网版印刷（Web coating）解决方案—金属化卷对卷设备和高真空涂层溅射设备

网版印刷（Web coating）解决方案—金属化卷对卷设备和高真空涂层溅射设备

Bühler technology公司的薄膜制备方案。

应用出口：

①食品包装（Food packaging）

②全息安全标签（Holographic security labels）

③交流/直流薄膜电容器（AC/DC film capacitors）

④柔性电子（Flexible electronics）

一、应用方案与挑战

1、LEYBOLD OPTICS CAP

LEYBOLD OPTICS CAP系列专为卷绕式电容器用薄膜金属化而优化，标准镀膜宽度为650或900毫米。其模块化概念结合多种选配和专有组件，使得LEYBOLD OPTICS CAP系列成为大批量标准产品及超薄膜、分段图案等高复杂度应用的首选系统。

2、LEYBOLD OPTICS SEC

LEYBOLD OPTICS SEC是布勒莱宝光学（Bühler Leybold Optics）针对安全防伪和品牌保护用途的全息材料生产推出的创新解决方案。其配备的两个独立蒸发源可实现不同材料的组合应用，确保最大灵活性和最短准备时间。

3、LEYBOLD OPTICS PAK / PAK +

LEYBOLD OPTICS PAK/PAK+是针对铝阻隔包装应用的卷对卷金属化解决方案。在低利润行业中实现最高生产效率，并兼具卓越产品性能，是应对未来挑战的答案。

4、LEYBOLD OPTICS PAK T / PAK T+

LEYBOLD OPTICS PAK T/PAK T专用于在BOPP、PET等柔性材料上通过等离子反应沉积氧化铝的真空镀膜机。经氧化铝层处理的包装材料的阻隔性能及长期稳定性通过等离子反应工艺优化，可实现更优的渗透值。

5、LEYBOLD OPTICS FLC

LEYBOLD OPTICS FLC是面向未来趋势产品的高真空溅射卷对卷镀膜理想解决方案。凭借近乎无限可能的系统配置灵活性，该设备既能在生产环境中实现卓越效率，也能作为研发设备展现多功能性。

二、大容量薄膜电容器解决方案系统—LEYBOLD OPTICS CAP真空镀膜仪

LEYBOLD OPTICS FLC是面向未来趋势真空溅射卷对卷镀膜理想解决方案。凭借近乎无限可能的系统配置灵活性，该设备既能在生产环境中实现卓越效率，也能作为研发设备展现多功能性。

1、LEYBOLD OPTICS CAP卷对卷真空金属化系统是电容薄膜金属化市场的标杆设备

该设备未来的解决方案，可满足电容器金属化薄膜的无限应用需求1。从标准到高端应用，从厚膜到薄膜，从平面到分段设计，从厚层到薄层，从纯层到叠层，每一种可想象的组合均可在一个系统中实现。

2、系统的灵活性是成功的关键

LEYBOLD OPTICS CAP凭借其精密组件与模块化设备理念的集成优势，通过高生产率实现优化的拥有成本。用于质量控制的ISS技术、专为边缘特殊产品设计的SuperBias技术、基于柔版印刷的高精度分段图案印刷系统、基于闪蒸的自由边油蒸发器以实现均匀边缘生成，以及多源蒸发站等（仅列举部分）。所有这些技术与稳健设计的结合，实现了多种产品的大批量生产。

使用LEYBOLD OPTICS CAP生产的产品应用于电动汽车、智能电网、可再生能源、建筑等诸多领域。

3、应用范围

–铝涂层

–铝/锌涂层

–铝/锌厚边涂层

–银/锌涂层

–平面/斜坡/渐变层结构

–层比例：活性区/厚边可达1:20

所有涂层和层结构均可通过图案印刷系统与分段结构结合。

4、优势

①采用ISS技术实现100%原位质量控制；

②凭借强大等离子预处理确保高产品一致性与层间附着力；

③创新蒸发器设计与布局实现无与伦比的镀层均匀性；

④精密掩膜技术保障高精度与可复现的产品质量。

图 双原位传感器技术

5、设备规格

LEYBOLD OPTICS CAP 650*

①系统关键参数

–基材类型：PET、（双轴）聚丙烯（光面与哑面等级），其他基材可定制

–超薄基材（如<2.0微米的双轴聚丙烯）

–最大基材宽度：920毫米

–最大基材卷径：620毫米

–最大卷绕速度：20米/秒

–高度可调铝蒸发器

②可选配置（示例）​

–等离子预处理

–图案印刷系统

–SuperBias技术

–超薄镀层应用的线材进给单元

–ISS、FMMS技术

三、用于大批量全息解决方案的系统—LEYBOLD OPTICS SEC真空镀膜仪

每天，数百万人出行时出示护照、工作时使用门禁卡、消费时使用现金或信用卡。现代安全系统确保这些卡片与证件具备防篡改特性。为这类应用制造安全标签的工艺流程复杂且精密，整体需要多个独立加工步骤。在镀层工艺环节，需采用特殊解决方案精度、高质量与可复现性。LEYBOLD OPTICS SEC设备为这类产品提供了适配的平台与技术，成功将对应生产力与所需灵活性相结合。

