專利名稱：一種在柔性基材上沉積磁性薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在柔性基材上沉積磁性薄膜的真空巻繞鍍方法，屬巻繞 鍍膜工藝領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品市場化需求的不斷增大，相應(yīng)地其對于電子器件所需薄 膜產(chǎn)品的需求也逐漸增大。所以，在保證薄膜品質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)鍍 膜工藝，實(shí)現(xiàn)真空巻繞鍍膜工藝中連續(xù)的、大規(guī)模的薄膜生產(chǎn)是很重要的。
中國專利CN2433262Y公開了一種多耙磁控賊射巻繞鍍膜機(jī)，其包括巻 繞室、鍍膜室以及輔助裝置。在鍍膜室中圍繞冷卻輥設(shè)置有至少兩對孿生 中頻磁控賊射耙和三個(gè)直流磁控賊射耙。相鄰兩個(gè)耙之間設(shè)有隔離槽，開 設(shè)了抽氣孔的隔離槽和抽氣裝置相通，隔離槽上配置有布?xì)夤芎屠鋮s水管。 該實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了柔性材料上的多層介質(zhì)-金屬(合金)-介質(zhì)膜的連續(xù)鍍， 也可實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的連續(xù)巻繞鍍。此外，中國專利CN2339589Y^Hf 了 一種柔性巻繞鍍膜機(jī)，該裝置也同樣由巻繞室、鍍膜室以及輔助裝置組成， 在鍍膜室中也同樣圍繞冷卻輥設(shè)置多個(gè)磁控濺射靶。兩個(gè)靶之間設(shè)置有隔 離槽，隔離槽與抽氣裝置相通，隔離槽與冷卻輥之間的距離不大于10mm， 每個(gè)靶配置有獨(dú)立的布?xì)夤?；該?shí)用新型實(shí)現(xiàn)了在柔性材料上進(jìn)行低輻射 膜的連續(xù)鍍。美國專利US2004048157A1公開了一種鋰釩氧化物薄膜電池， 其中所述氧化鋰、釩氧化物薄膜可以通過單一金屬氧化物濺射靶進(jìn)行-茲電 管賊射沉積而形成，此外，該薄膜也可使用真空》茲控賊射、非真空;茲控濺 射和電子束蒸發(fā)等方法來制備。
上述專利公開的都是較為普通的實(shí)現(xiàn)在柔性基材上進(jìn)行鍍膜的裝置或 其工藝。中國專利CN1835140A在上述現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，其公 開了 一種高速巻繞多層電容薄膜鍍膜機(jī)及其工藝流程。其在真空環(huán)境下，
利用鍍膜機(jī)中由PLC程序控制技術(shù)控制的由放巻組件、蒸鍍鼓和收巻組件 組成的薄膜巻繞系統(tǒng)，和濺射蒸鍍室中的由蒸鍍鼓帶動(dòng)屏帶棍組件組成的 屏帶巻繞系統(tǒng)，來共同完成真空巻繞鍍膜中的收放巻自動(dòng)工作。在真空鍍 膜室中，利用位于蒸鍍鼓下側(cè)的第一磁控濺射平面鋁靶向運(yùn)轉(zhuǎn)的薄膜面上 鍍鋁層，再利用鋅蒸發(fā)源向上述薄膜鋁層面上鍍鋅，最后再利用同樣位于 蒸鍍鼓下側(cè)的第二磁控'減射平面鋁靶向薄膜鋁-鋅層面上再次鍍一鋁氧化
層。本發(fā)明通過上述巻繞鍍膜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的、連續(xù)的鍍膜；且通
過采用磁控濺射技術(shù)可使鍍層的均勻性大幅提高，并明顯提高了薄膜的自 愈性能。雖然，說明書中明確指出"濺射蒸鍍室設(shè)有屏帶巻繞系統(tǒng)，該屏 帶巻繞系統(tǒng)由蒸鍍鼓帶動(dòng)屏帶輥組件組成"，作為基帶的薄膜與屏帶都經(jīng)過 蒸鍍鼓，并且屏帶輥組件還受到了蒸鍍鼓的帶動(dòng)，但是屏帶和薄膜在工作 過程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在本發(fā)明中沒有明確公開，且也無對所述屏帶的功能和 作用進(jìn)行任何敘述。
