專利名稱：鉆石鍍膜的制造方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆石鍍膜的制造方法，應(yīng)用于譬如為振動(dòng)膜、修整器等鉆石鍍膜的應(yīng)用，特別是一種可于高溫?zé)岱纸鉃榈撞牡你@石鍍膜的制造方法。
背景技術(shù)：
鉆石材料具有多項(xiàng)優(yōu)秀的機(jī)械特性、強(qiáng)度，適合制造質(zhì)量輕、剛性大的振動(dòng)膜片，可應(yīng)用于中、高頻揚(yáng)聲器內(nèi)。由此膜片振動(dòng)頻率，來(lái)產(chǎn)生所欲發(fā)出的聲音。膜片振動(dòng)頻率越高，振動(dòng)膜的機(jī)械強(qiáng)度與質(zhì)量要求越嚴(yán)苛，使用鉆石薄膜來(lái)制作振動(dòng)膜可以達(dá)到此一目的。
鉆石振動(dòng)膜一般采用一具有預(yù)成型形狀的金屬或非金屬的底材(可為粉體、塊體或是膜片等)，供鉆石薄膜于底材上成長(zhǎng)；金屬的底材因?yàn)榻饘贌崤蛎浵禂?shù)大，容易使附著于金屬底材上的鉆石薄膜于制程中或是常溫下破裂。而非金屬的底材熱膨脹系數(shù)小于金屬，可有效解決上述問(wèn)題。然而一般適合化學(xué)氣相沉積鉆石薄膜的非金屬材料卻容易與碳原子結(jié)合，使得鉆石薄膜難以與非金屬底材脫離成為自由體，不僅于脫離時(shí)容易損耗底材，也容易使鉆石薄膜有缺陷。另一方面，兩者間存在的熱殘留應(yīng)力與原子晶格不匹配性，仍會(huì)使鉆石薄膜有破裂的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種鉆石鍍膜的制造方法及其應(yīng)用，可有效解決底材與鉆石薄膜間的殘留應(yīng)力問(wèn)題，并且可于制造過(guò)程中直接去除底材，形成無(wú)底材的鉆石薄膜體，節(jié)省處理模具的成本。
根據(jù)本發(fā)明所揭露的一種鉆石鍍膜的制造方法及其應(yīng)用，其采用耐熱范圍約為200℃～400℃的材料作為底材(如高分子材料)，并先于其上涂布轉(zhuǎn)換層，然后再于轉(zhuǎn)換層上涂布所需要的鉆石膜，接續(xù)加熱使鉆石鍍膜形成于轉(zhuǎn)換層上，且高熱也使底材熱分解而去除，獲得無(wú)底材的鉆石薄膜體。故，由轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)，提高鉆石膜的披覆均勻性，且降低鉆石膜與底材間熱應(yīng)力破裂的問(wèn)題，更進(jìn)一步提高鉆石鍍膜的機(jī)械韌性，減少組裝破裂的問(wèn)題。
另一方面，本發(fā)明的制造方法，除了可用以制造振動(dòng)膜外，更可以用來(lái)制作修整器、化學(xué)藥品承裝器具、電化學(xué)分析電極(摻雜硼元素的導(dǎo)電鉆石)、金屬線抽線模具、高壓水刀噴嘴、鉆石圓片(Diamond wafer)、發(fā)光二極管(LED)與雷射二極管(Laser diode)的散熱基板。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1A～1D為本發(fā)明應(yīng)用于振動(dòng)膜的制作流程示意圖；圖2為本發(fā)明底材的熱重量分析圖；圖3A～3C為本發(fā)明應(yīng)用于修整器的實(shí)施狀態(tài)示意圖；及圖4A～4E為本發(fā)明應(yīng)用于修整器的制作流程示意圖。
其中，附圖標(biāo)記10底材12轉(zhuǎn)換層14鉆石膜31～33修整器40底材42轉(zhuǎn)換層44鉆石膜46基材具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明所揭露的鉆石鍍膜的制造方法，可應(yīng)用于制作各種的鉆石鍍膜的制作，并無(wú)任何特殊限制的領(lǐng)域，請(qǐng)參閱圖1A～1D，以振動(dòng)膜為例先做詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1A所示，提供一個(gè)底材10，底材10為易熱分解的材料，耐熱溫度約為200℃～400℃，譬如為高分子材料等，當(dāng)然，底材10的形狀配合所需要制作的振動(dòng)膜來(lái)設(shè)計(jì)，底材10的厚度范圍為0.1mm～30mm，其熱重量分析(Thermogravimetric Analysis；TGA)圖請(qǐng)參閱圖2，當(dāng)超過(guò)其熱分解溫度后，熱重量將瞬間大幅降低，如圖中所繪示，為約在400度左右。
