TWI660061B

TWI660061B - 連續式鍍膜系統的鍍膜方法及其方法所得的鍍膜

Info

Publication number: TWI660061B
Application number: TW107110747A
Authority: TW
Inventors: 吳厚德
Original assignee: 岳盟企業股份有限公司; 逢甲大學
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2019-05-21
Also published as: TW201942398A

Abstract

一種連續式鍍膜系統包括載盤及傳送機構，且沿生產方向包括載入裝置、前處理裝置、濺鍍裝置及載出裝置，相鄰裝置彼此鄰接且相通以定義出生產通道。濺鍍裝置具濺鍍腔體、設於濺鍍腔體內的靶材單元及電源供應組件。電源供應組件包括電源供應器及並聯於電源供應器且具電感、高速開關及超級電容的瞬間脈衝電路模組。高速開關串聯於靶材單元與電感間且超級電容並聯於濺鍍腔體與電感以與電源供應器並聯。傳送機構具驅動單元及且位於生產通道內的掣動單元，載盤位於掣動單元上以藉驅動單元連動掣動單元來帶動掣動單元上的載盤於生產通道內移動。

Description

連續式鍍膜系統的鍍膜方法及其方法所得的鍍膜

本發明是有關於一種鍍膜方法，特別是指一種連續式鍍膜系統、其鍍膜方法及其方法所得的鍍膜。

基於薄膜製程中的物理氣相沉積法(PVD)可鍍製金屬氧化物甚或是金屬氮化物等超硬質、耐腐蝕及抗氧化等品質優異的鍍膜，因而其廣受機械零組件、腳踏車零組件等各大業界所使用。

如，中華民國第539815公告號專利案(以下稱前案1)公開一種表面具絢麗色彩之鏈片及成型該鏈片的製法。前案1所公開之表面具絢麗色彩的鏈片具有一鏈片本體，及一鍍覆於該鏈片本體之色彩披覆單元；其中，該色彩披覆單元是經陰極電弧放電成型法(cathodic arc plasma deposition)所製得之多層膜。該色彩披覆單元包括一完全覆蓋於該鏈片本體之外表面上且是由氮化鈦、氮化鋅或氮化鋯等材質所構成的基礎層，及依序覆蓋於該基礎層上且是由氮氧化鈦、氮氧化鋅或氮氧化鋯等材質所構成的複數顯色層。

具體地來說，前案1所公開的製法是透過陰極電弧放電成型法在該鏈片本體外表面上先沉積一顏色呈金黃色的氮化鈦(TiN)層以作為該基礎層後，再陸續於該氮化鈦層上依序沉積複數氮氧化鈦(TiNxOy)層以分別作為前述之該等顯色層。前述基礎層與各顯色層中的金屬(即，陰極靶材的金屬材質)與膜層厚度皆可決定其鍍膜所呈現的顏色，且隨著各顯色層內的含氧量的提升亦可改變各顯色層的顏色。以呈現金黃色的氮化鈦層舉例來說，隨著成型過程中引入陰極電弧放電成型法之鍍膜腔體內的氧氣流量的增加，則後續所沉積的氮氧化鈦層(即，顯色層)便可呈現出藍色。

雖然前案1所公開的技術內容可製得表面具絢麗色彩的鏈片之成品；然而，前案1所採用的設備僅為單腔式的批次爐(batch type)，其未能在單一設備內直接完成成品所需的前處理與沉積等流程。因此，對於完成成品之完整的流程來說，所需耗費的時間成本勢必增加。

又，中國大陸第104451570 A公開號發明專利案(以下稱前案2)公開一種採用磁控濺射鍍彩色膜的方法。前案2所公開的彩色膜是位在一真空室內經磁控濺射法所沉積而得的一氧化錫膜；其中，前述磁控濺射法是令氬氣電漿轟擊一靜止中的陰極錫靶材，以使經轟擊且濺射出的金屬粒子再經氬氣電漿解離後沉積在一運行速度為15mm/s的陽極基板上，其該陽極基板的運行次數是以該陰極靶材的起點到終點為一趟，且運行4趟。然而，在沉積該氧化錫膜前，被設置在陽極上的該基板仍是在該真空室外實施前處理。因此，前案2所公開之真空室仍屬於單腔式之批次爐的濺鍍設備，對於完成成品之完整的流程來說，仍無法解決製程耗時的問題。