然而，不僅僅限于電子薄膜產(chǎn)品，此外包裝用的薄膜產(chǎn)品和防偽領(lǐng)域 用薄膜產(chǎn)品等，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)大都需要在薄膜上設(shè)計(jì)一定的圖案，那么使 用上述技術(shù)就無法有效地解決該技術(shù)問題，只能在真空巻繞鍍膜后，通過 采用獨(dú)立的掩膜工藝，向薄膜上蝕刻特定的圖案。到目前為止，通常使用 的傳統(tǒng)掩^i方法包括化學(xué)蝕刻和光蝕刻。其工藝是以制備的薄膜為背底， 在上面涂覆帶有所要形成圖案的掩模板，然后使用化學(xué)試劑進(jìn)行蝕刻或者 對其進(jìn)行曝光，從而，在薄膜上形成圖案。
中國專利CN1237387C公開了一種光蝕刻工藝，其采用新穎的"輥對輥" 方法和^L備，通過在感光支撐網(wǎng)上進(jìn)行同步光刻法曝光來連續(xù)生產(chǎn)顯示器 件。通過卩吏其預(yù)定圖案、連續(xù)環(huán)帶結(jié)構(gòu)光掩膜與預(yù)涂布輻射^:感材料的支 撐網(wǎng)近距離平行同步移動(dòng)，用紫外光或者其它形式的輻射源對圖像曝露保 持定位。此外，中國專利CN1459671A公開了一種曝光方法、曝光裝置及原 件制造方法，該曝光裝置是一種一面將掩膜和基板在第1方向上同步移動(dòng) 一面對基板曝光掩膜的圖案的曝光裝置，具有分別檢測設(shè)于基板上的多個(gè) 位置的調(diào)正標(biāo)志的多個(gè)調(diào)正系統(tǒng)，該調(diào)整系統(tǒng)在與第l方向交叉的第2方 向至少并列配置有3個(gè)。通過上述曝光裝置，實(shí)現(xiàn)將掩膜和基板在第l方 向上同步移動(dòng)對基板曝光掩膜，從而形成掩膜圖案的曝光方法。
上述傳統(tǒng)工藝要形成帶有圖案的薄膜必須經(jīng)過鍍膜和掩膜兩個(gè)工藝流 程，耗時(shí)較長；且在鍍膜后再掩膜，被蝕刻掉的薄膜上含有鍍膜時(shí)所沉積 的物質(zhì)，在很大程度上造成了原材料的浪費(fèi)。
就另一類可用于電子類記錄介質(zhì)、電子器件開關(guān)等的薄膜而言，需要 在鍍膜的同時(shí)有效控制其薄膜表面的磁各向異性。這也是上述發(fā)明所無法 解決的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在真空巻繞鍍膜的同時(shí)實(shí)現(xiàn)連 續(xù)、同步掩膜的工藝，且通過磁體和磁性材料掩模板的共同作用，在薄膜 沉積和掩膜的同時(shí)控制其表面的磁各向異性的方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了 一種向柔性基材上沉積磁性薄膜
的真空巻繞鍍方法，通過位于巻繞室內(nèi)的放巻輥裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻；在位 于鍍膜室的薄膜沉積區(qū)間內(nèi)，向柔性基材上鍍金屬薄膜，之后沿原工作方 向回到巻繞室；其中向巻繞室中加入磁性材料制備的掩模板，掩模板和基 材同步行進(jìn)；在所述薄膜沉積區(qū)間相間隔地設(shè)置至少兩個(gè)磁體，通過掩模 板來通導(dǎo)》茲體間的;茲通路，從而控制沉積薄膜表面的磁各向異性。
上述鍍膜方法是濺射法，其設(shè)置有多個(gè)濺射靶室，靶室之間設(shè)置隔板， 在隔板的頂端設(shè)置所述磁體。
所述掩才莫板具有平行其工作方向(x)和垂直工作方向(y)兩個(gè)方向 上的二維圖案。