1、PET与（双轴）聚丙烯涂覆工艺的首选方案

LEYBOLD OPTICS SEC是一款卷对卷真空金属化系统，专为防护、安全及光学效果领域应用的大批量生产而设计。PET与（双轴）聚丙烯是此类工艺中典型的基材。系统配备两个独立蒸发器以适配不同材料，在最大化灵活性的同时减少停机时间。镀层工艺基于热蒸发技术，铝、铜及硫化锌为最常用的镀层材料。

2、系统的多功能性应用是成功的关键

适用于从经典全区域铝层到高要求干涉层应用的多种场景，包括通过结合图案印刷系统实现多样化产品的应用场景。LEYBOLD OPTICS SEC产品应用于政府及官方文件、钞票、车辆保护、产品与品牌保护等诸多领域。

3、应用范围

–铝涂层

–铜涂层

–硫化锌涂层

4、优势

①基于ISS技术实现100%原位质量控制；

②凭借高生产效率与高运行稳定性优化综合成本；

③强大等离子预处理确保高产品一致性与层间附着力；④创新蒸发器设计与布局实现无与伦比的镀层均匀性。

图 含硫化锌和铝的蒸发器站

5、设备规格

LEYBOLD OPTICS SEC 650*

6、系统关键参数

–基材类型：PE T、（双轴）聚丙烯，其他基材可定制

–最大基材宽度：670毫米

–最大基材卷径：620毫米

–最大卷绕速度：12米/秒

7、可选配置（示例）​

–等离子预处理

–图案印刷系统

–ISS技术

四、用于高质量阻隔包装（barrier packaging）解决方案系统—LEYBOLD OPTICS PAK真空镀膜仪

在现代包装应用中，延长保质期与保护敏感性包装商品的重要性日益凸显。通过高扩散阻隔层隔绝氧气和水蒸气等外部因素对包装商品的影响，已成为食品包装及其他行业的关键课题。结合阻隔性能的重要性，薄膜包装材料的需求早前已被市场趋势研究预测，并在过去数年间已得到充分验证。鉴于人口大国的中产阶级崛起，该趋势极有可能催生相应增长潜力。

1、用于高质量阻隔包装的卷对卷镀膜系统

铝涂层包装材料的生产设备需具备坚固耐用、易于维护的特性，并以最大化运行时间与优异产品性能为核心。布勒集团LEYBOLD OPTICS PAK系统为此类应用提供了投资成本、生产效率与产品质量的完美平衡。

LEYBOLD OPTICS PAK卷对卷真空金属化系统是布勒LEYBOLD OPTICS产品线中面向包装行业的核心设备，通过沉积常规铝涂层，为各类材（塑料薄膜、纸张等）增强光学、防护及阻隔性能。该PAK系列涂层宽度覆盖1300至2500毫米，适配所有常见塑料薄膜与纸质基材。

该系统的独特之处在于专利铝蒸发器技术。除可测量的镀层均匀性外，其技术优势在视觉表现上同样显著。

设备设计兼顾操作简便性与直观性，即使真空镀膜系统新手也能轻松掌握。

LEYBOLD OPTICS PAK系列生产的柔性涂层基材主要应用于三大领域，其差异取决于镀层厚度：

①超薄镀层：适用于建筑玻璃夹层中的中间层；

②中等厚度镀层：典型应用于食品包装；

③厚镀层：主要用于高感光电子产品的封装。

2、应用范围

–铝涂层

–铜涂层

3、优势

①坚固耐用且易于维护的设备设计保障高运行稳定性；

②强大等离子预处理技术实现高产品一致性与阻隔性能提升；

③铝蒸发源优化布局确保镀层均匀性无与伦比；

④操作便捷性优化与人体工学设计提升设备友好性。

图 等离子（plasma）预处理

4、设备规格

LEYBOLD OPTICS PAK 1300 / 1700 / 2100 / 2500*

5、系统关键参数

–基材类型：PE T、（双轴）聚丙烯（BOPP）、流延聚丙烯（CPP）、高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚酰胺（PA），其他基材可定制

