專利名稱：用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空鍍膜領(lǐng)域，具體涉及一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體。
背景技術(shù)：
真空鍍膜法是一類重要的制膜方法，它在微電子、電子材料與元器件等電子工業(yè)，鐘表工業(yè)，照相機(jī)等光學(xué)工業(yè)，窗玻璃等建筑工業(yè)中已經(jīng)成為一項(xiàng)不可缺少的重要技術(shù)。此夕卜，在以電子信息產(chǎn)業(yè)為代表的高新技術(shù)中，真空鍍膜技術(shù)也起著舉足輕重的作用。真空鍍膜法中，具有代表性的有真空蒸鍍法、離子鍍法、濺射鍍膜法和化學(xué)氣相沉積(chemicalvapor deposition,CVD)法等。其中真空蒸鍍法是制作薄膜的最一般的方法。這種方法是把裝有基板的處理室抽成真空，使氣體壓強(qiáng)達(dá)到KT2Pa以下，然后加熱蒸鍍材料，使其原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸汽流，入射到基板表面，而后凝結(jié)形成固態(tài)薄膜。所以真空蒸鍍法需要盛放蒸鍍材料的坩堝、加熱坩堝的熱源和附著被蒸發(fā)的蒸鍍材料的基板。在早期鍍膜過程中，蒸鍍材料一般為固體，可以直接放在坩堝內(nèi)。近年來，隨著新型鍍膜原料的大量涌現(xiàn)，蒸鍍的形式也有所變化。如在光學(xué)元器件上蒸鍍防污(Ant1-Smudge，AS)膜時(shí)，通常選用有機(jī)氟化合物及硅酮樹脂等有機(jī)化合物作為鍍膜原料，蒸鍍時(shí)需先將鍍膜原料在溶劑中溶解形成以有機(jī)溶液狀態(tài)存在的蒸鍍材料，在坩堝內(nèi)預(yù)置吸附載體作為該蒸鍍材料的載體。蒸鍍時(shí)，鍍膜原料受熱氣化后從吸附載體中逸出，入射到基板表面完成鍍膜。

目前蒸鍍材料的吸附載體的類型主要有兩種:1、使用多孔燒結(jié)陶瓷或陶瓷材料作為吸附載體。2、將鋼絲棉壓入坩堝并將其作為吸附載體。上述兩種吸附載體都具有各自不同的缺點(diǎn)。多孔性陶瓷燒結(jié)體所含雜質(zhì)較多，而這些雜質(zhì)正是使蒸鍍材料的特性劣化的主要原因，因而對(duì)防污膜的耐摩擦性和均勻性都是不利的；采用將鋼絲棉壓入坩堝制成的吸附載體時(shí)，其鋼絲棉的體積限制了有機(jī)物質(zhì)的吸收量。并且由于鋼絲棉的剛性特性，使其孔隙率管理困難。鋼絲棉容易發(fā)生破碎，從而造成防污膜出現(xiàn)斑點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，該吸附載體采用多孔質(zhì)的金屬粉末燒結(jié)體，提升了吸附承載效果，避免了現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，其特征在于:所述吸附載體是金屬粉末的燒結(jié)體，所述的金屬粉末為選自鐵、不銹鋼、銅、鋁中的一種或至少兩種的金屬混合物。
所述金屬粉末的粒徑為I μ m—100 μ m。所述金屬粉末的優(yōu)選粒徑為I μ m—10 μ m。所述金屬混合物為鐵粉和銅粉的混合物。其中銅粉占混合物重量百分比的25%—35%，其余為鐵粉。所述銅粉的粒徑不大于所述鐵粉的粒徑。所述燒結(jié)體的孔隙率為40% — 70%。所述燒結(jié)體的熱傳導(dǎo)率為lW/m.K—200ff/m.K。所述的燒結(jié)體為圓餅狀。一種吸附載體的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述方法是將作為原料的金屬粉末以O(shè)ton/cm2—15ton/cm2的壓力夯實(shí)，再經(jīng)過0.5h — 5h的燒結(jié)后的燒結(jié)體，該燒結(jié)體為多孔質(zhì)體，即為所述吸附載體。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1、本發(fā)明提供的吸附載體本身不含雜質(zhì)；熔點(diǎn)在400°c以上，能保證在高真空高溫條件下鍍膜過程中不會(huì)熔化產(chǎn)生雜質(zhì)、并且不與吸附承載的蒸鍍材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；
2、使用本發(fā)明提供的吸附載體，由于不同的金屬或者金屬混合物的原料具有不同的熱傳導(dǎo)率，所以熱傳導(dǎo)率可以選擇，根據(jù)鍍膜設(shè)備的不同要求選擇熱傳導(dǎo)率適當(dāng)?shù)奈捷d體，可以控制被吸附承載的鍍膜材料的蒸發(fā)速度，因而能保證鍍膜的均勻性；
3、使用本發(fā)明提供的吸附載體進(jìn)行真空蒸鍍所得到的防污膜，耐摩擦性能大幅度提高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的吸附載體蒸`鍍出來的防污膜。


圖1是本發(fā)明的吸附載體的外形示意 圖2是承裝本發(fā)明吸附載體的坩堝示意 圖3是真空蒸鍍防污膜的裝置示意 圖4是以鐵和銅的混合物為原料制作的吸附載體在顯微鏡下的斷面照片。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
