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柔性卷绕镀膜真空隔离技术

目前柔性透明导电薄膜沉积技术已经在触摸屏行业广泛推广,柔性透明导电膜通过卷绕镀膜设备镀制,柔性透明导电薄膜基材都是PET(Polyethylene terephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯)等柔性材料。为攻克柔性卷绕镀膜中生产完一卷膜后全部破真空产能低的难题,在柔性卷绕镀膜设备放卷室和工艺真空室、收卷室和工艺真空室之间各增加一个隔离阀,这样在生产完一卷膜材后只需对放卷室和收卷室进行破真空处理,大大缩减了工艺真空室的抽气时间,提高生产产能。

  柔性ITO导电镀膜生产流程见图1。

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图1    卷绕镀膜生产流程图

  溅射的先决条件就是真空,溅射镀膜的基础是辉光放电:低压气体中显示辉光的气体放电(空气中的电子大概在1 000对/cm,由于高压放电现象在低气压状态下会产生辉光现象)现象,即稀薄气体中的自持放电(自激导电)现象。指的是不依赖外界电离条件,仅由外施电压作用即可维持的一种气体放电。本司工艺是待设备本底真空度达到2.3×10-6hPa时,充入工艺气体至工艺真空,打开阴极和传动辊开始镀膜;PET基材经过等离子设备预处理后,工艺室的阴极依次镀制SiOx、Nb2O5、SiO2、ITO膜系。

  溅射镀膜真空隔离技术:(1)上料,首先需关闭放卷室隔离阀对放卷室进气,待放卷室达到1.0×103hPa时方可打开放卷室门并安装卷材,卷材安装完毕后,真空泵会对放卷室抽真空,当放卷室真空度达到一定数值时(放卷室与溅射镀膜室真空度相当),放卷室隔离阀打开;此时放卷室、溅射镀膜室同步抽真空。当本底真空≤2.3×10-6hPa时,方可通入溅射气、工艺气体进行生产制作。(2)卸料:一卷膜溅射镀膜完毕后,关闭收卷室隔离阀对收卷室进气,待放卷室达到1.0×103hPa时方可打开收卷室门,并卸料。卸料完毕后真空泵会对收卷室抽真空,当收卷室真空度达到一定数值时(收卷室与溅射镀膜室真空度相当),收卷室隔离阀打开。(3)真空隔离阀:由硅胶管、固定管、抽气泵电磁阀等组成。该装置装在卷绕镀膜设备放卷室与工艺真空室、收卷室与工艺真空室之间。工作时是在需要进行真空密封时通过压缩气的充入使硅胶管膨胀,从而达到密封的效果,不需要密封时通过抽气泵抽气把硅胶管内的压缩气抽离,从而达到打开的状态。硅胶管采用整注的方式进行加工,表面光洁度可以保证,其次就是硅胶可以很规律的进行填充。如图2所示。

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图2    镀膜设备结构示意图

  此工艺采用真空卷绕磁控溅射技术,具有以下特点:

  ①溅射所获得的薄膜与基片结合较好;

  ②溅射所获得的薄膜纯度高、致密性好、成膜均匀性好;

  ③能够精准控制镀层的厚度,同时可通过改变参数条件控制组成薄膜的颗粒大小。

  隔离阀应用效果比较分析:(1)收、放卷室进气时真空度变化,隔离阀使用前后,收、放卷室进气时,溅射镀膜室的真空度变化见图3。

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图3    收、放卷室进气时溅射镀膜室的真空度变化

  从图3中可见,隔离阀使用后,收、放卷室进气时,真空波动较小从2.6×10-6hPa升至6.3×10-6hPa然后减低到4.6×10-6hPa。中间镀膜室真空也会出现波动,但是波动曲线平稳,真空度落点也相对较低。

  (2)收、放卷室换卷后抽气时真空变化,隔离阀使用前后,收、放卷室换卷后抽气时,溅射镀膜室的真空变化见图4。

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图4    收、放卷室抽气时溅射镀膜室的真空变化

  从图4中可见,隔离阀使用后,收、放卷室抽气时,中间镀膜室真空起点低,抽气时长22min左右真空从4.6×10-6hPa逐步减低到2.8×10-6hPa,图中曲线对比,若溅射室真空达到镀膜工艺真空点2.3×10-6hPa时,使用此隔离技术后每次抽气时间可缩短15 min左右,每卷膜需收放卷室各进气、抽气一次,测每生产一卷膜可节约30 min时间。按每卷膜900 m、身缠速度4 m/min计算,可提升产能约13.33%。

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