–最大基材宽度：2520毫米

–最大基材卷径：1150毫米

–最大卷绕速度：17米/秒

–铝镀层均匀性：±5%

6、可选配置（示例）​

–等离子预处理

–空气注入系统

–先进铝蒸发器

五、用于大批量阻隔包装（barrier packaging）解决方案系统—LEYBOLD OPTICS PAK+真空镀膜仪

利润敏感型包装材料行业面临的挑战清晰可见——需以最短停机时间实现最高生产率、通过高加工速度与极低废料率达成单位涂覆面积最低成本，同时还需确保最终产品的质量与性能无任何妥协。生产率的提升由多重因素构成，而加工速度是最有效的调控手段。除需应对高速生产设备稳健性设计的技术挑战外，还需兼顾关键产品/镀层质量要求（尤其是阻隔性能、附着力、均匀性及全表面均质结构），并充分考虑基材在金属化处理过程中的热管理。布勒LEYBOLD OPTICS PAK+系统凭借卓越产品性能与高效生产能力，成为应对上述挑战的完美解决方案。

1、面向利润敏感型产品的卷对卷镀膜系统

LEYBOLD OPTICS PAK+系列以无与伦比的速度在柔性基材上沉积铝涂层，满足多样化解决方案需求并实现最大产出。使用LEYBOLD OPTICS PAK+真空镀膜机，加工速度较传统系统可提升>25%。

除需攻克稳健高速生产设备设计中的技术挑战外，开发了便于操作人员使用的工艺站，并在金属化过程中成功实现基材的热管理。设备设计兼顾操作简便性与直观性，即使真空镀膜系统新手也能轻松掌握。

LEYBOLD OPTICS PAK+系列生产的柔性涂层基材主要应用于三大领域，其差异取决于镀层厚度：

①超薄镀层：适用于建筑玻璃板之间的夹层；

②中等厚度镀层：典型应用于食品包装；

③厚镀层：主要用于高感光电子产品的封装。

2、应用范围

–铝涂层

–铜涂层

图 高铝蒸发器

3、优势

①凭借高生产率实现总拥有成本优化；

②强效等离子预处理确保高产品一致性及优化阻隔性能；

③绕线系统创新设计与理念支持绕线路径灵活适配基材及应用个性化需求；

④稳健机械设计保障高正常运转时间。

4、设备规格

LEYBOLD OPTICS PAK 2500+ / 2900+ / 3300+ / 3700+*

5、系统关键参数

–基材类型：PE T、（双轴）聚丙烯（BOPP）、流延聚丙烯（CPP）、高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚酰胺（PA），其他基材可定制

–最大基材宽度：3720毫米

–最大基材卷径：1500毫米

–最大卷绕速度：20米/秒

–铝镀层均匀性：±5%

6、可选配置（示例）​

–等离子预处理

–等离子后处理

–空气注入系统

六、用于大批量透明阻隔包装（barrier packaging）解决方案系统—LEYBOLD OPTICS PAK T/T+真空镀膜仪

食品消费市场近年来持续扩张，尤其在新兴经济体表现显著。伴随这一增长而来的是对透明包装需求的提升—许多消费者希望透过外包装看到内部产品，因而更青睐采用透明阻隔膜作为新鲜及干货食品的包装材料。然而，透明阻隔包装此前因成本过高，仅能用于高端商品。布勒新型真空镀膜设备LEYBOLD OPTICS PAK T/T+通过创新设备设计与工艺理念，为透明阻隔包装的大规模生产提供了全新解决方案，同时实现总拥有成本优化。

1、透明阻隔包装卷对卷镀膜系统

LEYBOLD OPTICS PAK T/T+是一款新型真空镀膜设备，采用等离子反应沉积技术，在柔性塑料基材（如PE T轴聚丙烯(B)OPP）上沉积氧化铝涂层。

当前市场存在多种为柔性塑料基材施加透明阻隔层的技术——部分技术虽产品性能优异，但需高昂投资且系统技术复杂；另一些技术虽投资低、工艺简单，但产品性能有限。LEYBOLD OPTICS PAK T/T+中实现的等离子反应工艺，在投资成本、技术复杂度与产品性能之间实现了最佳平衡。