所述掩模板至少在基材的薄膜沉積區(qū)間內(nèi)與基材同步行進(jìn)。 所述相鄰隔板頂端的磁體沿著掩模板和基材行進(jìn)方向平行放置，且相
鄰石茲體間的f茲極相反。
上述磁體與掩模板之間的連接方式是接觸而非固定式的。 在鍍膜完成后的收巻過程中，采用低溫加熱器對基材進(jìn)行回溫處理的
溫度為20-90°C。
所述薄膜沉積的方法可以是任一化學(xué)或物理的薄膜沉積方法，包括濺
射法和蒸發(fā)法；當(dāng)采用濺射法沉積薄膜時(shí)，其內(nèi)部的濺射靶可以是單金屬
耙，也可以是合金靶。
一種可實(shí)現(xiàn)上述向柔性基材上沉積磁性薄膜的真空巻繞鍍膜裝置，包
括巻繞室和鍍膜室；通過巻繞室內(nèi)的放巻輥和收巻輥裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻和 收巻；在位于鍍膜室的冷卻輥外圍設(shè)置多個(gè)薄膜沉積區(qū)間；上述巻繞室內(nèi) 設(shè)置有磁性材料制備的掩模板，通過掩模板相應(yīng)的輥組，實(shí)現(xiàn)掩模板和基 材的同步行進(jìn)；在所述薄膜沉積區(qū)間相間隔地設(shè)置至少兩個(gè)磁體，通過掩 模板來通導(dǎo)磁體間的磁通路，從而控制沉積薄膜表面的磁各向異性。
鍍膜室中設(shè)置多個(gè)濺射靶，靶室之間設(shè)置隔板，在隔板的頂端設(shè)置所
述磁體。
巻繞室內(nèi)設(shè)置有低溫加熱器。上述使用磁體和軟磁掩模板作用制備具 有磁各向異性的磁性薄膜的原理如下由于兩個(gè)磁體之間是兩個(gè)不同極性 的磁極相對，那么在該磁極之間的磁力線是從磁體A的N極到磁體B的S 極(見圖2)。由于磁性材料制備的掩模板位于磁體的正上方，且緊靠磁體， 這就使得上述磁力線在掩模板作用下，被密集分布磁性材料掩模板的表面 附近(見圖3)。當(dāng)-減射鍍膜時(shí)，沿著磁力線的方向，對基材施加同方向的 磁場作用力；在該磁場作用下，》茲疇傾向于沿磁場方向排布，從而使沉積 的薄膜具有沿所施加義茲場方向的易石茲化軸，在其表面呈現(xiàn)》茲各向異性。
本發(fā)明具有如下所述的優(yōu)點(diǎn)
(1) 該方法采用鍍膜和掩膜同步進(jìn)行的方法，不僅提高了效率而且也 降低了沉積物質(zhì)的損耗；
(2) 采用非化學(xué)蝕刻的方法，在真空環(huán)境下進(jìn)行掩膜，有效地降低了 使用化學(xué)試劑(如重鉻酸鉀的硫酸溶液等)對環(huán)境造成的嚴(yán)重污染；
(3) 由于本發(fā)明中所使用的掩模板具有二維圖案，所以使用本發(fā)明實(shí) 現(xiàn)連續(xù)地、大規(guī)模地向柔性基材上沉積具有連續(xù)二維圖案的薄膜。
(4 )在隔板頂端安裝的磁體與磁性材料制成的掩模板之間形成了一個(gè) 磁通路，能夠在鍍膜和掩膜的同時(shí)有效控制磁性薄膜表面的易磁化軸方向。
(5)經(jīng)多個(gè)靶室'戚射或多個(gè)蒸鍍室蒸鍍后沉積的^f茲性薄膜，其分布均 勻性更好。
使用本方法制備得到的具有連續(xù)二維圖案且表面具備磁各向異性的磁 性薄膜可廣泛應(yīng)用于電子類產(chǎn)品和防偽標(biāo)記領(lǐng)域等。


附圖1是使用本發(fā)明所述方法之一的濺射法進(jìn)行真空巻繞沉積磁性薄 膜的裝置。
附圖2是在無掩模板存在的情況下，兩個(gè)不同極性的磁極之間的磁通 路示意圖。
附圖3是在磁性材料掩模板作用下，兩個(gè)不同極性的;茲極之間的磁通 路示意圖。
附圖中各標(biāo)號(hào)分別表示為真空抽氣室1;巻繞室2;鍍膜室3;放巻 輥4;收巻輥5;導(dǎo)向輥6、 7、 11、. 12、 15、 16;張力輥8、 13;壓輥9、 10;低溫加熱器14;隔才反17;》茲體18;把室19;冷卻輥20;掩才莫4反21;
具體實(shí)施例方式
