[发明专利]一种类金刚石涂层褪镀工艺

说明书

技术领域

本发明属于真空镀膜领域，涉及一种类金刚石涂层工业化应用，具体地说是 一种类金刚石涂层褪镀工艺。

背景技术

类金刚石涂层(DiamondLikeCarbon-DLC)近些年来被真空镀膜界愈发 重视，它具有超低的干摩擦系数、高硬度、耐腐蚀、高电阻率等诸多特性，制 备的方法很多，包括磁控溅射、多弧离子镀、PIID等多种工艺。类金刚石涂层 包括含氢的和不含氢的两种，含氢的一般使用化学气相沉积技术制备，不含氢 的一般采用物理气相沉积技术制备。

在工业化制备类金刚石涂层时，由于各种意外因素的存在，如前处理不当、 人员操作不当、设备故障等因素可能会造成类金刚石涂层掉膜以及其他质量问 题，传统化学药剂的褪镀对类金刚石涂层几乎没有效果，由此造成涂层厂巨大 赔付风险。

类金刚石涂层的去膜方法一般有以下三种：

一、采用金属打底：化学腐蚀金属打底层来实现褪镀。金属打底一般通过 PVD来实现，对于Cr打底的类金刚石涂层，工业上一般采用NaOH+KMnO₄的或者 NaOH+H₂O₂方法实现褪镀。

二、研磨膏机械抛光：对于棒类、平板类工件表面，可以采用机械研磨、 抛光的方法实现去膜。

三、喷砂处理：对于尺寸要求和表面粗糙度要求不严的工件而言，喷砂处 理是最为快捷和有效的方法，喷砂压力0.2MPa左右，采用400目左右白刚玉即 可。

然而，以上三种方法都有局限性，方法一的局限性在于PVD工艺金属打底， 对于PECVD制备的非金属打底类金刚石涂层，化学腐蚀并不凑效，而且化学腐 蚀很容易损伤基材表面；方法二对于不规则的工件难以抛光处理，尤其是凹槽 和深孔部位；方法三对于绝大多数精度和表面粗糙度要求严格的工件而言，显 然不合适。

发明内容

本发明的目的在于提供一种类金刚石涂层褪镀工艺，在不改变工件表面粗糙 度和精度的前提下实现原位褪镀，可以满足类金刚石涂层工业化批量褪镀的要 求。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种类金刚石涂层褪镀工艺，该工艺包括以下步骤：

(1)超声波清洗：将被褪镀件置于超声波槽中，依次经过除油、漂洗、除 蜡、漂洗工序，去除表面的宏观污渍；

(2)烘干：将清洗后的被褪镀件置于烘箱中烘烤；

(3)Ar等离子体轰击：将被褪镀件置于真空镀膜设备中，利用Ar离子辉 光清洗去除表面的微观污渍；

(4)O₂等离子体原位褪镀：在Ar离子辉光清洗之后，直接向真空室充入 O₂；

(5)超声波二次清洗：将被褪镀件再次置于超声波槽中，使用溢流高纯水 进行清洗。

步骤(1)中所述的除油工序为：在除油槽中加入质量分数为3～5％的碱性溶 液，在温度为50～70℃条件下，清洗2～5分钟；所述的漂洗工序为：使用溢流高 纯水室温下操作漂洗，溢流高纯水电阻率＞15MΩ.cm；所述的除蜡工序为：使 用质量分数为3～5％的表面活性剂溶液，在温度为50℃条件下，清洗2～5分钟； 除蜡后漂洗工序和除油后漂洗一致，漂洗后用高压气枪去除表面水渍。

所述的碱性溶液为NaOH溶液；所述的溢流高纯水电阻率＞15MΩ.cm；所 述的表面活性剂溶液为Alconox溶液。

步骤(2)中所述的烘箱温度为120℃，烘烤20分钟。

步骤(3)中所述的真空镀膜设备包括真空室、脉冲偏压电源、金属网罩、 被褪镀工件、抽气系统、充气系统；向真空室充入Ar气，保持2Pa左右，在被 褪镀件4表面施加2～4KV负偏压，在金属网罩的作用下，产生高密度的Ar等 离子体，开始对工件表面进行清洗。

步骤(4)中向真空室充入纯度为99.9％的O₂，气压保持在2～4Pa，在高偏压 的作用下利用O₂等离子体对被褪镀件表面进行烧蚀，褪镀时间一般为0.5～3小 时。

步骤(5)中所述的溢流高纯水电阻率＞15MΩ.cm，室温下操作。

本发明的有益效果：

1、不使用化学药剂褪镀，在不改变工件表面粗糙度和精度的前提下实现原 位褪镀，可以满足类金刚石涂层工业化批量褪镀的要求；