一种镀pvd复合防菌膜的方法

文档序号:9905252
一种镀pvd复合防菌膜的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种镀PVD复合膜方法,尤其涉及一种镀PVD复合防菌膜方法。
【背景技术】
[0002]PVD(Physical Vapor Deposit1n),指利用物理过程实现物质转移,将原子或分子由源转移到基材表面上的过程。PVD操作时可选取不同的金属蒸发,电离成电子态,利用电偏压将离子引领到工件上,沉积成薄膜。在离子沉积到工件前,也可与其他离子作出反应结合,生成复合式薄膜,在硬度、光亮度、摩擦系数、颜色等方面发生变化,满足在功能或外观上的要求。
[0003]现在由于环境污染等原因的影响,人们生活中接触的很多物品往往会带有大量的细菌,成为细菌污染源和疾病传播源。因此发展具有防菌性能的镀层制品,对改善人们生活环境、保护人们健康有十分重要的现实意义。纳米银被证实对生活中常见的数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用,而且不会产生耐药性,因此纳米银现在也被广泛应用到生活中。
[0004]纳米银在PVD膜中的应用越来越多。由于PVD膜的颜色和功能要求高,故而镀制过程中大多需要使用N2以提高颜色均匀性等性能,但N2在镀制过程中会和Ag反应,使Ag失去活性,极大削弱防菌的作用。因此只能制备颜色较单一,防菌功能性较差的防菌膜。

