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导电复合膜、包含此膜的陶瓷 镀膜方法及其采用的设备

阅读：752发布：2023-01-25

专利汇可以提供导电复合膜、包含此膜的陶瓷镀膜方法及其采用的设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种导电复合膜，包括依次设置的第一不活泼金属层、活泼金属层和第二不活泼金属层，中频电源在相应靶表面激发产生氩等离子体，氩离子轰击相应靶，在待镀膜产品上形成相应的膜层，结构精简、制备方法精简以及与陶瓷贴合性能好。本发明还提供一种陶瓷镀膜产品的陶瓷镀膜方法，包括在陶瓷上镀上述的导电复合膜，还包括装夹步骤、抽真空步骤、等离子体预处理步骤以及卸夹步骤，工艺精简、工艺参数容易控制以及性能好的陶瓷镀膜产品。本发明还提供一种用于上述镀膜方法的装置，各部件容易获得，且操作方便。，下面是导电复合膜、包含此膜的陶瓷镀膜方法及其采用的设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种导电复合膜，其特征在于：包括依次设置的第一不活泼金属层、活泼金属层和第二不活泼金属层，所述第一不活泼金属层的获得方法是：中频电源在不活泼金属靶表面激发产生氩等离子体，氩离子轰击不活泼金属靶，在待镀膜产品上形成第一不活泼金属层；
所述活泼金属层的获得方法是：中频电源在活泼金属靶表面激发产生氩等离子体，氩离子轰击活泼金属靶，在第一不活泼金属层上形成活泼金属层；
所述第二不活泼金属层的获得方法是：中频电源在不活泼金属靶表面激发产生氩等离子体，氩离子轰击不活泼金属靶，在所述活泼金属层上形成第二不活泼金属层。
2.根据权利要求1所述的导电复合膜，其特征在于：所述第一不活泼金属层为第一铬层，活泼金属层为铝层，第二不活泼金属层为第二铬层。
3.根据权利要求2所述的导电复合膜，其特征在于：所述第一铬层的厚度为2-8nm，所述铝层的厚度为3000-5000nm，所述第二铬层的厚度为30-50nm。
4.一种陶瓷镀膜方法，其特征在于，包括在陶瓷上镀如权利要求1-3任意一项所述的导电复合膜。
5.根据权利要求4所述的陶瓷镀膜方法，其特征在于：镀所述导电复合膜之前还包括装夹步骤、抽真空步骤以及等离子体预处理步骤，镀所述导电复合膜之后还包括卸夹步骤，具体是：
所述装夹步骤具体是：将陶瓷装夹在夹具上，置入镀膜装置中；
所述抽真空步骤具体是：将镀膜装置中放置有陶瓷的腔体进行抽真空；
所述等离子体预处理具体是：在抽真空后的镀膜装置的腔体中激发产生氩等离子体对陶瓷进行处理；
所述卸夹步骤具体是：将经过镀膜后的陶瓷进行暴空，并将镀好膜的陶瓷从夹具上拆下即得陶瓷产品；
所述等离子体预处理和镀所述导电复合膜过程中装夹有陶瓷的夹具的旋转速率均为
1000-5000转/分钟。
6.根据权利要求5所述的陶瓷镀膜方法，其特征在于，所述装夹步骤之前还包括预处理步骤，所述预处理步骤包括喷砂处理和清洗处理，所述喷砂处理具体是：采用喷砂机将氧化铝粉喷到陶瓷表面，在陶瓷表面形成粗糙度为600-800nm的粗糙面，其中：陶瓷中的待镀膜面与喷砂机的喷枪成30°-60°的角度，喷砂时间为40-80秒，压力为40-60psi；所述清洗处理具体是：将喷砂后的陶瓷在清洗机中进行清洗，其中：清洗机为超声波清洗机，清洗温度为常温，清洗时间为5-20分钟。
7.根据权利要求5所述的陶瓷镀膜方法，其特征在于，所述抽真空步骤具体是：将镀膜装置中放置有陶瓷的A腔体内抽真空至8.0×10E-3Pa；将装夹有陶瓷的夹具移至镀膜装置的B腔体中，继续抽真空至3.0×10E-4Pa；
所述等离子体预处理具体是：RF射频电源在镀膜装置的B腔体中激发产生氩等离子体对陶瓷中待镀膜面进行清洁及活化处理，其中：RF射频功率为1000-3000w，氩气的流量为
200-500sccm，处理时间为1000-1200s。
8.根据权利要求6所述的陶瓷镀膜方法，其特征在于，镀所述第一不活泼金属层过程中：中频电源的功率为6000-6500w，氩气的流量为100-120sccm；
镀所述活泼金属层过程中：中频电源的功率为6200-6500w，氩气流量120-150sccm；
镀所述第二不活泼金属层过程中：中频电源的功率为6000-6200w，氩气的流量为80-
120sccm。
9.一种如权利要求5所述的陶瓷镀膜方法所采用的镀膜装置，其特征在于，包括具有A腔体和B腔体的镀膜机、抽真空装置、夹具、喷砂机以及清洗机；
所述镀膜机中的A腔体和B腔体均与所述抽真空装置连接，且所述B腔体中设有带动所述夹具进行旋转的固定部件；
所述镀膜机、夹具、喷砂机以及清洗机四者之间为相互独立设置或可拆卸式连接。
10.根据权利要求9所述的镀膜装置，其特征在于：所述镀膜机为磁控溅射镀膜机；所述喷砂机为自动喷砂机；所述清洗机为超声波清洗机。

