TW202206630A - 鍍膜設備及其鍍膜方法 - Google Patents

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Abstract

鍍膜設備及鍍膜方法，所述鍍膜裝置，用於塗覆一基材，包括：一腔室體，具有一反應腔；一支撐架，其具有一支撐區，以供支撐所述基材於所述腔室體的所述反應腔；一單體釋放源，具有一釋放進口，以供引入一膜層形成材料進入所述腔室體的所述反應腔；以及一等離子激發源，其被放置於所述腔室體的所述反應腔，以供激發所述膜層形成材料，其中所述支撐架可移動地設置在所述反應腔中，並且該基材隨著所述支撐架一起移動以形成該基材的一移動路徑，其中在至少一部分所述移動路徑期間，該基材位於所述單體釋放源與所述等離子激發源之間，使得所述膜層被均勻地形成於所述基材的表面，且沉積速度加快。

Description

鍍膜設備及其鍍膜方法
本發明涉及沉積式鍍膜，尤其涉及一種鍍膜設備及鍍膜方法，以供施加並形成一膜層於一基材，所述基材被適於被安置於一膜層形成材料的釋放源和一等離子激發源之間而防止在一膜層成型工藝中所述膜層形成材料過度分解。
鍍膜設備被安置而用於在一基材的表面形成一聚合物塗層或薄膜，所述基材的製成材料包括，但不限於，金屬、玻璃、陶瓷、聚合物、纖維、粉末以及半導體，進而提高所述基材的多種性能，例如疏水性、親水性、疏油性、防銹、防黴、防潮、導電導熱性、生物醫學、光學、摩擦性能。
一種典型的鍍膜設備利用等離子體氣相沉積方法PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)，其通常地被製造以供引入一氣體膜層形成材料進入一真空室，所述真空室中有一個或多個所述基材被放置，進而在所述基材的表面形成聚合物塗層。更具體地，所述氣體膜層形成材料，可能包括，但不限於，有機材料，有機矽材料，無機材料，及以上的組合，其是一單體氣體或單體蒸汽，藉由釋放電能至所述單體而生產多種活性前體物質被啟動為等離所述基材。然後，活性前體物質和所述單體之間發生反應，或者活性前體物質自身發生反應，聚合物薄膜隨後沉積 並形成於所述基材的表面。
單體應該被激發以產生活性前體物質，但是單體在等離子激發介質中的過度暴露會導致單體的過度分解，從而使得沉積速度和聚合物膜層的均勻性受到不利影響。
如圖1A，現有的鍍膜設備包括一腔室體1，用於將一膜層形成材料引入腔室體1中的膜層形成材料的一釋放源2，以及用於對膜層形成材料施加電能的一等離子激發源3，以激發所述膜層形成材料。如圖所示，一個或多個基材4被佈置於所述等離子激發源3的相對電極之間。所述膜層形成材料被分散到所述等離子激發源3的相對電極之間的空間中而經歷激發過程，以供產生活性前體物質。由於膜層形成材料應在所述等離子激發源3的作用下被激發，然後沉積在放置於所述等離子激發源3中的所述基材4上，因此膜層形成材料可能發生過度分解。另外，所述基材4在所述等離子激發源3的電極之間的暴露也可能導致對所述基材4的傷害。
如圖1B，另一種現有的鍍膜設備包括一腔室體1，膜層形成材料的一釋放源2和放置于膜層形成材料的所述釋放源2與待塗膜的基材4之間的一等離子激發源3。在鍍膜方法期間，需要膜層形成材料穿過所述等離子激發源3的相對電極之間的空間，以在到達所述基材4之前實施用於產生活性前體物質的激發過程。
美國專利號US7,968,154B2，題為“將前體汽化為用於塗覆遠端基材的激發介質”和美國專利號US8,029,872B2，題為“將膜層形成材料施加到至少一個基材上”，公開了這種包括汽化單體源和等離子激發介質的塗層設備。所述基材和汽化的單體源分別位於等離子激發介質的相對 兩側，汽化單體源經過等離子激發介質，然後沉積在等離子激發介質的相對側的基材表面上形成聚合物膜層。因此可以看出，汽化的單體僅在通過等離子激發介質之後才能沉積在基材的表面上。等離子激發介質可以使相對大部分的汽化單體在相對較長的時間內分解，使得汽化單體可能發生過度分解，因此所形成的膜層難以保持汽化的膜層形成材料的化學性質。
美國專利申請號US16/095179，題為“多源低功率低溫等離子體聚合鍍膜裝置和方法”的公開了一種鍍膜裝置，所述鍍膜裝置通過組合多個小面積，低功率的光源高頻放電以代替單個大面積，大功率高頻放電源。然而，所述方法仍然在某種程度上過度破壞了單體的化學單體結構，並導致形成的聚合物膜層的品質不令人滿意，並且裝置的結構相對複雜並且難以組裝。
本發明的一個主要優勢在於提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中在等離子體聚合鍍膜方法期間，一基材被適於在其表面上形成有膜層而不會過度地破壞膜層形成材料。
本發明的另一個優勢在於提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中待塗膜的所述基材被適於放置於用於將膜層形成材料引入到一腔室體中的一單體釋放源和用於激發膜層形成材料的一等離子激發源之間，使得作為氣態單體或汽態單體的膜層形成材料在到達基材之前不需要通過所述等離子激發源，因此減少了膜層形成材料的過度分解。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中待塗膜的基材被適於被放置於這樣的位置，與所述等離子激發源相比，距 所述單體釋放源的距離更小，以一種至少一部分膜層形成材料在到達等離子激發源之前到達而定位基材的區域的方式，從而在到達基材之前不需要所有膜層形成材料都穿過等離子激發源。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中所述單體釋放源，用於支撐所述基材的一支撐架，以及所述等離子激發源的構造能夠保持期望的活性前體物質之間的反應水準，這是由一定比例的單體到達所述等離子激發源所產生的，而另一部分單體尚未分解成活性前體物質，從而提高了在基材表面上形成的聚合物膜層的品質。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中根據一些實施方式，待塗膜的基材可以被支撐在所述支撐架上，所述支撐架可以在單體釋放源和等離子激發源之間移動，以調節所述基材與所述等離子激發源之間的距離，以控制和調節沉積在基材表面上的形成的聚合物材料的構成成分。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中根據一些實施方式，所述等離子激發源被被設置於所述腔室體的一反應腔的大致中央位置處，同時多個所述基材可以被佈置於所述等離子激發源周圍，其中所述膜層形成材料，可以被釋放自所述腔室體的內壁相鄰的位置上的所述單體釋放源，被徑向地分散到反應腔中，並且在到達等離子激發源之前必須穿過放置基材的區域。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中根據一些實施方式，用於支撐所述基材的所述支撐架可以實施為包括在所述反應腔中相對於所述等離子激發源旋轉的旋轉架，而改變所述基材和所 述等離子激發源之間的相對位置，還起到攪拌分散到所述反應腔中的汽態的膜層形成材料的作用，以增加在所述基材表面上形成的聚合物膜層的均勻性。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中根據一些實施方式，所述基材和膜層形成材料的所述單體釋放源之間的相對運動是可控制的，從而調節所述膜層形成材料到達所述基材的量，而不受所述等離子激發源激發的影響，使得活性前體物質和單體可以充分反應，使得高品質的聚合物膜層沉積在所述基材表面。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中根據一些實施方式，所述基材和所述等離子激發源之間的相對運動是可控制的，以控制到達所述表面的活性前體物質的量，在基材表面上形成聚合物膜層之前，使活性前體物質和單體充分反應。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中根據一些實施例，所述基材被適於被支撐在可繞其中心軸旋轉並且還沿一旋轉架旋轉的支撐架上，以調節所述基材和所述等離子激發源之間的相對位置，以調節到達所述基材的活性前體物質和單體的量，以在所述基材表面上形成聚合物膜層。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中待塗膜的基材被適於佈置於所述等離子激發源的外側，從而在鍍膜工藝中避免了所述等離子激發源對所述基材的損壞。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中所述膜層被均勻地形成在所述基材的表面上，並且提升了沉積速度。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中提升了形成聚合物膜層的膜層形成材料的利用量，從而避免浪費並降低成本。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中增強了聚合物膜層的分子結構中的接枝生長和交聯，並且實現了聚合物膜層的分子結構的完整性，從而確保聚合物膜層的良好性能。
本發明的另一個優勢是提供一種鍍膜設備及鍍膜方法，其中所述設備結構簡單，易於操作和維護。
本發明的其它優勢和特點通過下述的詳細說明得以充分體現並可通過所附權利要求中特地指出的手段和裝置的組合得以實現。
依本發明的一個方面，能夠實現前述目的和其他目的和優勢的本發明的一用於在基材表面形成膜層的鍍膜設備，其中所述鍍膜設備包括一腔室體，一單體釋放源和一等離子激發源。所述腔室體具有一反應腔，其中所述腔室體具有用於定位所述基材的一基材定位區。所述單體釋放源具有一釋放進口，用於將一膜層形成材料引入到所述腔室體的所述反應腔中。所述等離子激發源被設置於所述腔室體的反應腔中，用於激發所述膜層形成材料，其中所述基材定位區位於所述單體釋放源和所述等離子激發源之間的位置，以一種所述基材適合被佈置於所述單體釋放源和所述等離子激發源之間的方式。
根據本發明的另一個方面，本發明提供了一用於在基材表面形成膜層的鍍膜設備，其中所述鍍膜設備包括具有一反應腔的一腔室體，一支撐架，一單體釋放源和一等離子激發源。所述支撐架具有用於在所述 腔室體的所述反應腔內支撐所述基材的一支撐區。所述單體釋放源具有一釋放進口，用於將一膜層形成材料引入到所述腔室體的所述反應腔中。所述等離子激發源被設置於所述腔室體的所述反應腔中，用於激發所述膜層形成材料，其中所述支撐架的所述支撐區位於所述單體釋放源和所述等離子激發源之間的位置，使得所述基材適用于被佈置於所述單體釋放源和所述等離子激發源之間。