与传统反应沉积工艺相比，等离子反应工艺显著优化了阻隔性能与包装材料的长期稳定性，并实现最低渗透值。

除基材宽度方向可量测的镀层均匀性外，创新的蒸发器布局与气体分布设计在可见光范围内（对特殊光学应用至关重要）亦取得突破性成果。

尤其在灵活性方面，LEYBOLD OPTICS PAK T/T+树立了行业标杆。尽管该系统主要用于氧化铝涂层，但仅需微小调整即可实现纯铝或铜涂层制备。

2、应用范围

–氧化铝涂层

–铝涂层

–铜涂层

3、优势

①凭借投资成本、技术复杂度与产品性能之间的最佳平衡实现总拥有成本优化；

②强效等离子反应沉积工艺提升阻隔性能与长期稳定性；

③创新蒸发器布局与气体分布设计实现卓越镀层均匀性；

④创新设计理念支持多样化涂层类型，实现高度灵活性；

⑤稳健机械设计保障高正常运转时间。

图 低速时的铝溶液供应驱动系统

4、设备规格

LEYBOLD OPTICS PAK 1700 T / 2100 T / 2500 T*

LEYBOLD OPTICS PAK 3700 T+*

5、系统关键参数

–基材类型：PE T、（双轴）聚丙烯（BOPP），其他基材可定制

–最大基材宽度：3720毫米

–最大基材卷径：1500毫米

–最大卷绕速度：20米/秒

–镀层均匀性：氧化铝（AlOx）±10%，铝（Al）±5%

6、可选配置（示例）​

–等离子预处理与后处理

–超薄层应用送丝单元

–空气注入系统

七、Buhler真空涂布机的技术特点

1、双原位传感器技术（Dual In-Situ sensor technology）

①DISS技术

DISS技术是一种用于原位质量控制的测量系统。凭借其多种优势与特性，这一创新且强大的技术在薄膜电容器或全息应用制造中具备独特的市场竞争力。

②挑战

主要挑战在于通过100%质量管控与高效数据评估提升生产效率、产品质量，并减少废料。

③解决方案

DISS技术整合了两个传感器和一个附加的HMI（人机界面）控制器。其外壳与内置传感器覆盖基材的整个宽度。

-第一个传感器：基于光密度的非接触式实时镀层轮廓测量系统。

-第二个传感器：用于同步测量自由边距宽度的线型传感器。

在工艺速度19米/秒时，采样率为1.0毫米，动态范围0至3光密度（O.D.）内的完整镀层轮廓及所有自由边距宽度均可被测量并显示于HMI。

其他特殊功能包括：

-数据记录功能，用于下游工艺数据评估； 精准显示自由边距间中心位置，便于对齐重边与边距；

-传感器信号可用于闭环控制。

④优势

–凭借高效性、特殊功能及废料减少实现生产率提升;

–通过100%原位控制确保产品品质稳定且优异;

–闭环控制简化操作流程。

⑤应用于：LEYBOLD OPTICS CAP

2、SuperBias技术

①避免热损伤

SuperBias技术可支持薄膜电容器中敏感聚合物薄基材的热管理，确保加工过程安全。

②挑战

金属化柔性聚合物基材的最大挑战之一在于防止基材热过载，尤其在处理敏感、超薄及雾面基材时更为关键。

③解决方案

布勒阿尔策瑙公司为其LEYBOLD OPTICS CAP系统开发了革命性技术SuperBias，该技术由电子束枪与两个等离子源组成。

基材附着至工艺滚筒后，电子束枪对基静电荷，使其最大程度贴合滚筒冷却表面。这种贴合确保了最优传热系数，从而有效散除热负载。相较于传统偏压技术，电子束诱导偏压通过不可移动的静电荷实现对基材的电荷加载。在基材受热（即金属镀膜开始）前，通过增强基材与冷却表面的压力，可使传热系数提升一个数量级。显著更高效的预冷却技术还可大幅降低工艺过程中基材的峰值温度。因此，采用SuperBias技术的工艺速度远超传统偏压技术。

④优势

–高效基材冷却技术实现生产效率提升

–适配不同基材与工艺的高兼容性

⑤应用于：LEYBOLD OPTICS CAP

3、自由余油蒸发器（Free margin oil evaporator）

该组件用于在机械方向上生成非金属化边距。边距的标准宽度范围为0.4毫米至10毫米。凭借其诸多优势，这项创新技术在薄膜电容器制造中代表了一项独特卖点。

①挑战

挑战在于边距数量与尺寸的精度、质量及高度多样性。

②解决方案

整个组件由蒸发器（主体和气体发生器）、微型泵、储油罐和喷嘴组成。喷嘴根据具体产品定制。主体和气体发生器被加热，并在工艺过程中通过闭环系统保持温度恒定。气体发生器通过连接微型泵和储油罐的管道供油，二者均位于真空室外。储油罐可在不中断镀膜过程的情况下重新注油。

一旦油料接触到气体发生器的热表面，便会蒸发并在主体内均匀分布。供油量由微型泵的速度控制，根据自由边距总面积、卷绕速度和层厚自动闭环调节。蒸发器安装在运动单元上，该单元配备三个步进电机以实现灵活定位。

