CN102978566B - 一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，包括步骤：一、根据镀层图案确定遮挡区域；二、掩膜遮挡层覆盖：在所有遮挡区域上均均匀覆盖一层遮蔽涂料；待所覆盖涂料干燥固化后，形成一层厚度≤0.1mm的掩膜遮挡层；遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂10～30%，粘接剂1～5%，分散剂0.1～0.5%，余量为有机溶剂；三、真空物理气相沉积；四、遮挡层与镀层清除；五、后续处理：对被加工工件的加工面进行冲洗、烘干，便获得真空物理气相沉积镀层图案。本发明方法步骤简单、操作简便且使用效果好、适用范围广，能解决现有制备方法存在的制备镀层图案工序复杂、工件表面不需要沉积镀层的区域难以精确保护等问题。
Description
技术领域
本发明属于真空物理气相沉积应用技术领域，尤其是涉及一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法。
背景技术
物理气相沉积技术制备涂层是在真空条件下利用蒸发、溅射或弧光放电等过程将膜层沉积物的粒子定向沉积在基材表面形成镀层的技术，现代工业生产中，成熟应用的真空物理气相沉积技术一般有蒸发镀膜、磁控溅射镀膜与电弧离子镀膜技术。随着技术发展，通过施加电场、磁场等方法使得沉积镀层的质量和均匀性不断提高，但往往工件整个外表面都会沉积到镀层。在通常情况下，对于工件不需要沉积涂层区域的防护，一般采用金属箔材等材料进行遮盖的方法，但由于遮盖物不能与工件表面紧密贴合，往往工件欲防护的部位仍然会受到镀层的污染，不能得到特定镀层的图形、图案。2001年04月18日公开的申请号为00131360.6的发明专利申请文件《有机真空镀膜掩膜版的制作方法》中，公开了一种利用细金属丝等距离排列制备掩膜版的方法，通过掩膜版的遮蔽作用，可在基体上得到分辨率3条线/mm的图形，实现了平板显示器的矩阵选址，但是这种方法仅适于有机发光领域，所制备的掩膜版只适于平面精度很高的显示屏部件。对于表面是曲面的异形工件则无能为力。因此，发明一种直接在工件表面制备带有图案的遮挡层，通过遮挡层的遮蔽作用，在工件表面得到具有图形、图案的真空物理气相沉积镀层的方法很有意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其方法步骤简单、操作简便且使用效果好、适用范围广，能有效解决现有制备方法存在的制备镀层图案工序复杂、工件表面不需要沉积镀层的区域难以精确保护等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、根据镀层图案确定遮挡区域：根据预先设计的真空物理气相沉积镀层图案在被加工工件加工面上的布设位置与尺寸，确定所述被加工工件的加工面上应进行保护的遮挡区域数量以及各遮挡区域的位置和尺寸；
步骤二、掩膜遮挡层覆盖：在步骤一中所确定的所有遮挡区域上，均均匀覆盖一层遮蔽涂料；且待所覆盖涂料干燥固化后，形成一层厚度≤0.1mm的掩膜遮挡层；
所述遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂10%～30%，粘接剂1%～5%，分散剂0.1%～0.5%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为有机膨润土或/和气相二氧化硅，所述粘接剂为醇酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或多元醇松香酯，所述有机溶剂为酮类有机溶剂、酯类有机溶剂或芳香烃类有机溶剂；
步骤三、真空物理气相沉积：采用真空物理气相沉积设备，对步骤二中覆盖掩膜遮挡层后的所述被加工工件进行真空物理气相沉积处理，并相应在所述被加工工件的加工面上形成一层厚度≥3μm的真空物理气相沉积镀层；
步骤四、遮挡层与镀层清除：将步骤三中经真空物理气相沉积处理后的所述被加工工件，放入去离子水中超声清洗2min～3min，并将步骤二中所述掩膜遮挡层和步骤三中所述真空物理气相沉积镀层均清除掉；
步骤五、后续处理：对步骤四中清除掉掩膜遮挡层和真空物理气相沉积镀层的所述被加工工件的加工面进行冲洗，且冲完后烘干，便获得真空物理气相沉积镀层图案。
上述一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征是：步骤二中进行掩膜遮挡层覆盖之前，需先对所述遮蔽涂料进行制备，且其制备过程如下：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨30min～40min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到所述遮蔽涂料。
上述一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征是：步骤二中在步骤一中所确定的所有遮挡区域上覆盖一层遮蔽涂料时，采用涂刷、浸渍、滚涂、丝网印刷或喷涂方法进行覆盖。
上述一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征是：步骤三中所述真空物理气相沉积镀层为金属元素或合金元素镀层、金属元素或合金元素的氮化物镀层、金属元素或合金元素的碳化物镀层或者金属元素或合金元素的氧化物镀层；
实际进行真空物理气相沉积处理时，当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氩气时，所形成的真空物理气相沉积镀层为金属元素或合金元素镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氮气时，所形成的真空物理气相沉积镀层为金属元素或合金元素的氮化物镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为甲烷或乙炔时，所形成的真空物理气相沉积镀层为金属元素或合金元素的碳化物镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氧气时，所形成的真空物理气相沉积镀层为金属元素或合金元素的氧化物镀层。
