CN203792835U - 一种多层结构的阻隔真空膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多层结构的阻隔真空膜，包括基材层，还包括设于基材层一侧或两侧的至少一层阻隔层，阻隔层为由无机物构成的阻隔层。本实用新型通过采用磁增强化学气相沉积技术在基材层的表面沉积一层由无机物构成的阻隔层时，形成的阻隔真空膜的阻隔层上层有一层约11nm的粗糙层，其中空气成分体积比达到30%，极大地增强了基材的阻氧性以上的阻隔层；当沉积两层以上的阻隔层时，可以有效地延长水蒸气在材料表面或层间透过的时间，降低水蒸气透过率，同时提高材料的阻氧性，使内包装物货架寿命延长；并通过连续沉积层数的不同来调节材料所需的阻隔性能，具有更好的效果。

Description

一种多层结构的阻隔真空膜

技术领域

本实用新型涉及半导体包装材料技术领域，具体涉及一种多层结构的阻隔真空膜。

背景技术

随着塑料薄膜技术的发展，人们对薄膜材料的阻隔性能要求越来越严格，从而高阻隔包装材料在软包装材料总量中所占比例的逐步递增。人们开始开发不同类型的阻隔膜以满足包装需求，如铝箔、EVOH五层共挤薄膜、PVDC涂层薄膜、PVA（聚乙烯醇）涂布薄膜、镀氧化硅薄膜等。镀氧化硅薄膜由于其绿色环保、温湿度稳定、可视及微波蒸煮等特性，逐渐走入人们的视线。

目前氧化硅薄膜一般采用电子束蒸镀等方法制备且从国外进口、价格昂贵，一般用于包装的氧化硅薄膜为单层结构，而为了满足OLED、OPV等微电子封装的使用，一般采用有机、无机层的多层组合来实现材料的阻隔性能，但材料成本太大。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种通过磁增强化学气相沉积技术(Roll-to-Roll M-PECVD技术)在基材表面沉积至少一层无机阻隔层的多层结构的阻隔真空膜，以解决现有技术中阻隔膜采用有机、无机层的多层组合，成本高，并且阻隔性能不好的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种多层结构的阻隔真空膜。该阻隔真空膜包括基材层，还包括沉积于基材层一侧或两侧的至少一层阻隔层，阻隔层为由无机物构成的阻隔层。

进一步地，阻隔层为1-5层。

进一步地，阻隔层为2～3层。

进一步地，当阻隔层为1层时，阻隔层上层还有一层粗糙层。

进一步地，阻隔层的厚度为5～100nm。

进一步地，阻隔层的厚度为10～50nm。

进一步地，阻隔层的厚度为10nm。

进一步地，基材层和阻隔层间还设有一接枝改性层，接枝改性层为氨基处理的接枝改进层。

进一步地，基材层的厚度为8～125μm。

进一步地，基材层的厚度为12～80μm。

本实用新型的多层结构的阻隔真空膜用于半导体或电子产品的封装或包装。

本实用新型的技术方案通过采用Roll-to-Roll M-PECVD技术在基材表面沉积一层由无机物构成的阻隔层时，形成的阻隔真空膜的阻隔层上层有一层约11nm的粗糙层，其中空气成分体积比达到30%，极大地增强了基材的阻氧性以上的阻隔层；当沉积两层以上的阻隔层时，可以有效的延长水蒸气在材料表面或层间透过的时间，降低水蒸气透过率，同时提高材料的阻氧性，使内包装物货架寿命延长，并通过连续沉积层数的不同来调节材料所需的阻隔性能，具有更好的效果。

附图说明

说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的多层结构的阻隔真空膜的基材层表面沉积一层阻隔层的结构示意图；

图2是本实用新型的多层结构的阻隔真空膜的基材层表面沉积两层阻隔层的结构示意图；

图3是本实用新型的多层结构的阻隔真空膜的基材层沉积三层阻隔层的结构示意图；

图4是本实用新型的多层结构的阻隔真空膜的基材层两侧各沉积两层阻隔层的结构示意图；以及

图5是本实用新型的多层结构的阻隔真空膜的基材层表面进过等离子体接枝处理后沉积阻隔层的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但如下实施例以及附图仅是用以理解本实用新型，而不能限制本实用新型，本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

根据本实用新型方式的多层结构的阻隔真空膜，如图1所示，包括基材层1和通过Roll-to-Roll M-PECVD方法沉积于基材层1一侧的一层阻隔层2，阻隔层为由无机物构成的阻隔层。其次，采用这种结构的阻隔真空膜，由于阻隔层为一层，表面张力约为34dyn/cm，且表面阻隔层1在以椭圆偏正仪拟合模型时，出现了很大成份的粗糙层4。

以PET（聚对苯二甲酸乙二酯）为基材层1为例，氧气透过率由128cc/m²·day降低到3.0cc/m²·day以下，但水蒸气阻隔性能反而变化不明显，透过率仅仅由32.9g/m²·day降低到约20.0g/m²·day左右。如果通过在基材层1表面设置两层或两层以上的阻隔层2，能够非常有效地提高氧气和水蒸气的阻隔性能。

本实用新型中的阻隔层2厚度为5～100nm，优选10～50nm。低于5nm，阻隔层2不够均匀致密，阻隔性能不充分；如果阻隔层2的厚度超过100nm，阻隔层2的脆性增加且易出现裂纹，导致阻隔层2与基材层1的附着力下降、抗迁移性能减弱。

根据本实用新型一种典型的实施方式，如图2至图4所示，包括基材层1和通过Roll-to-RollM-PECVD方法沉积于基材层1一侧或两侧呈叠置的两层以上的阻隔层2。

