CN102994955A

CN102994955A - 成膜方法

Info

Publication number: CN102994955A
Application number: CN2012103371767A
Authority: CN
Inventors: 西田正三
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2013-03-27
Also published as: JP2013060612A; KR101530416B1; KR20130028864A; US20130062194A1; US9109282B2; JP5620352B2

Abstract

本发明提供一种不论成膜用工件的形状、构造如何一旦搬入成膜室就能够直接进入成膜动作的成膜方法。注塑成型成膜用工件（W）时，将辅助部件（1、2）和成膜用工件（W）成型为一体，其中辅助部件在将该成膜用工件搬入成膜室（11）内而安置在成膜台（12）上时将成膜用工件保持为其成膜面或成膜部（A’、B’、C’）和靶材料（14）相对的规定姿势，将其搬入成膜室进行成膜。

Description

成膜方法

技术领域

本发明涉及一种成膜方法，将树脂制的基板那样的成膜用工件搬入真空室或成膜室，然后在搬入的工件的规定面上形成薄膜。

背景技术

作为在成膜用工件的表面的一部分上具有数微米级的薄膜的制品，例如可以列举装备在机动车上的前车灯。该前车灯通过蒸镀装置或者成膜装置来制造，成膜装置也适用于磁盘的生成、CD/DVD的记录面的金属膜的生成、液晶显示装置的透明电极的生成、和光催化膜的生成。具有这样的薄膜的制品是通过注塑成型来形成基板，然后将不需要的部分进行掩蔽等，再安置到专用的成膜室，接着通过如后述的成膜要素形成薄膜。另外，保护基板上的有机发光层的保护膜也是通过同样的成膜装置形成的。

这种在基板的表面上形成薄膜的蒸镀方法或成膜方法，过去已知的有：例如，喷镀法方法，将成膜用工件即基板的表面和靶材料相对布置，在数Pa至数十Pa左右的氩气环境中，向靶材料施加数kV的负电压，然后放电形成薄膜；电子束蒸镀方法，在真空室里，将从电子枪中产生的电子束照射到靶材料上，使加热蒸发，在工件的表面上成膜；离子镀方法，向基板施加数kV的负电压，在数Pa的氩气的压力下真空蒸镀；和等离子成膜方法等，另外还已知有化学蒸镀法。作为用于这样的成膜方法的靶材料，已知有氧化物、氮化物、和碳化物等的化合物靶，还已知有金属靶、粉末靶等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-221575号公报

专利文献2：日本特开平11-80927号公报

专利文献1中公开了一种成膜装置，将通过固定侧模具和移动模具成型的一对半中空体的一个半中空体的内表面即成膜用工件的表面，在留存于固定侧模具的状态下，用设有靶电极、基板电极、和真空吸引管等的蒸镀要素的蒸镀室来覆盖，在固定侧模具内蒸镀。专利文献2中公开了一种成膜装置，用兼具掩蔽机能的接地屏蔽材料来覆盖成膜室的重要部分。

发明内容

发明要解决的问题

根据专利文献1所示的蒸镀装置，可得到下述效果，能够使用蒸镀室在模具内进行蒸镀而无需将工件从模具中取出，所以蒸镀的表面不会被污垢、尘土等污染，能够得到具有蒸镀状态良好的高品质的薄膜的制品。此外，在留存于模具内的状态下，在模具内蒸镀，所以半中空体的库存管理变得不需要。而且，只准备蒸镀装置，不用使用特别的模具，就能得到能够廉价地进行自动成型的效果。

然而，也有应该改良的方面。例如，在模具里成型工件的时机和使用蒸镀室蒸镀的时机不一致，所以为了使时机匹配将产生等待时间，不能有效率地制造。另外，因为必须将蒸镀室的开口部紧贴在模具的分离面上而在内部形成真空室，所以存在密封的问题。即，因为真空度对制品的质量产生影响，所以要求高密封性，但蒸镀室的开口部和模具的分离面，按照目的，是相互不同的部件，以不同的方式构成，所以密封将成问题。而且，为了将覆盖模具凹部的大的蒸镀室在模具间放进取出，模具的开模量变大，为此存在放进取出蒸镀室的机器人也将变大的问题。

