本實(shí)用新型涉及柔性電子元件制造設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于柔性電子元件的卷對(duì)卷高真空濺鍍系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，有一種卷對(duì)卷磁控濺射陰極與柱狀多弧源相結(jié)合的真空鍍膜設(shè)備，其包括放卷室、鍍膜室和收卷室，收放卷室與鍍膜室之間具有能通過(guò)柔性基片的狹長(zhǎng)細(xì)縫，中央鍍膜室設(shè)有冷卻輥，其保護(hù)技術(shù)是利用線性等離子體源、磁控濺射陰極、柱狀多弧源所對(duì)應(yīng)的槍體，采用半開(kāi)放式分別獨(dú)立通氣，半開(kāi)放式腔體氣壓和氣體組分適當(dāng)可調(diào)。

在上述裝置中，不論濺鍍前后，輥皆會(huì)接觸到濺鍍面，這容易刮傷柔性電子元件，因?yàn)楫?dāng)輥表面不干凈有顆粒附著時(shí)，此時(shí)卷材經(jīng)過(guò)就會(huì)造成固定刮傷，影響產(chǎn)品的良品率。另外，因?yàn)樾枰竭_(dá)高真空狀態(tài)，才能進(jìn)行濺鍍工藝制程，所以抽真空耗時(shí)長(zhǎng)。該設(shè)計(jì)也沒(méi)有保護(hù)膜裝置，當(dāng)卷材完成時(shí)，若在收卷的時(shí)候，有顆粒收入了卷料，將造成卷料產(chǎn)生固定的缺陷；也無(wú)加熱裝置和表面處理裝置，對(duì)濺鍍前的材料沒(méi)辦法去除材料含水量以及表面雜質(zhì)。

現(xiàn)有技術(shù)主要存在以下不足：1、在制作柔性電子元件時(shí)，其襯底表面經(jīng)過(guò)輥輪容易造成缺陷或損傷，導(dǎo)致后續(xù)工藝制程良品率降低。2、卷材濺鍍前后沒(méi)有保護(hù)膜，在收卷時(shí)容易造成表面刮傷，或者顆粒收入產(chǎn)生缺陷。3、每次濺鍍都需要等到高真空才能進(jìn)行濺鍍，用時(shí)長(zhǎng)。4、濺鍍卷材沒(méi)有經(jīng)過(guò)表面處理，去除表面雜質(zhì)，造成附著力不佳。5、濺鍍卷材來(lái)料含水氣過(guò)高，造成工藝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、成膜品質(zhì)不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于柔性電子元件的卷對(duì)卷高真空濺鍍系統(tǒng)，柔性襯底經(jīng)過(guò)輥輪時(shí)不觸碰到濺鍍面，增加真空隔絕裝置，減少了卷材更換時(shí)間，提高了單位時(shí)間內(nèi)卷材的產(chǎn)出量；加入了加熱裝置以及表面處理模組，提高了鍍膜品質(zhì)，確保了后續(xù)柔性電子元件的良品率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種用于柔性電子元件的卷對(duì)卷高真空濺鍍系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為：左右兩邊分設(shè)進(jìn)樣腔和工藝腔，所述進(jìn)樣腔和工藝腔相連通，在連通之處上方固定有上真空隔絕裝置，下方固定有下真空隔絕裝置；在進(jìn)樣腔內(nèi)依次設(shè)置有保護(hù)膜收料輥、放料輥、保護(hù)膜放料輥和收料輥，所述保護(hù)膜收料輥和放料輥用于撕開(kāi)柔性襯底保護(hù)膜，所述保護(hù)膜放料輥和收料輥用于對(duì)濺射后的柔性襯底添加保護(hù)膜；在柔性襯底行進(jìn)流程上設(shè)置有若干導(dǎo)向輥；在工藝腔內(nèi)設(shè)置有鍍膜輥，并設(shè)置有與鍍膜輥配套進(jìn)行濺射工作的直流濺射源、磁控濺射裝置和擋板。

根據(jù)上述方案，在所述工藝腔內(nèi)還設(shè)置有表面處理模組，用于增加柔性襯底對(duì)濺鍍金屬的附著性和去除相對(duì)雜質(zhì)。

根據(jù)上述方案，在所述進(jìn)樣腔內(nèi)還設(shè)置有加熱裝置，用于去除柔性襯底水氣。

根據(jù)上述方案，在進(jìn)樣腔內(nèi)還設(shè)置有糾偏裝置，用于調(diào)整柔性襯底走位。

根據(jù)上述方案，上真空隔絕裝置和下真空隔絕裝置為橡膠類(lèi)高分子材料或者金屬材料，所述上真空隔絕裝置和下真空隔絕裝置的真空隔離范圍為：高真空1×10^-3～1×10^-6mbar，低真空1×10³mbar以上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1利用高低真空隔絕裝置，將工藝腔維持在高真空后，可以在換卷料的時(shí)候減少后續(xù)工藝抽真空的時(shí)間，節(jié)省時(shí)間。

