鉆晶膜的鍍膜方法及其設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆晶膜的鍍膜方法及其設(shè)備。鉆晶膜的鍍膜方法，包括以下步驟：基片清洗；打開鍍膜設(shè)備的工作倉，基片裝夾于鍍膜設(shè)備的鍍膜架；關(guān)閉工作倉，抽真空；對靶材進(jìn)行預(yù)加熱，預(yù)加熱至300-500℃，預(yù)熱時間為1-2分鐘；啟用離子源，對基片進(jìn)行離子清洗，清洗時間為3-5分鐘；對基片進(jìn)行鍍膜；工作倉的溫度自然降溫至60℃，釋放真空，打開工作倉，取下基片。本發(fā)明在玻璃基片上采用鑭化物作為靶材，并采用電阻式加熱蒸發(fā)進(jìn)行鍍膜，可以提高玻璃表面抗劃傷能力到8H以上，使玻璃表面硬度達(dá)到天然寶石級別，不但提高了產(chǎn)品壽命。并且又彌補(bǔ)了藍(lán)寶石柔韌度不高、容易破碎的缺陷，而成本又有極大的降低。
【專利說明】鉆晶膜的鍍膜方法及其設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鍍膜方法和設(shè)備，更具體地說是指一種用于玻璃基片的鍍膜方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，玻璃面板行業(yè)采用的鏡片多數(shù)為普通Na.Ca.Si玻璃，表面硬度6H，不抗劃傷，壽命短。產(chǎn)品市場檔次、附加值較低。為提高外觀表鏡檔次，增加產(chǎn)品附加值，提高是表面抗劃傷能力，市場上多采用天然藍(lán)寶石，表面硬度9H，但成本高、價格昂貴切柔韌度低，容易破碎。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種鉆晶膜的鍍膜方法及其設(shè)備。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]鉆晶膜的鍍膜方法，包括以下步驟:
[0006]I)基片清洗；
[0007]2)打開鍍膜設(shè)備的工作倉，基片裝夾于鍍膜設(shè)備的鍍膜架；
[0008]3)關(guān)閉工作倉，抽真空；
[0009]4)對靶材進(jìn)行預(yù)加熱，預(yù)加熱至300_500°C，預(yù)熱時間為1_2分鐘；
[0010]5)啟用離子源，對基片進(jìn)行離子清洗，清洗時間為3-5分鐘；
[0011]6)對基片進(jìn)行鍍膜；靶材加熱至1400_1600°C，鍍膜時間為3_5分鐘，基片的鍍膜厚度為40-60nm，基片的表面溫度為200_260°C，真空度為0.002Pa_0.005Pa ；
[0012]7)工作倉的溫度自然降溫至60°C，釋放真空，打開工作倉，取下基片。
[0013]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述的靶材為鑭化物，離子清洗時，真空至0.005Pa,再充入氬氣至0.02Pa，基片表面的溫度為150-250°C。
[0014]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述的鑭化物為氧化鑭、氯化鑭、氟化鑭、硝酸鑭、碳酸鑭、醋酸鑭、三氯化鑭或氫氧化鑭；基片的厚度為0.l_5mm，所述的基片為無機(jī)玻璃。
[0015]鉆晶膜的鍍膜設(shè)備，包括具有開口的密封腔體，所述的密封腔體聯(lián)接有真空組件，所述的密封腔體內(nèi)還設(shè)有蒸發(fā)源和離子源，及位于密封腔體底部的光源測試組件和設(shè)于密封腔體頂部的基片固定架；所述的蒸發(fā)源為鑭化物蒸發(fā)源，包括設(shè)于密封腔體底部的熱蒸發(fā)源支桿、固定于熱蒸發(fā)源支桿上端的電熱板和蒸發(fā)源溫度傳感器，以及設(shè)于電熱板上的鑭化物材料。
[0016]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:還包括基片加熱組件，所述基片加熱組件包括設(shè)于密封腔體底部的可調(diào)式加熱支架，所述的加熱支架上端設(shè)有加熱元件和加熱溫度傳感器，所述的加熱元件四周設(shè)有反光板。
