CN104087933B - 一种镀膜方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镀膜方法，包括以下步骤：对被镀基材采用真空镀膜方式形成至少一层真空纳米薄膜层；在所述真空纳米薄膜层的表面采用大气镀膜方式形成至少一层大气纳米薄膜层。本发明方法克服了传统真空镀膜及大气镀膜方式各自的弊端，有效地提高了生产效率，实现了连续化生产，同时降低了生产成本。所形成的镀膜层与基材之间结合力强，产品质量优异。本发明还提供一种镀膜装置，包括通过传动系统相连接的至少一个真空镀膜子系统及至少一个大气镀膜子系统。
Description
技术领域
本发明涉及镀膜领域，具体涉及一种镀膜方法及其装置。
背景技术
现有镀膜技术主要为真空镀膜。真空镀膜包括以下步骤：将被镀基片挂入到镀膜架的挂具上；将镀膜架推入镀膜机内；关闭真空室门并抽真空；投入惰性气体，在高电压下产生辉光；开始镀膜；降低真空度；打开真空室门，取出镀膜架；将被镀基片从挂具上取下。采用干法镀膜的方式生产效率太低、成本太高、上下挂具产生很多刮伤从而造成低良率，且很难实现连续式生产。
湿法喷涂技术在镀膜领域也广泛存在，但采用湿法喷涂不能独立形成光学薄膜。一般来说，喷涂技术只能喷涂一些透明“漆”，喷涂技术可以与真空镀膜搭配，在真空镀膜表面喷涂一层作为保护涂层存在的透明漆。喷涂技术独立加工存在很多应用上的弊端，最大的问题在于：在大气环境中进行湿法喷涂，待镀基材难以清洁达到镀膜表面的标准，从而无法保证镀膜层与被镀基片之间的结合力。因此，现有镀膜工序几乎全部采用真空镀膜。例如，目前在手机和平板电脑上广泛采用的憎水镀膜，先在被镀基片表面镀上氧化硅打底层，再在氧化硅表面沉积含氟憎水镀膜。因此，现有技术需要改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种效率高、成本低、可实现连续化生产的镀膜方法，包括以下步骤：对被镀基材采用真空镀膜方式形成至少一层真空纳米薄膜层；在所述真空纳米薄膜层的表面采用大气镀膜方式形成至少一层大气纳米薄膜层。
本发明还提供一种镀膜装置，镀膜装置包括通过传动系统相连接的至少一个真空镀膜子系统及至少一个大气镀膜子系统。
本发明的有益效果在于：采用两种镀膜方式混合镀膜进行连续化生产，生产效率高，成本低廉。由于在前工序的打底薄膜层全部在真空中完成，并且经过了等离子清洗，因此被镀基材的表面非常干净新鲜，将被镀基材转移到大气下进行大气镀膜时，有效地保证了大气纳米薄膜层与真空纳米打底层之间的结合力。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明镀膜方法包括以下步骤：对被镀基材采用真空镀膜方式形成至少一层真空纳米薄膜层；在真空纳米薄膜层的表面采用大气镀膜方式形成至少一层大气纳米薄膜层。
其中，真空镀膜方式包括磁控溅射镀膜、热蒸发镀膜、电子枪式镀膜或多弧离子镀膜，对基材进行真空镀膜可以采用其中的一种或者多种，所形成的真空纳米薄膜层也可以为多层，其总厚度大于5nm。此工序全部在真空中完成，并且被镀基材在真空室中经过了等离子清洗，表面非常干净新鲜，完全满足作为大气镀膜表面的标准。
进一步地，大气镀膜方式包括喷镀、辊镀或浸镀镀膜，镀膜时可同时采用其中的一种或多种。将镀有真空打底镀膜层的基材转移至大气中，在打底层上再镀有一层或多层的大气纳米薄膜，其总厚度大于1nm。所制得的产品表面同时覆有真空镀层和大气镀层，且膜层之间结合力强，品质优良。
更优选地，镀膜方法还包括在大气镀膜之前对被镀基材进行预处理及在大气镀膜之后对所形成的大气纳米薄膜层进行熟化。其中，预处理的方式包括等离子处理、紫外线处理、电晕处理等，熟化的方式包括紫外熟化、红外熟化或热熟化等。
本发明镀膜装置，包括通过传动系统相连接的至少一个真空镀膜子系统及至少一个大气镀膜子系统。
其中，真空镀膜子系统由至少三个真空室组成，真空室包含至少一个传递室和至少一个镀膜室，真空镀膜子系统中被镀基材的镀膜面平行或垂直于所述传动系统的传动方向。传动系统可以为传送带或机械臂，可将在真空镀膜子系统中经过真空镀膜的基材传送至大气镀膜子系统中。本镀膜装置还可进一步在大气镀膜子系统之前设置预处理单元，对镀膜真空打底层的基材进行等离子处理或紫外照射等处理。更进一步地，可在大气镀膜子系统之后设置熟化单元，对大气镀膜形成的纳米薄膜层进行熟化处理。熟化单元可以为紫外熟化、红外熟化或热熟化等的相应设备。