附圖1顯示的是使用濺射法進(jìn)行真空巻繞沉積磁性薄膜的裝置，該裝 置中包括兩個(gè)真空室，即巻繞室2和鍍膜室3。巻繞室2中設(shè)置有放巻輥4 和收巻輥5,其通過放巻輥4實(shí)現(xiàn)連續(xù);^丈巻，并通過與其對應(yīng)的導(dǎo)向輥6 和7、張力輥8和壓輥9實(shí)現(xiàn)基材向鍍膜室的傳送。在巻繞室中，設(shè)置有沿 工作方向和垂直工作方向上的二維圖案的掩模板和基材的同步行進(jìn)是通過 諸如導(dǎo)向輥15的三個(gè)導(dǎo)向輥，并和基材共同使用其張力輥8和壓輥9來實(shí) 現(xiàn)的。通過上述整體傳動(dòng)后，基材和掩模板進(jìn)入鍍膜室，在該鍍膜室3中 部設(shè)置有冷卻輥20，圍繞冷卻輥20在真空鍍膜室3的邊沿設(shè)置有五個(gè)濺射 靶室19,靶室內(nèi)對應(yīng)靶源根據(jù)鍍膜工藝要求而定。每個(gè)濺射靶都配有其獨(dú) 立的真空抽氣室1。每個(gè)濺射靶室19之間還設(shè)置有固定的隔板17,隔板17 上部安裝有磁體18。磁體18與掩模板21之間是接觸式而非固定的連接方 式?；暮脱谀０逶阱兡な抑型叫羞M(jìn)，并在不同薄膜沉積區(qū)間內(nèi)通過不 同靶室內(nèi)靶源的作用向柔性基材上濺射金屬原子從而形成^f茲性薄膜。完成 鍍膜步驟后，上述經(jīng)鍍膜后的柔性基材和掩模板將經(jīng)由壓輥10、張力輥13、
導(dǎo)向輥11和12重新回到巻繞室中，同時(shí)在張力輥13處完成基材和掩才莫板
的分離傳動(dòng)。此外，由于在鍍膜過程中，冷卻輥20的作用使得基材的溫度 有所降低，從而可能影響基材的可巻繞度，故在壓輥10和張力輥13之間 設(shè)置了一個(gè)低溫加熱器14,通過該裝置對基材進(jìn)行回溫處理，以保證回巻 程序的順利進(jìn)行。
若使用可選擇的蒸發(fā)法，利用真空巻繞鍍工藝，向柔性基材上沉積磁 性薄膜，只需要相應(yīng)地將上述靶室改為具有特定蒸發(fā)源的蒸鍍室即可，同 樣可以獲得具有連續(xù)二維圖案且表面具備磁各向異性的磁性薄膜產(chǎn)品。
實(shí)施例1
本實(shí)施例中選用的柔性基材是紙，通過放巻輥4實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻，并通 過導(dǎo)向輥6和7、張力輥8和壓輥9將紙向鍍膜室3傳送。通過諸如導(dǎo)向輥 15的三個(gè)導(dǎo)向輥，和張力輥8和壓輥9來實(shí)現(xiàn)設(shè)置有沿工作方向和垂直工 作方向上的條形碼圖案的掩模板和基材的同步行進(jìn)。通過上述整體傳動(dòng)后， 紙和掩模板進(jìn)入鍍膜室。進(jìn)入鍍膜室后，紙張靠近冷卻輥而掩模板則更靠 近靶室。在所設(shè)五個(gè)靶室中都安裝Fe-Mo-Mn-B-Si合金靶體，這樣當(dāng)掩模 板和紙張沿著工作方向(x方向)同步運(yùn)行時(shí)，通過每個(gè)靶室的薄膜沉積區(qū) 間時(shí)，靶體都會(huì)向紙張上濺射原子并沉積獲得Fe-Mo-Mn-B-Si合金薄膜; 紙張?jiān)谘谀０遄饔孟?，?jīng)過上述靶室后，紙張上將形成印有連續(xù)條形碼圖 案的Fe-Mo-Mn-B-Si磁性合金薄膜。該磁性合金薄膜由于受到上述磁體和 軟磁掩模板所構(gòu)成磁通路的作用，從而其表面呈現(xiàn)一定的磁各向異性。完 成鍍膜步驟后，設(shè)定低溫加熱器溫度為20。C對沉積薄膜后的紙進(jìn)行回溫處 理，并經(jīng)由壓輥IO、張力輥13、導(dǎo)向輥ll和12重新回到巻繞室的收巻輥 處。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中選用的柔性基材是紙，通過放巻輥4實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻，并通 過導(dǎo)向輥6和7、張力輥8和壓輥9將紙向鍍膜室3傳送。通過諸如導(dǎo)向輥
