專利名稱：一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于真空物理氣相沉積應用技術領域，尤其是涉及一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法。
背景技術：
物理氣相沉積技術 制備涂層是在真空條件下利用蒸發(fā)、濺射或弧光放電等過程將膜層沉積物的粒子定向沉積在基材表面形成鍍層的技術，現(xiàn)代工業(yè)生產中，成熟應用的真空物理氣相沉積技術一般有蒸發(fā)鍍膜、磁控濺射鍍膜與電弧離子鍍膜技術。隨著技術發(fā)展，通過施加電場、磁場等方法使得沉積鍍層的質量和均勻性不斷提高，但往往工件整個外表面都會沉積到鍍層。在通常情況下，對于工件不需要沉積涂層區(qū)域的防護，一般采用金屬箔材等材料進行遮蓋的方法，但由于遮蓋物不能與工件表面緊密貼合，往往工件欲防護的部位仍然會受到鍍層的污染，不能得到特定鍍層的圖形、圖案。2001年04月18日公開的申請?zhí)枮?0131360. 6的發(fā)明專利申請文件《有機真空鍍膜掩膜版的制作方法》中，公開了一種利用細金屬絲等距離排列制備掩膜版的方法，通過掩膜版的遮蔽作用，可在基體上得到分辨率3條線/_的圖形，實現(xiàn)了平板顯示器的矩陣選址，但是這種方法僅適于有機發(fā)光領域，所制備的掩膜版只適于平面精度很高的顯示屏部件。對于表面是曲面的異形工件則無能為力。因此，發(fā)明一種直接在工件表面制備帶有圖案的遮擋層，通過遮擋層的遮蔽作用，在工件表面得到具有圖形、圖案的真空物理氣相沉積鍍層的方法很有意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其方法步驟簡單、操作簡便且使用效果好、適用范圍廣，能有效解決現(xiàn)有制備方法存在的制備鍍層圖案工序復雜、工件表面不需要沉積鍍層的區(qū)域難以精確保護等問題。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、根據鍍層圖案確定遮擋區(qū)域根據預先設計的真空物理氣相沉積鍍層圖案在被加工工件加工面上的布設位置與尺寸，確定所述被加工工件的加工面上應進行保護的遮擋區(qū)域數量以及各遮擋區(qū)域的位置和尺寸；步驟二、掩膜遮擋層覆蓋在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上，均均勻覆蓋一層遮蔽涂料；且待所覆蓋涂料干燥固化后，形成一層厚度< O. Imm的掩膜遮擋層；所述遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑10% 30%，粘接劑1% 5%，分散劑O. 1% O. 5%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化招、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑為有機膨潤土或/和氣相二氧化硅，所述粘接劑為醇酸樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯或多元醇松香酯，所述有機溶劑為酮類有機溶劑、酯類有機溶劑或芳香烴類有機溶劑；
步驟三、真空物理氣相沉積采用真空物理氣相沉積設備，對步驟二中覆蓋掩膜遮擋層后的所述被加工工件進行真空物理氣相沉積處理，并相應在所述被加工工件的加工面上形成一層厚度> 3 μ m的真空物理氣相沉積鍍層；步驟四、遮擋層與鍍層清除將步驟三中經真空物理氣相沉積處理后的所述被加工工件,放入去離子水中超聲清洗2min 3min,并將步驟二中所述掩膜遮擋層和步驟三中所述真空物理氣相沉積鍍層均清除掉；步驟五、后續(xù)處理對步驟四中清除掉掩膜遮擋層和真空物理氣相沉積鍍層的所述被加工工件的加工面進行沖洗，且沖完后烘干，便獲得真空物理氣相沉積鍍層圖案。上述一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征是步驟二中進行掩膜遮擋層覆蓋之前，需先對所述遮蔽涂料進行制備，且其制備過程如下 步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨30min 40min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到所述遮蔽涂料。上述一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征是步驟二中在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上覆蓋一層遮蔽涂料時，采用涂刷、浸潰、滾涂、絲網印刷或噴涂方法進行覆蓋。上述一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征是步驟三中所述真空物理氣相沉積鍍層為金屬元素或合金元素鍍層、金屬元素或合金元素的氮化物鍍層、金屬元素或合金元素的碳化物鍍層或者金屬元素或合金元素的氧化物鍍層；實際進行真空物理氣相沉積處理時，當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氬氣時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層為金屬元素或合金元素鍍層；當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氮氣時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層為金屬元素或合金元素的氮化物鍍層；當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為甲烷或乙炔時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層為金屬元素或合金元素的碳化物鍍層；當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氧氣時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層為金屬元素或合金元素的氧化物鍍層。