專利名稱：模造玻璃模仁及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種模造玻璃裝置，尤其是關(guān)于一種模造玻璃模仁及其制造方法。
技術(shù)背景隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼相機、攝影機越來越為廣大消費者青睞，在人們對數(shù)碼相 機、攝影機追求小型化的同時，對其拍攝出物體的影像質(zhì)量亦提出更高的要求，即希望拍攝 物體的影像畫面清晰，而物體的成像質(zhì)量在很大程度上取決于數(shù)碼相機內(nèi)各光學(xué)組件的優(yōu)劣非球面鏡片即為數(shù)碼相機中不可或缺的光學(xué)組件，現(xiàn)有的數(shù)碼相機非球面鏡片是通過模 造法制成。由于模造玻璃需要在高溫(大約60(TC)及高壓(10-30KN)下進行，所以模造法制備 非球面鏡片需要具備嚴格設(shè)計生產(chǎn)的模仁，該模仁一般需要具備以下特點1. 良好化學(xué)穩(wěn)定性以避免與玻璃產(chǎn)生反應(yīng)；2. 足夠的硬度及機械強度以避免表面刮傷；3. 高溫穩(wěn)定性以避免模造過程中發(fā)生分解；4. 耐熱沖擊性以忍受模造過程的高溫沖壓；5. 具有可加工性使其易用于加工成特定的光學(xué)表面；6. 模仁要具有一定的壽命以降低成本。 模造玻璃模仁至少包括單一材質(zhì)，或底材與保護膜的組合結(jié)構(gòu)， 一般底材材質(zhì)是不銹鋼、碳化硅、碳化鎢等，而保護膜的材質(zhì)一般為類金剛石薄膜(Diamond Like Film, DLC)、 貴金屬鍍膜或貴金屬合金鍍膜，貴金屬鍍膜如銥(Iridium, Ir)、鉑(Plati皿m， Pt)、釕 (Ruthenium, Ru)等，貴金屬合金鍍膜如銥-釕合金(Ir-Ru)、銥-錸合金(Ir-Re)等。類金剛 石薄膜(DLC)很難達到令人滿意的模仁壽命，而貴金屬或貴金屬合金都具有很強的化學(xué)穩(wěn)定 性、足夠的硬度及耐高溫性，但是由于貴金屬保護膜與底材之間附著性較差，使得模仁使用 壽命大大減少，間接提高了模造玻璃的成本。有鑒于此，提供一種具有較長使用壽命、保護膜與底材結(jié)合緊密且模造溫度較高的模造 玻璃模仁實為必要。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有較長使用壽命、保護膜與底材結(jié)合緊密且模造溫度較高 的模造玻璃模仁。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造上述模造玻璃模仁的方法。
一種模造玻璃模仁，其包括底材、中介層及保護膜，該中介層位于底材的表面，該保護 膜位于中介層的表面，且具有一模造凹槽的模造面，其中該底材的材料為碳氮化硼，該中介 層的材料為非結(jié)晶碳氮材料。
一種模造玻璃模仁的制造方法，包括以下步驟
提供一底材；
沉積一層中介層于底材表面；
在中介層表面沉積一層保護膜，即可得到模造玻璃模仁；
其中該底材的材料為碳氮化硼，該中介層的材料為非結(jié)晶碳氮材料。
該中介層是通過反應(yīng)性直流濺射、反應(yīng)性交流濺射、反應(yīng)性射頻濺射或化學(xué)汽相沉積法
沉積于底材表面。相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的模造玻璃模仁具有較長使用壽命、保護膜與底材
結(jié)合緊密且模造溫度較高。


圖l是本發(fā)明模造玻璃模仁的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
結(jié)合參照圖l所示，本發(fā)明的模造玻璃模仁包括底材l、中介層2及保護膜3，其中中介層 2位于該底材1上，保護膜3位于該中介層2上，該保護膜3具有一模造凹槽的模造面31，該底 材1的材料為碳化鎢(WC)，該中介層的材料2為非結(jié)晶碳氫(amorphous C:H，以下簡稱為 a-C :H)材料，該保護膜3的材料為碳化硅(SiC)或銥-鉑合金(Ir-Pt)。
