TW201443269A - 類鑽碳-碳化矽複合薄膜的製備方法 - Google Patents

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Abstract

一種類鑽碳-碳化矽複合薄膜的製備方法，包括如下步驟：對電漿反應器抽真空；向所述電漿反應器中通入含碳氣體、含矽氣體和工作氣體；開啟所述電漿反應器使所述工作氣體形成電漿以撞擊所述含碳氣體和含矽氣體，所述含碳氣體和含矽氣體在所述電漿的撞擊下裂解產生的碳和矽反應生成碳化矽沉積形成類鑽碳-碳化矽複合薄膜。

Description

類鑽碳-碳化矽複合薄膜的製備方法
本發明關於一種類鑽碳-碳化矽複合薄膜的製備方法。
光學耦合連接器的材料一般為PEI樹脂，並且採用射出成型方式製造，即使射出成型機的螺桿溫度已達到合適的溫度，PEI樹脂仍具有相當的黏滯力，容易在模具上衍生殘料問題。
另外，由於光學耦合連接器的體積較小，也使得模具的模穴體積較小，從而使樹脂在模穴中的流動不易，使得產品上容易留有流紋現象。
在模具上鍍上類鑽碳（DLC，Diamond-like Carbon）薄膜可以提高模具的抗黏性，但是，類鑽碳薄膜很難在金屬模具上沉積，需要設置中間層以提高類鑽碳薄膜與模具的結合強度，然而，薄膜的生長工藝複雜，通常需要多個過程。
有鑒於此，有必要提供一種類鑽碳-碳化矽複合薄膜的製備方法，複合薄膜可以有效解決類鑽碳薄膜與金屬模具之間結合問題。
一種類鑽碳-碳化矽複合薄膜的製備方法，包括如下步驟：對電漿反應器抽真空；向所述電漿反應器中通入含碳氣體、含矽氣體和工作氣體；開啟所述電漿反應器使所述工作氣體形成電漿以撞擊所述含碳氣體和含矽氣體，所述含碳氣體和含矽氣體在所述電漿的撞擊下裂解產生的碳和矽反應生成碳化矽沉積形成類鑽碳-碳化矽複合薄膜。
相較於現有技術，本實施例的製備方法製備的類鑽碳-碳化矽的複合薄膜，由於類鑽碳-碳化矽的內部鑲嵌作用，同時由於碳化矽與金屬基體之間好的結合強度，提高了類鑽碳-碳化矽複合薄膜與金屬模具的結合強度。
10．．．金屬待鍍件
11．．．複合薄膜
20．．．電漿反應器
21．．．第一開口
22．．．第二開口
23．．．第三開口
30．．．電源
圖1為本實施例類鑽碳-碳化矽複合薄膜的製備方法的示意圖。
如圖1所示，類鑽碳-碳化矽（SiC）複合薄膜的製備方法在電漿反應器20利用離子輔助化學氣相沉積方法（Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）完成，設置在電漿反應器20內部的電源30用來在電漿反應器20內形成電漿。
電源30產生電場以使工作氣體（一般為惰性氣體，例如，氫氣、氬氣或氦氣）高速運動形成電漿，電源30可以為直流電源（DC，Direct Current）、射頻電源（RF，Radio Frequency）或微波電源（MW，Microwave）。
電漿反應器20具有設置在同一側或不同側的第一開口21、第二開口22和第三開口23。
首先，將清洗後的金屬待鍍件10置於電漿反應器20中。
其次，通過第一開口21對電漿反應器20抽真空，以使電漿反應器20內的壓力在-托之間。
然後，分別通過第二開口22和第三開口23向電漿反應器20內部通入含碳氣體和含矽氣體，工作氣體混合在含碳氣體或含矽氣體中一同通入電漿反應器20中。
含碳氣體、含矽氣體和工作氣體的比例為100:5:1，換言之，向電漿反應器20中通入100份的含碳氣體、5份的含矽氣體和1份的工作氣體。
含碳氣體可以為甲烷或乙炔，含矽氣體可以為六甲基矽氧烷（Hexamethyldisiloxane，HMDSO）或矽甲烷（Silane）。
第四，開啟電源30以使工作氣體被電場加速進而高速運動，高速運動的工作氣體撞擊含碳氣體和含矽氣體使其裂解，裂解後的碳和矽發生反應生成碳化矽沉積在金屬待鍍件10，而多餘的碳則形成類鑽碳沉積在金屬待鍍件10上，從而在金屬待鍍件10上形成類鑽碳-碳化矽複合薄膜11。
複合薄膜11中矽的含量須使薄膜的水接觸角（衡量薄膜疏水性的一個指標）大於100度。
採用上述方法製備的類鑽碳-碳化矽複合薄膜11的厚度為300納米、表面摩擦係數小於0.01、硬度為3000Hv、表面粗糙度小於10納米。
上述方法製備的類鑽碳-碳化矽複合薄膜11，由於類鑽碳-碳化矽的內部相互鑲嵌作用，同時由於碳化矽與金屬金屬待鍍件10之間好的結合強度，提高了類鑽碳-碳化矽複合薄膜11與金屬待鍍件10的結合強度。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10．．．金屬待鍍件
11．．．複合薄膜
20．．．電漿反應器
21．．．第一開口
22．．．第二開口
23．．．第三開口
30．．．電源

Claims (10)

  1. 一種類鑽碳-碳化矽複合薄膜的製備方法，包括如下步驟：
    對電漿反應器抽真空；
    向所述電漿反應器中通入含碳氣體、含矽氣體和工作氣體；
    開啟所述電漿反應器使所述工作氣體形成電漿以撞擊所述含碳氣體和含矽氣體，所述含碳氣體和含矽氣體在所述電漿的撞擊下裂解產生的碳和矽反應生成碳化矽沉積形成類鑽碳-碳化矽複合薄膜。
  2. 如請求項1所述的製備方法，其中，所述含碳氣體為乙炔或甲烷。
  3. 如請求項2所述的製備方法，其中，所述含矽氣體為六甲基矽氧烷或矽甲烷。
  4. 如請求項1所述的製備方法，其中，所述含矽氣體與含碳氣體比值為5:100。
  5. 如請求項1所述的製備方法，其中，所述複合薄膜的厚度為300納米。
  6. 如請求項1所述的製備方法，其中，所述複合薄膜的水接觸角大於100度。
  7. 如請求項1所述的製備方法，其中，所述複合薄膜的表面粗糙度小於10納米。
  8. 如請求項1所述的製備方法，其中，所述複合薄膜的硬度為3000Hv。
  9. 如請求項1所述的製備方法，其中，所述複合薄膜的摩擦係數為0.01。
  10. 請求項1所述的製備方法，其中，所述電漿反應器的背壓為-托。
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