一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，包括步骤：一、根据镀层图案确定遮挡区域；二、掩膜遮挡层覆盖：在所有遮挡区域上均均匀覆盖一层遮蔽涂料；待所覆盖涂料干燥固化后，形成一层厚度≤0.1mm的掩膜遮挡层；遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂10～30%，粘接剂1～5%，分散剂0.1～0.5%，余量为有机溶剂；三、真空物理气相沉积；四、遮挡层与镀层清除；五、后续处理：对被加工工件的加工面进行冲洗、烘干，便获得真空物理气相沉积镀层图案。本发明专利技术方法步骤简单、操作简便且使用效果好、适用范围广，能解决现有制备方法存在的制备镀层图案工序复杂、工件表面不需要沉积镀层的区域难以精确保护等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于真空物理气相沉积应用
，尤其是涉及。
技术介绍
物理气相沉积技术 制备涂层是在真空条件下利用蒸发、溅射或弧光放电等过程将膜层沉积物的粒子定向沉积在基材表面形成镀层的技术，现代工业生产中，成熟应用的真空物理气相沉积技术一般有蒸发镀膜、磁控溅射镀膜与电弧离子镀膜技术。随着技术发展，通过施加电场、磁场等方法使得沉积镀层的质量和均匀性不断提高，但往往工件整个外表面都会沉积到镀层。在通常情况下，对于工件不需要沉积涂层区域的防护，一般采用金属箔材等材料进行遮盖的方法，但由于遮盖物不能与工件表面紧密贴合，往往工件欲防护的部位仍然会受到镀层的污染，不能得到特定镀层的图形、图案。2001年04月18日公开的申请号为00131360. 6的专利技术专利申请文件《有机真空镀膜掩膜版的制作方法》中，公开了一种利用细金属丝等距离排列制备掩膜版的方法，通过掩膜版的遮蔽作用，可在基体上得到分辨率3条线/_的图形，实现了平板显示器的矩阵选址，但是这种方法仅适于有机发光领域，所制备的掩膜版只适于平面精度很高的显示屏部件。对于表面是曲面的异形工件则无能为力。因此，专利技术一种直接在工件表面制备带有图案的遮挡层，通过遮挡层的遮蔽作用，在工件表面得到具有图形、图案的真空物理气相沉积镀层的方法很有意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供，其方法步骤简单、操作简便且使用效果好、适用范围广，能有效解决现有制备方法存在的制备镀层图案工序复杂、工件表面不需要沉积镀层的区域难以精确保护等问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、根据镀层图案确定遮挡区域根据预先设计的真空物理气相沉积镀层图案在被加工工件加工面上的布设位置与尺寸，确定所述被加工工件的加工面上应进行保护的遮挡区域数量以及各遮挡区域的位置和尺寸；步骤二、掩膜遮挡层覆盖在步骤一中所确定的所有遮挡区域上，均均匀覆盖一层遮蔽涂料；且待所覆盖涂料干燥固化后，形成一层厚度< O. Imm的掩膜遮挡层；所述遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成遮蔽剂10% 30%，粘接剂1% 5%，分散剂O. 1% O. 5%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化招、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为有机膨润土或/和气相二氧化硅，所述粘接剂为醇酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或多元醇松香酯，所述有机溶剂为酮类有机溶剂、酯类有机溶剂或芳香烃类有机溶剂；步骤三、真空物理气相沉积采用真空物理气相沉积设备，对步骤二中覆盖掩膜遮挡层后的所述被加工工件进行真空物理气相沉积处理，并相应在所述被加工工件的加工面上形成一层厚度> 3 μ m的真空物理气相沉积镀层；步骤四、遮挡层与镀层清除将步骤三中经真空物理气相沉积处理后的所述被加工工件,放入去离子水中超声清洗2min 3min,并将步骤二中所述掩膜遮挡层和步骤三中所述真空物理气相沉积镀层均清除掉；步骤五、后续处理对步骤四中清除掉掩膜遮挡层和真空物理气相沉积镀层的所述被加工工件的加工面进行冲洗，且冲完后烘干，便获得真空物理气相沉积镀层图案。上述，其特征是步骤二中进行掩膜遮挡层覆盖之前，需先对所述遮蔽涂料进行制备，且其制备过程如下 步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂；步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液；步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨30min 40min，得到混合溶液；步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到所述遮蔽涂料。上述，其特征是步骤二中在步骤一中所确定的所有遮挡区域上覆盖一层遮蔽涂料时，采用涂刷、浸溃、滚涂、丝网印刷或喷涂方法进行覆盖。