根據本發明的另一方面，本發明提供了一種用於在基材表面形成膜層的鍍膜方法，其中所述鍍膜方法包括以下步驟：
(a)佈置所述基材在一腔室體的一反應腔中的一單體釋放源與一等離子激發源之間的位置處；
(b)將一膜層形成材料通過所述單體釋放源引入所述反應腔中，以在所述等離子激發源的作用下在所述基材的表面上形成一聚合物膜層。
根據本發明的另一個方面，本發明提供了一鍍膜設備，用於在一基材表面形成膜層，包括：
一腔室體，具有一反應腔；
一支撐架，其具有一支撐區，以供支撐所述基材於所述腔室體的所述反應腔；
一單體釋放源，其具有一釋放進口，以供引入一膜層形成材料進入所述腔室體的所述反應腔；以及
一等離子激發源，其被置於所述腔室體的所述反應腔，以供激發所述膜層形成材料，其中所述支撐架可移動地設置在所述反應腔中， 並且該基材隨著所述支撐架一起移動以形成該基材的一移動路徑，其中在至少一部分所述移動路徑期間，該基材位於所述單體釋放源與所述等離子激發源之間。
根據本發明的另一個方面，本發明提供了一鍍膜方法，用於在一基材表面形成膜層，包括步驟：
(I)移動該基材在一腔室體的一反應腔，從而限定該基材的移動路徑，其中在至少一部分移動路徑期間，該基材位於一單體釋放源與一等離子激發源之間的位置；以及
(II)釋放一膜層形成材料到所述腔室體的所述反應腔中，以在所述等離子激發源的操作期間，啟動該基材的等離子體處理。
通過對隨後的描述和附圖的理解，本發明進一步的目的和優勢將得以充分體現。
本發明的這些和其它目的、特點和優勢，通過下述的詳細說明，附圖和權利要求得以充分體現。
1:腔室體
2:釋放源
3:等離子激發源
4:基材
10:腔室體
101:第一側壁
102:第二側壁
104:底壁
11:反應腔
12:基材定位區
20:單體釋放源
201:膜層形成材料
202:汽化原材料
21:釋放進口
30，30B，30C:等離子激發源
31，31B，31C，731:電極裝置
311，311B，311C，7311:第一電極
312，312B，312C，7312:第二電極
313，313C:釋放場
40，40A，40B，40C:支撐架
41，41B:承載架
411，411B:支撐區
42B:可移動架
43C:旋轉架
50:單體供應單元
51:材料儲存器
52:汽化器
53:輸送管系統
60:壓力調節單元
7100，7100A，7100B:鍍膜設備
710:鍍膜腔
7101:鍍膜區域
720:單體源
730:等離子體激發場
740，740A，740B:支架
741A，741B:支撐單元
742A，742B:可移動單元
750B:公轉架
90:基材
91:表面
92:聚合物膜層
圖1A是現有技術的鍍膜設備的示意圖。
圖1B是另一現有技術的鍍膜設備的示意圖。
圖2A是根據本發明的第一優選實施例的一鍍膜設備的原理示意圖。
圖2B是根據本發明的上述第一優選實施例的所述鍍膜設備的原理示意圖，闡釋著所述鍍膜設備被放置一基材以供實施所述鍍膜方法。
圖2C是根據本發明的上述第一優選實施例的一可行方式的 所述鍍膜設備的原理示意圖。
圖2D是根據本發明的上述第一優選實施例的另一可行方式的所述鍍膜設備的原理示意圖。
圖3A是根據本發明的第二優選實施例的一鍍膜設備的原理示意圖。
圖3B和3C是根據本發明的上述第二優選實施例的所述鍍膜設備的原理示意圖，闡釋著一支撐架攜帶所述基材並移動於一單體釋放源和一等離子激發源之間。
圖4A是根據本發明的上述第二優選實施例的一可行方式的所述鍍膜設備的原理示意圖。
圖4B是根據本發明的上述第二優選實施例的另一可行方式的所述鍍膜設備的原理示意圖。
圖5A和5B是根據本發明的上述第二優選實施例的一可行方式的所述鍍膜設備的原理示意圖，闡釋著一支撐架被安裝著所述等離子激發源並攜帶所述基材移動於一單體釋放源和一等離子激發源之間。
圖6A和6B是根據本發明的上述第二優選實施例的一可行方式的所述鍍膜設備的原理示意圖，闡釋著一支撐架攜帶所述基材或近或遠地移動於一單體釋放源。
圖7是根據本發明的第三優選實施例的一鍍膜設備的原理示意圖。
圖8是根據本發明的上述第三優選實施例的一可行方式的所述鍍膜設備的原理示意圖。
圖9是根據本發明的上述第三優選實施例的另一可行方式的所述鍍膜設備的原理示意圖。
圖10是根據本發明的第四優選實施例的一鍍膜設備的模組示意圖。
圖11是根據本發明的上述第四優選實施例的所述鍍膜設備的結構框圖。
圖12是根據本發明的第一變形實施例的一鍍膜設備的結構示意圖。
圖13是根據本發明的第二變形實施例的一鍍膜設備的結構示意圖。
圖14是根據本發明的第二變形實施例的所述鍍膜設備的一種變形實施方式的結構示意圖。
圖15是根據本發明的第二變形實施例的所述鍍膜設備的一種變形實施方式的公轉架的模組示意圖。
以下描述用於揭露本發明以使本領域技術人員能夠實現本發明。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發明的基本原理可以應用於其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本發明的精神和範圍的其他技術方案。
本領域技術人員應理解的是，在本發明的揭露中，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、 “豎直”、“水準”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關係是基於附圖所示的方位或位置關係，其僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此上述術語不能理解為對本發明的限制。
可以理解的是，術語“一”應理解為“至少一”或“一個或多個”，即在一個實施例中，一個元件的數量可以為一個，而在另外的實施例中，該元件的數量可以為多個，術語“一”不能理解為對數量的限制。
如圖2A和圖2B，一鍍膜設備，被佈置而實施一種新穎的等離子體聚合鍍膜方法用於在一基材90的一表面91上形成一聚合物膜層92，被根據本發明的第一優選實施例而闡釋。更具體地，所述鍍膜設備包括：一腔室體10定義一反應腔11，一單體釋放源20被連通於所述反應腔11，用於將作為氣態單體或單體蒸汽一膜層形成材料201引入所述腔室體10的所述反應腔11中，以及一等離子激發源30被可操作地以在所述反應腔11內部產生一感應電場以形成等離子體，以一種所述等離子激發源30向所述膜層形成材料201施加電能以激發所述膜層形成材料201的方式，使得分解所述膜層形成材料201以形成活性前體物質，從而使所述膜層形成材料201被活化為等離子體狀態，從而誘發活性前體物質與單體之間的反應，和在所述腔室體10的所述反應腔11中的活性前體物質之間的反應，使得然後在所述基材90的所述表面91上沉積並形成所述聚合物膜層92。
根據本發明的本優選實施例，如圖2B所示，所述等離子激發源30被佈置於所述腔室體10的所述反應腔11中遠離所述單體釋放源20的位置。所述腔室體10具有佈置於所述單體釋放源20與等離子激發源30之間的 一基材定位區12，從而至少一個所述基材90適合於被佈置於所述單體釋放源20與所述等離子激發源30之間的所述反應腔11中，在本發明的等離子體聚合鍍膜方法中，以供形成所述基材90的所述表面91的所述聚合物膜層92。
相應地，在所述基材90的等離子體聚合鍍膜方法中，一個或多個所述基材90，可以以一種所述單體釋放源20佈置於所述腔室體10的所述基材定位區12的第一側，所述等離子激發源30位於所述基材90的相對的第二側的方式，被設置於基材主體11的所述基材定位區12處，使得當將所述膜層形成材料201被釋放到所述腔室體10的所述反應腔11中時，所述膜層形成材料201不必在到達所述基材90之前先通過所述等離子激發源30，以避免所述膜層形成材料201的過度分解。
具體地，當所述單體釋放源20被操作以釋放所述膜層形成材料201，所述膜層形成材料201散入所述腔室體10的所述反應腔11，並首先地到達腔室體10的所述基材定位區12，僅一部分所述膜層形成材料201受到所述等離子激發源30的激發，使所述膜層形成材料201分解，聚合並沉積在基材的所述表面91上，以形成所述聚合物膜層92。
在本發明的等離子體聚合鍍膜方法中，由於所述基材90被適於被放置於從所述單體釋放源20流向所述等離子激發源30的所述膜層形成材料201的流動路徑中，並且所述基材90和所述單體釋放源20的距離小於所述基材90和所述等離子激發源30之間的距離，不是所有的所述膜層形成材料201都被所述等離子激發源30激發，從而避免所述膜層形成材料201過度分解。
可以將所述基材90直接地放置於所述腔室體10的所述基材 定位區12上。或者，如圖2B所示，可以將多個所述基材90放置於所述支撐架40，然後裝載有多個所述基材90的所述支撐架40被放置於所述腔室體10的所述基材定位區12，並被容納在所述腔室體10的所述反應腔11。或者，所述支撐架40可以放置於所述腔室體10的所述基材定位區12並被容納在所述腔室體10的所述反應腔11，然後多個所述基材90被放置於所述支撐架40。在另一可行方式中，所述支撐架40被安裝至所述腔室體10並被置於所述反應腔11，在鍍膜工藝中，多個所述基材90被放置於所述支撐架40。
所述支撐架40包括一承載架41，所述承載架41可以包括用於支撐多層的所述基材90的多個支撐平臺。所述承載架41具有用於放置和支撐所述基材90的一支撐區411，並且所述支撐區411被佈置於所述單體釋放源20和所述等離子激發源30之間。在可行的方式中，整個所述支撐架40可以不佈置於所述單體釋放源20和所述等離子激發源30之間，而是用於支撐所述基材90的所述支撐架40的所述支撐區411被佈置在所述單體釋放源20與所述等離子激發源30之間，放置於所述支撐架的所述支撐區411上的所述基材90可以被放置於所述單體釋放源20與所述等離子激發源30之間。
本領域的技術人員應當理解，所述腔室體10的所述基材定位區12是用於直接支撐一個或多個所述基材90的區域，或者是用於支撐並容納被適於裝載一個或多個所述基材90的所述支撐架40的區域。