接著于底材10上方涂布一層轉(zhuǎn)換層12，如圖1B所示，其用意如后詳述。接續(xù)于轉(zhuǎn)換層12上在披覆一層鉆石膜14，請(qǐng)參閱圖1C，由轉(zhuǎn)換層12，提高鉆石膜14的披覆均勻性，同時(shí)也可增加底材10在后續(xù)真空鍍膜環(huán)境中的熱穩(wěn)定性與散熱性、降低鉆石膜14與底材10之間熱應(yīng)力破裂的問(wèn)題，故，轉(zhuǎn)換層12可為碳質(zhì)薄膜，如類鉆石(Diamond-Like Carbon；DLC)、非晶質(zhì)碳(amorphouscarbon)、納米結(jié)晶鉆石(Nano-crystal diamond；NCD)、或是金屬薄膜，如鉬、鈦、鎢、鉻、銅、或是陶瓷薄膜如碳化硅(SiC)、碳化鈦(TiC)、碳化鉻(CrC)、碳化鎢(WC)、氮化硼(BN)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)、氮化鈦(TiN)、氮化鉻(CrN)、硅碳氮化合物(SiCN)等，厚度范圍約為0.01μm～100μm，鉆石膜14的厚度范圍為1μm～500μm。
請(qǐng)參閱圖1D，接著由高溫使鉆石膜14鍍膜于轉(zhuǎn)換層12上，譬如為化學(xué)氣相沉積法；由此高溫(一般約為800度以上)使底材10產(chǎn)生熱分解而去除，形成無(wú)底材10的鉆石鍍膜體。同時(shí)，也因?yàn)殂@石膜14仍附著于轉(zhuǎn)換層12上，提高鉆石膜14的機(jī)械韌性，減少后續(xù)組裝破損的問(wèn)題。當(dāng)然，如高溫后底材10仍未完全去除，也可額外施以如機(jī)械研磨、溶劑腐蝕、光化學(xué)解離等方式再加以去除。
另一方面，本制造過(guò)程也可應(yīng)用于各種的修整器(dresser)、化學(xué)藥品承裝器具、電化學(xué)分析電極(摻雜硼元素的導(dǎo)電鉆石)、金屬線抽線模具、高壓水刀噴嘴、鉆石圓片(Diamond wafer)、發(fā)光二極管(LED)與雷射二極管(Laser diode)的散熱基板。以下僅以修整器為例說(shuō)明，請(qǐng)參閱圖3A～3C，可應(yīng)用于具有椎狀突出的修整器31(見(jiàn)圖3A)、或是具有圓柱狀突出的修整器32(見(jiàn)圖3B)或是具有方柱形突出的修整器33(見(jiàn)圖3C)。
接續(xù)請(qǐng)參閱圖4A～4E，詳細(xì)修整器的制作流程，首先提供底材40(見(jiàn)圖4A)，并于其上涂布轉(zhuǎn)換層42(見(jiàn)圖4B)與鉆石膜44(見(jiàn)圖4C)，然后高溫使鉆石膜44鍍膜于轉(zhuǎn)換層42上，并使底材40熱分解(見(jiàn)圖4D)，制程條件與各種材質(zhì)與上述實(shí)施例相同，在此不再累述，而厚度、形狀的部分則根據(jù)其所要應(yīng)用的產(chǎn)品來(lái)設(shè)計(jì)。最后在于形成的鉆石鍍膜體上增加基材46(見(jiàn)圖4E)，來(lái)供修整器的機(jī)臺(tái)使用。
故，由上述兩實(shí)施例，本發(fā)明確實(shí)可以加以執(zhí)行并且達(dá)到底材與鉆石薄膜間的殘留應(yīng)力問(wèn)題，并且可于制造過(guò)程中直接去除底材，形成無(wú)底材的鉆石薄膜體，省取脫膜的困擾。同時(shí)更不限定僅應(yīng)用于振動(dòng)膜與修整器。