CN115466928A - 复合镀膜设备、复合镀膜方法以及镀膜工件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合镀膜设备、复合镀膜方法以及镀膜工件。复合镀膜设备包括内部具有镀膜空间的腔体、转动设置于腔体的镀膜空间内的工件架、设置于腔体侧壁的电弧靶模块与磁控靶模块、及控制器。电弧靶模块用于产生电弧阴极等离子体，磁控靶模块用于产生磁控溅射等离子体。控制器用于控制电弧靶模块与磁控靶模块的启闭。通过控制电弧靶模块与磁控靶模块的启闭与开启时间，以使工件本体表面形成电弧阴极沉积层、磁控溅射沉积层或复合沉积层。复合镀膜设备所形成的沉积层的种类、成分均多元化。复合沉积层的膜层结合力较好、硬度高、内应力小、沉积层表面液滴小且少，摩擦系数低，可以选择高熔点材料作为靶材、沉积速率高、成本低。

Description

复合镀膜设备、复合镀膜方法以及镀膜工件

技术领域

本发明涉及真空镀膜设备技术领域，特别是涉及复合镀膜设备、复合镀膜方法以及镀膜工件。

背景技术

随着科技的发展，在对工件表面进行镀膜时，尤其是一些特殊的、加工精度高的产品进行镀膜时，会选择真空镀膜的方式，以形成沉积层分布较为均匀的工件。在真空镀膜过程中，可以根据等离子体产生方式的不同选择真空镀膜设备。比如，可以选择电弧离子镀膜设备进行真空镀膜。

传统技术中，电弧离子镀膜设备包括腔体与电弧靶模块，电弧靶模块可以将靶材形成电弧阴极等离子体，电弧阴极等离子体可以沉积在工件表面以形成电弧阴极沉积层。

然而，目前的电弧阴极沉积层的表面较为粗糙，易形成液滴，导致无法选择高熔点的材料作为靶材，不利于镀膜工艺的多元化组合，无法满足对工件沉积膜性能的要求。

发明内容

基于此，有必要针对电弧离子镀膜设备无法进行镀膜工艺的多元化组合的问题，提供一种复合镀膜设备、复合镀膜方法以及镀膜工件。

一种复合镀膜设备，包括：

腔体，内部具有镀膜空间；

工件架，转动设置于腔体，所述工件架位于镀膜空间内；

电弧靶模块；所述电弧靶模块设置于所述腔体侧壁，所述电弧靶模块用于产生电弧阴极等离子体；

磁控靶模块；所述磁控靶模块设置于所述腔体侧壁，所述磁控靶模块用于产生磁控溅射等离子体；

控制器，所述控制器用于控制所述电弧靶模块与所述磁控靶模块的启闭。

在其中一个实施例中，所述电弧靶模块与所述磁控靶模块的数量均为两个及以上，所述电弧靶模块与所述磁控靶模块沿腔体周向交替设置。

在其中一个实施例中，所述腔体包括多个安装槽，所述安装槽用于与电弧靶模块或所述磁控靶模块可拆卸连接。

在其中一个实施例中，所述工件架包括刀盘与架体，所述刀盘位于所述镀膜空间内，所述刀盘转动设置于所述腔体；所述架体的数量为多个，多个所述架体沿到沿所述刀盘周向间隔设置于所述刀盘。

