一种金属-高分子多层复合薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属‑高分子多层复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：步骤一，将基材和金属靶材固定安装在真空腔体内部；步骤二，将真空腔体抽至真空状态；步骤三，在真空腔体内部产生电浆，并向真空腔体内部间断地充入反应物，从而在基材表面交替形成金属薄膜和高分子薄膜；步骤四，取出制备好的金属‑高分子多层复合薄膜。本发明专利技术通过电浆在物理气相沉积以及化学气相沉积上的应用，采用一个真空薄膜系统，在单一基材上制备金属‑高分子多层复合薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种金属-高分子多层复合薄膜的制备方法
本专利技术涉及多层复合薄膜
，尤其是一种金属-高分子多层复合薄膜的制备方法。
技术介绍
目前，绝大多数溅镀及气相化学反应都是分开进行的，这是为了避免不同制程间的干扰，如果要研究金属-高分子等形式的复合薄膜，就必须采用两套真空镀膜系统，这无疑是经费上的一大负担，而且也增加系统维护的麻烦，最大的缺点是：无法在真空下连续镀膜以形成金属-高分子多层复合薄膜。电浆应用在化学气相沉积法(PECVD)，就是将反应物质激发，使其由基态(groundState提升到激发态(ExcitationState),并产生大量的活性自由基(FreeRadical)，在电浆聚合(PlasmaPolymerization)中，吸附在基材表面的单体(Nonomer),也同样会受激化而形成活性物种，然后和活化或非活化物种聚合形成薄膜；这一系列的反应都是在比传统化学气相沉积法低温的状态下发生其温度范围从室温到200℃，远低于一般化学气相沉积法的操作温度(300-1000℃)。在物理气相沉积方面(PVD)，以电浆进行溅镀是电浆众多应用的一种，在电浆溅镀中，离子可以有效撞击靶材元素带到基材表面，然后在表面沉积成膜，除了一般的金属和合金靶材外，对于高熔点金属甚至无机物(玻璃、陶瓷等)的镀膜，电浆溅镀的效用远胜于蒸镀方式。由此，电浆技术可以同时应用在物理气相沉积以及化学气相沉积上，正因为电浆技术在应用上有极大的潜力，所以被广泛的研究及使用在工业界，而我们便利用电浆这种特性为基础，提出了一种金属-高分子多层复合薄膜的制备方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种金属-高分子多层复合薄膜的制备方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种金属-高分子多层复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：步骤一，将基材和金属靶材固定安装在真空腔体内部；步骤二，将真空腔体抽至真空状态；步骤三，在真空腔体内部产生电浆，并向真空腔体内部间断地充入反应物，从而在基材表面交替形成金属薄膜和高分子薄膜；步骤四，取出制备好的金属-高分子多层复合薄膜。进一步，所述反应物从真空腔体上部充入，所述基材固定安装在真空腔体中部，金属靶材固定安装在真空腔体下部。进一步，所述反应物为四甲基双硅氧烷和氧气。进一步，充入真空腔体内部的四甲基双硅氧烷和氧气的流速比为1:1。进一步，充入真空腔体内部的四甲基双硅氧烷和氧气的流速为8～12SCCM。进一步，步骤三中所述在真空腔体内部产生电浆的方法为：向真空腔体内部充入氩气，并向真空腔体内部的上方电极和下方电极通电形成电浆。进一步，充入真空腔体内部的氩气的流速为15～150SCCM。进一步，所述真空状态的压力值范围为10-3Torr以下。进一步，步骤三中，当真空腔体内部不充入反应物时，将基材旋转至表面朝下，进行金属溅镀；当向真空腔体内部充入反应物时，将基材旋转至表面朝上，并用靶材挡板挡住金属靶材，进行高分子聚合反应。进一步，步骤四中，取出制备好的金属-高分子多层复合薄膜之前需要先充入氮气，使真空腔体内部的真空状态回复到大气压力。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过电浆在物理气相沉积以及化学气相沉积上的应用，采用一个真空薄膜系统，在单一基材上制备金属-高分子多层复合薄膜。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的金属-高分子多层复合薄膜的制备方法的流程图。图2为本专利技术的制备方法所采用的真空镀膜系统的结构示意图。。图3为本专利技术的制备方法所采用的真空镀膜系统的详细结构示意图。图4为本专利技术的制备方法所采用的真空镀膜系统的真空腔体的详细结构示意图。图5为本专利技术的制备方法所采用的真空镀膜系统的电极护板的结构示意图。图6为采用本专利技术进行电浆金属电镀时电极护板表面电浆辉光效应图。