除此之外，無論是前案1或是前案2所公開的製法，其自靶材所濺射出來的濺鍍粒子的電漿密度仍嫌不足；因此，亦影響鍍膜的緻密性與附著性。

經上述說明可知，在解決完整製程耗時等問題的前提下，亦改善濺鍍粒子電漿密度不足的問題以提升鍍膜的緻密性與附著性，是所屬技術領域的相關技術人員，有待解決的課題。

因此，本發明的第一目的，即在提供一種濺鍍粒子之電漿密度高的連續式鍍膜系統。

本發明的第二目的，即在提供一種高緻密性且高附著性之鍍膜方法。

本發明的第三目的，即在提供一種高緻密性與高附著性之鍍膜。

於是，本發明連續式鍍膜系統，包括一載盤及一傳送機構，且沿一生產方向還包括一載入裝置、一前處理裝置、一濺鍍裝置，及一載出裝置。該載入裝置包括一載入腔體。該前處理裝置包括一鄰接且相通於該載入腔體的前處理腔體。該濺鍍裝置包括一鄰接且相通於該前處理腔體的濺鍍腔體、一設置於該濺鍍腔體內的靶材單元，及至少一電源供應組件。該電源供應組件具有一電源供應器，及一並聯於該電源供應器的瞬間脈衝(impulse)電路模組。該瞬間脈衝電路模組具有一電感(inductance)、一高速開關及一超級電容(super-capacitor)。該高速開關是串聯於該靶材單元與該電感間，且該超級電容是並聯於該濺鍍腔體與該電感以與該電源供應器並聯。該載出裝置包括一鄰接且相通於該濺鍍腔體的載出腔體，且該載入腔體、該前處理腔體、該濺鍍腔體及該載出腔體共同定義出一生產通道。該傳送機構包括一驅動單元，及一連接於該驅動單元且位於該生產通道內的掣動單元。該載盤位於該掣動單元上，以透過該驅動單元連動該掣動單元來帶動位在該掣動單元上的該載盤於該生產通道內移動。

此外，本發明鍍膜方法，是透過上述之連續式鍍膜系統來實施，其包括以下步驟：一步驟(a)、一步驟(b)、一步驟(c)，及一步驟(d)。

該步驟(a)是一批位在該載盤上的待鍍物經該掣動單元被傳送至該載入腔體內執行一加熱程序。

該步驟(b)是位於該載盤上的該批待鍍物經該掣動單元被傳送至該前處理腔體內以執行一電漿清潔程序(plasma cleaning process)。

該步驟(c)是位於該載盤上的該批待鍍物經該掣動單元被傳送至該濺鍍腔體內以透過該電源供應組件之該電源供應器與該瞬間脈衝電路模組來執行一濺鍍程序，每當該高速開關處於一電路斷路的狀態時，該電源供應器能在每一週期的一熄火時間內令該超級電容充滿電量，每當該高速開關處於一電路導通的狀態時，該電源供應器能偕同經充滿電量的該超級電容在每一週期的一放電時間內對串聯至該高速開關的該靶材單元進行一瞬間放電，以令該濺鍍腔體內之經濺射出該靶材單元的靶材粒子能透過該電源供應器與經充滿電量的該超級電容所提供的功率瞬間被游離化從而於該批待鍍物上濺鍍一高緻密性且高附著性的靶材鍍膜；其中，各週期是由其熄火時間與其放電時間所構成。

該步驟(d)是經濺鍍有該靶材鍍膜的該批待鍍物沿該生產方向被該載盤帶往該載出腔體以執行一降溫程序。

又，本發明鍍膜，是如上所述之鍍膜方法所製得；其中，該批待鍍物是複數鏈片本體，且各鏈片本體與濺鍍於各自所對應之鏈片本體上的鍍膜共同構成一鏈片。

本發明的功效在於：該批待鍍物除了能透過該連續式鍍膜系統在單一完整流程內執行該前處理與該濺鍍程序以製得成品外，其濺鍍裝置亦能藉該電源供應器與該瞬間脈衝電路模組之超級電容的配合，以在各週期之放電時間內對該靶材單元瞬間放電，令經濺射出的靶材粒子可透過該電源供應器與經充滿電量的該超級電容所提供的功率瞬間被游離化，從而提升電漿密度並於該批待鍍物上濺鍍出高緻密性且高附著性的靶材鍍膜。

