DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法及调整底盘技术

本发明专利技术提供一种DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法及调整底盘，该方法包括以下步骤：将待沉膜的工件至于金属材质制作的调整底盘上并与该调整底盘相配合，且所述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；将所述工件及调整底盘放置于真空电场环境中；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；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。本发明专利技术通过在待沉膜工件的底部托起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，解决了现有技术中成品件下边缘脱膜的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法及调整底盘
本专利技术涉及一种DLC(DIAMOND-LIKECARBON)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

技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术提供一种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。本专利技术一方面提供一种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，且调整底盘暴露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露的周侧面沉积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。本专利技术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，并且该调整底盘暴露的周侧面与所述工件的待沉膜表面之间形成连续的过渡。本专利技术的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，并使调整底盘暴露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。本专利技术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为本专利技术实施例一的参考示意图；图4为本专利技术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为本专利技术实施例一的优选实施方式的参考示意图；图6为本专利技术实施例二的的使用状态参考示意图；图7为本专利技术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。实施例一如图3所示，本专利技术提供一种DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法，包括以下步骤：步骤1，制作金属材质的调整底盘，将待沉膜的工件1放置于该调整底盘2上，并使工件1与调整底盘2相适配，调整底盘2暴露的周侧面22与工件1的待沉膜的表面之间形成连续的过渡；调整底盘2为球台形，且调整底盘2的上底面21半径与待沉膜的工件1的底面半径相等；步骤2，将工件及调整底盘放置于真空电场环境中；步骤3，在工件1的待沉膜表面及调整底盘2暴露的周侧面22沉积DLC膜层；步骤4，将沉积有DLC膜的工件从调整底盘上取下即完成了对工件1外表面的DLC沉膜。通过在待沉积DLC膜的红外光学系统零件即球冠状头罩的底部设置调整底盘，使得球冠状头罩升高，同时为了避免球冠状头罩下边缘在沉膜后有棱角的出现，将该调整底盘设呈球台状，且使调整底盘的上底面半径与球冠状头罩的底面半径相等，以使调整底盘2暴露的周侧面22与球冠状头罩的待沉膜表面之间形成连续的过渡，即调整底盘2暴露的周侧面22沿球冠状头罩的待沉膜表面下边缘向下延伸并呈一连续面，该连续面在本实施例中为一球冠面或半球面，然后在球冠状头罩的待沉膜表面和调整底盘暴露的周侧面沉积DLC膜，待DLC膜沉积完成后，再从调整底盘2上将沉积有DLC膜的球冠状头罩取下即可。利用软件对经调整底盘2垫高并配合的球冠状头罩进行真空室内电场模拟试验，发现在球冠状头罩的整个待沉膜表面的电场分布较均匀，如图4所示，由于在球冠状头罩整个待沉膜表面在真空室内的电场分布较均匀，因此沉积在其上的DLC膜不易脱落，解决了现有技术中沉积在球冠状头罩下边缘的DLC膜易脱落的技术问题。作为上述实施例的具体实施方式，如图5所示，步骤1具体为：调整底盘由金属圆环4和设在该金属圆环4内的底架3构成；将待沉膜的工件1置于该底架3和金属圆环4上，并使金属圆环4的暴露在真空电场中的外周侧面41与待沉膜的工件1的待沉膜表面之间形成连续的过渡。对于同等尺寸的待沉膜工件，底架可重复利用，每次在工件上沉膜完成后，只需重新更换金属圆环即可，节约材料。实施例二如图6所示，本实施例提供一种调整底盘2用于DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法，该调整底盘2由金属制成，调整底盘2用于与放置在其上的待沉膜的工件1相适配，且调整底盘2暴露的周侧面22与待沉膜的工件1的待沉膜表面之间形成连续的过渡。调整底盘2对应于待沉膜工件的不同形状，可设置呈球台状、圆台状、锥台状、圆柱状或棱柱状。为了使调整底盘2与待沉膜的工件1的配合更加准确，确保调整底盘2暴露的周侧面22沿待沉膜的工件1的待沉膜表面的下边缘向下延伸并呈一连续面，在调整底盘2上设有定位轴或定位孔。图6中所示调整底盘2为球台形，且调整底盘2的上底面21半径与待沉膜的工件1的底面半径相等；调整底盘2的上底面21上设有定位轴5。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膜的均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将待沉膜的工件置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。

【技术特征摘要】
1.一种DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将待沉膜的工件置于金属材质的调整底盘上，所述调整底盘与工件相适配，且调整底盘暴露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露的周侧面沉积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；所述步骤1具体为：所述调整底盘由金属圆环和设在该金属圆环内的底架构成；将所述待沉膜工件置于该底架和金属圆环上，并使所述金属圆环暴露的周侧面与所述工件的待沉膜表面之间形成连续的过渡。2.根据权利要求1所述的DLC沉膜的膜厚均匀性控制方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：付秀华，李琳，刘冬梅，张静，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：