[12]发明专利申请公开说明书
[21]申请号97117185.8
[51]Int.CI6
C23C 14/22B05B 1/24B05B 17/00
[43]公开日1998年4月1日[22]申请日97.5.21
[30]优先权
[32]96.05.21 [33]JP [31]125400/96[32]97.03.10 [33]JP [31]054760/97[32]97.03.17 [33]JP [31]062651/97[32]97.04.01 [33]JP [31]081768/97[71]申请人松下电器产业株式会社
地址日本大阪
[72]发明人本田和义 小田桐优 高桥喜代司 越后
纪康 砂流伸树
[11]公开号CN 1177652A
[74]专利代理机构永新专利商标代理有限公司
代理人蹇炜
权利要求书 5 页 说明书 34 页 附图 33 页
[54]发明名称
薄膜、制备该薄膜的方法和设备、以及包括该薄膜的电子元件[57]摘要
一种形成薄膜的方法,包括下列步骤:将液态的沉积材料加到加热表面上;加热和蒸发位于,加热表面上的沉积材料,同时将沉积材料移动;以及将沉积材料沉积在沉积表面上。将该沉积材料加到加热表面上的使蒸发的沉积材料不能到达沉积表面的位置处。
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权 利 要 求 书
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1、一种形成薄膜的方法，该方法包括下列步骤：将液态的沉积材料加到加热表面上；加热和蒸发位于加热表面上的沉积材料，同时将沉积材料移动；以及将沉积材料沉积在沉积表面上，其中将将该沉积材料加到加热表面上的使蒸发的沉积材料不能到达沉积表面的位置处。
2、权利要求1的方法，其中位于加热表面上的沉积材料按照该加热表面的旋转运动而输送。
3、权利要求2的方法，其中将液态沉积材料加到加热表面上的步骤包括以或者原子态或者蒸汽态加入沉积材料。
4、权利要求3的方法，其中将液态沉积材料加到加热表面上的步骤包括超声波原子化、喷雾原子化、机械原子化以及蒸发中的一个步骤。 5、权利要求1的方法，其中在真空状态下进行加入沉积材料的步骤、加热和蒸发步骤以及将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤。
6、权利要求1的方法，其中该沉积材料是可固化的树脂材料。该方法还包括在将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤之后的将沉积的沉积材料固化的步骤。 7、权利要求6的方法，该方法还包括形成另一薄层的步骤，该薄层是由与在脂薄膜上的沉积材料不同的材料制成，所述的树脂薄膜是由固化的沉积材料制成。
8、权利要求7的方法，其中加入沉积材料的步骤在真空状态下进行，该真空状态与固化该沉积材料的步骤和形成另一薄层的步骤的真空状态不同，所述的另一薄层由与在树脂薄膜上的沉积材料不同的材料制成，所述的树脂薄膜是由固化的沉积材料制成。
9、权利要求8的方法，该方法包括交替进行形成树脂薄膜的步骤和形成另一薄层的步骤的步骤。
10、权利要求1的方法，其中在加热表面上的沉积材料通在该沉积材料沿该加热的表面流动而输送。
11、权利要求10的方法，该方法包括将沉积材料在多个加热表面上流动的步骤，所述的加热表面为不同的温度。
12、权利要求10的方法，其中其上加入液态沉积材料的加热表面的区域保
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持在比该加热表面的其它区域的温度更低的温度。
13、权利要求11的方法，其中该沉积材料以液态在多个加热表面上移运。 14、权利要求10的方法，该方法还包括下列步骤：将沉积材料加到进行旋转运动的加热表面上；以及通过旋转该加热表面而输送该沉积材料。 15、权利要求10的方法，该方法还包括收集部分的沿容器的加热表面输送的液态沉积材料的步骤。
16、一种形成薄膜的方法，包括将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤，该方法还包括：在将沉积材料沉积在沉积表面上之前，将带电粒子束发射至沉积材料或沉积表面的至少一个上的步骤。
17、权利要求16的方法，其中将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤包括将至少一种或者是原子态或者是蒸发态的沉积材料沉积在沉积表面上的步骤。 18、权利要求17的方法，其中沉积步骤包括下列步骤中的一个步骤：超声波原子化、喷雾原子化、机械原子化、和蒸发。
19、权利要求18的方法，其中蒸发步骤包括将液态沉积材料加到加热表面上的步骤，并且加入沉积材料的步骤是将或者是原子态或者是蒸发态的沉积材料加到沉积表面上的步骤。
20、权利要求16的方法，其中该带电粒子束包括：电子束或离子束中的至少一种。
21、权利要求16的方法，其中带电粒子束的加速电压约为50V或更大。 22、权利要求16的方法，其中该沉积材料是可固化的树脂材料。该方法还包括在将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤之后将沉积的沉积材料固化的步骤。 23、权利要求22的方法，其中该可固化树脂材料的粘度在标准温度和标准压力下为约30cps-约800cps范围。
24、权利要求16的方法，其中将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤和发射带电粒子束的步骤在不同的真空状态下进行。
25、一种在真空条件下形成树脂薄膜和金属薄膜的方法，该方法包括下列步骤：形成树脂薄膜；通过将该树脂薄膜暴露在含氧气的放电气氛中进行放电处理；以及在该树脂薄膜上形成金属薄膜。
26、权利要求25的方法，其中形成脂薄膜的步骤、进行放电处理的步骤以及形成金属膜的步骤是在真空气氛下顺序进行的。
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27、一种形成树脂薄膜和金属薄膜的方法包括下列步骤：沉积紫外线可固化树脂；通过在含氧气的气氛中将紫外线照射在该紫外线可固化树脂上而形成不完全固化的固化树脂薄膜；以及在该树脂薄膜上形成金属薄膜。
28、权利要求27的方法，其中通过使用电子束沉积方法进行形成金属薄膜的步骤。
29、权利要求27的方法，其中形成金属薄膜的步骤包括在沉积金属薄膜的同时用电子束辐射该树脂薄膜的步骤。
30、权利要求27的方法，其中该紫外线可固化树脂包括丙烯酸类树脂。 31、权利要求27的方法，其中该方法还包括交替地进行形成树脂薄膜的步骤和形成金属薄膜的步骤的步骤。
32、一种薄膜形成装置，该装置包括：一个加热器，该加热器具有用于加热和蒸发沉积材料同时输送该沉积材料的加热表面；一个将沉积材料加到该加热表面上的加料器；一个支撑具有沉积表面的基体的支撑体，以使蒸发的沉积材料沉积在该沉积表面上；以及一个将沉积材料固化在沉积表面上的固化装置，其中将该沉积材料加到加热表面上的使蒸发的沉积材料不能到达沉积表面的位置处。 33、权利要求32的薄膜形成装置，其中该加热器包括加热表面，该表面旋转并输送加到该加热表面上的沉积材料，该沉积材料所处的位置为当该沉积材料蒸发时能直接到达沉积表面。
34、权利要求33的薄膜形成装置，其中该加热器是具有加热表面的加热辊。 35、权利要求33的薄膜形成装置，其中该加热器是具有加热表面的加热带。 36、权利要求33的薄膜形成装置，该薄膜形成装置还包括一个将或者是原子态或者是蒸汽态的沉积材料加到预定位置上的加料器。
37、权利要求36的薄膜形成装置，其中该加料器包括超声波原子化装置、喷雾原子化装置、机械原子化装置、以及蒸发装置中的一种装置。 38、权利要求32的薄膜形成装置，其中加热器的加热表面是倾斜的，以使加到该加热表面上的沉积材料流动，该沉积材料在被加热和蒸发同时在其上移动。
39、权利要求32的薄膜形成装置，该薄膜形成装置还包括一个位于将沉积材料加到加热表面上的位置和沉积表面之间的屏障壁，从而防止沉积材料以直线方式达到该沉积表面。
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40、权利要求38的薄膜形成装置，该薄膜形成装置还包括第二加热器，该第二加热器具有第一加热表面，该第一加热表面旋转和接受来自加热器的位于该第一加热表面上的沉积材料，该第二加热器加热并蒸发该沉积材料，同时输送该沉积材料。
41、权利要求40的薄膜形成装置，其中该另一加热器包括具有加热表面的加热辊和具有加热表面的加热带中的至少一种。
42、权利要求32的薄膜形成装置，该薄膜形成装置还包括用于收集沉积材料的容器。
43、权利要求36的薄膜形成装置，该薄膜形成装置还包括真空室，其中该真空室具有加热器、支撑体和固化装置，加料器将沉积材料从真空室外加料到加热器的加热表面。
44、权利要求32的薄膜形成装置，其中该固化装置包括紫外线辐射装置、电子束发射装置以及热固化装置中的至少一种装置。
45、权利要求32的薄膜形成装置，其中该固化装置包括紫外线辐射装置和安装在紫外线辐射装置上的氧气入口。
46、一种薄膜形成装置，该装置包括：用于原子化或蒸汽化的沉积材料加料的第一加料器；用于支撑具有沉积表面的基体的支撑体，以使原子化或蒸汽化的沉积材料沉积在该沉积表面上；以及用于将带电粒子束发射到该沉积材料和该沉积表面的至少一个上的装置。
47、权利要求46的薄膜形成装置，其中该第一加料器包括超声波原子化装置、喷雾原子化装置、机械原子化装置、以及蒸发装置中的一种装置。 48、权利要求46的具有带加热表面以蒸发沉积材料的第一加料器的薄膜形成装置，还包括第二加料器，该第二加料器将原子化的沉积材料和蒸汽化的沉积材料中的至少一种加料在第一加料器的加热表面上。
49、权利要求48的薄膜形成装置，其中该带电的粒子辐射装置包括电子束辐射装置和离子束辐射装置中的至少一种装置。
50、权利要求46的薄膜形成装置，该薄膜形成装置还包括用于固化沉积在沉积表面上的沉积材料的固化处理装置，该固化处理装置包括紫外线辐射装置、电子辐射装置和热固装置中的至少一种。
51、一种在真空状态下连续制备树脂薄膜和金属薄膜的薄膜制备装置，其中
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树脂薄膜形成后其表面暴露在含有氧气的放电气氛中。
52、一种在真空状态下连续制备树脂薄膜和金属薄膜的薄膜制备装置，包括紫外线辐射装置，在树脂薄膜形成后，在含氧气氛下该紫外线辐射装置利用紫外线对树脂薄膜表面进行辐射处理。
53、一种薄膜，该薄膜在树脂薄膜和金属薄膜叠层之间具有界面，树脂薄膜和金属薄膜界面附近的氧浓度要比树脂薄膜厚度方向上中间部分的氧浓度高。 54、权利要求53的薄膜，其中界面处的氧浓度为树脂薄膜厚度方向上中间部分氧浓度的1.3倍或更高。