本發明的腔室體10是殼體，其限定所述反應腔11。所述腔室體10的所述反應腔11的橫截面可以是，但不限於，圓形，橢圓形，多邊形，諸如矩形，五邊形，六邊形，七邊形，八邊形，九邊形，和十邊形。作為本優選實施例的一個實施例，所述腔室體10被構造成具有矩形反應腔11。所 述單體釋放源20被佈置於矩形所述反應腔11的第一側，而所述等離子激發源30可以被佈置於矩形所述反應腔11的相對的第二側。如圖所示，在所述等離子激發源30遠離所述單體釋放源20的同時，所述單體釋放源20可以與所述腔室體10的所述第一側壁101相鄰佈置，並所述等離子激發源30被佈置於所述腔室體10的所述第二側壁102處，所述第二側壁102與所述腔室體10的所述第一側壁101相對。
所述單體釋放源20具有至少一釋放進口21用於引入所述膜層形成材料201進入所述腔室體10的所述反應腔11。所述釋放進口21被形成於所述腔室體10的壁，並穿透所述腔室體10的壁層。可選地，所述釋放進口21可以被形成於一供給噴嘴，被嵌入在所述腔室體10。可選地，所述釋放進口21被形成於一供給噴嘴，一個進料頭位於進料管的遠端，延伸到所述腔室體10的所述反應腔11。
根據本發明的本優選實施例，所述鍍膜裝置還包括用於將所述膜層形成材料201供應至所述單體釋放源20的一單體供應單元50。更具體地，本優選實施例的所述單體供應單元50包括一材料儲存器51，用於存儲所述膜層形成材料201的原材料202，一汽化器52用於汽化原材料202，以及一輸送管系統53用於將所述原材料202從所述材料儲存器51輸送到所述單體釋放源20。相應的，通過所述單體釋放源20釋放的所述膜層形成材料201是汽化的單體材料。所述膜層形成材料201的所述原料202可以是單獨的或混合的液體或液/固漿料，並且所述汽化器52可以包括一霧化器和一加熱裝置，一超聲噴嘴或噴霧器。舉例說明，所述汽化器52可以包括一加熱裝置其被提供加熱所述原料202於所述輸送管系統53，以供產生汽化單體材料。所述加 熱裝置可以被提供於所述輸送管系統53的任何位置。具體地，所述加熱裝置可以被提供于對應於所述單體釋放源20的位置，使得當處於液態所述原料202被輸送至所述單體釋放源20時，所述原料202將被所述加熱裝置加熱並產生被釋放入所述反應腔11的汽化單體材料。
所述膜層形成材料201的所述原料202可以是粉末，並且所述汽化器52可以是平噴氣體噴射汽化器。另外，還可以與所述膜層形成材料201一起供應載氣。所述材料儲存器51，所述汽化器52，所述輸送管系統53和所述單體釋放源20的數量不受限制，在一些實施例中，可以採用一個或多個所述材料儲存器51，所述汽化器52，所述輸送管系統53和所述單體釋放源20。
所述等離子激發源30的放電方式包括，但不限於，直流放電，交流放電，音訊放電，由電容耦合或電感耦合射頻放電，諧振腔微波放電，表面波耦合或電子迴旋共振，中頻放電，潘寧放電，火花放電和脈衝放電。另外，所述等離子激發源30可以被操作以連續地或以脈衝方式放電。
如圖2A和2B所示，所述等離子激發源30包括一電極裝置31，以用於在所述反應腔11產生一電場以供在所述腔室體10的所述反應腔11產生等離子體。在本優選實施例中，所述電極裝置31包括一第一電極311和一第二電極312，第一電極311和第二電極312之間界定了一釋放場313。作為示例，本優選實施例的一對電極311、312作為正負電極被設置於所述腔室體10的所述反應腔11中遠離所述單體釋放源20的位置，並且被連接至放置於腔室外側的諸如RF發生器之類的一能量源。可選地，所述第一電極311可以電 連接到所述能量源，並且所述第二電極312可以接地。優選地，每個所述第一電極311和第二電極312可以被實施為多孔電極，其具有多個孔連通於所述反應腔11內的所述釋放場313。
所述膜層形成材料201本身可以用作等離子體源氣體。此外，所述鍍膜設備還可包括一等離子體源氣體供給單元，用於將等離子體源氣體，其包括但不限於惰性氣體和氮氣，供給到所述腔室體10的所述反應腔11中。在所述單體釋放源20將所述膜層形成材料201供給到所述反應腔11中之前，在所述等離子激發源30的作用下，可以將等離子體源氣體注入所述反應腔11中以產生等離子體，從而提供等離子體環境。另外，載氣可以用作等離子體源氣體，並且在將所述膜層形成材料201供給到所述反應腔11中之前，將載氣引入所述反應腔11中以產生等離子體。
值得一提的是，本領域的技術人員能夠理解，一個或多個額外的釋放源，用於釋放塗形成材料201，可以被佈置於腔室體10，以所述等離子激發源30在所述基材90和用於釋放所述膜層形成材料201的附加釋放源之間的位置這樣的方式。在這些實施例中，一部分所述膜層形成材料201通過所述單體釋放源20在鄰近所述腔室體的基材定位區12的位置處通過所述單體釋放源20釋放。而另一部分所述膜層形成材料201通過附加的釋放源釋放，並在到達所述基材90之前穿過所述等離子激發源30，使得並非所有的所述膜層形成材料201都被所述等離子激發源30激發，為了防止所有的所述膜層形成材料201分解成小的物質。
另外，所述鍍膜設備還可包括其他部件，例如一壓力調節單元60，其與所述等離子激發源30相鄰並且遠離所述單體釋放源20，用於調節 所述腔室體10的所述反應腔11中的壓力，一控制單元，用於控制所述鍍膜設備的操作，一尾氣管，用於收集尾氣。在本發明的等離子體聚合鍍膜方法中，在將所述膜層形成材料201供給到所述反應腔11之前，在壓力調節單元60的作用下，所述反應腔11是真空室。術語“真空室”是指腔室具有比腔室外部更低的氣壓，所述術語不一定意味著腔室被抽至真空狀態。
本發明的所述基材90包括金屬，玻璃，陶瓷，聚合物，織物，纖維，粉末，和半導體，並且可以但不限於電子元件或電子設備，機械部件或機械設備，紡織品，例如，電子部件或電子設備可以但不限於行動電話，尋呼機，收音機，揚聲器，麥克風，振鈴器，蜂鳴器，助聽器，音訊播放機，電視，筆記型電腦，筆記型電腦，平板電腦，鍵盤，PCB電路板，顯示器或感測器。所述聚合物膜層92可以是但不限於疏水塗層，親水塗層，疏油塗層，防銹塗層，防黴塗層，防潮塗層，導電和導熱塗層，生物醫學塗層，光學塗層和摩擦塗層。所述聚合物膜層92沉積於所述基材90的所述表面91可以是所述基材90的整個表面，或者所述基材90的整個表面的部分區域。
所述聚合物膜層92可以為丙烯酸塗層、環氧塗層、有機矽塗層、聚氨酯塗層或對二甲苯塗層，典型的所述聚合物膜層92是疏水性聚合物塗層，而所述膜層形成材料201包括基於CF3的全氟化合物，全氟烯烴，含氫的不飽和化合物，任選取代的炔烴，聚醚取代的烯烴，包含兩個雙鍵的有機化合物，飽和的有機化合物。具有至少5個碳原子的任選取代的烷基鏈，其任選地與雜原子插入，含有至少一個雜原子的大環。
所述膜層形成材料201可以為單個分子的單體、低聚物或其 組合物等，例如，低聚物可以為雙聚合物，如Parylene C、Parylene N等。作為所述膜層形成材料201的實施例，單體是一種或多種單官能不飽和氟代化合物和一種或多種多官能不飽和烴衍生物的混合物。氟代化合物包括但不限於甲基丙烯酸3-(全氟-5-甲基己基)-2-羥丙基酯，甲基丙烯酸2-(全氟癸基)乙基酯，甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙基酯，1,1,2,2-丙烯酸四氫全氟十四烷基酯，丙烯酸1H，1H，2H，2H-十七碳氟癸基酯，丙烯酸1H，1H，2H，2H-全氟辛基丙烯酸酯，丙烯酸2-(全氟丁基)乙酯，(2H-全氟丙基)-2-丙烯酸酯，(全氟環己基)丙烯酸甲酯，1-丙炔，3，3，3-三氟-，1-乙炔基-3，5-二氟苯和4-乙炔基-三氟甲苯。所述多官能不飽和烴衍生物包括但不限於乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，二乙烯基苯，聚(乙二醇)二丙烯酸酯，1，6-己二醇二丙烯酸酯，乙二醇二丙烯酸酯，二乙二醇二乙烯基醚和新戊二醇二丙烯酸酯。
作為另一示例，所述聚合物膜層92形成在所述基材90的所述表面91上以保護所述表面91免受化學腐蝕並增強疏水性能。更具體地，單體具有由下式表示的結構：
Figure 110113420-A0101-12-0018-1
其中R1，R2，和R3是疏水基團，並獨立地選自氫，烷基，鹵素，或鹵代烷基，其中m為0-8的整數，n是1-15的整數，X為H或鹵素，進一步地，X為鹵素F。
如圖2C所示，闡釋了根據上述第一優選實施例的所述鍍膜 設備的可行的方式。所述支撐架40被可移動設置於所述室體10的所述反應腔11。具體的實施例中，所述支撐架40可操作以繞其中心軸旋轉，以使所述基材90於所述反應腔11的位置是可以調節的，以調節所述基材90與所述等離子激發源30之間的距離，進而調節所述基材90與所述單體釋放源20之間的距離，以控制和調節沉積在所述基材90的所述表面91上的形成聚合物材料的組成。
根據上述第一優選實施例，如圖2D所示，所述鍍膜裝置的另一可行方式。在所述實施方式中，所述單體供應單元50包括材料記憶體51，用於存儲所述膜層形成材料201的氣態原料，並且不需要汽化器。換句話說，所述膜層形成材料201被存儲在所述材料記憶體51中，並且通過所述輸送管系統53被直接地送到所述單體釋放源20。
例如，本優選實施例的所述鍍膜設備可以用於在所述基材90的所述表面91上形成DLC(類金剛石碳)膜。將主要由氣態烴組成的所述膜層形成材料201直接引入到所述鍍膜設備的所述反應腔11，以實施PECVD工藝。
相應地，本發明提供一種鍍膜方法用於由所述鍍膜裝置在所述基材90上鍍膜，所述鍍膜方法包括以下步驟。
(a)佈置所述基材90於所述腔室體10的所述反應腔11中的所述單體釋放源20與所述等離子激發源30之間的位置；
(b)通過所述單體釋放源20，引入所述膜層形成材料201進入所述反應腔11中，以實施PECVD工藝，以在所述等離子激發源30的作用下在所述基材90的所述表面91上形成所述聚合物膜層92。
步驟(a)可以包括步驟：放置一個或多個所述基材90於腔室體的所述基材定位區12處，其中所述單體釋放源20和所述等離子激發源30分別被設置於一個或多個所述基材90的兩側。
可行地，步驟(a)可包括以下步驟：放置一個或多個所述基材90於所述支撐架40，並將所述支撐架40與所述基材90一起放置於腔室體的所述基材定位區12處，其中所述單體釋放源20和所述等離子激發源30分別被設置於所述支撐架40的兩側。
可選地，步驟(a)可以包括以下步驟：在所述反應腔11中的所述腔室體10的所述基材定位區12處構造所述支撐架40，以及於所述支撐架40裝載一個或多個所述基材90，其中所述支撐架40可以安裝並固定在所述腔室體10，或僅放置於所述反應腔11。