15的三個(gè)導(dǎo)向輥，和張力輥8和壓輥9來實(shí)現(xiàn)設(shè)置有沿工作方向和垂直工
作方向上的條形碼圖案的掩模板和基材的同步行進(jìn)。通過上述整體傳動(dòng)后， 紙和掩模板進(jìn)入鍍膜室。進(jìn)入鍍膜室后，紙張靠近冷卻輥而掩模板則更靠
近靶室。在所設(shè)三個(gè)靶室中都安裝Fe-Mo-Mn-B-Si合金靶體，這樣當(dāng)掩才莫 板和紙張沿著工作方向(x方向)同步運(yùn)行時(shí)，通過每個(gè)靶室的薄膜沉積區(qū) 間時(shí)，靶體都會(huì)向紙張上濺射原子并沉積獲得Fe-Mo-Mn-B-Si合金薄膜； 紙張?jiān)谘谀０遄饔孟?，?jīng)過上述靶室后，紙張上將形成印有連續(xù)條形碼圖 案的Fe-Mo-Mn-B-Si磁性合金薄膜。該磁性合金薄膜由于受到上述磁體和 軟磁掩模板所構(gòu)成磁通路的作用，從而其表面呈現(xiàn)一定的磁各向異性。完 成鍍膜步驟后，設(shè)定低溫加熱器溫度為50。C對沉積薄膜后的紙進(jìn)行回溫處 理，并經(jīng)由壓輥IO、張力輥B、導(dǎo)向輥11和12重新回到巻繞室的收巻輥 處。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中選用的柔性基材是PET,通過放巻輥4實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻，并 通過導(dǎo)向輥6和7、張力輥8和壓輥9將PET向鍍膜室3傳送。通過諸如 導(dǎo)向輥15的三個(gè)導(dǎo)向輥，和張力輥8和壓輥9來實(shí)現(xiàn)設(shè)置有沿工作方向和 垂直工作方向上的條形碼圖案的掩模板和基材的同步行進(jìn)。通過上述整體 傳動(dòng)后，PET和掩才莫板進(jìn)入鍍膜室。進(jìn)入鍍膜室后，PET靠近冷卻輥而掩 模板則更靠近靶室。在所設(shè)三個(gè)靶室中都安裝Fe-Mo-Mn-B-Si合金耙體， 這樣當(dāng)掩模板和PET沿著工作方向(x方向)同步運(yùn)行時(shí)，通過每個(gè)靶室 的薄膜沉積區(qū)間時(shí)，靶體都會(huì)向PET上濺射原子并沉積獲得 Fe-Mo-Mn-B-Si合金薄膜；PET在掩模板作用下，經(jīng)過上述耙室后，PET 上將形成印有連續(xù)條形碼圖案的Fe-Mo-Mn-B-Si磁性合金薄膜。該磁性合 金薄膜由于受到上述磁體和軟磁掩模板所構(gòu)成磁通路的作用，從而其表面 呈現(xiàn)一定的磁各向異性。完成鍍膜步驟后，設(shè)定低溫加熱器溫度為90。C對 沉積薄膜后的PET進(jìn)行回溫處理，并經(jīng)由壓輥10、張力輥13、導(dǎo)向輥11 和12重新回到巻繞室的收巻輥處。
實(shí)施例4
本實(shí)施例中選用的柔性基材是PET，通過放巻輥4實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻，并 通過導(dǎo)向輥6和7、張力輥8和壓輥9將PET向鍍膜室3傳送。通過諸如 導(dǎo)向輥15的三個(gè)導(dǎo)向輥，和張力輥8和壓輥9來實(shí)現(xiàn)設(shè)置有沿工作方向和 垂直工作方向上的星型圖案的掩模板和基材的同步行進(jìn)。通過上述整體傳 動(dòng)后，PET和掩模板進(jìn)入鍍膜室。進(jìn)入鍍膜室后，PET靠近冷卻輥而掩模 板則更靠近靶室。在所設(shè)五個(gè)靶室中都安裝Mo-Ni合金靶體，這樣當(dāng)掩模 板和PET沿著工作方向(x方向)同步運(yùn)行時(shí)，通過每個(gè)耙室的薄膜沉積 區(qū)間時(shí)，靶體都會(huì)向PET上濺射原子并沉積獲得Mo-Ni合金薄膜；PET在 掩模板作用下，經(jīng)過上述靶室后，PET上將形成印有連續(xù)星型圖案的Mo-Ni 磁性合金薄膜。該磁性合金薄膜由于受到上述磁體和軟磁掩模板所構(gòu)成磁 通路的作用，從而其表面呈現(xiàn)一定的磁各向異性。完成鍍膜步驟后，設(shè)定 低溫加熱器溫度為5(TC對沉積薄膜后的PET進(jìn)行回溫處理，并經(jīng)由壓輥10、 張力輥13、導(dǎo)向輥11和12重新回到巻繞室的收巻輥處。