1‧‧‧載入裝置

10‧‧‧入口端

11‧‧‧載入腔體

2‧‧‧前處理裝置

21‧‧‧前處理腔體

3‧‧‧濺鍍裝置

31‧‧‧濺鍍腔體

32‧‧‧靶材單元

3422‧‧‧高速開關

3423‧‧‧超級電容

35‧‧‧第三電源供應組件

351‧‧‧電源供應器

352‧‧‧瞬間脈衝電路模組

3521‧‧‧電感

3522‧‧‧高速開關

3523‧‧‧超級電容

320‧‧‧靶材粒子電漿

321‧‧‧第一靶材

322‧‧‧第二靶材

323‧‧‧第三靶材

33‧‧‧第一電源供應組件

331‧‧‧電源供應器

332‧‧‧瞬間脈衝電路模組

3321‧‧‧電感

3322‧‧‧高速開關

3323‧‧‧超級電容

34‧‧‧第二電源供應組件

341‧‧‧電源供應器

342‧‧‧瞬間脈衝電路模組

3421‧‧‧電感

4‧‧‧載出裝置

40‧‧‧出口端

41‧‧‧載出腔體

5‧‧‧載盤

6‧‧‧傳送機構

61‧‧‧掣動單元

C‧‧‧生產通道

It‧‧‧靶材電流

T‧‧‧週期

T_off‧‧‧熄火時間

T_on‧‧‧放電時間

Vt‧‧‧靶材電壓

X‧‧‧生產方向

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一正視示意圖，說明本發明連續式鍍膜系統的一實施例；圖2是一側視示意圖，說明本發明該實施例之一濺鍍裝置之一濺鍍腔體、一靶材單元及三電源供應組件間的連接關係；圖3是一電流對時間曲線圖與該濺鍍裝置示意圖兩者間的關係圖，說明本發明該實施例之電源供應組件中的一高速開關處於一電路導通時，其一電源供應器協同一經充滿電量之超級電容在各週期(T)之一放電時間(T_on)內對該靶材單元進行一瞬間放電；圖4是一延續圖3之關係圖，說明本發明該實施例之超級電容在該放電時間(T_on)內對該靶材單元進行該瞬間放電至耗盡該超級電容的電量；圖5是一彩色影像圖，說明經本發明之鍍膜方法之一實施例所產生的靶材粒子電漿；圖6是一延續圖4之關係圖，說明本發明該實施例之高速開關處於一電路斷路(off)狀態的態樣；圖7是一延續圖6之關係圖，說明本發明該實施例之高速開關處於該電路斷路(off)狀態時，其電源供應器能在各週期(T)之一熄火時間(T_off)內對該超級電容進行充電；圖8是一延續圖7之關係圖，說明本發明該實施例之電源供應器能在各週期(T)之熄火時間(T_off)內令該超級電容充滿電量；圖9是一彩色影像圖，說明經本發明之連續式鍍膜系統所實施之鍍膜方法之一具體例1(E1)所製得的一批寶石綠色鏈片；圖10是一彩色影像圖，說明經本發明之連續式鍍膜系統所實施之鍍膜方法之一具體例2(E2)所製得的一批湛藍色鏈片；圖11是一彩色影像圖，說明經本發明之連續式鍍膜系統所實施之鍍膜方法之一具體例3(E3)所製得的一批陽橙金色鏈片；圖12是一彩色影像圖，說明經本發明之連續式鍍膜系統所實施之鍍膜方法之一具體例4(E4)所製得的一批藍紫色鏈片；圖13是一彩色影像圖，說明經本發明之連續式鍍膜系統所實施之鍍膜方法之一具體例5(E5)所製得的一批紫紅色鏈片；及圖14是一彩色影像圖，說明經本發明該具體例4(E4)之藍紫色鏈片所組裝而成的鏈條成品。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