在其中一个实施例中，所述架体转动设置于所述刀盘，所述架体的转动速度大于所述刀盘的转动速度。

在其中一个实施例中，所述复合镀膜设备还包括离子刻蚀模块，所述离子刻蚀模块设置于所述腔体侧壁；

和/或，所述复合镀膜设备还包括加热件，所述加热件设置于所述腔体侧壁。

一种复合镀膜方法，在至少一个镀膜时间内对工件本体的表面进行沉积镀膜，在任一镀膜时间内开启电弧靶模块与磁控靶模块中的至少一个；

其中，相邻的镀膜时间内，所述电弧靶模块的启闭状态不同，和/或，所述磁控靶模块的启闭状态不同。

一种复合镀膜方法，同时开启电弧靶模块与磁控靶模块，以使工件本体的表面形成复合沉积层。

一种镀膜工件，包括：

工件本体；及

至少两个沉积层，所述沉积层由上述的复合镀膜设备形成，所述沉积层依次设置于所述工件本体的表面，各所述沉积层选自电弧阴极沉积层、磁控溅射沉积层以及复合沉积层的一种；

并且，相邻的所述沉积层的材质不同。

一种镀膜工件，包括：工件本体及设置于工件本体的表面的复合沉积层，所述复合沉积层由上述的复合镀膜设备形成。

上述复合镀膜设备，可以通过控制器控制电弧靶模块与磁控靶模块的启闭状态，使得表面所形成的沉积层的成分进行变化，比如形成电弧阴极沉积层、磁控溅射沉积层或复合沉积层。由于电弧靶模块与磁控靶模块所设置的靶材不同，因此可以获得材质多元化的复合沉积层，也可以获得电弧阴极沉积层、磁控溅射沉积层以及复合沉积层中的至少两种复合层。这样的设置可以使得复合镀膜设备所形成的沉积层的种类、成分均多元化。除此之外，复合镀膜设备所形成的复合沉积层的膜层结合力较好，而且复合沉积层的硬度高、内应力小、沉积层表面液滴小且少，摩擦系数低，可以选择高熔点材料作为靶材、沉积速率高、成本低。

附图说明

图1为本发明的一实施例提供的一种复合镀膜设备的结构示意图。

图2为本发明的一实施例提供的一种复合镀膜设备的腔体截面示意图。

图3为图2中所示的复合镀膜设备的一种工作状态下的结构示意图。

图4-图9为本发明的不同实施例提供的镀膜工件的部分层结构示意图。

附图标记说明：

001、工件本体；010、电弧阴极沉积层；020、磁控溅射沉积层；030、复合沉积层；

100、腔体；101、镀膜空间；110、安装槽；

200、电弧靶模块；201、电弧阴极等离子体；

300、磁控靶模块；301、磁控溅射等离子体；

400、控制模块；

500、工件架；510、刀盘；520、架体；

600、离子刻蚀模块；

700、加热模块；

800、底座；

900、真空模块；910、分子泵；920、真空管道；930、前级泵；

1000、冷却组件；

1100、电源控制箱。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1-图3所示，本发明一实施例提供一种复合镀膜设备，其包括腔体100、工件架500、电弧靶模块200、磁控靶模块300与控制器。

其中，腔体100内部具有镀膜空间101。镀膜空间101可以容纳工件本体001。工件架500转动设置于腔体100。工件架500位于镀膜空间101内。工件本体001可以安装于工件架500，并随着工件架500相对腔体100转动，以便于均匀镀膜。电弧靶模块200设置于腔体100侧壁。电弧靶模块200用于产生电弧阴极等离子体201。电弧阴极等离子体201产生后会沉积于镀膜空间101内的工件本体001的表面，以形成电弧阴极沉积层010。磁控靶模块300设置于腔体100侧壁。磁控靶模块300可以产生磁控溅射等离子体301。磁控溅射等离子体301产生后会沉积于镀膜空间101内的工件本体001的表面，以形成磁控溅射沉积层020。控制器可以控制电弧靶模块200与磁控靶模块300的启闭。通过控制器控制电弧靶模块200与磁控靶模块300的启闭状态，使得表面所形成的沉积层的成分进行变化。由于电弧靶模块200与磁控靶模块300设置的靶材种类不同，因此可以满足镀膜工艺的多元化组合。

此外，电弧靶模块200的启闭状态指的是电弧靶模块200开启或闭合的状态。当电弧靶模块200开启(如图3所示)，电弧靶模块200产生电弧阴极等离子体201，以使得工件本体001的表面的沉积层内具有电弧阴极等离子体201。同理，磁控靶模块300的启闭状态指的是磁控靶模块300开启或闭合的状态。当磁控靶模块300开启(如图3所示)，磁控靶模块300产生磁控溅射等离子体301，以使得工件本体001的表面的沉积层内具有磁控溅射等离子体301。

