專利名稱：真空鍍膜方法、真空鍍膜設(shè)備以及鍍膜元件和外殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于物理氣相沉積形成鍍膜的技術(shù)，尤其涉及一種真空鍍膜方法及 其使用的真空鍍膜設(shè)備，以及由該方法制得的鍍膜元件和外殼。
背景技術(shù)：
物理氣相沉積(Physical vapour deposition,以下簡稱為PVD )工藝是在真 空環(huán)境中將欲鍍材料，例如金屬元素，采用濺射或蒸發(fā)等方式轉(zhuǎn)移到工件表面， 以在工件表面形成厚度均一的膜層，從而實(shí)現(xiàn)使工件表面具有特殊的效果，例 如金屬光澤、光學(xué)效果等。
以獲得光學(xué)效果為例，通常利用PVD工藝在工件表面形成光學(xué)鍍膜，如半 透膜。采用傳統(tǒng)的PVD工藝進(jìn)行光學(xué)鍍膜時(shí)，往往追求工件表面鍍膜膜厚的均 一，這就使很多具有半透效果的產(chǎn)品在各個(gè)位置的透光率都是相同不變，只能 實(shí)現(xiàn)單一的效果。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種使工件具有漸變鍍膜厚度的真空鍍膜方法及其 使用的真空鍍膜設(shè)備。
以及提供一種采用該真空鍍膜方法獲得的、具有漸變鍍膜層的鍍膜元件。 一種真空鍍膜方法，其包括以下步驟 將待鍍膜工件置于真空鍍膜室內(nèi)的支架上； 在待鍍膜工件與鍍膜源之間設(shè)置遮擋片；
在工件表面真空鍍膜，并在工件表面被遮擋片所遮擋的區(qū)域形成漸變鍍層。 一種真空鍍膜設(shè)備，其包括真空鍍膜室，所述真空鍍膜室內(nèi)設(shè)有鍍膜源以及與所述鍍膜源相對的工件支架，所述工件支架與鍍膜源之間設(shè)有遮擋片。
一種由上述真空鍍膜方法形成的鍍膜元件，其包括鍍膜元件本體以及形成
于所述本體上的鍍膜，所述鍍膜包括第一鍍膜部分和第二鍍膜部分，所述第一
鍍膜部分是均勻的鍍膜層，所述第二鍍膜部分是漸變鍍層。
以及， 一種由上述真空鍍膜方法形成的外殼，其包括殼體以及形成于所述
殼體上的鍍膜，所述鍍膜包括第一鍍膜部分和第二鍍膜部分，所述第一鍍膜部
分是均勻的鍍膜層，所述第二鍍膜部分是漸變鍍層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述真空鍍膜方法及其鍍膜設(shè)備通過在鍍膜源和待鍍膜
工件之間設(shè)置遮擋片，在鍍膜時(shí)，可以在工件的特定區(qū)域形成厚度漸變的鍍膜
層，由此形成具有漸變鍍膜層的鍍膜元件或便攜式電子裝置的外殼。而且，具
有鍍膜層的鍍膜元件或外殼表面在外觀上表現(xiàn)一致，在實(shí)際使用時(shí)可增加它們
表面的多樣性效果，如產(chǎn)生特定的光澤效果和光學(xué)效果。


圖l是本發(fā)明第一實(shí)施例的真空鍍膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的真空鍍膜方法流程圖3是采用圖1中的真空鍍膜設(shè)備進(jìn)行真空鍍膜的結(jié)構(gòu)示意圖；.