③优势

–因最短化的设置时间和废料而提升生产效率

–因100%的油料利用率及避免废油处理而节省成本

–因自动化程度提高而实现一致的产品质量

④应用于：LEYBOLD OPTICS CAP

4、用于低速的铝供应驱动系统（Al-feeder-drive system for low rates）

①送料系统

该送料系统用于以特定速度持续向铝质蒸发器源供应铝线。

②挑战

挑战在于确保机械方向上的整体层均匀性，需以适当高精度实现铝线的缓慢且连续供应。

③解决方案

送料系统由一定数量的步进电机（含驱动装置和铝线卷盘支架）组成。送料器数量取决于系统尺寸。除高精度连续缓慢送料外，消除步进电机的典型抖动特性至关重要。

新型创新驱动系统满足超薄层应用的所有要求。此外，结合现有传感器技术（如ISS/DISS/LMS），该系统为实现铝层的全自动横向控制提供了优异平台，甚至适用于复杂电容器应用。

④优势

–因速度范围扩展及97%更高精度而提升性能

–因层均匀性改善而提高产品质量

–因自动化程度提升的运行而保障品质一致性

–因闭环层横向控制而简化操作

–技术具备向后兼容性，可在现有系统中改造升级

⑤应用于：all LEYBOLD OPTICS systems

5、先进的Al蒸发舟（Advanced Al-evaporator）

①蒸发器

该蒸发器用于沉积电阻范围为1Ω/方块至100Ω/方块的铝层。除纯铝应用外，该蒸发源还可与其他源同时使用，以处理层堆叠应用。

②挑战

传统铝蒸发器采用独立源时面临的挑战是层均匀性与层质量。

③解决方案

蒸发器由一定数量的蒸发源、含快门与挡板的蒸发箱以及独立电源组成。蒸发源数量取决于系统尺寸。

蒸发源采用交错扭转排列方式，以最小化铝云间的相互作用并优化横向层均匀性。此外，蒸发源高度可调，通过增大源与基板间距进一步改善均匀性。

蒸发箱内的挡板允许从操作侧通过频闪观测仪直接观察蒸发源，从而在加工过程中进行调整与监控。

④优势

–因最短化的设置时间而提升生产效率

–因创新排列方式与灵活配置的独立蒸发源而保障高产品质量

–因优化的可操作性而实现用户友好性

⑤应用于：LEYBOLD OPTICS systems

6、硫化锌蒸发器（ZnS evaporator）

①蒸发器

该蒸发器用于沉积厚度范围为10纳米至120纳米的干涉ZnS层。除纯ZnS应用外，该蒸发源还可与其他蒸发源同时使用，以处理层堆叠应用。

②挑战

采用独立蒸发源的蒸发器面临的挑战是层均匀性与层质量。

③解决方案

蒸发器由一定数量的直接加热金属坩埚、蒸发箱及独立电源组成。蒸发源数量取决于系统尺寸。

蒸发源的排列方式与独立控制功能结合低质量坩埚设计，构成了层均匀性优异性能的基础。通过创新的坩埚盖设计，可在避免飞溅的同时提升层质量。超大坩埚容量及其优化排列显著提高了系统生产效率和蒸发器效能。以单次运行中12,000米基底长度上以3.0米/秒工艺速度沉积50纳米层厚为例，可佐证该系统的工艺能力与生产效率。

④优势

–因超大坩埚容量及优化排列而提升生产效率

–因蒸发源创新排列与坩埚设计而保障高产品质量

–因蒸发器可与其他蒸发源同时使用而具备多功能性

–因优化的可操作性而实现用户友好性

⑤应用于：LEYBOLD OPTICS SEC

7、图案化印刷系统（Pattern printing system）

①组件

该组件用于生产分段薄膜电容器的非金属化结构，以及全息与包装应用所需结构。

②挑战

挑战在于结构的精度、质量及高设计多样性，尤其与绕卷质量相关，特别是在使用最薄基材的薄膜电容器应用中。

③解决方案

系统安装于抽屉式结构中，由油蒸发器、网纹辊（含套筒）及柔版辊组成。套筒结构根据具体产品定制，可加工结构尺寸低至0.01毫米。

实现高精度、可重复印刷质量的关键在于稳定的油墨转移及根据产品和工艺要求（如结构设计、卷绕速度与层厚）的油量优化控制。油墨稳定转移的基础是各辊间恒定且均匀的接触压力。通过四台高精度定位伺服电机实现恒定接触压力：两台伺服电机连接网纹辊以控制其与柔版辊的间距，另两台连接柔版辊以调节其与工艺鼓的间距。此外，工艺鼓与柔版辊的精准同步，以及网纹辊和柔版辊的设计与质量，均对印刷精度至关重要。

④优势

–因最短化的设置时间与废料而提升生产效率

–高端印刷系统保障高产品质量

–因优化的可操作性而实现用户友好性

⑤应用于：LEYBOLD OPTICS CAP，LEYBOLD OPTICS SEC，LEYBOLD OPTICS PAK

8、高产率铝蒸发器，以实现最大产量（High rate Al-evaporator for maximum output）

①LEYBOLD OPTICS PAK+ 与 PAK T+ 系列

该系列设备以无与伦比的速度在柔性塑料基材上沉积常规铝镀层，实现最大产出。为最大化生产效率，系统搭载了高蒸发率铝蒸发器。

②挑战

除需克服设计高鲁棒性、高速生产设备的技术挑战外，还需开发易于操作的处理工位，并在镀膜过程中成功实现基材热管理。同时仍需满足关键产品与镀层质量要求，尤其是阻隔性能、附着力、均匀性及全表面均质结构。