55、权利要求53的薄膜，其中该树脂薄膜含有至少一种丙烯酸酯单体。 56、权利要求53的薄膜，其中该树脂薄膜和金属薄膜交替叠层。 57、一种电子元件，它具有权利要求56的薄膜。
58、权利要求57的电子元件，其中金属薄膜的厚度范围为约50nm-约2000nm，而树脂薄膜的厚度范围为约0.05-约3μm。
59、权利要求58的电子元件，其中的金属薄膜是条形薄膜。 60、权利要求58的电子元件，其中的金属薄膜包括由不同金属材料制成的薄层。
61、权利要求59的电子元件，其中金属薄膜的厚度范围约为15-约100nm，树脂薄膜的厚度范围为约0.05μm-约1μm。
62、权利要求61的电容器，其中树脂薄膜的最外层比树脂薄膜的其它层厚。
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说 明 书
薄膜、制备该薄膜的方法和设备、
以及包括该薄膜的电子元件
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本发明涉及：适合用作电子元件的薄膜，制备该薄膜的方法和设备，以及包括该薄膜的电子元件。
在现代社会中，薄膜具有很广泛的用途，并应用于各种日用品中，例如用于包装纸、磁带、电容或半导体器件。没有这些薄膜的话，则不能获得现代的高性能或尺寸减小技术。
用于制备满足工业需求的薄膜的方法已经经过各种开发研究，例如，用作包装纸、磁带、电容等的薄膜通过将真空蒸发沉积工艺和后续的轧制工艺相结合而制备，轧制工艺在高速生产率方面具有优越性。在这种方法中，被沉积的材料(下面简称为“沉积材料”)和其上沉积该沉积材料的作为基体的材料依据该薄膜的用途进行选择。当需要时，为了形成具有所需性能的薄膜，可在真空室中引入反应气体，或者在基体上施加电压。
具有长的长度的磁记录介质可以通过使用含磁性元素(如Co、Ni或Fe)的沉积材料并进行反应沉积(沉积过程中向真空室中通入氧气)而制得。对于半导体来说，通常使用溅射法。
由树脂制造的薄膜可以用涂覆方法形成。逆向涂覆或口模式涂布是工业化使用的在基体上涂覆树脂的方法。通常，在基体上涂覆、干燥和固化之前，用溶剂稀释涂覆材料。用常规涂覆方法，涂料沉积的厚度一般为几微米或更厚。因此，为了形成极薄的树脂薄膜(本文中，“极薄”树脂薄膜称作“薄”树脂薄膜)，需要用溶剂稀释涂料。在大多数情况下，用上述方法形成的树脂薄膜的厚度的最低限度为约1μm。甚至当用溶剂稀释该涂料时，也难以得到厚度为1μm或更小的树脂薄膜。另外，用溶剂稀释倾向于在干涂膜中造成造陷，并且造成包括环境问题的其它相关问题。
目前，由不同种类的叠层薄膜制备的各种复合薄膜已经存在并且已用于各种工业领域。对于复合薄膜作为芯片型电子元件的应用已引起人们很大的注意力。复合薄膜例如可使电容、线圈、电阻或它们的组合元件的尺寸减小，但同时保持
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高性能，并且已经生产这种复合薄膜，这种产品的市场正在发展。 如上所述，已经有形成树脂薄膜的各种方法。然而，用一般的涂覆方法，涂料的厚度最薄为几微米或更大。因此，为了形成极薄的树脂薄膜，需要用溶剂稀释涂料。甚至为用溶剂稀释涂料时，也难以得到厚度为1μm或更小的树脂薄膜。另外，用溶剂稀释倾向于在干涂膜中造成缺陷，并且造成包括环境问题的其它相关问题。
在叠层薄膜情况下，各膜层间的粘合性与每个膜层的性能一样重要。各膜层间的粘合性不够会在后续的制造步骤中或在实用过程中造成各膜层间的小的分离。这种小的分离经常导致各膜层间整个粘合区域的分离。因此，从实用观点出发，应解决这种问题。
根据本发明的一方面，一种形成薄膜的方法，该方法包括下列步骤：将液态的沉积材料加到加热表面上；加热和蒸发位于加热表面上的沉积材料，同时将沉积材料移动；以及将沉积材料沉积在沉积表面上。将该沉积材料加到加热表面上的使蒸发的沉积材料不能到达沉积表面的位置处。
在本发明的一个实施方案中，位于加热表面上的沉积材料按照该加热表面的旋转运动而输送。
在本发明的另一个实施方案中，将液态沉积材料加到加热表面上的步骤包括以或者原子态或者蒸汽态加入沉积材料。
在本发明的又一个实施方案中，将液态沉积材料加到加热表面上的步骤包括超声波原子化、喷雾原子化、机械原子化以及蒸发中的一个步骤。 在本发明的再一个实施方案中，在真空状态下进行加入沉积材料的步骤、加热和蒸发步骤以及将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤。
在本发明的还一个实施方案中，该沉积材料是可固化的树脂材料。该方法还包括在将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤之后的将沉积的沉积材料固化的步骤。
在本发明的又一实施方案中，该方法还包括形成另一薄层的步骤，该薄层是由与在树脂薄膜上的沉积材料不同的材料制成，所述的树脂薄膜是由固化的沉积材料制成。
在本发明的又一实施方案中，加入沉积材料的步骤在真空状态下进行，该真空状态与固化该沉积材料的步骤和形成另一薄层的步骤的真空状态不同，所述的
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另一薄层由与在树脂薄膜上的沉积材料不同的材料制成，所述的树脂薄膜是由固化的沉积材料制成。
在本发明的又一实施方案中，该方法包括交替进行形成树脂薄膜的步骤和形成另一薄层的步骤的步骤。
在本发明的又一实施方案中，在加热表面上的沉积材料通过在该沉积材料沿该加热的表面流动而输送。
在本发明的又一实施方案中，该方法包括将沉积材料在多个加热表面上流动的步骤，所述的加热表面为不同的温度。
在本发明的又一实施方案中，其上加入液态沉积材料的加热表面的区域保持在比该加热表面的其它区域的温度更低的温度。
在本发明的又一实施方案中，该沉积材料以液态在多个加热表面上移运。 在本发明的又一实施方案中，该方法还包括下列步骤：将沉积材料加到进行旋转运动的加热表面上；以及通过旋转该加热表面而输送该沉积材料。 在本发明的又一实施方案中，该方法还包括收集部分的沿容器的加热表面输送的液态沉积材料的步骤。
根据本发明的另一方面，一种形成薄膜的方法，包括将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤。该方法还包括，在将沉积材料沉积在沉积表面上之前，将带电粒子束发射至沉积材料或沉积表面的至少一个上的步骤。
在本发明的一个实施方案中，将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤包括将至少一种或者是原子态或者是蒸发态的沉积材料沉积在沉积表面上的步骤。 在另一实施方案中，沉积步骤包括下列步骤中的一个步骤；超声波原子化、喷雾原子化、机械原子化、和蒸发。
在又一实施方案中，蒸发步骤包括将液态沉积材料加到加热表面上的步骤，并且加入沉积材料的步骤是将或者是原子态或者是蒸发态的沉积材料加到沉积表面上的步骤。
在又一实施方案中，该带电粒子束包括电子束或离子束中的至少一种。 在本发明的又一实施方案中，带电粒子束的加速电压约为50V或更大。 在本发明的又一实施方案中，该沉积材料是可固化的树脂材料。该方法还包括在将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤之后将沉积的沉积材料固化的步骤。 在本发明的又一实施方案中，该可固化树脂材料的粘度在标准温度和标准压
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力下为约30cps-约800cps范围。
在本发明又一实施方案中，将沉积材料沉积在沉积表面上的步骤和发射带电粒子束的步骤在不同的真空状态下进行。
根据本发明的再一方面，在真空条件下形成树脂薄膜和金属薄膜的方法，该方法包括下列步骤：形成树脂薄膜；通过将该树脂薄膜暴露在含氧气的放电气氛中进行放电处理；以及在该树脂薄膜上形成金属薄膜。
在本发明的一个实施方案中，形成树脂薄膜的步骤、进行放电处理的步骤以及形成金属膜的步骤是在真空气氛下顺序进行的。
在本发明的另一方面中，形成树脂薄膜和金属薄膜的方法包括下列步骤：沉积紫外线可固化树脂；通过在含氧气的气氛中将紫外线照射在该紫外线可固化树脂上而形成不完全固化的固化树脂薄膜；以及在该树脂薄膜上形成金属薄膜。 在本发明的一个实施方案中，通过使用电子束沉积方法进行形成金属薄膜的步骤。
在本发明的另一实施方案中，形成金属薄膜的步骤包括在沉积金属薄膜的同时用电子束辐射该树脂薄膜的步骤。
在本发明的另一实施方案中，该紫外线可固化树脂包括丙烯酸类树脂。 在本发明的另一实施方案中，该方法还包括交替地进行形成树脂薄膜的步骤和形成金属薄膜的步骤的步骤。
依据本发明的另一方面，一种薄膜形成装置，该装置包括：一个加热器，该加热器具有用于加热和蒸发沉积材料同时输送该沉积材料的加热表面；一个将沉积材料加到该加热表面上的加料器；一个支撑具有沉积表面的基体的支撑体，以使蒸发的沉积材料沉积在该沉积表面上；以及一个将沉积材料固化在沉积表面上的固化装置。将该沉积材料加到加热表面上的使蒸发的沉积材料不能到达沉积表面的位置处。
在本发明的一个实施方案中，该加热器包括加热表面，该表面旋转并输送加到该加热表面上的沉积材料，该沉积材料所处的位置为当该沉积材料蒸发时能直接到达沉积表面。
在本发明另一实施方案中，该加热器是具有加热表面的加热辊。 在本发明另一实施方案中，该加热器是具有加热表面的加热带。 在本发明的又一实施方案中，该薄膜形成装置还包括一个将或者是原子态或
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者是蒸汽态的沉积材料加到预定位置上的加料器。
在本发明的又一实施方案中，该加料器包括超声波原子化装置、喷雾原子化装置、机械原子化装置、以及蒸发装置中的一种装置。
在本发明的又一实施方案中，加热器的加热表面是倾斜的，以使加到该加热表面上的沉积材料流动，该沉积材料在被加热和蒸发同时在其上移动。 在本发明的另一实施方案中，该薄膜形成装置还包括一个位于将沉积材料加到加热表面上的位置和沉积表面之间的屏障壁，从而防止沉积材料以直线方式达到该沉积表面。
在本发明的又一实施方案中，该薄膜形成装置还包括第二加热器，该第二加热器具有第一加热表面，该第一加热表面旋转和接受来自加热器的位于该第一加热表面上的沉积材料，该第二加热器加热并蒸发该沉积材料，同时输送该沉积材料。
在本发明又一实施方案中，该另一加热器包括具有加热表面的加热辊和具有加热表面的加热带中的至少一种。
在本发明又一实施方案中，该薄膜形成装置还包括用于收集沉积材料的容器。
在本发明又一实施方案中，该薄膜形成装置还包括真空室。该真空室具有加热器、支撑体和固化装置，加料器将沉积材料从真空室外加料到加热器的加热表面。
在本发明又一实施方案中，该固化装置包括紫外线辐射装置、电子束发射装置以及热固化装置中的至少一种装置。