圖4是沿圖3中的IV-IV截面的結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例的真空鍍膜設(shè)備的局部結(jié)構(gòu)示意圖6是圖5中的鍍膜設(shè)備形成的鍍膜分區(qū)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí) 施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅
僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
請參閱圖1,是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的真空鍍膜設(shè)備10,該設(shè)備10包括
5真空鍍膜室12、設(shè)置于鍍膜室12內(nèi)的鍍膜源14和工件支架16。鍍膜源14和 工件支架16相對設(shè)置，在鍍膜源14和工件支架16之間設(shè)置有一個(gè)遮擋片18。 工件支架16上放置有待鍍膜工件19，該工件19可以是后面形成的鍍膜元件的 本體或者是手機(jī)等便攜式電子裝置外殼的殼體。
真空鍍膜室12可以是通常所用的鍍膜室12,本實(shí)施例的鍍膜室12為磁控 濺射鍍膜室，并且是臥式連續(xù)鍍膜機(jī)的真空鍍膜室。鍍膜室12內(nèi)的真空度一般 為l-8xl0，a，優(yōu)選為3xl0,a。鍍膜源14采用濺射靶材，如果采用蒸發(fā)鍍 方式，則鍍膜源14為蒸發(fā)源。
鍍膜源14的材質(zhì)是所需鍍膜的材質(zhì)，如錫、鋁或不銹鋼等材質(zhì)，具體可根 據(jù)實(shí)際需要選捧，本實(shí)施例以錫耙為例。
工件19固定于支架16上，其欲鍍膜的表面面對鍍膜源14。工件19的基 材選用聚碳酯(PC)或聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)等透明素材。采用這種原 料的塑膠基材可以通過各種方法制備得到，例如，可以通過將現(xiàn)有的各種塑膠 基材裁切得到，也可以通過直接注塑成型得到。所述注塑成型的方法例如可以 通過使用住友SE180DU注塑成型機(jī)進(jìn)行注塑成型，獲得塑膠基材。
遮擋片18具體可位于從鍍膜源14濺射出的鍍膜源分子或原子沉積至工件 19的路徑中，例如，遮擋片18距工件19表面2cm。遮擋片18可以是一個(gè)無 孔的實(shí)體結(jié)構(gòu)，并采用濺射材料不可穿透的材質(zhì)，并且不與濺射材料以及鍍膜 室12內(nèi)工作氣體反應(yīng)。遮擋片18的形狀、大小以及相對工件19的高度等因素 都影響透光率的變化梯度，因此，為使?jié)u變達(dá)到設(shè)計(jì)需要的效果，遮擋片18 的形狀、大小以及高度由具體的需求而定。遮擋片18與工件19鍍膜表面平行 放置，遮擋片18的形狀與欲形成漸變鍍層的區(qū)域(如圖1和3中的中心區(qū)域 192)形狀相一致。
此外，為能夠適應(yīng)不同具體需求，遮擋片18可以通過一個(gè)調(diào)整才幾構(gòu)來調(diào)整 其相對工件19的距離，也就是遮擋片18相對于工件19的高度。例如，在工件 支架16上設(shè)置有一個(gè)調(diào)整裝置162，該調(diào)整裝置162包括一個(gè)立柱164和可沿著立柱164上下滑動(dòng)的滑動(dòng)臂166,遮擋片18與滑動(dòng)臂166相連。通過上下滑 動(dòng)該滑動(dòng)臂166，即可調(diào)整遮擋片18相對于工件19的距離。
請結(jié)合圖1參閱圖2,圖2顯示本發(fā)明實(shí)施例的真空鍍膜方法流程，其包 括以下步驟
(a) 放置待鍍膜工件19于真空鍍膜室12內(nèi)的支架16上；
(b) 在待鍍膜工件19與鍍膜源14之間設(shè)置遮擋片18;
(c) 在工件19表面真空鍍膜，并在工件19表面被遮擋片18所遮擋的區(qū) 域形成漸變鍍層。
