将加热器功能应用于塑料玻璃的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种将加热器功能应用于塑料玻璃的工艺。塑料玻璃由聚碳酸酯制成。该工艺包括能够在塑料玻璃上产生高性能加热器功能的溅射工艺。本发明专利技术的另一个方面是通过本发明专利技术的工艺生产的塑料玻璃镜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将加热器功能应用于由聚碳酸酯制成的塑料玻璃的工艺。更具体地，本专利技术涉及一种能够在塑料玻璃上产生高性能加热器功能的溅射工 艺。本专利技术的另一个方面是通过本专利技术的工艺生产的塑料玻璃镜。
技术介绍
在现有技术中已知用塑料玻璃取代通常的石英玻璃。例如，在EP 1412158中公 开了一种能够生产高质量的塑料玻璃的方法。常见的塑料包括光学等级的可注模材料、 光学等级的聚碳酸酯、甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯改性的聚碳酸酯。适合的材料可以从 General Electric购买，例如商品名为MAKR0L0N 2207和LEXAN LS2的塑料特别适于这些 工艺。此外，需要提供光学质量的抛光的模制表面以保持成品部件的光学属性。若干种方法被用来加热后视镜。在EP 0677434中提出一种技术方案，其通过电阻金属层来加热镜。该层被溅射在 镜玻璃上并且接触电极，电极由它们之间的隔离层分隔。电极在镜的一侧连接，该技术方案 使用双路连接头为电路供电，从而减少了相关联的电缆。电阻层和额外电极的使用在均勻的除霜功能方面有一些问题。出现过热点并且可 能会损坏加热层。在US 4721550中，印刷电路板分层为铜层。该专利公开一种方法，利用在聚合物 基质的多孔表面上实现的晶体结构，在基质上形成附着性非常强的铜层。通过物理气相沉积(PVD)方法进行层的沉积是已知的。一种成功的方法是磁控管 溅射。磁控管溅射是一种强力且灵活的技术，能够用于将各种不同的材料涂覆到几乎任 何工件上。溅射是通过离子或中性粒子对固体表面层进行能量轰击而使得原子化材料从固 体上移出。在溅射过程之前，必须要达到低于一千万分之一个大气压的真空。然后引入严 格控制的惰性气体流，例如氩气流。这使得压强上升到操作磁控管所需要的最低压强，虽然 仍只是一个大气压的万分之几。当将磁控管通电时，靶被施加通常为-300V或更高的负电压。该负电压将阳离子 高速吸向靶表面。通常当阳离子与固体表面的原子碰撞时产生能量传递。如果传递至晶格 位置的能量大于结合能，则能够形成初级反冲原子，该反冲原子能够与其他原子碰撞并且 通过碰撞级联分配能量。除了溅射之外，第二个重要的工艺是次级电子从靶表面的射出。这些次级电子使 得辉光放电能够保持。3本专利技术意于克服使用电阻层和分离的电极的加热器的问题，并且提供一种使用 PVD磁控管工艺以赋予单个层以加热和接触塑料玻璃镜的双重功能的方法。
技术实现思路
本专利技术在附图中示出并且在后文说明。使用在塑料玻璃镜背面的单个金属层使得整个生产工艺更加容易。不需要额外的 施加电极的步骤。电极层和电阻加热层必须具有必要的附着的问题也不存在。使用覆盖整个塑料基质的材料层仅对于塑料基质是可能的，因为与石英玻璃相比 塑料材料具有低的导热系数。电阻加热引线的温度效应将局部地作用于塑料基质。因为塑 料玻璃中温度差高且能量传递缓慢，所以引线过热而熔化的风险很高。解决途径是使用整个表面作为加热区域，以避免由于局部高电阻造成的电流过 高。所以本专利技术使用具有低阻抗的铜作为材料，并且将其应用于整个表面上。本专利技术同时 解决塑料玻璃上的过热点的问题，以及连接电极的问题。附图说明图1示出方法的步骤。图2示出塑料玻璃的结构的例子。图3示出迹线结构。具体实施例方式基质由对于塑料玻璃镜使用来说通常可接受的任何介电材料形成，并且该基质可 以由例如聚碳酸酯、甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯改性的聚碳酸酯等形成。这种基质的厚 度通常为几毫米且导热系数为0. 3-0. 6ff/m K，与之相比玻璃的导热系数为1. lff/m K。将反射层应用于第一表面，其工艺这里将不进一步说明。反射层通常是金属或金 属合金。在施加反射层之后，将加热器层施加于基质的非反射表面的另一面。在替代的工艺中，工艺步骤的顺序可以变化，首先施加加热层然后是反射层。这对 本专利技术没有影响。基质的第二侧优选地首先通过溅射涂覆铜，溅射的膜在基质上形成气密封，密封 足够厚以承载形成显著加热的电流。溅射的膜的厚度优选地在约0.4到Ιμπι之间。在基质上溅射薄的导电膜之前，优选地首先通过干法蚀刻步骤对基质进行预先制 备。该工艺开始时，将塑料玻璃介质送入PVD磁控管管道(drain)中。