在本发明又一实施方案中，该固化装置包括紫外线辐射装置和安装在紫外线辐射装置上的氧气入口。
依据本发明的另一方面，一种薄膜形成装置，该装置包括：用于原子化或蒸汽化的沉积材料加料的第一加料器；用于支撑具有沉积表面的基体的支撑体，以使原子化或蒸汽化的沉积材料沉积在该沉积表面上；以及用于将带电粒子束发射到该沉积材料和该沉积表面的至少一个上的装置。
在本发明的一个实施方案中，该第一加料器包括超声波原子化装置、喷雾原子化装置、机械原子化装置、以及蒸发装置中的一种装置。
在本发明的另一实施方案中，具有带加热表面以蒸发沉积材料的第一加料器
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的该薄膜形成装置还包括第二加料器，该第二加料器将原子化的沉积材料和蒸汽化的沉积材料中的至少一种加料在第一加料器的加热表面上。
在本发明的另一实施方案中，该带电的粒子辐射装置包括电子束辐射装置和离子束辐射装置中的至少一种装置。
在本发明的另一实施方案中，该薄膜形成装置还包括用来固化沉积在沉积表面上的沉积材料的固化处理装置，该固化处理装置包括紫外线辐射装置、电子辐射装置和热固装置中的至少一种。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种在真空状态下连续制备树脂薄膜和金属薄膜的薄膜制备装置。树脂薄膜形成后其表面暴露在含有氧气的放电气氛中。
根据本发明的另一方面，在真空状态下连续制备树脂薄膜和金属薄膜的薄膜制备装置包括紫外线辐射装置，在树脂薄膜形成后，在含氧气氛下该紫外线辐射装置利用紫外线对树脂薄膜表面进行辐射处理。
根据本发明的另一方面，薄膜在树脂薄膜和金属薄膜叠层之间具有界面。树脂薄膜和金属薄膜界面附近的氧浓度要比树脂薄膜厚度方向上中间部分的氧浓度高。
在本发明的另一实施方案中，界面处的氧浓度为树脂薄膜厚度方向上，中间部分氧浓度的1.3倍或更高。
在本发明的另一实施方案中，树脂薄膜包含至少一种丙烯酸酯单体。 在本发明的另一实施方案中，树脂薄膜和金属薄膜交替重叠。 根据本发明的另一方面，本发明提供一种具有以上所述薄膜的电子元件。 在本发明的实施方案中，金属薄膜的厚度范围为约50nm到约2000nm，树脂薄膜的厚度范围为约0.05到约3μm。
在本发明的另一实施方案中，金属薄膜为条形薄膜。
在本发明的另一实施方案中，金属薄膜包括由不同金属材料制成的薄层。 在本发明的另一实施方案中，金属薄膜的厚度范围为约15到约100μm，树脂薄膜的厚度范围为约0.05μm到约1μm。
在本发明的另一实施方案中，树脂薄膜的最外层比树脂薄膜的其它层厚。 因此，本发明具有如下优点：(1)提供一种用作电子元件或其它类似元件的高质量树脂薄膜的制备方法和制备装置，该方法不需溶剂，因此可实现薄膜制
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备高生产率和环境的保护；(2)提供一种用来生产高性能电子元件的超平滑树脂薄膜的制备方法和制备装置；(3)提供一种用来生产可望达到的高性能电子元件的薄膜层间高粘着力的叠层薄膜的制备方法和制备装置。
通过参照附图阅读和理解下面的详细描述，本技术领域的技术人员会明了本发明的这些和其它优点。
图1是本发明第一方面中薄膜的制备装置的一个实例示意图。 图2是本发明第一方面中薄膜的制备装置的又一实例示意图。 图3是本发明第一方面中薄膜的制备装置的又一实例示意图。 图4是本发明第一方面中薄膜的制备装置的又一实例示意图。 图5是本发明第一方面中薄膜的制备装置的又一实例示意图。 图6是对此实施例中薄膜制备装置的示意图。
图7是说明本发明第一方面中薄膜制备装置中的第一加料器和加热辊之间位置关系的示意图。
图8是说明本发明第一方面中薄膜制备装置中的第一加料器和加热辊之间另一位置关系的示意图。
图9是说明本发明第一方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图10是说明本发明第一方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图11是说明本发明第一方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图12是说明本发明第一方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图13是说明本发明第一方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图14是说明本发明第一方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图15是说明本发明第一方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图16是说明本发明第一方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图17是说明本发明第一方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图18是说明本发明第二方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图19是说明本发明第二方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图20是说明本发明第二方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图21是说明本发明第二方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图22是说明本发明第二方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。
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图23是说明本发明第二方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图24是说明本发明第二方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图25是说明本发明第二方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图26是说明本发明第二方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图27是说明本发明第三方面中的薄膜制备装置的一个实例示意图。 图28是说明本发明第三方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图29是说明本发明第三方面中的薄膜制备装置的另一实例示意图。 图30是说明本发明薄膜中氧浓度的示范深度轮廓的曲线图。
图31是说明树脂薄膜和金属薄膜界面上氧浓度和粘附力之间关系的曲线图。
图32A是说明含有本发明树脂薄膜(叠层膜)的典型电子元件的截面图。 图32B是说明含有本发明树脂薄膜(叠层)的典型电子元件的立体图。 图33A是说明含有本发明树脂薄膜(叠层)的另一典型电子元件的截面图。 图33B是说明含有本发明树脂薄膜(叠层)典型电子元件的立体图。 根据本发明的第一方面，一种制备薄膜的方法包括如下步骤：加热和蒸发沉积材料，同时改变其位置。蒸发时，液体形式(也就是说液态)的沉积材料被加到它不能达到的基体沉积表面位置上(即沉积材料最终要沉积到的表面)，因此在输送时沉积材料被加热和汽化。当沉积材料被加热、汽化和输运到它能达到的基体沉积表面时，由于沉积材料在快速方式下迅速加热和汽化而产生的沉积材料异常粒子(即粗粒子)能被控制。结果，超薄均匀高质的树酯薄膜在基体(即薄膜)上形成。
沉积材料可被加到加热到所需温度的移动的加热体表面(即加热表面)，并在移动加热表面输送过程中汽化。此情况下，液态沉积材料首先被加到移动热体的汽化沉积材料不能达到基体沉积表面的位置上。沉积材料最好是通过原子化和或蒸汽化加到移动加热表面。沉积材料的原子化和或蒸汽化允许少量的沉积材料以均匀速率加到加热表面上。此时，异常粒子的产生可得到进一步的控制。 而且，液态沉积材料可被加到倾斜的加热表面上，以便当沉积材料加热到所需温度并蒸发时使沉积材料跑向(即流向)加热表面。此时，液态沉积材料首先被加到加热表面上某一位置，此位置上汽化沉积材料不到达到基体上的沉积表
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面。加热表面可以倾斜和振动(例如跷跷板运动)。流动沉积材料的汽化(蒸发)便于增强的和均匀的汽化速率。
以上所述各种方法可单独或混合使用。
下面将对实施例1-9和实施例10-14进行描述来解释本发明的第一方面。 在实施例1-9中，把液态沉积材料加到移动的加热表面上进行流动沉积材料的加热和蒸发步骤。这样在加热表面移动过程中其上的沉积材料可被加热到所需温度并汽化。在实施例1-9中，丙烯酸树脂薄膜形成在铝沉积膜上。此后，将要沉积树酯薄膜的基体表面称为沉积表面。实施例1
图1是本发明实施例1中的薄膜制备装置100的示意图。此后，本质上功能相同的元件以相同的参考号表示。
铝沉积膜3由配送辊1经导辊6移向圆筒4。然后继续经另一导辊6送至接收辊8。图1中，铝沉积膜3的运动方向用箭头2a表示。沉积材料(丙烯酸单体)被加到铝沉积膜3上，铝沉积膜3沿暴露在保护板5之间的圆筒4的圆形表面移动。然后暴露在紫外线辐射装置7下的沉积材料被硬化，因此形成了丙烯酸树脂薄膜。
本发明实施例1中的薄膜制备装置100的沉积材料供应部分110包括有超声波发生器10和加热辊11。液态沉积材料经输送管道9向超声波发生器10输送，液态沉积材料被超声波发生器10原子化，以便加到加热辊11的表面。所需温度下的加热辊11在如箭头2b所示的方向上转动。加热圆辊11上的沉积材料被加热到所需温度并在其表面上汽化，同时加热辊11在如箭头2b所示的方向上连续转动，以便使汽化的沉积材料沉积到铝沉积膜3(即沉积表面)的表面上。 在超声波发生器10的超声波振荡作用下产生的沉积材料粒子相当大。每个粒子的直径为几微米，其中有些粒子的直径甚至大至几十微米。这里直径为3μm或更大的粒子称为异常粒子。当这些异常粒子直接沉积到铝沉积薄3上时，薄膜厚度不均匀和/或薄膜中缺陷就会发生。根据实施例1，超声波发生器10下产生的沉积材料粒子首先是加到加热辊11的表面，以便使沉积材料不直接沉积在铝沉积薄膜3上。加热辊11表面上的沉积材料被加热一直到其汽化，然后将其输送至加热辊11的上部，这时，蒸发的沉积材料沉积到铝沉积膜3上。加有沉积材料的加热辊11上的部分(即加热辊11的下半部分)不面对铝沉积薄膜3的沉积表面。