说明书全文

导电复合膜、包含此膜的陶瓷镀膜方法及其采用的设备

技术领域

[0001] 本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种导电复合膜、包含此膜层的陶瓷镀膜方法及其采用的设备。

背景技术

[0002] 陶瓷手机和手表壳属于新兴产业，为了给其它零部件让出空间，减少机壳内部线路，需要在机壳内腔表面进行PVD镀膜。

[0003] 传统技术中的镀膜方式应用于陶瓷上，出现以下缺陷：(1)膜层太厚，所占空间大；(2)膜层容易脱离。

[0004] 因此，为了满足市场需求，开发一种适用于陶瓷且具有优异性能的膜层及贴膜工艺具有重要意义。

发明内容

[0005] 本发明的第一目的在于提供一种结构精简、制备方法精简以及与陶瓷贴合性能好的导电复合膜，具体技术方案如下：

[0006] 一种导电复合膜，包括依次设置的第一不活泼金属层、活泼金属层和第二不活泼金属层，所述第一不活泼金属层的获得方法是：中频电源在不活泼金属靶表面激发产生氩等离子体，氩离子轰击不活泼金属靶，在待镀膜产品上形成第一不活泼金属层；

[0007] 所述活泼金属层的获得方法是：中频电源在活泼金属靶表面激发产生氩等离子体，氩离子轰击活泼金属靶，在第一铬层上形成活泼金属层；

[0008] 所述第二不活泼金属层的获得方法是：中频电源在不活泼金属靶表面激发产生氩等离子体，氩离子轰击不活泼金属靶，在所述铝层上形成第二不活泼金属层。

[0009] 以上技术方案中优选的，所述第一不活泼金属层为第一铬层，活泼金属层为铝层，第二不活泼金属层为第二铬层。

[0010] 以上技术方案中优选的，所述第一铬层的厚度为2-8nm，所述铝层的厚度为3000-5000nm，所述第二铬层的厚度为30-50nm。

[0011] 应用本发明的技术方案，效果是：(1)镀膜工艺步骤精简，工艺参数容易控制；(2)膜层厚度可控，满足不同的需求；单个膜层过厚会造成膜层间的附着力减弱，性能测试无法通过；本发明采用不活泼金属层和活泼金属层的结合，不活泼金属层比较稳定，能有效的保护活泼金属层，活泼金属层又是起关键作用的导电层，性能好；(3)膜层美观，且导电复合膜中的各层之间以及导电复合膜和载体之间的粘结能力强，镀膜后的产品性能好。

[0012] 本发明的第二目的在于提供一种工艺精简、工艺参数容易控制以及性能好的陶瓷镀膜产品的陶瓷镀膜方法，具体技术方案如下：

[0013] 一种陶瓷镀膜方法，包括在陶瓷上镀如上所述的导电复合膜。

[0014] 以上技术方案中优选的，镀所述导电复合膜之前还包括装夹步骤、抽真空步骤以及等离子体预处理步骤，镀所述导电复合膜之后还包括卸夹步骤，具体是：

[0015] 所述装夹步骤具体是：将陶瓷装夹在夹具上，置入镀膜装置中；

[0016] 所述抽真空步骤具体是：将镀膜装置中放置有陶瓷的腔体进行抽真空；

[0017] 所述等离子体预处理具体是：在抽真空后的镀膜装置的腔体中激发产生氩等离子体对陶瓷进行处理，活化陶瓷表面效果，让原子膜层更易沉积。磁控溅射方法是电磁波在一定频率下激活靶材，让原子沉积在陶瓷表面，抽真空是为了减少镀膜不良因素的干扰。