当电弧靶模块200开启、磁控靶模块300闭合时，镀膜空间101内存在电弧阴极等离子体201，以使得工件本体001的表面的沉积层为电弧阴极沉积层010。当电弧靶模块200关闭、磁控靶模块300开启时，镀膜空间101内存在磁控溅射等离子体301，以使得工件本体001的表面的沉积层为磁控溅射沉积层020。当电弧靶模块200与磁控靶模块300同时开启时(如图3所示)，镀膜空间101内存在电弧阴极等离子体201与磁控溅射等离子体301，以使得工件本体001的表面的沉积层为复合沉积层030(即磁控溅射和电弧阴极复合沉积层030，形成该沉积层的等离子体包括电弧阴极等离子体201与磁控溅射等离子体301)。

传统技术中，电弧镀膜设备仅能进行电弧镀膜，若想进行磁控溅射镀膜，则需要将工件更换至磁控溅射镀膜设备内。在上述镀膜过程中，需要先对电弧镀膜设备内降温，使得沉积层稳定成型后再进行转移至磁控溅射镀膜设备，需要花费大量的时间与精力。然而，在上述转移过程中，已成型的沉积层表面可能会粘附杂质。因此，在进行后续的磁控溅射镀膜过程前，还需要对已成型的沉积层进行清洁。清洁过程中，会对已成型的沉积层造成磨损，影响已成型的沉积层的质量。除此之外，在镀膜过程中，可能需要工件表面形成交替沉积层，即，电弧阴极沉积层010与磁控溅射沉积层020交替设置。在上述情况下，则需要反复将工件本体001移动至对应设备内，制作成本较高且沉积层质量较差。

采用本申请的复合镀膜设备时，则可以根据所需沉积层的种类，选择性对电弧靶模块200及磁控靶模块300启闭，从而实现形成不同沉积层(如图4-图9所示)。沉积过程中，无需将工件本体001移动出腔体100，也无需将腔体100内部的温度降温至常温状态再进行升温，有效提高镀膜效率。除此之外，由于无需将沉积层降低至常温后再进行新附加沉积层，因此两层沉积层之间的结合力较好。

本申请的复合镀膜设备可以对工件表面沉积复合沉积层030，复合沉积层030具有以下优势：

复合沉积层030相比于电弧阴极沉积层010来说，其内应力更小以便于控制沉积层厚度，沉积层不易破损，沉积层表面较为光滑，产生液滴较少且液滴较小，摩擦系数低，因此可以选择更高熔点的材料作为电弧阴极靶材，比如可以选择更高熔点的Nb(铌)、B(硼)、W(钨)、V(钒)等。而普通的电弧阴极设备中，由于电弧阴极沉积层010的表面组织粗大，因此易产生较多且较大的液滴，因此无法使用高熔点材料作为靶材。

复合沉积层030相比于磁控溅射沉积层020来说，其沉积层结合力更好、沉积层硬度更高、沉积速率更高，以降低生产成本。若仅采用磁控溅射的方式进行沉积层，磁控溅射离化率低，而对于复合镀膜设备来说，同时开启电弧靶模块200与磁控靶模块300，可以提高磁控溅射离化率，从而增大沉积速率。

在一些实施例中，电弧阴极沉积层010以及磁控溅射沉积层020可以达到的参数为：沉积层硬度HK 3500-4000，沉积层结合力LC1＞50N，沉积膜内应力为-3.5GPa～-5GPa，一万倍视窗范围液滴数量为5-7个液滴，液滴颗粒约为沉积层厚度的1.3倍(例如沉积层的厚度为3微米，液滴最大颗粒为3.5微米)。而复合沉积层030所可以达到的参数为：沉积层硬度HK 4200-4600，沉积层结合力LC1＞60N，沉积膜内应力为-3GPa～-3.5GPa，一万倍视窗范围液滴数量为0-3个液滴，液滴颗粒均小于沉积层厚度的0.5倍(例如沉积层的厚度为3微米，液滴最大颗粒为1.5微米)。

