[發明專利]非晶態CrSiCN涂層及其制備方法、應用、導電膜和電子設備

有效

• 申請號: 202010567004.3
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111850486B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王強;晏柱;薛濤
• 申請（專利權）人: 維達力實業（深圳）有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/06;C23C14/54;C23C14/02;C23C14/18;A61B5/0245;A61B5/263
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 馬小悅

本發明涉及一種非晶態CrSiCN涂層及其制備方法、應用和導電膜；其中，非晶態CrSiCN涂層的制備方法中，真空條件下，采用CrSi合金靶為靶材，通入惰性氣體、C₂H₂和N₂，進行氣相沉積，得到非晶態CrSiCN涂層；其中，所述氣相沉積采用離子源輔助沉積。該方法能避免形成具有柱狀形貌的晶態CrSiCN，且采用離子源輔助沉積能進一步提高膜層致密性，使涂層結構緊致，進一步提高了涂層的耐腐蝕性、耐磨性和硬度；制得的非晶態CrSiCN涂層應用于各類電子設備，能提高其耐磨、耐防腐性能和硬度，進而提高其使用壽命。

技術領域

本發明涉及電子設備技術領域，特別是涉及一種非晶態CrSiCN涂層及其制備方法、應用、導電膜和電子設備。

背景技術

隨著智能化浪潮的來襲，智能穿戴設備迎來了飛速發展期，可穿戴電子設備層出不窮，如智能手環、智能手表、智能戒指等；同時，產品自身的功能也在不斷完善，比如越來越多的產品都配置了心率監測、血壓測量、睡眠檢測等生命體征健康檢測功能。

目前，可穿戴式智能電子身背產品基于如下原理進行心率監測：(1)是基于震動的監測方法，通過精密的加速度傳感器來記錄由于心臟或血管周期性震動所產生的機械沖擊信號；(2)是基于容積描記波的方法，通過光電式檢測方法：將LED光源照射進入人體的皮膚組織，由于血液中的含氧紅細胞含量會影響光信號的吸收強度，而且皮膚組織內血流量隨脈搏發生周期性變化，通過接收端將光信號轉為電信號從而計算出心率；(3)是基于生物電勢測量的方法，通過測量心肌收縮的電信號來判斷使用者的心率情況。

其中，生物電勢測量法是準確率最高的心率檢測方法，也是醫療級別常用的測量心率的方法。因此，當今市場上高端的智能穿戴電子設備大多基于生物電勢測量法監測心率，這些智能穿戴電子設備的傳感器多為玻璃、結晶材料(藍寶石或氧化鋯)和塑料等絕緣材料，想要傳輸電信號就需要在電絕緣的基材表面制備導電涂層。然而，生物電勢測量法檢測心率需要傳感器緊貼皮膚，這就對傳感器表面涂層的導電性能、耐磨性能和耐腐蝕性都提出了較高要求。

現如今市場上常見的導電膜類型多為Ni、Cr、Cu、Pt、Au、Al等純金屬導電膜或ITO、AZO、SnO等金屬氧化物導電膜，其結構為金屬氧化物晶體或金屬晶體結構，硬度與耐磨性較差，且顏色單一，已無法滿足智能電子設備的需求。CrSiCN作為一種多元硬質膜，其耐磨性與導電性較好，然而傳統PVD制備的CrSiCN涂層多為多晶結構，為柱狀形貌，其內部包含的貫穿型孔隙會成為離子的快速擴散通道。在智能穿戴領域，尤其是需要傳感器與皮膚長時間接觸的使用環境中，傳感器表面的導電涂層會長時間接觸汗液、化學腐蝕液(護手霜、酒精)等腐蝕性物質，腐蝕性粒子會沿著涂層內部結構缺陷，尤其是涂層表面至基底的貫穿型晶界擴散至基底，導致傳感器被腐蝕，從而降低其使用壽命。

因此，如何制備耐磨性好、耐腐蝕性能優異及硬度高的導電涂層一直是本領域技術人員難以攻克的難題。

發明內容

基于此，本發明提供了一種耐磨性好、耐腐蝕性能優異及硬度高的非晶態CrSiCN涂層及其制備方法、應用、導電膜和電子設備。

本發明的技術方案如下。

本發明一方面提供了一種非晶態CrSiCN涂層的制備方法，包括如下步驟：

真空條件下，采用CrSi合金靶為靶材，通入惰性氣體、C₂H₂和N₂，進行氣相沉積，得到非晶態CrSiCN涂層；

其中，上述氣相沉積采用離子源輔助沉積。

在其中一些實施例中，上述CrSi合金靶中，Cr和Si的摩爾比為(2～5):(5～8)。

在其中一些實施例中，除上述CrSi合金靶之外，還采用Cr等靜壓靶為靶材。