通常在將工件19放置于支架16之前，先對工件19欲鍍膜表面進(jìn)行表面預(yù) 處理，例如對工件表面進(jìn)行清洗、靜電除塵及噴涂底漆等過程。
清洗的條件包括使用濃度為70%的酒精和3019無塵布，清洗車間必須是 無塵車間，至少是十萬級的潔凈度。具體操作為，在室溫下用無塵布蘸上酒精 沿同一方向清洗基材。一^L清洗1分鐘左右為宜。
靜電除塵是將清洗處理后的基材放入靜電除塵室，基材裝夾在夾具上后安 裝在自動(dòng)線上，慢慢往前運(yùn)行，經(jīng)過靜電除塵室時(shí)開始除塵，除塵時(shí)間在30 秒左右，除塵結(jié)束后還要經(jīng)過二次靜電除塵室除塵，時(shí)間相同。
底漆噴涂是在噴涂車間進(jìn)行，要求車間潔凈度是1萬級的，自動(dòng)線上五抓 的轉(zhuǎn)速設(shè)為5轉(zhuǎn)/分鐘，自動(dòng)線前進(jìn)的速度設(shè)為4米/秒，涂^"選用科秀8000， 涂料粘度設(shè)為8'75-8"85，優(yōu)選為8"80，噴涂濕度為40-70%RH,優(yōu)選為60%RH, 噴涂溫度為15-25°C，優(yōu)選為20。C,底漆膜厚控制在15孩t米左右。
經(jīng)過上述噴涂后，進(jìn)一步將噴涂表面流平，使塑膠表面的涂料分布均勻一 致，此時(shí)，五抓轉(zhuǎn)速為5轉(zhuǎn)/分鐘，自動(dòng)線前進(jìn)速度為2米/秒，流平時(shí)間在10-20 分鐘，優(yōu)選為15分鐘。
流平后再經(jīng)過紅外線IR烘烤，烘烤條件是在40-60。C，優(yōu)選為50°C,供烤 時(shí)間在25-35分鐘，優(yōu)選為30分鐘，五抓轉(zhuǎn)速和自動(dòng)線前進(jìn)速度同噴涂時(shí)的速 度。烘烤后再進(jìn)行紫外uv固化，是基材噴了涂料后在uv光能量的照射下固
化，UV能量在800-1200 mj/cm2，優(yōu)選為1000mj/cm2 ,固化時(shí)間在l-3分鐘，
優(yōu)選為2分鐘。
工件19經(jīng)過上述處理后，再放置于支架16上進(jìn)朽^茲控濺射鍍膜。先在;f寺 鍍膜工件19與鍍膜源14之間設(shè)置遮擋片18,以遮擋鍍膜源14賊射出的鍍膜 源分子或原子直接沉積至于工件19的局部區(qū)域。如圖3所示，本實(shí)施例中，該 局部區(qū)域?yàn)楣ぜ?9的中心區(qū)域192，也就是需要形成透光率漸變的區(qū)域。其中， 優(yōu)選地，中心區(qū)域192、遮擋片18以及鍍膜源14的中心共線。
此外，可通過調(diào)整機(jī)構(gòu)來調(diào)整遮擋片18相對工件19的高度，以獲得所需 的透光率漸變的區(qū)域。而且，如果工件19需要鍍膜的區(qū)域大小與以前不同，還 可以更換遮擋片18,或者調(diào)整遮擋片18相對于工件19的高度。例如，為獲得 一個(gè)圓形的漸變區(qū)域，其直徑為5.5cm,中心透光率為25%,漸變類型為透光 率從中心向邊緣逐漸減小，則可采用的遮擋片18的大小為4.8cm，遮擋片18 距工件19表面2cm,并使遮擋片18與工件19鍍膜表面平行放置。
放置并調(diào)整好工件19及遮擋片18后，對鍍膜室12抽真空以進(jìn)行濺鍍，即 進(jìn)行步驟(c)。鍍膜室12的真空度一般為l-8xl(T2Pa，優(yōu)選為3xl(T2Pa。然后 進(jìn)行氧氣RP (射頻)清洗，清洗時(shí)間一般為1-3分鐘，優(yōu)選為2分鐘，功率為 600-900W,優(yōu)選為800W。當(dāng)真空度到2-5xl(T3Pa時(shí)，優(yōu)選為3x10—3Pa時(shí)，通 入工作氣體，如氬氣等惰性氣體。氬氣的主要作用是氬氣離子化后，利用被 離化了的氬離子在電場作用下對鍍膜源14進(jìn)行濺射，濺射出的鍍膜源分子或原 子沉積到工件19表面形成膜層。
在》茲控濺鍍時(shí)，真空度控制在l-8xlO"Pa,優(yōu)選為5xlO"Pa，工件19到鍍 膜源14的距離設(shè)為15cm,然后進(jìn)行》茲控濺射鍍錫。才艮據(jù)透光率的不同要求， 濺射的時(shí)間和功率也不同，素材的整體透光率要求若在可見分光光度計(jì) WFJ2100型550nm處為4.5%，則選擇的功率為4.5kw，時(shí)間一般為2s。