制造該模造玻璃模仁的方法包括以下步驟
提供一碳化鎢底材l;
沉積一層a-C :H中介層2于底材1表面；
在中介層2表面沉積一層保護膜3 。
其中中介層2的a-C:H材料是通過反應(yīng)性直流濺射(DC Reactive Sputtering)、反應(yīng)性交 流濺射(AC Reactive Sputtering)或反應(yīng)性射頻濺射(RF Reactive Sputtering)等方法中 的一種濺鍍于于底材l上。以氬氣(Ar)與甲烷(CH4)或者氬氣(Ar)與乙烷(C2H6)的混合氣體作 為濺射氣源，在真空室內(nèi)進行反應(yīng)性濺射，控制濺射條件得到一層厚度為2nm-8nm的中介層 2，該中介層的材料即為通過反應(yīng)性濺射得到a-C:H。
保護膜3的材料為碳化硅時，以碳化硅為濺射耙材，以氬氣與甲烷、氪氣與甲烷、氬氣
與氫氣或者氪氣與氫氣中的一種作為濺射氣源，其中甲烷或者氫氣在混合氣體中的比例為 5%-20%，射頻電源的頻率為13. 56腿z，通過反應(yīng)性射頻濺射即可得到該保護膜3，該保護膜 3的厚度應(yīng)控制在20-1 OOnm之間。保護膜3的材料為銥-鉑合金時，通過直流磁控濺射或射頻濺射即可得到該保護膜3，同 樣該保護膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。a-C:H材料作為模造玻璃模仁的中介層可提高底材與保護膜之間的粘附性，以a-C:H材料 作為中介層的模造玻璃模仁可進行模造循環(huán)超過10000次，從而可顯著提高模仁壽命。本發(fā)明的另一實施例的模造玻璃模仁中，底材l的材料為碳化硅(SiC)，中介層2的材料 為硅(Si)，保護膜3的材料為碳化硅(SiC)或銥-鉑合金(Ir-Pt)。制造該模造玻璃模仁的方法包括以下步驟提供一碳化硅底材l;沉積一層硅中介層2于底材1表面；在中介層2表面沉積一層保護膜3 。其中中介層2的硅材料是通過交流濺射(AC Sputtering)、射頻濺射(RF Sputtering)或 化學(xué)汽相沉積(Chemical Vapor D印osition， CVD)等方法中的一種沉積于底材l的表面，其 中硅中介層2的厚度應(yīng)控制為2-8nm。保護膜3的材料為碳化硅時，以碳化硅為濺射靶材，以氬氣、氪氣、氬氣與甲烷、氪氣 與甲烷、氬氣與氫氣或者氪氣與氫氣中的一種作為濺射氣源，其中甲烷或者氫氣在混合氣體 中的比例為5%-20%，射頻電源的頻率為13. 56腿z，通過反應(yīng)性射頻濺射即可得到該保護膜3 ，該保護膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。保護膜3的材料為銥-鉑合金時，通過直流磁控濺射或射頻濺射即可得到該保護膜3，同 樣該保護膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。以碳化硅為底材，以硅為中介層可顯著增強保護膜與底材的粘附性，從而提高模仁壽命本發(fā)明的第三實施例的模造玻璃模仁中，底材l的材料為氮化硅(Si3N4)，中介層2的材 料為硅(Si)，保護膜3的材料為銥-鉑合金或氮化硅。 制造該模造玻璃模仁的方法包括以下步驟 提供一氮化硅底材l; 沉積一層硅中介層2于底材1表面； 在中介層2表面沉積一層保護膜3 。
其中中介層2的硅材料是通過交流濺射(AC Sputtering)、射頻濺射(RF Sputtering)或 化學(xué)汽相沉積(Chemical Vapor D印osition， CVD)等方法中的一種沉積于底材l的表面，其 中硅中介層2的厚度應(yīng)控制為2-8nm。
保護膜3的材料為氮化硅時，以氮化硅為濺射靶材，以氬氣與氮氣為濺射氣源，通過反 應(yīng)性直流濺射或反應(yīng)性射頻濺射可將氮化硅沉積于中介層2的表面，該保護膜3的厚度應(yīng)控制 在20-100nm之間。
保護膜3的材料為銥-鉑合金時，通過直流磁控濺射或射頻濺射即可得到該保護膜3，同 樣該保護膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。