值得一提的是，一個或多個所述基材90可以水準，傾斜或垂直放置於所述腔室體10的所述反應腔11中。
在步驟(a)中，所述鍍膜方法包括步驟：於所述反應腔11間隔地佈置所述單體釋放源20和所述等離子激發源30，在所述腔室體10的所述反應腔11的兩個相對側，並且放置一個或多個所述基材90於所述膜層形成材料201從所述單體釋放源20到等離子激發源30的一流動路徑中，以一種至少一部分所述膜層形成材料201必須穿過放置有基材的所述基材定位區12的方式，在到達所述等離子激發源30之前。
步驟(b)可以包括以下步驟：汽化所述原料202以形成作為汽化單體的所述膜層形成材料201，並且將所述膜層形成材料201輸送至所述單體釋放源20，以將所述膜層形成材料201供入所述腔室體10的所述反應腔 11。相應地，所述膜層形成材料201可被泵入所述反應腔11，或由於所述反應腔11的壓力降低而被吸入到所述反應腔11。
步驟(b)可以包括以下步驟：將作為氣態單體的所述膜層形成材料201供給至所述單體釋放源20，以將所述膜層形成材料201供給至所述腔室體10的所述反應腔11中。
根據本優選實施例，在步驟(b)中，如圖2B所示，所述膜層形成材料201通過所述單體釋放源20朝向所述等離子激發源30散佈到所述腔室體10中。例如，將所述膜層形成材料201朝著所述等離子激發源30水準地注入到所述腔室體10中，但所述支撐架40被佈置於所述單體釋放源20和所述等離子激發源30之間，所述膜層形成材料201不需要在到達用於對所述基材90進行等離子體處理的所述基材90之前先通過所述等離子激發源30，使得並非所有的所述膜層形成材料201都被所述等離子激發源30啟動和激發。
如圖3A至圖3C所示，闡釋了根據本發明的第二優選實施例的所述鍍膜設備。本優選實施例的所述鍍膜設備包括：具有一反應腔11的一腔室體10，用於將氣態膜層形成材料201釋放到所述腔室體10的所述反應腔11中的一單體釋放源20，遠離所述反應腔11的一等離子激發源30。所述等離子激發源30可操作以啟動和激發所述膜層形成材料201，以及用於在一支撐區411A上支撐和承載一基材90的一支撐架40A，從而當所述等離子激發源30被操作，並且所述膜層形成材料201被注入到所述反應腔11中的時候，所述基材90暴露於由所述等離子激發源30產生的等離子體中，以允許所述聚合物膜層92沉積並形成在所述基材90的所述表面91上。
根據本優選實施例中，所述支撐架40A被實施為在所述腔室 體10的所述反應腔11內可移動的支撐件。特別地，所述支撐架40A可在所述單體釋放源20和所述等離子激發源30之間移動。所述支撐架40的運動方式可以是，但不限於，線性運動，曲線的運動，滑動運動或旋轉運動，使在所述反應腔11內的所述基材90的位置被調整，從而調節沉積在所述基材90上的單體和分解的前體的量，從而提高在所述基材90的所述表面91上形成的所述聚合物膜層92的品質。在一些實施例中，所述支撐架40A的移動為多個所述基材90提供基本相同的等離子體聚合環境，以增強所述基材90上形成的所述聚合物膜層92的均勻性。
所述支撐架40A的移動可被構造成在所述基材90與所述單體釋放源20之間產生相對位移，或者在所述基材90與所述等離子激發源30之間產生相對位移，或者用於產生上述兩種的等同狀態，使得到達所述基材90的未被所述等離子激發源30激發的單體的量，或者通過分解單體而產生的活性前體物質的量可以調節，以確保體與活性前體物質的充分反應。
值得一提的是，所述支撐架40A的運動可以通過控制單元控制，所述控制單元被程式設計以調整移動，移動時間間隔，或移動速度，以便為所述基材90提供期望的等離子體聚合環境，在所述聚合物膜層92的分子結構中獲得所需的分支和交聯，並形成具有相對高品質的聚合物膜層92。
根據本優選實施例，如圖3A至3C所示，所述支撐架40A被實現為可移動的支撐件，可移動的所述支撐件能夠在所述單體釋放源20和所述等離子激發源30之間重複地移動，從而調節所述基材90和所述單體釋放源20之間的距離以及所述基材90和所述等離子激發源30之間的距離。
具體實施例中，所述腔室體10具有矩形的所述反應腔11，將 所述單體釋放源20和所述等離子激發源30設置於所述腔室體10的同一側壁，並且間隔地彼此分開。例如，所述單體釋放源20和所述等離子激發源30佈置於所述腔室體10的一頂側壁103處。在等離子體聚合鍍膜方法中，所述單體釋放源20釋放所述膜層形成材料201，並且一單體區域被定義在所述單體釋放源20的前面，所述等離子激發源30在運行過程中在其周圍形成等離子體產生區域，所述支撐架40A在單體區域和等離子體區域之間來回移動。
如圖所示，在本優選實施例中，所述膜層形成材料201不通過所述單體釋放源20朝向所述等離子激發源30分散到所述反應腔11中，而是可以橫向引入所述反應腔11中，然後沿縱向向所述基材90和所述等離子激發源30分散，從而通過所述單體釋放源20釋放的所述膜層形成材料201的氣流不會直接吹向所述等離子激發源30周圍產生的等離子體，使得從單體中分解出來的反應前體物質和單體具有理想的混合性能。
本領域的技術人員將會理解，所述支撐架40A，其可操作以在所述單體釋放源20和所述等離子激發源30之間移動，可以通過電動馬達，氣動驅動系統，或液壓驅動系統。所述腔室體10可設置導軌或引導槽，用於將所述支撐架40A保持在適當位置以及用於引導和限制所述支撐架40A的運動。
如圖所示，本優選實施例的所述等離子激發源30的所述電極裝置31被構造為在所述反應腔11中延伸的平面電極，也可以是用於產生電場的其他電極裝置。
相應地，本發明的本優選實施例提供了一種用於將所述聚合物膜層92沉積在所述基材90的所述表面91上的鍍膜方法，所述鍍膜方法包 括以下步驟：
(A)通過遠離所述等離子激發源30的所述單體釋放源20，供給所述膜層形成材料201到所述腔室體10的所述反應腔11；
(B)移動所述基材90在所述單體釋放源20和所述等離子激發源30之間；
(C)啟動所述等離子激發源30以等離子體處理所述基材90，以在所述基材90的所述表面91上形成所述聚合物膜層92。
應當注意，上述步驟(A)，(B)和(C)的步驟順序不限。在步驟(B)中，所述步驟可以包括以下步驟：承載所述基材90於所述支撐架40A，並驅動所述支撐架40A在所述單體釋放源20和所述等離子激發源30之間反復地來回移動。作為優選示例，驅動所述支撐架40A移動以調節所述基材90與所述單體釋放源20之間的距離以及所述基材90與所述等離子激發源30之間的距離。
如圖4A所示，另一種可行方式中，所述單體釋放源20和所述等離子激發源30可以鄰近於所述腔室體10的兩個相對的側壁佈置。例如，所述單體釋放源20被佈置近鄰一頂側壁103，而所述等離子激發源30被安裝在所述腔室體10的底側壁104。如圖4B所示，作為另一種可行方式，所述單體釋放源20可以設置鄰近所述腔室體10的一端側壁101，以供向所述基材90釋放所述膜層形成材料201，而所述等離子激發源30可以佈置於所述腔室體10的一底壁104處。換句話說，所述單體釋放源20和所述等離子激發源30可以被佈置於所述腔室體10的鄰側壁101，104。
如圖5A和圖5B所示，在上述優選實施例中，所述等離子激 發源30可以安裝到所述支撐架40A的在一個側面作為又一可行方式，是相對的所述單體釋放源20。所述支撐架40A是不可移動的，或者優選地，所述支撐架40A被配置為可移動以調節所述支撐架40A與所述單體釋放源20之間的距離，以及所述單體釋放源20與所述等離子激發源30之間的距離。根據本優選實施例，可以固定所述基材90和所述等離子激發源30之間的相對位置，但是所述等離子激發源30可以與所述支撐架40A一起移動，以改變等離子體所述腔室體10的所述反應腔11內的等離子體產生環境。
如圖6A和圖6B所示，所述鍍膜裝置的另一可選方式中示出。在所述實施例中，本領域的技術人員應當理解，所述支撐架40A也可以以所述等離子激發源30位於所述單體釋放源20與所述基材90之間的方式移動到某個位置。然而，在所述支撐架40A在所述單體釋放源20和所述等離子激發源30之間移動的過程中，所述膜層形成材料201必須在到達所述等離子激發源30之前穿過所述支撐架40A，使得不是所有的膜層形成材料201在到達所述基材90之前，需要通過所述等離子激發源30。
換句話說，本優選實施例提供了一種鍍膜方法，用於沉積所述聚合物膜層92在所述基材90的所述表面91，其包括以下步驟：
移動所述基材90在所述腔室體10的所述反應腔11，從而限定所述基材90的移動路徑，其中在至少一部分移動路徑期間，所述基材90位於所述單體釋放源20與所述等離子激發源30之間的位置。
釋放所述膜層形成材料201到所述腔室體10的反應腔中，以在所述等離子激發源30的操作期間，啟動所述基材90的等離子體處理。
相應地，可以將所述基材90的移動路徑劃分為第一部分和第 二部分，在第一部分中所述單體釋放源20和所述等離子激發源30分別位於所述基材90的兩側，在第二部分中所述單體釋放源20和所述基材90分別地位於所述等離子激發源30的兩側，並且由所述支撐架40A承載的所述基材90的移動路徑的第一部分可以明顯大於第二部分。
如圖7中示出的根據本發明的第三優選實施例的鍍膜裝置。更具體地，本優選實施例的所述鍍膜設備包括具有一應腔11的一腔室體10，一個或多個一單體釋放源20用於將氣態膜層形成材料201釋放到所述腔室體10的所述反應腔11中，一等離子激發源30用於激發所述膜層形成材料201，以及一支撐架40B用於支撐和運送所述基材90，使得當所述等離子激發源30B在操作中並且所述膜層形成材料201通過一個或多個所述單體釋放源20被送入所述反應腔11時，在所述基材90的所述表面91上沉積並形成所述聚合物膜層92。
根據本優選實施例，所述等離子激發源30B被佈置於所述支撐架40B的大致中央區域處。優選地，所述等離子激發源30B可以被佈置於所述腔室體10的所述反應腔11的中心，而待沉積所述聚合物膜層92的多個所述基材90被適於佈置於所述等離子激發源30B周圍。所述基材90被適於圍繞所述等離子激發源30B，從而所述基材90被適於佈置於所述等離子激發源30B和所述單體釋放源20之間。
具體地，多個所述單體釋放源20，例如四個所述單體釋放源20，可以被佈置於鄰近所述腔室體10的內壁的位置，所述膜層形成材料201可以在所述腔室體10的內部周邊相鄰位置處釋放並流向位於所述腔室體10中心位置的所述等離子激發源30B。由於多個所述單體釋放源20和所述等離 子激發源30B被設置於所述基材90的兩個相對側，防止了所述膜層形成材料201的過多分解。
