塑料件金属陶瓷化磁控溅射镀膜装置的制造方法
【专利说明】
[0001](一)
技术领域
[0002]本实用新型属于低温磁控溅射镀膜，可用于光学，电学和机械等领域的塑料件真空镀膜技术。
[0003](二)技术背景
[0004]塑料件真空镀膜时，由于真空镀膜层的形成实际上是汽化的金属物质以气态原子或原子团方式沉积在塑料表面，沉积速率不高，膜层很薄，厚度仅在数十至几百纳米左右，不足以覆盖塑料基体表面的粗糙度和其他一些缺陷，耐磨性也不好。若要提高耐磨性，必须增加金属或陶瓷膜层厚度，形成致密无缺陷的表面，然而目前的真空镀膜技术还难以实现，而且也不经济，因此在实际使用中，经常摩擦的零部件单纯采用真空镀膜法往往不能满足要求。
[0005](三)
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种具有低温，长时间镀制，膜层附着力好，膜层致密，薄膜生长时间快等特点的塑料件金属陶瓷化磁控溅射镀膜装置。
[0007]本实用新型的目的是这样实现的:它包括真空计1、工件转架2、多弧靶3、充气管4、真空室5、截止阀6、质量流量计7、截流阀8、维持阀9、低真空栗组10、扩散栗11、粗抽阀12、冷阱13、精抽阀14、偏压装置15、平面磁控靶16和圆柱磁控靶17，真空计1和多弧靶3安装在真空室5上，工件转架2、充气管4、平面磁控靶16和圆柱磁控靶17设置在真空室5内部，偏压装置15连接工件转架2，充气管4连接截止阀6，截止阀6连接质量流量计7，真空室5连接截流阀8，截流阀8分别连接粗抽阀12和精抽阀14，粗抽阀12连接低真空栗组10，精抽阀14连接冷阱13，冷阱13连接扩散栗11，低真空栗组10和扩散栗11通过维持阀9连接。
[0008]本实用新型还有这样一些技术特征:
[0009]1、所述的多弧靶对称安装在真空室两侧。
[0010]本实用新型的塑料件上镀制高耐磨耐蚀的金属陶瓷混合薄膜的磁控溅射真空镀膜机，可实现在镀膜时间长达50分钟到一个小时的情况下，工件温升不超过70度，高真空磁控溅射靶可以6E-2帕放电溅射镀膜。对塑料基材的工件表面可镀制出膜层致密和具有良好的装饰性，耐磨性和耐腐蚀性能的薄膜。
[0011]本实用新型的有益效果在于:
[0012]1)装置中设计的深冷低温冷阱，对塑料件放出的水蒸汽有强大的抽气效果，抽速高达10X 104L/s ;可使塑料工件温度保持70°以下长时间(长于1小时)低温溅射镀膜；
[0013]2)装置中设计的特殊磁控溅射阴极结构，采用稀土铷贴硼强磁铁，磁控溅射阴极在不降低离子密度的条件下，改进磁控溅射阴极结构，可保证镀膜压强6x10 2Pa起辉放电；
[0014]3)采用圆柱靶，增加靶和工件距离，采用高真空溅射工艺，在不影响沉积速率的情况下，降低离子轰击造成的温升；
[0015]4)独特设计的磁控靶水冷装置，降低镀膜时靶表面的温度，减少靶的热辐射。
[0016]5)采用直流脉冲磁控溅射电源，采用间歇式镀膜工艺，让靶和工件都有冷却的时间，降低工件表面的温度，并可实现反应磁控溅射镀制彩色陶瓷薄膜
[0017]6)控制系统采用PLC工控机控制，多重栗阀水电互锁互保护，可实现设备和工艺手动和自动控制；安装采用全程四极质谱监控和氦质谱检漏，设备本底真空度高，真空密封性好，设备工艺稳定可靠；采用直流脉冲溅射电源，减少热辐射，降低靶的温升
[0018]7) 本装置极限真空:3小时烘烤后可达2X10 4Pa;真空恢复抽速:大气到5X10 3Pa ^ 15mm (空载，冷态，洁净)；压升率:0.19 Pa/ho
[0019](四)