<發明詳細說明>

參閱圖1與圖2，本發明連續式鍍膜系統之一實施例，包括一載盤5及一傳送機構6，且沿一生產方向X還包括一載入裝置1、一前處理裝置2、一濺鍍裝置3，及一載出裝置4。

該載入裝置1包括一具有一入口端10的載入腔體11。

該前處理裝置2包括一鄰接且相通於該載入腔體11的前處理腔體21。

該濺鍍裝置3包括一鄰接且相通於該前處理腔體21並經接地(grounding)的濺鍍腔體31、一設置於該濺鍍腔體31內的靶材單元32、一第一第源供應組件33、一第二電源供應組件34，及一第三電源供應組件35。在本發明該實施例中，該靶材單元32具有彼此間隔設置的一第一靶材321、一第二靶材322，及一第三靶材323，且該第一靶材321、該第二靶材322及該第三靶材323是分別對應電連接至該第一第源供應組件33、該第二電源供應組件34及該第三電源供應組件35，而該等靶材321、322、323皆是一鈦靶材(Ti target)。

此外，各電源供應組件33、34、35(見圖2)具有一直流電源供應器(DC power supply)331、341、351，及一並聯於各自所對應之直流電源供應器331、341、351的瞬間脈衝電路模組332、342、352。各瞬間脈衝電路模組332、342、352具有一電感3321、3421、3521、一高速開關3322、3422、3522，及一超級電容3323、3423、3523。各高速開關3322、3422、3522是串聯於各自所對應的靶材321、322、323與電感3321、3421、3521間，且各超級電容3323、3423、3523是並聯於該濺鍍腔體31與各自所對應的電感3321、3421、3521，以與各自所對應之直流電源供應器331、341、351並聯。

該載出裝置4包括一鄰接且相通於該濺鍍腔體31並具有一出口端40的載出腔體41，且該載入腔體11、該前處理腔體21、該濺鍍腔體31及該載出腔體41共同定義出一生產通道C。

該傳送機構6包括一驅動單元(圖未示)，及一連接於該驅動單元且位於該生產通道C內的掣動單元61。該載盤5位於該掣動單元61上，以透過該驅動單元連動該掣動單元61來帶動位在該掣動單元61上的該載盤5於該生產通道C內移動。該掣動單元61可以是一皮帶滾輪組件，也可以是一齒輪組件，該傳送機構6屬於現有技術，並非本發明之技術重點，於此不再多加贅述。

此要補充說明的是，本發明該實施例之連續式鍍膜系統實際上還能包括一上游緩衝裝置(圖未示)及一下游緩衝裝置(圖未示)，且該上游緩衝裝置具有一臨接於該前處理腔體21與該濺鍍腔體31間的上游緩衝腔體，該下游緩衝裝置具有一臨接於該濺鍍體31與該載出腔體41間的下游緩衝腔體。因此，該掣動單元61是能帶動該載盤5於該上游緩衝腔體與該下游緩衝腔體間往復移動。

在本發明該實施例中，各瞬間脈衝電路模組332、342、352的該高速開關3322、3422、3522是一絕緣閘雙極電晶體(insulated gate bipolar transistor；簡稱IGBT)。

此外，再參閱圖1與圖2，本發明之鍍膜方法的一實施例，是透過上述之連續式鍍膜系統來實施，其包括以下步驟：一步驟(a)、一步驟(b)、一步驟(c)，及一步驟(d)。

該步驟(a)是一批位在該載盤5上的待鍍物(圖未示)經該掣動單元61被傳送至該載入腔體11內執行一加熱程序。

該步驟(b)是位於該載盤5上的該批待鍍物經該掣動單元61被傳送至該前處理腔體21內以執行一電漿清潔程序。在本發明該實施例之鍍膜方法中，是對該載盤5上的該批待度物施予氬(Ar)電漿清潔程序。

該步驟(c)是位於該載盤5上的該批待鍍物經該掣動單元61被傳送至該濺鍍腔體31內，以透過該等電源供應組件33、34、35之各直流電源供應器331、341、351與各瞬間脈衝電路模組332、342、352來執行一濺鍍程序。

請參閱圖3、圖4與圖5，具體地來說，每當各高速開關 3322、3422、3522處於一電路導通(on)的狀態時，各電源供應器331、341、351能偕同各自所對應之經充滿電量的超級電容3323、3423、3523在每一週期(T)的一放電時間(T_on)內，對串聯至各自所對應之高速開關3322、3422、3522的靶材321、322、323進行一瞬間放電，以令該濺鍍腔體31內之經濺射出各靶材321、322、323的靶材粒子，能透過各自所對應之直流電源供應器331、341、351與經充滿電量的超級電容3323、3423、3523所提供的功率瞬間被游離化成一顏色呈藍色且經解離的靶材粒子電漿320，從而提升靶材粒子電漿的電漿密度，並於該批待鍍物上濺鍍一高緻密性且高附著性的靶材鍍膜(圖未示)。