在室被抽真空之后，第一工艺步骤开始，对聚碳酸酯基质表面进行干法蚀刻。为 此，基质被安置在基质保持器上，基质保持器以约每分钟5转的速度旋转。磁控管PVD中 的铜靶被覆盖。管道容纳氧气气体，且沉积工艺的极性被改变使得靶接地且基质侧具有约 700V的高电压。开始的等离子体反应形成离子型的氧微粒，氧微粒朝向基质加速。基质的 表面被氧微粒蚀刻并且准备好进行铜沉积。干法蚀刻的时间取决于若干个参数，当干法蚀 刻的时间为5到10分钟时实现最佳的效果。表面通过氧微粒被构建为具有一定的粗糙度，并且表面以某种方式被活化以增进铜的附着。在步骤2中，管道气体从氧气被换成氩气。电极的极性被改变以使得对象阴极达 到高电压水平。施加约5kW的功率20秒。在该时间段内，靶保持被覆盖。这一步骤的目的 是清洁靶并且除去铜靶表面的可能的氧化。在步骤3中，基质在氩气气体中被溅射，其中等离子体沉积的功率约为10kW。在4 到10分钟的沉积时间中，基质继续在基质保持器上旋转且铜沉积，以实现预计用来加热装 置的层厚。铜靶暴露于氩气等离子冲击。由于步骤1中的干法蚀刻工艺，铜层对聚碳酸酯表面有良好的附着。该层为多晶 体并且具有均勻的电阻表现。图2示出塑料镜玻璃5。下面的部分示出塑料玻璃的反射侧。上面的部分示出从 后侧看的视图。在该例子中，塑料玻璃基质5具有诸如夹子7的模制部件，以将玻璃固定到 支撑件或玻璃致动器上。此外，用于接触加热器表面的突起部件6与塑料玻璃基质一起模制。在本实施方 式中，突起部件6布置在镜的同一侧。这使得与线束的连接更加容易。在本专利技术中，模制的 突起部件的位置并不重要。在替代的实施方式中，突起部件可以被模制在不同的位置处，或 者替代地夹子7也可以起用于接触的突起部件的作用。将夹子的连接功能和突起部件的接 触功能结合在一个装置中将使得电极与加热层的连接进一步简化。在铜层被喷溅在基质的第二表面上之后，基质经历进一步的工艺步骤。通过激光 束构建加热器表面。使用波长为355nm的UV激光将图案刻写入铜层中。铜层在激光束的 功率下蒸汽化，使得在铜层中出现图案。刻写工艺必须使结构之间的铜有效地蒸汽化以防 止短路。图3示出一个例子。通过激光束将电极彼此隔开，并且实现迂回的结构。结构的 几何形状本身并没有关系，但是该结构能够实现优选的电阻。激光束必须至少将用于接触 层的两个突起部件6隔开。在激光束构建工艺中，通过电阻表控制电阻。有利地，在溅射工 艺中突起部件也被铜覆盖，使得容易实现用于测量的触点。如果迹线的电阻在5到300hm 之间则实现优选方案。在刻写操作中，通过红外线相机控制表面以避免过热点。激光束的影响必须受到 限制以避免第一层上的反射层被破坏。在一种实施方式中，刻写工艺是通过被偏转装置引导而跟随迹线的激光束实现 的。刻写工艺也可以通过使用掩膜和非聚焦的高能量束来实现。在铜层中实现迹线之后，对塑料玻璃进行硬质涂覆工艺，以保护第一表面的反射 层和反面的加热器层不被磨损。硬质涂覆之后的最终步骤是将突起部件6与电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向塑料玻璃基质施加加热器功能的工艺，包括下述步骤：将所述塑料玻璃基质插入溅射工艺室中；通过干式蚀刻步骤清洁所述基质的表面；在准备步骤中制备铜靶；将铜溅射到所述表面上；将带有层的基质从所述溅射工艺室中移出；通过激光束将迹线刻写到带有层的表面上。

【技术特征摘要】
EP 2009-10-22 09173733.8;EP 2010-6-10 10165508.21.一种向塑料玻璃基质施加加热器功能的工艺，包括下述步骤 将所述塑料玻璃基质插入溅射工艺室中；通过干式蚀刻步骤清洁所述基质的表面； 在准备步骤中制备铜靶； 将铜溅射到所述表面上； 将带有层的基质从所述溅射工艺室中移出； 通过激光束将迹线刻写到带有层的表面上。2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，在干式蚀刻工艺步骤中制备所述塑料玻璃 表面以实现表面的粗糙度以及由氧离子活化所述表面。3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，铜的沉积时间在4到10分钟之间。4.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，在所述塑料玻璃基质上产生的铜层厚度为 0. 4 至Ij 1 μ m。5.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述铜层通过激光束构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：G伯努瓦，F芒泽，C拉卢普，
申请(专利权)人：SMR专利责任有限公司，
类型：发明
国别省市：LU[卢森堡]