上述一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征是：步骤三中进行真空物理气相沉积处理过程中，当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氩气时，真空度高于9×10-1Pa，温度为室温～500℃；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氮气、甲烷、乙炔或氧气时，真空度高于1Pa，温度为室温～600℃。
上述一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征是：步骤二中所述的遮蔽涂料优选由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂15%～25%，粘接剂1%～5%，分散剂0.1%～0.4%，余量为有机溶剂。
上述一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征是：步骤三中进行真空物理气相沉积处理过程中，真空物理气相沉积时间为20min～3h。
上述一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征是：步骤二中进行掩膜遮挡层覆盖之前，还需对所述被加工工件进行去油清洗；步骤二中所覆盖的涂料在室温条件下进行干燥固化；步骤五中对所述被加工工件的加工面进行冲洗时，采用去离子水进行冲刷。
上述一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征是：步骤102中所述酮类有机溶剂为丙酮，所述酯类有机溶剂为乙酸乙酯，所述芳香烃类有机溶剂为二甲苯或苯。
上述一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征是：步骤103中经粉碎处理后的遮蔽剂的平均粒度不大于10μm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、方法步骤简单、投入成本较低且实现方便。
2、方法步骤设计合理，操作简便，主要制备过程如下：首先，在对工件进行真空物理气相沉积镀层前，在工件表面制备一层具有与需制备图形图案相对应的掩膜遮挡层；之后，将工件置入真空室进行真空物理气相沉积制备镀层；沉积结束后，可对遮蔽层进行清理，一并去除掉遮蔽层上面的镀层，而沉积在工件表面的镀层得以存留，最终在工件表面得到镀层图案。因而，预先采用遮蔽涂层浆料在工件表面制备图形掩膜后将工件置入真空室，利用真空物理气相沉积技术在表面制备膜层，最后将掩膜与镀层清除掉得到物理气相沉积的膜层图案。
3、本发明可重复性好，灵活性高，实现了真空物理沉积制备镀层时工件表面指定区域膜层的沉积与遮蔽，可以实现在工件表面制备的真空物理气相沉积镀层具有可控的图形图案。
4、遮挡层的厚度小于0.1mm，因而能有效保证得到精细的图形图案。
5、物理气相沉积所采用的遮蔽涂料能够涂覆在基材不需要物理气相沉积涂层的部位，在物理气相沉积工艺的真空和高温条件下，该遮蔽涂料形成不挥发、不脱落、不变质的遮蔽涂层，待基材经过物理气相沉积处理后可对遮蔽涂层进行清理，同时一并去除掉基材保护部位的物理气相沉积涂层，使用方便，效果明显。实际使用时，本发明所采用的遮蔽涂料能够有效保护基材相关区域的表面不被沉积的镀层污染，实现了物理气相沉积制备涂层时基材（即被加工工件）不同部位、区域涂层的沉积与遮蔽。
6、使用效果好，能有效解决现有技术中在工件表面制备真空物理气相沉积镀层时，难以制备镀层图案、对于工件表面不需要沉积镀层的区域难以精确保护等缺点，所制备的图形图案质量高。实际制备时，本发明利用在真空高温条件下，不变质、不剥落的遮蔽材料直接在工件表面制备具备遮蔽作用的各种图形图案的遮挡层，保护了图形特定区域的表面不被真空物理气相沉积镀层污染，并所形成的遮蔽层能紧贴在工件表面之上，在进行真空物理气相沉积镀层时，能对遮蔽层下方的工件表面起到保护作用，同时遮蔽层能够比较容易去除，并且不会对工件的表面产生污染。总之，本发明利用在真空、高温条件下，不挥发、不脱落、不变质的浆料制备遮蔽图形掩膜，保护了图形相关区域的表面不被镀层污染，待工件出炉后可对遮蔽材料进行清理，同时一并去除掉图形保护区域的离子镀层，因而实现了真空物理沉积制备涂层时工件表面部位涂层制定区域的沉积与遮蔽，可实现物理气相沉积制备膜层图案。
7、适用范围广，本发明实现了工件表面在真空物理沉积制备镀层的同时，镀层在表面特定区域的沉积与遮蔽，因而可在不同形状的工件表面得到不同的物理气相沉积镀层图形图案。另外，本发明所适用工件包括各种金属及其合金部件、各种陶瓷、塑料等非金属材料部件。同时，本发明能制备的镀层图案种类包括各种形状的点、线条、区块以及它们的组合后形成的图形图案。
综上所述，本发明方法步骤简单、操作简便且使用效果好、适用范围广，所采用的遮蔽涂料能够有效保护基材相关区域的表面不被沉积层污染，实现了物理气相沉积制备涂层时基材不同部位涂层的沉积与遮蔽，并且本发明能有效解决现有技术中在工件表面制备真空物理气相沉积镀层时，难以制备镀层图案、对于工件表面不需要沉积镀层的区域难以精确保护等问题。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明掩膜遮挡层与真空物理气相沉积镀层的布设位置示意图。
图2为本发明的方法流程框图。
附图标记说明:
1—掩膜遮挡层； 2—真空物理气相沉积镀层；
3—被加工工件。
具体实施方式
