[发明专利]改善铝薄膜粘附的方法

说明书

领域

本披露总体上涉及铝薄膜和用于沉积铝薄膜的方法。具体是，描述了用于改善沉积的铝薄膜的粘附的多种方法。

背景

电镀是一种在工业中广泛用于在零件上提供具有所希望的物理品质的金属涂层的方法。例如，电镀涂层可以对零件的表面提供耐磨损及耐磨性、腐蚀保护及美学品质。电镀涂层也可以被用于在尺寸不足的零件上增加厚度。

铝衬底，特别地，可能是难以电镀的，因为当暴露于空气或水时铝表面迅速得到一个氧化物层，并且因此倾向于抑制电沉积的薄膜的良好粘附。另外，由于铝是更阳极的金属之一，在暴露于电镀溶液过程中，存在形成不令人满意的浸渍沉积物的倾向，这可能会导致不连续的电镀或电镀过程的失败。此外，如果电镀一个铝薄膜，电镀方法通常涉及将纯铝金属电镀到衬底上。虽然纯铝具有有序的微结构和良好的美学特性，但是它是较软的并且容易被刮擦。因此，当耐久性是电镀薄膜的所希望特征时，在工业应用中存在电镀铝的重大挑战。

概述

本文描述了涉及具有改善的粘附的铝薄膜的各种实施例。

根据一个实施例，描述了一种用于在铝衬底的表面上形成保护涂层的方法。该方法包括在该铝衬底的表面上形成一个促粘附层。该促粘附层具有多个空腔，这些空腔具有取向基本上垂直于该铝衬底的表面的侧壁。该促粘附层是与随后的阳极氧化处理化学上相容的。该方法还包括在该促粘附层上沉积一个铝层。该铝层具有多个布置在该促粘附层的相应空腔内的锚定部分。这些锚定部分与该促粘附层的侧壁啮合，抵抗施加到该铝层上的剪切力，将该铝层固定到该促粘附层上。

根据一个附加的实施例，描述了一种用于在衬底上形成铝层的方法。该方法包括在该衬底上形成一个氧化铝粘附层。该氧化铝粘附层具有多个由多个相应的孔壁限定的孔。该方法还包括在该形成过程中，通过同时允许这些孔壁生长和溶解这些孔壁控制该氧化铝粘附层的平均孔径，使得该平均孔径足够大，以允许在随后的铝层沉积工艺过程中在其中形成铝材料。该方法还包括在该氧化铝粘附层上沉积该铝层。在该沉积过程中，在至少一部分相应的孔内形成该铝层的锚定部分。这些锚定部分与这些孔壁啮合，抵抗施加到该铝层上的剪切力，将该铝层固定到该氧化铝层上。

根据另一个实施例，描述了一种用于铝衬底的复合涂层。该复合涂层包括一个布置在该铝衬底上的第一氧化铝层。该第一氧化铝层具有第一硬度。该复合涂层还包括一个设置在该第一氧化铝层上的第二氧化铝层。该第二氧化铝层比该第一氧化铝层更光学透明。该第一氧化铝层被整体地结合到该第二氧化物层上。

附图简要说明

所描述的实施例及其优点可以通过参考以下描述结合附图来最好地理解。这些图绝不以形式和细节限制由本领域技术人员在不脱离所描述的实施例的精神和范围下可能对所描述实施例做的任何改变。

图1A-1C示出了经历预处理的零件的截面图，该预处理涉及阳极氧化处理以改善沉积的铝层的粘附。

图2A和2B示出了包括使用磷酸阳极氧化处理形成的氧化铝粘附层的零件的截面扫描电子显微镜(SEM)图。

图3A-3C示出了经历预处理的零件的截面图，该预处理涉及浸锌(zincating)处理以改善沉积的铝层的粘附。

图4A-4C示出了经历预处理的零件的截面图，该预处理涉及表明粗化处理以改善沉积的铝层的粘附。

图5A-5C示出了经历铝沉积和阳极氧化处理(其中衬底的一部分被阳极氧化)零件的截面图。

图6示出一个表明高级工艺的流程图，该工艺涉及衬底预处理以改善沉积的铝层的粘附。

图7示出适用于电镀一些零件的一个电镀架组件。

详细说明

在本部分中描述了根据本申请的方法和装置的代表性应用。提供这些实施例仅是为了加入上下文并有助于理解所描述的实施例。因此，本领域技术人员将清楚的是所描述的实施例可以在没有某些或全部这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，对众所周知的方法步骤没有详细描述，以避免不必要地使所描述的实施例难以理解。其他应用也是可能的，这样以下实施例不应被视为限制性的。