由上述内容可知，上述复合镀膜设备可以对工件表面沉积多种形式的沉积层，无需更换设备以及降低温度至室温，沉积层之间无需进行清洁工艺以避免降低沉积层质量。不同材质的沉积层之间的结合力较高。除此之外，上述复合镀膜设备还可以在工件本体001的表面形成复合沉积层030。复合沉积层030具有沉积层结合力好、沉积层硬度高、沉积层内应力小、沉积层表面液滴小且少，摩擦系数低，可以选择高熔点材料作为靶材、沉积速率高、成本低等优势，而且开启靶材成分多元化组合，增大靶材选择范围。

在一些实施例中，电弧靶模块200与磁控靶模块300的数量均为两个及以上。电弧靶模块200与磁控靶模块300沿腔体100周向交替设置。比如，如图2所示的实施例中，电弧靶模块200与磁控靶模块300的数量均为三个，且电弧靶模块200与磁控靶模块300沿腔体100周向交替设置。

上述设置方式可以实现同一腔体100内，多点产生对应类型的等离子体，以便于提高生产效率。除此之外，还可以实现在不同的电弧靶模块200或磁控靶模块300设置不同材料的靶材，从而实现靶材成分多元化。

电弧靶模块200与磁控靶模块300沿腔体100周向交替设置可以使得复合镀膜设备在对工件表面进行复合沉积层030镀膜时，提高电弧阴极等离子体201与磁控溅射等离子体301的混合程度，从而提高沉积层的均匀性。

可以理解，在一些实施例中，电弧靶模块200与磁控靶模块300的数量均为两个及以上。部分电弧靶模块200沿腔体100周向相邻设置，部分磁控靶模块300沿腔体100周向相邻设置。这样的设置可以便于单一电弧阴极沉积层010或磁控溅射沉积层020时，无需频繁启闭电弧靶模块200以及磁控靶模块300，降低控制难度。

在一些实施例中，电弧靶模块200、磁控靶模块300均与腔体100可拆卸连接。这样的设置可以便于更换电弧靶模块200、磁控靶模块300，便于二者的维修。此外，上述设置可以使得原电弧靶模块200或原磁控靶模块300处更换为盲板(即无功能模块的金属板，以形成腔体100内壁)，以实现特殊情况下，将复合镀膜设备转换为单一镀膜设备。

可以理解，在一些实施例中，电弧靶模块200、磁控靶模块300均与腔体100固定密封连接。这样的连接方式可以保证电弧靶模块200、磁控靶模块300与腔体100连接处的密封性，减少由于拆装电弧靶模块200、磁控靶模块300而带来的影响腔体100密封性的情况发生。

在一些实施例中，电弧靶模块200、磁控靶模块300均与腔体100可拆卸连接。腔体100包括多个安装槽110。安装槽110用于与电弧靶模块200或磁控靶模块300可拆卸连接。这样的设置方式可以使得灵活更换电弧靶模块200或磁控靶模块300，以及交换电弧靶模块200或磁控靶模块300的位置。无需根据电弧靶模块200、磁控靶模块300而选择与腔体100的特殊侧壁进行对应连接，只需将电弧靶模块200或磁控靶模块300安装至腔体100的安装槽110即可。

进一步地，在一些实施例中，电弧靶模块200包括电弧靶与电弧靶框体。电弧靶设置于电弧靶框体中。磁控靶模块300包括磁控靶与磁控靶框体。磁控靶设置于磁控靶框体内。电弧靶框体与磁控靶框体的外轮廓相同，以便于电弧靶框体与磁控靶框体均可以嵌设于腔体100的安装槽110处。