此外，參閱圖6、圖7與圖8，每當各高速開關3322、3422、3522處於一電路斷路(off)的狀態時，各直流電源供應器331、341、351與耗盡電量的各超級電容3323、3423、3523停止供電給各自所對應之靶材321、322、323，以致於顯示於圖3與圖4中之該經解離的靶材粒子電漿320消失，且各直流電源供應器331、341、351能在每一週期(T)的一熄火時間(T_off)內令各自所對應之超級電容3323、3423、3523充滿電量，從而在下一週期(T)的放電時間(T_on)內再次對各靶材321、322、323進行下一次的瞬間放電(如圖3、圖4與圖5所示)。

在本發明該實施例之鍍膜方法中，各週期(T)是由其熄火時間(T_off)與其放電時間(T_on)所構成，且各高速開關3322、3422、3522(即，IGBT)是電連接至一電腦以透過其微處理器來設定其實施例之週期(T)、放電時間(T_on)與熄火時間(T_off)。

再參閱圖3、圖4與圖5，更具體地來說，當每當各高速開關3322、3422、3522處於該電路導通(on)的狀態時，各直流電源供應器331、341、351能偕同經充滿電量的各超級電容3323、3423、3523在各週期(T)的放電時間(T_on)內，對串聯至各自所對應之3速開關3322、3422、3522的該第一靶材321、該第二靶材322與該第三靶材323提供一靶材電壓(Vt)與一靶材電流(It)，令經接地的該濺鍍腔體31與各靶材321、322、323間產生一電位差(△V)，以致於各直流電源供應器331、341、351與經充滿電量的各超級電容3323、3423、3523所提供的電功率瞬間大幅提高，從而提升該靶材粒子電漿320的電漿密度。前述靶材電流(It)達到最大功率時所對應的靶材電流即為峰值電流(peak current，以下稱Ip)。

較佳地，經各週期(T)之放電時間(T_on)與該熄火時間(T_off)所定義出的一占空比(duty cycle；即，T_on/T)是介於0.1%至30%間；各直流電源供應器331、341、351偕同各自所對應之超級電容3323、3423、3523提供給各自所對應之靶材321、322、323的靶材電壓(Vt)與峰值電流(Ip)是分別至少大於500V與至少大於100A；該批待鍍物於該濺鍍腔體31內執行該濺鍍程序時是透過該掣動單元61令該載盤5於該濺鍍腔體31內往復移動至少一趟。

此處需進一步補充說明的是，當各週期(T)之放電時間(T_on)不足時，則提供至各靶材321、322、323的峰值電流(Ip)尚無法達100A，當各週期(T)之放電時間(T_on)過大時，則將耗盡各超級電容3323、3423、3523的電容量以致於提供至各靶材321、322、323的峰值電流(Ip)下降；又，當各週期(T)之熄火時間(T_off)不足時，各超級電容3323、3423、3523的充電時間不足導致其電量無法充滿，當各週期(T)之熄火時間(T_off)過久時，亦將影響鍍膜的成長速率。因此，更佳地，各週期(T)之放電時間(T_on)是介於10μs至500μs間，且各週期(T)之熄火時間(T_off)是介於1840μs至10000μs間。

該步驟(d)是經濺鍍有該靶材鍍膜的該批待鍍物沿該生產方向X被該載盤5帶往該載出腔體41以執行一降溫程序，並於執行完該降溫程序後，以令濺鍍有該靶材鍍膜的該批待鍍物經該掣動單元61帶動該載盤5自該載出腔體41的出口端40被移出。

本發明之鍍膜的一實施例，是如上所述之鍍膜方法的實施例所製得；其中，該批待鍍物是複數鏈片本體，且各鏈片本體與濺鍍於各自所對應之鏈片本體上的鍍膜共同構成一鏈片。

較佳地，該等鏈片經組裝成一鏈條後不致於使濺鍍於各鏈片本體上的鍍膜脫落。

<具體例1(E1)>

本發明之鍍膜方法之一具體例1(E1)，是透過上述連續式鍍膜系統之實施例來實施。

再參閱圖1，首先，一批鏈片本體(圖未示)是被設置於該載盤5上以透過該掣動單元61帶動該載盤5自該載入腔體11的入口端10傳送至該載入腔體11內執行一加熱程序，且該具體例1(E1)之加熱程序的溫度為150-350℃。

