CN112410736A - 一种物理气相沉积的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种物理气相沉积的方法，包括以下步骤：步骤1：对于渡件的清洗包括将渡件浸泡到除油清洗剂中清洗处理，清洗完后的渡件进行超声波清洗，然后在高纯水中进行慢拉脱水处理，之后使用循环热风进行烘干渡件的预处理包括除静电和涂底漆；对真空室和渡件夹具的清洗包括将真空室与渡件夹具通过酸性混合溶液浸泡，将金属膜去除，浸泡清洗完后采用去离子水对真空室进行冲洗，然后用惰性气体对真空室进行吹干，再次使用易挥发的有机溶液进行二次冲洗，之后再次通入氮气，同时进行烘烤；步骤2：真空蒸镀处理；步骤3：冷却；步骤4：取出渡件。本发明提供的一种物理气相沉积的方法，在渡件前进行清洁处理，提高镀膜质量。
Description
技术领域
本发明涉及物理气相沉积技术领域，具体是指一种物理气相沉积的方法。
背景技术
物理气相沉积(PhysicalVapourDeposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术，真空蒸镀是最早的一种物理气相沉积方法，空蒸镀是将蒸发源在真空中加热，使蒸镀材料气化，并在待镀基底表面沉积成膜的过程，为了形成均匀的薄膜，需要在待镀基底周围形成均匀的气态蒸镀材料，现有技术中存在在渡件前清洁不彻底的情况，直接影响膜层的纯度和结合力，大大降低了镀膜质量。
发明内容
以解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种物理气相沉积的方法，在渡件前进行清洁处理，提高镀膜质量。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种物理气相沉积的方法包括以下步骤：
步骤1：镀前处理，包括对渡件的清洗和预处理以及对真空室和渡件夹具的清洗，对于渡件的清洗包括将渡件浸泡到除油清洗剂中清洗处理，清洗完后的渡件进行超声波清洗，然后在高纯水中进行慢拉脱水处理，之后使用循环热风进行烘干，烘干完后冷却至室温，渡件的预处理包括除静电和涂底漆；对真空室和渡件夹具的清洗包括将真空室与渡件夹具通过酸性混合溶液浸泡，将金属膜去除，浸泡清洗完后采用去离子水对真空室进行冲洗，然后用惰性气体对真空室进行吹干，再次使用易挥发的有机溶液进行二次冲洗，之后再次通入氮气吹干，同时进行烘烤；
步骤2：真空蒸镀处理；
步骤3：通入冷却水进行冷却处理；
步骤4：关闭高真空阀门，打开真空室充气阀，待真空室达大气压时，打开真空室，取出渡件后关闭真空室，关闭管道阀，打开预抽阀，将真空室抽至6.7Pa，关闭预抽阀，关闭扩散泵加热电源，关闭机械泵，到扩散冷却时间后，关闭冷却水。
作为改进，步骤2包括以下具体步骤：
使用脱指手套对蒸发源、蒸发材料、渡件装卡进行安装；
抽真空处理，首先打开冷却水阀、机械泵和真空室的预抽阀，关闭管道阀将真空室抽至8Pa以上的真空度，然后关闭预抽阀，打开管道阀，将扩散泵前级的真空度抽至6.7Pa，接通扩散泵加热电源，维持扩散泵预热时间，打开高阀，用扩散泵将真空室抽至本底真空度；
接通烘烤加热电源，同时开启转动机构电源，烘烤加热温度范围为255℃至275℃之间；
镀件接1～3kV负高压，使用氩气对镀件轰击15到30分钟，离子轰击完成后，关闭轰击电源，关闭氩气针阀，使真空室抽至1.333×10-1Pa；
接通蒸发源电源调整电流使蒸发材料熔化，并除气1～2min；
通入氩气将真空度调至3Pa，进行蒸发沉积，沉积结束后关闭氩气针阀。
作为改进，步骤1的所述的除静电处理具体方法是用高压电晕放电消除静电，在放电针与接地极之间施加一定的高压产生电晕放电，使气体电离，经中和后使镀件失去静电，渡件中往往带有大量静电，在镀膜前必须将其彻底清除，防止影响镀膜效果。
作为改进，步骤1中所述的的涂底漆为在镀件表面涂7～10μm的紫外光固化涂料，紫外光固化涂料在室温即可靠(2.5～4.5)×10<SUP>-7</SUP>m的紫外光线的照射而固化，固化速度快，固化时间以分秒计，表面粗糙度低，真空性能好。