如图2-图3所示，在一些实施例中，工件架500可以包括刀盘510与架体520。刀盘510位于镀膜空间101内。刀盘510转动设置于腔体100。工件架500的数量为多个。多个工件架500转动设置于刀盘510。多个工件架500沿刀盘510周向间隔设置。工件本体001可以安装于架体520，即，一个架体520可以安装一个工件本体001。上述设置可以实现一个复合镀膜设备同时对多个工件本体001进行镀膜，从而提高镀膜效率，降低镀膜的时间成本。

在一些实施例中，架体520转动设置于刀盘510。架体520的转动速度大于所述刀盘510的转动速度。这样的设置可以使得位于架体520上的工件本体001可以在刀盘510的带动下相对腔体100“公转”的同时，随着架体520“自转”，即，工件本体001不但可以沿腔体100的周向转动，以靠近不同的电弧靶模块200或磁控靶模块300，工件本体001还可以沿自身轴线转动，以改变工件本体001朝向电弧靶模块200或磁控靶模块300的部分。这样的设置可以使得工件本体001的周向均可以形成均匀的沉积层。

在一些实施例中，如图3所示，架体520的转动方向与刀盘510的转动方向相同，即架体520与刀盘510均是相对腔体100沿顺时针的方向转动，或均是沿逆时针的方向转动。这样的设置方式可以使得工件本体001的表面的沉积层较为均匀。可以理解，在另一些实施例中，架体520与刀盘510的转动方向可以不一致。

在一些实施例中，刀盘510转动一周为一个循环周期。比如，如图4-图9为不同沉积模式下，刀盘510转动第一周时所形成的沉积层。可以根据实际情况调整刀盘510转动速度与转动时间，以配合电弧靶模块200及磁控靶模块300启闭状态与开启时间，以获得目标镀膜工件。

继续参看图2与图3，在一些实施例中，复合镀膜设备还包括离子刻蚀模块600。离子刻蚀模块600设置于腔体100侧壁。离子刻蚀模块600可以对工件本体001进行等离子刻蚀，以将工件本体001的表面的杂质去除，以使得工件本体001的表面洁净，从而使得沉积层与工件本体001的结合力更佳。

继续参看图2与图3，在一些实施例中，复合镀膜设备还包括加热件，加热件可以设置于腔体100侧壁。加热件的设置可以实现对镀膜空间101内进行升温，以便于形成沉积等离子体。加热件可以选择加热器。

在一些实施例中，加热件、离子刻蚀模块600、电弧靶框体、磁控靶框体的外轮廓均一致，以便于安装于腔体100的安装槽110。这样的设置可以增加复合镀膜设备的变更灵活度，使得复合镀膜设备可以根据实际情况进行安装不同的功能模块。

如图2与图3所示的实施例中，复合镀膜设备包括加热件、离子刻蚀模块600、三个电弧靶模块200以及三个磁控靶模块300。腔体100具有八个安装槽110。其中，加热件与离子刻蚀模块600相邻设置，电弧靶模块200与磁控靶模块300交替间隔设置。

回看图1，在一些实施例中，复合镀膜设备还包括底座800。腔体100设置于底座800。底座800可以对腔体100提供支撑力，以便于安装腔体100。

继续参看图1，在一些实施例中，复合镀膜设备还包括真空模块900，真空模块900可以使得镀膜空间101形成真空环境，以便于等离子体的形成。在一些实施例中，真空模块900可以包括分子泵910、真空管道920、前级泵930。分子泵910与腔体100连接，且与镀膜空间101连通。真空管道920的一端与分子泵910连接，真空管道920的另一端与前级泵930连接，前级泵930可以与大气连通。上述真空模块900的设置方式可以便于分子泵910将镀膜空间101内的空气输出至腔体100外的同时，降低分子泵910的排出压力，减少分子泵910的损耗。通过分子泵910与前级泵930的共同作用，可以保证镀膜空间101内的真空度，提高等离子体的转化率。

