[发明专利]DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法及调整底盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种DLC(DIAMOND-LIKE CARBON)膜制备技术，尤其涉及一种DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法及调整底盘，属于DLC膜制备技术领域。

背景技术

DLC是一种由碳元素构成、在性质上和钻石类似，同时又具有石墨原子组成结构的物质，因此又称类金刚石薄膜，DLC是一种非晶态薄膜，由于具有高硬度和高弹性模量，低摩擦系数，耐磨损以及良好的真空摩擦学特性，很适合于作为耐磨涂层，从而引起了光学工程领域的重视。目前制备DLC薄膜的方法很多，不同的制备方法所用的碳源以及到达基体表面的离子能量不同，沉积的DLC膜的结构和性能存在很大差别，摩擦学性能也不相同。

目前通常采用离子增强化学气相沉积(PECVD)制备DLC薄膜，类金刚石(DLC)薄膜具有一系列优异性能：红外区透明、硬度高、耐摩擦、化学性能稳定、耐热冲击、热膨胀系数小等；因此DLC薄膜的开发研究吸引了许多科技工作者的极大关注；DLC薄膜目前在光学方面的重要应用之一是利用其在红外区的透明性和良好的机械耐磨特性做红外光学零件的增透保护膜。

现有技术中通常将待沉膜的工件放置在真空电场环境中，直接在该工件待沉膜的表面上沉积DLC膜，但是使用中发现，沉积在该工件下边缘的DLC膜容易脱落，进一步的研究可以发现，该现象与沉膜工艺和电场强弱有关。以红外光学系统所使用的球冠状头罩模拟件的DLC沉膜过程为例，待沉膜工件1的结构如图1所示，将该工件直接置于真空电场中模拟沉积过程，发现沉膜后的头罩模拟件下边缘处很容易脱落，进一步通过软件对待沉膜工件在沉膜过程中的真空电场进行模拟，如图2所示，发现待沉膜工件在下边缘处出现电场不连续分布，在待沉膜工件与电极接触的拐角附近的电场很弱，可以确定，模拟件下边缘处因电场分布不连续导致了膜沉积的不均匀，这是造成脱膜的主要原因。

发明内容

本发明提供一种DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法及调整底盘，用于克服现有技术中的缺陷，实现工件的均匀性沉膜，解决现有技术中因电场分布不均造成工件下边缘脱膜的技术问题。

本发明一方面提供一种DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法，包括以下步骤：

步骤1，将待沉膜的工件至于金属材质的调整底盘上，所述调整底盘与工件相适配，且调整底盘暴漏的周侧面与所述工件的待沉膜表面之间形成连续的过渡；

步骤2，将所述工件及调整底盘放置于真空电场环境中；

步骤3，在所述工件的待沉膜表面及调整底盘暴漏的周侧面沉积DLC膜层；

步骤4，将沉积有DLC膜的工件从所述调整底盘上取下即完成了对所述工件的DLC沉膜。

本发明另一方面提供一种调整底盘，该调整底盘由金属制成，所述调整底盘用于与底端放置在其上的待沉膜的工件相适配，并且该调整底盘暴漏的周侧面与所述工件的待沉膜表面之间形成连续的过渡。

本发明的DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法的技术效果是：通过在待沉积DLC膜的工件的底部设置调整底盘，使得工件升高一定的距离，同时为了避免工件下边缘在沉膜后有棱角的出现，并使调整底盘暴漏的周侧面与所述工件的待沉膜表面形成过渡，继续利用软件进行真空室内电场模拟，发现在工件的整个表面电场分布较均匀，然后再在工件和调整底盘的外表面进行沉积DLC膜，待DLC膜沉积完成后，再从调整底盘上将沉积有DLC膜的工件取下即可。由于在工件整个外表面在真空室内的电场分布较均匀，因此沉积在其上的DLC膜层均匀且不易脱落。

本发明的调整底盘的技术效果是，通过在待沉膜工件的底部托设该调整底盘改变待沉膜工件下部边缘的电场，使得原来分布在其下边缘的不均匀电场变得均匀，从而改变沉积在整个工件外表面的DLC膜的均匀性，避免其下边缘脱膜。

附图说明

图1为现有技术中光学系统中使用的球冠状头罩的主视图；

图2为现有技术在实验中的真空室内的电场模拟示意图；

图3为本发明实施例一的参考示意图；

图4为本发明DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法在实验中的真空室内的电场模拟示意图；

图5为本发明实施例一的优选实施方式的参考示意图；

图6为本发明实施例二的的使用状态参考示意图；

图7为本发明实施例三的使用状态参考示意图。

具体实施方式

待沉膜的工件可为球冠形、圆柱形、圆锥形、棱柱形、棱锥形等，下面实施例以红外光学系统零件即图1所示的球冠状头罩为待沉膜的工件进行说明。

实施例一