上述，其特征是步骤三中所述真空物理气相沉积镀层为金属元素或合金元素镀层、金属元素或合金元素的氮化物镀层、金属元素或合金元素的碳化物镀层或者金属元素或合金元素的氧化物镀层；实际进行真空物理气相沉积处理时，当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氩气时，所形成的真空物理气相沉积镀层为金属元素或合金元素镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氮气时，所形成的真空物理气相沉积镀层为金属元素或合金元素的氮化物镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为甲烷或乙炔时，所形成的真空物理气相沉积镀层为金属元素或合金元素的碳化物镀层；当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氧气时，所形成的真空物理气相沉积镀层为金属元素或合金元素的氧化物镀层。上述，其特征是步骤三中进行真空物理气相沉积处理过程中，当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氩气时，真空度高于9X ICT1Pa,温度为室温 500°C ;当所述真空物理气相沉积设备内所通入气体为氮气、甲烷、乙炔或氧气时，真空度高于IPa，温度为室温 600°C。上述，其特征是步骤二中所述的遮蔽涂料优选由以下质量百分比的原料制成遮蔽剂15% 25%，粘接剂1% 5%，分散剂O. 1% O. 4%，余量为有机溶剂。上述，其特征是步骤三中进行真空物理气相沉积处理过程中，真空物理气相沉积时间为20min 3h。上述，其特征是步骤二中进行掩膜遮挡层覆盖之前，还需对所述被加工工件进行去油清洗；步骤二中所覆盖的涂料在室温条件下进行干燥固化；步骤五中对所述被加工工件的加工面进行冲洗时，采用去离子水进行冲刷。上述，其特征是步骤102中所述酮类有机溶剂为丙酮，所述酯类有机溶剂为乙酸乙酯，所述芳香烃类有机溶剂为二甲苯或苯。上述，其特征是步骤103中经粉碎处理后的遮蔽剂的平均粒度不大于10 μ m。本专利技术与现有技术相比具有以下优点I、方法步骤简单、投入成本较低且实现方便。2、方法步骤设计合理，操作简便，主要制备过程如下首先，在对工件进行真空物理气相沉积镀层前，在工件表面制备一层具有与需制备图形图案相对应的掩膜遮挡层；之后，将工件置入真空室进行真空物理气相沉积制备镀层；沉积结束后，可对遮蔽层进行清理，一并去除掉遮蔽层上面的镀层，而沉积在工件表面的镀层得以存留，最终在工件表面得到镀层图案。因而，预先采用遮蔽涂层浆料在工件表面制备图形掩膜后将工件置入真空室，利用真空物理气相沉积技术在表面制备膜层，最后将掩膜与镀层清除掉得到物理气相沉积的膜层图案。3、本专利技术可重复性好，灵活性高，实现了真空物理沉积制备镀层时工件表面指定区域膜层的沉积与遮蔽，可以实现在工件表面制备的真空物理气相沉积镀层具有可控的图形图案。4、遮挡层的厚度小于O. Imm,因而能有效保证得到精细的图形图案。5、物理气相沉积所采用的遮蔽涂料能够涂覆在基材不需要物理气相沉积涂层的部位，在物理气相沉积工艺的真空和高温条件下，该遮蔽涂料形成不挥发、不脱落、不变质的遮蔽涂层，待基材经过物理气相沉积处理后可对遮蔽涂层进行清理，同时一并去除掉基材保护部位的物理气相沉积涂层，使用方便，效果明显。实际使用时，本专利技术所采用的遮蔽涂料能够有效保护基材相关区域的表面不被沉积的镀层污染，实现了物理气相沉积制备涂层时基材(即被加工工件)不同部位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、根据镀层图案确定遮挡区域：根据预先设计的真空物理气相沉积镀层图案在被加工工件（3）加工面上的布设位置与尺寸，确定所述被加工工件（3）的加工面上应进行保护的遮挡区域数量以及各遮挡区域的位置和尺寸；步骤二、掩膜遮挡层覆盖：在步骤一中所确定的所有遮挡区域上，均均匀覆盖一层遮蔽涂料；且待所覆盖涂料干燥固化后，形成一层厚度≤0.1mm的掩膜遮挡层（1）；所述遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成：遮蔽剂10%～30%，粘接剂1%～5%，分散剂0.1%～0.5%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化铝、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为有机膨润土或/和气相二氧化硅，所述粘接剂为醇酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或多元醇松香酯，所述有机溶剂为酮类有机溶剂、酯类有机溶剂或芳香烃类有机溶剂；步骤三、真空物理气相沉积：采用真空物理气相沉积设备，对步骤二中覆盖掩膜遮挡层后的所述被加工工件（3）进行真空物理气相沉积处理，并相应在所述被加工工件（3）的加工面上形成一层厚度≥3μm的真空物理气相沉积镀层（2）；步骤四、遮挡层与镀层清除：将步骤三中经真空物理气相沉积处理后的所述被加工工件（3），放入去离子水中超声清洗2min～3min，并将步骤二中所述掩膜遮挡层（1）和步骤三中所述真空物理气相沉积镀层（2）均清除掉；步骤五、后续处理：对步骤四中清除掉掩膜遮挡层（1）和真空物理气相沉积镀层（2）的所述被加工工件（3）的加工面进行冲洗，且冲完后烘干，便获得真空物理气相沉积镀层图案。...