作为改进，步骤1中的所述高纯水为100℃蒸馏水，通过热纯水对对渡件进行慢拉脱水处理，实现对渡件的干燥清理。
作为改进，步骤1中的所述有机溶剂为无水乙醇或异丙醇，清理完后迅速挥发。
作为改进，步骤1中的所述酸性混合溶液为体积比为1.5：:1的88％的盐酸和去离子水，且浸泡时间为2至3小时，能够溶解真空室与渡件家具上的金属膜，以便彻底除去金属膜。
作为改进，步骤1中的惰性气体为为氦气、氖气、氩气、氪气或氙气，吹干的过程不发生化学反应。
作为改进，步骤3中的冷却水为15至22摄氏度的冷却水，且冷却水的流量范围大于等于3加仑/分钟，实现渡件的均匀冷却。
本发明的有益效果是：本发明所述的一种物理气相沉积的方法包括渡前清洁处理、真空蒸镀处理、出炉冷却、取件这四个工艺步骤，其中渡前清洁处理包括对渡件进行除油清洗剂浸泡处理步骤，超声波清洗步骤，高纯水慢拉脱水处理步骤、烘干步骤以及除静电和涂底漆步骤，对真空室和渡件夹具的清洁包括将真空室与渡件夹具通过酸性混合溶液浸泡，将金属膜去除，浸泡清洗完后采用去离子水对真空室进行冲洗，然后用惰性气体对真空室进行吹干，再次使用易挥发的有机溶液进行二次冲洗，之后再次通入惰性气体吹干，同时进行烘烤，通过上述工艺方法，提高镀膜纯度和结合力，大大提高了镀膜质量。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，并不是对本发明的限制。
一种物理气相沉积的方法，包括以下步骤：
步骤1：镀前清洁处理，包括对渡件的清洗和预处理以及对真空室和渡件夹具的清洗，对于渡件的清洗包括将渡件浸泡到除油清洗剂中清洗处理，清洗完后的渡件进行超声波清洗，然后在100℃蒸馏水中进行慢拉脱水处理，之后使用100℃至200℃的循环热风进行烘干30到60分钟，烘干完后冷却至室温，渡件上往往带有静电，在镀膜或涂底漆前使用高压电晕放电消除静电，在放电针与接地极之间施加一定的高压产生电晕放电，使气体电离，经中和后使镀件失去静电，在放电针与接地极之间施加一定的高压产生电晕放电，使气体电离，经中和后使镀件失去静电，由于一般镀件的表面不平度为0.5μm左右，而真空蒸镀的膜层厚度为0.1μm左右，因此，镀膜不能填补镀件的坑凹不平，镀膜后镀件表面不光亮，装饰效果很差，为了降低表面粗糙度，在镀件表面涂7～10μm的紫外光固化涂料，这种涂料在室温即可靠(2.5～4.5)×10<SUP>-7</SUP>m的紫外光线的照射而固化，固化速度快，固化时间以分秒计，表面粗糙度低，真空性能好；对真空室和渡件夹具的清洗包括将真空室与渡件夹具通过体积比为1.5：:1的88％的盐酸和去离子水浸泡，且浸泡时间为2至3小时，将金属膜去除，浸泡清洗完后采用去离子水对真空室进行冲洗，然后用惰性气体对真空室进行吹干，这里的惰性气体可以是氦气、氖气、氩气、氪气或氙气，然后再次使用易挥发的有机溶液进行二次冲洗，这里的有机溶剂为无水乙醇或异丙醇，之后再次通入氮气吹干，由于氮气的吸附能力小，因而吸留表面时间极短，即便吸附在器壁上，也很容易被抽走。利用氮气的这种性质冲洗真空室，可以大大缩短真空室的抽气时间，同时使用350℃至400℃的范围内的温度进行烘烤12个小时，将油污清除；
步骤2：真空蒸镀处理：
使用脱指手套对蒸发源、蒸发材料、渡件装卡进行安装，这里的蒸发源为电子束蒸发源；
抽真空处理，首先打开冷却水阀、机械泵和真空室的预抽阀，关闭管道阀将真空室抽至8Pa以上的真空度，然后关闭预抽阀，打开管道阀，将扩散泵前级的真空度抽至6.7Pa，接通扩散泵加热电源，维持扩散泵预热时间，打开高阀，用扩散泵将真空室抽至本底真空度；
接通烘烤加热电源，同时开启转动机构电源，烘烤加热温度范围为255℃至275℃之间；
将真空室的真空度调整至6.7Pa，使镀件接1kV负高压，使用氩气轰击15到30分钟，离子轰击完成后，关闭轰击电源，关闭氩气针阀，使真空室抽至1.333×10-1Pa；
接通蒸发源电源调整电流使蒸发材料熔化，并除气1～2min；