根据以上的理由，可以说所希望的是将在模具里成型的成膜用工件，从模具里取出，搬入到专用的成模装置，然后进行成膜。特别地，工件是平板状的，且成膜的部分是平面的时候，由于只将工件搬入成膜室安置，就能够使成膜的部分和靶材料相对，因而优选。专利文献2中示出对这样的平面进行成膜的成膜方法。

然而，靶材料是通过等离子粒子那样的高能量粒子来喷镀，于是有变成靶粒子而直进飞翔的倾向，所以在不和靶材料相对的成膜面上难以附着。即，相对于靶材料庇荫的凸部、凹部等难以附着。成膜面是由数个不同的面组成的时候也同样不一定附着。所以，将工件搬入成膜室，为使庇荫部分变少，或为使不同方向的成膜面尽量相对靶材料，需要用夹具等矫正并保持姿势的操作，存在成膜工作更花时间、成本变高的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种不论成膜用工件的形状、构造如何，一旦搬入成膜室就能够直接进入成膜动作的成膜方法。

用于解决问题的手段

根据本发明，成膜用工件一般通过注塑成型来成型。在注塑成型中，如过去所知，适用固定侧模具和可动侧模具，根据需要使用镶块等。另外，也可以通过1、2次成型由不同种类的树脂来进行成型。由此，复杂形状的工件也能自动成型。这样成型成膜用工件时，将辅助部件和成膜用工件成型为一体。

辅助部件的作用是将成膜用工件搬入成膜室内，安置在成膜台上时使成膜用工件的成膜面或成膜部与靶材料相对。即，辅助部件起到使成膜用工件在成膜室内倾斜规定量、浮起规定量等的位移作用，并将其保持在其位置上。通过此位移、保持作用，成膜面或成膜部将和靶材料相对。这里说的“相对”并不意味着数个成膜面或成膜部必须直角正对的意思，而是意味着朝着靶材料的方向，朝向没有庇荫的部分或者庇荫的部分变少这样的方向。

如上述，将成膜用工件搬入成膜室时，成膜面和靶材料相对，所以直接起动成膜要素，开始成膜。成膜结束后，从成膜室取出，根据需要切掉辅助部件。辅助部件是从制品上切掉废弃的部分，所以成型为适合切割的构造。

即，技术方案1所述的发明为了达到上述目的，其被构成为，通过注塑成型来成型成膜用工件时，将辅助部件和所述成膜用工件成型为一体，其中该辅助部件在将该成膜用工件搬入成膜室内而安置在成膜台上时使所述成膜用工件保持为其成膜面或成膜部和靶材料相对的规定姿势，将成型有所述辅助部件的成膜用工件搬入所述成膜室进行成膜。

技术方案2所述的发明被构成为，通过注塑成型来成型成膜用工件时，将辅助部件和所述成膜用工件成型为一体，其中该辅助部件在将该成膜用工件搬入成膜室内而安置在成膜台上时使成膜用工件保持为其成膜面或成膜部和靶材料相对的规定姿势，将成型有所述辅助部件的成膜用工件搬入所述成膜室进行成膜，成膜后将所述辅助部件从所述成膜用工件上切掉。

技术方案3所述的发明被构成为，在技术方案1或2所述的成膜方法中，将所述辅助部件直接一体成型于所述成膜用工件的背面侧，或者一体成型于成膜用工件的补助部件上；技术方案4所述的发明被构成为，在技术方案1至3中任意一项所述的成膜方法中，将所述辅助部件通过截面积变窄的部分一体成型于所述成膜用工件或所述补助部件上；而且技术方案5所述的发明被构成为，在技术方案1至4中任意一项所述的成膜方法中，将所述辅助部件成型为多个棒状部件。

发明效果

如上述，根据本发明，由于辅助部件一体成型于成膜用工件上，所以将该成膜用工件安置在成膜室内的成膜台上时，其成膜面或成膜部和靶材料相对。因此，根据本发明，不论成膜用工件的形状、构造如何，一旦搬入、安置到成膜室就可以直接进入成膜动作，得到能够缩短成膜时间的效果。一般，和成膜用工件的注塑成型时间相比，成膜时间更长，但由于所花费的很长时间可以缩短，因而可以缩短具有薄膜的制品的制造周期。辅助部件作为制品碍事时就切掉，根据其他的发明，由于将辅助部件通过截面积被缩小的部分一体成型于成膜用工件或补助部件上，所以可以简单地切掉。另外，根据将辅助部件成型为多个棒状部件的发明，辅助部件的成型材料少量就可以，切掉的作业也变容易。