上述一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征是步驟三中進行真空物理氣相沉積處理過程中，當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氬氣時，真空度高于9X ICT1Pa,溫度為室溫 500°C ;當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氮氣、甲烷、乙炔或氧氣時，真空度高于IPa，溫度為室溫 600°C。上述一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征是步驟二中所述的遮蔽涂料優(yōu)選由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑15% 25%，粘接劑1% 5%，分散劑O. 1% O. 4%，余量為有機溶劑。上述一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征是步驟三中進行真空物理氣相沉積處理過程中，真空物理氣相沉積時間為20min 3h。
上述一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征是步驟二中進行掩膜遮擋層覆蓋之前，還需對所述被加工工件進行去油清洗；步驟二中所覆蓋的涂料在室溫條件下進行干燥固化；步驟五中對所述被加工工件的加工面進行沖洗時，采用去離子水進行沖刷。上述一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征是步驟102中所述酮類有機溶劑為丙酮，所述酯類有機溶劑為乙酸乙酯，所述芳香烴類有機溶劑為二甲苯或苯。上述一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征是步驟103中經粉碎處理后的遮蔽劑的平均粒度不大于10 μ m。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點I、方法步驟簡單、投入成本較低且實現(xiàn)方便。2、方法步驟設計合理，操作簡便，主要制備過程如下首先，在對工件進行真空物理氣相沉積鍍層前，在工件表面制備一層具有與需制備圖形圖案相對應的掩膜遮擋層；之后，將工件置入真空室進行真空物理氣相沉積制備鍍層；沉積結束后，可對遮蔽層進行清理，一并去除掉遮蔽層上面的鍍層，而沉積在工件表面的鍍層得以存留，最終在工件表面得到鍍層圖案。因而，預先采用遮蔽涂層漿料在工件表面制備圖形掩膜后將工件置入真空室，利用真空物理氣相沉積技術在表面制備膜層，最后將掩膜與鍍層清除掉得到物理氣相沉積的膜層圖案。3、本發(fā)明可重復性好，靈活性高，實現(xiàn)了真空物理沉積制備鍍層時工件表面指定區(qū)域膜層的沉積與遮蔽，可以實現(xiàn)在工件表面制備的真空物理氣相沉積鍍層具有可控的圖形圖案。4、遮擋層的厚度小于O. Imm,因而能有效保證得到精細的圖形圖案。5、物理氣相沉積所采用的遮蔽涂料能夠涂覆在基材不需要物理氣相沉積涂層的部位，在物理氣相沉積工藝的真空和高溫條件下，該遮蔽涂料形成不揮發(fā)、不脫落、不變質的遮蔽涂層，待基材經過物理氣相沉積處理后可對遮蔽涂層進行清理，同時一并去除掉基材保護部位的物理氣相沉積涂層，使用方便，效果明顯。實際使用時，本發(fā)明所采用的遮蔽涂料能夠有效保護基材相關區(qū)域的表面不被沉積的鍍層污染，實現(xiàn)了物理氣相沉積制備涂層時基材(即被加工工件)不同部位、區(qū)域涂層的沉積與遮蔽。6、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有技術中在工件表面制備真空物理氣相沉積鍍層時，難以制備鍍層圖案、對于工件表面不需要沉積鍍層的區(qū)域難以精確保護等缺點，所制備的圖形圖案質量高。實際制備時，本發(fā)明利用在真空高溫條件下，不變質、不剝落的遮蔽材料直接在工件表面制備具備遮蔽作 用的各種圖形圖案的遮擋層，保護了圖形特定區(qū)域的表面不被真空物理氣相沉積鍍層污染，并所形成的遮蔽層能緊貼在工件表面之上，在進行真空物理氣相沉積鍍層時，能對遮蔽層下方的工件表面起到保護作用，同時遮蔽層能夠比較容易去除，并且不會對工件的表面產生污染?？傊?，本發(fā)明利用在真空、高溫條件下，不揮發(fā)、不脫落、不變質的漿料制備遮蔽圖形掩膜，保護了圖形相關區(qū)域的表面不被鍍層污染，待工件出爐后可對遮蔽材料進行清理，同時一并去除掉圖形保護區(qū)域的離子鍍層，因而實現(xiàn)了真空物理沉積制備涂層時工件表面部位涂層制定區(qū)域的沉積與遮蔽，可實現(xiàn)物理氣相沉積制備膜層圖案。7、適用范圍廣，本發(fā)明實現(xiàn)了工件表面在真空物理沉積制備鍍層的同時，鍍層在表面特定區(qū)域的沉積與遮蔽，因而可在不同形狀的工件表面得到不同的物理氣相沉積鍍層圖形圖案。另外，本發(fā)明所適用工件包括各種金屬及其合金部件、各種陶瓷、塑料等非金屬材料部件。同時，本發(fā)明能制備的鍍層圖案種類包括各種形狀的點、線條、區(qū)塊以及它們的組合后形成的圖形圖案。綜上所述，本發(fā)明方法步驟簡單、操作簡便且使用效果好、適用范圍廣，所采用的遮蔽涂料能夠有效保護基材相關區(qū)域的表面不被沉積層污染，實現(xiàn)了物理氣相沉積制備涂層時基材不同部位涂層的沉積與遮蔽，并且本發(fā)明能有效解決現(xiàn)有技術中在工件表面制備真空物理氣相沉積鍍層時，難以制備鍍層圖案、對于工件表面不需要沉積鍍層的區(qū)域難以精確保護等問題。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖I為本發(fā)明掩膜遮擋層與真空物理氣相沉積鍍層的布設位置示意圖。圖2為本發(fā)明的方法流程框圖。附圖標記說明I一掩膜遮擋層；2—真空物理氣相沉積鍍層；3—被加工工件。
