[发明专利]一种塑料表面溅射铝箔生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料表面溅射铝箔生产方法，具体地说是一种采用非平衡磁控溅射在塑料表面覆铝箔的方法。

背景技术

目前塑料表面镀铝箔的生产方法主要有塑料直接覆铝技术、化学镀、刷镀等方法，塑料直接覆铝技术是指铝箔在一定温下直接键合到塑料表面而制成的复合板材，可以得到很好的结合强度，但只能生产较厚的铝箔，不能生产微米级的铝箔。化学镀方法生产的覆铝基片，铝层均匀，但结合强度较低，均匀性差，容易出现脱落、鼓包、鳞皮等现象。刷镀虽然铝层均匀，但抗氧化性较差，而且不可以生产较薄的覆铝基片。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，而提供一种塑料表面溅射铝箔生产方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种塑料表面溅射铝箔生产方法，所述方法是采用非平衡磁控溅射法生产塑料覆铝基片，它是通过下述工艺步骤实现的：

1、基片预处理

在制备薄膜前需对塑料表面进行预处理。预处理工艺过程为：除油脂→超声清洗→活化→真空干燥。

2、薄膜制备

固定工件→抽本底真空→轰击清洗净化工件→调节溅射气体压力→确定基片偏压→确定基片占空比→确定溅射占空比→关闭靶电源→偏压电源→气源→停工件转架→开启工作室→取出工件→样品退火。

上述基片预处理过程为：

(1)基片除油脂：采用低温弱碱溶液去油，将塑料片浸泡在其中30min，控制溶液温度为45～60℃，然后用去离子水冲洗。

(2)超声波清洗

由于塑料表面存在开孔气孔，所以在空隙中滞留有微小细粒，为了下一步更好活化整个表面，采用超声波清洗。采用激震频率较低的超声波清洗器，清洗时间控制在3min左右，然后将其取出，用去离子水冲洗后，迅速放入活化液中进行表面活化。

(3)活化

活化的主要目的是增强基材与膜层附着力，去除多余的油类杂质、斑点，活化表面，活化液的主要成份是由氢氟酸、铬酸和硫酸按一定比例进行配制，其组分见表2，活化时间控制在30s，然后用去离子水冲洗干净后，放入真空干燥箱内进行真空干燥。

(4)真空干燥

由于清洗、活化阶段塑料表面渗入一定的水分会引起材料性能的一系列变化，所以在该阶段必须进行真空干燥脱水。在120±5℃温度范围内保温150min，使处理后的材料干燥。

上述薄膜制备过程为：

(1)将预处理好的基片固定在专用夹具中，放入非平衡磁控溅射镀膜室中进行镀膜。

(2)将镀膜室本底真空度抽至1～2×10^-3pa，降低镀膜室中残余气体的压力。

(3)启动工件转架，工件固定于自转轴上，进行公自转。将氩气气压调至2～5Pa，给工件加上600～900V偏压，偏压占空比为10～30％。对工件进行溅射前进行轰击清洗，将镀膜室壁和室内构件表面的吸附气体等解吸出来，对基片进行彻底净化，尽可能保证基片不受污染或不带颗粒状污染物，轰洗10～20分钟。

(4)将镀膜室压强抽至低于1～2×10^-3Pa的本底真空度；工作气体压力3～7×10^-1Pa为工件偏压调至100～400V，偏压占空比为10～30％；溅射占空比10～60％，在此条件下进行镀膜。

(5)达到预定的镀膜时间时即关闭靶电源、偏压电源、气源、停工件转架。

(6)开启工作室，取出工件。

(7)样品退火，将铝薄膜放置在氢气退火炉内进行退火处理。

磁控溅射技术的突出优点是膜层组织细密，磁控靶可以做成较大面积。磁控溅射又可分为：平衡磁控溅射与非平衡磁控溅射。平衡磁控溅射与非平衡磁控相比，其相同点是均为氩离子对靶材进行溅射的过程；不同点是平衡磁控溅射产生的磁场主要分布在靶面附近，约束电子在靶附近做回旋运动，只使靶附近的气体电离，等离子体只分布在靶面附近，工件处的等离子体密度低，在基片上沉积的原子能量低；非平衡磁控溅射产生的磁场除靶面附近有，还在空间深处扩散，使靶和基片间的气体电离区大，等离子体密度大而宽，金属离化率高，达到基片的能量高，使膜层组织更为致密，两种方法相比，非平衡磁控溅射方法获得的膜层组织更为致密，是比较先进的技术。

本发明采用非平衡磁控溅射方法，由于工作室内等离子体密度大而宽，金属离化率高，达到基片的能量高，故获得的膜层组织更为致密。这也是非平衡磁控溅射技术的最突出的优点。用这种方法生产的铝箔厚度均匀，光洁度好、铝箔与基片的结合强度好。

具体实施方式

实施例