[發明專利]在光盤表面沉積耐酸堿類金剛石薄膜的裝置和方法

無效

• 申請號: 200910011587.5
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101560648A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 劉東平
• 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;C23C16/50;C23C16/02
• 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：

本發明涉及光盤表面覆膜方法，特別是光盤表面沉積類金剛石薄膜的方法，另外還涉及覆膜裝置。

背景技術：

光盤即高密度光盤(Compact?Disc)是近代發展起來不同于磁性載體的光學存儲介質，用聚焦的氫離子激光束處理記錄介質的方法存儲和再生信息，又稱激光光盤。光盤的發展歷程和紙的發明極大地促進了人類文明的進步，它記載了人類文明的發展史，造就了一批新興的工業。光盤基板材料是芳香聚碳酸酯，其分子的化學結構為：其結構中含有芳香環和羧基，不具有耐酸堿性。由于是一種典型的聚合有機物，因此硬度低。類金剛石(DLC)薄膜具有高硬度、高化學穩定性、高紅外透過性、高耐磨性及低摩擦系數等一系列優異的性能，因而在機械、光學、聲學、電子以及磁介質保護等領域有著廣泛的應用前景。自上世紀80年代以來，一直是各國鍍膜技術領域研究的熱點之一。介質阻擋放電(DBD)是一種可以在較高氣壓范圍內產生非平衡等離子體的放電方式。利用介質阻擋放電沉積類金剛石薄膜，是一種新穎的薄膜制備技術。該方法具有放電裝置簡單、低能耗、耗氣量小以及可以在室溫下實現多種基地上大面積鍍膜等優勢。近年來，國內外對DLC薄膜的耐腐蝕性能進行了廣泛的研究，但主要集中在DLC薄膜對不銹鋼耐腐蝕性能的影響。有關DLC薄膜對玻璃耐腐蝕性能的影響研究較少。對于利用介質阻擋放電等離子體增強化學氣相沉積(DBD-PECVD)法在光盤表面沉積類金剛石薄膜，并對薄膜耐耐酸堿測試還未見報到。

發明內容：

本發明的目的是克服上述不足問題，提供一種在光盤上沉積耐酸堿類金剛石薄膜的方法，該方法簡單、節能成本低，另外本發明還提供一種在光盤上沉積耐酸堿類金剛石薄膜的裝置，結構簡單，可實現在絕緣介質上沉積類金剛石薄膜，能耗低。

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是：在光盤上沉積耐酸堿類金剛石薄膜的方法，利用中低頻介質阻擋高壓放電，使用小分子碳氫氣體，在較低氣壓條件下，以光盤作為沉積基底，在光盤表面沉積超硬類金剛石薄膜。

所述放電時保持壓力在500-1000Pa，放電沉積5-20分鐘，薄膜厚度控制在200-600nm左右，沉積結束后，停止放電，將放電室充氣，取出光盤。

所述放電沉積前，使用氬氣或氦氣等稀有氣體作為放電氣體，清洗光盤表面。

所述清洗光盤表面是放電前將放電室氣體排空，使壓力保持在3Pa以下，使用3kHz正弦波高壓放電電源，在峰值電壓為30kV條件下，使用氬氣作為放電氣體，在氬氣壓力200Pa條件下放電5分鐘，清洗光盤表面，再進行放電沉積。

所述介質采用玻璃或石英等作為絕緣介質。

所述小分子碳氫氣體是指CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂等小分子碳氫氣體。

本發明在光盤上沉積耐酸堿類金剛石薄膜的裝置，放電等離子體腔體為真空密封室，交流正弦波高壓連接在高壓電極上，高壓電極和地電極之間為氣體間隙，阻擋放電的絕緣介質分別開有入氣口和出氣口，入氣口與質量流量控制器連接，出氣口連接有真空機械泵。

所述氣體間隙大小1-10mm。

本發明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，能耗低，氣體流量低，可實現在絕緣介質上沉積。利用原子力顯微鏡、掃描電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜、耐酸堿測試等對薄膜性能進行表征，分析薄膜沉積后光盤表面特性。薄膜對于光驅工作讀寫激光波長在藍光和紅光均具有＞90％以上透過性。對于鍍膜后的光盤進行讀寫測試，發現薄膜對于光盤正常工作不產生任何影響。本發明有效的提高光盤表面的化學穩定性和機械性能。鍍膜的光盤表面平滑、均勻，經耐鹽酸腐蝕試驗，沒有顯示任何破壞的跡象，主要是由于類金剛石薄膜與鹽酸不發生化學反應，對光盤起到了保護作用。對未鍍膜和鍍膜后的光盤同樣進行了耐硫酸、王水、硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等測試，均發現未鍍膜被這些溶液破壞，而鍍膜后的光盤具有很好的耐酸堿特性。

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。

附圖說明：

圖1為本發明裝置縱剖面結構示意圖。

圖2為沉積在光盤基底上類金剛石薄膜掃面電子顯微鏡的斷面結構圖。

圖3為薄膜在350-900nm范圍內在玻璃表面的光透過性分析圖。