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，包含下列步驟提供一底材，該底材的耐熱范圍為200℃～400℃；于該底材上涂布一粉末的轉(zhuǎn)換層；于該轉(zhuǎn)換層上涂布一鉆石膜，并由該轉(zhuǎn)換層提高該鉆石膜的涂布均勻性；及加熱使該鉆石膜鍍膜于該轉(zhuǎn)換層，并使該底材熱分解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該底材為高分子材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該底材的厚度范圍為0.05mm～30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該轉(zhuǎn)換層的厚度范圍為0.01μm～100μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該轉(zhuǎn)換層為碳質(zhì)薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該碳質(zhì)薄膜選自類鉆石、非晶碳、納米結(jié)晶鉆石所成組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該轉(zhuǎn)換層為金屬薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該金屬薄膜選自鉬、鈦、鎢、鉻、銅所成組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該轉(zhuǎn)換層為陶瓷薄膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該陶瓷薄膜選自碳化硅(SiC)、碳化鈦(TiC)、碳化鉻(CrC)、碳化鎢(WC)、氮化硼(BN)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)、氮化鈦(TiN)、氮化鉻(CrN)、硅碳氮化合物(SiCN)、硼碳氮(BCN)所成組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該鉆石膜的厚度范圍為1μm～500μm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該加熱使該鉆石膜鍍膜于該轉(zhuǎn)換層，并使該底材熱分解的步驟，加熱至600℃以上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該加熱使該鉆石膜鍍膜于該轉(zhuǎn)換層，并使該底材熱分解的步驟之后，還包含有利用機(jī)械衍磨的方式清除該底材的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該加熱使該鉆石膜鍍膜于該轉(zhuǎn)換層，并使該底材熱分解的步驟之后，還包含有利用溶劑腐蝕的方式清除該底材的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆石鍍膜的制造方法，其特征在于，該加熱使該鉆石膜鍍膜于該轉(zhuǎn)換層，并使該底材熱分解的步驟之后，還包含有利用光化學(xué)解離的方式清除該底材的步驟。
16.一種振動(dòng)膜，利用權(quán)利要求1所述的制造方法所制成。
17.一種修整器，包含有一基材以及一鉆石薄膜，該鉆石薄膜利用權(quán)利要求1所述的制造方法所制成。
全文摘要
一種鉆石鍍膜的制造方法及其應(yīng)用，其利用熱分解點(diǎn)較低的材料作為底材，配合所需要鉆石鍍膜的形狀，并于其上先涂布轉(zhuǎn)換層，然后再涂布鉆石膜，由轉(zhuǎn)換層不僅提高鉆石膜的披覆均勻性，同時(shí)解決熱應(yīng)力破裂、組裝破損的問(wèn)題，且后續(xù)加入形成鉆石鍍膜的同時(shí)，也可因高溫而使底材直接熱分解，克服現(xiàn)有脫膜及模具損耗的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C23C16/00GK101089221SQ20061008726
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者張孝國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)砂輪企業(yè)股份有限公司