【发明内容】

[0005]本发明的目的是针对现有PVD防菌膜技术不能镀制多颜色、防菌功能性强的防菌膜,提供一种镀PVD复合防菌膜的方法。
[0006]
一种镀PVD复合防菌膜的方法,包括如下步骤:
1)将工件表面洗净,脱去氧化膜,放入真空炉内,抽真空,升温;
2)启动Ti弧靶,注入Ar,在工件表面沉积Ti基础薄膜,将真空炉内平均分隔为第一加工区域和第二加工区域;
3)在第一加工区域启动Ti弧靶,同时注入Ar和N2,使工件表面沉积TiN薄膜,关闭Ti弧靶;
4)在第二加工区域启动Ag弧靶,注入Ar,使Ag均匀沉积到TiN薄膜上,关闭Ag弧靶;
5)真空炉内停止注入Ar和他,工件旋转90?180度,旋转过程中真空炉内抽气至真空;
6)重复步骤3)?5),直至工件表面沉积均匀的含Ag的TiN薄膜。
[0007]在其中一个实施例中,所述方法还包括薄膜沉积完成后关闭Ti弧靶和Ag弧靶及所有电源,真空炉内逐步升压后,降温至60°C以下取出工件。
[0008]在其中一个实施例中,所述步骤2)、3)、4)中所述薄膜沉积均采用真空磁控溅射镀膜法。
[0009]在其中一个实施例中,所述镀膜方法中溅射功率为80?500W。
[0010]在其中一个实施例中,步骤I)中所述抽真空压强至4.0 X 10—3?6.0 X 10—3Pa ;所述升温温度至80?110°C。
[0011 ] 在其中一个实施例中,步骤2)中所述注入Ar流量为200?300sccm,时间为5?15min0
[0012]在其中一个实施例中,步骤3)中所述Ar流量为200?300sccm,所述N2流量为300?500sccmo
[0013]在其中一个实施例中,步骤4)中所述工件旋转次数为4?8次,旋转速度为5?15r/min。
[0014]在其中一个实施例中,步骤5)中所述Ar流量为200?300sccm。
[0015]在其中一个实施例中,步骤6)中所述沉积时间为30?50min。
[0016]以上所述一种镀PVD复合防菌膜的方法,可以有以下有益效果:
1、采用磁控派射技术,使Ag革E材电离成纳米银,均勾的分布在Ti N薄膜上起到防菌的作用;
2、工件在两个加工区域分别成膜,可以防止TiN薄膜的生成过程中NdPAg反应,使Ag失活而失去防菌效果。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以更好地理解本发明的技术方案,并不用于限定本发明。
[0019]—实施方式的镀PVD复合防菌膜的方法,包括如下步骤:I)将工件表面洗净,脱去氧化膜,放入真空炉内,抽真空,升温;2)启动Ti弧靶,注入Ar,在工件表面沉积Ti基础薄膜,将真空炉内平均分隔为第一加工区域和第二加工区域;3)在第一加工区域启动Ti弧靶,同时注入Ar和N2,使工件表面沉积TiN薄膜,关闭Ti弧靶;4)在第二加工区域启动Ag弧靶,注入Ar,使Ag均匀沉积到TiN薄膜上,关闭Ag弧靶;5)真空炉内停止注入Ar和N2,工件旋转90?180度,旋转过程中真空炉内抽气至真空;6)重复步骤3)?5),直至工件表面沉积均匀的含Ag的TiN薄膜。
[0020]沉积一层Ti薄膜,能够活化工件表面,提高表面能,能够提高薄膜与工件表面的结合力。Ti薄膜上沉积一层TiN薄膜,沉积过程中Ti原子与N原子成的T1-N分子键会增加薄膜间的结合力,使薄膜能够更均匀稳定。
[0021]Ag弧靶在磁场作用下电解成纳米银,均匀的分布在TiN薄膜上,TiN薄膜保护了纳米银,使纳米银能够长时间的发挥防菌的作用。此处纳米银在TiN薄膜中的含量不超过6%。
[0022]根据需要此方法中的Ti弧靶也可以使用Gr弧靶、TiAl弧靶等,反应气也可以使用N2或02。此处根据需要薄膜的颜色和特性可以使用不同的弧靶和反应气。
[0023]在其中一个实施例中,所述方法还包括薄膜沉积完成后关闭Ti弧靶和Ag弧靶及所有电源,真空炉内逐步升压后,降温至60°C以下取出工件。镀膜过程中因为能量很大一部分转为热量,若不降温出炉,热量会损伤靶源,也就是会影响PVD薄膜。
[0024]在其中一个实施例中,所述步骤2)、3)、4)中所述薄膜沉积均采用真空磁控溅射镀膜法。磁控溅射法可用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料,且设备简单、镀膜面积大和附着力强的优点。
[0025]在其中一个实施例中,所述镀膜方法中溅射功率为80?500W。在现有的常规溅射中,溅射功率一般是50?200W,提高溅射功率,真空炉内电磁场会加强,Ti离子获得更大的动能,从而提高了 TiN的非晶华率,进而提高了薄膜应力。
[0026]在其中一个实施例中,步骤I)中所述抽真空压强至4.0 X 10—3?6.0 X 10—3Pa;所述升温温度至100?150°c。
[0027]在其中一个实施例中,步骤2)中所述注入Ar流量为200?300sccm,时间为5?ISmiruAr流量和沉积时间可以根据所需膜厚进行调整。
[0028]在其中一个实施例中,步骤3)中所述Ar流量为200?300sccm,所述N2流量为300?500sccm。可以根据薄膜颜色深浅来调节N2流量。
[0029]在其中一个实施例中,步骤4)中所述工件旋转次数为4?8次,旋转速度为5?15r/min。旋转4次以上,可以确保工件全部镀上TiN薄膜和纳米银,旋转次数过多,使每层镀膜次数增多,会增加膜的厚度,影响外观。
[0030]在其中一个实施例中,步骤5)中所述Ar流量为200?300sccm。
[0031]在其中一个实施例中,步骤6)中所述沉积时间为30?50min。
[0032]本发明方法可通过使用不同的靶材和反应气体,镀制成不同颜色的复合防菌膜。
[0033]实施例1
I)将工件表面洗净,脱去氧化膜,放入真空炉内,启动抽真空装置抽真空至4.0 X 10—3Pa,升温至1000C,溅射功率为80W; 2)启动Ti弧靶,注入Ar,在工件表面沉积Ti基础薄膜,Ar流量为200SCCm,沉积时间为5min; 3 )在第一加工区域启动Ti弧靶,注入Ar和N2,使表面沉积TiN薄膜,其中Ar流量为200sccm,N2流量为300sccm;4)在第二加工区域启动Ag弧靶,注入Ar,使Ag均匀沉积到TiN薄膜上,Ar流量为200sccm; 5)关闭Ti弧靶和Ag弧靶,工件旋转180度,旋转过程中真空炉内抽气至真空;6)重复步骤3)?5),直至工件表面沉积均匀的含Ag的TiN薄膜,工件旋转4次,沉积时间为30min,其中工件旋转速度为5 r/min; 7)关闭Ti弧靶和Ag弧靶及所有电源,真空炉内逐步升压后,降温至50°C取出工件。
[0034]实施例2
I)将工件表面洗净,脱去氧化膜,放入真空炉内,启动抽真空装置抽真空至4.0 X 10—3Pa,升温至1500C,溅射功率为100W; 2)启动Ti弧靶,注入Ar,在工件表面沉积Ti基础薄膜,Ar流量为250sccm,沉积时间为1min; 3)在第一加工区域启动Ti弧靶,注入Ar和N2,使表面沉积TiN薄膜,其中Ar流量为250sccm,N2流量为350sccm;4)在第二加工区域启动Ag弧靶,注入Ar,使Ag均匀沉积到TiN薄膜上,Ar流量为300sccm; 5)关闭Ti弧靶和Ag弧靶,工件旋转90度,旋转过程中真空炉内抽气至真空;6)重复步骤3)?5),直至工件表面沉积均匀的含Ag的TiN薄膜,工件旋转8次,沉积时间为50min其中工件旋转速度为15r/min;7)关闭Ti弧靶和Ag弧靶及所有电源,真空炉内逐步升压后,降温至60°C取出工件。
[0035]实施例3
I)将工件表面洗净,脱去氧化膜,放入真空炉内,启动抽真空装置抽真空至5.0 X 10—3Pa,升温至135
再多了解一些
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