[0017]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述的基片固定架與密封腔體的頂部旋轉(zhuǎn)式聯(lián)接，密封腔體的頂部還設(shè)有驅(qū)動基片固定架旋轉(zhuǎn)的基片旋轉(zhuǎn)動力組件；所述的可調(diào)式加熱支架位于基片固定架邊緣的下方，鍍膜時，旋轉(zhuǎn)中的基片在可調(diào)式加熱支架的上方均勻受熱。
[0018]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述的基片加熱組件還包括調(diào)節(jié)電機(jī)和與調(diào)節(jié)電機(jī)傳動聯(lián)接的螺母螺桿副。
[0019]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述的基片固定架為黑色支架，并且設(shè)有基片溫度傳感器。
[0020]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:還包括控制電路，所述的控制電路與電熱板、蒸發(fā)源溫度傳感器、加熱元件、加熱溫度傳感器、基片旋轉(zhuǎn)動力組件、調(diào)節(jié)電機(jī)、基片溫度傳感器電性連接。
[0021]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:所述的密封腔體的底部設(shè)有作為蒸發(fā)源的電子槍；所述的電子槍為二個；所述的密封腔體為圓柱狀體，包括機(jī)殼本體和與機(jī)殼本體活動聯(lián)接的的活動門，所述的活動門位于外側(cè)并構(gòu)成所述的開口 ；機(jī)殼本體的內(nèi)側(cè)設(shè)有真空吸氣口，所述的真空吸氣口與所述的真空組件聯(lián)接；所述的密封腔體內(nèi)設(shè)有工作區(qū)域，及用于分隔真空吸氣口與工作區(qū)域 的分隔組件，所述的工作區(qū)域上方設(shè)有所述的基片固定架；所述的分隔組件為隔板，所述的隔板上設(shè)有若干個通氣孔或通氣槽。
[0022]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:本發(fā)明在玻璃基片上采用鑭化物作為靶材，并采用電阻式加熱蒸發(fā)進(jìn)行鍍膜，及鍍膜時溫度的精密控制，能提高玻璃表面抗劃傷能力到8H以上，使玻璃表面硬度達(dá)到天然寶石級別，不但提高了產(chǎn)品壽命。并且又彌補(bǔ)了藍(lán)寶石柔韌度不高、容易破碎的缺陷，而成本又有極大的降低。
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明鉆晶膜的鍍膜方法具體實施例的流程圖；
[0025]圖2為本發(fā)明鉆晶膜的鍍膜設(shè)備具體實施例的平面示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明鉆晶膜的鍍膜設(shè)備具體實施例的俯視剖面示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明鉆晶膜的鍍膜設(shè)備具體實施例的電氣控制方框圖。
[0028]附圖標(biāo)記
[0029]10 密封腔體100 工作區(qū)域
[0030]11 機(jī)殼本體12 活動門
[0031]17 電子槍18 隔板
[0032]181 通氣槽19 真空泵
[0033]20 鑭化物蒸發(fā)源21 熱蒸發(fā)源支桿
[0034]22 電熱板23 蒸發(fā)源溫度傳感器
[0035]24 鑭化物材料30 離子源
[0036]40 光源測試組件50 基片固定架
[0037]51 基片旋轉(zhuǎn)動力組件59 基片溫度傳感器
[0038]60 基片加熱組件61 加熱支架
[0039]62 加熱元件63 加熱溫度傳感器
[0040]64 反光板67 螺母板
[0041]68 螺桿69 調(diào)節(jié)電機(jī)
[0042]80 控制電路90 基片[0043]81 真空傳感器82 電子槍溫度傳感器【具體實施方式】