於執行完該加熱程序後，位於載盤5上的該批鏈片本體是經該掣動單元61被傳送至該前處理腔體21內，並於該前處理腔體21內引入氣體流量為280sccm的氬氣(Ar)，同時對該前處理腔體21內的對電極板提供800W的射頻(r.f.)電功率，以令該前處理腔體在4×10^-2Torr的工作壓力(working pressure)下對該批鏈片本體執行一維持120秒的Ar電漿清潔程序。

接著，位於該載盤5上的該批鏈片本體經該掣動單元61被傳送至該濺鍍腔體31內以透過該第一電源供應組件33、該第二電源供應組件34、該第三電源供應組件35之電源供應器331、341、351與各自所對應的瞬間脈衝電路模組332、342、352來執行一多層膜的濺鍍程序。本發明該具體例1(E1)之多層膜的濺鍍程序原則上是依序包括一Ti層濺鍍程序、一TiN層濺鍍程序，及一TiNxOy 層濺鍍程序。

具體地來說，該Ti層濺鍍程序是於該濺鍍腔體31內引入氣體流量為300sccm的Ar，同時自該微處理器設定各高速開關3322、3422、3522的週期(T)、熄火時間(T_off)與放電時間(T_on)分別為2075μs、2000μs與75μs。每當各高速開關3322、3422、3522處於該電路斷電的狀態時，各電源供應器331、341、351能在2000μs之各熄火時間(T_off)內令各自所對應的超級電容3323、3423、3523充滿電量；每當各高速開關3322、3422、3522處於該電路導通的狀態時，各電源供應器331、341、351能偕同經充滿電量的各超級電容3323、3423、3523在75μs之各放電時間(T_on)內，對各自所對應的第一靶材(以下稱TPT1)321、第二靶材(以下稱TPT2)322與第三靶材(以下稱TPT3)323分別提供933V、943V與713V的靶材電壓(Vt)，及672A、752A與705A的峰值電流(Ip)，以令該濺鍍腔體31內之濺射出該等靶材321、322、323的Ti粒子能透過各電源供應器331、341、351與經充滿電量的各超級電容3323、3423、3523所提供的電功率(6270W、7050W、5030W)瞬間被游離化成靶材(Ti)粒子電漿320，並令該濺鍍腔體31的工作壓力達5.8×10^-3Torr，從而於該批鏈片本體上濺鍍一Ti層。在本發明該具體例1(E1)中，該批鏈片本體於該濺鍍腔體31內執行該Ti層濺鍍程序時，是透過該掣動單元61令該載盤5於該濺鍍腔體31 內以8-20mm/sec的移動速度往復移動兩趟，且該批鏈片本體的溫度是280℃。

該具體例1(E1)之TiN層濺鍍程序大致上是相同於該Ti層濺鍍程序，其不同處是在於，該濺鍍腔體31內更引入氮氣(N₂)，且Ar與N₂整體的氣體流量為300sccm。同樣地，每當各高速開關3322、3422、3522處於該電路斷電的狀態時，各電源供應器331、341、351能令各自所對應的超級電容3323、3423、3523充滿電量；每當各高速開關3322、3422、3522處於該電路導通的狀態時，各電源供應器331、341、351能偕同經充滿電量的各超級電容3323、3423、3523對各自所對應的靶材321、322、323分別提供其靶材電壓(Vt)與其峰值電流(Ip)，以令該濺鍍腔體31內之N₂與濺射出該等靶材321、322、323的Ti粒子能透過各電源供應器331、341、351與經充滿電量的各超級電容3323、3423、3523所提供的電功率瞬間被游離化，並令該濺鍍腔體31的工作壓力達4.5×10^-3Torr，從而於各Ti層上濺鍍一TiN層。