本發明的本優選實施例的所述等離子激發源30B包括一電極裝置31B，用於施加電力到被釋放到所述腔室體10內的所述膜層形成材料201。更具體地，作為一個實施例，所述電極裝置31B包括至少一對電極，優選地，多對第一電極311B和第二電極312B被設置於所述反應腔11的中央。如圖7所示，每個所述第一電極311B和所述第二電極312B分別可被實施為在所述腔室體10的所述反應腔11中垂直佈置的細長電極板。在所述示例性實施例中，四個所述第一電極311B和四個所述第二電極312B沿圓周方向交替佈置。
所述第一電極311B和所述第二電極311B是正電極和負電極，並且分別被電連接到位於所述腔室體10的外側的諸如RF發生器之類的能量源的兩個連接端。可選地，所述第一電極311B可以電連接到能量源，並且第二電極312B可以接地。
本實施方式的所述支撐架40B包含一個或多個承載架41B用於攜帶一個或多個所述基材90。每個所述承載架41B具有一支撐區411B用於定位所述基材90，所述基材90可以被水準方向，傾斜，和垂直放置于支撐區411B。在本實施例中，所述基材90可以水準地被放置於所述支撐區411B處，並且被保持並支撐於所述支撐區411B。
根據本優選實施例中，一個或多個承載架41B的多個所述支撐區411B被設置於所述等離子激發源30B和所述單體釋放源20之間，使得當一個或多個所述基材90被放置於相應的所述支撐區411B，所述單體釋放源 20和所述等離子激發源30B分別被佈置於每個對應所述基材90的兩個相對側。
此外，本優選實施例的所述支撐架40B的每個所述承載架41B可以搬運多個所述基材90，並且可以在所述反應腔11中移動，並且每個所述承載架41B的運動方式可以是但不限於線性運動，曲線運動，滑動運動和旋轉運動。作為本優選實施例的具體示例，所述支撐架40B的每個所述承載架41B可操作以繞其中心軸線Y旋轉。
本實施方式的所述支撐架40B還包括一可移動架42B，用於支撐一個或多個承載架41B。所述可移動架42B的移動也可以是但不限於線性運動，曲線運動，滑動運動和旋轉運動。
根據本優選實施例，所述可移動架42B作為一旋轉架，所述可移動架42B可實施為在圓形室的反應腔中繞中心軸線X旋轉，並且由於承載架41B被支撐在可移動架42B，每個所述承載架可隨移動架42B一起移動，同時相對於其中心軸線Y自轉，從而所述承載架41B的兩種移動改變了每個所述基材90和所述等離子激發源30之間的相對位置。
如圖8所示，作為本發明的上述第三優選實施例的可行方式中，所述鍍膜設備包括一等離子激發源30C，包括一電極裝置31C。本優選實施例的所述電極裝置31C包括一第一電極311C和一第二電極312C，每個電極均實施為圓柱狀電極，所述第一電極311C被套在所述第二電極312C的周圍，以在所述第一電極311C和所述第二電極312C之間定義一圓形釋放場313C。所述第一電極311C可以被電連接至諸如RF發生器的能量源，並且所述第二電極312C可以接地。
另外，所述第一電極311C可以被實施為一多孔電極，其具有多個孔連通於所述反應腔11內的所述釋放場313C。所述第二電極312C被形成為具有與所述反應腔11連通的連通孔的細長管，使得所述第二電極312C還可以作為與所述腔室體的所述反應腔11的外側連通的抽氣管，用於從所述腔室體10的所述反應腔11中抽出氣體混合物，使得調節所述反應腔11內的壓力以及去除所述反應腔11中的尾氣。
如圖9所示，根據上述本發明的優選實施例的另一個可行的方式中，所述膜層設備包括所述等離子激發源30C和和一支撐架40C。在本優選實施例中，所述支撐架40C用作能夠繞其中心軸線X旋轉的一旋轉架，並且多個所述基材90可以直接放置於所述支撐架40C上，而不需要所述承載架41B。多個所述基材90的移動是由所述支撐架40C的旋轉引起的。
根據本發明的本優選實施例，用於在多個所述基材90的每個的所述表面91上沉積所述聚合物膜層92的鍍膜方法包括以下步驟：
(α)通過多個所述基材90圍繞所述等離子激發源30B/30C，並且在所述基材90的兩個相對側配置所述單體釋放源20和所述等離子激發源30B/30C；
(β)釋放所述膜層形成材料201到所述腔室體10的所述反應腔11，以通過所述等離子激發源30B/30C對所述基材90進行等離子體處理。
相應地，在步驟(α)中，所述等離子激發源30B/30C被佈置於所述基材90的內側，而所述單體釋放源20佈置於所述基材90的外側。所述等離子激發源30B/30C可以被佈置於所述反應腔11的中央區域，並且將所述基材90圍繞所述等離子激發源30B/30C。
在步驟(β)中，在到達所述等離子激發源30B/30C之前，需要至少一部分所述膜層形成材料201穿過攜帶所述基材90的所述支撐架40B/40C。
步驟(β)可以進一步包括以下步驟：周向地佈置個所述單體釋放源20在反應的中心區域，並且通過所述單體釋放源20朝著所述等離子激發源30B/30C徑向釋放所述膜層形成材料201於所述腔室體10的所述反應腔11。
所述鍍膜方法可進一步包括步驟：繞中心軸線X旋轉一旋轉架43C和繞中心軸線Y旋轉所述承載架41B，其中每個所述承載架41B，其用於承載所述基材90，是被支撐在旋轉架42B上的與所述旋轉架43C一起繞軸線X旋轉，同時繞其自身的軸線Y旋轉。
如圖10和圖11所示為本發明的第四優選實施例的一鍍膜設備7100，其中所述鍍膜設備7100包括一鍍膜腔710、至少一單體源720以及一等離子體激發場730，其中所述鍍膜腔710具有一鍍膜區域7101，用於放置基材，其中所述單體源720被連通於所述鍍膜腔710，用於向所述鍍膜腔710通入單體，其中所述等離子體激發場730被設置於所述鍍膜腔710，用於活化單體，其中所述等離子體反應730與所述單體源720分別位於所述鍍膜區域7101兩側，以供在基材表面製備薄膜。在本實施例中，所述腔室體實施為所述鍍膜腔710，所述單體釋放源實施為所述單體源720，所述等離子激發源實施為所述等離子體激發場730。
在鍍膜過程中，通過向所述鍍膜腔710內通入等離子體源氣體，其中所述等離子體激發場730放電產生等離子體，以提供等離子體環 境，其中所述氣體單體經所述鍍膜區域7101進入所述等離子體激發場730被活化，以避免氣體單體直接在所述等離子體激發場730被過度活化導致分子鏈結構被碎片化或過度分解等現象，以供在基材表面製備性能較好的薄膜或塗層。換句話說，所述氣體單體被充入所述鍍膜腔710後，先擴散至所述鍍膜區域7101，然後擴散至所述等離子體激發場730。所述等離子體向所述鍍膜區域7101擴散。所述氣體單體擴散至所述等離子體激發場730被活化，然後被活化後的氣體單體向所述鍍膜區域7101擴散，並與未活化的氣體單體一併沉積於所述基材的表面，以形成性能較為良好的薄膜或塗層，同時提升了沉積速度。
進一步地，所述氣體單體或單體蒸汽沿著所述鍍膜區域7101的徑向方向擴散的濃度逐漸降低，而在同一方向上，經所述等離子體激發場730放電產生的等離子體沿所述鍍膜區域7101的徑向方向擴散的濃度逐漸提升，從而使被活化的單體的濃度保持穩定，以在所述基材的表面製備高品質的薄膜或塗層。
所述鍍膜設備7100採用等離子體化學氣相沉積的方法在所述基材的表面製備所述薄膜或者膜層。即所述薄膜被沉積成型於所述基材的表面，從而提升所述基材的表面的力學方面、光學方面或者化學方面等性質，其中所述基材如具備預設形狀結構的需鍍膜產品，如PCB電路板、手機、電子設備、電子產品蓋板、電子產品顯示幕幕、手機玻璃螢幕、電腦螢幕、手機後蓋、電子設備外殼、鍵盤膜或者機械部件、服裝等其他類型的需鍍膜產品等，在此不受限制。例如，所述鍍膜設備在電子產品上製備所述薄膜，能夠有效地提高產品防水、耐腐蝕、耐磨等防護性能以及解決表面防 護成本高的問題。
可選地，所述薄膜包括被鍍於所述基材表面的一層或者多層膜、薄膜或者納米膜層等。可選地，所述薄膜或塗層可以為無機薄膜、有機薄膜、有機矽納米防護膜層、有機矽硬質納米防護膜層、複合結構高絕緣硬質納米防護膜層、具有調製結構的高絕緣納米防護膜層、等離子體聚合膜層、梯度遞增結構防液膜層、梯度遞減結構防液膜層、交聯度可控的膜層、防水耐點擊穿膜層、低粘附耐蝕膜層、具有多層結構的防液膜層、聚氨酯納米膜層、丙烯醯胺納米膜層、防靜電防液納米膜層、環氧納米膜層、高透明低色差納米膜層、高粘附性耐老化納米膜層、含矽共聚物納米膜層或者聚醯亞胺納米膜層、類金剛石膜等，在此不受限制。或者，根據IPC的定義，所述塗層或薄膜可以為AR(丙烯酸)、ER(環氧樹脂)、SR(有機矽)、UR(聚氨酯)以及XY(對二甲苯)等類型的塗層或薄膜，進一步地，對二甲苯或聚對二甲苯類型的塗層可以提供較好的化學、電氣或物理方面的保護效果。
所述單體源720的進料口被連通於所述鍍膜腔710的靠近所述鍍膜區域7101的一側，即位於所述等離子體激發場730的相反側，以確保所述氣體單體或單體蒸汽的擴散路徑為由所述鍍膜區域7101至所述等離子體激發場730。
可選地，所述單體成分為至少一種單官能度不飽和氟碳化合物和至少一種多官能團度不飽和烴類衍生物的混合物或含雙鍵、Si-Cl、Si-O-C、Si-N-Si、Si-O-Si結構或環狀結構的有機矽單體，所述單體中多官能度不飽和烴類衍生物所占的品質分數為30-50%，其中，所述單官能度不飽 和氟碳化合物包括：3-(全氟-5-甲基乙基)-2-羥基丙基甲基丙烯酸酯、2-(全氟癸基)乙基甲基丙烯酸酯、2-(全氟乙基)乙基甲基丙烯酸酯、2-(全氟十二烷基)乙基丙烯酸脂、2-全氟辛基丙烯酸乙脂、1H，1H，2H，2H-全氟辛醇丙烯酸酯、2-(全氟丁基)乙基丙烯酸酯、(2H-全氟丙基)-2-丙烯酸酯、(全氟環乙基)甲基丙烯酸酯、3,3,3-三氟-1-丙炔、1-乙炔基-3,5-二氟苯或4-乙炔基三氟甲苯。所述多官能度不飽和烴類衍生物包括乙氧基化三羧甲基丙烷三丙烯酸脂、二縮三丙二醇二丙烯酸脂、二乙烯苯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸乙二醇脂、二乙二醇二乙烯基醚或二丙烯酸新戊二醇脂，所述多官能度不飽和烴類衍生物包括：聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸乙二醇酯和二乙二醇二乙烯基醚乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、或二丙烯酸新戊二醇酯。