[0018] 所述卸夹步骤具体是：将经过镀膜后的陶瓷进行暴空，并将镀好膜的陶瓷从夹具上拆下即得陶瓷产品；

[0019] 所述等离子体预处理和镀所述导电复合膜过程中装夹有陶瓷的夹具的旋转速率均为1000-5000转/分钟。

[0020] 以上技术方案中优选的，装夹步骤之前还包括预处理步骤，所述预处理步骤包括喷砂处理和清洗处理，喷砂处理具体是：采用喷砂机将氧化铝粉喷到陶瓷表面，在陶瓷表面形成粗糙度为600-800nm的粗糙面，其中：陶瓷中的待镀膜面与喷砂机的喷枪成30°-60°的角度，喷砂时间为40-80秒，压力为40-60psi；清洗处理具体是：将喷砂后的陶瓷在清洗机中进行清洗，其中：清洗机为超声波清洗机，清洗温度为常温，清洗时间为5-20分钟。

[0021] 以上技术方案中优选的，所述抽真空步骤具体是：将镀膜装置中放置有陶瓷的A腔体内抽真空至8.0×10E-3Pa；将装夹有陶瓷的夹具移至镀膜装置的B腔体中，继续抽真空至3.0×10E-4Pa。

[0022] 以上技术方案中优选的，所述等离子体预处理具体是：RF射频电源在镀膜装置的B腔体中激发产生氩等离子体对陶瓷中待镀膜面进行清洁及活化处理，其中：RF射频功率为1000-3000w，氩气的流量为200-500sccm，处理时间为1000-1200s。

[0023] 以上技术方案中优选的，镀所述第一不活泼金属层过程中：中频电源的功率为4000-8000w，氩气的流量为100-120sccm；电源功率越强，靶材越容易激活，镀膜时间越短。
需要控制原子与原子之间的堆叠速度，防止产生间隙，影响导电效果。此功率范围是膜层导电效果最好的范围，氩气流量的控制能使被激活的原子稳定、均匀的镀在产品表层。如果流量过小或过大，均会导致镀层性能差异，进而影响导电效果。

[0024] 镀所述活泼金属层过程中：中频电源的功率为6200-6500w，氩气流量120-150sccm；

[0025] 镀所述第二不活泼金属层过程中：中频电源的功率为6000-6200w，氩气的流量为80-120sccm。

[0026] 应用本发明的技术方案，效果是：(1)喷砂处理用于在陶瓷表面形成粗糙度为600-800nm的粗糙面，目的是增加第一不活泼金属层和陶瓷之间的附着力，便于后续镀导电复合膜；(2)清洗处理用于去除待镀膜产品待镀膜面的脏污，利于后续镀膜；(3)采用夹具固定待镀膜产品，便于后续操作；(4)等离子体预处理用于对待镀膜产品进行清洁及活化处理，增强后续镀膜膜层的附着力；(5)在真空条件下采用镀膜机进行镀膜，镀膜产品性能好(如外观漂亮、膜层厚度适中、膜层粘结效果好、使用寿命长等)；(6)采用磁控溅射镀膜机、自动喷砂机以及超声波清洗机，可实现镀膜的自动化控制，既能提高镀膜效率，又能提高镀膜产品的质量。

[0027] 本发明的第三目的在于提供一种用于上述镀膜方法的装置，具体技术方案如下：

[0028] 一种如上所述的陶瓷镀膜方法所采用的镀膜装置，包括具有A腔体和B腔体的镀膜机、抽真空装置、夹具、喷砂机以及清洗机；

[0029] 所述镀膜机中的A腔体和B腔体均与所述抽真空装置连接，且所述B腔体中设有带动所述夹具进行旋转的固定部件；

[0030] 所述镀膜机、夹具、喷砂机以及清洗机四者之间为相互独立设置或可拆卸式连接。

[0031] 以上技术方案中优选的，所述镀膜机为磁控溅射镀膜机；所述喷砂机为自动喷砂机；所述清洗机为超声波清洗机。

[0032] 应用本发明的装置，各部件容易获得，且操作方便。

[0033] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明

[0034] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0035] 图1是本发明优选实施例1中陶瓷镀膜方法所得陶瓷产品的局部结构示意图；

[0036] 图2是图1的C局部示意图；

[0037] 其中，1、待镀膜的陶瓷产品，2、喷砂层，3、导电复合膜，3.1、第一铬层，3.2、铝层，3.3、第二铬层。

具体实施方式

[0038] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

[0039] 实施例1：

[0040] 一种陶瓷镀膜方法，详情如下：

[0041] 此镀膜方法所采用的镀膜装置包括：镀膜机、抽真空装置、夹具、喷砂机以及清洗机，镀膜机、夹具、喷砂机以及清洗机四者之间为相互独立设置，所述镀膜机包括A腔体和B腔体，所述A腔体和B腔体均与所述抽真空装置连接，且所述B腔体中设有带动所述夹具进行旋转的固定部件。此处，所述镀膜机为磁控溅射镀膜机；所述喷砂机为自动喷砂机；所述清洗机为超声波清洗机。