如图2所示的一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，包括以下步骤：
步骤一、根据镀层图案确定遮挡区域：根据预先设计的真空物理气相沉积镀层图案在被加工工件3加工面上的布设位置与尺寸，确定所述被加工工件3的加工面上应进行保护的遮挡区域数量以及各遮挡区域的位置和尺寸。
步骤二、掩膜遮挡层覆盖：在步骤一中所确定的所有遮挡区域上，均均匀覆盖一层遮蔽涂料；且待所覆盖涂料干燥固化后，形成一层厚度≤0.1mm的掩膜遮挡层1。
步骤二中在步骤一中所确定的所有遮挡区域上覆盖一层遮蔽涂料时，采用涂刷、浸渍、滚涂、丝网印刷或喷涂方法进行覆盖。
所述遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂10%～30%，粘接剂1%～5%，分散剂0.1%～0.5%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为有机膨润土或/和气相二氧化硅，所述粘接剂为醇酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或多元醇松香酯，所述有机溶剂为酮类有机溶剂、酯类有机溶剂或芳香烃类有机溶剂。
步骤二中进行掩膜遮挡层覆盖之前，需先对所述遮蔽涂料进行制备，且其制备过程如下：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨30min～40min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到所述遮蔽涂料。
步骤三、真空物理气相沉积：采用真空物理气相沉积设备，对步骤二中覆盖掩膜遮挡层后的所述被加工工件3进行真空物理气相沉积处理，并相应在所述被加工工件3的加工面上形成一层厚度≥3μm的真空物理气相沉积镀层2，其结构详见图2。
实际进行真空物理气相沉积处理时，所述真空物理气相沉积镀层2为金属元素或合金元素镀层、金属元素或合金元素的氮化物镀层、金属元素或合金元素的碳化物镀层或者金属元素或合金元素的氧化物镀层。
步骤三中进行真空物理气相沉积处理时，当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氩气时，所形成的真空物理气相沉积镀层2为金属元素或合金元素镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氮气时，所形成的真空物理气相沉积镀层2为金属元素或合金元素的氮化物镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为甲烷或乙炔时，所形成的真空物理气相沉积镀层2为金属元素或合金元素的碳化物镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氧气时，所形成的真空物理气相沉积镀层2为金属元素或合金元素的氧化物镀层。
步骤四、遮挡层与镀层清除：将步骤三中经真空物理气相沉积处理后的所述被加工工件3，放入去离子水中超声清洗2min～3min，并将步骤二中所述掩膜遮挡层1和步骤三中所述真空物理气相沉积镀层2均清除掉。
步骤五、后续处理：对步骤四中清除掉掩膜遮挡层1和真空物理气相沉积镀层2的所述被加工工件3的加工面进行冲洗，且冲完后烘干，便获得真空物理气相沉积镀层图案。
实施例1
本实施例中，制备真空物理气相沉积镀层图案的方法包括以下步骤：
步骤一、根据镀层图案确定遮挡区域：根据预先设计的真空物理气相沉积镀层图案在被加工工件3加工面上的布设位置与尺寸，确定所述被加工工件3的加工面上应进行保护的遮挡区域数量以及各遮挡区域的位置和尺寸。
步骤二、掩膜遮挡层覆盖：在步骤一中所确定的所有遮挡区域上，均均匀覆盖一层遮蔽涂料；且待所覆盖涂料干燥固化后，形成一层厚度≤0.1mm的掩膜遮挡层1。
本实施例中，步骤二中在步骤一中所确定的所有遮挡区域上覆盖一层遮蔽涂料时，采用涂刷方法进行覆盖。
本实施例中，所采用的遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂20%，粘接剂3%，分散剂0.2%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为有机膨润土，所述粘接剂为醇酸树脂，所述有机溶剂为乙酸乙酯。
步骤二中进行掩膜遮挡层覆盖之前，需先对所述遮蔽涂料进行制备，且其制备过程如下：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨40min，得到混合溶液；
本实施例中，步骤103中经粉碎处理后的遮蔽剂的平均粒度不大于10μm。
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤三中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，步骤二中进行掩膜遮挡层覆盖之前，还需对所述被加工工件3进行去油清洗，具体是采用超声波清洗方式进行清洗。并且，所覆盖的涂料在室温条件下进行干燥固化。
步骤三、真空物理气相沉积：采用真空物理气相沉积设备，对步骤二中覆盖掩膜遮挡层后的所述被加工工件3进行真空物理气相沉积处理，并相应在所述被加工工件3的加工面上形成一层厚度≥3μm的真空物理气相沉积镀层2，其结构详见图2。
本实施例中，所述真空物理气相沉积镀层2的厚度小于10μm。
本实施例中，步骤三中进行真空物理气相沉积处理时，所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氩气，所形成的真空物理气相沉积镀层2为金属元素或合金元素镀层。
本实施例中，进行真空物理气相沉积处理过程中，真空物理气相沉积时间为20min～3h。实际使用过程中，可根据具体需要，对真空物理气相沉积时间进行相应调整。
本实施例中，进行真空物理气相沉积处理过程中，真空度高于9×10-1Pa，温度为室温～500℃。