[0044]為了更充分理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步介紹和說明，但不局限于此。
[0045]如圖1所示，本發(fā)明鉆晶膜(也可以稱為超硬納米膜)的鍍膜方法，包括以下步驟:
[0046]1.基片清洗；
[0047]2.打開鍍膜設(shè)備的工作倉，基片裝夾于鍍膜設(shè)備的鍍膜架；
[0048]3.關(guān)閉工作倉，抽真空；
[0049]4.對靶材進(jìn)行預(yù)加熱，預(yù)加熱至300-500°C，預(yù)熱時間為1_2分鐘；
[0050]5.啟用離子源，對基片進(jìn)行離子清洗，清洗時間為3-5分鐘；
[0051]6.對基片進(jìn)行鍍膜；靶材加熱至1400-1600°C (視靶材而定)，鍍膜時間為3-5分鐘，基片的鍍膜厚度為40-60nm，基片的表面溫度為200-260 °C，真空度為
0.002Pa_0.005Pa ；
[0052]7.工作倉的溫度自然降溫至60°C，釋放真空，打開工作倉，取下基片。
[0053]其中，靶材為鑭化物，鑭化物為氧化鑭、氯化鑭、氟化鑭、硝酸鑭、碳酸鑭、醋酸鑭、三氯化鑭或氫氧化鑭；基片的厚度為0.l_5mm，基片為無機(jī)玻璃。離子清洗時，真空至
0.005Pa(允許的誤差為正負(fù)百分之十)，再充入氬氣至0.02Pa(允許的誤差為正負(fù)百分之十)，基片表面的溫度為150-250°C。
[0054]作為優(yōu)選方案，鍍膜時，鑭化物優(yōu)先考慮以粉塵狀的形狀，均勻在放置在電熱板，而且粉末狀的鑭化物，粒度為l_3mm。
[0055]作為優(yōu)選方案，其中，對基片進(jìn)行鍍膜時；靶材加熱至1500°C為佳(允許的誤差為正負(fù)百分之十)；基片的鍍膜厚度以50nm為佳(允許的誤差為正負(fù)百分之十)；基片的表面溫度為230-240°C為佳，真空度以0.002Pa為佳(允許的誤差為正負(fù)百分之十)。
[0056]為了實施圖1的鍍膜方法，本發(fā)明采用圖2至圖4所述的鉆晶膜的鍍膜設(shè)備，它包括具有開口的密封腔體10 (本實施例中，其整體為圓柱形)，密封腔體10聯(lián)接有真空組件，密封腔體10內(nèi)還設(shè)有蒸發(fā)源和離子源30，及位于密封腔體10底部的光源測試組件40 (用于檢測鍍膜的厚度)和設(shè)于密封腔體10頂部的基片固定架50 ;蒸發(fā)源包括電阻加熱式的鑭化物蒸發(fā)源20 (本實施例中，采用的是片狀的鎢舟結(jié)構(gòu)，易于加熱蒸發(fā)鑭化物)，包括設(shè)于密封腔體底部的熱蒸發(fā)源支桿21、固定于熱蒸發(fā)源支桿21上端的電熱板22和蒸發(fā)源溫度傳感器23，以及設(shè)于電熱板22上的鑭化物材料24。
[0057]還包括基片加熱組件60，基片加熱組件60包括設(shè)于密封腔體10底部的可調(diào)式加熱支架61，加熱支架61上端設(shè)有加熱元件62和加熱溫度傳感器63，加熱元件62四周設(shè)有反光板64，這樣可以通過反射，集中為基片提供熱量，提高傳熱效率，使得固定于基片固定架上的玻璃基片溫度穩(wěn)定。
[0058]基片固定架50與密封腔體10的頂部旋轉(zhuǎn)式聯(lián)接，密封腔體10的頂部還設(shè)有驅(qū)動基片固定架50旋轉(zhuǎn)的基片旋轉(zhuǎn)動力組件51 ;可調(diào)式加熱支架61位于基片固定架50邊緣的下方，鍍膜時，旋轉(zhuǎn)中的基片90在可調(diào)式加熱支架61的上方均勻受熱。[0059]基片加熱組件60還包括調(diào)節(jié)電機(jī)69和與調(diào)節(jié)電機(jī)69傳動聯(lián)接的螺母螺桿副(螺桿68與調(diào)節(jié)電機(jī)69傳動聯(lián)接，螺母設(shè)于可調(diào)式加熱支架61向下延伸的螺母板67上)?；潭?0為黑色支架(利于吸收熱量，有助于基片表面的溫度的穩(wěn)定)，并且設(shè)有基片溫度傳感器59。還包括控制電路80，控制電路80與電熱板22、蒸發(fā)源溫度傳感器23、加熱元件62、加熱溫度傳感器63、基片旋轉(zhuǎn)動力組件51、調(diào)節(jié)電機(jī)69、基片溫度傳感器59電性連接。