經(jīng)過磁控'踐鍍后，在工件19表面沒有遮擋的位置均勻的鍍了層錫，透光率
8為4.5%,遮擋位置的錫層厚度從邊沿到中心逐漸減小，其中心透光率為25%。
具體地，在濺鍍后，形成鍍膜元件，即包括工件19和形成于其上的鍍膜層 17。如圖4所示，鍍膜層17包括第一鍍膜部分172和第二鍍膜部分174。第一 鍍膜部分172是均勻的鍍膜層，透光率為4.5%。第二鍍膜部分174是漸變鍍層， 其中心透光率為25%, /人邊沿到中心透光率由25%遞減至4.5%。
這種漸變的形成主要是利用真空鍍膜的繞射性，通過設(shè)置遮擋片18，阻擋 大量錫金屬原子團(tuán)直接沉積在工件19表面的中心區(qū)域192，使少數(shù)錫金屬原子 團(tuán)能夠從遮擋片18的側(cè)面以一定角度，例如按照如圖4所示的濺射虛線15沉 積在工件19表面的中心區(qū)域(圖中的濺射線15僅為示意，實(shí)際上真空鍍膜的 繞射可以是曲線)，以遮擋片18在工件19上的投影為中心，從該投影邊緣向中 心沉積的原子團(tuán)數(shù)量逐漸減少，從而實(shí)現(xiàn)鍍膜膜厚以及透光率的逐漸變化。
另外，在完成具有漸變效果的鍍膜層后，進(jìn)一步在鍍膜層上進(jìn)行靜電除塵 和噴涂后處理過程，這兩種處理步驟與前述的原始工件表面的靜電除塵和噴涂 處理方法相同。其中噴涂包括形成中漆和面漆等保護(hù)漆，其中，中漆可以摻以 色彩，面漆為透明較硬的材料。
上述鍍膜方法應(yīng)用于制造便攜式電子裝置如手機(jī)、相機(jī)等的外殼鍍膜時(shí)， 與鍍膜元件的鍍膜形成過程相同。最后形成的便攜式電子裝置的外殼包括殼體 和形成于殼體上的鍍膜層。殼體可以根據(jù)需要采用所需的材質(zhì)如金屬或塑料等， 鍍膜層可以是如上所述的鍍膜元件的鍍膜層17。
請參閱圖5，是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的真空鍍膜設(shè)備20內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。 本實(shí)施例中的設(shè)備20與第一實(shí)施例中的真空鍍膜設(shè)備20結(jié)構(gòu)基本相同，主要 不同之處在于遮擋片18的放置方式不同，圖4中的元件與第一實(shí)施例中相同的 元件采用同一標(biāo)號，在此不再贅述。
在本實(shí)施例中，遮擋片18不平行于工件19,即遮擋片18相對工件19，即 工件支架16傾斜一定角度，因而，遮擋片18與工件19或支架16成一夾角， 具體夾角的角度可按照實(shí)際所需的效果來設(shè)定。遮擋片18的這種傾斜的放置方式，也能夠形成漸變的鍍膜層厚度，不同在于其呈現(xiàn)非圓周性變化。
請參閱圖6，顯示本實(shí)施例中遮擋片18的鍍膜遮擋效果圖。此時(shí)的鍍膜厚 度的最薄點(diǎn)靠近于遮擋片18傾斜較低的一側(cè)，如圖所示的O點(diǎn)，出現(xiàn)偏心現(xiàn) 象。而等厚度線，也就是對應(yīng)于等透光率線呈現(xiàn)橢圓或者扁圓的形狀，在等透 光率線上的透光率相同，例如圖中示出三條等透光率線201、 203、 205,它們 對應(yīng)的透光率分別為10%， 40%， 40%，而中心點(diǎn)O的透光率為70%。由此， 通過改變遮擋片18與工件19或者是支架16的夾角，可以選擇得到橢圓形狀的 透光漸變效果，由此獲得具有橢圓透光漸變的鍍膜元件或外殼，更加豐富產(chǎn)品 外觀。