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因此，甚至在沉积材料异常粒子被加热辊11以快速方式迅速加热并产生异常粒子时，异常粒子也会被阻止达到铝沉积薄膜3的表面。
沉积材料的加料速率可通过调节液体输送管道9上的阀门12超声波发生器10的输出量、或者加热辊11的大小、温度和/或转动速率来控制。例如，加热辊11的半径(例如约120mm)设定为圆筒4半径(例如约400mm-500mm)的约0.3倍。例如圆筒4和加热辊11的有效宽度可定为约500mm。圆筒4和加热辊11的转速可分别设定为约100转/分和约2-3转/分。通过对沉积材料的大小，厚度和性能(蒸发温度，蒸发速率，粘度等)以及所制备薄膜的以上方面的考虑，以上这些条件可以适当设置。加热辊11的温度并不限制在这里所述的温度范围内，可随所用沉积材料或制备薄膜所选条件的变化而变化。本质上加热辊11可顺时针或逆时针转动。这些方案均会在本发明以后所述的实施例中出现。 根据实施例1，带有30nm厚铝层的约2μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜作为铝沉积膜3。混合有10％(重量)光聚引发剂的1，9-壬二醇二丙烯酸酯作为沉积材料。加热辊11的温度设定为130℃。实施例2
图2是说明本发明实施例2中薄膜制备装置200的示意图。薄膜制备装置200和实施例1中的薄膜制备装置100的不同在于沉积材料供应机构210的结构和沉积材料供应机构110的结构不同。
沉积材料供应机构210包括加热蒸发源13和加热辊11。加热蒸发源13由容器14a和加器14b构成。从液体输送管道9输送来的液态沉积材料在这里被加热到所需温度并汽化，反而达到加热辊11的表面。
加热蒸发源快速加热从液体输送管道9输送来的液态沉积材料，因此由于冲击现象会产生异常粒子(液滴中含有大颗粒粒子)。根据实施例2，这些异常粒子不直接沉积在铝沉积膜3上，而首先沉积在加热辊11的表面。因此可获得和实施例1同样的效果。
根据本发明实施例2，带有50nm厚铝层的5μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜作为铝沉积膜3，混有0.5％(重量)光聚引发剂的二羟甲基-三-环癸烷二丙烯酸酯作为沉积材料。加热辊1 1和加热蒸发源13的温度分别设定为110℃和150℃。另外，加热辊11和加热蒸发源13的温度可设定为相同值。加热辊11和加热蒸发源13的温度可在温差50℃范围内适当设置，二者任何一方的温度都可
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比另一方高。实施例3
图3是说明本发明实施例3中薄膜制备装置300的示意图。薄膜制备装置300和本发明实施例1中薄膜制备装置100的不同在于沉积材料供应机构310和沉积材料供应机构110的结构不同，以及用于固化丙烯酸单体的电子束辐射器16。 沉积材料供应机构310安装有雾化喷嘴15。从液体输送管道9输送而来的液体沉积材料被雾化喷嘴15原子化，从而达到加热辊11的表面。
经雾化喷嘴15形成的粒子尺寸相当大。每个粒子的直径约为几微米或更大，甚至有些粒子直径高达几十微米。当这些异常粒子直接沉积到铝沉积膜3时，厚度不均匀的薄膜和/或有缺陷的薄膜就会出现。根据本发明实施例3，经雾化喷嘴15形成的沉积材料粒子首先加到加热辊11的表面以避免直接沉积到铝沉积薄3上。因此可获得和实施例1相同的效果。
根据实施例3，带有约70nm厚的铝层的4μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜作为铝沉积薄3。1，9-壬二醇二丙烯酸酯和二羟甲基-三-环癸烷二丙烯酸酯(重量)的混合物作为沉积材料。加热辊11的温度设定为120℃。实施例4
图4是说明薄膜制备装置400的示意图。薄膜制备装置400和实施例1中的薄膜制备装置100的不同在于沉积材料供应机构410和沉积材料供应机构110的结构不同。
薄膜制备装置400的沉积材料供应机构410包括一机械原子化装置17。从液体输送管道9输送而来的液态沉积材料被机械原子化装置17原子化，从而达到加热辊11的表面。尽管实施例4中机械原子化装置17由两个转向相反的旋翼组成，但它能被其已知装置代替。
经机械原子化装置17形成的粒子尺寸相当大。每个粒子的直径约为几微米或更大，甚至有些粒子直径高达几十微米，当这些异常粒子直接沉积到铝沉积薄膜3上时，厚度不均匀的薄膜和/或薄膜中的缺陷就会出现。根据本发明实施例4，经机械原子化装置17形成的沉积材料粒子首先加到加热辊11的表面以避免直接沉积到铝沉积薄3上。因此可获得和实施例1相同的效果。
根据实施例4，带有约50nm厚的铝层的约12μm厚聚丙烯硫化物薄膜作为铝沉积膜3。混合有1％(重量)光聚引发剂的丙烯酸异冰片酯作为沉积材料。
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加热辊11的温度设定为80℃。实施例5
图5是说明本发明实施例5中薄膜制备装置500的示意图。薄膜制备装置500和实施例1-4中的薄膜制备装置100-400的不同在于：沉积材料供应机构510不包括用于将蒸汽态或原子化的沉积材料加到加热辊11的第一加料器(即，实施例1中超声波发生器10，实施例2中的加热蒸发源13，实施例3中的雾从喷嘴15和实施例4中的机械原子化装置17)。
根据实施例5，从液体输送管道9输送而来的液态沉积材料直接加到加热辊11的表面。沉积材料加到加热辊11的下半表面(即不与铝沉积膜3的沉积表面相对的表面部分)。结果，甚至当由于加热辊11的加热表面的快速加热而产生沉积材料异常粒子时，异常粒子也不会直接沉积到铝沉积膜3的沉积表面上。由于液态沉积材料直接加到加热辊11的表面，异常粒子由于加热辊的旋转而直接沉积到沉积表面上。因此，和实施例1-4中的方法相比，较大量的异常粒子可直接沉积到沉积表面上，但和没有使用加热辊的传统方法相比，异常粒子的直接沉积量又较小。
根据本发明实施例5，带有约50nm厚铝层的约5μm厚的聚对苯二甲酸醇酯薄膜作为铝沉积薄3。混合有0.5％(重量)光聚引发剂的二羟甲基-三-环癸烷二丙烯酸酯作为沉积材料。加热辊11的温度设定为150℃。对比实施例1
根据实施例1，除不应用加热辊11外，在和实施例1相同条件下，应用基本上和装置100相同的薄膜制备装置制备树脂薄膜。对比实施例2
根据实施例2，除不应用加热辊11外，在和实施例2相同条件下，应用基本上和装置200相同的薄膜制备装置制备树脂薄膜。对比实施例3
根据实施例3，除不应用加热辊11外，在和实施例3相同条件下，应用基本上和装置300相同的薄膜制备装置制备树脂薄膜。对比实施例4
根据实施例4，除不应用加热辊11外，在和实施例4相同条件下，应用基本上和装置400相同的薄膜制备装置制备树脂薄膜。
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对比实施例5
图6是说明对比实施例5中薄膜制备装置550的示意图。根据本发明实施例5，除沉积材料供应机构560和装置500中沉积材料供应机构510的结构不同外，薄膜制备装置550基本上和薄膜制备装置500相同。沉积材料供应机构560，包括一液体输送管道9，其安装使液态沉积材料加到加热辊11的上半表面(即和铝沉积薄3的沉积表面相对的表面)。除此之外在和实施例5相同条件下制备树脂薄膜。
根据所述实施例1-5和对比实施例1-5中的各种方法，通过改变铝沉积膜的移动速率，形成不同厚度的树脂薄膜。在光学显微镜下观察面积为5cm×5cm、厚为约0.1μm和约0.8μm的树脂薄膜。观察异常粒子的最大尺寸和直径约为3μm或更大的异常粒子的数量。当观察区域中存在大量异常粒子时，观察区域取1cm×1cm，将观察值乘25倍即可。用胶带等剥落部分树脂薄膜，测量每种薄膜的厚度，并在电子显微镜下观察剥落的树脂薄膜的横截面。
在每种树脂薄膜上进一步制备100nm厚、1cm×1cm的铝层。因此，这种薄膜具有3层，第一层铝层(Al铝沉积膜3)，树酯薄膜层和第二层铝层。将树酯薄膜夹在中间的双层铝层使铝层能被用作电极。在5V直流电压下测量薄膜电阻来评定薄膜的绝缘特性。铝沉积膜3上的铝层厚度设定为50nm。结果如表1所示。甚至当不带有铝沉积层的聚合物用作基体时，异常粒子的最大尺寸(直径)和数量和以上所述的结果只有稍微不同。
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表1 树脂薄膜评定结果 (实施例1-5和对比实施例1-5)
厚度0.1μm异常粒子数量
实施例1
12
最大粒子尺寸(μm)8
电阻(Ω)5×10
实施例2
10
6
6
厚度0.8μm异常粒子数量80
最大粒子尺寸(μm)10
电阻(Ω)3×10
8
2×10
6
6081×10
8
实施例32030
1×
4101×10
5
150405×10
6
实施例41830120301×10
7
实施例532351×10
5
160401×10
7
对比实施例19014
1×4108×10
3
650205×10
6
对比实施例212512950161×10
6
对比实施例3对比实施例4对比实施例5
450275200
504522
＜5＜5＜5
280016501550
756022
＜5＜5＜5
通过比较实施例1-4和对比实施例1-4的结果可得出，在蒸汽态或原子态的沉积材料首先通过第一加料器(实施例1中的超声波发生器10，实施例2中的加热蒸发源13，实施例3中的雾化喷嘴15和实施例4中的机械原子化装置17)加到加热辊11上，然后在输送过程中加热汽化的情况下，树酯薄膜中的异常粒子显著减少。电阻测量结果也说明，实施例1-4中形成了缺陷少均匀的树酯薄膜。这是由以下原因所至。
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根据实施例1-4，由第一加料器产生的异常粒子首先加到加热辊11的表面，而不是直接沉积在铝沉积薄3上。当沉积材料被输送至加热圆辊11的上半部分时；加热辊11的加热表面上的沉积材料被加热汽化，结果沉积材料被沉积到铝沉积膜3上。由于沉积材料首先加到的加热辊11的表面(即加热辊下半部分)不与铝沉积薄3的沉积表面相对，甚至当沉积材料中异常粒子和加热辊11接触而快速加热重新产生异常粒子时，再生的异常粒子也不能直接沉积到铝沉积薄3上。 因此，沉积到铝沉积薄3沉积表面上的沉积材料被认为含有微量的异常粒子。
对比实施例5的结果表明，当沉积材料直接加到加热辊11的上表面(和基体表面相对的表面部分，即树酯薄膜形成的沉积表面)时，产生大量异常粒子。但是，当把实施例5和对比实施列5的结果进行对比时，发现当沉积材料首先加到加热辊11的下半表面(即不与铝沉积薄膜3沉积表面相对的表面部分)，甚至当沉积材料被快速加热而产生异常粒子时，异常粒子也会被阻止直接沉积到铝沉积薄膜3上。因此，带有相对较少缺陷的薄膜可被制得。