附图说明

图1是表示根据本发明的实施来成膜的工件的例子的图，其中（a）是其立体图，其中（b）是图（a）中（a）—（a）处切断的剖视图，其中（c）是倾斜表示图（b）所示的工件的图，是为说明靶粒子的飞翔方向和成膜面的关系的剖视图，其中（d）是表示本发明的实施方式的辅助部件被一体成型的例子的图，是和图（b）相当的剖视图。

图2是示意性表示本发明的实施所使用的成膜装置的例子的剖视图。

图3是表示本发明其他实施方式的具备辅助部件的工件的重要部分的图，其中（a）是表示辅助部件为一根的例子的剖视图，其中（b）是表示和图1的（d）中在X—X方向上的视图相当的其他实施方式的侧视图。

具体实施方式

以下，通过图1说明本发明的实施方式。根据本实施方式，如图1的（a）、（b）所示，成膜用工件W由顶部A、和大致垂直于该顶部A的两侧部B、B组成，整体上呈切断槽钢那样的形状。而且，在顶部A的背面上具有比较深的凹部C。凹部C相对于水平的顶部A倾斜。因此，图1的（b）中用许多箭头表示的靶粒子难以到达两侧部B、B的成膜面B’、B’以及凹部C的成膜底面C’上，这些面成为靶粒子难以附着的成膜面或成膜部B’、B’、C’。本实施方式是想使这些不同的成膜面B’、B’、成膜底面C’同时成膜。

所述的成膜用工件W可以通过过去已知的模具来成型，所以没有表示出具体的模具的例子，通过过去已知的固定侧模具和相对于该固定侧模具的可开闭模的可动侧模具，成型顶部A和两侧部B、B，与其同时通过在模具的分离面侧上在相对于模具开闭方向倾斜的方向上可驱动地设置的镶块等，来成型凹部C。

如上述成型成膜用工件W时，将辅助部件和成膜用工件W成型为一体。根据本实施方式，成膜用工件W如图1的（c）所示，从水平面倾斜规定的角度，靶粒子将很好地到达工件W的顶部A的成膜面A’上的同时，也将很好地到达两侧的成膜面B’、B’和凹部C的成膜底面C’。因此，在本实施的方式中，如图1的（d）所示，一体成型从两侧部B、B的背面侧向外延伸出规定长度的一对长的和短的辅助部件1、2。通过这些辅助部件1、2，工件W如图1的（c）所示将倾斜并被支撑。根据本实施的方式，长的和短的辅助部件1、2在两侧部B、B的背面，作为侧部B、B的一部分而成型，所以成型后可以很容易地从模具中拔出。

成膜装置如前述那样，过去已知的有喷镀法成膜装置、电子束蒸镀装置、和离子镀成膜装置等，另外喷镀方式的成膜装置已知有直流式、高频式和磁控管式等，所以不做详细的说明，图2中示意性地表示直流式的喷镀法成膜装置10。在成膜室11的下部，设有平板状的成膜台（基板电极）12，和该成膜台12相对在其上方设有靶安装台（靶电极）13。在成膜室11的外部，配置有与成膜台12和靶安装台13分别连接的直流电源15。此外，在成膜室11上连接有由真空成膜所需的旋转泵等组成的真空源16，和惰性气体罐或者制造碳酸气体这种惰性气体的惰性气体供给源17等。此外，成膜用工件W的放进取出口为易于操纵而设于成膜室11的前侧，但和前门等一起没有在图中表示。

接着，对使用了所述实施方式的成膜装置10的成膜例子进行说明。如前述那样，注塑成型附有辅助部件1、2的成膜用工件W。打开可动侧模具，使成膜用工件W突出，并例如通过多关节机器人搬入成膜室11，放置在成膜台12上。放置后，成膜用工件W如图2所示通过一对长的和短的辅助部件1、2以倾斜的状态被支撑在成膜台12上。成膜面A’、B’、B’、C’和靶材料14相对。