具體實施例方式如圖2所示的一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，包括以下步驟步驟一、根據鍍層圖案確定遮擋區(qū)域根據預先設計的真空物理氣相沉積鍍層圖案在被加工工件3加工面上的布設位置與尺寸，確定所述被加工工件3的加工面上應進行保護的遮擋區(qū)域數量以及各遮擋區(qū)域的位置和尺寸。步驟二、掩膜遮擋層覆蓋在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上，均均勻覆蓋一層遮蔽涂料；且待所覆蓋涂料干燥固化后，形成一層厚度< O. Imm的掩膜遮擋層I。步驟二中在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上覆蓋一層遮蔽涂料時，采用涂刷、浸潰、滾涂、絲網印刷或噴涂方法進行覆蓋。所述遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑10% 30%，粘接劑1% 5%，分散劑O. 1% O. 5%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化招、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑為有機膨潤土或/和氣相二氧化硅，所述粘接劑為醇酸樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯或多元醇松香酯，所述有機溶劑為酮類有機溶劑、酯類有機溶劑或芳香烴類有機溶劑。步驟二中進行掩膜遮擋層覆蓋之前，需先對所述遮蔽涂料進行制備，且其制備過程如下步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨30min 40min，得到混合溶液；
步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到所述遮蔽涂料。步驟三、真空物理氣相沉積采用真空物理氣相沉積設備，對步驟二中覆蓋掩膜遮擋層后的所述被加工工件3進行真空物理氣相沉積處理，并相應在所述被加工工件3的加工面上形成一層厚度> 3μπι的真空物理氣相沉積鍍層2，其結構詳見圖2。實際進行真空物理氣相沉積處理時，所述真空物理氣相沉積鍍層2為金屬元素或合金元素鍍層、金屬元素或合金元素的氮化物鍍層、金屬元素或合金元素的碳化物鍍層或者金屬元素或合金元素的氧化物鍍層。
步驟三中進行真空物理氣相沉積處理時，當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氬氣時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層2為金屬元素或合金元素鍍層；當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氮氣時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層2為金屬元素或合金元素的氮化物鍍層；當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為甲烷或乙炔時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層2為金屬元素或合金元素的碳化物鍍層；當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氧氣時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層2為金屬元素或合金元素的氧化物鍍層。步驟四、遮擋層與鍍層清除將步驟三中經真空物理氣相沉積處理后的所述被加工工件3，放入去離子水中超聲清洗2min 3min，并將步驟二中所述掩膜遮擋層I和步驟三中所述真空物理氣相沉積鍍層2均清除掉。步驟五、后續(xù)處理對步驟四中清除掉掩膜遮擋層I和真空物理氣相沉積鍍層2的所述被加工工件3的加工面進行沖洗，且沖完后烘干，便獲得真空物理氣相沉積鍍層圖案。實施例I本實施例中，制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法包括以下步驟步驟一、根據鍍層圖案確定遮擋區(qū)域根據預先設計的真空物理氣相沉積鍍層圖案在被加工工件3加工面上的布設位置與尺寸，確定所述被加工工件3的加工面上應進行保護的遮擋區(qū)域數量以及各遮擋區(qū)域的位置和尺寸。步驟二、掩膜遮擋層覆蓋在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上，均均勻覆蓋一層遮蔽涂料；且待所覆蓋涂料干燥固化后，形成一層厚度< O. Imm的掩膜遮擋層I。本實施例中，步驟二中在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上覆蓋一層遮蔽涂料時，采用涂刷方法進行覆蓋。本實施例中，所采用的遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑20%，粘接劑3%，分散劑O. 2%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化招、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑為有機膨潤土，所述粘接劑為醇酸樹脂，所述有機溶劑為乙酸乙酯。