一種多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，包括基材層，還包括設(shè)于基材層一側(cè)或兩側(cè)的至少一層阻隔層，阻隔層為由無(wú)機(jī)物構(gòu)成的阻隔層。本實(shí)用新型通過(guò)采用磁增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)在基材層的表面沉積一層由無(wú)機(jī)物構(gòu)成的阻隔層時(shí)，形成的阻隔真空膜的阻隔層上層有一層約11nm的粗糙層，其中空氣成分體積比達(dá)到30%，極大地增強(qiáng)了基材的阻氧性以上的阻隔層；當(dāng)沉積兩層以上的阻隔層時(shí)，可以有效地延長(zhǎng)水蒸氣在材料表面或?qū)娱g透過(guò)的時(shí)間，降低水蒸氣透過(guò)率，同時(shí)提高材料的阻氧性，使內(nèi)包裝物貨架壽命延長(zhǎng)；并通過(guò)連續(xù)沉積層數(shù)的不同來(lái)調(diào)節(jié)材料所需的阻隔性能，具有更好的效果。
【專利說(shuō)明】—種多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體包裝材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著塑料薄膜技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)薄膜材料的阻隔性能要求越來(lái)越嚴(yán)格，從而高阻隔包裝材料在軟包裝材料總量中所占比例的逐步遞增。人們開(kāi)始開(kāi)發(fā)不同類型的阻隔膜以滿足包裝需求，如鋁箔、EVOH五層共擠薄膜、PVDC涂層薄膜、PVA (聚乙烯醇)涂布薄膜、鍍氧化硅薄膜等。鍍氧化硅薄膜由于其綠色環(huán)保、溫濕度穩(wěn)定、可視及微波蒸煮等特性，逐漸走入人們的視線。
[0003]目前氧化硅薄膜一般采用電子束蒸鍍等方法制備且從國(guó)外進(jìn)口、價(jià)格昂貴，一般用于包裝的氧化硅薄膜為單層結(jié)構(gòu)，而為了滿足0LED、0PV等微電子封裝的使用，一般采用有機(jī)、無(wú)機(jī)層的多層組合來(lái)實(shí)現(xiàn)材料的阻隔性能，但材料成本太大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型旨在提供一種通過(guò)磁增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)(Roll-to-Roll M-PECVD技術(shù))在基材表面沉積至少一層無(wú)機(jī)阻隔層的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，以解決現(xiàn)有技術(shù)中阻隔膜采用有機(jī)、無(wú)機(jī)層的多層組合，成本高，并且阻隔性能不好的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜。該阻隔真空膜包括基材層，還包括沉積于基材層一側(cè)或兩側(cè)的至少一層阻隔層，阻隔層為由無(wú)機(jī)物構(gòu)成的阻隔層。
[0006]進(jìn)一步地，阻隔層為1-5層。
[0007]進(jìn)一步地，阻隔層為2?3層。
[0008]進(jìn)一步地，當(dāng)阻隔層為I層時(shí)，阻隔層上層還有一層粗糙層。
[0009]進(jìn)一步地，阻隔層的厚度為5?lOOnm。
[0010]進(jìn)一步地，阻隔層的厚度為10?50nm。
[0011 ] 進(jìn)一步地，阻隔層的厚度為10nm。
[0012]進(jìn)一步地，基材層和阻隔層間還設(shè)有一接枝改性層，接枝改性層為氨基處理的接枝改進(jìn)層。
[0013]進(jìn)一步地，基材層的厚度為8?125 μ m。
[0014]進(jìn)一步地，基材層的厚度為12?80 μ m。
[0015]本實(shí)用新型的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜用于半導(dǎo)體或電子產(chǎn)品的封裝或包裝。
[0016]本實(shí)用新型的技術(shù)方案通過(guò)采用Roll-to-Roll M-PECVD技術(shù)在基材表面沉積一層由無(wú)機(jī)物構(gòu)成的阻隔層時(shí)，形成的阻隔真空膜的阻隔層上層有一層約Ilnm的粗糙層，其中空氣成分體積比達(dá)到30%，極大地增強(qiáng)了基材的阻氧性以上的阻隔層；當(dāng)沉積兩層以上的阻隔層時(shí)，可以有效的延長(zhǎng)水蒸氣在材料表面或?qū)娱g透過(guò)的時(shí)間，降低水蒸氣透過(guò)率，同時(shí)提高材料的阻氧性，使內(nèi)包裝物貨架壽命延長(zhǎng)，并通過(guò)連續(xù)沉積層數(shù)的不同來(lái)調(diào)節(jié)材料所需的阻隔性能，具有更好的效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1是本實(shí)用新型的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜的基材層表面沉積一層阻隔層的結(jié)構(gòu)示意圖； [0019]圖2是本實(shí)用新型的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜的基材層表面沉積兩層阻隔層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜的基材層沉積三層阻隔層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜的基材層兩側(cè)各沉積兩層阻隔層的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0022]圖5是本實(shí)用新型的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜的基材層表面進(jìn)過(guò)等離子體接枝處理后沉積阻隔層的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但如下實(shí)施例以及附圖僅是用以理解本實(shí)用新型，而不能限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型方式的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，如圖1所示，包括基材層I和通過(guò)Roll-to-Roll M-PECVD方法沉積于基材層I 一側(cè)的一層阻隔層2，阻隔層為由無(wú)機(jī)物構(gòu)成的阻隔層。其次，采用這種結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，由于阻隔層為一層，表面張力約為34dyn/cm，且表面阻隔層I在以橢圓偏正儀擬合模型時(shí)，出現(xiàn)了很大成份的粗糙層4。
[0025]以PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)為基材層I為例，氧氣透過(guò)率由128cc/m2.day降低到3.0cc/m2 ?day以下,但水蒸氣阻隔性能反而變化不明顯,透過(guò)率僅僅由32.9g/m2 ?day降低到約20.0g/m2 -day左右。如果通過(guò)在基材層I表面設(shè)置兩層或兩層以上的阻隔層2，能夠非常有效地提高氧氣和水蒸氣的阻隔性能。
[0026]本實(shí)用新型中的阻隔層2厚度為5~IOOnm,優(yōu)選10~50nm。低于5nm,阻隔層2不夠均勻致密，阻隔性能不充分；如果阻隔層2的厚度超過(guò)lOOnm，阻隔層2的脆性增加且易出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致阻隔層2與基材層I的附著力下降、抗遷移性能減弱。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型一種典型的實(shí)施方式，如圖2至圖4所示，包括基材層I和通過(guò)Roll-to-Roll M-PECVD方法沉積于基材層I 一側(cè)或兩側(cè)呈疊置的兩層以上的阻隔層2。
[0028]上述阻隔層2的層數(shù)為I至5層，但優(yōu)選2至3層。基材層I表面設(shè)置一層阻隔層2時(shí)，材料的阻水性能差；超過(guò)3層時(shí)，由于阻隔層2之間的界面增多、基材層I經(jīng)過(guò)等離子區(qū)域的時(shí)間延長(zhǎng)等問(wèn)題，導(dǎo)致基材層I表面阻隔層的均勻性及平整度都會(huì)有所下降，同時(shí)層數(shù)越多，阻隔真空膜的材料脆性越大。進(jìn)一步優(yōu)選地，多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜為2層，通過(guò)工藝來(lái)調(diào)節(jié)所需的厚度。阻隔層表面張力小于38dyn/cm。
[0029]上述選用的阻隔層2為無(wú)機(jī)阻隔層，可以為SiOx、SiN、Al203中的其中一種。本實(shí)用新型中的阻隔層2表面張力較低，在連續(xù)設(shè)置不同層數(shù)的阻隔層2的最后一個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)設(shè)置表面處理，根據(jù)本本實(shí)用新型另一種典型的實(shí)施方式，如圖5所示，基材層I和阻隔層2間還設(shè)有一接枝改性層3，接枝改性層3為氨基處理的接枝改進(jìn)層。
[0030]本實(shí)用新型使用的基材層I為聚合物薄膜，如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂和聚酯類薄膜等。優(yōu)選透明度大于90%的聚合物薄膜，如聚酯類薄膜，用作包裝的可視包裝或透明的微電子封裝。更優(yōu)選地，聚酯類薄膜為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜。
[0031]使用本實(shí)用新型的基材層I厚度為8?125 μ m,從連續(xù)鍍膜過(guò)程的操作性考慮，優(yōu)選 12-?80 μ m。
[0032]實(shí)施例1