實(shí)施例5
本實(shí)施例中選用的柔性基材是PET,通過放巻輥4實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻，并 通過導(dǎo)向輥6和7、張力輥8和壓輥9將PET向鍍膜室3傳送。通過諸如 導(dǎo)向輥15的三個(gè)導(dǎo)向輥，和張力輥8和壓輥9來實(shí)現(xiàn)設(shè)置有沿工作方向和 垂直工作方向上的星型圖案的掩模板和基材的同步行進(jìn)。通過上述整體傳 動(dòng)后，PET和掩模板進(jìn)入鍍膜室。進(jìn)入鍍膜室后，PET靠近冷卻輥而掩模 板則更靠近靶室。在所設(shè)五個(gè)靶室中都安裝M金屬靶體，這樣當(dāng)掩模板和 PET沿著工作方向(x方向)同步運(yùn)行時(shí)，通過每個(gè)靶室的薄膜沉積區(qū)間 時(shí)，靶體都會(huì)向PET上濺射原子并沉積獲得Ni金屬薄膜；PET在掩模板 作用下，經(jīng)過上述耙室后，PET上將形成印有連續(xù)星型圖案的Ni磁性合金 薄膜。該磁性合金薄膜由于受到上述磁體和軟磁掩模板所構(gòu)成磁通路的作 用，從而其表面呈現(xiàn)一定的磁各向異性。完成鍍膜步驟后，設(shè)定低溫加熱 器溫度為5(TC對沉積薄膜后的PET進(jìn)行回溫處理，并經(jīng)由壓輥IO、張力輥
13、導(dǎo)向輥11和12重新回到巻繞室的收巻輥處。
實(shí)施例6
本實(shí)施例中選用的柔性基材是紙，通過放巻輥4實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻，并通 過導(dǎo)向輥6和7、張力輥8和壓輥9將紙向鍍膜室3傳送。通過諸如導(dǎo)向輥 15的三個(gè)導(dǎo)向輥，和張力輥8和壓輥9來實(shí)現(xiàn)設(shè)置有沿工作方向和垂直工 作方向上的條形碼圖案的掩模板和基材的同步行進(jìn)。通過上述整體傳動(dòng)后， 紙和掩模板進(jìn)入鍍膜室。進(jìn)入鍍膜室后，紙張靠近冷卻輥而掩才莫板則更靠 近靶室。在所設(shè)五個(gè)具有特定蒸發(fā)源的蒸鍍室中，在五個(gè)蒸鍍室中都設(shè)置 Ni蒸發(fā)源，這樣當(dāng)掩才莫板和紙張沿著工作方向(x方向)同步運(yùn)行時(shí)，通 過每個(gè)蒸鍍室的薄膜沉積區(qū)間時(shí)，蒸發(fā)源就會(huì)向紙張上蒸鍍原子并沉積獲 得Ni薄膜；紙張?jiān)谘诓拍遄饔孟拢?jīng)過上述靶室后，紙張上將形成印有連 續(xù)條形碼圖案的Ni磁性金屬薄膜。該磁性金屬薄膜由于受到上述磁體和軟 磁掩模板所構(gòu)成磁通路的作用，從而其表面呈現(xiàn)一定的磁各向異性。完成 鍍膜步驟后，設(shè)定低溫加熱器溫度為2(TC對沉積薄膜后的紙進(jìn)行回溫處理， 并經(jīng)由壓輥IO、張力輥13、導(dǎo)向輥11和12重新回到巻繞室的收巻輥處。
實(shí)施例7