因此，沉积材料首先被加到加热辊上不与基体沉积表面(即树酯薄膜形成的表面部分)相对的表面，然后再移向与基体沉积表面相对的表面，这是十分重要的。然而，从实施例1-4和实施例5的对比之中也可看出：应用第一加料器可进一步提高树酯薄膜的质量。实施例6-9
对第一加料器、加热辊和树酯薄膜沉积的基体部位之间的位置关系进行了研究。如图7所示，在实施例1-4中，由第一加料器18产生的沉积材料初级粒子19有一部分溅射在由第一加料器端部指向加热辊11端部的虚线所包括的范围之外。也就是说，由第一加料器产生的初级粒子有一部分直接到达沉积表面。结果，初级粒子中异常粒子直接到达了沉积表面，因此损害了所制备树酯薄膜的质量。 根据实施例6-9，如图8所示安装保护板5来抑制沉积材料初级粒子19直接到达沉积表面。所加沉积材料(即主要粒子)从第一加料器至保护板5之间的开放区域的直通路径被加热辊11封锁。实施例6-9所用薄膜制备装置在本质上分别和实施例1-4中的薄膜制备装置100-400相同，其带有保护板5。在实施例6-9中分别以实施例1-4中相同的方法备树脂薄膜。所制备树脂薄膜用以上所述同样方法进行评定，结果如表2所示：
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表2
树脂薄膜评定结果(实施例6-9)
厚度0.1μm异常粒子数量
最大粒子尺寸(μm)
电阻(Ω)
厚度0.8μm异常粒子数量
最大粒子尺寸(μ
m)4
电阻(Ω)
实施例6242×10
9
105×10
11
实施例7255×10
8
1262×10
11
实施例8485×10
7
28112×10
9
实施例936
1×810
25105×10
9
实施例6-9和实施例1-4相比所制备薄膜的效果表现为进一步提高。可以理解，通过完全保护沉积材从第一加料器至树脂薄膜形成区域的通道，则所制备树脂薄膜中含有的异常粒子数量就会进一步减少。而且，其电阻也提高约2个数量级，这说明树脂薄膜中缺陷少使其绝缘特性较高。来源于由第一加料器产生的沉积材料(初级粒子)的大部分异常粒子已经直接沉积在基体上。
因此，尽管所述实施例6-9与实施例1-4中的方法相比生产效率低(即较低的材料使用率和薄膜形成速率)，但它们在制备高质树脂薄膜方面占有优势。 尽管在以上所述实施例中使用加热辊来加热、蒸发和输送沉积材料，但加热辊可被其它加热装置代替。例如，如图9所示(薄膜制备装置120)，实施例1中沉积材料供应机构110的加热辊11可以被加热带30来代替。
薄膜制备装置120中的沉积材料供应机构130包括超声波发生器10和加热带30。加热带30包括带30a，传动辊29a和29b以及加热灯28。带30a由传动辊29a和29b驱动。
液态沉积材料经液体输送管道9输送至超声波发生器10，由超声波发生器
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10原子化并加到带30a表面。随着带30a的转动(如箭头2b所示)，带30a表面上的沉积材料移向与铝沉积薄膜3沉积表面相对的位置。用加热灯28把带30a上与沉积表面相对的区域加热至所需温度，从而使沉积材料再次汽化以沉积在铝沉积膜3的沉积表面上。由于由超声波发生器10(即第一加料器)产生的沉积材料初级粒子被抑制不能达到薄膜沉积表面，因此可获得和实施例1相同的效果。 应用加热带30，可减少设备尺寸，提高初级粒子的使用率。而且，当传动轮29b处于被冷却状态时，能防止在第一加料器一侧的带30a表面上的沉积材料汽化，从而进一步提高了初级粒子的使用率。
而且，尽管在以上所述实施例中只对约0.1μm和0.8μm厚的树脂薄膜进行了研究，但约0.05μm-约3μm厚的树脂薄膜被证明有相似的特性。尽管在以上所述的实施例中只使用3种类型的丙烯酸树脂，但在使用其它类型的丙烯酸树酯或不是丙烯酸树酯时本发明也广泛的适用。固化不仅仅限于使用紫外线或电子束辐射装置，例如，也可使用热固化装置。
根据本发明，制备树酯薄膜的方法不受气氛压力或气体的限制。为了加速沉积材料蒸发速率从而提高薄膜制备速率，优先选用真空气氛。另外，当在真空气氛下加速沉积材料蒸发速率时，沉积材料可被维持在低温状态，因此可防止带30a加热部分上沉积材料固化或粘附在带30a上。当材料除了到达带30a的加热部分附近外不具有高蒸汽压时，这种效果特别显著。使用真空气氛还有其它优点，如更适宜紫外线固化，更易于引进电子束固化，且在与下述制备薄膜的方法和装置配合使用时可以制备叠层复合薄膜。另外，在用惰性气体气氛代替真空气氛下，紫外线固化也可以适当的方式进行。
当沉积材料的沉积区域和固化区域相互分离时，每个区域的压力和气氛均可单独控制。而且，取决于树脂材料，在气氛(即空气气氛下)下可进行加热固化。 在实施例1-9中，铝沉积膜3作为树脂薄膜基体。但本发明并不仅限于此。薄膜如聚合物膜，金属膜，金属、玻璃、半导体材料制成的基体等均可作为基体。基体的形状不受限制，可为任意，例如平板型基体或曲线型基体均可。而且根据薄膜的材料和应用，基体的运动方式可适当变化。例如树脂薄膜可在圆筒上转动的薄膜基体上连续制备。
沉积到基体沉积表面上的沉积材料角度(入射角度)不仅仅限于以上所述实施例中的那些情况，沉积材料供应机构的位置和基体沉积表面的位置均可适当选
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择来优化入射角。
[制备叠层薄膜的方法和装置]
下面将说明由改进以上所述实施例而实现的制备叠层膜(复合膜)的方法和装置。
图1是说明薄膜制备装置600的示意图。薄膜制备装置600的真空室20中包括树脂薄膜沉积机构610和金属薄膜沉积机构620，以便制备树脂和金属叠层薄膜。真空室20由真空系统21维持其真空状态。
树脂薄膜沉积机构610基本上和本发明实施例1中沉积材料供应机构110结构相同。真空室20中的树脂薄膜沉积机构610被不同压力隔墙22隔离。由树脂薄膜沉积机构610提供的沉积材料沉积到沿圆筒4圆周方向放置的薄3沉积表面上。沉积在膜3上的沉积材料由紫外线辐射器7发出的紫外线固化形成树脂薄膜。另一方面，金属薄膜沉积机构620，通过电子束沉积源23向金属材料辐射电子束24，使金属蒸汽沉积到膜3的沉积表面，从而制得金属薄膜。重复以上所述过程，可制备包括叠层树脂薄膜和金属薄膜的叠层膜。在重复叠层情况下，叠层薄膜可直接制备在圆筒4上或圆筒4上的底层上。在制备叠膜过程后叠层膜可从圆筒4上剥离。
当用电子束固化树脂薄膜时，例如应用图11所示结构，薄膜制备装置600的紫外线辐射装置7可被省去。薄3上沉积的沉积材料可用电子束24的反射部分固化，电子束24由金属薄膜沉积机构620产生，经保持板5上的开口射向水冷反射板26。
图12是说明薄膜制备装置700的示意图。薄膜制备装置700的真空室20中包括树脂薄膜沉积机构710和金属薄膜沉积机构720。带型机构分别应用在树脂薄膜沉积机构和基体运动机构730中。通过差压板22a和基体运动机构730中的带31，使树脂薄膜沉积机构710和金属薄膜沉积机构720位于不同的压力区。带31可由不锈钢薄板或聚合物膜板等制成。
而且，差压板22b安装在紫外线辐射装置7周围，从而使紫外线向沉积材料的辐射的区域内的气氛可单独控制。在本实施例中，氧气由氧气引入管32引入，以便在紫外线固化过程中控制气氛中的氧气浓度。氧气的浓度可由氧气引进管32上的流量调节器33调节。应用此种结构，当氧气存在时(如丙烯酸型材料)，受固化抑制的材料组成的树脂薄膜的固化程度可以控制。例如，在树脂薄膜沉积时
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其固化程度可控制在最小量(即，不完全固化状态)，且叠层膜一旦展平就能立即对其进行热固化处理。利用此种方法制备叠层膜，在树脂薄膜形成过程中的变形(例如扭曲)或类似变形的固化均可容易地被矫正。而且，固化程度在叠层膜厚度方向上(即叠层方向上)可变，从而使叠层膜处于适宜以后连续加工步骤的状态，即：只有在薄膜上下表面附近处的树脂固化从而使其承受以后的处理，而厚度方向上的中部的固化程度低。
应用以上所述薄膜制备装置制备的叠层膜广泛适用于不同的领域。例如，金属薄膜如铝或铜和具有优秀绝缘性能的树脂薄膜构成的叠层膜可被用作高频低耗的半导体材料。而且，在以上所述结构中安装引导电极就形成了电容。这些将在下面进行详细描述。实施例10
图13是说明本发明实施例10中薄膜制备装置800的示意图。薄膜制备装置800的真空室20中包括沉积材料供应机构810，基体运动机构和紫外线辐射器7。沉积材料供应机构810被隔墙52包围，这是为了避免真空室20的真空度过分降低。薄膜制备装置800和实施例1-9中的薄膜制备装置的不同在于沉积材料供应机构810和实施例1-9制备装置中的沉积材料供应机构不同。在和以上所述实施例中本质上相同的部件标有相同的参考号。
沉积材料供应机构810包括第一倾斜加热板50a，第二倾斜加热板50b，遮板51和液体输送管道9。液态沉积材料经液体输送管道9输送至第一倾斜加热板50a，然后开始沿斜坡下滑，下滑中，沉积材料展平为薄液体层并且部分汽化。由于沉积材料中温升过高(如由于暴沸现象)沉积材料在和第一加热板50a相接触的部分就地产生粗大粒子。为了防止这些粗大粒子直接到达沉积表面，在第一加热板50a上首先和沉积材料相接触的部分和沉积表面之间安装有遮墙51。沉积材料一旦到达第一加热板50a的末端，就会落向第二加热板50b，并在其表面上继续下滑和汽化。
使用大量的加热板50a和50b，在较小的空间就能获得相当大的汽化表面，提高了蒸发速率，同时蒸发速率的变化得到控制。而且，多个加热板的温度均可单独设定，从而实现对温升分布的优化。
沉积材料一旦到达第二加热板50b的末端，就会落向料杯48。料杯48可加来进一步蒸发料杯48中的沉积材料。如图13所示，料杯48的内壁是倾斜的，
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从而为沉积材料提供了较宽的蒸发面积，且能防止沉积材料在料杯48中固化。隔墙52和遮墙51也能加热，从而使隔墙52和遮墙51上的沉积材料液滴再次汽化且从其上移走。通过调节从液体输送管道9输送而来的沉积材料量和加热板50a和50b上的沉积材料蒸发量，到沉积材料达到第二加热板50b的末端时，能正好使全部沉积材料蒸发。此时，料杯48可被省去。从加热板50a和50b蒸发的沉积材料量可以调节，例如通过调整加热板50a和50b的面积，倾角和温度。另外，沉积材料也可由冷却的料杯48收集，以备再用。实施例11
图14是说明实施例11中薄膜制备装置900的示意图。薄膜制备装置900的真空室20中包括沉积材料供应机构910，基体运动机构920和紫外线辐射装置7。沉积机构和固化机构被保护板5分离。