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型结构示意图。
[0021](五)具体实施方案
[0022]下面结合附图和具体实施例对本实施例进行进一步的说明:
[0023]结合图1，本实施例包括真空计1、工件转架2、多弧靶3、充气管4、真空室5、截止阀6、质量流量计7、截流阀8、维持阀9、低真空栗组10、扩散栗11、粗抽阀12、冷阱13、精抽阀14、偏压装置15、平面磁控靶16和圆柱磁控靶17，真空计1和多弧靶3安装在真空室5上，工件转架2、充气管4、平面磁控靶16和圆柱磁控靶17设置在真空室5内部，偏压装置15连接工件转架2，充气管4连接截止阀6，截止阀6连接质量流量计7，真空室5连接截流阀8，截流阀8分别连接粗抽阀12和精抽阀14，粗抽阀12连接低真空栗组10，精抽阀14连接冷阱13，冷阱13连接扩散栗11，低真空栗组10和扩散栗11通过维持阀9连接。
[0024]本实施例工作流程:
[0025]1)基片清洗:基片(塑料，玻璃，单晶硅等工件)用清洗液和纯水超声波去油清洗干净。
[0026]2)把清洗好的基片放入真空室的上工件架上，打开粗抽阀12用低真空栗组对真空室5抽真空至3帕，然后关粗抽阀12，打开维持阀9和精抽阀14，全开截流阀8，用扩散栗11对真空室5抽真空至5.0X10-3Pa (帕斯卡)以上。
[0027]3)关闭截流阀8，打开截止阀6和质量流量计7，对真空室充入氩气或氧气至5X10-1帕，打开偏压装置15对真空室内的工件进行辉光放电清洗，脉冲偏压300-700伏轰击5-10分钟。
[0028]4)辉光清洗结束后开始镀膜，充入反应气体(Ar，02，N2)，调节真空压强至0.08帕-0.2帕之间，调节平面磁控靶16或圆柱磁控靶17的直流脉冲电源，真空室放电起辉。
[0029]5)将溅射电源调节功率5KW-10KW，并适当调节功率气体流量真空度等参数，保证工艺参数稳定开始薄膜。根据膜厚度的要求和溅射功率确定沉积的时间。
【主权项】
1.一种塑料件金属陶瓷化磁控溅射镀膜装置，其特征在于它包括真空计、工件转架、多弧靶、充气管、真空室、截止阀、质量流量计、截流阀、维持阀、低真空栗组、扩散栗、粗抽阀、冷阱、精抽阀、偏压装置、平面磁控靶和圆柱磁控靶，真空计和多弧靶安装在真空室上，工件转架、充气管、平面磁控靶和圆柱磁控靶设置在真空室内部，偏压装置连接工件转架，充气管连接截止阀，截止阀连接质量流量计，真空室连接截流阀，截流阀分别连接粗抽阀和精抽阀，粗抽阀连接低真空栗组，精抽阀连接冷阱，冷阱连接扩散栗，低真空栗组和扩散栗通过维持阀连接。2.根据权利要求1所述的塑料件金属陶瓷化磁控溅射镀膜装置，其特征在于所述的多弧靶对称安装在真空室两侧。
【专利摘要】本实用新型提供了一种塑料件金属陶瓷化磁控溅射镀膜装置。它包括真空计、工件转架、多弧靶、充气管、真空室、截止阀、质量流量计、截流阀、维持阀、低真空泵组、扩散泵、粗抽阀、冷阱、精抽阀、偏压装置、平面磁控靶和圆柱磁控靶。本实用新型的塑料件上镀制高耐磨耐蚀的金属陶瓷混合薄膜的磁控溅射真空镀膜机，可实现在镀膜时间长达50分钟到一个小时的情况下，工件温升不超过70度，高真空磁控溅射靶可以6E-2帕放电溅射镀膜。对塑料基材的工件表面可镀制出膜层致密和具有良好的装饰性，耐磨性和耐腐蚀性能的薄膜。
【IPC分类】C23C14/35
【公开号】CN204959024
【申请号】CN201520525610
【发明人】林晶, 钱锋
【申请人】林晶
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年7月20日