可選地，所述單體包括具有反應性官能團的含碳化合物，進一步包括基本上以-CF3為主的全氟化合物(參見WO 97/38801)、全氟烯烴(參見Wang等，Chem Mater 1996，2212-2214)。可選地，所述單體還可以包括含有鹵素原子的含氫不飽和化合物或至少10個碳原子的全鹵代有機化合物(參見WO 98/58117)、含有兩個雙鍵的有機化合物(參見WO 99/64662)、具有經至少5個碳原子的烷基鏈(可選地插入有雜原子)的飽和有機化合物(參見WO 00/05000)、經炔烴(參見WO 00/20130)、聚醚取代的烯烴(參見US6482531B)或者含有至少一個雜原子的大環(參見US6329024B)。
可選地，所述薄膜為類金剛石薄膜(DLC薄膜)。製備DLC薄膜的氣體單體如氫氣、碳氫氣體等的反應氣體或者N、Si、F、B等摻雜元 素的輔助氣體或介質材料等。舉例地，所述碳氫氣體如1-6或更多數量的碳原子數的烷烴、烯烴、炔烴等。在此不受限制。可選地，所述等離子體激發場730位於所述鍍膜腔710的中間區域或位置，其中所述單體源720的進料口可以位於所述鍍膜腔710的四周側面的位置。所述進料口可以為多個，可均勻排布於所述鍍膜腔710的四周側面，其中所述鍍膜區域7101位於所述鍍膜腔710的中間位置與所述四周側面之間。
可選地，所述等離子體激發場730位於所述鍍膜腔710的一側位置，其中所述單體源720的進料口位於所述鍍膜腔710的相反側的位置。可選地，所述氣體源720與所述等離子體激發場730可以並列設置，且之間相距一定間距，但不重疊。可選地，所述鍍膜腔710可以為圓形、方形或其他形狀。
進一步地，所述單體源720是氣體單體或單體蒸汽進入所述鍍膜腔的進料源，其可以通過輸送管道連通於一用於儲存氣體狀態的氣體單體的氣體儲存器，以用於通入氣體狀態的氣體單體至所述鍍膜腔710。或者所述單體源720可以通過一輸送管道連通於一用於儲存液體狀態單體的液體儲存器，其中液體狀態單體經一氣化裝置(如加熱裝置)氣化後形成氣體狀態的單體蒸汽，並通過所述單體源720通入至所述鍍膜腔710。可選地，所述儲存器可以為儲存單體原料的儲存器、儲存瓶或儲存罐等儲存裝置。
所述等離子體激發場730包括一電極裝置731，其中所述鍍膜設備進一步包括一等離子體源，其中所述等離子體源被連通於所述鍍膜腔710，用於向所述鍍膜腔710充入等離子體源氣體，其中所述電極裝置731用 於提供射頻和/或脈衝電壓使氣體放電，以產生等離子體環境。進一步地，所述電極裝置731與所述單體源720分別位於所述鍍膜區域7101的兩側，使得所述鍍膜區域7101內的基材並未直接處於所述等離子體環境的中心，即所述鍍膜區域7101內的基材處於所述等離子體激發場730產生的等離子體環境的邊緣區域或位置，從而避免所述基材表面的氣體單體直接在所述等離子體激發場730的中心被過度活化導致分子鏈結構被碎片化或過度分解等現象，同時又能夠在所述基材的表面製備出性能良好的薄膜或塗層。
所述等離子體源被連通於所述鍍膜腔710的靠近所述電極裝置731的一側，以在所述電極裝置731的位置放電形成所述等離子體激發場730，其中所述等離子體源氣體如氮氣、四氟化碳或氦氣、氬氣等惰性氣體的等離子體源氣體。可選地，所述等離子體源連通用於輸送氣體的管道。可選地，所述等離子體源進一步地連通用於儲存等離子體源氣體的儲存裝置。
可選地，所述等離子體激發場730的所述電極裝置731的放電方式可以是直流、交流、射頻、微波、中頻、電火花或脈衝等放電方式。舉例地，所述等離子體激發場730採用射頻放電的方式可以是容性耦合和感性耦合。舉例地，所述等離子體激發場730採用微波放電的方式可以是諧振腔、表面波耦合和電子迴旋共振。舉例地，所述等離子體激發場730的放電方式可以是連續放電的或脈衝放電的。
優選地，所述電極裝置731包括一第一電極7311和一第二電極7312，其中所述第一電極7311與所述第二電極7312之間用於提供射頻電壓。舉例地，所述電極裝置731用於提供射頻電壓，其中所述第一電極7311 為射頻電極，用於提供射頻電壓，其中所述第二電極7312為接地電極。也就是說，所述第一電極7311與所述第二電極7312之間的區域產生電壓較強的射頻電壓，而周圍區域的射頻電壓較低，即所述鍍膜區域7101所處的等離子體環境較弱，以避免氣體單體或單體蒸汽被過度活化或分解等。
進一步的，所述第一電極7311與所述第二電極7312正對且具有一定的正對面積，以形成具有一定空間區域的所述等離子體激發場730，以供等離子體氣源氣體在所述等離子體激發場730的所述電極之間放電產生等離子體。
進一步地，所述電極裝置731還包括一脈衝電源，其中所述脈衝電源被設置於所述鍍膜腔710，其中所述脈衝電源用於提供脈衝電壓作用於被活化的氣體，以加速沉積速率，提高鍍膜效率。
可選地，所述電極裝置731為微波放電電極，其用於產生微波放電作用於所述等離子體源氣體，以產生等離子體環境。可選地，所述電極裝置731為中頻放電電極，其用於通過中頻放電產生等離子體環境。可選地，所述電極裝置731為電火花放電電極，其用於通過電火花放電產生等離子體環境。
進一步地，所述鍍膜設備7100還包括一支架740，即上述支撐架在本實施例中實施為所述支架740，其中所述支架740被設置於所述鍍膜區域7101，用於支撐所述基材。在本實施例中，所述支架740被可拆卸地固定於所述鍍膜區域7101，即所述支架740被固定於所述單體源720的進料口與所述等離子體激發場730的所述電極裝置731之間。
進一步地，所述脈衝電源包括一正極電極和一負極電極，其 中所述負極電極被設置於所述支架740，以提供負極脈衝電壓，其中所述正極電極被連接於所述鍍膜腔710並接地，以提供正極脈衝電壓，從而加速在所述支架740上放置的基材的表面製備薄膜的速率。
可選地，所述支架740可以為層型結構，用於分層放置所述基材。可選地，所述支架740還可以為環形支架、方形支架、平板支架或網狀支架等，在此不受限制。
進一步地，所述鍍膜設備7100還包括抽氣裝置，其中所述抽氣裝置被連通於所述鍍膜腔710的抽氣口，用於在鍍膜過程中控制所述鍍膜腔710的氣壓。可選地，所述抽氣裝置為幹泵、分子泵或羅茲泵等。
進一步地，本實施例還提供了所述鍍膜設備7100的鍍膜方法，包括：
向所述鍍膜腔710充入氣體單體或單體蒸汽，其中所述鍍膜腔710具有用於放置基材的所述鍍膜區域7101；
在所述鍍膜腔710內產生所述等離子體激發場730；以及
所述氣體單體或單體蒸汽經所述鍍膜區域7101進入所述等離子體激發場30被活化，以供在基材表面製備薄膜。
如圖12所示為本申請的第一變形實施例的一鍍膜設備7100A，與本申請的優選實施例的不同之處在於，所述鍍膜設備7100A包括一鍍膜腔710、至少一單體源720、一等離子體激發場730以及至少一支架740A，其中所述支架740A被設置於所述鍍膜腔710，其中所述支架740A具有用於支撐基材的至少一支撐單元741A，其中所述單體源720被連通於所述鍍膜腔710，用於向所述鍍膜腔710通入氣體單體或單體蒸汽，其中所述等離子 體激發場730被設置於所述鍍膜腔710，用於活化氣體單體或單體蒸汽，其中所述支架740A的所述支撐單元741A可相對地往復地靠近與遠離所述等離子體激發場730，以供在基材表面製備薄膜。
在本實施例中，所述支架740A被可移動地設置於所述鍍膜腔710，其中所述支架740A的所述支撐單元741A可移動地靠近或遠離所述等離子體激發場730。可選地，所述支撐單元741A可以為一個或多個。
所述單體源720的進料口與所述等離子體激發場730相距一定的間距，互不重疊，以提供所述支架740A適當的移動距離，使得所述支撐單元741A能夠進出所述等離子體激發場730。
換句話說，在所述鍍膜腔710內，所述單體源720的進料口附近的空間區域(為第一空間區域)充滿大量的氣體單體或單體蒸汽，所述等離子體激發場730的所述電極裝置731附近的空間區域(為第二空間區域)充滿大量的所述等離子體源氣體並在電壓作用下放電產生大量的等離子體，以形成等離子體環境。所述第一空間區域與所述第二空間區域相鄰，其中所述第一空間區域內的分子以氣體單體或單體蒸汽為主，其中所述第二空間區域內的分子以等離子體為主，其中所述支撐單元741A往返地在所述第一空間區域與所述第二空間區域之間運動。可以理解的是，所述第一空間區域與所述第二空間區域可以有交叉重疊的區域，但並未完全重疊。
所述支架740A為一可移動支架，以可移動基材進出所述等離子體激發場730。
具體地，所述支架740A包括所述支撐單元741A和一可移動單元742A，其中所述支撐單元741A用於支撐基材，其中所述支撐單元741A 被連接於所述可移動單元742A，其中所述可移動單元742A可在所述鍍膜腔內移動，以靠近與遠離所述等離子體激發場730。即上述實施例中所述承載架被實施為所述支撐單元741A，所述可移動架實施為所述可移動單元742A。
可選地，所述可移動單元742A為滑輪或滑道結構。可選地，所述可移動單元742A為可伸縮結構等。
可選地，所述等離子體激發場730被可移動地設置於所述鍍膜腔710，以使所述支架740A相對地靠近與遠離所述等離子體激發場730。
進一步地，所述單體源720的進料口與所述等離子體激發場730位於所述支架740A的移動路徑的兩側。進一步地，所述支架740A做往返運動，其中所述支架740A的所述支撐單元741A往返地在所述等離子體激發場730與所述單體源720的所述進料口之間移動，以往復地移動所述基材可交替地靠近所述等離子體激發場730或所述單體源720的所述進料口。可選地，所述單體源720的進料口與所述等離子體激發場730可以位於所述鍍膜腔710的兩側。或者，所述等離子體激發場730位於所述鍍膜腔710的中間，所述單體源720的進料口分佈於所述鍍膜腔710的四周側面。
在鍍膜過程中，所述單體源720的進料口持續向所述鍍膜腔710充入氣體單體或單體蒸汽，其中所述等離子體激發場730持續釋放等離子體源氣體並提供電壓進行放電產生等離子體，以形成等離子體環境，其中所述支架740A的所述支撐單元741A往復地進出所述等離子體激發場730形成的所述等離子體環境。當所述支撐單元741A靠近所述單體源720時，氣體單體或單體蒸汽在所述基材的表面附著形成一薄層，即氣體單體或單體蒸汽被吸附於所述基材的表面。當所述支撐單元741A靠近所述等離子體激發 場730時，所述基材表面附著的氣體單體或單體蒸汽被所述等離子體活化。當所述支撐單元741A再次靠近所述單體源720時，氣體單體或單體蒸汽與所述基材表面被活化的分子發生接枝或聚合，膜層生長變厚，以此不斷地重複，直到所述基材表面製備預定厚度的薄膜或塗層。
