CN113718213A - 一种分光薄膜真空磁控镀膜方法 - Google Patents

一种分光薄膜真空磁控镀膜方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，属于真空镀膜领域。本发明的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，采用真空磁控溅射卷绕式镀膜机，以金属铌靶(NbOx)、硅靶(Si)作为溅射靶材，采用特定的溅射膜层叠层顺序和膜层厚度，能够生产0.2mm膜层厚度以下的分光薄膜，并且独特的膜层结构设计使生产的分光薄膜具有特殊的分光功能。本发明的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，工艺稳定性高、产品达标率高，能够实现较薄分光薄膜的规模化生产。

Description

一种分光薄膜真空磁控镀膜方法
技术领域
本发明涉及真空镀膜领域，更具体地说，涉及一种分光薄膜真空磁控溅射镀膜方法。
背景技术
现有的分光膜制备过程中多运用真空电子枪设备，但随着设计膜层数量的增多和结构复杂性的提升，真空电子枪设备已达不到工艺需求。此外，电子枪设备镀膜工艺稳定性较差，且不具备冷却降温效果的，膜料接受靶材带来的热量得不释放，容易造成材料的热损伤，易损伤薄膜材料，导致生产的产品次品率较高，不适用于偏薄材质基膜的生产。
而磁控设备膜料通过滚轴运转，滚轴中可通入冷却水，使滚轴表面温度维持较低状态，镀膜过程，沉积环节中可将材料上过高的热量直接带走，使膜料维持稳定温度，不至于出现热损伤，从而使得厚度较薄的基膜能正常生产而不受温度影响。利用其工艺稳定性高、产品达标率高方面的优势，结合相关靶材的运用，设计相关膜层，可实现薄膜基材在0.2mm厚度以下分光膜的卷绕式设备的生产。此外，对于有特定需求的后视设备，需要具备特定分光比的分光薄膜进行辅助，因此，通过使用特定的溅射靶材进行叠层，设计特定的叠层厚度，能够实现透过色与反射色均为淡黄色，且分光比为4：6(波长比)的分光膜生产。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于提供了一种分光薄膜真空磁控溅射镀膜方法，通过真空磁控溅射方式，设计使用特定的溅射靶材和膜层厚度，实现厚度较薄具备特定分光比的分光膜生产。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将膜料放置于磁控溅射镀膜机的真空室中，膜料与镀膜阴极表面间距为5～10cm，将真空室抽至真空，随后在真空室中充入氩气与氧气混合气；
步骤二：采用磁控溅射方式在溅射靶材表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为8～12nm；
步骤三：采用磁控溅射方式在步骤二镀制的Nb2O5薄膜表面镀制SiO2薄膜，薄膜厚度为30～35nm；
步骤四：采用磁控溅射方式在步骤三镀制的SiO2表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为90～100nm；
步骤五：采用磁控溅射方式在步骤四镀制的Nb2O5薄膜表面镀制SiO2薄膜，薄膜厚度为150～160nm；
步骤六：采用磁控溅射方式在步骤五镀制的SiO2薄膜表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为50～55nm；
步骤七：采用磁控溅射方式在步骤六镀制的Nb2O5薄膜表面镀制SiO2薄膜，薄膜厚度为80～90nm；
步骤八：采用磁控溅射方式在步骤五镀制的SiO2薄膜表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为50～55nm；
优选地，所述的步骤一中，真空镀膜室压强需抽至不高于3.0E-3Pa。
优选地，所述步骤一中氩气与氧气混合体积比例为6:1～8:1。
优选地，所述步骤二～步骤八的镀膜过程中，真空镀膜室压强条件需维持在5.0E-1Pa～1.0E-1Pa。
优选地，所述的步骤三、五、七过程中镀制SiO2薄膜时，氩气与氧气混合体积比例为4:1～2:1，SiO2分子环境处于过氧态，镀膜工作电压控制在350～450V间。
优选地，所述的真空磁控镀膜使用真空磁控溅射卷绕式镀膜机，具备4靶位以上镀膜腔室结构，且镀膜腔室都为独立腔室结构。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，采用真空磁控溅射方式进行膜层镀造，能够实现厚度较薄的膜层生产，且工艺稳定性高、产品达标率高；
(2)本发明的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，通过特定的溅射靶材选择，膜层结构及厚度设计，实现透过色与反射色均为淡黄色，且分光比为4：6的分光膜生产。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作进一步的描述。本发明的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，包括以下步骤：
步骤一：将膜料放置于磁控溅射镀膜机的真空室中，膜料与镀膜阴极表面间距为5～10cm，将真空室抽至真空，随后在真空室中充入氩气与氧气混合气；
步骤二：采用磁控溅射方式在溅射靶材表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为 8～12nm；
步骤三：采用磁控溅射方式在步骤二镀制的Nb2O5薄膜表面镀制SiO2薄膜，薄膜厚度为30～35nm；
步骤四：采用磁控溅射方式在步骤三镀制的SiO2表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为90～100nm；
步骤五：采用磁控溅射方式在步骤四镀制的Nb2O5薄膜表面镀制SiO2薄膜，薄膜厚度为150～160nm；
步骤六：采用磁控溅射方式在步骤五镀制的SiO2薄膜表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为50～55nm；
