CN206477018U - 离子源清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种离子源清洗装置。通过在所述离子源清洗装置中增加数个所述磁铁，通过所述磁铁在靶材表面形成磁场，通过所述磁场的作用提高产生的电子的利用效率，进而增加提高电离或电子撞击所述清洁气体所产生的离子浓度，从而提高基材的清洁效果。并且，通过氧离子与所述基材表面的有机物污物进行反应并对所述基材的表面进行活化，进一步提高膜层与基材之间的附着力。进一步的，选用Li、Be、Zr及其合金等具有低溅射率的材料作为靶材材料，降低靶材的溅射率，减少电极材料在基材表面的残留。

Description

离子源清洗装置

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜技术，尤其涉及一种离子源清洗装置。

背景技术

目前，在对基材进行镀膜前，一般都要对基材进行镀膜前处理以增加膜层和基材之间的附着力。现有技术中，通常通过直流辉光放电方式对基材进行清洁。直流辉光放电是用磁控管产生等离子体，由于此方法离子的电流密度低导致预处理适用的范围窄、较低的放电电压以及基质的热负荷较低等原因，使得膜层与基材附着力无法到达制程工艺的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种离子源清洗装置对基材进行镀膜前处理，提高膜层与基材之间的附着力。

本实用新型提供一种离子源清洗装置，所述离子源清洗装置包括外壳、靶材基座、靶材及圆辊，所述外壳内有一收容腔，所述收容腔设有一开口；所述靶材基座收容于所述收容腔内，并位于所述开口的下方；所述靶材基座包括腔体，所述腔体内设有数个磁铁，每两个相邻的磁铁的正极与负极错开设置；所述靶材装于所述腔体外部与所述磁铁相对的位置；所述圆辊位于所述收容腔的所述开口的上方并与所述靶材相对。

其中，所述靶材为条状，由Li、Be、Zr及其合金任一种组成。

其中，所述离子源清洗装置位于真空室中。

其中，所述外壳上设有气孔，所述气孔用于向所述收容腔中充入氩气及氧气的混合气体。

其中，所述氩气及氧气的混合气体的体积比在0.27～0.50的范围内。

其中，所述靶材真空室中充入所述氩气的流量为50～300sccm，所述真空室中充入所述氧气的流量为50～500sccm。

其中，所述靶材与需要进行清洗的基材相对设置，所述基材与所述靶材的之间的距离为20～35mm。

其中，所述离子源清洗装置的功率使用范围为1～7Kw，工作电压为 400-700V，工作电流为2-10A。

其中，数个所述磁铁产生的磁场的磁场强度为150～250G。

其中，所述靶材基座盖板内设有数条冷却水管道，用于对靶材进行降温。

本实用新型所提供的离子源清洗装置通过磁控溅射真空镀膜方式的方式对基材前处理，在所述靶材上方增加磁场，从而增加靶材与基材之间的离子能量及离子密度，从而提高所述离子源清洗装置的清洁效率及所述基材的清洁程度，进而提高膜层与基材之间的附着力。

附图说明

为更清楚地阐述本实用新型的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

图1是本实用新型的离子源清洗装置的结构示意图。

具体实施例

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，不能理解为对本专利的限制。

请参阅图1，本实用新型提供一种离子源清洗装置100。所述离子源清洗装置100包括外壳10，所述外壳10内有一收容腔11，所述收容腔11内收容有靶材基座20。所述靶材基座20内设有数个磁铁30，所述靶材基座20上层叠有靶材40及与所述靶材相对的圆辊(图中未示出)。所述靶材基座20通过绝缘支柱50 支撑并设于所述外壳10的内部。所述离子源清洗装置100设于真空室(图中未示出)中，镀膜前的所述真空室的真空度为1.0～1.5×10^{- 5}mbar。

所述外壳10由绝缘材料形成，其作用主要为将所述外壳10内部的带电装置与外界隔离开，保障人员安全，并保障装置的正常使用。所述外壳10包括一收容腔11，所述收容腔11包括底壁12及垂直于所述底壁12并相对设置的两个侧壁13，任一所述侧壁13上远离所述底壁12的一端设有气孔14，所述气孔14 与进气管(图中为示出)相连，用于向所述收容腔11内通入低压的清洁气体，所述清洁气体经过电离形成清洁离子，用于对需要进行度膜前处理的基材进行清洁。本实施例中，所述清洁气体为氩气及氧气的混合气体，所述氩气与氧气的体积比在0.27～0.50的范围内。且充入所述真空室中所述氩气的流量为 50～300sccm，充入所述真空室中的所述氧气的流量为50～500sccm。可以理解的是，根据清洁的基材的种类，需要除去的主要污渍的种类不同及所述基材的污染程度，可以改变所述清洁气体的气体比例及流量。所述收容腔11还包括一开口15。