本發明與現有技術的不同之處在於，現有技術是利用等離子體作用於空間的氣體單體或單體蒸汽，其中氣體單體或單體蒸汽分子完全暴露于等離子體中，在空間發生分解並生成各種聚合產物，再沉積在基材表面製備薄膜或塗層，導致薄膜或塗層中的分子完整度低，薄膜或塗層的性能較差；而本發明中，所述等離子體激發場730產生的等離子體只作用于吸附於基材表面的氣體單體或單體蒸汽分子，再與未經等離子體作用的氣體單體或單體蒸汽分子接枝或聚合生長，以製備薄膜或塗層，且分子完整度高，因此薄膜或塗層的性能更好。
另一方面，部分單體蒸汽擴散到等離子體區，在等離子體區空間分解聚合並在基材移動過來時沉積在其表面，構成塗層的一部分。這部分聚合產物具有較高程度的分支和交聯結構。塗層中存在一定程度的分支和交聯有利於提高聚合效率和塗層的穩定性。本發明可以通過調節基材在單體源和等離子體源之間的移動速度和滯留時間，方便地控制塗層中的分支和交聯比例，獲得最佳的塗層特性。
值得一提的是，所述支撐單元741A的移動路徑、移動速度、節奏、滯留時間、迴圈時間以及移動時間均能夠被預設，以控制所製備的塗層中的分子間的分支與交聯的比例，以保證性能，以適於製備所需的薄膜或塗層等。
本實施例中，所述單體源720和所述等離子體激發場730的結構原理與本優選實施例一致，在此不做贅述。
經實驗表明，本申請的所述鍍膜設備製備的薄膜的均勻性和速率均相對于現有鍍膜設備有所提高。舉例地，在所述氣體單體或單體蒸汽的進料速度為300uL/3000s的條件下，本申請的所述鍍膜設備製備的三種(例一、例二、例三)所述薄膜的上層、中層、下層的厚度(如下表1)與現有的所述鍍膜設備製備的三種(例一、例二、例三)所述薄膜的上層、中層、下層的厚度(如下表2)的幾組對比如下表：
(本申請的鍍膜設備製備的薄膜)表1
Figure 110113420-A0101-12-0041-2
(現有的鍍膜設備製備的薄膜)表2
Figure 110113420-A0101-12-0041-3
可以看出的是，本申請的所述鍍膜設備製備的薄膜的厚度和速率相對于現有的鍍膜設備提升了1.5-2倍，所述薄膜的上層、中層以及下層之間厚度偏差較低，均勻性較高。
如圖13所示為本申請的第二變形實施例的一鍍膜設備7100B，與上述實施例的不同之處在於，本第二變形實施例的所述鍍膜設備7100B包括一鍍膜腔710、至少一單體源720、一等離子體激發場730以及至少一支架740B，其中所述支架740B被設置於所述鍍膜腔710，且具有至少一支撐單元741B，以用於支撐基材，其中所述單體源720被連通於所述鍍膜腔710，用於向所述鍍膜腔710通入氣體單體或單體蒸汽，其中所述等離子體激發場730被設置於所述鍍膜腔710，用於活化氣體單體或單體蒸汽，其中所述支架740B的所述支撐單元741B可相對地往復地靠近與遠離所述等離子體激發場730，以供在基材表面製備薄膜。
進一步地，所述支架740B可旋轉地設置於所述鍍膜腔710，隨著所述支架740B的旋轉，所述支撐單元741B往復地靠近或遠離所述等離子體激發場730。也就是說，所述支架740B為可旋轉結構。
具體地，所述支架740B包括所述支撐單元741B和一可旋轉單元742B，其中所述支撐單元741B被連接於所述可旋轉單元742B，其中所述可旋轉單元742B被可旋轉地安裝於所述鍍膜腔710，隨著所述可旋轉單元742B的旋轉，所述支撐單元41B往復地靠近或遠離所述等離子體激發場730。
進一步地，所述支撐單元741B為多個，各所述支撐單元741B被環列於所述可旋轉單元742B，其中所述支架740B的所述可旋轉單元742B位於所述等離子體激發場730與所述單體源720的進料口之間，隨著所述支架 740B的所述可旋轉單元742B的旋轉，各所述支撐單元741B依次交替地在所述單體源720的進料口附近的空間區域(為第一空間區域)與所述等離子體激發場730附近的空間區域(為第二空間區域)之間往復運動。
可以理解的是，所述可旋轉單元742B的旋轉軸為所述鍍膜腔710的中間位置，其中所述等離子體激發場730位於所述鍍膜腔710的其中一側，其中所述單體源720位於所述鍍膜腔710的其他側，且不與所述等離子體激發場730重合。
在鍍膜過程中，當所述支撐單元741B靠近所述單體源720的進料口即進入所述第一空間區域時，氣體單體或單體蒸汽在所述基材的表面附著形成一薄層，即氣體單體或單體蒸汽被吸附於所述基材的表面。當所述支撐單元741B靠近所述等離子體激發場730即進入所述第二空間區域時，所述基材表面附著的氣體單體或單體蒸汽被所述等離子體活化。當所述支撐單元741B再次靠近所述單體源720即進入所述第一空間區域時，氣體單體或單體蒸汽與所述基材表面被活化的分子發生接枝或聚合，膜層生長變厚，以此不斷地重複，直到所述基材表面製備預定厚度的薄膜或塗層。
也就是說，所述支架740B做圓周運動或橢圓周運動，其中各所述基材位於所述支架740B的圓周位置，以隨著所述支架740B做往復地圓周運動或橢圓周運動，以圓周運動或橢圓周運動的方式交替地進出所述等離子體激發場730。
值得一提的是，所述可旋轉單元742B的旋轉速度、節奏、迴圈時間以及所述支撐單元741B的旋轉半徑和分別在第一空間區域和所述第二空間區域的滯留時間均能夠被預設，以控制調整所製備的塗層中的分 子間的分支與交聯的比例，以保證性能，以適於製備所需的性能良好的薄膜或塗層等。
如圖14和圖15所示為本申請的第二變形實施例的一種變形實施方式，其中所述等離子體激發場730位於所述鍍膜腔710的中間位置，其中多個所述單體源720分別位於所述鍍膜腔710的四周側面，其中多個所述支架740B分別對應地位於所述單體源720與所述等離子體激發場730之間，其中各所述支架740B互不干擾。也就是說，所述鍍膜腔710的中間區域為所述第二空間區域，且充滿大量的等離子，其中所述鍍膜腔710的四周區域為所述第一空間區域，且充滿大量的氣體單體或單體蒸汽分子，其中各所述支架740B環列於所述鍍膜腔710內，且各所述支架740B的所述支撐單元741B均交替地在所述第一空間區域和所述第二空間區域之間運動，以實現大批量鍍膜。
進一步地，所述等離子體激發場730的所述電極裝置731被設置於所述鍍膜腔710的中間位置，其中所述電極裝置731為柱狀結構，其中所述電極裝置731位於各所述支架740B的中間，其中各所述支架740B的所述支撐單元741B繞所述電極裝置731軸旋轉。所述電極裝置731的第一電極7311與第二電極7312並列，其中所述第一電極7311為射頻電極，其中所述第二電極7312接地。進一步地，所述第一電極7311可以為多個環列的橫截面為直角形的柱狀結構，或為其他形狀的結構，在此不受限制。所述鍍膜腔710的抽氣口位於所述電極裝置731的上方或下方，以用於在鍍膜過程中排出所述鍍膜腔710內的氣體。
可選地，所述等離子體激發場730的所述電極裝置731被設置 於所述鍍膜腔710的中間位置，其中所述鍍膜腔710的中間位置設有一抽氣柱，其中所述抽氣柱的側壁具有排氣孔以連通外界，所述抽氣柱與所述抽氣裝置相連，用於抽氣所述鍍膜腔710內的氣體，控制氣壓。所述電極裝置731的所述第二電極7311被電連接於所述抽氣柱並接地，其中所述第一電極7312被設置於所述抽氣柱的外側以作為射頻電極。
可選地，所述抽氣柱作為所述電極裝置731的所述第二電極7312並接地，其中所述第一電極7311被設置於所述抽氣柱的外側，其中所述第一電極7311可以為圓筒形的柱狀結構，以套設在所述抽氣柱的外側。所述第一電極7311的側壁具有多個通孔，以保證所述鍍膜腔710內的氣體從所述抽氣柱的排出速率。
可選地，所述電極裝置731的所述第一電極7311可以被設置於所述支架740B，所述第二電極7312電連接於所述抽氣柱並接地，以使所述抽氣柱作為所述第二電極。例如，所述支架740B包括由導電材料製成的電極元件，其中所述電極元件被電連接於所述第一電極7311，或者，所述支架740B由導電材料製成並電連接於所述第一電極7311。
進一步地，所述鍍膜腔710為圓筒形結構。
如圖15所示，進一步地，所述鍍膜設備7100B還包括一公轉架750B，其中所述公轉架750B被可旋轉地設置於所述鍍膜腔710，並以所述鍍膜腔710的中心為軸，其中各所述支架70B的所述可旋轉單元742B被環列安裝於所述公轉架750B，並隨著所述公轉架750B的旋轉而旋轉，即所述支架740B以所述鍍膜腔710的中心為軸公轉。
可選地，所述可旋轉單元742B的旋轉軸位於所述鍍膜腔710 的二分之一半徑的位置，其中各所述支架740B繞自身的軸線自轉。且在自轉過程中，各所述支撐單元741B支撐的基材分別交替地在所述第一空間區域和所述第二空間區域之間運動，以實現鍍膜。
也就是說，所述支架740B與所述公轉架750B帶動各所述基材做行星運動或類行星運動，其中所述等離子體激發場730被設置於所述基材經過的路徑上，以使各所述基材交替地進出所述等離子體激發場730。
值得一提的是，所述公轉架750B的公轉速度可以被預設，其中所述支架740B的公轉半徑可以被預設。進一步地，所述公轉架750B與所述支架740B之間的公轉與自轉速度比、公轉與自轉轉數比均能夠被預設，以調節所述基材在所述第一空間區域或所述第二空間區域內的滯留時間或移動速度等，以控制鍍膜。
可選地，用於支撐和移動所述基材的所述支架或結構被實施為可做球面運動的結構，以支撐並帶動各所述基材在所述鍍膜腔710內做球面運動，其中所述等離子體激發場730被設置於所述球面的局部區域，以位於所述基材經過的路徑上，以使所述基材交替地進出所述等離子體激發場730。
可選地，用於支撐和移動所述基材的所述支架或結構被實施為可來回擺動的結構，以支撐並帶動各所述基材在所述鍍膜腔710內來回擺動，其中所述等離子體激發場730被設置於所述擺動路徑上，以使所述基材通過擺動來回地進出所述等離子體激發場730。
熟知本領域的人員可以理解的是，用於支撐所述基材的支架或結構可以被固定於所述鍍膜腔，其中所述等離子體激發場被實施為可移 動的，其中所述等離子體激發場的電極裝置通過一可移動結構在所述鍍膜腔710內移動，以使所述基材相對地進出所述等離子體激發場，該可移動結構可以為往復移動結構、來回擺動結構、圓周運動結構、球面運動結構、行星運動結構等等，在此不受限制。
進一步地，本申請還提供了所述鍍膜設備的鍍膜方法，包括：
向所述鍍膜腔充入氣體單體或單體蒸汽；