由以上描述可知，上述實(shí)施例的真空鍍膜方法，通過在鍍膜源14和工件 19之間設(shè)置遮擋片18,在鍍膜時(shí)，可以在工件19的特定區(qū)域形成厚度漸變的 鍍膜層，以形成鍍膜元件或外殼。而且，鍍膜元件或外殼表面在外觀表現(xiàn)一致， 由此增加其表面特定的光澤效果和光學(xué)效果。例如，當(dāng)用來形成光學(xué)鍍膜時(shí)， 可以在鍍膜元件或外殼特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)透光率逐漸連續(xù)的變化。在背光燈打開的 情況下，通過該方法形成的鍍膜元件或外殼可以表現(xiàn)出明顯的漸變效果，并且 能夠保證在沒有背光燈的情況下產(chǎn)品外觀一致。因而，本發(fā)明極大的豐富了半 透產(chǎn)品的外觀，為半透產(chǎn)品的制作與設(shè)計(jì)提供了新的思路。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明 的寸呆護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種真空鍍膜方法，其包括以下步驟將待鍍膜工件放置于真空鍍膜室內(nèi)的支架上；在待鍍膜工件與鍍膜源之間設(shè)置遮擋片；在工件表面進(jìn)行真空鍍膜，并在工件表面被遮擋片所遮擋的區(qū)域形成漸變鍍層。
2、 如權(quán)利要求1所述的真空鍍膜方法，其特征在于，在放置所述待鍍膜工 件于真空鍍膜室之前，對工件進(jìn)行經(jīng)過表面預(yù)處理。
3、 如權(quán)利要求1所述的真空鍍膜方法，其特征在于，所述表面預(yù)處理包括 對工件表面進(jìn)行清洗、靜電除塵及噴涂底漆。
4、 如權(quán)利要求1所述的真空鍍膜方法，其特征在于，還包括調(diào)整所述遮擋 片相對于待鍍膜工件的距離。
5、 一種真空鍍膜設(shè)備，其包括真空鍍膜室，所述真空鍍膜室內(nèi)設(shè)有鍍膜源 以及與所述鍍膜源相對的工件支架，其特征在于，所述工件支架與鍍膜源之間 設(shè)有遮擋片。
6、 如權(quán)利要求5所述的真空鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述遮擋片平行于所 述工件支架或者相對所述工件支架傾斜。
7、 如權(quán)利要求5所述的真空鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述工件支架上設(shè)置 有一個(gè)調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置與所述遮擋片相連接以調(diào)整遮擋片相對于工件 的距離。
8、 一種由權(quán)利要求1所述的真空鍍膜方法形成的鍍膜元件，其包括鍍膜元 件本體以及形成于所述本體上的鍍膜，其特征在于，所述鍍膜包括第一鍍膜部 分和第二鍍膜部分，所述第一鍍膜部分是均勻的鍍膜層，所述第二鍍膜部分是 漸變鍍層。
9、 如權(quán)利要求8所述的鍍膜元件，其特征在于，所述鍍膜元件是具有預(yù)定 透光率的光學(xué)膜片，在所述第二鍍膜部分的透光率由其中心向外遞減。
10、 一種由權(quán)利要求1所述的真空鍍膜方法形成的外殼，其包括殼體以及 形成于所述殼體上的鍍膜，所述鍍膜包括第一鍍膜部分和第二鍍膜部分，所述 第一鍍膜部分是均勻的鍍膜層，所述第二鍍膜部分是漸變鍍層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種真空鍍膜方法，該方法包括以下步驟將待鍍膜工件置于真空鍍膜室內(nèi)的支架上；在待鍍膜工件與鍍膜源之間設(shè)置遮擋片；在工件表面進(jìn)行真空鍍膜，并在工件表面被遮擋片所遮擋的區(qū)域形成漸變鍍層。本發(fā)明還涉及用于該方法的真空鍍膜設(shè)備以及由該方法制得的鍍膜元件和外殼。該真空鍍膜方法通過在鍍膜源和工件之間設(shè)置遮擋片，在鍍膜時(shí)，可以在工件的特定區(qū)域形成厚度漸變的鍍膜層。而且，鍍膜后形成的鍍膜元件或外殼的表面在外觀上表現(xiàn)一致。在其實(shí)際使用時(shí)，可增加工件表面多樣性效果，如可產(chǎn)生特定的光澤效果和光學(xué)效果。
文檔編號C23C14/34GK101629277SQ20081006855
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者凱 張, 焱 方 申請人:比亞迪股份有限公司