步驟二中進行掩膜遮擋層覆蓋之前，需先對所述遮蔽涂料進行制備，且其制備過程如下步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨40min，得到混合溶液；本實施例中，步驟103中經粉碎處理后的遮蔽劑的平均粒度不大于10 μ m。步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟三中所述混合溶液中，混合均勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。本實施例中，步驟二中進行掩膜遮擋層覆蓋之前，還需對所述被加工工件3進行去油清洗，具體是采用超聲波清洗方式進行清洗。并且，所覆蓋的涂料在室溫條件下進行干燥固化。步驟三、真空物理氣相沉積采用真空物理氣相沉積設備，對步驟二中覆蓋掩膜遮擋層后的所述被加工工件3進行真空物理氣相沉積處理，并相應在所述被加工工件3的加工面上形成一層厚度> 3μπι的真空物理氣相沉積鍍層2，其結構詳見圖2。
本實施例中，所述真空物理氣相沉積鍍層2的厚度小于10 μ m。本實施例中，步驟三中進行真空物理氣相沉積處理時，所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氬氣，所形成的真空物理氣相沉積鍍層2為金屬元素或合金元素鍍層。本實施例中，進行真空物理氣相沉積處理過程中，真空物理氣相沉積時間為20min 3h。實際使用過程中，可根據具體需要，對真空物理氣相沉積時間進行相應調整。本實施例中，進行真空物理氣相沉積處理過程中，真空度高于9 X ICT1Pa,溫度為室溫 500。。。本實施例中，所采用的真空物理氣相沉積設備為蒸發(fā)鍍膜設備，所形成的真空物理氣相沉積鍍層2為Al、Zn-Al、Au、Ag、Pd等低熔點純金屬鍍層。步驟四、遮擋層與鍍層清除將步驟三中經真空物理氣相沉積處理后的所述被加工工件3，放入去離子水中超聲清洗2min 3min，并將步驟二中所述掩膜遮擋層I和步驟三中所述真空物理氣相沉積鍍層2均清除掉。步驟五、后續(xù)處理對步驟四中清除掉掩膜遮擋層I和真空物理氣相沉積鍍層2的所述被加工工件3的加工面進行沖洗，且沖完后烘干，便獲得真空物理氣相沉積鍍層圖案。本實施例中，對所述被加工工件3的加工面進行沖洗時，采用去離子水進行沖刷。且進行沖刷時，使用軟毛刷進行沖刷，以去除所述被加工工件3加工面粘附的雜質。實施例2本實施例中，與實施例I不同的是步驟二中所述的遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑15%，粘接劑5%，分散劑O. 1%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化鋁、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑為氣相二氧化硅，所述粘接劑為聚甲基丙烯酸甲酯，所述有機溶劑為二甲苯；步驟二中在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上覆蓋一層遮蔽涂料時，采用浸潰方法進行覆蓋。本實施例中，所采用遮蔽涂料的制備方法包括以下步驟步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨30min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。 本實施例中，步驟三中進行真空物理氣相沉積處理時，所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氮氣，所形成的真空物理氣相沉積鍍層2為金屬元素或合金元素的氮化物鍍層，如TiN、ZrN等金屬氮化物鍍層。根據所使用靶材的規(guī)格不同，控制靶材的靶電流為O. IA IOOA0本實施例中，步驟三中進行真空物理氣相沉積處理過程中，真空度高于IPa，溫度為室溫 600°C。本實施例中，步驟三中所采用的真空物理氣相沉積設備為磁控濺射鍍膜設備。本實施例中，其余方法步驟和工藝參數均與實施例I相同。實施例3本實施例中，與實施例I不同的是步驟二中所述的遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑25%，粘接劑1%，分散劑O. 4%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化鋁、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑由有機膨潤土和氣相二氧化硅按質量比1:1混合而成，所述粘接劑為多元醇松香酯，所述有機溶劑為苯；步驟二中在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上覆蓋一層遮蔽涂料時，采用滾涂方法進行覆蓋。本實施例中，所采用遮蔽涂料的制備方法包括以下步驟步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨40min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。本實施例中，步驟三中進行真空物理氣相沉積處理時，所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為甲烷或乙炔，所形成的真空物理氣相沉積鍍層2為金屬元素或合金元素的碳化物鍍層，如TiC等金屬碳化物鍍層。本實施例中，步驟三中進行真空物理氣相沉積處理過程中，真空度高于IPa，溫度為室溫 600°C。