基体运动机构920和实施例10中的基体运动机构的不同在于其安装有单独的板状基体3。基体运动机构920包括输送机47，其在如箭头2所示的方向上输送和连续移动基体3。把基体运动机构920和上述实施例10中的基体运动机构相互替换也是可以的。这种相同替换在以后所述实施例中同样适用。 沉积材料供应机构910带有一加热辊11，这是与实施例10中的沉积材料供应机构810的不同。液态沉积材料由液体输送管道9首先输送至第一倾斜加热板50，然后开始沿斜面下滑，下滑过程中沉积材料展平为液体薄层并且部分汽化。再于温升过大(如由于暴沸现象)；沉积材料会在和第一加热板50相接触的部分上产生粗大粒子。为了防止这些粗大粒子直接到达沉积表面，在第一加热板50上首先和沉积材料相接触的部分与沉积表面之间安装有遮墙51。一旦沉积材料达到第一加热板50末端时，它落向加热辊11并继续下落且在其表面汽化。 和实施例10中，第二加热板50b相比，加热辊11为沉积材料的蒸发提供较大的面积和较长的时间。因此，甚至当装置尺寸减少时，蒸发状态同样也是稳定的。当加热辊11上的沉积材料超过加热辊11的容量时，过量的沉积材料从加热辊的最下端落下或被刀片49等刮进料杯48中。根据实施例11，料杯48可加热用于再蒸发，也可冷却用于收集和再利用沉积材料。实施例12
图15是说明实施例12中薄膜制备装置1000的示意图。薄膜制备装置1000的真空室20中包括沉积材料供应机构1010(也称树脂薄膜沉积机构)，基体运动
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机构1020和电子分离辐射装置16，带有电子束沉积源23的金属薄膜沉积机构1030和固化区被保护板5相互。沉积材料供应机构1010被隔墙52所围，从而避免真空室20中真空度的极度减小。
实施例12的薄膜制备装置1000在旋转柱形圆筒4的周围安装有基体3，以便制备包括多个金属薄膜层和树脂薄膜层的叠层膜。
实施例12中的沉积材料供应机构1010和实施例11中的沉积材料供应机构910的不同在于其由液体输送管道9而来的液态沉积材料直接加到加热辊11上。由于温升过大，沉积材料在与加热辊11相接触的部分上产生粗大粒子。为了防止这些粗大粒子直接达到基体沉积表面，在加热辊11上首先和沉积表面接触的部分与沉积表面之间安装有遮墙51。沉积材料在转动加热辊11上连续转动一直到蒸发。加热辊11为沉积材料的蒸发提供了较大的表面和较长的时间。因此，甚至当装置尺寸减少时，蒸发状态也是稳定的。当加热辊11上的沉积材料超过圆辊的容量时，过量的沉积材料从加热辊最下端落下或被刀片(图中无示出)刮进料杯48中。料杯48中的沉积材料可加热再蒸发或冷却再收集。实施例12中，料杯48为冷却状态。
根据实施例12，液态沉积材料加到加热辊11的上半部分(即和基体3沉积表面相对的表面)另外，液态沉积材料也可加到加热辊11的下半部分(例如，如图5中的沉积材料供应机构510)。在这种情况，加热辊11可代替遮墙51，因此遮墙51可省去。实施例13
图16是说明实施例13中薄膜制备装置1100的示意图。薄膜制备装置1100的真空室20中包括沉积材料供应机构1100，基体运动机构1120和电子束辐射装置16。沉积机构和固化区被真空室20中的保护板5相互分离。沉积材料供应机构被隔墙52所围，从而避免了真空室20中真空度的极度降低。
沉积材料供应机构1110和实施例11中的沉积材料供应机构910的不同在于：其使用两个加热带30和30’，且利用电子束辐射装置16固化。第一(和第二)加热带30(30’)包括带30a(30a’)和传动辊29a和29b(29a’和29b’)。带30(30’)由传动辊29a和29b(29a’和29b’)转动。
经液体输送管道9而来的液态沉积材料到达第一加热带30的带30a上，其开始沿斜坡下滑。下滑中，沉积材料展平为液体薄层并部分蒸发。由于温升过大(如
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由于暴沸现象)沉积材料在和第一加热带30接触的部分上产生粗大粒子。为了防止粗大粒子直接到达沉积表面，在第一加热带30上首先和沉积材料相接触的部分与沉积表面间安装有遮墙51。沉积材料一旦到达第一加热带30的末端，其就会落向第二加热带30’的带30a’上，并在其上继续下滑并蒸发。
和实施例10中第二加板50b相比，加热带30和30’为沉积材料的蒸发提供了较大的面积和较长的时间。因此，即使当装置尺寸减少时，蒸发状态仍是稳定的。当加热带30和30’上的沉积材料超过加热带30和30’的容量时，过量的沉积材料从加热带30或30’的最下端落下或被刀片49刮入料杯48中。在实施例13中，料杯48冷却来收集沉积材料。另外，料杯也可加热用于再蒸发。隔墙52和遮墙51也加热用于其上沉积材料液滴的再蒸发和移动。实施例14
图17是说明实施例14中薄膜制备装置1200的示意图。沉积材料供应机构1210和实施例10-13中的沉积材料供应机构810-1110的不同在于其没有液态沉积材料移动机构。由于沉积材料供应机构1210在本质上与实施例1-9中的沉积材料供应机构结构相同，所以省略对其详细描述。
沉积材料经液体输送管道9输送至加热料杯48，然后在料杯48中蒸发。发态沉积材料首先粘附在加热辊11上，并被其输送、加热蒸发。从加热料杯48中蒸发的沉积材料中含有粗大粒子。因此，安装加热辊11是为了防止粗大粒子直接到达沉积表面。结果由粗大粒子引起的缺陷得到了控制。但是，当沉积速率(累积速率)高时，沉积速率不稳定且薄膜中易产生缺陷。
在实施例10-14中，沉积速率和薄膜表面特性(缺陷发生率)之间的关系如表3所示。用光学显微镜观察5cm×5cm表面上的表面特性，并且评定异常粒子(即粗大粒子)的量。1、9-壬二醇二丙烯酸酯(#1)、二羟甲基-三-环癸烷二丙烯酸酯(#2)和2-甲基-3-丁腈(#3)作为沉积材料。
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表3树脂薄膜的形成条件和表面特性
(实施例10-14)
所需厚度(nm)
沉积材料
沉积速率(nm/s)
实施例10实施例11实施例12实施例13实施例14实施例14实施例14实施例14实施例14实施例14实施例14实施例14
0.50.20.10.30.50.50.20.20.10.10.10.1
#1#2#3#1#1#1#2#2#3#3#3#3
20001000250040007002000600100050070010002500
缺陷量粒子/m4312530418241430
2
从表3中可知，当沉积速nm/s率较低时，实施例14中的树脂薄膜缺陷的较少。然而当沉积速率超过1000mm/s后，实施例14中树脂薄膜的缺陷的突然增加。另一方面，在实施例中10-13甚至当沉积速率超过1000nm/s时，所制备树脂薄膜中缺陷数仍很少。
以上情况是由如下原因造成的。在实施例14中当为了提高沉积速率而增加沉积材料用量时，蒸发面积变得不够。因此，温度需设置较高。由于供应液态沉积材料量增加从而提高了沉积材料的体积/表面积的比值，尤其是在高温状态，暴沸现象极易发生。所以由于暴沸现象而产生的一些粒子粘附到沉积表面上，因此实施例14在高沉积速率时产生以上所述缺陷。由于暴沸现象而产生的粒子倾向于直线方向跳动，因此可安装遮墙使支撑部件和所加液态沉积材料间不相互暴露。尽管此种方法可抑制因暴沸现象产生的大量粒子粘附在支撑部件上，但由于碰撞反射作用一些粒子仍能粘附在支撑部件上。而且当温度上升时，部分沉积材料固化，因此干扰了稳定的蒸发速率。
根据实施例10-13随液态沉积材料的下滑液态沉积材料展平为液体薄层因此提高了蒸发面积。所以甚至当沉积材料量增加时，即当沉积速率很高时，沉积材
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料的暴沸现象或热固化现象都不可能发生。因此可获得缺陷较少的村脂薄膜。 根据以上所述实施例14在较高沉积速率条件下树脂材料很可能热固化，因此沉积材料的蒸发速率随时间而变化。所以选择实施例14中薄膜制备装置的薄膜制备条件是十分困难的。例如在实施例12和13中料杯48处于冷却状态而收集沉积材料时，尽管料杯48中的蒸发不是所期望的，但整个薄膜制备装置的蒸发量是十分稳定的。因此，当要求维持一个均匀蒸发速率时，料杯48最好处于冷却状态。 根据实施例10-13中薄膜的制备装置及方法，当尽可能的控制热固化或暴沸现象发生时沉积材料可以高效蒸发。根据实施例10-13树脂薄膜可以在稳定方式下以较高沉高速率制备。因此实施例10-13在工业领域中具有较高的应用价值。 尽管丙烯酸型单体材料用作沉积材料，但其它类型的树脂材料如环氧树脂型材料或无机材料均可用沉积材料。而且，尽管在以上所述实施例中应用的是紫外线固化或电子束固化装置，但本发明并不仅限于此。
应用本发明第一方面中的薄膜制备方法和装置，可制得带有少量缺陷的树脂薄膜。然而对用以上所述方法制得的树脂薄膜表面(固化后)进行仔细观察后可发现：其表面为光洁表面。而且还发现当使用较高粘度的树脂材料时其表面粗糙度较大。所观察表面粗糙度(几十—几百nm的粗糙度)要比由以上所述粗大粒子(直径为几微米或更大，以上所述实施例中直径为3微米)造成的表面粗糙度小。但是，几十至几百nm的粗糙度会降低树脂薄膜的电阻，因此其在一些应用和方面不适用。 本发明的第二方面提供一些薄膜的制备方法和设备，其能降低以上所述几十至几百nm的表面粗糙度。根据本发明的第二方面，至少在沉积过程前，向基体沉积表面和沉积材料两者之一或两者辐射带电粒子束，可控制以上所述的表面粗糙度。因为带电粒子束的静电能量能加速树脂粒子向沉积表面的粘附过程，且静电作用能使沉积后的沉积材料趋向于平展化，所以认为控制表面粗糙度是有效的。 此后，将对本发明第二方面中的实施例进行详细描述。这里，将结合本发明的第一方面，对本发明的第二方面进行描述。但本发明并不仅限于此。甚至当各种方法单独使用时，也能得到本发明第二方面的方法所得的效果。通过混合使用本发明第一方面和第二方面中的方法，可获得适于作电子元件的优质薄膜的复合效果。实施例15
图18是说明本发明实施例15中薄膜制备装置1300的示意图。除进一步装有电子束辐射装置16外，薄膜制备装置1300和实施例1中薄膜制备装置100结
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构上基本相同。因此，除电子束辐射装置16外，不对薄膜制备装置1300进行描述。
沉积材料沉积在基体沉积表面之前，电子束发射装置16中电子束24发射至基体沉积表面，沉积材料由沉积材料供应机构110提供，并沿圆筒4圆形表面输送。在和实施例1相同条件和原料下，制备树脂薄膜。实施例16
图19是说明实施例16中薄膜制备装置1400的示意图。除另外装有电子束辐射装置16外，薄膜制备装置1400和实施例2中的薄膜制备装置200结构上基本上相同。因此，除电子束辐射装置16外，不对薄膜制备装置1400进行描述。 沉积材料沉积到基体3沉积表面之前，电子束辐射装置16中的电子束24辐射至基体3的沉积表面，沉积材料由沉积材料供应机构210提供，并沿圆筒4的表面输送。在同实施例2相同条件和相同原料下制备树脂薄膜。实施例17