[0033]在12 μ m PET (日本東麗)即基材層I的一面，使用磁場(chǎng)輔助等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)——Roll-to-Roll M-PECVD，在本底真空度l(T3Pa、功率500W?2000W條件下，使硅烷和氧氣以一定體積比通入，沉積約30nm氧化硅阻隔層2，經(jīng)過(guò)第二真空室以相同的工藝技術(shù)繼續(xù)沉積氧化硅阻隔層2，厚度約為35nm。第一層沉積后表面有17%的粗糙層，得到結(jié)構(gòu)如圖1所示的阻隔真空膜，經(jīng)過(guò)第二層沉積后，粗糙層被刻蝕掉，形成表面致密、平整的阻隔層，得到結(jié)構(gòu)如圖2所示的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜。
[0034]實(shí)施例2
[0035]在12 μ m PET (日本東麗)即基材層I的一面，采用Roll-to-Roll M-PECVD方式(工藝條件同實(shí)施例1)連續(xù)沉積三層氧化硅阻隔層2，來(lái)提高阻隔真空膜的阻隔性能，得到結(jié)構(gòu)如圖3所示的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜。
[0036]實(shí)施例3
[0037]在12 μ m mPET (天津華瑞)即基材層I的兩側(cè)同時(shí)采用Roll-to-Roll M-PECVD方式(工藝條件同實(shí)施例1)沉積兩層的氧化硅阻隔層2，得到結(jié)構(gòu)如圖4所示的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜。
[0038]實(shí)施例4
[0039]在12ymmPET (天津華瑞)即基材層I經(jīng)過(guò)大氣壓放電處理，以丙烯胺或乙二胺為單體接枝胺基，再采用Roll-to-Roll M-PECVD (工藝條件同實(shí)施例1)方式在基材層I 一側(cè)沉積兩層的氧化硅阻隔層2，有利于提高與基材的結(jié)合能力，提高阻隔真空膜的阻隔性能，得到結(jié)構(gòu)如圖5所示的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜。
[0040]具體試驗(yàn)實(shí)施例
[0041]采用氧氣透過(guò)率測(cè)試儀(美國(guó)Illinois公司8001)測(cè)試氧氣透過(guò)率OTR ;采用水蒸氣透過(guò)率測(cè)試儀(美國(guó)M0C0N公司3/33MA)測(cè)試水蒸氣透過(guò)率WVTR ;采用表面張力測(cè)試筆(上海力暢電子科技發(fā)展有限公司太星表面張力測(cè)試筆)測(cè)試阻隔層表面張力，測(cè)定實(shí)施例I至4制得的阻隔真空膜的性能，結(jié)果如下述表I所示。
[0042]表1:各實(shí)施例性能數(shù)據(jù)表
【權(quán)利要求】
1.一種多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，包括基材層(I)，其特征在于，還包括設(shè)于基材層(I)一側(cè)或兩側(cè)的至少一層阻隔層(2)，所述阻隔層(2)為由無(wú)機(jī)物構(gòu)成的阻隔層； 所述基材層(I)和所述阻隔層(2)間還設(shè)有一層接枝改性層(3)，所述接枝改性層(3)為氨基處理的接枝改性層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，其特征在于，所述阻隔層(2)為I?5層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，其特征在于，所述阻隔層(2)為2?3層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，其特征在于，當(dāng)所述阻隔層為I層時(shí)，所述阻隔層(2)上層還有一層粗糙層(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，其特征在于，所述阻隔層⑵的厚度為5?lOOnm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，其特征在于，所述阻隔層(2)的厚度為 10 ?50nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，其特征在于，所述阻隔層(2)的厚度為 10nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，其特征在于，所述基材層的厚度為8?125 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多層結(jié)構(gòu)的阻隔真空膜，其特征在于，所述基材層(I)的厚度為 12 ?80 μ m。
【文檔編號(hào)】B32B27/36GK203792835SQ201320858526
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】賀艷, 張受業(yè), 陳強(qiáng), 李海燕, 趙萌, 呂旭東, 朱惠欽, 陳偉岸, 陳立國(guó) 申請(qǐng)人:北京北印東源新材料科技有限公司