在真空卷繞蒸發鍍膜機上實現透明氧化鋁（Al?O?）薄膜的沉積，需要解決高溫蒸發、氧化反應控制、卷繞均勻性等核心問題。以下是具體實施方案及關鍵技術要點：

1. 工藝方案設計

(1) 蒸發源選擇

最終選擇：
采用電子束蒸發+等離子體輔助反應沉積（PAR），在蒸發鋁的同時通入氧氣，通過等離子體激發（RF 13.56MHz）促進氧化鋁生成。

(2) 鍍膜系統配置

2. 關鍵工藝參數優化

(1) 蒸發控制

鋁蒸發速率：0.5-2 nm/s（通過電子束電流6-10kV/100-300mA調節）

氧分壓：2×10?2 - 5×10?2 Pa（過高導致速率下降，過低則氧化不充分）

基材溫度：80-150℃（柔性聚合物基材需<120℃）

(2) 等離子體輔助

(3) 卷繞系統參數

卷速：0.1-1 m/min（對應膜厚50-500nm）

張力控制：10-20N（避免基材變形）

冷卻輥溫度：15-25℃（防止熱累積）

3. 膜層性能調控

(1) 光學性能優化

折射率控制：1.62-1.67（通過氧鋁比調節）

方法：在線光學監控（550nm處透射率>85%）

消光系數：<0.001（避免金屬鋁殘留）

(2) 機械性能增強

硬度：>8 GPa（通過離子束輔助沉積實現）

附著力：通過Ar等離子體預處理（50W, 60s）使PET基材表面能>50mN/m

(3) 阻隔性能提升

水汽透過率（WVTR）：<10?3 g/m2/day（需膜厚>100nm且無針孔）

檢測方法：鈣測試法（85℃/85%RH）

4. 典型應用案例

(1) 柔性電子封裝

需求：在PET基材（厚度125μm）上鍍300nm Al?O?阻隔層

工藝：

電子束蒸發鋁（速率1.2nm/s）

氧氣流量20sccm，RF功率200W

卷速0.3m/min，張力15N

結果：

可見光透射率88%

WVTR 5×10?? g/m2/day

(2) 光伏背板

挑戰：避免卷繞過程中的膜層裂紋

解決方案：

采用分段沉積（每循環鍍50nm，間隔冷卻10s）

添加SiO?過渡層（厚度10nm）降低內應力

5. 常見問題與對策

6. 技術升級方向

(1) 多蒸發源協同

Al+Mg共蒸發：制備Mg摻雜Al?O?，提升介電性能

動態擋板技術：實現橫向膜厚梯度（用于光學濾波片）

(2) 智能化控制

機器學習優化：

輸入：蒸發速率、氧分壓、透射率實時數據

輸出：自動調節RF功率的PID參數

數字孿生系統：ANSYS模擬卷繞過程中的熱-力耦合效應

(3) 環保工藝

鋁回收系統：冷凝板收集未沉積鋁，回收率>90%

低能耗設計：采用脈沖等離子體（占空比30%）降低40%能耗

結論：

在真空卷繞蒸發鍍膜機上實現高質量透明氧化鋁膜需重點控制氧化反應充分性與卷繞動態穩定性。通過電子束蒸發結合等離子體輔助，可在柔性基材上獲得兼具高透光率和優異阻隔性能的薄膜。未來發展方向包括：
① 大面積均勻性提升（幅寬>2m）；
② 超薄連續沉積（<10nm無針孔）；
③ 與其它功能膜層（如SiO?、ITO）的在線復合沉積。