本實(shí)施例中選用的柔性基材是紙，通過放巻輥4實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻，并通 過導(dǎo)向輥6和7、張力輥8和壓輥9將紙向鍍膜室3傳送。通過諸如導(dǎo)向輥 15的三個(gè)導(dǎo)向輥，和張力輥8和壓輥9來實(shí)現(xiàn)設(shè)置有沿工作方向和垂直工 作方向上的條形碼圖案的掩才莫板和基材的同步行進(jìn)。通過上述整體傳動(dòng)后， 紙和掩模板進(jìn)入鍍膜室。進(jìn)入鍍膜室后，紙張靠近冷卻輥而掩模板則更靠 近靶室。在所設(shè)三個(gè)具有特定蒸發(fā)源的蒸鍍室中，都設(shè)置Ni蒸發(fā)源，這樣 當(dāng)掩模板和紙張沿著工作方向(x方向)同步運(yùn)行時(shí)，通過每個(gè)蒸鍍室的薄 膜沉積區(qū)間時(shí)，蒸發(fā)源就會(huì)向紙張上蒸鍍原子并沉積獲得Ni金屬薄膜；紙 張?jiān)谘谀０遄饔孟?，?jīng)過上述靶室后，紙張上將形成印有連續(xù)條形碼圖案 的Ni磁性金屬薄膜。該磁性金屬薄膜由于受到上述磁體和軟磁掩模板所構(gòu)
成磁通路的作用，從而其表面呈現(xiàn)一定的磁各向異性。完成鍍膜步驟后，
設(shè)定低溫加熱器溫度為5(TC對沉積薄膜后的紙進(jìn)行回溫處理，并經(jīng)由壓輥 10、張力輥13 、導(dǎo)向輥11和12重新回到巻繞室的收巻輥處。
實(shí)施例8
本實(shí)施例中選用的柔性基材是PET，通過放巻輥4實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻，并 通過導(dǎo)向輥6和7、張力輥8和壓輥9將PET向鍍膜室3傳送。通過諸如 導(dǎo)向輥15的三個(gè)導(dǎo)向輥，和張力輥8和壓輥9來實(shí)現(xiàn)設(shè)置有沿工作方向和 垂直工作方向上的星型圖案的掩模板和基材的同步行進(jìn)。通過上述整體傳 動(dòng)后，PET和掩模板進(jìn)入鍍膜室。進(jìn)入鍍膜室后，PET靠近冷卻輥而掩模 板則更靠近靶室。在所設(shè)五個(gè)具有特定蒸發(fā)源的蒸鍍室中，在五個(gè)蒸鍍室 中都設(shè)置Ni蒸發(fā)源，這樣當(dāng)掩模板和紙張沿著工作方向(x方向)同步運(yùn) 行時(shí)，通過每個(gè)蒸鍍室的薄膜沉積區(qū)間時(shí)，蒸發(fā)源就會(huì)向PET上蒸鍍原子 并沉積獲得Ni金屬薄膜；PET在掩模板作用下，經(jīng)過上述靶室后，PET上 將形成印有連續(xù)星型圖案的Ni磁性金屬薄膜。該磁性金屬薄膜由于受到上 述-茲體和軟f茲掩才莫板所構(gòu)成》茲通3各的作用，/人而其表面呈現(xiàn)一定的》茲各向 異性。完成鍍膜步驟后，設(shè)定低溫加熱器溫度為90。C對沉積薄膜后的PET 進(jìn)^f亍回溫處理，并經(jīng)由壓輥10、張力輥13、導(dǎo)向輥11和12重新回到巻繞 室的收巻輥處。
適用于本發(fā)明的所有實(shí)施例中的柔性基材，包括PET、 BOPP、 CPP、 涂漆紙和復(fù)合玻璃微珠的紙等具有一定可巻繞度并且還具備一定的抗拉強(qiáng) 度的基材。
雖然本發(fā)明已經(jīng)通過具體實(shí)施方式
對其進(jìn)行了詳細(xì)闡述，但是，本專 業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在此基礎(chǔ)上所做出的未超出權(quán)利要求保護(hù)范圍 的任何形式和細(xì)節(jié)的變化，均屬于本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種向柔性基材上沉積磁性薄膜的真空卷繞鍍方法，通過位于卷繞室內(nèi)的放卷輥裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)放卷；在位于鍍膜室的薄膜沉積區(qū)間內(nèi)，向柔性基材上鍍金屬薄膜，之后沿原工作方向回到卷繞室；其特征在于向卷繞室中加入磁性材料制備的掩模板，掩模板和基材同步行進(jìn)；在所述薄膜沉積區(qū)間相間隔地設(shè)置至少兩個(gè)磁體，通過掩模板來通導(dǎo)磁體間的磁通路，從而控制沉積薄膜表面的磁各向異性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉積磁性薄膜的真空巻繞鍍方法，其特征在于 