上述阻隔层2的层数为1至5层，但优选2至3层。基材层1表面设置一层阻隔层2时，材料的阻水性能差；超过3层时，由于阻隔层2之间的界面增多、基材层1经过等离子区域的时间延长等问题，导致基材层1表面阻隔层的均匀性及平整度都会有所下降，同时层数越多，阻隔真空膜的材料脆性越大。进一步优选地，多层结构的阻隔真空膜为2层，通过工艺来调节所需的厚度。阻隔层表面张力小于38dyn/cm。

上述选用的阻隔层2为无机阻隔层，可以为SiOx、SiN、Al₂O₃中的其中一种。本实用新型中的阻隔层2表面张力较低，在连续设置不同层数的阻隔层2的最后一个环节应设置表面处理，根据本本实用新型另一种典型的实施方式，如图5所示，基材层1和阻隔层2间还设有一接枝改性层3，接枝改性层3为氨基处理的接枝改进层。

本实用新型使用的基材层1为聚合物薄膜，如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、环氧树脂和聚酯类薄膜等。优选透明度大于90%的聚合物薄膜，如聚酯类薄膜，用作包装的可视包装或透明的微电子封装。更优选地，聚酯类薄膜为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。

使用本实用新型的基材层1厚度为8～125μm，从连续镀膜过程的操作性考虑，优选12-～80μm。

实施例1

在12μm PET（日本东丽）即基材层1的一面，使用磁场辅助等离子体增强化学气相沉积技术——Roll-to-Roll M-PECVD，在本底真空度10^-3Pa、功率500W～2000W条件下，使硅烷和氧气以一定体积比通入，沉积约30nm氧化硅阻隔层2，经过第二真空室以相同的工艺技术继续沉积氧化硅阻隔层2，厚度约为35nm。第一层沉积后表面有17%的粗糙层，得到结构如图1所示的阻隔真空膜，经过第二层沉积后，粗糙层被刻蚀掉，形成表面致密、平整的阻隔层，得到结构如图2所示的多层结构的阻隔真空膜。

实施例2

在12μm PET（日本东丽）即基材层1的一面，采用Roll-to-Roll M-PECVD方式（工艺条件同实施例1）连续沉积三层氧化硅阻隔层2，来提高阻隔真空膜的阻隔性能，得到结构如图3所示的多层结构的阻隔真空膜。

实施例3

在12μm mPET（天津华瑞）即基材层1的两侧同时采用Roll-to-Roll M-PECVD方式（工艺条件同实施例1）沉积两层的氧化硅阻隔层2，得到结构如图4所示的多层结构的阻隔真空膜。

实施例4

在12μm mPET（天津华瑞）即基材层1经过大气压放电处理，以丙烯胺或乙二胺为单体接枝胺基，再采用Roll-to-Roll M-PECVD（工艺条件同实施例1）方式在基材层1一侧沉积两层的氧化硅阻隔层2，有利于提高与基材的结合能力，提高阻隔真空膜的阻隔性能，得到结构如图5所示的多层结构的阻隔真空膜。

具体试验实施例

采用氧气透过率测试仪（美国Illinois公司8001）测试氧气透过率OTR；采用水蒸气透过率测试仪（美国MOCON公司3/33MA）测试水蒸气透过率WVTR；采用表面张力测试笔（上海力畅电子科技发展有限公司太星表面张力测试笔）测试阻隔层表面张力，测定实施例1至4制得的阻隔真空膜的性能，结果如下述表1所示。

表1：各实施例性能数据表

（注：表中＜表示超出仪器测量范围）

从上述表1可以看出，基材层1表面有一层阻隔层时，氧气透过率由130cc/m²/day降低到1.20cc/m²/day，相比较水蒸气透过率仅由32g/m²/day下降至13.62g/m²/day，阻水效果差。随着阻隔真空膜的阻隔层数递增，阻隔性能（氧气透过率、水蒸气透过率）都在逐步下降。且实施例3中的阻隔真空膜由于同时在基材层两侧沉积两层的阻隔层，在增加阻隔层的同时减少了阻隔层间的界面，达到提高阻隔性能的目的。实施例4中的阻隔真空膜经过了基材的接胺基处理，改变基材表面润湿性的同时增强了阻隔层与基材间的结合力，从而提高了阻隔性能。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多层结构的阻隔真空膜，包括基材层(1)，其特征在于，还包括设于基材层(1)一侧或两侧的至少一层阻隔层(2)，所述阻隔层(2)为由无机物构成的阻隔层； 

所述基材层(1)和所述阻隔层(2)间还设有一层接枝改性层(3)，所述接枝改性层(3)为氨基处理的接枝改性层。 

2.根据权利要求1所述的多层结构的阻隔真空膜，其特征在于，所述阻隔层(2)为1～5层。 

3.根据权利要求2所述的多层结构的阻隔真空膜，其特征在于，所述阻隔层(2)为2～3层。 

4.根据权利要求1所述的多层结构的阻隔真空膜，其特征在于，当所述阻隔层为1层时，所述阻隔层(2)上层还有一层粗糙层(4)。 

5.根据权利要求1至4中任一项所述的多层结构的阻隔真空膜，其特征在于，所述阻隔层(2)的厚度为5～100nm。 

6.根据权利要求5所述的多层结构的阻隔真空膜，其特征在于，所述阻隔层(2)的厚度为10～50nm。 

7.根据权利要求6所述的多层结构的阻隔真空膜，其特征在于，所述阻隔层(2)的厚度为10nm。 

8.根据权利要求1至4中任一项所述的多层结构的阻隔真空膜，其特征在于，所述基材层的厚度为8～125μm。 

9.根据权利要求8所述的多层结构的阻隔真空膜，其特征在于，所述基材层(1)的厚度为12～80μm。