本實施例中，步驟三中所采用的真空物理氣相沉積設備為電弧離子鍍膜設備；根據所使用靶材的規(guī)格不同，控制靶材的靶電流為50A 150A。本實施例中，其余方法步驟和工藝參數均與實施例I相同。實施例4本實施例中，與實施例I不同的是步驟二中所述的遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑30%，粘接劑2%，分散劑O. 2%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化鋁、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑由有機膨潤土和氣相二氧化硅按質量比1:2混合而成，所述粘接劑為醇酸樹脂，所述有機溶劑為苯；步驟二中在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上覆蓋一層遮蔽涂料時，采用絲網印刷方法進行覆蓋。本實施例中，所采用遮蔽涂料的制備方法包括以下步驟步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨35min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均 勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。本實施例中，步驟三中進行真空物理氣相沉積處理時，所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氧氣，所形成的真空物理氣相沉積鍍層2為金屬元素或合金元素的氧化物鍍層，如TiO、ZnO等金屬氧化物鍍層。本實施例中，步驟三中進行真空物理氣相沉積處理過程中，真空度高于IPa，溫度為室溫 600°C。本實施例中，步驟三中所采用的真空物理氣相沉積設備為電弧離子鍍膜設備；；根據所使用靶材的規(guī)格不同，控制靶材的靶電流為50A 150A。本實施例中，其余方法步驟和工藝參數均與實施例I相同。實施例5本實施例中，與實施例I不同的是步驟二中所述的遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑10%，粘接劑5%，分散劑O. 1%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化鋁、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑由有機膨潤土和氣相二氧化硅按質量比4:1混合而成，所述粘接劑為多元醇松香酯，所述有機溶劑為苯；步驟二中在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上覆蓋一層遮蔽涂料時，采用噴涂方法進行覆蓋。本實施例中，所采用遮蔽涂料的制備方法包括以下步驟步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨40min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。本實施例中，步驟三中進行真空物理氣相沉積處理時，所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氬氣、氮氣、碳源氣體和氧氣中的多種，所述碳源氣體為甲烷或乙炔；所形成的真空物理氣相沉積鍍層2相應為金屬元素或合金元素鍍層、金屬元素或合金元素的氮化物鍍層、金屬元素或合金元素的碳化物鍍層和金屬元素或合金元素的氧化物鍍層中的多種，如TiO、ZnO等金屬氧化物鍍層。本實施例中，步驟三中進行真空物理氣相沉積處理過程中，真空度高于IPa，溫度為室溫 600°C。本實施例中，其余方法步驟和工藝參數均與實施例I相同。實施例6本實施例中，與實施例I不同的是步驟二中所述的遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑30%，粘接劑1%，分散劑O. 5%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化鋁、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑為有機膨潤土，所述粘接劑為醇酸樹脂，所述有機溶劑為二甲苯。本實施例中，所采用遮蔽涂料的制備方法包括以下步驟
步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨40min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。本實施例中，其余方法步驟和工藝參數均與實施例I相同。實施例7本實施例中，與實施例I不同的是步驟二中所述的遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑25%，粘接劑2%，分散劑O. 1%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化鋁、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑為氣相二氧化硅，所述粘接劑為聚甲基丙烯酸甲酯，所述有機溶劑為二甲苯。本實施例中，所采用遮蔽涂料的制備方法包括以下步驟步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨40min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。本實施例中，其余方法步驟和工藝參數均與實施例I相同。實施例8本實施例中，與實施例I不同的是步驟二中所述的遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑12%，粘接劑4%，分散劑O. 5%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化鋁、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑由有機膨潤土和氣相二氧化硅按質量比3:1混合而成，所述粘接劑為多元醇松香酯，所述有機溶劑為二甲苯。本實施例中，所采用遮蔽涂料的制備方法包括以下步驟步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；