[0042] 上述陶瓷镀膜方法具体包括以下步骤：

[0043] 预处理步骤，具体是：包括喷砂处理和清洗处理，所述喷砂处理具体是：采用喷砂机将氧化铝粉喷到待镀膜的陶瓷产品1的表面，在陶瓷表面形成粗糙度为600-800nm的粗糙面(即喷砂层2)，其中：

[0044] 待镀膜的陶瓷产品1(此处为氧化锆陶瓷产品)中的待镀膜面与喷砂机的喷枪成45°的角度，喷砂时间为60秒，压力为40-60psi；清洗处理具体是：将喷砂后的陶瓷产品在清洗机中进行清洗，其中：清洗机为超声波清洗机，清洗温度为常温，清洗时间为5-20分钟；

[0045] 第一步、装夹步骤，具体是：将氧化锆陶瓷装夹在夹具上，置入镀膜装置中；

[0046] 第二步、抽真空步骤，具体是：将镀膜装置中放置有氧化锆陶瓷产品的腔体内抽真空，详情是：将镀膜装置中放置有氧化锆陶瓷产品的A腔体内抽真空至8.0×10E-3Pa；将装夹有氧化锆陶瓷产品的夹具移至镀膜装置的B腔体中，继续抽真空至3.0×10E-4Pa；

[0047] 第三步、等离子体预处理，具体是：在抽真空后的镀膜装置的腔体中激发产生氩等离子体对氧化锆陶瓷产品进行处理，详情是：RF射频电源在镀膜装置的B腔体中激发产生氩等离子体对氧化锆陶瓷产品中待镀膜面进行清洁及活化处理，其中：RF射频功率为1000-3000w，氩气的流量为200-500sccm，处理时间为1000-1200s；

[0048] 第四步、镀膜步骤，具体是：在氧化锆陶瓷产品上采用镀膜机镀导电复合膜；

[0049] 第五步、卸夹步骤，具体是：将经过镀膜后的氧化锆陶瓷产品进行暴空，并将镀好膜的氧化锆陶瓷产品从夹具上拆下即得氧化锆陶瓷产品，详见图1。

[0050] 上述等离子体预处理和镀所述导电复合膜过程中装夹有氧化锆陶瓷产品的夹具的旋转速率均为2000转/分钟。保持高速旋转，利于镀膜更为均匀，进一步提高产品的质量。

[0051] 上述导电复合膜3的结构详见图2，其包括依次设置的第一铬层3.1、铝层3.2和第二铬层3.3，所述第一铬层的厚度为5nm，所述铝层的厚度为5000nm，所述第二铬层的厚度为50nm，其中：

[0052] 第一铬层的获得方法是：中频电源在铬靶表面激发产生氩等离子体，氩离子轰击铬靶，在待镀膜产品上形成第一铬层，此处，中频电源的功率为6500w，氩气的流量为120sccm；

[0053] 所述铝层的获得方法是：中频电源在铝靶表面激发产生氩等离子体，氩离子轰击铝靶，在第一铬层上形成铝层，此处，中频电源的功率为6500w，氩气流量150sccm；所述第二铬层的获得方法是：中频电源在铬靶表面激发产生氩等离子体，氩离子轰击铬靶，在所述铝层上形成第二铬层，此处，中频电源的功率为6200w，氩气的流量为120sccm。

[0054] 采用本实施例的镀膜方法所获得的陶瓷产品的性能如表1：

[0055] 表1传统技术所得陶瓷产品和本发明所得陶瓷产品的性能比较表

[0056]

[0057] 应用本发明的技术方案，首先通过等离子体对产品内腔表面进行预处理，然后利用中频磁控溅射方法在铬靶及铝靶表面形成氩等离子体，氩离子轰击靶材后，在产品内腔表面形成均匀、致密的导电膜层，具有附着力强，镀膜效率高的优点；增加了喷砂预处理以及等离子体预处理，可以达到进一步增强附着力的效果；通过复杂的测试环境，任能保持良好的膜层附着力和导电性能。

[0058] 实施例2：

[0059] 本实施例与实施例1不同之处在于：第一不活泼金属层和第二不活泼金属层为钛层，活泼金属层采用铝层。各层的厚度以及镀膜的实际工艺同实施例1。

[0060] 本实施例获得的产品性能同实施例1。

[0061] 除此之外，所述第一不活泼金属层和第二不活泼金属层还可以采用其他的不活泼金属(铜、银等)，而活泼金属层还可以采用其他活泼金属(如镁、钾等)，再根据实际情况稍微修改镀膜参数即可，满足不同的需求。

[0062] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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