[實用新型]絕緣介質表面類金剛石薄膜的沉積裝置

無效

• 申請號: 200620153410.0
• 申請日: 2006-12-01
• 公開（公告）號: CN200996044Y
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 劉東平;古建中;馮志慶
• 申請（專利權）人: 大連民族學院光電子技術研究所
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/513;C03C17/245
• 代理公司: 大連科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 于忠晶

技術領域：

本實用新型涉及一種機加工設備，特別是類金剛石保護薄膜的沉積裝置。

背景技術：

類金剛石薄膜具有類似于金剛石薄膜的性能特點，具有很高的硬度和耐磨性、極高的電阻率、電絕緣強度、熱導率、光滑性，在可見、紅外和微波頻段具有透過性，同時具有良好的化學穩定性和獨特的生物相容性等性能特點。類金剛石薄膜在作為各種材料的機械保護薄膜，以及在醫學和電子學方面具有重要的應用和研究價值。在絕緣介質如玻璃、聚酯、石英的表面沉積類金剛石可以提高這些材料表面的耐磨性、以及抗酸堿能力，滿足某些領域的特定需要。類金剛石薄膜沉積過程實際上是碳或碳氫離子在基底表面的轟擊生長過程，從而形成具有致密結構的碳原子層。因此，利用等離子體技術沉積類金剛石薄膜常常需要使用偏壓電壓，以增加離子能量。然而，利用傳統的等離子體技術，如射頻輝光放電、電子回旋共振法、磁過濾陰極真空電弧法、磁控濺射法等難以在絕緣基底如玻璃上產生偏壓，沉積類金剛石薄膜。在玻璃基底上大面積沉積類金剛石薄膜一直未見報道。

發明內容：

本實用新型的目的是克服上述不足問題，提供一種絕緣介質表面類金剛石薄膜的沉積裝置，結構簡單，可在在絕緣介質表面大面積沉積類金剛石薄膜，節能、成本低。

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是：絕緣介質表面類金剛石薄膜的沉積裝置，絕緣介質為隔斷的兩個對稱的真空室上均裝有排氣口，真空室內分別裝有高壓電極和地電極，絕緣介質置于高壓電極和地電極之間，且與高壓電板面接觸，與地電極之間留有間隙，裝有高壓電極的真空室上的排氣口上裝有截止閥，裝有地電極的真空室上開有入氣孔。

所述真空室與絕緣介質之間裝有密封圈。

所述絕緣介質為玻璃。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：將介質阻擋放電的高壓電極與地電極分別置于絕緣介質兩側的小型真空室內，采用將真空室同時排氣的方法，使絕緣介質兩側壓力達到平衡，避免由于絕緣介質兩側壓力不均衡造成絕緣介質破裂，從而實現了使用大面積絕緣介質作為沉積基底。排氣后，在低氣壓下放電時，須使用截止閥將高壓電極一側的真空室使用截止閥門進行排氣截止，避免高壓電極在管道中產生輝光放電，否則介質阻擋放電將無法產生。在沉積前，使用氬氣介質阻擋輝光放電清洗絕緣介質表面，提高絕緣介質基底與薄膜之間的附著力。使用甲烷等低分子碳氫氣體作為沉積氣體，利用低氣壓下輝光介質阻擋放電，在絕緣介質上沉積大面積均勻的類金剛石薄膜。利用介質阻擋放電等離子體沉積薄膜，具有其獨特的優勢：如放電方式簡單，設備成本低；放電室氣體間隙小(通常幾毫米)，氣體體積小，氣體流量低；能耗低等。本實用新型特別是適用于玻璃、聚酯、石英介質，可在這些介質上進行薄膜沉積。

附圖說明：

附圖為本實用新型縱剖面結構示意圖。

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

如附圖所示的絕緣介質表面類金剛石薄膜的沉積裝置，絕緣介質玻璃1為隔斷的兩個對稱的真空室6上均裝有排氣口7，真空室內分別裝有高壓電極和地電極，玻璃置于高壓電極2和地電極3之間，且與高壓電板面接觸，與地電極之間留有間隙，裝有高壓電極的真空室上的排氣口上裝有截止閥，裝有地電極的真空室上開有入氣孔，真空室壁面與絕緣介質間裝有密封膠圈10。

使用時，高壓電極由導線接通4高壓電源提供交流近正弦波高壓，電壓峰峰值須達到20kV以上，頻率在500Hz-5kHz范圍均可，玻璃兩側由兩個對稱的真空室的排氣口同時與一個機械泵連接，排氣時須將兩個真空室同時排氣，以避免玻璃兩側由于壓力不均衡而碎裂。放電前，須將截止閥門8關閉，防止高壓電極在排氣口中產生等離子體。在沉積前，使用氬氣作為放電氣體，由入氣口9通入，放電處理玻璃表面約10分鐘，以便提高基底表面與薄膜的附著力。然后使用甲烷等低分子碳氫氣體作為沉積氣體，放電20分鐘，在玻璃和地電極之間的間隙(1-5mm)上產生等離子體5，可實現在玻璃表面沉積約300nm厚的類金剛石薄膜，其納米硬度約14GPa。玻璃表面薄膜沉積區域最大面積其直徑可達500mm。通過將玻璃基底側移，采用多次沉積的方法，可將沉積面積進一步增大，實現大面積沉積。