一种塑料表面溅射铝箔生产方法技术

一种塑料表面溅射铝箔生产方法，具体地说是一种采用非平衡磁控溅射在塑料表面覆铝箔的方法。该铝箔在塑料表面主要起到导电的作用。工艺步骤：1、基片预处理：在制备薄膜前需对塑料表面进行预处理。预处理工艺过程为：除油脂→超声清洗→活化→真空干燥。2、薄膜制备：固定工件→抽本底真空→轰击清洗净化工件→调节溅射气体压力→确定基片偏压→确定基片占空比→确定溅射占空比→关闭靶电源→偏压电源→气源→停工件转架→开启工作室→取出工件。用这种方法生产的铝箔厚度均匀，光洁度好、膜层组织更为致密、铝箔与塑料的结合强度好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体地说是一种采用非平衡磁控溅 射在塑料表面覆铝箔的方法。
技术介绍
目前塑料表面镀铝箔的生产方法主要有塑料直接覆铝技术、化学镀、刷镀等方法， 塑料直接覆铝技术是指铝箔在一定温下直接键合到塑料表面而制成的复合板材，可以得到 很好的结合强度，但只能生产较厚的铝箔，不能生产微米级的铝箔。化学镀方法生产的覆铝 基片，铝层均勻，但结合强度较低，均勻性差，容易出现脱落、鼓包、鳞皮等现象。刷镀虽然铝 层均勻，但抗氧化性较差，而且不可以生产较薄的覆铝基片。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，而提供。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是，所 述方法是采用非平衡磁控溅射法生产塑料覆铝基片，它是通过下述工艺步骤实现的1、基片预处理在制备薄膜前需对塑料表面进行预处理。预处理工艺过程为除油脂一超声清洗 —活化一真空干燥。2、薄膜制备固定工件一抽本底真空一轰击清洗净化工件一调节溅射气体压力一确定基片偏 压一确定基片占空比一确定溅射占空比一关闭靶电源一偏压电源一气源一停工件转架一 开启工作室一取出工件一样品退火。上述基片预处理过程为(1)基片除油脂采用低温弱碱溶液去油，将塑料片浸泡在其中30min，控制溶液 温度为45 60°C，然后用去离子水冲洗。(2)超声波清洗由于塑料表面存在开孔气孔，所以在空隙中滞留有微小细粒，为了下一步更好活 化整个表面，采用超声波清洗。采用激震频率较低的超声波清洗器，清洗时间控制在:3min 左右，然后将其取出，用去离子水冲洗后，迅速放入活化液中进行表面活化。(3)活化活化的主要目的是增强基材与膜层附着力，去除多余的油类杂质、斑点，活化表 面，活化液的主要成份是由氢氟酸、铬酸和硫酸按一定比例进行配制，其组分见表2，活化时 间控制在30s，然后用去离子水冲洗干净后，放入真空干燥箱内进行真空干燥。⑷真空干燥由于清洗、活化阶段塑料表面渗入一定的水分会引起材料性能的一系列变化，所以在该阶段必须进行真空干燥脱水。在120士5°C温度范围内保温150min，使处理后的材料干燥。上述薄膜制备过程为(1)将预处理好的基片固定在专用夹具中，放入非平衡磁控溅射镀膜室中进行镀膜。(2)将镀膜室本底真空度抽至1 2X 10_3pa，降低镀膜室中残余气体的压力。(3)启动工件转架，工件固定于自转轴上，进行公自转。将氩气气压调至2 5Pa， 给工件加上600 900V偏压，偏压占空比为10 30%。对工件进行溅射前进行轰击清洗， 将镀膜室壁和室内构件表面的吸附气体等解吸出来，对基片进行彻底净化，尽可能保证基 片不受污染或不带颗粒状污染物，轰洗10 20分钟。(4)将镀膜室压强抽至低于1 2X10_3Pa的本底真空度；工作气体压力3 YXlO-1I^a为工件偏压调至100 400V，偏压占空比为10 30% ；溅射占空比10 60%， 在此条件下进行镀膜。(5)达到预定的镀膜时间时即关闭靶电源、偏压电源、气源、停工件转架。(6)开启工作室，取出工件。(7)样品退火，将铝薄膜放置在氢气退火炉内进行退火处理。磁控溅射技术的突出优点是膜层组织细密，磁控靶可以做成较大面积。磁控溅射 又可分为平衡磁控溅射与非平衡磁控溅射。平衡磁控溅射与非平衡磁控相比，其相同点是 均为氩离子对靶材进行溅射的过程；不同点是平衡磁控溅射产生的磁场主要分布在靶面附 近，约束电子在靶附近做回旋运动，只使靶附近的气体电离，等离子体只分布在靶面附近， 工件处的等离子体密度低，在基片上沉积的原子能量低；非平衡磁控溅射产生的磁场除靶 面附近有，还在空间深处扩散，使靶和基片间的气体电离区大，等离子体密度大而宽，金属 离化率高，达到基片的能量高，使膜层组织更为致密，两种方法相比，非平衡磁控溅射方法 获得的膜层组织更为致密，是比较先进的技术。