以下通过实施例进一步解释本发明。
实施例1
A、将被镀基材置于真空镀膜子系统中，通过等离子体放电产生的辉光对被镀基材表面进行等离子清洗；
B、在真空镀膜子系统中，采用磁控溅射真空镀膜方式在水平于镀膜系统传动方向的被镀基材镀膜面上镀上至少一层、总厚度大于5nm的纳米薄膜镀层，形成所述真空纳米薄膜层；
C、通过传输系统，将经步骤B处理的具有至少一层纳米薄膜层的基材送到大气镀膜子系统工位；
D、在所述真空子系统中形成的至少一层的纳米薄膜镀层表面，通过喷镀至少一层、总厚度大于1nm的纳米薄膜镀层，形成所述大气纳米薄膜层；
E、通过熟化单元，对所述大气纳米薄膜层进行熟化，获得具有真空纳米薄膜层、大气纳米薄膜层的基材。
实施例2
其他操作步骤同实施例1，仅根据表2所示改变部分操作条件，在蓝宝石基板表面依次镀上氧化铝薄膜、氧化硅薄膜和含氟硅烷憎水纳米薄膜。
表1 本发明实施例2镀膜操作具体控制参数
实施例3
其他操作步骤同实施例1，仅根据表2所示改变部分操作条件，在铝硅玻璃表面沉积氧化硅薄膜和含氟硅烷憎水纳米薄膜。
表2 本发明实施例3镀膜操作具体控制参数
实施例4
取本发明实施例2所制备覆有镀膜层的蓝宝石样品12份，编号后进行耐摩擦测试并测量样品表面水接触角，测试条件及测试结果如表3所示。试验结果表明，按本发明方法镀膜的蓝宝石表面的氧化铝薄膜、氧化硅薄膜和含氟硅烷薄膜结合力强，在经过1500、3000、5000、7000、8000、10000来回不锈钢钢丝绒的摩擦测试后，产品表面的水滴角度依然没有太大改变，膜层之间具有良好的结合力。
表3 镀膜后耐摩擦测试数据
实施例5
取本发明实施例3所制备覆有镀膜层的铝硅玻璃样品12份，编号后进行耐摩擦测试并观察表面水接触角变化，测试条件及测试结果如表4所示。试验结果表明，按本发明方法镀膜的铝硅玻璃表面的氧化硅薄膜和含氟硅烷薄膜结合力强，在经过1500、3000、5000、7000、8000、10000来回不锈钢钢丝绒的摩擦测试后，产品表面的水滴角度变化很小，膜层之间具有良好的结合力。
表4 镀膜后耐摩擦测试数据
综上所述，本发明镀膜方法所获得产品结合力强，经多次摩擦后水接触角没有变化，膜层之间具有良好结合力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种镀膜方法，其特征在于，所述镀膜方法包括以下步骤：对被镀基材进行等离子清洗；采用真空镀膜方式形成至少一层真空纳米薄膜层；在所述真空纳米薄膜层的表面采用大气镀膜方式形成至少一层大气纳米薄膜层；
所述大气镀膜方式为喷镀，所述被镀基材为蓝宝石基板或铝硅玻璃；
所述真空纳米薄膜层为氧化铝和/或氧化硅，总厚度为5-8nm；所述大气纳米薄膜层为含氟硅烷，总厚度为1-3nm。
2.如权利要求1所述的镀膜方法，其特征在于，所述真空镀膜方式为磁控溅射镀膜、热蒸发镀膜、电子枪式镀膜或多弧离子镀膜中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的镀膜方法，其特征在于，所述镀膜方法还包括在大气镀膜之前对所述被镀基材进行预处理；所述预处理的方式为等离子处理、紫外线处理、电晕处理中的至少一种。
4.如权利要求1或2所述的镀膜方法，其特征在于，所述镀膜方法还包括对所述大气纳米薄膜层进行熟化；所述熟化的方式为紫外熟化、红外熟化或热熟化。
5.一种用于蓝宝石基板或铝硅玻璃表面的镀膜装置，其特征在于，所述镀膜装置包括通过传动系统相连接的至少一个对被镀基材进行真空镀膜以形成真空镀膜层的真空镀膜子系统及至少一个对所述真空镀膜层进行大气镀膜的大气镀膜子系统；以对被镀基材先后进行真空镀膜和大气镀膜；所述真空镀膜子系统与所述大气镀膜子系统前后放置；
所述镀膜装置还包括设置于所述大气镀膜子系统之前的预处理单元和设置于所述大气镀膜子系统之后熟化单元。
6.如权利要求5所述的镀膜装置，其特征在于，所述真空镀膜子系统由至少三个真空室组成，所述真空室包含至少一个传递室和至少一个镀膜室。
7.如权利要求5所述的镀膜装置，其特征在于，所述真空镀膜子系统中被镀基材的镀膜面平行或垂直于所述传动系统的传动方向。
8.如权利要求5所述镀膜装置，其特征在于，所述传动系统由传送带和机械臂中的至少一种组成。
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