密封腔體10的底部設(shè)有作為蒸發(fā)源的電子槍17 ;電子槍為二個，可以作為不同情況下的蒸發(fā)源(即加熱靶材)；本實施例中，密封腔體10為圓柱狀體，包括機(jī)殼本體11和與機(jī)殼本體11活動聯(lián)接的的活動門12，活動門12位于外側(cè)并構(gòu)成所述的開口 ；機(jī)殼本體的內(nèi)側(cè)設(shè)有真空吸氣口，真空吸氣口與真空組件(即真空泵19)聯(lián)接；密封腔體10內(nèi)設(shè)有工作區(qū)域100，及用于分隔真空吸氣口與工作區(qū)域的分隔組件，工作區(qū)域上方設(shè)有前述的基片固定架；分隔組件為半圓形的隔板18 (用于工作區(qū)域的物品被吸至后面的非工作區(qū)域)，隔板18上設(shè)有若干個通氣槽181。
[0060]因為蒸發(fā)源的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于基片表面的溫度，因此，對于基片表面溫度的控制，現(xiàn)有技術(shù)中都存在不穩(wěn)定，不均勻，并且很難達(dá)到精確控制的目的。所以，本發(fā)明的調(diào)節(jié)電機(jī)能實現(xiàn)加熱組件與基片固定架之間距離的調(diào)節(jié)，以滿足不同厚度、不同面積的基片的加熱，以保證基片在一個比較穩(wěn)定的溫度區(qū)間。其中的加熱元件62為為石英加熱管。還包括與控制電路80聯(lián)接的電子槍溫度傳感器82和真空傳感器81。[0061]于其它實施例中，還包括用于驅(qū)動反光板的傳動機(jī)構(gòu)，可以使反光板與加熱元件成不同的偏轉(zhuǎn)角度，以使得加熱元件與基片固定架之間的距離不同時，偏轉(zhuǎn)角度也發(fā)生變化，以使熱量集中輻射至基片固定架上的基片，以利于基片表面溫度的控制。該傳動機(jī)構(gòu)包括上端與反光板連接的傳動桿，傳動桿的下端聯(lián)接有聯(lián)接板，聯(lián)接板通過螺母螺桿傳動副與密封腔體底部下方的角度調(diào)節(jié)電機(jī)傳動聯(lián)接。
[0062]于其它實施例中，熱蒸發(fā)源支桿也可以采用可調(diào)式結(jié)構(gòu)，以進(jìn)行上下高度的調(diào)節(jié)，這樣可以適合更大范圍的超硬納米鍍膜，也可通過螺母螺桿傳動副與密封腔體底部下方的升降電機(jī)來調(diào)節(jié)。
[0063]綜上所述，本發(fā)明在玻璃基片上采用鑭化物作為靶材，并采用電阻式加熱蒸發(fā)進(jìn)行鍍膜，可以提高玻璃表面抗劃傷能力到8H以上，使玻璃表面抗劃傷的能力達(dá)到天然寶石級別，不但提高了產(chǎn)品壽命，并且又彌補(bǔ)了藍(lán)寶石柔韌度不高、容易破碎的缺陷。而成本又有極大的降低。
[0064]上述僅以實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以便于讀者更容易理解，但不代表本發(fā)明的實施方式僅限于此，任何依本發(fā)明所做的技術(shù)延伸或再創(chuàng)造，均受本發(fā)明的保護(hù)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.鉆晶膜的鍍膜方法，其特征在于包括以下步驟: 1)打開鍍膜設(shè)備的工作倉，基片裝夾于鍍膜設(shè)備的鍍膜架； 2)關(guān)閉工作倉，抽真空； 3)對靶材進(jìn)行預(yù)加熱； 4)啟用離子源，對基片進(jìn)行離子清洗； 5)對基片進(jìn)行鍍膜；靶材加熱，基片的表面被鍍膜； 6)工作倉降溫，釋放真空，打開工作倉，取下基片； 其中，所述的靶材為鑭化物。