通入氩气将真空度调至3Pa，进行蒸发沉积，沉积结束后关闭氩气针阀。
步骤3：通入15至22摄氏度的冷却水，且冷却水的流量范围大于等于3加仑/分钟，进行冷却处理；
步骤4：关闭高真空阀门，打开真空室充气阀，待真空室达大气压时，打开真空室，取出渡件后关闭真空室，关闭管道阀，打开预抽阀，将真空室抽至6.7Pa，关闭预抽阀，关闭扩散泵加热电源，关闭机械泵，到扩散冷却时间后，关闭冷却水。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种物理气相沉积的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：镀前清洁处理，包括对渡件的清洗和预处理以及对真空室和渡件夹具的清洗，对于渡件的清洗包括将渡件浸泡到除油清洗剂中清洗处理，清洗完后的渡件进行超声波清洗，然后在高纯水中进行慢拉脱水处理，之后使用循环热风进行烘干，烘干完后冷却至室温，渡件的预处理包括除静电和涂底漆；对真空室和渡件夹具的清洗包括将真空室与渡件夹具通过酸性混合溶液浸泡，将金属膜去除，浸泡清洗完后采用去离子水对真空室进行冲洗，然后用惰性气体对真空室进行吹干，再次使用易挥发的有机溶液进行二次冲洗，之后通入氮气吹干的同时烘烤；
步骤2：真空蒸镀处理；
步骤3：通入冷却水进行冷却处理；
步骤4：关闭高真空阀门，打开真空室充气阀，待真空室达大气压时，打开真空室，取出渡件后关闭真空室，关闭管道阀，打开预抽阀，将真空室抽至6.7Pa，关闭预抽阀，关闭扩散泵加热电源，关闭机械泵，到扩散冷却时间后，关闭冷却水。
2.根据权利要求1所述的一种物理气相沉积的方法，其特征在于，步骤2包括以下具体步骤：
使用脱指手套对蒸发源、蒸发材料、渡件装卡进行安装；
抽真空处理，首先打开冷却水阀、机械泵和真空室的预抽阀，关闭管道阀将真空室抽至8Pa以上的真空度，然后关闭预抽阀，打开管道阀，将扩散泵前级的真空度抽至6.7Pa，接通扩散泵加热电源，维持扩散泵预热时间，打开高阀，用扩散泵将真空室抽至本底真空度；
接通烘烤加热电源，同时开启转动机构电源，烘烤加热温度范围为255℃至275℃之间；
镀件接1～3kV负高压，使用氩气对轰击镀金轰击15到30分钟，离子轰击完成后，关闭轰击电源，关闭氩气针阀，使真空室抽至1.333×10-1Pa；
接通蒸发源电源调整电流使蒸发材料熔化，并除气1～2min；
通入氩气将真空度调至3Pa，进行蒸发沉积，沉积结束后关闭氩气针阀。
3.根据权利要求1所述的一种物理气相沉积的方法，其特征在于，步骤1的所述的除静电处理具体方法是用高压电晕放电消除静电，在放电针与接地极之间施加一定的高压产生电晕放电，使气体电离，经中和后使镀件失去静电。
4.根据权利要求1所述的一种物理气相沉积的方法，其特征在于，步骤1中所述的的涂底漆为在镀件表面涂7～10μm的外光固化涂料。
5.根据权利要求1所述的一种物理气相沉积的方法，其特征在于，步骤1中的所述高纯水为100℃蒸馏水。
6.根据权利要求1所述的一种物理气相沉积的方法，其特征在于，步骤1中的所述有机溶剂为无水乙醇或异丙醇。
7.根据权利要求1所述的一种物理气相沉积的方法，其特征在于，步骤1中的所述酸性混合溶液为体积比为1.5：:1的88％的盐酸和去离子水，且浸泡时间为2至3小时。
8.根据权利要求1所述的一种物理气相沉积的方法，其特征在于，步骤1中的惰性气体为为氦气、氖气、氩气、氪气或氙气。
9.根据权利要求1所述的一种物理气相沉积的方法，其特征在于，步骤3中的冷却水为15至22摄氏度的冷却水，且冷却水的流量范围大于等于3加仑/分钟。
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2020
- 2020-11-03 CN CN202011207929.3A patent/CN112410736A/zh active Pending
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