2將制作柔性電子元件的襯底，其濺鍍表面全部避開(kāi)輥輪正面接觸，并且通過(guò)加熱系統(tǒng)、表面處理系統(tǒng)、在濺鍍前控制膜面品質(zhì)達(dá)到良好的鍍膜品質(zhì)后，得到良好的鍍膜效果。

3在放卷段，也使用保護(hù)膜收卷，使每一卷參與鍍膜后可以不受到外界的雜質(zhì)以及顆粒污染，提升鍍膜成品的良品率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型中用于柔性電子元件的卷對(duì)卷高真空濺鍍系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-進(jìn)樣腔；2-保護(hù)膜收料輥；3-放料輥；4-保護(hù)膜放料輥；5-收料輥；6-糾偏裝置；7-下真空隔絕裝置；8-工藝腔；9-鍍膜輥；10-直流濺射源；11-磁控濺射裝置；12-擋板；13-表面處理模組；14-上真空隔絕裝置；15-加熱裝置；16-導(dǎo)向輥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

柔性電子元件制程主要包含涂布工藝制程、濺鍍工藝制程、退火工藝制程、蝕刻工藝制程，透過(guò)一層層地涂布、顯影、蝕刻、剝膜工藝，將柔性電子元件當(dāng)中的源極、閘極、集極、半導(dǎo)體、絕緣層堆疊成一個(gè)完整的電子元件。在電子元件中，主要使用的導(dǎo)體有源極、閘極、集極，這些導(dǎo)體主要是由金屬(如金、銀、銅、鋁、鉻、銅合金、銀合金等)或是導(dǎo)電材料ITO等氧化物構(gòu)成，而這些導(dǎo)體在目前的工藝制程中，大多都是借由物理氣象沉積或熱蒸鍍工藝來(lái)達(dá)到良好的膜后品質(zhì)。

在現(xiàn)有工藝制程中，最常見(jiàn)的是濺鍍工藝，濺鍍工藝原理是利用離子解離后的動(dòng)能去撞擊靶材，將靶材原子濺射到襯底上，達(dá)到鍍膜的效果。本實(shí)用新型借由一種卷對(duì)卷的濺鍍系統(tǒng)來(lái)制作柔性電子元件，電子元件中常見(jiàn)的缺陷是：元件中有異物掉入導(dǎo)致線路短路或是斷路；表面有刮傷，造成膜面附著性不佳；漏電流導(dǎo)致性能下降。

本實(shí)用新型將收放卷處于同一個(gè)腔室，而濺鍍工藝處于另一個(gè)腔室，中間利用真空隔絕裝置隔離兩個(gè)腔室，進(jìn)而減少濺鍍工藝所需要的抽真空時(shí)間；針對(duì)柔性電子元件的良品率觀點(diǎn)出發(fā)，考慮腔體內(nèi)所有的輥，在所有制程工藝中皆不碰觸到襯底的濺鍍面，因此可以提升量率，減少襯底因摩擦造成的缺陷，更在收放卷加入保護(hù)膜裝置，達(dá)到鍍膜后立即保護(hù)的作用，減少收入卷中的顆粒。

通過(guò)本實(shí)用新型，所有產(chǎn)品濺鍍前，使用加熱裝置15以及表面處理模組13將襯底水氣排除，同時(shí)進(jìn)行表面清潔，使襯底表面在鍍膜前達(dá)到良好狀態(tài)，襯底濺鍍表面皆不接觸到輥輪，防止輥輪刮傷襯底表面，且濺鍍完成后的產(chǎn)品由保護(hù)膜來(lái)包覆著，確保產(chǎn)品品質(zhì)。進(jìn)樣腔1及工藝腔8采用高低型真空隔絕設(shè)計(jì)，換卷時(shí)，隔離進(jìn)樣腔1及工藝腔8，使工藝腔8處于高真空狀態(tài)，換卷完成后，只要將換卷腔體抽至低真空即可進(jìn)行濺鍍工藝流程，節(jié)省時(shí)間。

本實(shí)用新型濺鍍系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為：左右兩邊分設(shè)進(jìn)樣腔1和工藝腔8，所述進(jìn)樣腔1和工藝腔8相連通，在連通之處上方固定有上真空隔絕裝置14，下方固定有下真空隔絕裝置7(上真空隔絕裝置14和下真空隔絕裝置7的真空隔離范圍為：高真空1×10^-3～1×10^-6mbar，低真空1×10³mbar以上)；在進(jìn)樣腔1內(nèi)依次設(shè)置有保護(hù)膜收料輥2、放料輥3、保護(hù)膜放料輥4和收料輥5，所述保護(hù)膜收料輥2和放料輥3用于撕開(kāi)柔性襯底保護(hù)膜，所述保護(hù)膜放料輥4和收料輥5用于對(duì)濺射后的柔性襯底添加保護(hù)膜；在柔性襯底行進(jìn)流程上設(shè)置有若干導(dǎo)向輥16；在工藝腔8內(nèi)設(shè)置有鍍膜輥9，并設(shè)置有與鍍膜輥9配套進(jìn)行濺射工作的直流濺射源10、磁控濺射裝置11和擋板12。