图20是说明本发明实施例17中薄膜制备装置1500的示意图。除另外装有离子辐射装置38外，薄膜制备装置1500和实施例3中薄膜制备装置300的结构基本相同。因此，除离子辐射装置38外，将不对薄膜制备装置1500进行描述。 沉积材料加至基体3沉积表面之前，离子辐射装置38中的离子束37辐射至基体3的沉积表面，沉积材料由沉积材料供应机构310提供，并沿圆筒4的表面输送。实施例17中的离子辐射装置38的安装方式是能使其向原子态沉积材料和基体3的沉积表面辐射离子束37。在同实施例3相同条件和原料下制备树脂薄膜。
根据实施例15-17和作为比较的实施例1-3中所述的各种方法，制备厚度为0.1μm和0.8μm的树脂薄膜，同时改变铝沉积膜3的转动速率。为了用表面粗糙度试验机(Surfoom，和Tokyo Seimitso Co.，Ltd制造)准确估计表面特性，用光学显微镜对5cm×5cm面积的每各树脂薄膜进行观察。
进一步将100nm厚的铝层(1cm×1cm)制备在每个树脂薄膜上。因此，这种薄膜包括3层：第一铝层(铝沉积膜3)，树脂薄膜和第二铝层。两层铝层夹在树脂薄膜外，从而使其能作为电极。为了评定薄膜的绝缘特性，使用5伏直流电测量其电阻，铝沉积膜3的铝层厚度设定为50nm。结果如表4所示。当不带有铝沉积层的聚合物膜用作基体时，树脂薄膜的特性和以上所述结果略显不同。
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表4 树脂薄膜评定结果
(实施例15-17和1-3)
厚度0.1μm表面条件(显微)
实施例1 5实施例16实施例17实施例1实施例2实施例3
平表面平表面平表面无光表面无光表面无光表面
波动高度(nm)243253040
电阻(Ω)5×103×10
888
厚度0.8μm表面条件(显微)平表面平表面平表面无光表面无光表面无光表面
波动高度(nm)688260400300
电阻(Ω)3×104×10
111110
4×10
4
2×108×104×10
55
5×10
7
5×101×103×10
77
从表4中所示的结果可知，用带电粒子束(即电子束或离子束)对沉积材料和/或基体3的沉积表面进行辐射，可发现沉积材料和/或基体3的沉积表面展平了树脂薄膜。这是由于带电粒子束的静电能加速了树脂粒子的吸附，因静电力使沉积材料沉积后趋向于平坦。
而且，电阻测量结果说明较平表面的电阻较高，这意味着实施例15-17中的方法和制备装置能更有效的适用于需要高绝缘特性树脂薄膜的地方。这是因为表4中实施例1-3的电阻值不同于表1中实施例1-3中电阻值(约1个数量级)，这是由产品批量的变化而产生的。然而，比较实施例15和实施例1中的结果、实施例16和实施例2中的结果、实施例17和实施例3中的结果，可明显看出带电粒子束使薄膜电阻上升2-4个数量级，且其具有很大效果。
如实施例6-9中所述，第一加料器、加热辊和沉积表面的优选装配是使第一加料器产生的沉积材料初级粒子不能到达沉积表面。
图21是说明薄膜制备装置1600的示意图，在薄膜制备装置1600中，如图21所示，第一加料器18产生的沉积材料初级粒子19加到(溅射)由虚线所围空间的外部，虚线是从第一加料器的末端引至加热辊11的末端。也就是说，第一加料器18产生的初级粒子到达了沉积表面。结果，到达沉积表面的初级粒子中含有异常粒子，因此降低了所制备树脂薄膜的质量。图22是说明薄膜制备装置1700的示意图。如图22所示，薄膜制备装置1700安装有保护板5，从而防止了第一加料器18产生的沉积材料初级粒子到达沉积表面。沉积材料(即初级粒子)从第一加
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料器到保护板5之间开放区域的直接路径被加热辊11封锁。结果抑制了由于异常粒子而产生的缺陷。
辐射带电粒子的装置如电子束辐射装置16可如图18和19中一样安装，即电子束只向沉积表面辐射，或如图21和22中所示，即电子束向沉积表面和原子态或蒸气态沉积材料都进行辐射。而且带电粒子束可只向沉积材料进行辐射。 尽管以上所述实施例中使用加热辊11，但还可用其它加热装置代替加热辊11。
例如，图18中所示的薄膜制备装置1300中的加热辊11可被加热带30代替，从而形成了如图23所示的薄膜制备装置1800。沉积材料供应机构130和图9中所示的沉积材料供应机构130结构上基本相同，因此就不再对其进行描述。 而且，可以在如图10所示的薄膜制备装置600中安装电子束辐射装置16，从而形成如图24所示的薄膜制备装置1900。该薄膜制备装置能制备超平树脂薄膜。当用电子束固化沉积材料时，为了提高所制备薄膜的平展度，在如图11所示的薄膜制备装置中安装的保护板5可装有用于引进由电子束沉积源23产生的电子束的开口25。图25是说明具有该结构的薄膜制备装置2000。此种结构能使电子束源产生电子束以固化沉积材料，使用沉积金属薄膜的电子束作为展平树脂薄膜的电子束源。在图12所示的薄膜制备装置700中安装电子束辐射装置16从而形成如图26所示的叠层薄膜制备装置2100。该叠层薄膜制备装置2100能制备超平树脂薄膜。
尽管在以上所述实施例中只对厚度为约0.1μm和约0.8μm的树脂薄膜进行了描述，但在约0.05Hm-约3Hm厚度范围内的树脂薄膜证明和本发明第二方面中各实施例的效果相同。尽管以上所述实施例中只使用了3种类型丙烯酸树脂，但本发明广泛适用于除丙烯树脂外的树脂或其它类型的丙烯酸树脂。 不同种类材料的研究结果表明，当树脂型材料的粘度在标准温度和标准压力下为约30-约800cps时，本发明第二方面的制备效果尤其明显。当粘度为30CPS或更低时，不使用本发明中的方法和或装置可获得相当高平展性的树脂酸薄膜。另一方面，当粘度为800cps或更高时，甚至当使用本发明的方法和或装置时，尽管有稍微的平展性，但凹坑仍然保留。
作为带电粒子束的电子束和离子束证明对展平各种材料来说具有相同的效果。而且，在带电粒子加速电压为约500或更高时可观察到展平效果。当加束电
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压为50V或更低时，展平效果不充分。这是因为在较低电压时能量短缺或电子束辐射装置不稳定。加速电压的上限不确定，但至少在30KV加速电压下也可获得本发明的效果
根据本发明的第三方面，提供一种能提高叠层中交替的金属薄膜和叠层树脂薄膜之间粘附力的方法。
在树脂薄膜和金属薄膜组成叠层膜的情况下，各薄层之间的粘附力，即树脂薄膜和金属薄膜之间的粘附力和各薄膜的性能一样重要。各膜层之间粘附力不充足时会在以后的加工步骤或实际应用中各薄膜之间发生微小分离。该微小分离经常导致各薄膜之间整个粘附表面的分离。本发明第三方面中薄膜制备方法和装置能提高树脂薄膜和其上形成的金属薄膜之间的粘附强度。因此，该方法和装置适用于制备作为电子元件或其它类似元件的叠层膜。
此后，将结合本发明第一方面中的薄膜制备方法和设备，对本发明第三方面中的实施例进行描述。但本发明第三方面中的薄膜制备方法和设备并不仅限于此，且单独使用时也能获得较好效果。而且本发明第三方面中的实施例也可与除下述的那些外的本发明第一方面和/或第二方面中的实施例结合应用。在应用本发明第三方面中的薄膜制备方法和装置来制备用于电子元件的叠层膜时，最好和本发明第一方面和/或第二方面中的方法和装置结合使用，从而获得复合效果。实施例18
图27是说明本发明实施例18中薄膜制备装置2200的示意图。该薄膜制备装置2200包括有树脂薄膜沉积机构2210，金属薄膜沉积机构2220和辉光放电处理机构2230。当基体3从树脂薄膜沉积机构2210向金属薄膜沉积机构2220输送时，基体3在辉光放电处理机构2230中处理。制备树脂薄膜和金属薄膜的步骤基本上同本发明第一方面实施例中的步骤相同，因此就不再对其进行描述。 当铜沉积薄膜作为膜3沿圆筒39的圆周表面运动时，沉积材料沉积在膜3的沉积表面上，并且沉积材料被紫外线辐射装置7固化，从而制得树脂薄膜。此后，该薄膜在圆筒40上制备金属薄膜之前，在辉光放电处理机构2230处对薄膜进行处理。
辉光放电处理机构2230安装有辉光放电装置42和氧气进管43。由氧气引进管43引入辉光放电装置42中的氧气流速受流量控制器(MFC)33的控制。当基体3经过辉光放电装置42时，其暴露于辉光的电氧气气氛中。然后，其上带有树
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脂薄膜的基体3输送至金属薄膜沉积机构2220，从而在进行辉光放电处理的树脂薄膜上形成金属薄膜。
带有200nm厚铜层的2μm厚聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜作为铜沉积膜。混合10％(重量)光聚引发剂的1，9壬-二醇二丙烯酸酯作为沉积材料。加热辊11的温度设定为130℃。膜3的移动速率设定为50米/分。使用300ω的紫外线辐射装置7。
在辉光放电装置42中引入氧气且在如下两种条件下进行辉光放电处理：(A)氧气流速为10sccm，交流电压为600V、电流为20mA；(B)氧气流速为20sccm直流电压为1000V，电流为100mA。纯度为99.95％的铜用作金属薄膜材料。在15KV加速电压下进行电子束沉积处理。铜薄膜的厚度设定为200nm。实施例19
图28是说明实施例19中薄膜制备装置2300的示意图。薄膜制备装置2300安装有树脂薄膜沉积机构2310，金属薄膜沉积机构2320和紫外线辐射机构2330。实施例19中，叠层膜直接制备在圆筒4上。通过树脂薄膜沉积机构2310而在圆铜4上制得的树脂薄膜受紫外线的辐射，同时移向金属薄膜制备装置2320。制备树脂薄膜和金属薄膜的步骤基本上和本发明第一方面实施例中的步骤一样，因此就不再对其进行详细描述。
紫外线辐射机构2330包括紫外线辐射装置7和氧气引入管43。从氧气引入管43引入紫外线辐射装置7的氧气流速由流量控制器33(MFC)控制。在氧气气氛下辐射紫外线，同时圆筒4的沉积表面经过紫外线辐射装置7。然后形成在圆筒4上的树脂薄膜移至金属薄膜沉积机构2320，此处金属薄膜制备在树脂薄膜上。
圆筒4的圆周表面经镀铬和抛光处理，从而因抛光而获得0.3S的表面特性。混有0.5％(重量)光聚引发剂的二羟甲基-三-环癸烷二丙烯酸酯作为沉积材料。加热辊11的温度设定为110℃。圆周速度设定为60m/min。以如下流速(A)2sccm，(B)10sccm，(C)100sccm引入氧气至紫外线辐射装置时，使用300ω的紫外线装置7制备树脂薄膜。制备金属薄膜使用纯度为99.95％的铝作为金属薄膜沉积材料，使用感应加热蒸发源44。树脂薄膜的厚度约为0.1μm，金属薄膜的厚度约为30nm。大约有树脂薄膜和金属薄膜各500层(大约总共有1000层)以重复方式相互叠加。