在一些实施例中，分子泵910可以安装于腔体100的顶部，前级泵930可以安装于底座800。在另一些实施例中，分子泵910也可以安装于腔体100的侧壁。可以根据腔体100的具体布局改变分子泵910的设置位置。

在一些实施例中，还包括冷却组件1000。冷却组件1000可以对腔体100进行冷却。冷却组件1000可以包括第一冷却部(图中未示出)与第二冷却部(图中未示出)。其中，第一冷却部可以对腔体100的侧壁进行冷却。第二冷却部可以对腔体100侧壁所安装的功能模块，如电弧靶模块200、磁控靶模块300、离子刻蚀模块600等进行冷却。第一冷却部与第二冷却部可以通过输入冷却水的方式对目标冷却部分进行冷却。

对腔体100侧壁进行冷却，可以保证镀膜空间101内的温度保持在较为适宜的温度，使得等离子体处于较为稳定的状态。对腔体100侧壁所安装的功能模块进行冷却，可以保证功能模块的部件处于适宜工作温度，减少功能模块过热而导致其损坏的情况发生。

继续参看图1，在一些实施例中，复合镀膜设备还设置有电源控制箱1100，电源控制箱1100设置于底座800，且与腔体100具有间距。电源控制箱1100内可以设置电源与前述控制模块400。电源控制箱1100的设置可以便于安装控制模块400，以及便于工作人员对复合镀膜设备进行操作。

本发明一实施例提供一种复合镀膜方法。复合镀膜方法包括在至少一个镀膜时间内对工件本体001的表面进行沉积镀膜。在任一镀膜时间内开启电弧靶模块200与磁控靶模块300中的至少一个。相邻的镀膜时间内，电弧靶模块200的启闭状态不同、磁控靶模块300的启闭状态不同；或者电弧靶模块200的启闭状态相同、磁控靶模块300的启闭状态不同；或者电弧靶模块200的启闭状态不同、磁控靶模块300的启闭状态相同。

其中，“镀膜时间”指的是工件本体001的表面形成一个沉积层所花费时间。沉积层厚度不同，镀膜时间的实际时长也不同，即，镀膜时间指一个任意沉积层所花费时间，对于不同厚度、材质的沉积层来说，镀膜时间可以相同也可以不同。

在上述复合镀膜方法中，可以通过控制电弧靶模块200与磁控靶模块300的启闭状态、启动时间等因素，调整沉积在工件本体001的表面上的沉积层的材质种类。开启电弧靶模块200、关闭磁控靶模块300，则可以沉积电弧阴极沉积层010。关闭电弧靶模块200、开启磁控靶模块300，则可以沉积磁控溅射沉积层020。同时开启电弧靶模块200与磁控靶模块300，则可以沉积复合沉积层030。根据镀膜要求，可以控制电弧靶模块200与磁控靶模块300的启闭状态、启动时间，以调整沉积层的种类与和厚度。

在一些实施例中，电弧靶模块200与磁控靶模块300的数量为多个。在进行复合沉积层030的沉积时，可以通过控制电弧靶模块200与磁控靶模块300的开启数量，以改变复合沉积层030内的微粒种类比例，从而获得所需成分比例的复合沉积层030。

在一些实施例中，对工件本体001的表面进行沉积镀膜之前，还包括清洁步骤。清洁步骤可以包括氧化物清洁步骤与离子刻蚀清洁步骤。

其中，在氧化物清洁步骤中，可以先使得镀膜空间101达到一定真空度与一定温度后，将氢气通入镀膜空间101内。氢气与工件本体001的表面上的氧化物进行反应，工件表面上的氧化物脱落，从而除去工件表面上的氧化物。清洗完成后停止通入氢气。

