用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备，至少包括依次设置的放卷室、工艺室、及收卷室；工艺室至少包括：表面活化工艺室，用于对输送而来的柔性PI基材进行二次烘烤，并通过离子源对柔性PI基材进行材料表面活化处理；改性工艺室，用于通过金属源注入Cu离子，使经表面活化处理的柔性PI基材表面，形成由Cu离子和PI材料表面原子或分子相结合的改性嵌入层；弧靶离子镀膜工艺室，用于通过弧源离子源注入Cu离子，使改性嵌入层上形成Cu过渡层；以及磁控溅射镀膜工艺室，用于通过磁控溅射源以直流溅射的方式在Cu过渡层上形成Cu功能层。本实用新型专利技术实施例，经工艺室真空镀膜制成的铜膜，其表面附着力满足大于0.7N/mm的要求。大于0.7N/mm的要求。大于0.7N/mm的要求。

【技术实现步骤摘要】
用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备

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[0001]本技术涉及一种镀膜设备，尤其是一种真空环境下在柔性PI基材上镀铜膜的设备。

技术介绍
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[0002]随着科技发展，特别是柔性电路板技术以及锂电池技术的发展，对电池电极和电路板的轻薄柔性化需求越来越高。PI材料具有良好的耐温耐腐蚀的化学稳定性以及优越的机械稳定性，是作为铜膜基材的最佳选择。
[0003]但是，由于PI基材上CU的附着力比较差，一般采用其他过渡金属打底的方式，即使如此，附着力也只能达到0.4N/mm，与附着力在0.7N/mm以上的要求差距比较大。