作為改進(jìn)，在工藝腔8內(nèi)還設(shè)置有表面處理模組13，用于增加柔性襯底對(duì)濺鍍金屬的附著性和去除相對(duì)雜質(zhì)。在進(jìn)樣腔1內(nèi)還設(shè)置有加熱裝置15，用于去除柔性襯底水氣。在進(jìn)樣腔1內(nèi)還設(shè)置有糾偏裝置6，用于調(diào)整柔性襯底走位。

本實(shí)用新型裝置的鍍膜方法分為以下四大步驟：

步驟一

打開(kāi)進(jìn)樣腔1將柔性襯底放入放料輥3，將襯底前端假接帶拉出，撕開(kāi)保護(hù)膜并將保護(hù)膜固定在保護(hù)膜收料輥2上，固定好后，將假接帶沿著導(dǎo)向輥16依序穿過(guò)加熱裝置15、上下真空隔絕裝置14、7、表面處理模組13，并沿著鍍膜輥9穿料至收料輥5，再將保護(hù)膜放入保護(hù)膜放料輥4，將保護(hù)膜拉出并固定至收料輥5，關(guān)閉進(jìn)樣腔1。設(shè)置好放料輥3及收料輥5，將襯底帶出加熱裝置15，使用上下真空隔絕裝置14、7將進(jìn)樣腔1及工藝腔8分別進(jìn)行真空抽氣。

步驟二

當(dāng)達(dá)到設(shè)定工藝條件壓力時(shí)，向工藝腔8通入Ar氣，開(kāi)啟上下真空隔絕裝置14、7，平衡進(jìn)樣腔1及工藝腔8壓力，啟動(dòng)加熱裝置15去除柔性襯底表面水氣，隨之開(kāi)啟表面處理模組13，去除柔性襯底表面雜質(zhì)，確保鍍膜前的膜面品質(zhì)維持高度潔凈，開(kāi)始鍍膜工藝。

將欲濺鍍的柔性襯底(PET、PEN、不銹鋼柔性襯底)抽空到真空值高于10^-7mbar，從進(jìn)樣腔1卷料端放出，同時(shí)撕開(kāi)保護(hù)膜，經(jīng)過(guò)加熱裝置15去除基板上的水氣，進(jìn)入工藝腔8后，利用表面處理模組13產(chǎn)生電漿，電漿轟擊基板表面，增加基板對(duì)濺鍍金屬的附著性，也去除相對(duì)雜質(zhì)。任何雜質(zhì)在柔性顯示器元件中都會(huì)造成電路短路以及缺陷。完成濺鍍前的準(zhǔn)備工作，膜開(kāi)始透過(guò)惰性氣體Ar，Ar純度規(guī)格需到達(dá)99.9995％以上才能使用在電場(chǎng)以及交變磁場(chǎng)的作用下，Ar氣解離成高能粒子，撞擊金屬靶材(如銅、銅合金、銀、銀合金等金屬材質(zhì))，能量交換后，靶材表面原子從原晶格轉(zhuǎn)移到基材表面形成膜，利用上真空隔絕裝置14和下真空隔絕裝置7隔絕進(jìn)樣腔1和工藝腔8，使工藝腔8維持在10^-5mbar。其中收放料輥直徑皆需要大于152mm、張力值介于30～1000N/m，膜面均勻性維持在100nm±5％。

步驟三

濺鍍完成后，將濺鍍好的柔性襯底收入收料輥5中，確定柔性襯底長(zhǎng)度已完全收入，關(guān)閉真空隔絕裝置，隔絕進(jìn)樣腔1及工藝腔8的真空值，使工藝腔8維持在高真空環(huán)境中，將進(jìn)樣腔1通氣體，直到其為1個(gè)大氣壓，隨后更換柔性襯底，將空卷筒從放料輥3拿下并放上新的柔性襯底，將已經(jīng)鍍好膜的柔性襯底從收料輥5上取下。

步驟四

由于上真空隔絕裝置14和下真空隔絕裝置7已經(jīng)將工藝腔8維持在高真空的狀態(tài)，因此能減少抽真空時(shí)間，當(dāng)達(dá)到真空值后，重復(fù)步驟二到步驟三進(jìn)行鍍膜工藝。