鍍膜方法是濺射法，其設(shè)置有多個(gè)濺射靶室，靶室之間設(shè)置隔板，在隔板 的頂端設(shè)置所述;茲體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉積磁性薄膜的真空巻繞鍍方法，其特征在于 所述掩模板具有平行其工作方向(x)和垂直工作方向(y)兩個(gè)方向上的 二維圖案。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的沉積磁性薄膜的真空巻繞鍍方法，其特征在于 所述掩模板至少在基材的薄膜沉積區(qū)間內(nèi)與基材同步行進(jìn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的沉積磁性薄膜的真空巻繞鍍方法，其特征在于 所述相鄰隔板頂端的》茲體沿著掩模板和基材行進(jìn)方向平行放置，且相鄰;茲 體間的石茲極相反。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沉積磁性薄膜的真空巻繞鍍方法，其特征在 于所述磁體與掩模板之間的連接方式是接觸而非固定式的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的沉積磁性薄膜的真空巻繞鍍方法，其特征在于 在鍍膜完成后的收巻過程中采用低溫加熱器對基材進(jìn)行回溫處理的溫度為 20-90°C。
8. —種可實(shí)現(xiàn)上述向柔性基材上沉積磁性薄膜的真空巻繞鍍膜裝置，包括 巻繞室和鍍膜室；巻繞室內(nèi)的放巻輥和收巻輥裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)放巻和收巻； 在位于鍍膜室的冷卻輥外圍設(shè)置多個(gè)薄膜沉積區(qū)間，其特征在于巻繞室 設(shè)置有磁性材料制備的掩模板，通過掩模板相應(yīng)的輥組，實(shí)現(xiàn)掩模板和基 材的同步行進(jìn)；在所述薄膜沉積區(qū)間相間隔地設(shè)置至少兩個(gè)磁體，通過掩 模板來通導(dǎo)磁體間的磁通路，從而控制沉積薄膜表面的磁各向異性。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的真空巻繞鍍膜裝置，其特征在于鍍膜室中設(shè)置多個(gè)濺射耙，輩巴室之間設(shè)置隔板，在隔板的頂端設(shè)置所述磁體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的真空巻繞鍍膜裝置，其特征在于巻繞室內(nèi)設(shè) 置有低溫加熱器。
全文摘要
一種向柔性基材上沉積磁性薄膜的真空卷繞鍍方法。該方法是將磁性材料制成的掩模板裝配到真空卷繞鍍膜設(shè)備中，沿行進(jìn)方向，與基材同步行進(jìn)；在鍍膜室的靶室隔板頂端安裝磁體，在磁體和磁性材料制成的掩模板所形成磁通路的作用下，使用濺射法或蒸發(fā)法，向柔性基材上鍍膜。該方法在薄膜沉積的同時(shí)，有效地實(shí)現(xiàn)了在大面積的基材上獲得具有連續(xù)二維圖案的磁性薄膜，同時(shí)還能控制薄膜表面的磁各向異性，且不會(huì)對環(huán)境造成污染。
文檔編號(hào)C23C14/54GK101100742SQ200710142929
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者瑜 曹, 李新宇, 李曉偉, 峰 潘 申請人:中國印鈔造幣總公司