用于涂覆基材的设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种使用物理气相沉积来涂覆基材的设备，其包含一真空室，一线圈（１）设置于该真空室内用来在该线圈内使用变化的电流将一定数量的导电材料（１０）保持飘浮及用来加热与蒸发该材料，在该线圈内设有装置用来使该线圈与飘浮的材料隔离。根据本发明专利技术，该设备的特征在于该隔离装置为由不导电材料制成的容器（２）的一部分，该容器具有一个或多个开口（５），用来将被蒸发的导电材料引导至该将被涂覆的基材。本发明专利技术还涉及一种使用物理气相沉积涂覆基材的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用物理气相沉积来涂覆基材的设备，其包含一 真空室， 一线圏被设置于该真空室内，其用来通过使用该线圏内变化 的电流使一定数量的导电材料保持飘浮及用来加热与蒸发该材料，其 中在该线圏内放置装置用来使该线圏与飘浮的材料隔离。本专利技术还涉 及一种使用物理气相沉积涂覆基材的方法。
技术介绍
从WO 03/071000A1中可了解到导电材料的飘浮及蒸发。在本文 中将描述一种用一层导电材料涂覆基材的技术，该导电材料是在真空 室中从气相冷凝至该基材上。将一定数量的导电材料在线圏上方保持 飘浮，其中，在该线圏中供送变化的电流。由于该电流，在该线圏内 产生交变的电磁场。该电磁场在该导电材料上施加向上的力。该电流 还提供电能来加热该飘浮的导电材料，使得它熔化并最终蒸发；然而， 某些导电材料并不熔化而是升华。在该线圏与飘浮的材料之间存在电 隔离装置，譬如管子或导管，用来防止线圏的绕组之间的飞弧并防止 线圏以及真空室的污染。被产生的蒸气经由该导管的一端被释放并被 用来涂覆该基材。上述的设备具有难以控制在基材上的涂层的缺点。特别是，当该 设备被用来连续地涂覆一条通过该真空室的条带时，难以在该条带的 宽度上产生具有均匀厚度及组成的涂层。为了要克服此缺点，WO02/06558A1提供一种真空室，可在该真 空室内运送条带，通过具有一个或多个约束的导管可将蒸气运送至该 条带，使得该蒸气在令人窒息的条件下沉积。该文件提供了用来在同 一时间沉积两种蒸气的方法，但该方法也可^皮用来只沉积一种蒸气。 以此方式，当有多个开口被使用在该约束上且该导管足够宽时，可在该条带上施加均匀的涂层。然而，用该方法施加涂层的一个缺点为，该涂层对该基材的勒着 并非是最佳的。另一个缺点为，该涂层的密度并非是最佳的。这造成 了有必要对该经过涂覆的基材施加进一步的处理步骤，譬如滚压该条带。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种使用物理气相沉积来涂覆基材的设 备及方法，使用该装置和方法能够在该基材上产生改进的涂层。本专利技术的另 一 目的是提供一种使用物理气相沉积来涂覆基材的设 备及方法，使用该装置和方法，能够在该基材上产生一层具有增强的 黏性及密度的涂覆材料。使用物理气相沉积来涂覆基材的设备可实现一个或多个目的，该 设备包含一真空室， 一线圏被设置于该真空室内用来通过使用该线圏 内的变化电流将一定数量的导电材料保持飘浮及用来加热与蒸发该材 料，其中，在该线圏内设置有装置，以使该线圏与飘浮的材料隔离， 该隔离装置为由不导电材料制成的容器的一部分，该容器具有一或多 个开孔用来将被蒸发的导电材料引导至要被涂覆的基材。该设备能够包含该被蒸发的材料，使得该容器内的压力高于该容 器之外的真空室内的压力。令人吃惊地是，发现该容器内的高压能够 在该容器内产生等离子体，所以由部分离子化的蒸发材料构成的气体包含原子、离子、基团与电子。该等离子体是在如WO03/071000A1 中提到的变化电流的频率下产生的，该频率譬如50kHz或更高，该频 率远低于已知用于产生等离子体的频率。该等离子体的一部分被引导通过所述开孔，待涂覆的基材置于所述开孔前方。因为离子是带电的 这一事实，所以涂层对于基材具有更佳的黏着性且该涂层也更加致密。该容器必须是用不导电材料制成，这是因为离子在接触导电壁时将会 变成原子。优选地，该容器具有在其两端都具有密封件的导管的形状，在密 封件上具有一个或多个开孔。以此方式，可以提供一种简单类型的容器，等离子体被容纳在该容器内且在使用时等离子体通过开孔部分释 放以涂覆基材。