图7为采用本专利技术制备金属薄膜的薄膜厚度与镀膜时间的线性关系图。图8为采用本专利技术制备高分子薄膜的薄膜厚度与镀膜时间的线性关系图附图标记：1-真空腔体，2-质量流量控制系统，21-第一质量流量控制器，22-第二质量流量控制器，23-第三质量流量控制器，24-第四质量流量控制器，25-质量流量总控制器，26-质量流量温度控制器，3-真空抽气系统，30-抽气管道，31-压力调节阀，32-油旋转泵，33-罗茨泵，4-电浆电源供应器，5-进气管道，51-第一进气管道，52-第二进气管道，6-真空压力计，11-上方电极，12-下方电极，13-基材支架，130-基材，14-靶材支架，15-金属靶材，16-靶材挡板，17-旋转杆，18-永久磁铁，21-电极主体，22-电极护板，220-进气通孔，221-螺纹孔。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种金属-高分子多层复合薄膜的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：步骤一，将基材130和金属靶材15固定安装在真空腔体1内部；步骤二，将真空腔体1抽至真空状态；步骤三，在真空腔体1内部产生电浆，并向真空腔体内部间断地充入反应物，从而在基材表面交替形成金属薄膜和高分子薄膜；步骤四，取出制备好的金属-高分子多层复合薄膜。本专利技术利用电浆同时应用在物理气相沉积以及化学气相沉积上的特性，采用一个真空薄膜系统，在单一基材上制备金属-高分子多层复合薄膜。以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1本实施例结合所采用的真空薄膜系统，对本专利技术的金属-高分子多层复合薄膜的制备方法进一步说明：所述真空镀膜系统，如图2所示，包括：真空腔体1、质量流量控制系统2、真空抽气系统3和电浆电源供应器4；所述真空腔体1设置有进气管道5和抽气管道30；所述真空抽气系统3通过抽气管道30与真空腔体1内部连通；所述质量流量控制系统2通过进气管道5与真空腔体1内部连通，用于向真空腔体内部持续充入用于产生电浆的气体，并间断地充入反应物；所述真空腔体1内部设置有上方电极11、下方电极12和基材支架13；所述基材支架13位于上方电极11和下方电极12之间，用于固定基材130；所述下方电极12上部设置有固定金属靶材15的靶材支架14；所述上方电极11和下方电极12均连接至电浆电源供应器4，用于在电浆电源供应器4的作用下与用于产生电浆的气体反应产生电浆，使充入真空腔体1内部的反应物在电浆的作用下进行高分子聚合反应，以及使金属靶材15在电浆的作用下进行金属溅镀，从而在基材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属‑高分子多层复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将基材和金属靶材固定安装在真空腔体内部；步骤二，将真空腔体抽至真空状态；步骤三，在真空腔体内部产生电浆，并向真空腔体内部间断地充入反应物，从而在基材表面交替形成金属薄膜和高分子薄膜；步骤四，取出制备好的金属‑高分子多层复合薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种金属-高分子多层复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将基材和金属靶材固定安装在真空腔体内部；步骤二，将真空腔体抽至真空状态；步骤三，在真空腔体内部产生电浆，并向真空腔体内部间断地充入反应物，从而在基材表面交替形成金属薄膜和高分子薄膜；步骤四，取出制备好的金属-高分子多层复合薄膜。2.如权利要求1所述的金属-高分子多层复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述反应物从真空腔体上部充入，所述基材固定安装在真空腔体中部，金属靶材固定安装在真空腔体下部。3.如权利要求1所述的金属-高分子多层复合薄膜的制备方法，其特征在于，形成高分子薄膜的所述反应物为四甲基双硅氧烷和氧气。4.如权利要求3所述的金属-高分子多层复合薄膜的制备方法，其特征在于，充入真空腔体内部的四甲基双硅氧烷和氧气的流速比为1:1。5.如权利要求3所述的金属-高分子多层复合薄膜的制备方法，其特征在于，充入真空腔体内部的四甲基双硅氧烷和氧气的流速均为8～12SCCM...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锡强，李欢乐，王茜，李珪，赵羽晴，余赐贤，
申请(专利权)人：拓米成都应用技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51