該具體例1(E1)之TiNxOy層濺鍍程序大致上是相同於該TiN層濺鍍程序，其不同處是在於，該濺鍍腔體31內更引入氧氣(O₂)，且Ar、N₂與O₂整體的氣體流量為500sccm。同樣地，每當各高速開關3322、3422、3522處於該電路斷電的狀態時，各電源供應器331、341、351能令各自所對應的超級電容3323、3423、 3523充滿電量；每當各高速開關3322、3422、3522處於該電路導通的狀態時，各電源供應器331、341、351能偕同經充滿電量的各超級電容3323、3423、3523對各自所對應的靶材321、322、323分別提供其靶材電壓(Vt)與其峰值電流(Ip)，以令該濺鍍腔體31內之N₂、O₂與濺射出該等靶材321、322、323的Ti粒子能透過各電源供應器331、341、351與經充滿電量的各超級電容3323、3423、3523所提供的電功率瞬間被游離化，並令該濺鍍腔體31的工作壓力達4.6×10^-3Torr，從而於各TiN層上濺鍍一TiNxOy層，並於各鏈片本體上構成一Ti/TiN/TiNxOy多層膜。

最後，濺鍍有該Ti/TiN/TiNxOy多層膜之各鏈片本體是沿該生產方向X被該載盤5帶往該載出腔體41以執行一降溫程序，並於完成該降溫程序後自該出口端40被帶出該載出腔體41以製得一批寶綠色鏈片(見圖9)。

本發明該具體例1(E1)之鍍膜方法的細部製程參數，是彙整於下列表1.至表4.中。

表2.

<具體例2(E2)>

本發明之鍍膜方法之一具體例2(E2)大致上是相同於該具體例1(E1)，其具體製程參數是彙整於以下表5.至表8.。此外，本發明於實施完該具體例2(E2)之鍍膜方法是製得一批湛藍色鏈片(見圖10)。

<具體例3(E3)>

本發明之鍍膜方法之一具體例3(E3)大致上是相同於該具體例1(E1)，其具體製程參數是彙整於以下表9.至表12.。此外，本發明於實施完該具體例3(E3)之鍍膜方法是製得一批陽橙金色鏈片(見圖11)。

<具體例4(E4)>

本發明之鍍膜方法之一具體例4(E4)大致上是相同於該具體例1(E1)，其具體製程參數是彙整於以下表13.至表16.。此外，本發明於實施完該具體例4(E4)之鍍膜方法是製得一批藍紫色鏈片(見圖12)。

<具體例5(E5)>

本發明之鍍膜方法之一具體例5(E5)大致上是相同於該具體例1(E1)，其具體製程參數是彙整於以下表17.至表20.。此外，本發明於實施完該具體例5(E5)之鍍膜方法是製得一批紫紅色鏈片(見圖13)。

申請人是根據上述具體例4(E4)之鍍膜方法所製得的該批藍紫色鏈片進一步地組裝成一如圖14所示之鏈條。由圖14顯示可知，該等藍紫色鏈片經組裝成該鏈條後，確實不致於使濺鍍於各鏈片本體上的多層膜脫落，各鏈片仍顯示有藍紫色的多層膜。

經本發明之詳細說明與各具體例的說明可知，本發明於實施該濺鍍程序時，是透過各電源供應組件33、34、35中的直流電源供應器331、341、351，與電連接至各自所對應之電源供應器331、341、351的瞬間脈衝電路模組332、342、352，迫使各高速開關3322、3422、3522於電路斷路(off)時，各直流電源供應器331、341、351與耗盡電量的各超級電容3323、3423、3523能停止供電給各自所對應之靶材321、322、323，且各直流電源供應器331、341、351能在各週期(T)的熄火時間(T_off)內令各自所對應之超級電容3323、3423、3523充滿電量，從而在下一次電路導通(on)時，使各直流電源供應器331、341、351能偕同經充滿電量的各超級電容3323、3423、3523在其週期(T)的放電時間(T_on)內，對各自所對應的靶材321、322、323提供翻倍的電功率，令該濺鍍腔體31內之經濺射出各靶材321、322、323的靶材粒子，能透過所提供的電功率瞬間被游離化成顏色呈藍色且經解離的靶材粒子電漿320，從而提升該靶材粒子電漿320的電漿密度並於該批待鍍物上濺鍍出高緻密性且高附著性的靶材鍍膜。