③解决方案

蒸发器由一定数量的蒸发源、含挡板的蒸发箱及独立电源组成。蒸发源数量取决于系统尺寸，其密度相较于标准蒸发率技术相应提高。

蒸发源采用交错排列方式，以最小化铝云间的相互作用并优化横向层均匀性。

与传统系统相比，LEYBOLD OPTICS PAK+ 与 PAK T+ 系列的工艺速度提升超过25%。

④优势

–因高蒸发率技术实现高生产效率

–因优化的可操作性而用户友好

⑤应用于：LEYBOLD OPTICS PAK+/PAK T+

八、Buhler真空涂布机中的等离子处理（plasma treatment）

1、等离子体预处理-优异的阻隔特性和层粘附性

铝在没有等离子体预处理的聚合物薄膜上沉积：

铝在等离子体预处理的聚合物薄膜上沉积：

①等离子预处理单元

该预处理单元专为所有布勒卷材镀膜机设计，用于增强柔性聚合物基材上各类材料的性能。

②挑战

出于经济性与加工需求，从刚性包装转向轻质柔性包装的趋势持续增强。布勒聚焦于改进金属化工艺环节以提升柔性包装膜质量。核心挑战在于理解柔性聚合物薄膜的表面结构，从而改善层附着力与阻隔性能。

这两项性能对包装行业（尤其是食品包装）至关重要。理想的包装材料需完全阻隔气体、湿气、异味及微生物。消费者需求包括透明性、可微波加热、卫生性与耐温性等特性。通过等离子辉光放电对聚合物基材进行表面改性，可提升其附着力，而基膜本身无法满足多数需求。

等离子预处理可激发柔性薄膜与后续金属/金属氧化物的附着，从而降低渗透性，延长包装产品的保质期。

③解决方案

预处理单元由集成于单侧阴极的气体注入模块及专用电源组成。在所有设备中，该单元部署于放卷装置后、镀层沉积前。

通过调控反应等离子体（具清洁、烧蚀、交联及表面改性功能）的工艺条件，可定制基材表面特性，进而提升层附着力并降低渗透性。布勒的预处理设计使市售基膜性能实现质的飞跃。

④优势

–因高效表面改性保障高产品质量

–因可使用不同气体或混合气体而具备多功能性

–因优化的可操作性而用户友好

⑤性能参数
纯铝 – 镀层厚度2.2 O.D

阻隔数据取决于基材类型；试验条件OTR 23°C/50%r.h.，WVTR 38°C/90%r.h.

⑥应用于：LEYBOLD OPTICS systems

等离子体能量-具备高能量适用于各种应用

2、蒸发区等离子体源-高质量透明阻隔

①LEYBOLD OPTICS PAK T 与 PAK T+ 系列

该系列为新型真空镀膜设备，采用等离子反应技术辅助，可在柔性聚合物基材（如PE T及(B)OPP）上制备超薄透明氧化铝层。

氧化铝的等离子反应沉积通过集成等离子阴极与定制化供气设计在传统铝蒸发区实现。

②挑战

透明层的等离子反应沉积需满足关键性能要求：阻隔性能、长期稳定性、层附着力、层质量、均匀性及透明度。此外，需平衡技术方案的投资成本与复杂度。

③解决方案

布勒阿尔岑瑙（Bühler Alzenau）技术组件包括双面阴极及其对应电源与多工位气体供应系统。阴极位于铝蒸发器上方、工艺鼓下方。通过蒸发区多工位精准控气注入，优化氧化铝层均匀性。

基础工艺步骤为铝蒸发与定量气体注入同步进行，通过常规反应氧化生成氧化铝。布勒的进阶方案则通过高能等离子体对铝蒸气与气体的混合物进行电离，利用配备不同工艺气体的平面磁控管等离子源增强铝原子与气体离子的化学交互，促进铝氧致密化以生成透明氧化铝薄膜（AlOx）。该技术可定制高阻隔性、高透明度的薄膜，专为包装行业设计。