在所述鍍膜腔內形成所述等離子體激發場；以及
可相對地移動或旋轉所述支架靠近或遠離所述等離子體激發場，其中所述支架用於支撐基材，以供在基材表面製備薄膜。
本領域的技術人員應理解，上述描述及附圖中所示的本發明的實施例只作為舉例而並不限制本發明。本發明的目的已經完整並有效地實現。本發明的功能及結構原理已在實施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本發明的實施方式可以有任何變形或修改。
10:腔室體
101:第一側壁
102:第二側壁
11:反應腔
12:基材定位區
20:單體釋放源
201:膜層形成材料
202:汽化原材料
21:釋放進口
30:等離子激發源
31:電極裝置
311:第一電極
312:第二電極
313:釋放場
40:支撐架
41:承載架
411:支撐區
50:單體供應單元
51:材料儲存器
52:汽化器
53:輸送管系統
60:壓力調節單元
90:基材
91:表面
92:聚合物膜層

Claims (37)

  1. 一鍍膜設備，用於在一基材表面形成膜層，包括：
    一腔室體，其具有一反應腔，其中所述腔室體具有一基材定位區以供放置該基材；
    一單體釋放源，其具有一釋放進口，以供引入一膜層形成材料進入所述腔室體的所述反應腔；以及
    一等離子激發源，被置於所述腔室體的所述反應腔，以供激發該膜層形成材料，其中該基材定位區位於所述單體釋放源和所述等離子激發源之間，以一種該基材適於被佈置於所述單體釋放源和所述等離子激發源之間的方式。
  2. 如請求項1所述的鍍膜設備，進一步包括一支撐架以供支撐該基材，其中所述支撐架適於被放置於所述腔室體的該基材定位區。
  3. 如請求項1所述的鍍膜設備，進一步包括一支撐架以供支撐該基材，其中所述支撐架被安裝至所述腔室體的該基材定位區。
  4. 如請求項1所述的鍍膜設備，進一步包括一支撐架以供支撐該基材於所述腔室體的該基材定位區，其中所述支撐架被操作而移動於所述腔室體的所述反應腔中所述單體釋放源和所述等離子激發源之間。
  5. 如請求項1所述的鍍膜設備，其中所述等離子激發源的放電方式選自以下組合中的一種或多種：直流放電，交流放電，音訊放電，射頻放電，微波放電，中頻放電，潘寧放電，火花放電和脈衝放電。
  6. 如請求項1所述的鍍膜設備，其中所述鍍膜設備進一步包括一單體供應單元，所述單體供應單元進一步包括一材料儲存器，用於存儲 該膜層形成材料的原材料，一汽化器，以供汽化原材料而形成汽態單體的該膜層形成材料。
  7. 如請求項1所述的鍍膜設備，其中所述鍍膜設備進一步包括一單體供應單元，所述單體供應單元進一步包括一材料儲存器被連通於所述單體釋放源，用於存儲氣態單體的該膜層形成材料。
  8. 一鍍膜設備，用於在一基材表面形成膜層，包括：
    一腔室體，具有一反應腔；
    一支撐架具有一支撐區，以供支撐該基材於所述腔室體的所述反應腔；
    一單體釋放源，具有一釋放進口，以供引入一膜層形成材料進入所述腔室體的所述反應腔；以及
    一等離子激發源被放置於所述腔室體的所述反應腔，以供激發該膜層形成材料，其中所述支撐架的所述支撐區位於所述單體釋放源和所述等離子激發源之間，以一種該基材適於被佈置於所述單體釋放源和所述等離子激發源之間的方式。
  9. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述支撐架被安裝於所述腔室體的所述反應腔中所述單體釋放源和所述等離子激發源之間。
  10. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述支撐架被操作而移動於所述腔室體的所述反應腔中所述單體釋放源和所述等離子激發源之間。
  11. 如請求項10所述的鍍膜設備，其中所述支撐架的移動被選自以下組合中的一種或多種：線性運動，曲線運動，滑動運動和旋轉運動。
  12. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述等離子激發源被安裝於所述腔室體並與所述單體釋放源相間隔。
  13. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述等離子激發源被安裝於所述支撐架並且位於相對於所述單體釋放源的所述支撐架的一側。
  14. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述腔室體具有兩面相對的側壁，其中所述單體釋放源和所述等離子激發源被分別地置於鄰近所述腔室體的所述反應腔的相互對應的兩側壁的位置。
  15. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述腔室體具有一側壁，其中所述單體釋放源和所述等離子激發源被置於所述腔室體的所述反應腔的鄰近所述腔室體的所述側壁並相間隔。
  16. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述腔室體具有兩面相鄰的側壁，其中所述單體釋放源和所述等離子激發源被分別置於所述腔室體的所述反應腔的鄰近所述腔室體的兩側壁。
  17. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述等離子激發源的放電方式選自以下組合中的一種或多種：直流放電，交流放電，音訊放電，射頻放電，微波放電，中頻放電，潘寧放電，火花放電和脈衝放電。
  18. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述等離子激發源包括一電極裝置，以供施加電力於該膜層形成材料，其中所述電極裝置包括一對用於實施射頻放電的電極。
  19. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述等離子激發源包括一電極裝置，以供施加電力於該膜層形成材料，其中所述電極裝置包括於所述反應腔中延伸的一平面電極。
  20. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述腔室體的所述反應腔的橫截面選自以下組合中的一種：圓形，橢圓形，多邊形形狀。
  21. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述支撐架包括多個所述支撐區，以供支撐多個該基材，其中多個所述支撐區被佈置於所述等離子激發源周圍。
  22. 如請求項21所述的鍍膜設備，其中所述支撐架被操作而於所述等離子激發源周圍旋轉。
  23. 如請求項21所述的鍍膜設備，其中所述支撐架包括一承載架，其具有多個所述支撐區，其中所述承載架被操作而以其中心軸繞所述等離子激發源旋轉。
  24. 如請求項21所述的鍍膜設備，其中所述支撐架包括一可移動架，被操作而繞所述腔室體的一中心軸旋轉，和一承載架，其具有多個所述支撐區，其中所述承載架被佈置於所述可移動架並被操作而繞其中心軸旋轉於所述等離子激發源周圍。
  25. 如請求項21所述的鍍膜設備，其中所述等離子激發源包括一電極裝置以供施加電力於該膜層形成材料，其中所述電極裝置包括多個第一電極和多個第二電極，作為正負電極被交替地佈置於圓周方向。
  26. 如請求項25所述的鍍膜設備，其中每個所述第一電極和所述第二電極均為電極板。
  27. 如請求項21所述的鍍膜設備，其中所述等離子激發源包括一電極裝置以供施加電力於該膜層形成材料，其中所述電極裝置包括多個第一電極和多個第二電極作為正負電極，其中每個所述第一電極和所述第二電極為圓筒電極並且所述第一電極被套於所述第二電極的周圍。
  28. 如請求項27所述的鍍膜設備，其中所述第二電極進一步作為與所述腔室體的所述反應腔的外側連通的抽氣管。
  29. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述鍍膜設備進一步包括一單體供應單元，所述單體供應單元進一步包括一材料儲存器，用於存儲該膜層形成材料的原材料，一汽化器，以供汽化原材料而形成汽態單體的該膜層形成材料。
  30. 如請求項8所述的鍍膜設備，其中所述鍍膜設備進一步包括一單體供應單元，所述單體供應單元進一步包括一材料儲存器，其被連通於所述單體釋放源，用於存儲氣態單體的該膜層形成材料。
  31. 一鍍膜設備，用於在一基材表面形成膜層，包括：
    一腔室體，其具有一反應腔；
    一支撐架，其具有一支撐區，以供支撐所述基材於所述腔室體的所述反應腔；
    一單體釋放源，其具有一釋放進口，以供引入一膜層形成材料進入所述腔室體的所述反應腔；以及
    一等離子激發源，其被置於所述腔室體的所述反應腔，以供激發所述膜層形成材料，其中所述支撐架可移動地設置在所述反應腔中，並且該基材隨著所述支撐架一起移動以形成該基材的一移動路徑，其中在至少一部分所述移動路徑期間，該基材位於所述單體釋放源與所述等離子激發源之間。
  32. 如請求項31所述的鍍膜設備，其中該基材的移動路徑劃分為第一部分和第二部分，在第一部分中所述單體釋放源和所述等離子激發源分別位於該基材的兩側，在第二部分中所述單體釋放源和該基材分別地位於所述等離子激發源的兩側。
  33. 如請求項31所述的鍍膜設備，其中該基材的移動路徑劃分為第一部分和第二部分，在第一部分中所述單體釋放源和所述等離子激發源分別位於該基材的兩側，在第二部分中所述等離子激發源和該基材分別地位於所述單體釋放源的兩側。
  34. 如請求項31所述的鍍膜設備，其中所述支撐架可移動地被安裝於所述腔室體，所述支撐架的移動被選自以下組合中的一種或多種：線性運動，曲線運動，滑動運動和旋轉運動。
  35. 如請求項31所述的鍍膜設備，其中所述腔室體具有一側壁，其中所述單體釋放源和所述等離子激發源被置於所述腔室體的所述反應腔的鄰近所述腔室體的所述側壁並相間隔。
  36. 如請求項31所述的鍍膜設備，其中所述腔室體具有兩面相鄰的側壁，其中所述單體釋放源和所述等離子激發源被分別置於所述腔室體的所述反應腔的鄰近所述腔室體的兩側壁。
  37. 如請求項31至36中任一所述的鍍膜設備，其中所述等離子激發源的放電方式選自以下組合中的一種或多種：直流放電，交流放 電，音訊放電，射頻放電，微波放電，中頻放電，潘寧放電，火花放電和脈衝放電。
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