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实施例20
图29是说明实施例20中薄膜制备装置2400的示意图。该薄膜制备装置2400包括树脂薄膜沉积机构2410、金属薄膜沉积机构2420和紫外线辐射机构2430。当树脂薄膜沉积机构2410在基体3上制备的树脂薄膜向金属薄膜沉积机构2420时，用紫外线对树脂薄膜进行辐射。树脂薄膜和金属薄膜的制备步骤基本上和本发明第一方面实施例中的步骤相同，因此就不再对其进行详细描述。 当制备在基体3上的树脂薄膜沿圆筒41运动时，其被束自紫外线辐射装置7的紫外线辐射固化，紫外线辐射装置7包括水冷铜板(保护板)26。水冷铜板26可调节树脂薄膜上的紫外线辐射区域(即紫外线辐射量)，这是由保护板保护部分区域实现的。然后在金属薄膜沉积机构2420中，在紫外线辐射的树脂薄幕膜上制备金属薄膜。
带有约7nm厚的铝层的约4μm厚聚对苯二甲酸乙二醇酯用作铝沉积膜，即基体3。1，9-壬二醇二丙烯酸酯和二羟甲基-三-环癸烷二丙烯酸酯以1∶1(重量)混合后作为沉积材料。加热辊11的温度设定为120℃。所制备树脂薄膜的厚度设定为0.4μm。圆筒39和41的圆周速度辐射表面为80m/min。
紫外线辐射装置7的紫外线辐射表面被水冷铜板26部分保护，保护遮挡率在约20％-100％范围内变化，从而改变投向树脂薄膜表面的辐射量。使用300W的紫外线辐射装置7。金属薄膜(厚度约为50nm)通过使用电阻加热型蒸发源制备，其中使用纯度为99.5％的铝作为金属薄膜材料。实施例21
按实施例18中树脂薄膜形成和固化后，在进行辉光放电处理或在其上制备金属薄膜之前将膜取出。然后，将真空室20暴露在空气气氛中，再抽真空从而进行辉光放电处理及形成金属薄膜。实施例22
除辉光放电装置42没有进行放电外，树脂薄膜和金属薄膜的制备方式基本上和实施例18中相同。实施例23
除没有氧气(氧气流速为Osccm)引入紫外线辐射装置7外，树脂薄膜和金属薄膜的制备方式基本上和实施例19中相同。实施例24
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除紫外线辐射装置7的紫外线辐射表面没有遮挡紫外线辐射外(遮挡率0％)，树脂薄膜和金属薄膜的制备方式基本上和实施例20中相同。
对实施例18-24中叠层膜中交替的树脂薄膜和金属薄膜界面之间的粘附力进行评定。首先用切割机把各叠层膜划成网状花样。然后用胶带粘在划过的表面上并且剥离从而获得剥离面积占整个叠层膜面积的比例(剥离率)。而且，把立方体铝块(5mm×5mm)粘附在叠层膜的两个表面上，从而测得铝块与表面分离所需的载 荷。剥离界面也是可直观评定。以上结果如表5中所示。表5 粘附强度评定结果(实施例18-24)
剥削实验
条件
实施例18
放电条件(A)交流电压600V放电条件(B)直流电压1000V
实施例19
氧：2sccm氧：10sccm氧：100sccm
36100
8006002
树脂没有固化
实施例20
遮挡率20％40％60％80％100％
302085100
1502006008002
随机
随机
树酯没有固化金属分布在树脂上金属分布在树脂上金属分布在树脂上金属分布在树脂上金属分布在树脂上金属分布在树脂上随机
金属分布在树脂上
面积比率(％)
铝块加载实验加载(g)
观察结果
22
1001200
随机随机
实施例21(暴露于空气中)实施例22(没放电)实施例23(氧0.5ccm)实施例24(遮挡率％)
40102030
100400200150
参照表5，从实施例18、21和22的结果可知，把树脂薄膜表面暴露于含氧辉光气氛中会极大提高粘附强度。辉光气氛中使用交流电压和直流电压没有显著不同。然而从实施例18和21的制备结果可知，当在树脂薄膜表面暴露于空气压力下后进行辉光放电处理时，由辉光处理而引起的粘附强度增量很小。 实施例19和23中的结果说明当有少量氧气引入紫外线固化中时粘附强度会
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极大提高。然而当引入氧气过量时，树脂薄膜固化受抑制，因而金属薄膜制备在不完全固化的树脂薄膜上，显著降低了粘附强度。例如在实施例19中，在氧气流速为100sccm时分离所需加载大约仅2g。因此，适于提高粘附强度的氧气量应结合所用材料进行选择。一般来说，具有自由基间反应特性的如丙烯酸树脂等材料在氧气存在下固化受到抑制。但该抑制程度的变化取决于材料类型(单体，引发剂和粘附剂的类型和数量)。
实施例18和19中的粘附强度提高没有明显的原因。该粘附强度的提高可能是由于在树脂薄膜和金属薄膜界面间存在有大量氧。而且也可能是由以下几个原因综合所致：使用了带有少量氧气且固化程度较小的树脂薄膜；当有内部或外部应力时，应力并不集中在界面上；界面处或其附近的高浓度氧。图30是实施例18和22中俄歇深度轮廓曲线样图，从金属薄膜表面侧(即暴露金属表面)蚀刻叠层膜，在俄歇电子谱下测量氧浓度峰值的变化。从图30中可知，实施例18叠层膜中树脂薄膜和金属薄膜之间界面处的氧浓度比实施例22叠层膜中氧浓度高，实施例18中的粘附强度也较高。
图31是说明实施例18-24中树脂薄膜和金属薄膜界面处氧浓度相对值和粘附强度之间关系的曲线图。图31中，该相对氧浓度是由树脂薄膜表面(即金属薄膜形成的表面)附近处的氧浓度与该树脂薄膜中间部分附近的氧浓度之比值为表示的(即，相对浓度＝界面附近氧浓度/该树脂薄膜在厚度方向上中间部分附近的氧浓度)。从图31中可知，界面处氧浓和粘附强度之间的相互关系，表明控制界面处氧浓度对于提高粘附强度十分重要。图31说明当氧浓度相对值约为1.3或更高时粘附强度有显著提高。相对浓度约为1.6时更适合于制备充分高粘附强度(1000g或更高)的薄膜。
从实施例20和24的结果可看出，当金属薄膜形成在由部分遮挡紫外线辐射中紫外线而固化至较小程度的树脂薄膜上时，粘附强度也能是高一定程度。然而实施例20中界面处氧浓度的增加并不象实施例18和19中一样成功。从图31中可以推定，实施例20中的粘附强度的提高不仅是由于氧浓度的提高，还和其它除氧增加外的因素有关，例如由冷凝热而在固化步骤结束时产生的反应，该冷凝热由金属薄膜的沉积产生。当紫外线被完全遮挡时；树脂薄膜没被固化，因此不能得到满意的粘附强度。合适的遮挡百分比取决于所用金属材料的冷凝热和制备金属薄膜的步骤(优其是电子束的使用与否)，因此该遮挡率需进行优化。树脂薄膜
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可以下述方法进行合适的固化：当用电子束沉积法形成金属薄膜时用其产生的反射电子固化，或者用在将电子束辐射树脂薄膜后再形成金属薄膜的方法。另外，在实施例19中叠层膜中树脂薄膜和金属薄膜的数量加倍至每种1000层(总共大约2000层)的情况下，当引入氧气流速为2sccm，实施例19中获得的粘附强度约为800g，当无氧气引入时，获得120g的粘附强度，此值比实施例23中所制备薄膜的粘附强度低。这一事实说明由于内应力增加而引起的粘附强度降低能通过本发明中的方法有效地抑制。
根据本发明的第三方面，可制备由树脂薄膜和金属薄膜组成的叠层膜，且具有优异的粘附强度。这种叠层薄膜能实现高特性的电子元件。[应用叠层膜的电子元件]
本发明的树脂薄膜以及由树脂薄膜和金属薄膜组成的叠层膜具有广泛的用途。树脂薄膜和叠层薄膜应用的例子包括电子元件如高频导体、电容和薄膜线圈、电路基体、保护膜、功能膜(如导电膜)等。
当需要时，可以例如通过该喷涂而提供引线电极。所得到的叠层可以形成在基片上、机加工以及蚀刻，从而作为电路基片。例如，通过将由Al、Cu等制成的金属膜35与丙烯酸酯制成的树脂膜34叠层可制得具有优异高频特性的导体(图32A所示)。由于按本发明可以得到非薄的膜，因而该高频导体也很薄。例如，金属膜层(如Al)的厚度范围为约50nm-约2000nm，而树脂膜层的厚度为0.5μm-3μm。因此，可形成较强粘合的导体，它具有更广的应用。
另外，如图32B所示，例如可以用喷涂法(即金属喷涂法)将黄铜喷涂而形成引线电极36。对用作引线电极36的材料没有限制，可以依据用作金属膜35的材料来选择。
还有，通过形成带状金属薄层可以制备多路高频导体。例如，通过加胶带法或加油法形成带状金属薄层。按照加胶带法或加油法，通过用胶带或油覆盖住不需形成金属薄膜的区域，可制成具有所需图样的金属薄层，因而，在所不需形成金属层的区域上形成的不希望的金属薄膜会随胶带或油而被去除。 另外，如图33A和33B所示，通过交替形成金属薄膜35引线可制成小质量的存贮电容器。在这种情况下，例如，Al制的金属薄膜35可具有约20nm-约100nm的厚度，树脂薄膜34可具有约0.05μm-1μm的厚度。可通过热喷涂或其它已知方法形成引线电极36。通过使用本发明的具有很少缺陷的极薄树脂薄
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膜，可以制备具有较大贮存能力和较低生产成本的电容器，这是与由常规聚合物膜(约1μm薄)制造的电容器相比。
通过将本发明的叠层膜形成在基片上以及用机加工法制成所需图样、蚀刻等而制得电路基片。这种图样可用已知方法形成。
该金属膜层可以制成多于一种的金属层。例如，该金属薄膜层可以由Al层和Cu层制成，以使其特性互补并实现高性能的薄膜。
形成在膜上的长的叠层膜可以用已知切割装置如胶带切刀切成所需的长度。另外，每个均具有叠层膜的多个膜可以彼此相互叠加以及热压成集成态。可用切割锯将集成的膜切成所需的小块。切割步骤倾向于在切割开始和结束处的树脂薄膜边缘掉落下来。可以通过使切割开始和结束处的树脂薄膜区域内的一层或多层膜的厚度大于其它区域的膜来减少由切割引起的缺陷率。
依据本发明，提供了形成高质量树脂薄膜的方法和装置。依据本发明的形成膜的方法，不需要溶剂，因此可以实现较好的生产率和环境保护。还有，依据本发明的方法和装置，可提供具有优异平整度的树脂薄膜，因此可提供高性能电子元件。还有，依据本发明的方法和装置，可以制备具有各膜层间强粘结力的叠层膜层，因此可提供高可靠性高性能的电子元件。
对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，其它各种改变均是显然的且是容易实现的。因此，并没有将所附的权利要求的范围限定于上面所描述的，而该权利要求是更宽地构成的。
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说 明 书 附 图
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图2
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图3
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