④优势

–因高效等离子反应沉积保障高产品质量

–180天内长期稳定性与高剥离强度

–创新设计与技术方案实现最优综合成本

–因优化的可操作性而用户友好

⑤性能参数

氧化铝 – 物理层厚约10至15纳米

阻隔数据取决于基材类型；使用内联等离子体预处理的结果；测试条件OTR 23°C/50%相对湿度，WVTR 38°C/90%相对湿度。

⑥适用设备

LEYBOLD OPTICS PAK T / T+

九、卷对卷高真空溅射涂层（Roll-to-roll high-vacuum sputter coating）

—为复杂产品提供灵活的解决方案。

1、透明导电层：触控面板、柔性光伏、OLED照明

智能触控面板（如智能手机与平板电脑）仅是卷对卷高真空溅射沉积技术的应用案例之一。在塑料薄膜上镀制真空透明导电氧化物（TCO）层始终是低成本制造高质量触控显示器的先决条件。例如，氧化铟锡（ITO）或铝掺杂氧化锌（AZO）等TCO层还广泛用于其他应用领域的前接触层，包括柔性光伏与OLED照明。

2、导电金属层：柔性印刷电路板（FPCB）、射频识别（RFID）、金属网格触控面板

柔性印刷电路板（FPCB）适用于需要小型化、轻质且可弯曲电路的场景，如移动设备或笔记本电脑。此外，射频识别（RFID）技术及触控面板的金属网格等应用，均需通过低成本铜层构建集成电路，并依赖其优异电性能。

3、低辐射与电致变色层：建筑与汽车玻璃应用

全球一次能源的很大比例用于建筑的供暖或制冷，其中大部分能量通过建筑玻璃的热传递损耗。集成低热辐射率（low-e）薄膜或智能玻璃镀层可显著减少此类能量损失。除节能考量外，卷对卷镀膜工艺使生产成本效益高，且设备体积远小于典型玻璃镀膜系统。

4、传感器层：医疗、生物与物理传感器

医疗传感器（如血糖传感器）是一个价值数十亿美元的市场。目前已有多种技术可用于经济高效地以卷对卷制造方式生产压阻式、压电式、电容式、温度或光电传感器等。根据具体传感器类型，几乎整个传感器或至少多个集成层（如前/背电极）均通过高真空溅射卷对卷镀膜技术实现。当传感器不可避免地成为一次性物品（如血糖传感器）时，该技术具有显著的成本与生产效率优势。

5、高技术应用中的高阻隔层用于OLED照明与显示

众多技术应用（例如OLED照明或显示器）对其封装的最大氧气与水蒸气透过率有严格要求。需要高阻隔值以防止各单层受损，并最大限度延长整个器件的使用寿命。基于柔性基材（如SiO₂或Al₂O₃）的多层高阻隔膜，通过高真空溅射卷对卷镀膜技术实现，是当前尖端技术。

6、储能层：固态锂电池（SSLB）

手持和移动设备对高容量电池的需求持续增长。如今，高真空溅射技术是制备精细层结构以实现单位电池重量最大储能容量的关键技术。因此，固态锂电池（SSLB）中的所有关键层——作为当前主流电池技术——均借助卷对卷真空溅射技术制造。

十、高真空溅射卷对卷涂布系统（High-vacuum sputter roll-to-roll coating system）

新型柔性电子技术及应用市场迅速发展。如今，我们能看到广泛的应用场景和多样化的终端产品：柔性可穿戴电子设备、传感器、RFID标签、智能玻璃、智能包装等。例如，采用高品质低电阻率铜或透明导电氧化物（TCO）镀层的应用（如buhler的卷对卷真空镀膜解决方案）提供了一种极具竞争力且经济高效的薄膜镀膜技术。

1、柔性真空溅射卷对卷镀膜系统

Buhler新型高真空溅射卷对卷镀膜系统LEYBOLD OPTICS FLC成功弥合了生产效率与多功能性之间的鸿沟，同时满足当前及未来市场需求。

LEYBOLD OPTICS FLC是生产与研发用途的理想选择。其最多可配置六个可旋转磁控管，且能集成多种原位测量传感器，使其在制造环境中展现卓越生产效率，而在作为研发设备时则具备高度灵活性与多功能性。

这使得该系统成为ITO薄膜、柔性印刷电路板（FPCB）、低辐射/智能玻璃等应用的首选。可旋转磁控管、650毫米的最大镀膜宽度及500毫米的基材卷直径，共同奠定了高生产率的基础。

此外，相邻工艺段之间的可选气体隔离功能，使得金属与介电材料的多样化层叠结构可一次性完成沉积。

除可同时运行反应性与非反应性溅射工艺外，LEYBOLD OPTICS FLC还可配备多种原位传感器，用于持续精准监测目标物理层特性（如层电阻率、反射率或透射率）。

2、应用领域

–ITO薄膜

–柔性印刷电路板（FPCB）

–医疗传感器

–固态锂电池（SSLB）

–电致变色（EC）智能玻璃

–低辐射/阳光控制膜

–及其他更多领域

图 Buhler的卷对卷真空沉积解决方案能够开发和生产复杂的薄膜应用

3、客户利益

①卓越生产效率、系统多功能性与灵活性：

–最多可配置六个可旋转磁控管，配备直流（DC）、直流单极脉冲（DC unipolar pulsed）、直流双极脉冲（DC bipolar pulsed）或中频（MF）电源