本专利技术采用非平衡磁控溅射方法，由于工作室内等离子体密度大而宽，金属离化 率高，达到基片的能量高，故获得的膜层组织更为致密。这也是非平衡磁控溅射技术的最突 出的优点。用这种方法生产的铝箔厚度均勻，光洁度好、铝箔与基片的结合强度好。具体实施例方式实施例一、原料要求本产品的主要原料是pvc塑料，塑料表面应抛光，表面粗糙度应<0. 1 μ m。溅射靶 材为高纯度无氧铝，高纯度镍材。溅射气体为高纯度氩气。二、生产条件要求需用设备1、非平衡磁控溅射仪设备技术参数极限真空8X 10_4Pa ；加热温度彡240°C ；非平衡磁控溅射靶材为无氧铝。中频电源频率输出功率2kW;输出频率20kHz ；电流15A ；输出占空比5% 90%。直流溅射电源输出功率3kW ；输出频率20kHz ；电压200 700V ；电流彡5A。偏压电源输出功率2kW;输出频率20kHz ；电压50 1000V ；输出占空比 5% 90%。2、真空干燥箱6050型，控温范围RT+10 200°C3、超声波清洗器激震频率较低，用于对塑料表面进行去油质及污染物的清洗。4、万分之一电子天平型号FA1004，精度0. 1毫克。5、扫描电镜型号JSM-7300。水电气要求380V，IOkW动力电。场地要求环境湿度低，通风良好，无粉尘，周围环境整洁干净，无污染。本专利技术的生产工艺步骤1、基片预处理在制备薄膜前需对塑料表面进预处理。预处理工艺过程为除油脂一超声清洗一 活化一真空干燥。2、薄膜制备固定工件一抽本底真空一轰击清洗净化工件一调节溅射气体压力一确定基片偏 压一确定基片占空比一确定溅射占空比一关闭靶电源一偏压电源一气源一停工件转架一 开启工作室一取出工件一样品退火。上述基片预处理过程为(1)基片除油脂采用低温弱碱溶液去油，表1列出去油液的组分，将塑料片浸泡 在其中30min，控制溶液温度为45 60°C，然后用去离子水冲洗。表1、去油液组分组成成分Na2CO3Na3PO40P-10容量(g/L)20 3012 156 9(2)超声波清洗由于塑料表面存微孔，所以在空隙中滞留有微小细粒，为了下一步更好活化整个 表面，采用超声波清洗。我们采用激震频率较低的超声波清洗器，清洗时间控制在:3min左 右，然后将其取出，用去离子水冲洗后，迅速放入活化液中进行表面活化。(3)活化活化的主要目的是增强基材与膜层附着力，去除多余的油类杂质、斑点，活化表 面，活化液的主要成份是由氢氟酸、铬酸和硫酸按一定比例进行配制，其组分见表2，活化时 间控制在30s，然后用去离子水冲洗干净后，放入真空干燥箱内进行真空干燥。表2活化液的主要组分组成成份HF (40% )H2SO4CrO3(98% )权利要求1.一种塑料表面溅射铝箔的生产方法，其特征在于所述方法是采用非平衡磁控溅射 法并通过下述工艺步骤实现(1)基片预处理在制备薄膜前需对塑料表面进行预处理，预处理工艺过程为除油脂一超声清洗一活 化一真空干燥；(2)薄膜制备工艺过程为固定工件一抽本底真空一轰击清洗净化工件一调节溅射气体压力一确定 基片偏压一确定基片占空比一确定溅射占空比一关闭靶电源一偏压电源一气源一停工件 转架一开启工作室一取出工件。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述除油脂 工艺具体为采用低温弱碱溶液去油，将塑料片浸泡在其中30min，控制溶液温度为45 60°C，然后用去离子水冲洗。3.根据权利要求1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑料表面溅射铝箔的生产方法，其特征在于：所述方法是采用非平衡磁控溅射法并通过下述工艺步骤实现：　　（１）基片预处理　　在制备薄膜前需对塑料表面进行预处理，预处理工艺过程为：除油脂→超声清洗→活化→真空干燥；　　（２）薄膜制备　　工艺过程为：固定工件→抽本底真空→轰击清洗净化工件→调节溅射气体压力→确定基片偏压→确定基片占空比→确定溅射占空比→关闭靶电源→偏压电源→气源→停工件转架→开启工作室→取出工件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩智，韩绍娟，许壮志，薛健，张明，景菲，
申请(专利权)人：沈阳临德陶瓷研发有限公司，
类型：发明
国别省市：89