步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨30min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。本實施例中，其余方法步驟和工藝參數均與實施例I相同。實施例9本實施例中，與實施例I不同的是遮蔽劑18%，粘接劑2%，分散劑O. 3%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化 鋁、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑由有機膨潤土和氣相二氧化硅按質量比1:3混合而成，所述粘接劑為聚甲基丙烯酸甲酯，所述有機溶劑為二甲苯。本實施例中，所采用遮蔽涂料的制備方法包括以下步驟步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨40min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。本實施例中，其余方法步驟和工藝參數均與實施例I相同。實施例10本實施例中，與實施例I不同的是遮蔽劑13%，粘接劑5%，分散劑O. 1%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化鋁、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑為有機膨潤土，所述粘接劑為聚甲基丙烯酸甲酯，所述有機溶劑為二甲苯。本實施例中，所采用遮蔽涂料的制備方法包括以下步驟步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨40min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。本實施例中，其余方法步驟和工藝參數均與實施例I相同。實施例11本實施例中，與實施例I不同的是遮蔽劑28%，粘接劑5%，分散劑O. 3%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化鋁、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑由有機膨潤土和氣相二氧化硅按質量比1:5混合而成，所述粘接劑為聚甲基丙烯酸甲酯，所述有機溶劑為二甲苯。本實施例中，所采用遮蔽涂料的制備方法包括以下步驟步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑；步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液；步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨40min，得到混合溶液；步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到物理氣相沉積用遮蔽涂料。 本實施例中，其余方法步驟和工藝參數均與實施例I相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內。
權利要求
1.一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟一、根據鍍層圖案確定遮擋區(qū)域根據預先設計的真空物理氣相沉積鍍層圖案在被加工工件(3)加工面上的布設位置與尺寸，確定所述被加工工件(3)的加工面上應進行保護的遮擋區(qū)域數量以及各遮擋區(qū)域的位置和尺寸； 步驟二、掩膜遮擋層覆蓋在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上，均均勻覆蓋一層遮蔽涂料；且待所覆蓋涂料干燥固化后，形成一層厚度< O. Imm的掩膜遮擋層(I)； 所述遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑10% 30%，粘接劑1% 5%，分散劑O. 1% O. 5%，余量為有機溶劑；所述遮蔽劑為碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化鈦、硫酸鋇、氯化銀、碳酸銀、氫氧化銀、氧化招、碳酸鋅、氫氧化鋅或氫氧化鐵，所述分散劑為有機膨潤土或/和氣相二氧化硅，所述粘接劑為醇酸樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯或多元醇松香酯，所述有機溶劑為酮類有機溶劑、酯類有機溶劑或芳香烴類有機溶劑； 步驟三、真空物理氣相沉積采用真空物理氣相沉積設備，對步驟二中覆蓋掩膜遮擋層后的所述被加工工件(3)進行真空物理氣相沉積處理，并相應在所述被加工工件(3)的加工面上形成一層厚度> 3μπι的真空物理氣相沉積鍍層(2)； 步驟四、遮擋層與鍍層清除將步驟三中經真空物理氣相沉積處理后的所述被加工工件(3)，放入去離子水中超聲清洗2min 3min，并將步驟二中所述掩膜遮擋層(I)和步驟三中所述真空物理氣相沉積鍍層(2)均清除掉； 步驟五、后續(xù)處理對步驟四中清除掉掩膜遮擋層(I)和真空物理氣相沉積鍍層(2)的所述被加工工件(3)的加工面進行沖洗，且沖完后烘干，便獲得真空物理氣相沉積鍍層圖案。