–工艺段之间气体隔离功能

–金属与反应性溅射

②始终如一的高品质终端产品，得益于智能设备设计：

–极低颗粒物生成（磁控管溅射朝上定向）

–易于维护与清洁

–无划痕与皱褶卷绕（闭环张力控制）

–等离子体预处理（可选）

–温控镀膜鼓（-15°C至+80°C）

–涡轮分子泵与冷阱实现高真空抽气

–原位镀层测量系统

③智能且坚固的设计带来便捷维护与高设备运行时间。

④紧凑设计最大限度减少厂房占地面积。

4、系统关键参数

–典型基材类型：PE T、PE N、PI、铝（Al）、SST、铜（Copper）、柔性玻璃（Flexible Glass）

–基材卷最大直径：500毫米

–镀膜宽度：650毫米

–典型沉积材料：

•金属：银（Ag）、铝（Al）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍铬（NiCr）、钛（Ti）

•介电材料：AZO、ITO、二氧化硅（SiO₂）、氮化硅（SiN）、氧化锡（SnO₂）、五氧化二铌（Nb₂O₅）、二氧化钛（TiO₂）

–卷绕速度：0.1–25.0米/分钟

–卷绕张力：25–600牛

–占地面积：约70平方米

5、可选配置

–等离子体预处理

–红外加热器（用于基材脱气）

–原位镀层测量系统：

•电阻率

•反射率

•透射率

–及其他更多功能

6、可选机型规格

LEYBOLD OPTICS FLC 400 / 650 / 1600 / 2000 *

（*最大镀膜宽度以mm毫米为单位）

十一、应用方式及应用过程（Applications and processes）

1、一机多用—多样化的应用场景

下表展示了如何通过LEYBOLD OPTICS FLC轻松实现不同应用所需的层堆叠结构：仅需更换靶材与工艺气体，无需对高真空镀膜系统本身进行重大改动。

2、应用信息—低辐射（Low-E）汽车玻璃

集成低辐射镀膜薄膜的汽车玻璃通过减少空调系统能耗（空调能耗降低约20–30%）帮助降低车辆燃油消耗。

燃油消耗减少也意味着覆盖相同距离所需运输的重量降低。通过节省能源与重量，低辐射镀膜薄膜有助于减少车辆的二氧化碳排放，保护环境。

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3、低辐射镀膜层堆叠—完美满足行业要求

–高可见光透射率

–低方块电阻与低辐射率

–反射色中性或偏蓝色调

–热处理后变化微小

–优异的化学与机械耐久性

–无氮溅射工艺

4、性能表现实例

①透射率 TY

单层低辐射（SLE） ≥ 81%

双层低辐射（DLE） ≥ 79%

三层低辐射（TLE） ≥ 68%

②反射色值（L*, a*, b*）

SLE：-2 ≤ a* ≤ 0，-6 ≤ b* ≤ -2

DLE：-4 ≤ a* ≤ -1，-9 ≤ b* ≤ -5

TLE：-1 ≤ a* ≤ 2，-5 ≤ b* ≤ -1

5、应用信息—薄膜锂电池

当前锂电池技术的可用性对当今许多新产品、趋势和应用的发展至关重要。若无法在微小体积与低重量下储存充足能量，智能手机或可穿戴设备等产品将难以实现。此外，混合动力或电动汽车等未来快速增长的市场将产生对更轻、更小的高能量密度薄膜锂电池的强烈需求。这一对薄膜锂电池要求的趋势使真空沉积技术成为当前及未来主要的电池制造技术之一。下图示意图展示了传统柔性薄膜固态锂电池主要功能层的横截面结构。中间层（例如金（Au）可用于最小化阴极（LiCoO₂）与集流体（金属箔基材，如铜）之间的功率损耗）虽未图示，但其对器件性能的显著提升与影响不可忽视。

右侧表格列出了柔性电池中常用的薄膜材料及对应的真空沉积技术。可以看出，柔性电池中几乎所有功能层均可通过高真空溅射技术实现。此外，尤其在优化层结构与最终器件性能时，真空沉积技术（特别是LEYBOLD OPTICS FLC技术）是理想选择。
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6、真空沉积薄膜层对柔性电池的优势

–高能量存储容量：得益于完美层结构

–整体器件重量轻：基于薄膜技术实现超薄层

–长循环寿命与稳定性：极少的层缺陷

–安全性提升：固态电解质避免泄漏风险

–低制造成本：高效卷对卷（Roll-to-Roll）生产工艺

原文来自：《Solutions for web coating》