步骤七：采用磁控溅射方式在步骤六镀制的Nb2O5薄膜表面镀制SiO2薄膜，薄膜厚度为80～90nm；
步骤八：采用磁控溅射方式在步骤五镀制的SiO2薄膜表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为50～55nm；
以上所述的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，步骤一中，真空镀膜室压强需抽至不高于3.0E-3Pa。
以上所述的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，氩气与氧气混合体积比例为6:1～8:1。
以上所述的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，真空镀膜室压强条件需维持在5.0E-1Pa～1.0E-1Pa。
以上所述的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，所述的步骤三、五、七过程中镀制SiO2薄膜时，氩气与氧气混合体积比例为4:1～2:1，SiO2分子环境处于过氧态，镀膜工作电压控制在350～450V间。
以上所述的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，所述的真空磁控镀膜使用真空磁控溅射卷绕式镀膜机，具备4靶位以上镀膜腔室结构，且镀膜腔室都为独立腔室结构。
本发明的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，采用真空磁控溅射方式进行膜层镀造，能够实现厚度较薄的膜层生产，具有工艺稳定性高、产品达标率高等优点；结合特定的溅射靶材，设计膜层结构，适用于具有特定分光比的分光膜的大规模生产。
实施例1：
使用具备4靶位以上镀膜腔室结构的真空磁控溅射卷绕式镀膜机。将膜料放置于真空室中，与阴极表面间距5cm。随后将真空室抽气至压强为3.0E-3Pa，再充入体积比为6:1的氩气、氧气混合气。膜层镀制过程中，维持真空室内压强为 5.0E-1Pa。镀制SiO2膜层时，氩气与氧气混合体积比例为4:1，镀膜工作电压为 350V。
按照上述步骤二～步骤八依次镀制Nb2O5和SiO2薄膜，步骤二～步骤八镀制膜层厚度依次为8nm，30nm，90nm，150nm，50nm，80nm，50nm。
实施例2：
本实施例与实施例1基本一致，不同的是放置于真空室中的膜料与阴极表面间距8cm。随后将真空室抽气至压强为5.0E-4Pa，再充入体积比为7:1的氩气、氧气混合气。膜层镀制过程中，维持真空室内压强为3.0E-1Pa。镀制SiO2膜层时，氩气与氧气混合体积比例为3:1，镀膜工作电压为400V。
按照上述步骤二～步骤八依次镀制Nb2O5和SiO2薄膜，步骤二～步骤八镀制膜层厚度依次为10nm，33nm，95nm，155nm，53nm，85nm，53nm。
实施例3：
本实施例与实施例1基本一致，不同的是放置于真空室中的膜料与阴极表面间距10cm。随后将真空室抽气至压强为4.0E-4Pa，再充入体积比为8:1的氩气、氧气混合气。膜层镀制过程中，维持真空室内压强为1.0E-1Pa。镀制SiO2膜层时，氩气与氧气混合体积比例为2:1，镀膜工作电压为450V。
按照上述步骤二～步骤八依次镀制Nb2O5和SiO2薄膜，步骤二～步骤八镀制膜层厚度依次为12nm，35nm，100nm，160nm，55nm，90nm，55nm。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将膜料放置于磁控溅射镀膜机的真空室中，膜料与镀膜阴极表面间距为5～10cm，将真空室抽至真空，随后在真空室中充入氩气与氧气混合气；
步骤二：采用磁控溅射方式在溅射靶材表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为8～12nm；
步骤三：采用磁控溅射方式在步骤二镀制的Nb2O5薄膜表面镀制SiO2薄膜，薄膜厚度为30～35nm；
步骤四：采用磁控溅射方式在步骤三镀制的SiO2表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为90～100nm；
步骤五：采用磁控溅射方式在步骤四镀制的Nb2O5薄膜表面镀制SiO2薄膜，薄膜厚度为150～160nm；
步骤六：采用磁控溅射方式在步骤五镀制的SiO2薄膜表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为50～55nm；
步骤七：采用磁控溅射方式在步骤六镀制的Nb2O5薄膜表面镀制SiO2薄膜，薄膜厚度为80～90nm；
步骤八：采用磁控溅射方式在步骤五镀制的SiO2薄膜表面镀制Nb2O5薄膜，薄膜厚度为50～55nm。
2.根据权利要求1所述的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，所述的步骤一中，真空镀膜室压强需抽至不高于3.0E-3Pa。
3.根据权利要求1所述的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，所述步骤一中氩气与氧气混合体积比例为6∶1～8∶1。
4.根据权利要求1所述的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，所述步骤二～步骤八的镀膜过程中，真空镀膜室压强条件需维持在5.0E-1Pa～1.0E-1Pa。
5.根据权利要求1所述的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，所述的步骤三、五、七过程中镀制SiO2薄膜时，氩气与氧气混合体积比例为4∶1～2∶1，SiO2分子环境处于过氧态，镀膜工作电压控制在350～450V间。
6.根据权利要求1～5所述的一种分光薄膜真空磁控镀膜方法，其特征在于，所述的真空磁控镀膜使用真空磁控溅射卷绕式镀膜机，具备4靶位以上镀膜腔室结构，且镀膜腔室都为独立腔室结构。
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