关闭成膜室11的前门。立刻起动成膜要素。即，适当地驱动真空源16和惰性气体供给源17，使成膜室11内变成数Pa至数十Pa左右的惰性气体环境。然后，向预先安装有靶材料14的靶安装台13施加负电压，向成膜台12施加正电压，使之放电。这样，靶粒子到达成膜用工件W的顶部A的成膜面A’，同时也到达两侧的成膜面B’、B’和凹部C的成膜底面C’，和过去已知的一样，形成薄膜。此外，一方的成膜面B’不直接和靶材料14相对，但靶粒子在成膜室11内漫反射，所以在该成膜面B’上也形成薄膜。

成膜动作结束之后，停止成膜要素，打开前门，通过上述机器人那样的装卸装置取出工件W。辅助部件1、2作为制品带来障碍时，切掉从成膜后的工件W超出的部分。关于以后的成膜用工件，也同样进行成膜。

根据所述的实施方式，辅助部件1、2分别在两侧部B、B上形成，但一个辅助部件也可以实施。其例子如图3的（a）所示。没做详细的说明，根据本实施方式，一方的侧部B被直接放置在成膜台12上，仅另一方的侧部用辅助部件2来保持。此外，辅助部件1或2用多个也可以实施。例如，图3的（b）是与图1的（d）中在X—X方向上的视图相当的侧视图，如该侧视图所示，可以用两根辅助棒2’、2’来实施辅助部件2。工件W的一方用两根辅助棒2’、2’来支撑，由于工件W物理上稳定，因而辅助部件1也可以用一根棒来实施。这样用棒状的辅助部件来实施，减少了废弃的树脂量，降低了制品成本。

另外，在所述的实施方式中，辅助部件一体成型于成膜用工件W的侧部B、B，但根据成膜用工件W的形状可以成型在其他的部分上。而且，在成膜用工件W的成膜面的背面成型加强部件等补助部件时，成型在此补助部件上。这种情况，成膜用工件W、补助部件和辅助部件成型为一体。

另外，辅助部件的切掉部分可以成型为容易切掉的构造，例如成型为截面积狭小的构造。例如，在成膜用工件W上一体成型有多个辅助部件时，多个辅助部件1、2的至少之一可以以从成膜用工件W的侧部B超出的部分的截面积变窄的方式成型。具体来说，如图2所示，关于比辅助部件1长的辅助部件2，可以以从成膜用工件W的侧部B’超出的部分的截面积变窄的方式成型。或者，关于多个辅助部件1、2中的各个，也可以以从成膜用工件W的侧部B、B超出的部分的截面积变窄的方式成型（参照图1的（d））。这样，利用在辅助部件上设置截面积狭窄的部分，切除辅助部件变得容易，同时能够减少辅助部件的成型所需要的材料量。

此外，通过本实施方式成膜的部分是作为“平面”被说明的，但很明显对凸部、凹部等“曲面”也同样可以成膜。

附图标记

W成膜用工件 A’、B’，C’成膜面（成膜部）

1、2辅助部件 10成膜装置

11成膜室 12成膜台

13靶安装台 14靶材料

Claims

1.一种成膜方法，其特征在于，通过注塑成型来成型成膜用工件时，将辅助部件与所述成膜用工件成型为一体，其中所述辅助部件在将该成膜用工件搬入成膜室内而安置在成膜台上时将所述成膜用工件保持为所述成膜用工件的成膜面或成膜部和靶材料相对的规定姿势，将成型有所述辅助部件的成膜用工件搬入所述成膜室进行成膜。

2.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，成膜后，将所述辅助部件从所述成膜用工件上切掉。

3.根据权利要求1所述的成膜方法，将所述辅助部件直接一体成型于所述成膜用工件的背面侧或一体成型于成膜用工件的补助部件上。

4.根据权利要求3所述的成膜方法，所述辅助部件具有截面积变窄的部分，并一体成型于所述成膜用工件或所述补助部件上。

5.根据权利要求1所述的成膜方法，将所述辅助部件成型为多个棒状部件。

6.根据权利要求1所述的成膜方法，所述辅助部件在从所述成膜用工件的侧面超出的部分上具有截面积变窄的部分。

7.根据权利要求1所述的成膜方法，在所述成膜用工件上一体成型有多个所述辅助部件。

8.根据权利要求7所述的成膜方法，所述多个辅助部件的至少之一在从所述成膜用工件的侧面超出的部分上具有所述截面积变窄的部分。