[发明专利]在光盘表面沉积耐酸碱类金刚石薄膜的装置和方法

说明书

技术领域：

本发明涉及光盘表面覆膜方法，特别是光盘表面沉积类金刚石薄膜的方法，另外还涉及覆膜装置。

背景技术：

光盘即高密度光盘(Compact Disc)是近代发展起来不同于磁性载体的光学存储介质，用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存储和再生信息，又称激光光盘。光盘的发展历程和纸的发明极大地促进了人类文明的进步，它记载了人类文明的发展史，造就了一批新兴的工业。光盘基板材料是芳香聚碳酸酯，其分子的化学结构为：其结构中含有芳香环和羧基，不具有耐酸碱性。由于是一种典型的聚合有机物，因此硬度低。类金刚石(DLC)薄膜具有高硬度、高化学稳定性、高红外透过性、高耐磨性及低摩擦系数等一系列优异的性能，因而在机械、光学、声学、电子以及磁介质保护等领域有着广泛的应用前景。自上世纪80年代以来，一直是各国镀膜技术领域研究的热点之一。介质阻挡放电(DBD)是一种可以在较高气压范围内产生非平衡等离子体的放电方式。利用介质阻挡放电沉积类金刚石薄膜，是一种新颖的薄膜制备技术。该方法具有放电装置简单、低能耗、耗气量小以及可以在室温下实现多种基地上大面积镀膜等优势。近年来，国内外对DLC薄膜的耐腐蚀性能进行了广泛的研究，但主要集中在DLC薄膜对不锈钢耐腐蚀性能的影响。有关DLC薄膜对玻璃耐腐蚀性能的影响研究较少。对于利用介质阻挡放电等离子体增强化学气相沉积(DBD-PECVD)法在光盘表面沉积类金刚石薄膜，并对薄膜耐耐酸碱测试还未见报到。

发明内容：

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种在光盘上沉积耐酸碱类金刚石薄膜的方法，该方法简单、节能成本低，另外本发明还提供一种在光盘上沉积耐酸碱类金刚石薄膜的装置，结构简单，可实现在绝缘介质上沉积类金刚石薄膜，能耗低。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：在光盘上沉积耐酸碱类金刚石薄膜的方法，利用中低频介质阻挡高压放电，使用小分子碳氢气体，在较低气压条件下，以光盘作为沉积基底，在光盘表面沉积超硬类金刚石薄膜。

所述放电时保持压力在500-1000Pa，放电沉积5-20分钟，薄膜厚度控制在200-600nm左右，沉积结束后，停止放电，将放电室充气，取出光盘。

所述放电沉积前，使用氩气或氦气等稀有气体作为放电气体，清洗光盘表面。

所述清洗光盘表面是放电前将放电室气体排空，使压力保持在3Pa以下，使用3kHz正弦波高压放电电源，在峰值电压为30kV条件下，使用氩气作为放电气体，在氩气压力200Pa条件下放电5分钟，清洗光盘表面，再进行放电沉积。

所述介质采用玻璃或石英等作为绝缘介质。

所述小分子碳氢气体是指CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂等小分子碳氢气体。

本发明在光盘上沉积耐酸碱类金刚石薄膜的装置，放电等离子体腔体为真空密封室，交流正弦波高压连接在高压电极上，高压电极和地电极之间为气体间隙，阻挡放电的绝缘介质分别开有入气口和出气口，入气口与质量流量控制器连接，出气口连接有真空机械泵。

所述气体间隙大小1-10mm。

本发明利用介质阻挡放电等离子体沉积薄膜，具有其独特的优势：如放电方式简单，能耗低，气体流量低，可实现在绝缘介质上沉积。利用原子力显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、耐酸碱测试等对薄膜性能进行表征，分析薄膜沉积后光盘表面特性。薄膜对于光驱工作读写激光波长在蓝光和红光均具有＞90％以上透过性。对于镀膜后的光盘进行读写测试，发现薄膜对于光盘正常工作不产生任何影响。本发明有效的提高光盘表面的化学稳定性和机械性能。镀膜的光盘表面平滑、均匀，经耐盐酸腐蚀试验，没有显示任何破坏的迹象，主要是由于类金刚石薄膜与盐酸不发生化学反应，对光盘起到了保护作用。对未镀膜和镀膜后的光盘同样进行了耐硫酸、王水、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾等测试，均发现未镀膜被这些溶液破坏，而镀膜后的光盘具有很好的耐酸碱特性。

设备成本低；放电室气体间隙小(通常几毫米)，气体体积小，气体流量低；能耗低等。

附图说明：

图1为本发明装置纵剖面结构示意图。

图2为沉积在光盘基底上类金刚石薄膜扫面电子显微镜的断面结构图。

图3为薄膜在350-900nm范围内在玻璃表面的光透过性分析图。