【技术特征摘要】
1.一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于该方法包括以下步骤 步骤一、根据镀层图案确定遮挡区域根据预先设计的真空物理气相沉积镀层图案在被加工工件(3)加工面上的布设位置与尺寸，确定所述被加工工件(3)的加工面上应进行保护的遮挡区域数量以及各遮挡区域的位置和尺寸； 步骤二、掩膜遮挡层覆盖在步骤一中所确定的所有遮挡区域上，均均匀覆盖一层遮蔽涂料；且待所覆盖涂料干燥固化后，形成一层厚度< O. Imm的掩膜遮挡层(I)； 所述遮蔽涂料由以下质量百分比的原料制成遮蔽剂10% 30%，粘接剂1% 5%，分散剂O. 1% O. 5%，余量为有机溶剂；所述遮蔽剂为碳酸钙、碳酸钡、二氧化钛、硫酸钡、氯化银、碳酸银、氢氧化银、氧化招、碳酸锌、氢氧化锌或氢氧化铁，所述分散剂为有机膨润土或/和气相二氧化硅，所述粘接剂为醇酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或多元醇松香酯，所述有机溶剂为酮类有机溶剂、酯类有机溶剂或芳香烃类有机溶剂； 步骤三、真空物理气相沉积采用真空物理气相沉积设备，对步骤二中覆盖掩膜遮挡层后的所述被加工工件(3)进行真空物理气相沉积处理，并相应在所述被加工工件(3)的加工面上形成一层厚度> 3μπι的真空物理气相沉积镀层(2)； 步骤四、遮挡层与镀层清除将步骤三中经真空物理气相沉积处理后的所述被加工工件(3)，放入去离子水中超声清洗2min 3min，并将步骤二中所述掩膜遮挡层(I)和步骤三中所述真空物理气相沉积镀层(2)均清除掉； 步骤五、后续处理对步骤四中清除掉掩膜遮挡层(I)和真空物理气相沉积镀层(2)的所述被加工工件(3)的加工面进行冲洗，且冲完后烘干，便获得真空物理气相沉积镀层图案。2.按照权利要求I所述的一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于步骤二中进行掩膜遮挡层覆盖之前，需先对所述遮蔽涂料进行制备，且其制备过程如下 步骤101、按质量百分比分别称取遮蔽剂、粘接剂、分散剂和有机溶剂； 步骤102、将步骤101中称取后的粘接剂加入称取后的有机溶剂中，混合均匀后得到粘接溶液； 步骤103、将步骤101中称取后的遮蔽剂进行粉碎处理，然后加入步骤102中所述粘接溶液中，混合均匀后置于研磨机中研磨30min 40min，得到混合溶液； 步骤104、将步骤101中称取后的分散剂加入步骤103中所述混合溶液中，混合均匀后得到所述遮蔽涂料。3.按照权利要求I或2所述的一种制备真空物理气相沉积镀层图案的方法，其特征在于步骤二中在步骤一中所确...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝云，李争显，王彦峰，华云峰，杜继红，姬寿长，罗晓峰，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：