2.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的鉆晶膜的鍍膜方法，其特征在于: 更具體的步驟3)為:對靶材進(jìn)行預(yù)加熱，預(yù)加熱至500°C以上，預(yù)熱時間為1-2分鐘； 更具體的步驟4)為:啟用離子源，對基片進(jìn)行離子清洗，清洗時間為3-5分鐘； 更具體的步驟5)為:對基片進(jìn)行鍍膜；靶材加熱至1400-1600°C，鍍膜時間為3-5分鐘，基片的鍍膜厚度為40-60nm，基片的表面溫度為蘭150°C，真空度為0.002Pa_0.005Pa ； 更具體的步驟6)為:工作倉的溫度自然降溫至60°C，釋放真空，打開工作倉，取下基片; 離子清洗時，真空至0.005Pa，再充入氬氣至0.02Pa，基片表面的溫度為蘭150°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆晶膜的鍍膜方法，其特征在于所述的鑭化物為氧化鑭、氯化鑭、氟化鑭、硝酸鑭、碳酸鑭、醋酸鑭、三氯化鑭或氫氧化鑭；基片的厚度為0.l-5mm，所述的基片為無機(jī)玻璃。
4.鉆晶膜的鍍膜設(shè)備，包括具有開口的密封腔體，所述的密封腔體聯(lián)接有真空組件，所述的密封腔體內(nèi)還設(shè)有蒸發(fā)源和離子源，及位于密封腔體底部的光源測試組件和設(shè)于密封腔體頂部的基片固定架；其特征在于所述的蒸發(fā)源為鑭化物蒸發(fā)源，包括設(shè)于密封腔體底部的熱蒸發(fā)源支桿、固定于熱蒸發(fā)源支桿上端的電熱板和蒸發(fā)源溫度傳感器，以及設(shè)于電熱板上的鑭化物材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆晶膜的鍍膜設(shè)備，其特征在于還包括基片加熱組件，所述基片加熱組件包括設(shè)于密封腔體底部的可調(diào)式加熱支架，所述的加熱支架上端設(shè)有加熱元件和加熱溫度傳感器，所述的加熱元件四周設(shè)有反光板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆晶膜的鍍膜設(shè)備，其特征在于所述的基片固定架與密封腔體的頂部旋轉(zhuǎn)式聯(lián)接，密封腔體的頂部還設(shè)有驅(qū)動基片固定架旋轉(zhuǎn)的基片旋轉(zhuǎn)動力組件；所述的可調(diào)式加熱支架位于基片固定架邊緣的下方，鍍膜時，旋轉(zhuǎn)中的基片在可調(diào)式加熱支架的上方均勻受熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆晶膜的鍍膜設(shè)備，其特征在于所述的基片加熱組件還包括調(diào)節(jié)電機(jī)和與調(diào)節(jié)電機(jī)傳動聯(lián)接的螺母螺桿副。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆晶膜的鍍膜設(shè)備，其特征在于所述的基片固定架為黑色支架，并且設(shè)有基片溫度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉆晶膜的鍍膜設(shè)備，其特征在于還包括控制電路，所述的控制電路與電熱板、蒸發(fā)源溫度傳感器、加熱元件、加熱溫度傳感器、基片旋轉(zhuǎn)動力組件、調(diào)節(jié)電機(jī)、基片溫度傳感器電性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆晶膜的鍍膜設(shè)備，其特征在于所述的密封腔體的底部設(shè)有作為蒸發(fā)源的電子槍；所述的電子槍為二個；所述的密封腔體為圓柱狀體，包括機(jī)殼本體和與機(jī)殼本體活動聯(lián)接的的活動門，所述的活動門位于外側(cè)并構(gòu)成所述的開口 ；機(jī)殼本體的內(nèi)側(cè)設(shè)有真空吸氣 口，所述的真空吸氣口與所述的真空組件聯(lián)接；所述的密封腔體內(nèi)設(shè)有工作區(qū)域，及用于分隔真空吸氣口與工作區(qū)域的分隔組件，所述的工作區(qū)域上方設(shè)有所述的基片固定架；所述的分隔組件為隔板，所述的隔板上設(shè)有若干個通氣孔或通氣槽。
【文檔編號】C23C14/06GK103938163SQ201410193120
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】王建成 申請人:深圳市深新隆實業(yè)有限公司