以氮化硅為底材，以硅為中介層可顯著增強保護膜與底材的粘附性，從而提高模仁壽命
本發(fā)明的第四實施例的模造玻璃模仁中，底材l的材料為碳氮化硼(BNC)，中介層2的材 料為非結(jié)晶C:N(amorphous C:N，以下簡稱為a-C:N)，保護膜3的材料為銥-鉑合金或碳氮化
制造該模造玻璃模仁的方法包括以下步驟 提供一碳氮化硼底材l;
沉積一層a-C: N材料的中介層2于底材1表面； 在中介層2表面沉積一層保護膜3 。
中介層2的a-C:N材料是通過反應(yīng)性直流濺射、反應(yīng)性交流濺射或反應(yīng)性射頻濺射等方法 中的一種濺鍍于于底材l上。以石墨為濺射靶材，以氬氣與氮氣為濺射氣源，通過上述反應(yīng) 性濺射即可將a-C: N材料的中介層2濺鍍于底材1表面。
保護膜3的材料為碳氮化硼時，以碳氮化硼為濺射耙材，以氬氣與氮氣為濺射氣源，通 過反應(yīng)性直流濺射、反應(yīng)性交流濺射或反應(yīng)性射頻濺射等方法中的一種將該保護膜3濺鍍于 中介層2的表面。
保護膜3的材料為銥-鉑合金時，通過直流磁控濺射或射頻濺射即可得到該保護膜3，同 樣該保護膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。
以a-C:N材料為中介層可提高碳氮化硼底材與保護膜之間的粘附性，從而提高模仁的壽
權(quán)利要求
1.一種模造玻璃模仁，其包括底材、中介層及保護膜，該中介層位于底材的表面，該保護膜位于中介層的表面，且該保護膜具有一模造凹槽的模造面，其特征在于該底材的材料為碳氮化硼，該中介層的材料為非結(jié)晶碳氮材料。
2.如權(quán)利要求l所述的模造玻璃模仁，其特征在于該中介層的厚度為2-8nm，該保護膜的厚度為20-100nm。
3.如權(quán)利要求l所述的模造玻璃模仁，其特征在于該保護膜的材料 為銥-鉑合金。
4.如權(quán)利要求l所述的模造玻璃模仁，其特征在于該保護膜的材料為碳氮化硼。
5. 一種模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于，該方法包括以下步驟提供一底材；沉積一層中介層于底材表面；在中介層表面沉積一層保護膜；其中底材的材料為碳氮化硼，中介層的材料為非結(jié)晶碳氮材料。
6.如權(quán)利要求5所述的模造玻璃模仁，其特征在于該中介層的厚度為2-8nm。
7.如權(quán)利要求5所述的模造玻璃模仁，其特征在于該保護膜的厚度為20-100nm。
8.如權(quán)利要求5所述的模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于該中 介層是以石墨為濺射靶材，以氬氣與氮氣為濺射氣源，通過反應(yīng)性濺射沉積于所述底材表面
9.如權(quán)利要求5所述的模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于該保護膜的材料為碳氮化硼，該碳氮化硼保護膜是以氬氣與氮氣為濺射氣源，通過反應(yīng)性直流濺 射、反應(yīng)性交流濺射或反應(yīng)性射頻濺射等方法中的一種沉積于中介層的表面。
10.如權(quán)利要求l所述的模造玻璃模仁，其特征在于該保護膜的材 料為銥-鉑合金，其通過直流磁控濺射或射頻濺射制得。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種模造玻璃模仁，包括底材、中介層及保護膜，其中中介層位于該底材上，保護膜位于該中介層上，該保護膜具有一模造凹槽的模造面，其中該底材的材料為碳氮化硼，該中介層的材料可為非結(jié)晶碳氮材料，本發(fā)明還提供了一種制造所述模造玻璃模仁方法。
文檔編號C03B11/06GK101164931SQ20071020055
公開日2008年4月23日 申請日期2004年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月10日
發(fā)明者陳杰良 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司