技术实现思路
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[0004]为克服现有PI基材上CU的附着力比较差的问题，本技术实施例提供了一种用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备。
[0005]一种用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备，至少包括依次设置的放卷室、工艺室、及收卷室；放卷室通过放卷辊将柔性PI基材放卷向前输送，收卷室通过收卷辊对生成Cu功能层的铜膜进行卷收；工艺室至少包括：
[0006]表面活化工艺室，用于对输送而来的柔性PI基材进行二次烘烤，并通过离子源对柔性PI基材进行材料表面活化处理；
[0007]改性工艺室，用于通过金属源注入Cu离子，使经表面活化处理的柔性PI基材表面，形成由Cu离子和PI材料表面原子或分子相结合的改性嵌入层；
[0008]弧靶离子镀膜工艺室，用于通过弧源离子源注入Cu离子，使改性嵌入层上形成Cu过渡层；以及
[0009]磁控溅射镀膜工艺室，用于通过磁控溅射源以直流溅射的方式在Cu过渡层上形成Cu功能层。
[0010]本技术实施例，工艺室由表面活化工艺室、改性工艺室、弧靶离子镀膜工艺室、磁控溅射镀膜工艺室构成，可分别对PI基材实现表面活化处理、改性处理、离子镀和磁控溅射等工艺处理，经工艺室真空镀膜制成的铜膜，其表面附着力满足大于0.7N/mm的要求。
附图说明：
[0011]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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技术的一些实施例，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。
[0012]图1为本技术实施例的用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备的
示例性布局示意图；
[0013]图2为本技术实施例的放卷室的结构示意图；
[0014]图3为本技术实施例的表面活化工艺室的结构示意图；
[0015]图4为本技术实施例的改性工艺室的结构示意图；
[0016]图5为本技术实施例的弧靶离子镀膜工艺室的结构示意图；
[0017]图6为本技术实施例的磁控溅射镀膜工艺室的结构示意图；
[0018]图7为本技术实施例的收卷室的结构示意图；
[0019]图8为本技术实施例的加热器的主视图；
[0020]图9为本技术实施例的加热器的俯视图；
[0021]图10为本技术实施例的冷却辊的结构示意图；
[0022]图11为本技术实施例的冷却辊的剖视图；
[0023]图12为本技术实施例的摆辊的结构示意图；
[0024]图13为本技术实施例的真空镀膜设备制备的铜膜产品样品一的平面展开示意图；
[0025]图14为本技术实施例的真空镀膜设备制备的铜膜产品样品二的平面展开示意图。
具体实施方式：
[0026]为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0027]当本技术实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。
[0028]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0029]本技术实施例提供了一种用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备，如图1所示，至少包括依次设置的放卷室1、工艺室、及收卷室6；放卷室1用于通过加热器11对柔性PI基材01进行一次烘烤，以去除PI基材01表面附着的水分子，并通过放卷辊12将柔性PI基材01放卷向前输送，收卷室6用于通过收卷辊61对生成Cu功能层的铜膜进行卷收处理；工艺室至少包括：
[0030]表面活化工艺室2，用于通过加热器11对输送而来的柔性PI基材进行二次烘烤，并通过离子源对柔性PI基材进行材料表面活化处理；
[0031]改性工艺室3，用于通过金属源注入Cu离子，使经表面活化处理的柔性PI基材表面，形成由Cu离子和PI材料表面原子或分子相结合的改性嵌入层；
[0032]弧靶离子镀膜工艺室4，用于通过弧源离子源注入Cu离子，使改性嵌入层上形成Cu过渡层；以及
[0033]磁控溅射镀膜工艺室5，用于通过磁控溅射源以直流溅射的方式在Cu过渡层上形成Cu功能层。
[0034]本技术实施例，工艺室由表面活化工艺室、改性工艺室、弧靶离子镀膜工艺室、磁控溅射镀膜工艺室构成，可分别对PI基材实现表面活化处理、改性处理、离子镀和磁控溅射等工艺处理，经工艺室真空镀膜制成的铜膜，其表面附着力满足大于0.7N/mm的要求。
[0035]本技术实施例中，柔性PI基材的厚度为4.5
‑
75μm，优选4.5μm，而其幅宽为260mm。经过表面活化工艺室、改性工艺室、弧靶离子镀膜工艺室、磁控溅射镀膜工艺室处理生成的铜膜，其整体厚度为100nm，电阻率为5
‑
6E
‑
6Ω
·
cm，方阻不均匀性小于5％。
[0036]进一步地，作为本技术的一种优选实施方式而非限定，如图5所示，弧靶离子镀膜工艺室4的弧源离子源包括第一弧源离子源41和第二弧源离子源42，其中，第一弧源离子源41位于弧靶离子镀膜工艺室4左侧偏上位置，并用于在柔性PI基材正面的改性嵌入层上形成Cu过渡层；而第二弧源离子源42位于弧靶离子镀膜工艺室4右侧偏下位置，并用于在柔性PI基材背面的改性嵌入层上形成Cu过渡层。在柔性PI基材的正反面分别设置弧源离子源，采用圆弧源离子镀技术，安装磁偏转结构，通过磁偏转弧源技术，可减少大液滴对材料和膜层的污染，保证镀膜质量，做好CU膜层的打底；同时，在柔性PI基材的正反两面同时形成Cu过渡层，提高镀膜效率，双面同时一次完成镀膜，减少往复卷绕导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备，至少包括依次设置的放卷室、工艺室、及收卷室；放卷室通过放卷辊将柔性PI基材放卷向前输送，收卷室通过收卷辊对生成Cu功能层的铜膜进行卷收；其特征在于，工艺室至少包括：表面活化工艺室，用于对输送而来的柔性PI基材进行二次烘烤，并通过离子源对柔性PI基材进行材料表面活化处理；改性工艺室，用于通过金属源注入Cu离子，使经表面活化处理的柔性PI基材表面，形成由Cu离子和PI材料表面原子或分子相结合的改性嵌入层；弧靶离子镀膜工艺室，用于通过弧源离子源注入Cu离子，使改性嵌入层上形成Cu过渡层；以及磁控溅射镀膜工艺室，用于通过磁控溅射源以直流溅射的方式在Cu过渡层上形成Cu功能层。2.如权利要求1所述的用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备，其特征在于，弧靶离子镀膜工艺室的弧源离子源包括第一弧源离子源和第二弧源离子源，其中，第一弧源离子源位于弧靶离子镀膜工艺室左侧偏上位置，并用于在柔性PI基材正面的改性嵌入层上形成Cu过渡层；而第二弧源离子源位于弧靶离子镀膜工艺室右侧偏下位置，并用于在柔性PI基材背面的改性嵌入层上形成Cu过渡层。3.如权利要求2所述的用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备，其特征在于，弧靶离子镀膜工艺室内靠近第一弧源离子源处设有上下设置的第一冷却辊和第二冷却辊，第一冷却辊和第二冷却辊之间设有第一纵向冷却板，该第一纵向冷却板与第一弧源离子源相对，并用于对柔性PI基材的背面进行冷却处理；弧靶离子镀膜工艺室内靠近第二弧源离子源处设有上下设置的第三冷却辊和第四冷却辊，第三冷却辊和第四冷却辊之间设有第二纵向冷却板，该第二纵向冷却板与第二弧源离子源相对，并用于对柔性PI基材的正面进行冷却处理。4.如权利要求3所述的用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备，其特征在于，磁控溅射镀膜工艺室的磁控溅射源包括第一磁控溅射源、第二磁控溅射源、第三磁控溅射源和第四磁控溅射源，其中，第一磁控溅射源和第二磁控溅射源位于磁控溅射镀膜工艺室左侧，用于在柔性PI基材背面的Cu过渡层上形成Cu功能层；第三磁控溅射源和第四磁控溅射源位于磁控溅射镀膜工艺室右侧，用于在柔性PI基材正面的Cu过渡层上形成Cu功能层。5.如权利要求4所述的用于电路板或电池电极的卷绕式铜膜真空镀膜设备，其特征在于，磁控溅射镀膜工艺室内靠近第一磁控溅射源和第二磁控溅射源的右侧设有上下设置的第五冷却辊和第六冷却辊...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜翠宁，李小彭，李仕军，高文波，李星，
申请(专利权)人：浙江生波智能装备有限公司，
类型：新型
国别省市：