根据本专利技术的一优选实施例，该容器具有在其一端具有一密封件 而在另一端具有盒状突起的导管的形状，该突起具有多个开孔。该优 选实施例特别适于涂覆条带，这是因为该盒状突起的表面可具有大致 为待涂覆的基材的形状，导致该表面与该基材之间为相等的距离。这 将在该基材上提供均匀的涂层。优选地，该突起至少与该待涂覆的基材等宽。这在涂覆条带状材 料时特别重要，所以长度至少是几百米的材料可被运送通过该真空室。 该条带可以用纸、金属、塑料或其它材料制成。使用该实施例的容器， 该条带材料可被涂覆在其整个宽度上。优选地，所述开孔具有孔或狭缝的形状。因此该等离子体可以一 种有效的方式被释放。根据一优选实施例，该容器设有加热装置来加热该容器。该容器 应被加热，这是因为该蒸气与该等离子体在碰到冷的壁时将冷凝。优选地，该容器设有由导电材料制成的加热元件，导电材料例如 为钼或钨的电阻线。以此方式，提供相对简单的加热组件来加热该不 导电的容器。根据一优选实施例，容器用陶瓷材料制成，陶瓷材料譬如氮化硼 或氮化硅。陶资材料非常适合该设备将遇到的条件，譬如高温及高热 沖击与应力。此外，陶瓷材料具有高导热性。根据本专利技术的另 一方面，提供一种使用物理气相沉积来涂覆基材 的方法，其使用真空中的线圏用来保持一定数量的导电材料飘浮以及 加热和蒸发该材料，其中在该线圏中具有变化的电流，并且在该线圏 与飘浮材料之间设置隔离装置，该隔离装置是被加热的不导电材料制 成的容器的一部分，该容器具有一个或多个开孔用来将被蒸发的导电 材料引导至该待涂覆的基材，其中该被蒸发的材料在该容器的内部形 成一等离子体，该等离子体通过该容器上的开孔被释放以涂覆该基材。该方法在该容器内提供一等离子体，并具有如上所述的优点。优选地，该容器被加热至等于或高于该飘浮材料的温度。以此方 式，该蒸气或等离子体不会凝结在该容器壁上。根据一优选实施例，在该容器内的等离子体的压力介于10"至 l(T5mbar之间，优选地介于l(T2至10"mbar之间。在压力高于 10-5mbar，优选地高于l(T4mbar时，将在该容器内产生等离子体，只 要压力没有变得过高，如不高于10"mbar，优选地不高于l(T2mbar， 该等离子体可被保持。清楚的是，该压力取决于要被蒸发的导电材料 的类型、飘浮的导电材料的温度以及该容器和其上的开孔的尺寸。此 外，清楚的是，在该真空室内该容器外面的压力必须低于该等离子体 的压力，因此等离子体可通过该容器上的开孔释放。优选地，该真空 室内的压力比该真空室内的压力低10至1000倍，更优选地大约低100 倍。根据一实施例，该被涂覆的基材是相对于该容器被连续地运送的 条带。使用根据本专利技术的方法，可提供一种具有致密且良好地黏着的 涂层的条带。根据一优选实施例，在该基材与该容器之间保持一电位梯度，使 得离子朝向该基材加速。由于该电位梯度，离子在撞击到该基材的表 面时具有高动能。该高动能使得离子黏着到该基材上或已在该基材的 涂层上，在基材上形成非常致密且良好黏附的涂层，或者因为该离子 的能量太高，使得该离子在该基材的表面上弹回。然而，在后一种情 况下，该离子的部分能量被基材上的涂层吸收，使得该涂层更加密实。 介于基材与容器之间的电压可以是10至40伏。附图说明本专利技术将参照附图加以说明。图1示意性地示出根据本专利技术的设备的实施例的剖视图。 图2示出图1设备的A-A剖视图。 具体实施例方式图1示出根据本专利技术设备的优选实施例。线圏l被置于真空室(未 示出)中。容器2具有导管状部分3，其被置于该线圏1内，在该导管状部分中产生蒸气。该部分3的下端封闭且其上端被连接至盒状部 分4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用物理气相沉积涂覆基材的设备，其包含真空室，一线圈设置于该真空室内，用来通过使用该线圈内变化的电流，使一定数量的导电材料保持飘浮并用来加热和蒸发该材料，其中，在该线圈内设有装置，用来使该线圈与飘浮的材料隔离，其特征在于，该隔离装置为由不导电材料制成的容器的一部分，该容器具有一个或多个开口，用来将蒸发的导电材料引导至将被涂覆的基材。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JAFM沙德范韦斯特鲁姆，LCB巴蒂斯特，G格雷吉姆，
申请(专利权)人：科鲁斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]