2.按照權利要求I所述的一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于步驟二中進行掩膜遮擋層覆蓋之前，需先對所述遮蔽涂料進行制備，且其制備過程如下 步驟101、按質量百分比分別稱取遮蔽劑、粘接劑、分散劑和有機溶劑； 步驟102、將步驟101中稱取后的粘接劑加入稱取后的有機溶劑中，混合均勻后得到粘接溶液； 步驟103、將步驟101中稱取后的遮蔽劑進行粉碎處理，然后加入步驟102中所述粘接溶液中，混合均勻后置于研磨機中研磨30min 40min，得到混合溶液； 步驟104、將步驟101中稱取后的分散劑加入步驟103中所述混合溶液中，混合均勻后得到所述遮蔽涂料。
3.按照權利要求I或2所述的一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于步驟二中在步驟一中所確定的所有遮擋區(qū)域上覆蓋一層遮蔽涂料時，采用涂刷、浸潰、滾涂、絲網印刷或噴涂方法進行覆蓋。
4.按照權利要求I或2所述的一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于步驟三中所述真空物理氣相沉積鍍層(2)為金屬元素或合金元素鍍層、金屬元素或合金元素的氮化物鍍層、金屬元素或合金元素的碳化物鍍層或者金屬元素或合金元素的氧化物鍍層； 實際進行真空物理氣相沉積處理時，當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氬氣時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層(2)為金屬元素或合金元素鍍層；當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氮氣時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層(2)為金屬元素或合金元素的氮化物鍍層；當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為甲烷或乙炔時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層(2)為金屬元素或合金元素的碳化物鍍層；當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氧氣時，所形成的真空物理氣相沉積鍍層(2)為金屬元素或合金元素的氧化物鍍層。
5.按照權利要求I或2所述的一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于步驟三中進行真空物理氣相沉積處理過程中，當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氬氣時，真空度高于9 X KT1Pa,溫度為室溫 500°C ;當所述真空物理氣相沉積設備內所通入氣體為氮氣、甲烷、乙炔或氧氣時，真空度高于IPa，溫度為室溫 600°C。
6.按照權利要求I或2所述的一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于步驟二中所述的遮蔽涂料優(yōu)選由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑15% 25%，粘接劑1% 5%，分散劑O. 1% O. 4%，余量為有機溶劑。
7.按照權利要求I或2所述的一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于步驟三中進行真空物理氣相沉積處理過程中，真空物理氣相沉積時間為20min 3h。
8.按照權利要求I或2所述的一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于步驟二中進行掩膜遮擋層覆蓋之前，還需對所述被加工工件(3)進行去油清洗；步驟二中所覆蓋的涂料在室溫條件下進行干燥固化；步驟五中對所述被加工工件(3)的加工面進行沖洗時，采用去離子水進行沖刷。
9.按照權利要求2所述的一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于步驟102中所述酮類有機溶劑為丙酮，所述酯類有機溶劑為乙酸乙酯，所述芳香烴類有機溶劑為二甲苯或苯。
10.按照權利要求2所述的一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，其特征在于步驟103中經粉碎處理后的遮蔽劑的平均粒度不大于10 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備真空物理氣相沉積鍍層圖案的方法，包括步驟一、根據鍍層圖案確定遮擋區(qū)域；二、掩膜遮擋層覆蓋在所有遮擋區(qū)域上均均勻覆蓋一層遮蔽涂料；待所覆蓋涂料干燥固化后，形成一層厚度≤0.1mm的掩膜遮擋層；遮蔽涂料由以下質量百分比的原料制成遮蔽劑10～30%，粘接劑1～5%，分散劑0.1～0.5%，余量為有機溶劑；三、真空物理氣相沉積；四、遮擋層與鍍層清除；五、后續(xù)處理對被加工工件的加工面進行沖洗、烘干，便獲得真空物理氣相沉積鍍層圖案。本發(fā)明方法步驟簡單、操作簡便且使用效果好、適用范圍廣，能解決現(xiàn)有制備方法存在的制備鍍層圖案工序復雜、工件表面不需要沉積鍍層的區(qū)域難以精確保護等問題。
文檔編號C23C14/04GK102978566SQ20121054534
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權日2012年12月14日
發(fā)明者王寶云, 李爭顯, 王彥峰, 華云峰, 杜繼紅, 姬壽長, 羅曉峰 申請人:西北有色金屬研究院