CN115961263A - 一种中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，包括依次连通的引出筒、加速筒、阳极筒、引出通道和真空室，引出筒上设置有离子源弧头，进气管与引出通道连通，离子源弧头用于发射离子束，进气管用于通入易失电子的气体，真空室内设置有旋转冷辊，旋转冷辊的表面用于沉积聚合物膜层。本发明解决了现有高能离子束处理聚合物等绝缘基体易发生电荷积累、打火放电聚合物不会受到电损伤等问题；在高能离子束产生装置和聚合物基体之间设置了一个中和和产生电子通道，保证了能够及时中和聚合物表面积累的电荷，防止发生打火损伤基体；聚合物沉积金属膜层致密性好，膜层无明显缺陷，膜基结合强度高。

Description

一种中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置

技术领域

本发明涉及聚合物沉积的技术领域，特别是涉及一种中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置。

背景技术

随着电子信息领域在当今社会发展中越来越重要，据保守估计电子信息领域相关部件50％以上是依赖国外进口，如光刻胶、光刻机、聚合物基材、高端超薄电子覆铜板材料等等。高端电子覆铜材料主要技术难点在于高结合强度、高均匀性和高致密性的严苛要求，特别是对于超薄覆铜板而言，高致密性、高均匀性、低应力是当今国际难点。高能离子束是解决结合强度最有效的方法之一，但因高能离子束处理聚合物时会在聚合物表面积累电荷，从而使聚合物发生打火损伤基体。

现有设备在一个加速电压的情况下，发射的离子源能量高，对产品的质量会造成一定的损坏、灼伤。

发明内容

本发明的目的是提供一种中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够及时中和聚合物表面积累的电荷，防止发生打火损伤基体。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，包括依次连通的引出筒、加速筒、阳极筒、引出通道和真空室，所述引出筒上设置有离子源弧头，进气管与所述引出通道连通，所述离子源弧头用于发射离子束，所述进气管用于通入易失电子的气体，所述真空室内设置有旋转冷辊，所述旋转冷辊的表面用于沉积聚合物膜层。

优选的，所述引出通道与所述真空室连接的一端对称设置有两个抽气分子泵。

优选的，所述进气管与所述引出通道的连通处设置有磁场线包，所述磁场线包的接入交流电，所述交流电的频率为1-50Hz、电流大小为1-10A。

优选的，所述引出通道与真空室的连接处设置有挡板。

优选的，所述阳极筒上设置有抑制电极。

优选的，所述进气管通入的气体为Ar或Kr。

优选的，所述进气管通入的气体流量为30-50sccm、气压为1×10^-2-2×10^-1Pa。

优选的，所述引出通道的材料为高电子发射率材料，所述高电子发射率材料为Ni或Fe。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，解决了现有高能离子束处理聚合物等绝缘基体易发生电荷积累、打火放电聚合物不会受到电损伤等问题；在高能离子束产生装置和聚合物基体之间设置了一个中和和产生电子通道，保证了能够及时中和聚合物表面积累的电荷，防止发生打火损伤基体；聚合物沉积金属膜层致密性好，膜层无明显缺陷，膜基结合强度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置的结构示意图；

其中：1-中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，2-离子源弧头，3-引出筒，4-加速筒，5-阳极筒，6-抑制电极，7-引出通道，8-进气管，9-磁场线包，10-抽气分子泵，11-真空室，12-旋转冷辊，13-挡板，14-离子束。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，以解决现有技术存在的问题，能够及时中和聚合物表面积累的电荷，防止发生打火损伤基体。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示：本实施例提供了一种中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置1，包括依次连通的引出筒3、加速筒4、阳极筒5、引出通道7和真空室11，引出筒3上设置有离子源弧头2，进气管8与引出通道7连通，离子源弧头2用于发射离子束14，进气管8用于通入易失电子的气体，真空室11内设置有旋转冷辊12，旋转冷辊12的表面用于沉积聚合物膜层。其中，旋转冷辊12通过伺服电机带动进行旋转。

引出通道7与真空室11连接的一端对称设置有两个抽气分子泵10。进气管8与引出通道7的连通处设置有磁场线包9，磁场线包9的接入交流电，交流电的频率为1-50Hz、电流大小为1-10A，在磁场的作用下，离子束14能和易失电子的气体进行充分的碰撞，实现有效电荷(绝大部分能够)中和；同时，离子束14在管道内在磁场的作用下会发生偏转，高电荷态的离子在高气压的磁通道中容易和低电荷态的离子发生交叠，不会产生高电荷态和低电荷态的分离，这有利于离子束14的能量均化，在到达冷辊聚合物时离子能量在宽度或者长度方向上是均匀的。引出通道7与真空室11的连接处设置有挡板13。阳极筒5上设置有抑制电极6，抑制电极可以抑制等离子中的电子引出到真空腔室中，挡板13可以遮住旋转冷辊12的两端没有聚合物覆盖的地方，避免被离子溅射到表面。进气管8通入的气体为Ar或Kr，进气管8通入的气体流量为30-50sccm、气压为1×10^-2-2×10^-1Pa，真空过好会使得除静电效果偏差，过差真空会使得离子自由程过小，能量损失过大，影响成膜质量。引出通道7的材料为高电子发射率材料，高电子发射率材料为Ni或Fe，可实现快速中和多余的离子。

本实施例的中和离子束14中高电荷的聚合物沉积装置1，因在进气管8通中电子交换形成了部分气体离子，气体离子到达聚合物表面时会发生碰撞和清洗，提高聚合物的表面能；沉积上金属膜后，气体离子能够方便的对金属膜层进行轰击，聚合物沉积金属膜层致密性好，降低孔隙率，膜层无明显缺陷，膜基结合强度高；高能离子束14沉积过程中无打火，聚合物不会受到电损伤。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，其特征在于：包括依次连通的引出筒、加速筒、阳极筒、引出通道和真空室，所述引出筒上设置有离子源弧头，进气管与所述引出通道连通，所述离子源弧头用于发射离子束，所述进气管用于通入易失电子的气体，所述真空室内设置有旋转冷辊，所述旋转冷辊的表面用于沉积聚合物膜层。

2.根据权利要求1所述的中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，其特征在于：所述引出通道与所述真空室连接的一端对称设置有两个抽气分子泵。

3.根据权利要求1所述的中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，其特征在于：所述进气管与所述引出通道的连通处设置有磁场线包，所述磁场线包的接入交流电，所述交流电的频率为1-50Hz、电流大小为1-10A。

4.根据权利要求1所述的中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，其特征在于：所述引出通道与真空室的连接处设置有挡板。

5.根据权利要求1所述的中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，其特征在于：所述阳极筒上设置有抑制电极。

6.根据权利要求1所述的中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，其特征在于：所述进气管通入的气体为Ar或Kr。

7.根据权利要求1所述的中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，其特征在于：所述进气管通入的气体流量为30-50sccm、气压为1×10^-2-2×10^-1Pa。

8.根据权利要求1所述的中和离子束中高电荷的聚合物沉积装置，其特征在于：所述引出通道的材料为高电子发射率材料，所述高电子发射率材料为Ni或Fe。

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