在离子刻蚀清洁步骤中，向镀膜空间101内输入氩气。开启离子刻蚀模块600，氩气在离子刻蚀模块600的作用下形成氩离子，氩离子轰击工件表面，以进一步清洁工件表面。

工件表面通过氧化物清洁步骤、离子刻蚀清洁步骤后，可以开始沉积镀膜。根据要求启闭对应的模块，以形成对应的沉积层。

上述复合镀膜方法可以对工件本体001的表面形成至少两个沉积层，且沉积层的材质不同。前述“沉积层的材质不同”即包括了沉积层的种类不同，即，沉积层可以为电弧阴极沉积层010、磁控溅射沉积层020或复合沉积层030，也包括了沉积层的成分不同，即，沉积层为复合沉积层030时，不同组成的复合沉积层030即为材质不同的沉积层。

本发明一实施例提供一种复合镀膜方法。复合镀膜方法包括以下步骤：同时开启电弧靶模块200与磁控靶模块300，以使工件本体001的表面形成复合沉积层030。这样可以使得工件本体001的表面形成复合沉积层030。复合沉积层030相比于单一的电弧阴极沉积层010或磁控溅射沉积层020来说，具有沉积层结合力好、沉积层硬度高、沉积层内应力小、沉积层表面液滴小且少，摩擦系数低，可以选择高熔点材料作为靶材、沉积速率高、成本低等优点。

在一些实施例中，在对工件表面进行复合镀膜时，可以仅上述步骤，即仅在工件表面上形成复合沉积层030。在另一些实施例中，在对工件表面进行复合镀膜时，还可以包括电弧靶镀膜步骤和/或磁控靶镀膜步骤。即，可以进行电弧阴极沉积层010和/或磁控溅射沉积层020的沉积。

其中，电弧靶镀膜步骤为：开启电弧靶模块200，关闭磁控靶模块300，以使工件本体001的表面形成电弧阴极沉积层010。磁控靶镀膜步骤为：关闭电弧靶模块200，开启磁控靶模块300，以使工件本体001的表面形成磁控溅射沉积层020。

在一些实施例中，对工件本体001的表面进行沉积镀膜之前，还可以包括清洁步骤。清洁步骤可以包括氧化物清洁步骤与离子刻蚀清洁步骤。其中氧化物清洁步骤与离子刻蚀清洁步骤与前述实施例一致，故不再赘述。

如图4-图8，本发明一实施例提供一种镀膜工件，其包括工件本体001与至少两个沉积层。其中，沉积层依次设置于工件本体001的表面。各沉积层均可以选自电弧阴极沉积层010、磁控溅射沉积层020以及复合沉积层030的一种。相邻的沉积层的材质不同。沉积层由上述任一实施例中的复合镀膜设备形成。镀膜工件具有多种沉积层，可以根据不同的工业需求获得不同材质的沉积层。由于沉积层均是由同一复合镀膜设备形成，因此在相邻沉积层形成时，无需将沉积前一沉积层的工件移动至另一设备，避免了移动过程中带来的负面影响，如需要补充清洁步骤而影响沉积层的质量、严重影响生产效率等。除此之外，由于是采用同一复合镀膜设备形成的多个沉积层，因此沉积层之间的结合力较好。

比如，如图4与图5所示，镀膜工件包括工件本体001与沉积层，沉积层的数量为多个。所有的沉积层可以共包括两类，如图4所示，沿工件主体的中部至外缘的方向交替设置电弧阴极沉积层010与磁控溅射沉积层020。如图5所示，沿工件主体的中部至外缘的方向交替设置磁控溅射沉积层020与电弧阴极沉积层010。如图6所示，沿工件主体的中部至外缘的方向交替设置电弧阴极沉积层010与复合沉积层030。如图7所示，沿工件主体的中部至外缘的方向交替设置磁控溅射沉积层020与复合沉积层030。

又比如，镀膜工件包括工件本体001与沉积层，沉积层的数量为多个。所有的沉积层可以共包括三类，即至少一个沉积层为电弧阴极沉积层010，至少一个沉积层为磁控溅射沉积层020，至少一个沉积层为复合沉积层030。如图8所示，沿工件主体的中部至外缘的方向交替设置电弧阴极沉积层010、复合沉积层030与磁控溅射沉积层020。这里需要说明的是，图4-图8中的沉积层的组合方式仅为部分组合方式。