本实施例中，所采用的真空物理气相沉积设备为蒸发镀膜设备，所形成的真空物理气相沉积镀层2为Al、Zn-Al、Au、Ag、Pd等低熔点纯金属镀层。
步骤四、遮挡层与镀层清除：将步骤三中经真空物理气相沉积处理后的所述被加工工件3，放入去离子水中超声清洗2min～3min，并将步骤二中所述掩膜遮挡层1和步骤三中所述真空物理气相沉积镀层2均清除掉。
步骤五、后续处理：对步骤四中清除掉掩膜遮挡层1和真空物理气相沉积镀层2的所述被加工工件3的加工面进行冲洗，且冲完后烘干，便获得真空物理气相沉积镀层图案。
本实施例中，对所述被加工工件3的加工面进行冲洗时，采用去离子水进行冲刷。
且进行冲刷时，使用软毛刷进行冲刷，以去除所述被加工工件3加工面粘附的杂质。
实施例2
本实施例中，与实施例1不同的是：步骤二中所述的遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂15%，粘接剂5%，分散剂0.1%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为气相二氧化硅，所述粘接剂为聚甲基丙烯酸甲酯，所述有机溶剂为二甲苯；步骤二中在步骤一中所确定的所有遮挡区域上覆盖一层遮蔽涂料时，采用浸渍方法进行覆盖。
本实施例中，所采用遮蔽涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨30min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，步骤三中进行真空物理气相沉积处理时，所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氮气，所形成的真空物理气相沉积镀层2为金属元素或合金元素的氮化物镀层，如TiN、ZrN等金属氮化物镀层。根据所使用靶材的规格不同，控制靶材的靶电流为0.1A～100A。
本实施例中，步骤三中进行真空物理气相沉积处理过程中，真空度高于1Pa，温度为室温～600℃。
本实施例中，步骤三中所采用的真空物理气相沉积设备为磁控溅射镀膜设备。
本实施例中，其余方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例3
本实施例中，与实施例1不同的是：步骤二中所述的遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂25%，粘接剂1%，分散剂0.4%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂由有机膨润土和气相二氧化硅按质量比1:1混合而成，所述粘接剂为多元醇松香酯，所述有机溶剂为苯；步骤二中在步骤一中所确定的所有遮挡区域上覆盖一层遮蔽涂料时，采用滚涂方法进行覆盖。
本实施例中，所采用遮蔽涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨40min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，步骤三中进行真空物理气相沉积处理时，所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为甲烷或乙炔，所形成的真空物理气相沉积镀层2为金属元素或合金元素的碳化物镀层，如TiC等金属碳化物镀层。
本实施例中，步骤三中进行真空物理气相沉积处理过程中，真空度高于1Pa，温度为室温～600℃。
本实施例中，步骤三中所采用的真空物理气相沉积设备为电弧离子镀膜设备；根据所使用靶材的规格不同，控制靶材的靶电流为50A～150A。
本实施例中，其余方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例4
本实施例中，与实施例1不同的是：步骤二中所述的遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂30%，粘接剂2%，分散剂0.2%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂由有机膨润土和气相二氧化硅按质量比1:2混合而成，所述粘接剂为醇酸树脂，所述有机溶剂为苯；步骤二中在步骤一中所确定的所有遮挡区域上覆盖一层遮蔽涂料时，采用丝网印刷方法进行覆盖。
本实施例中，所采用遮蔽涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨35min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，步骤三中进行真空物理气相沉积处理时，所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氧气，所形成的真空物理气相沉积镀层2为金属元素或合金元素的氧化物镀层，如TiO、ZnO等金属氧化物镀层。
本实施例中，步骤三中进行真空物理气相沉积处理过程中，真空度高于1Pa，温度为室温～600℃。
本实施例中，步骤三中所采用的真空物理气相沉积设备为电弧离子镀膜设备；；根据所使用靶材的规格不同，控制靶材的靶电流为50A～150A。
本实施例中，其余方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例5
本实施例中，与实施例1不同的是：步骤二中所述的遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂10%，粘接剂5%，分散剂0.1%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂由有机膨润土和气相二氧化硅按质量比4:1混合而成，所述粘接剂为多元醇松香酯，所述有机溶剂为苯；步骤二中在步骤一中所确定的所有遮挡区域上覆盖一层遮蔽涂料时，采用喷涂方法进行覆盖。