除此之外，該連續式鍍膜系統於該濺鍍裝置3前亦配置有該前處理裝置2，該批待鍍物(如，各具體例之該等鏈片本體)於執行該濺鍍程序前，仍可直接透過該掣動單元61傳送設置於其上之承載有該批待鍍物的載盤5至該前處理腔體21內，以在同一個完整流程內執行該前處理程序(如，各具體例之氬電漿清潔程序)與該濺鍍程序，並藉此解決製程耗時的問題。

綜上所述，本發明連續式鍍膜系統、鍍膜方法及其方法所得的鍍膜，不僅能在同一個完整流程內執行完所有程序以製得成品，其濺鍍程序中所產生的電漿密度高，亦能在該批待鍍物上濺鍍出高緻密性且高附著性的鍍膜，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims

一種鍍膜方法，是透過一連續式鍍膜系統來實施，該連續式鍍膜系統包含一載盤及一傳送機構，且沿一生產方向還包含一載入裝置、一前處理裝置、一濺鍍裝置，及一載出裝置，其中：該載入裝置包括一載入腔體；該前處理裝置包括一鄰接且相通於該載入腔體的前處理腔體；該濺鍍裝置包括一鄰接且相通於該前處理腔體的濺鍍腔體、一設置於該濺鍍腔體內的靶材單元，及至少一電源供應組件，該電源供應組件具有一電源供應器，及一並聯於該電源供應器的瞬間脈衝電路模組，該瞬間脈衝電路模組具有一電感、一高速開關及一超級電容，該高速開關是串聯於該靶材單元與該電感間，且該超級電容是並聯於該濺鍍腔體與該電感以與該電源供應器並聯，且該瞬間脈衝電路模組的該高速開關是一絕緣閘雙極電晶體；該載出裝置包括一鄰接且相通於該濺鍍腔體的載出腔體，且該載入腔體、該前處理腔體、該濺鍍腔體及該載出腔體共同定義出一生產通道；該傳送機構包括一驅動單元，及一連接於該驅動單元且位於該生產通道內的掣動單元；及該載盤位於該掣動單元上，以透過該驅動單元連動該掣動單元來帶動位在該掣動單元上的該載盤於該生產通道內移動；其鍍膜方法包含以下步驟：一步驟(a)，一批位在該載盤上的待鍍物是經該掣動單元被傳送至該載入腔體內執行一加熱程序；一步驟(b)，位於該載盤上的該批待鍍物經該掣動單元被傳送至該前處理腔體內以執行一電漿清潔程序；一步驟(c)，位於該載盤上的該批待鍍物經該掣動單元被傳送至該濺鍍腔體內以透過該電源供應組件之該電源供應器與該瞬間脈衝電路模組來執行一濺鍍程序，每當該高速開關處於一電路斷路的狀態時，該電源供應器能在每一週期的一熄火時間內令該超級電容充滿電量，每當該高速開關處於一電路導通的狀態時，該電源供應器能偕同經充滿電量的該超級電容在每一週期的一放電時間內對串聯至該高速開關的該靶材單元進行一瞬間放電，以令該濺鍍腔體內之經濺射出該靶材單元的靶材粒子能透過該電源供應器與經充滿電量的該超級電容所提供的功率瞬間被游離化從而於該批待鍍物上濺鍍一高緻密性且高附著性的靶材鍍膜；及一步驟(d)，經濺鍍有該靶材鍍膜的該批待鍍物是沿該生產方向被該載盤帶往該載出腔體以執行一降溫程序；其中，各週期是由其熄火時間與其放電時間所構成；及其中，經各週期之放電時間與該熄火時間所定義出的一占空比是介於0.1%至30%間。
如請求項1所述的鍍膜方法，其中，各週期之放電時間是介於10μs至500μs間；各週期之熄火時間是介於1840μs至10000μs間。
如請求項2所述的鍍膜方法，其中，該電源供應器偕同該超級電容提供給該靶材單元的靶材電壓與峰值電流是分別至少大於500V與至少大於100A。
如請求項3所述的鍍膜方法，其中，該批待鍍物於該濺鍍腔體內執行該濺鍍程序時是透過該掣動單元令該載盤於該濺鍍腔體內往復移動至少一趟。
一種鍍膜，是如請求項1至4任一請求項所述之鍍膜方法所製得；其中，該批待鍍物是複數鏈片本體，且各鏈片本體與濺鍍於各自所對應之鏈片本體上的鍍膜共同構成一鏈片。