如图6-图9，本发明一实施例提供一种镀膜工件，其包括工件本体001及设置于工件本体001的表面的复合沉积层030。复合沉积层030由前述任一实施例的复合镀膜设备形成。通过在镀膜工件表面上形成复合沉积层030，使得工件表面形成沉积层结合力好、沉积层硬度高、沉积层内应力小、沉积层表面液滴小且少，摩擦系数低，可以选择高熔点材料作为靶材、沉积速率高、加工成本低的沉积层，有效提高工件的竞争力。

可以理解，设置于工件本体001的表面的复合沉积层030指的不仅仅包括工件本体001的表面直接与复合沉积层030连接，也包括工件本体001的表面具有其他沉积层后，再与复合沉积层030连接。

比如，如图9所示，在一些实施例中，镀膜工件包括工件本体001及设置于工件本体001的表面的复合沉积层030。

又比如，如图6-图8所示，在一些实施例中，工件本体001的表面具有电弧阴极沉积层010或磁控溅射沉积层020，复合沉积层030设置于已成型的沉积层表面。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种复合镀膜设备，其特征在于，包括：

腔体，内部具有镀膜空间；

工件架，转动设置于腔体，所述工件架位于镀膜空间内；

电弧靶模块；所述电弧靶模块设置于所述腔体侧壁，所述电弧靶模块用于产生电弧阴极等离子体；

磁控靶模块；所述磁控靶模块设置于所述腔体侧壁，所述磁控靶模块用于产生磁控溅射等离子体；

控制器，所述控制器用于控制所述电弧靶模块与所述磁控靶模块的启闭。

2.根据权利要求1所述的复合镀膜设备，其特征在于，所述电弧靶模块与所述磁控靶模块的数量均为两个及以上，所述电弧靶模块与所述磁控靶模块沿腔体周向交替设置。

3.根据权利要求1所述的复合镀膜设备，其特征在于，所述腔体包括多个安装槽，所述安装槽用于与电弧靶模块或所述磁控靶模块可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的复合镀膜设备，其特征在于，所述工件架包括刀盘与架体，所述刀盘位于所述镀膜空间内，所述刀盘转动设置于所述腔体；所述架体的数量为多个，多个所述架体沿到沿所述刀盘周向间隔设置于所述刀盘。

5.根据权利要求4所述的复合镀膜设备，其特征在于，所述架体转动设置于所述刀盘，所述架体的转动速度大于所述刀盘的转动速度。

6.根据权利要求1所述的复合镀膜设备，其特征在于，所述复合镀膜设备还包括离子刻蚀模块，所述离子刻蚀模块设置于所述腔体侧壁；

和/或，所述复合镀膜设备还包括加热件，所述加热件设置于所述腔体侧壁。

7.一种复合镀膜方法，其特征在于，在至少一个镀膜时间内对工件本体的表面进行沉积镀膜，在任一镀膜时间内开启电弧靶模块与磁控靶模块中的至少一个；

其中，相邻的镀膜时间内，所述电弧靶模块的启闭状态不同，和/或，所述磁控靶模块的启闭状态不同。

8.一种复合镀膜方法，其特征在于，同时开启电弧靶模块与磁控靶模块，以使工件本体的表面形成复合沉积层。

9.一种镀膜工件，其特征在于，包括：

工件本体；及

至少两个沉积层，所述沉积层由权利要求1-6任意一项所述的复合镀膜设备形成，所述沉积层依次设置于所述工件本体的表面，各所述沉积层选自电弧阴极沉积层、磁控溅射沉积层以及复合沉积层的一种；

并且，相邻的所述沉积层的材质不同。

10.一种镀膜工件，其特征在于，包括：工件本体及设置于工件本体的表面的复合沉积层，所述复合沉积层由权利要求1-6任意一项所述的复合镀膜设备形成。

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