本实施例中，所采用遮蔽涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨40min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，步骤三中进行真空物理气相沉积处理时，所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氩气、氮气、碳源气体和氧气中的多种，所述碳源气体为甲烷或乙炔；所形成的真空物理气相沉积镀层2相应为金属元素或合金元素镀层、金属元素或合金元素的氮化物镀层、金属元素或合金元素的碳化物镀层和金属元素或合金元素的氧化物镀层中的多种，如TiO、ZnO等金属氧化物镀层。
本实施例中，步骤三中进行真空物理气相沉积处理过程中，真空度高于1Pa，温度为室温～600℃。
本实施例中，其余方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例6
本实施例中，与实施例1不同的是：步骤二中所述的遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂30%，粘接剂1%，分散剂0.5%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为有机膨润土，所述粘接剂为醇酸树脂，所述有机溶剂为二甲苯。
本实施例中，所采用遮蔽涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨40min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，其余方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例7
本实施例中，与实施例1不同的是：步骤二中所述的遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂25%，粘接剂2%，分散剂0.1%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为气相二氧化硅，所述粘接剂为聚甲基丙烯酸甲酯，所述有机溶剂为二甲苯。
本实施例中，所采用遮蔽涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨40min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，其余方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例8
本实施例中，与实施例1不同的是：步骤二中所述的遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂12%，粘接剂4%，分散剂0.5%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂由有机膨润土和气相二氧化硅按质量比3:1混合而成，所述粘接剂为多元醇松香酯，所述有机溶剂为二甲苯。
本实施例中，所采用遮蔽涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨30min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，其余方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例9
本实施例中，与实施例1不同的是：遮蔽剂18%，粘接剂2%，分散剂0.3%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂由有机膨润土和气相二氧化硅按质量比1:3混合而成，所述粘接剂为聚甲基丙烯酸甲酯，所述有机溶剂为二甲苯。
本实施例中，所采用遮蔽涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨40min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，其余方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例10
本实施例中，与实施例1不同的是：遮蔽剂13%，粘接剂5%，分散剂0.1%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为有机膨润土，所述粘接剂为聚甲基丙烯酸甲酯，所述有机溶剂为二甲苯。
本实施例中，所采用遮蔽涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨40min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，其余方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例11
本实施例中，与实施例1不同的是：遮蔽剂28%，粘接剂5%，分散剂0.3%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂由有机膨润土和气相二氧化硅按质量比1:5混合而成，所述粘接剂为聚甲基丙烯酸甲酯，所述有机溶剂为二甲苯。
本实施例中，所采用遮蔽涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨40min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到物理气相沉积用遮蔽涂料。
本实施例中，其余方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、根据镀层图案确定遮挡区域：根据预先设计的真空物理气相沉积镀层图案在被加工工件(3)加工面上的布设位置与尺寸，确定所述被加工工件(3)的加工面上应进行保护的遮挡区域数量以及各遮挡区域的位置和尺寸；