所述靶材基座20收容于所述收容腔11内，位于所述开口15的下方，并通过所述绝缘支柱50支撑固定于所述收容腔11的所述底壁12上。所述靶材基座 20为长方体的长条状结构，所述靶材基座20包括底座21及盖合于所述底座21 的盖板22。所述底座21为槽状结构，所述盖板22盖合于所述底座21上形成一个腔体24。

所述盖板22内设有数条冷却水管道23，所述冷却水管道23为长条状，沿所述底座21槽状结构的长边方向进行设置，即长方体结构的所述靶材基座20 的长边方向设置。本实施例中，所述冷却水管为两条平行管道。所述底座21包括底壁21a及与所述底壁21a垂直并相连的两个相对设置侧壁21b。所述靶材基座20的所述侧壁21b与电源(图中未示出)的一极相连。本实施例中，所述电源为直流电源。所述离子源清洗装置100的功率范围为1～7Kw，工作电压在 400～700V范围内，工作电流在2～10A范围内。其中，所述功率范围较优的在 5～7Kw范围内。

所述靶材基座20的所述腔体24内设有数个磁铁30。所述磁铁30包括N 极和S极，所述N极和S极的任意一极贴靠并固定于所述靶材基座20的所述底壁21a上，另一极面向所述盖板22的方向。每两个相邻的所述磁铁30的所述N 极和S极分别错开设置，即若一磁铁30的所述N极朝向所述盖板22的方向，则与该磁铁30相邻的所述磁铁30的S极朝向所述盖板22的方向。通过错开设置的所述磁铁30在所述靶材40的表面形成磁场。本实用新型的较优实施例中，所述磁场强度为150～250G范围内。

所述靶材40装于所述腔体24外部并与所述磁铁30相对的位置。具体的，所述靶材40层叠并固定于所述靶材基座20的所述盖板22上，位于所述腔体24 的外部，并在垂直方向的正投影于所述磁铁30上，从而实现所述磁铁30在所述靶材40的表面形成磁场。所述靶材40为条状金属板。本实用新型中，所述靶材选用Li、Be、Zr等具有低溅射率的金属材料或其它具有低溅射率的合金材料。所述靶材40在作为电极电离所述真空中的所述清洁气体时，所述靶材40 不容易因为电离所述清洁气体得到的离子撞击而产生大量的溅射，从而减少靶材溅射到需要清洁的基材60上的概率，保证所述基材60具有更好的品质，使附着于其上的膜层有更强的附着力。

本申请所述的离子源清洗装置100用于对待镀膜的基板60进行前处理。所述基材60为PET板、COP板等柔性基材，所述基材60卷绕于所述圆辊上，并通过所述圆辊的旋转，对所述基材60进行传输，并通过所述圆辊旋转式的传动操作经过所述离子源清洗装置100的所述开口15的上方并与所述靶材40相对，所述靶材40与位于所述圆辊上的所述基材60之间的较优间距为20～35mm。可以理解的是，根据实际需要的不同，如在不同的放电电压、不同的使用功率、不同的放电电流、不同的磁场等情况下，为了得到较佳的基材前处理效果，可以对所述基材60与所述靶材40之间的距离进行调整，所述基材60与所述靶材 40的之间的距离可以为20～150mm。且所述靶材40也可进行可拆卸式的固定于所述盖板22，以便于对根据实际需要对所述靶材进行方便的更换。所述圆辊与本实施例中所述直流电源的另一极相连。

所述靶材40位于所述靶材基座20上，并通过所述靶材基座20与所述电源一极相连，形成一电极，本实施例中，所述靶材40为本实用新型所述离子源清洗装置100的阴极。所述圆辊与所述电源的另一极相连，形成另一电极，本实施例中，所述圆辊为本实用新型所述离子源清洗装置100的阳极。当所述离子源清洗装置100进行清洗操作时，接通电源，使所述靶材40与所述圆辊之间产生高电压，位于所述靶材40与所述圆辊之间的所述氧气和所述氩气则会发生电离，形成由正电的氩正离子、带负电的电子及带负电的氧负离子等组成的等离子体。

