本申请提供一种镀膜装置及DLC镀膜工艺，涉及材料表面处理技术领域。镀膜装置包括真空腔体、转架、脉冲偏压电源、第一弧靶、阳极电源、弧靶电源、第二弧靶、屏蔽挡板、靶电源及阴极靶；转架转动设于真空腔体中，脉冲偏压电源连接转架，第一弧靶及第二弧靶设于真空腔体中，第一弧靶位于第二弧靶的上下两侧，弧靶电源与第二弧靶及第一弧靶连接，所述阳极电源分别与相应的所述第一弧靶连接，屏蔽挡板设于第二弧靶前侧构成弧光电子源，阴极靶设于真空腔体中，且位于转架远离第一弧靶及第二弧靶的一侧，靶电源与阴极靶连接。本申请提供的镀膜装置能够通过第一弧靶作为辅助阳极，增强弧光电子辉光，提高气体的离化率。提高气体的离化率。提高气体的离化率。
【技术实现步骤摘要】
一种镀膜装置及DLC镀膜工艺
[0001]本专利技术涉及材料表面处理
，尤其涉及一种镀膜装置及DLC镀膜工艺。
技术介绍
[0002]类金刚石碳涂层(Diamond Like Carbon，DLC)具有高硬度值和低摩擦系数，表面平滑，且具有良好的耐磨性，同时兼具优异的化学稳定性，导热性和机械性能，因此，DLC涂层通常作为耐磨涂层，耐腐涂层和装饰涂层。已知制备DLC涂层的方法主要有物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition，PVD)及等离子辅助化学气相沉积方法(Plasmas Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)两种。其中，PVD方法主要通过磁控溅射或者多弧溅射石墨靶来制备形成的无氢非晶碳膜。而PECVD方法通过离化含碳类原料气体(通常为C2H2,CH4等气体)制备得到含氢非晶碳膜，这类含氢DLC膜层具备高硬度的同时也有很高的内应力，为提高与基材表面的结合力，一种已知的方法是在基材和DLC涂层之间制备金属过渡层作为缓冲层，来提高其结合力。同时在工艺过程中，对含碳类气体的离化率越高，得到的DLC涂层的致密性和性能越优秀。
[0003]传统PECVD方法采用脉冲偏压方式来离化含碳类气体，其离化率效率低，等离子体密度低，制备的DLC涂层致密性和硬度相对较低。为适应工业化应用的更高要求，需要进一步提升其DLC涂层与基材的结合力和DLC涂层本身的致密性与硬度性能。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种镀膜装置及DLC镀膜工艺，以解决上述问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术特采用以下技术方案：
[0006]一种镀膜装置，包括真空腔体、转架、脉冲偏压电源、第一弧靶、阳极电源、弧靶电源、第二弧靶、屏蔽挡板、靶电源及阴极靶；
[0007]所述转架转动设于所述真空腔体中，所述脉冲偏压电源的负极连接所述转架，所述第一弧靶及所述第二弧靶分别设于所述真空腔体中，且所述第一弧靶为多个，多个所述第一弧靶分别位于所述第二弧靶的上下两侧，所述弧靶电源分别与所述第二弧靶及所述第一弧靶连接，所述阳极电源分别与相应的所述第一弧靶连接，所述屏蔽挡板设于所述第二弧靶前侧，以与所述第二弧靶构成弧光电子源，所述阴极靶设于所述真空腔体中，且位于所述转架远离所述第一弧靶及所述第二弧靶的一侧，所述靶电源的负极与所述阴极靶连接。
[0008]优选地，所述第一弧靶为平面弧靶。
[0009]优选地，所述镀膜装置还包括多个切换器，所述切换器的输出端分别与相应的所述第一弧靶连接，所述阳极电源正极分别与相应的所述切换器的第一切换端连接，所述弧靶电源分别与所述第二弧靶及所述第一弧靶相对，其中一个所述弧靶电源的负极连接所述第二弧靶，剩余的所述弧靶电源的负极分别与相应的所述切换器的第二切换端连接。
[0010]一种DLC镀膜工艺，采用上述的镀膜装置，包括：
[0011]抽真空并烘烤加热，将工件放置于所述转架上，对所述真空腔体进行抽真空及加
热除气；
[0012]等离子体刻蚀清洗工件，向所述真空腔体中充入氩气，使所述阳极电源与所述第一弧靶连接，开启所述第二弧靶处的所述弧靶电源，打开所述阳极电源，打开所述脉冲偏压电源，以所述工件为阴极，施加负偏压，对所述工件进行等离子刻蚀清洗；
[0013]溅射打底层，向所述真空腔体中充入氩气，打开所述靶电源，打开所述脉冲偏压电源，以所述工件为阴极，施加负偏压，在所述工件上沉积金属打底层；
[0014]溅射过渡层，充入含碳气体，在所述打底层上沉积过渡层；
[0015]溅射DLC层，关闭所述靶电源，向所述真空腔体内逐步充入含碳气体，打开所述第二弧靶处的所述弧靶电源，打开所述阳极电源，沉积DLC层。
[0016]优选地，所述抽真空并烘烤加热的步骤中，使所述真空腔体内的温度加热至100℃
‑
300℃，所述真空腔体的本底真空度低于5*10
‑3Pa。
[0017]优选地，所述等离子体刻蚀清洗工件的步骤中，充入氩气至真空气压达到0.8Pa，所述第二弧靶处的所述弧靶电源，设定靶电流在60
‑
100A，弧靶电压为20
‑
40V，设置所述阳极电源电流为30A，电压为20
‑
30V，设置所述脉冲偏压电源负偏压值为150
‑