步骤二、掩膜遮挡层覆盖：在步骤一中所确定的所有遮挡区域上，均均匀覆盖一层遮蔽涂料；且待所覆盖涂料干燥固化后，形成一层厚度≤0.1mm的掩膜遮挡层(1)；
所述遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂10％～30％，粘接剂1％～5％，分散剂0.1％～0.5％，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为有机膨润土或/和气相二氧化硅，所述粘接剂为醇酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或多元醇松香酯，所述有机溶剂为酮类有机溶剂、酯类有机溶剂或芳香烃类有机溶剂；
步骤二中在步骤一中所确定的所有遮挡区域上覆盖一层遮蔽涂料时，采用涂刷、浸渍、滚涂、丝网印刷或喷涂方法进行覆盖；
步骤三、真空物理气相沉积：采用真空物理气相沉积设备，对步骤二中覆盖掩膜遮挡层后的所述被加工工件(3)进行真空物理气相沉积处理，并相应在所述被加工工件(3)的加工面上形成一层厚度≥3μm的真空物理气相沉积镀层(2)；
步骤四、遮挡层与镀层清除：将步骤三中经真空物理气相沉积处理后的所述被加工工件(3)，放入去离子水中超声清洗2min～3min，并将步骤二中所述掩膜遮挡层(1)和步骤三中所述真空物理气相沉积镀层(2)均清除掉；
步骤五、后续处理：对步骤四中清除掉掩膜遮挡层(1)和真空物理气相沉积镀层(2)的所述被加工工件(3)的加工面进行冲洗，且冲完后烘干，便获得真空物理气相沉积镀层图案；
步骤三中进行真空物理气相沉积处理过程中，真空物理气相沉积时间为20min～3h。
2.按照权利要求1所述的一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于：步骤二中进行掩膜遮挡层覆盖之前，需先对所述遮蔽涂料进行制备，且其制备过程如下：
步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；
步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；
步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨30min～40min，得到混合溶液；
步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到所述遮蔽涂料。
3.按照权利要求1或2所述的一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于：步骤三中所述真空物理气相沉积镀层(2)为金属元素或合金元素镀层、金属元素或合金元素的氮化物镀层、金属元素或合金元素的碳化物镀层或者金属元素或合金元素的氧化物镀层；
实际进行真空物理气相沉积处理时，当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氩气时，所形成的真空物理气相沉积镀层(2)为金属元素或合金元素镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氮气时，所形成的真空物理气相沉积镀层(2)为金属元素或合金元素的氮化物镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为甲烷或乙炔时，所形成的真空物理气相沉积镀层(2)为金属元素或合金元素的碳化物镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氧气时，所形成的真空物理气相沉积镀层(2)为金属元素或合金元素的氧化物镀层。
4.按照权利要求1或2所述的一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于：步骤三中进行真空物理气相沉积处理过程中，当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氩气时，真空度高于9×10-1Pa，温度为室温～500℃；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氮气、甲烷、乙炔或氧气时，真空度高于1Pa，温度为室温～600℃。
5.按照权利要求1或2所述的一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于：步骤二中所述的遮蔽涂料优选由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂15％～25％，粘接剂1％～5％，分散剂0.1％～0.4％，余量为有机溶剂。
6.按照权利要求1或2所述的一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于：步骤二中进行掩膜遮挡层覆盖之前，还需对所述被加工工件(3)进行去油清洗；步骤二中所覆盖的涂料在室温条件下进行干燥固化；步骤五中对所述被加工工件(3)的加工面进行冲洗时，采用去离子水进行冲刷。
7.按照权利要求2所述的一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于：步骤102中所述酮类有机溶剂为丙酮，所述酯类有机溶剂为乙酸乙酯，所述芳香烃类有机溶剂为二甲苯或苯。
8.按照权利要求2所述的一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于：步骤103中经粉碎处理后的遮蔽剂的平均粒度不大于10μm。
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