[发明专利]用于处理、涂覆或固化基材的设备和方法

说明书

一种用于处理或固化基材的设备，该设备包括：布置为传送移动的柔性基材(104)的支撑件(102)，布置为产生等离子体(112)的等离子体发生器(110)，布置为在空间上限定等离子体的磁体阵列(114)，其中磁体阵列包括：具有第一极性的第一细长磁体(404)；具有与第一极性相反的第二极性且基本平行于第一细长磁体的第二细长磁体(406)，使得第一细长磁体和第二细长磁体限定第一平直磁通部分(204)；具有第一极性且基本平行于第一细长磁体的第三细长磁体(408)，使得第二和第三细长磁体限定第二平直磁通部分，该第二平直磁通部分通过第一弯曲磁通部分(206)连接到第一平直磁通部分；具有第二极性且基本平行于第一细长磁体的第四细长磁体(410)，使得第三细长磁体和第四细长磁体限定第三平直磁通部分，该第三平直磁通量部分通过第二弯曲磁通部分连接到第二平直磁通部分。

背景技术

基于陶瓷的透明阻隔涂层适用于多种应用，包括包装对氧气或湿气敏感的食品、封装对气体或湿气敏感的电子产品组件以及需要阻隔性能的各种其他功能应用。可以采用辊对辊(roll to roll)工艺将这些涂层施加至柔性基材。

已知多种产生阻隔涂层的方法，例如，高速物理气相沉积(Physical VapourDeposition，PVD)。该方法相对高速且成本较低，但产生的阻隔物较差。可以通过多种已知技术(包括反应溅射、化学气相沉积和原子层沉积)来实现阻隔性能的提升。但是，所有这些技术均速度较慢，因此成本较高，特别是当用在辊对辊加工中时。

等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition，PECVD)也是生产阻隔涂层的已知技术。然而，在PECVD中，由于涂层将仅沉积在所产生的等离子体区中，使得沉积速率受到限制。提高所施加的前体材料用量起到淬灭等离子体的作用，使得涂层的沉积停止。因此，尽管可以使用该技术生产高质量的阻隔涂层，但是该技术较为低速，当将其用于辊对辊工艺中时导致较低的线速度。

已经使用由单一电源供电的具有多个独立跑道(具有更高等离子体密度的磁约束区域)的磁控管等离子体反应装置来提高线速度。但是，这种布置有许多缺点。具体而言，要确保跑道稳定且供能均衡是非常困难的。跑道附近的气压的任何区别和变化都可导致各个跑道的供电不均，从而导致施加功率的局部变化，影响所生产材料的均匀性以及任何此类过程的最终长期可行性。因此，当由单一电源产生多个独立跑道时，这种布置需要非常高的工程公差和严格的控制，以及磁体和过程压力的一致性。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了根据权利要求1的设备。

因此，根据第一方面的设备，提供了具有多个平直跑道区的单个磁控管，该多个平直跑道区以交替的方式连接在一起，以共同形成连续的蛇形(snaking)或蜿蜒形(serpentine)形状，在其中对基材进行处理、涂覆或固化，提高了给定时间内可处理的基材量，从而在整体上加快了处理、涂覆或固化的时间。该蜿蜒跑道可例如包括至少四个大体上平行的平直区域和至少四个端部或转向区域，它们组合在一起以限定一条具有单一通路的连续闭环跑道。

第一方面的优点在于仅需要单一电源，并且与多跑道系统相比，所需的工程公差得以降低，这是因为围绕滚筒的磁场强度、电场强度以及过程压力方面具有较小变化，这减少了对跑道动力水平的影响。因此，以基本相同的水平为跑道的所有区域(尤其是跑道的平直部分)供能(energised)。这意味着对基材所施加的空间处理、涂覆或固化更加一致。

基本平行可意指细长磁体之间的角度大于等于0度但小于45度，大于等于0度但小于25度，或者大于等于0度但小于10度。

磁体阵列可以包括：

第一细长磁体，其具有第一极性；

第二细长磁体，其与第一细长磁体相邻设置并且基本平行于第一细长磁体，第二细长磁体具有与第一极性相反的第二极性，使得在第一细长磁体和第二细长磁体之间限定有第一平直磁通部分；