250V，频率为80Khz，占空比为80％，等离子刻蚀清洗时长为10
‑
60min。
[0018]优选地，所述溅射打底层的步骤中，向所述真空腔体中充入氩气，维持气压在0.3
‑
0.5Pa，所述靶电源的电流为15A，所述脉冲偏压电源的偏压为100
‑
200V，频率为80Khz，占空比为80％。
[0019]优选地，所述第一弧靶及所述第二弧靶为Cr，磁控阴极靶为Cr，在所述工件上沉积Cr打底层，厚度约为0.3um。
[0020]优选地，所述溅射过渡层的步骤中，充入C2H2，逐步增加C2H2的流量，维持真空气压在0.3
‑
0.5Pa，使Ar：C2H2的流量比从1:0逐步到2:1，并逐渐降低工件上的偏压值至60V，Cr
‑
CrC梯度层的沉积时间为25min，厚度约为0.3um。
[0021]维持沉积Cr
‑
CrC梯度层的工艺参数不变，在Cr
‑
CrC梯度层上沉积CrC层，厚度约为0.3um。
[0022]可选地，所述溅射DLC层的步骤中，所述脉冲偏压电源的负偏压增加到600V
‑
800V，频率为120Khz，占空比为80％，继续向所述真空腔体内逐步充入C2H2，使真空度维持在0.5
‑
1Pa，使Ar：C2H2的流量比从2:1逐渐降低到2:3，所述第二弧靶处的所述弧靶电源的电流在60
‑
100A，弧靶电压为20
‑
40V，所述阳极电源的电流在20
‑
60A，沉积时间为60min，使DLC层沉积厚度为1
‑
2um。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0024]本申请提供的镀膜装置及DLC镀膜工艺，镀膜装置可以在不增加额外硬件成本的情况下，能够通过第二弧靶前侧设置屏蔽挡板作为弧光电子源主体，进行弧光放电，第一弧靶作为辅助阳极，第二弧靶弧光放电过程产生的电子，在第一弧靶的吸引下，从第二弧靶与屏蔽挡板之间的缝隙溢出，大量电子朝第一弧靶的方向移动，增强弧光电子辉光，提高气体的离化率。在等离子体刻蚀清洗时，明显增加了Ar的离子率，能够提高对工件表面的刻蚀清洗程度；在DLC镀膜工艺中，能够显著增加碳氢离子的离子率，提高了碳氢离子的密度，提高镀膜涂层的致密性及结合力，作为辅助阳极的第一弧靶，本身也可以作为正常的电弧靶沉积靶材使用。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种镀膜装置，其特征在于，包括真空腔体、转架、脉冲偏压电源、第一弧靶、阳极电源、弧靶电源、第二弧靶、屏蔽挡板、靶电源及阴极靶；所述转架转动设于所述真空腔体中，所述脉冲偏压电源的负极连接所述转架，所述第一弧靶及所述第二弧靶分别设于所述真空腔体中，且所述第一弧靶为多个，多个所述第一弧靶分别位于所述第二弧靶的上下两侧，所述弧靶电源分别与所述第二弧靶及所述第一弧靶连接，所述阳极电源分别与相应的所述第一弧靶连接，所述屏蔽挡板设于所述第二弧靶前侧，以与所述第二弧靶构成弧光电子源，所述阴极靶设于所述真空腔体中，且位于所述转架远离所述第一弧靶及所述第二弧靶的一侧，所述靶电源的负极与所述阴极靶连接。2.根据权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，所述第一弧靶为平面弧靶。3.根据权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，所述镀膜装置还包括多个切换器，所述切换器的输出端分别与相应的所述第一弧靶连接，所述阳极电源正极分别与相应的所述切换器的第一切换端连接，所述弧靶电源分别与所述第二弧靶及所述第一弧靶相对，其中一个所述弧靶电源的负极连接所述第二弧靶，剩余的所述弧靶电源的负极分别与相应的所述切换器的第二切换端连接。4.一种DLC镀膜工艺，其特征在于，采用如权利要求1
‑
3任一项所述的镀膜装置，包括：抽真空并烘烤加热，将工件放置于所述转架上，对所述真空腔体进行抽真空及加热除气；等离子体刻蚀清洗工件，向所述真空腔体中充入氩气，使所述阳极电源与所述第一弧靶连接，开启所述第二弧靶处的所述弧靶电源，打开所述阳极电源，打开所述脉冲偏压电源，以所述工件为阴极，施加负偏压，对所述工件进行等离子刻蚀清洗；溅射打底层，向所述真空腔体中充入氩气，打开所述靶电源，打开所述脉冲偏压电源，以所述工件为阴极，施加负偏压，在所述工件上沉积金属打底层；溅射过渡层，充入含碳气体，在所述打底层上沉积过渡层；溅射DLC层，关闭所述靶电源，向所述真空腔体内逐步充入含碳气体，打开所述第二弧靶处的所述弧靶电源，打开所述阳极电源，沉积DLC层。5.根据权利要求4所述的DLC镀膜工艺，其特征在于，所述抽真空并烘烤加热的步骤中，使所述真空腔体内的温度加热至100℃
‑
300℃，所述真空腔体的本底真空度低于5*10
‑3Pa。6.根据权利要求4所述的DLC镀膜工艺，其特征在于，所述等离子体刻蚀清洗工件...
【专利技术属性】
技术研发人员：田修波，郑礼清，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：
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