本发明涉及磁控溅射，具体为一种降低磁控溅射残余应力的方法。
背景技术：
1、随着新能源和电子科技的高速发展，电池的循环寿命、安全、能量密度等性能已是电池发展的重中之重。集流体作为电池非常重要的一部分，用于将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出，其性能优劣会直接影响到电池的循环寿命、能量密度、安全。
2、目前锂电池、钠电池中的正负极片多使用铜箔、铝箔作为集流体，这类集流体具有较高的成本及质量，不利于电池成本的控制以及能量密度的提升。基于此，复合箔材被开始应用作为集流体，其相比于传统箔材具有更为明显的优势。复合箔材集流体通常是一种“三明治”结构，内层为聚合物高分子层，两侧为金属导电层。复合箔材集流体由于表面的金属层较薄，内部的高分子层较轻，从而使得其可以很好的减轻集流体整体的重量，进而增加锂离子电池的能量密度；同时复合箔材集流体表面较薄的金属层在锂离子电池发生热失控时较传统箔材的集流体更容易断开，从而隔绝活性物质与集流体的连接，阻止锂离子电池热失控继续进行。
3、因此，磁控溅射的沉积效率和结合力对复合箔材集流体十分重要，关系到时间成本以及复合箔材集流体的有效性。但是高分子基材在磁控溅射过程中无法兼顾沉积效率和结合力，主要是由于磁控溅射过程中的功率、磁场以及氩气气压并不是正相关和负相关那么简单，调节其中一个参数可能会对沉积效率和结合力有着相反的应对象，所以需要一个通过平衡沉积效率和结合力数值，从而降低残余应力的方法。
4、综上所述，本发明将提供一种通过控制磁控溅射过程中的靶功率、磁场以及氩气气压，从而平衡磁控溅射沉积效率和粘结力，进而降低磁控溅射残余应力的方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种降低磁控溅射残余应力的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种降低磁控溅射残余应力的方法，包括以下过程：
4、步骤一：以镀层和基底之间的结合力和镀层的沉积效率的乘积为因变量，以靶材的阴极总功率、靶材的表面磁场以及气体流量为自变量，构建函数模型i：
5、
6、其中，所述fv为因变量，表示镀层和基底之间的结合力和镀层的沉积效率的乘积，f表示镀层和基底之间的结合力，单位为kn/m，v表示镀层的沉积效率，单位为nm/min；所述p表示靶材的阴极总功率，单位为kw；所述b表示靶材的表面磁场，单位为mt；所述q表示气体流量，单位为sccm；所述a、b为待定系数；所述n为常数，且n＝2；
7、步骤二：通过同时设置磁控溅射设备的b、p，并试验得到q、fv；将fv、b、p、q、n代入到函数模型i中，得到a、b；
8、步骤三：设定fv；在已知fv、a、b、n的情况下，控制b、p，代入到函数模型i中，计算得到q；并以此b、p、q的值为工艺参数，用于基底表面磁控溅射。
9、进一步的，步骤二中，所述试验得到q、fv的具体过程为：(1)通过磁控溅射设备的参数，设置最大磁场bmax以及最大总功率pmax，进行磁控溅射，试验得到q1、fv1；(2)通过磁控溅射设备的参数，设置最小磁场bmin以及最大总功率的一半pmid，进行磁控溅射，试验得到q2、fv2。
10、进一步的，所述fv的值应在0.2～0.8之间，其中f＞0.2kn/m，v＝1nm/min。
11、磁场、功率和氩气气压的变化都会对复合集流体磁控溅射的沉积效率和结合力产生很大的影响。在一定范围内单独增加靶功率会增加沉积效率，但过大的靶功率会导致基底面变形，从而减少结合力；在一定范围内单独降低氩气流量会增加结合力，但会降低沉积效率，且气压过低是无法启辉溅射的；在一定范围内单独降低磁场会增加结合力，但会降低沉积效率。即单独考虑其中某一个变量无法综合提高膜层整体性能，故将f、v的乘积fv作为整体性能评判标准。根据目前集流体的生产要求：沉积效率应为1nm/min，镀层和基底的结合力应大于0.2kn/m。因此，当fv>0.8时，会出现沉积效率较低，结合力异常高的情况，但复合集流体受到基底膜限制，其最大粘结力取决与基底膜的强度，即粘结力实际也是受到了限制；进而使得磁控溅射残余应力增加；当fv<0.2时，便会出现沉积效率满足生产条件，但结合力较低的情况。因此，fv的值过小或过大都会导致膜层结合力或沉积效率出现不合格的情况，进而使得磁控溅射残余应力增加。
12、进一步的，所述a、b、n为待定系数，具体数值与具体设备相关；其中，a的值应在2～10之间；b值应在6～10之间。
13、进一步的，所述基底为pp薄膜。
14、进一步的，所述靶材为铜靶材。
15、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
16、(1)本发明提供了一种根据磁场、靶功率、氩气流量的具体值，再结合函数模型计算控制和平衡磁控溅射沉积效率和结合力的数值，从而达到降低残余应力的方法；
17、(2)磁控溅射产生的残余应力主要分为两种，一种是热残余应力，主要是由于过大的热造成变形不均匀引起；一种是过程残余应力，主要是成膜过程中的缺陷引起。从目前的研究来说，热残余应力所占的比重较大，所以减少热残余应力即可以大幅减少残余应力值。而fv的最大值表示结合力与沉积速率都在一个相对较均衡的值；其中，结合力表示的是粒子的入射能量，入射粒子能量较大和较小都会导致残余应力变大；沉积速率表示的是粒子的入射数目。因此，在控制结合力的同时，约束其沉积，可以进一步约束入射能量和离子束，从而达到减少热残余应力形成的效果。
1.一种降低磁控溅射残余应力的方法，其特征在于：包括以下过程：
2.根据权利要求1所述的一种降低磁控溅射残余应力的方法，其特征在于：步骤二中，所述试验得到q、fv的具体过程为：(1)设置磁控溅射设备的参数：最大磁场bmax以及最大总功率pmax，进行磁控溅射，试验得到q1、fv1；(2)设置磁控溅射设备的参数：最小磁场bmin以及最大总功率的一半pmid，进行磁控溅射，试验得到q2、fv2。
3.根据权利要求1所述的一种降低磁控溅射残余应力的方法，其特征在于：所述fv的值在0.2～0.8之间，其中f＞0.2kn/m，v＝1nm/min。
4.根据权利要求1所述的一种降低磁控溅射残余应力的方法，其特征在于：所述a的值在2～10之间；所述b值在6～10之间。
5.根据权利要求1所述的一种降低磁控溅射残余应力的方法，其特征在于：所述基底为pp薄膜；所述靶材为铜靶材。