其中，所述氩正离子在电场作用下向所述靶材40运动轰击所述靶材40。轰击过程中，所述氩正离子或者所述氩正离子在轰击过程中捕获电子后形成的氩原子或分子从靶表面反射，并且，所述氩正离子轰击所述靶材40使其表面逸出二次电子。所述二次电子向所述阳极进行运动，并在形成于所述靶材40表面的所述磁场的作用下，不断地在所述磁场内进行来回运动，延长所述二次电子的运动轨迹，进而轰击更多位于所述靶材40附近的所述清洁气体，使更多所述清洁气体发生电离形成氩正离子电子及氧负离子，从而在使用更少所述清洁气体，保证真空度的情况下形成更多的氩正离子、电子及氧负离子，增加所述氩正离子及氧负离子的密度。并且，由于所述靶材选用Li、Be、Zr等具有低溅射率的金属材料或其它具有低溅射率的合金材料，使得所述靶材40不容易因为所述氩离子的撞击而产生大量的溅射，从而减少靶材溅射到需要清洁的所述基材60上的概率，保证所述基材60具有更好的品质，使附着于其上的膜层有更强的附着力。

产生的所述氧负离子及所述电子在电场作用下向阳极运动轰击所述基材60 的表面，将基材表面的杂质撞击清洁掉。并且，所述氧离子与所述基材60表面的有机物脏污反应而进一步对所述基材60进行清洁。进一步的，所述氧负离子和电子撞击所述基材60表面，会使所述基材60的C-H键，生成C-OH从而使所述基材60表面活化，更利于所述基材60与镀膜层的结合。并且，产生的所述氧负离子与所述靶材40上溅射出来的元素进行反应，从而减少所述靶材溅射出来的元素溅射到所述基才60上，从而进一步的提高所述基材60的清洁度。

本实用新型所提供的所述离子源清洗装置100通过在所述离子源清洗装置 100中增加数个所述磁铁30，通过所述磁铁30在所述靶材40表面形成磁场，通过所述磁场的作用提高产生的所述电子的利用效率，进而增加提高电离或电子撞击所述清洁气体所产生的离子浓度，从而提高所述基材60的清洁效果。并且，通过所述氧离子与所述基材60表面的有机物污物进行反应并对所述基材60的表面进行活化，进一步提高膜层与所述基材60之间的附着力。进一步的，选用Li、 Be、Zr及其合金等具有低溅射率的材料作为靶材材料，降低所述靶材40的溅射率，减少电极材料在所述基材60表面的残留。

以上所述是本实用新型的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种离子源清洗装置，其特征在于，所述离子源清洗装置包括外壳、靶材基座、靶材及圆辊，所述外壳内有一收容腔，所述收容腔设有一开口；所述靶材基座收容于所述收容腔内，并位于所述开口的下方；所述靶材基座包括腔体，所述腔体内设有数个磁铁，每两个相邻的磁铁的正极与负极错开设置；所述靶材装于所述腔体外部与所述磁铁相对的位置；所述圆辊位于所述收容腔的所述开口的上方并与所述靶材相对。

2.如权利要求1所述的一种离子源清洗装置，其特征在于，所述靶材为条状，由Li、Be、Zr及其合金任一种组成。

3.如权利要求1所述的一种离子源清洗装置，其特征在于，所述离子源清洗装置位于真空室中。

4.如权利要求1所述的一种离子源清洗装置，其特征在于，所述外壳上设有气孔，所述气孔用于向所述收容腔中充入氩气及氧气的混合气体。

5.如权利要求4所述的一种离子源清洗装置，其特征在于，所述氩气及氧气的混合气体的体积比在0.27～0.50的范围内。

6.如权利要求5所述的一种离子源清洗装置，其特征在于，所述靶材真空室中充入所述氩气的流量为50～300sccm，所述真空室中充入所述氧气的流量为50～500sccm。

7.如权利要求1所述的一种离子源清洗装置，其特征在于，需要进行清洗的基材卷绕于所述圆辊上，所述基材与所述靶材的之间的距离为20～35mm。

8.如权利要求1所述的一种离子源清洗装置，其特征在于，所述离子源清洗装置的功率使用范围为1～7Kw，工作电压为400-700V，工作电流为2-10A。

9.如权利要求1所述的一种离子源清洗装置，其特征在于，数个所述磁铁产生的磁场的磁场强度为150～250G。

10.如权利要求1所述的一种离子源清洗装置，其特征在于，所述靶材基座盖板内设有数条冷却水管道，用于对靶材进行降温。