体的数量为若干，均匀分布固定在所述放电电极内。永磁体采用固定式结构设置在放电电极内，永磁体和放电电极的表面相对固定，放电电极与中频电源的正负相连，在一定的真空条件下，产生均匀的等离子体，实现在被镀基膜上沉积氧化物薄膜。