本發(fā)明提供的用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體是通過以下方法得到的:首先選擇適當(dāng)?shù)脑?，加工成粉末狀后，以O(shè)ton/cm2—15ton/cm2的壓力進(jìn)行夯實(shí),然后在適當(dāng)?shù)臏囟认陆?jīng)過0.5h-5h的燒結(jié)，所得到的燒結(jié)體為多孔質(zhì)體，本發(fā)明利用其多孔質(zhì)體的性質(zhì)，對(duì)蒸鍍材料進(jìn)行物理承載吸附，最后要將得到的燒結(jié)體切割成形，通常為了蒸鍍時(shí)熱傳導(dǎo)的均勻性，無棱角的形狀效果會(huì)好于有棱角的形狀，因此整體上棱角越少越有利，圖1示意了本發(fā)明的用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體的外形，由于要放置在高熱環(huán)境中使用，受熱面越平整、受熱面積越大，受熱的均勻性越好，所以吸附載體的受熱面優(yōu)選為圓形，所以本實(shí)施例吸附載體的形狀優(yōu)選棱角最少的圓餅狀。本發(fā)明提供的用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體是由作為原料的單一金屬或者金屬混合物的粉末形成的燒結(jié)體。對(duì)于燒結(jié)原料的粉末，需要具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱性高、反應(yīng)性弱等性質(zhì)。本發(fā)明提供的吸附載體中作為原料的單一金屬優(yōu)選自鐵、不銹鋼、銅、鋁中的一種，金屬混合物優(yōu)選為鐵和銅的混合物。以上金屬均為機(jī)械強(qiáng)度高，熔點(diǎn)高的物質(zhì)，并且不會(huì)和蒸鍍材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能保證鍍膜的純度。原料粒徑大小的選擇要兼顧吸附承載性能和防止雜質(zhì)進(jìn)入吸附載體這兩方面的問題。粒徑過大，如在大于100 μ m時(shí)，灰塵等雜質(zhì)易進(jìn)入吸附載體內(nèi)，從而導(dǎo)致防污膜質(zhì)量下降；粒徑小于Iym時(shí)，會(huì)導(dǎo)致難以吸附載蒸鍍材料，即蒸鍍材料難以注入到吸附載體內(nèi)。本發(fā)明單一金屬原料的粒徑為I 一 ΙΟΟμπι，優(yōu)選I 一 10 μ m ;金屬混合物中作為主材料的鐵的粒徑為I一 100 μ m，優(yōu)選I一 10 μ m。這樣的粒徑范圍可以保證在不影響吸附載體的吸附承載性能的情況 下，最大程度地防止塵埃等雜質(zhì)進(jìn)入吸附載體內(nèi)，提高防污膜的質(zhì)量。吸附載體的熱傳導(dǎo)率決定了吸附載體升溫的速度及熱量在吸附載體內(nèi)擴(kuò)散的速度，因此直接影響到蒸鍍材料的蒸發(fā)速度。吸附載體的熱傳導(dǎo)率越小，蒸鍍材料受熱越慢，蒸發(fā)速度越慢；反之熱傳導(dǎo)率越大，蒸鍍材料受熱越快，則蒸發(fā)速度越快。在鍍膜過程中，如圖3所示，鍍膜基板被固定在真空室上方的支架上，為了增加鍍膜的均勻性，支架在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下勻速或以一定的速度變化規(guī)律旋轉(zhuǎn)。支架的旋轉(zhuǎn)速度是視鍍膜裝置的型號(hào)、基板的類型和大小等設(shè)定的。蒸鍍材料的蒸發(fā)速度需要和支架的旋轉(zhuǎn)速度相配合，蒸發(fā)速度過快或過慢，都會(huì)影響鍍膜的均勻性和防污膜的性能。本發(fā)明提供的吸附載體，可以根據(jù)鍍膜設(shè)備的需求，選擇熱傳導(dǎo)率適當(dāng)?shù)脑?，通過吸附載體的熱傳導(dǎo)率控制蒸鍍材料的蒸發(fā)速度，以配合基板支架的旋轉(zhuǎn)速度。因?yàn)榭梢钥刂莆匠休d在吸附載體內(nèi)蒸鍍材料的蒸發(fā)速度，因此可以提高所形成的防污膜的均勻性和耐摩擦性能。本發(fā)明提供的吸附載體的熱傳導(dǎo)率為I W/m.K — 200 W/m.K，可以滿足大多數(shù)蒸鍍?cè)O(shè)備對(duì)蒸發(fā)速度的需求。本發(fā)明根據(jù)鍍膜設(shè)備的不同要求選擇熱傳導(dǎo)率適當(dāng)?shù)臒Y(jié)體，蒸鍍出來的防污膜的均勻性和牢固性都能比使用現(xiàn)有技術(shù)中的吸附載體蒸鍍的防污膜的效果好，詳見圖5和表3-表8中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。吸附載體的孔隙率決定了蒸鍍材料的吸附時(shí)間和吸附量?？紫堵蔬^小，吸附載體對(duì)蒸鍍材料的吸附速度慢、吸附量小，這樣既影響生產(chǎn)效率，又可能由于被吸附承載的蒸鍍材料的量過小而不能滿足鍍膜要求；孔隙率過大，首先容易混入塵埃等雜質(zhì)，其次吸附載體的有效載吸附性能會(huì)下降。本發(fā)明提供的吸附載體的孔隙率為40% — 70%，鍍膜時(shí)可以滿足對(duì)承載吸附量和吸附速度的要求，又能保證其承載吸附性能。圖4為孔隙率60.7%以鐵和銅的混合物為原料制作的吸附載體在顯微鏡下的斷面照片，圖中可以看見I μ m-30 μ m的孔隙，該吸附載體承載吸附蒸鍍?nèi)芤毫靠梢哉计潴w積的60.7%，在不被加熱汽化等主要因素的影響下，所承載吸附的蒸鍍?nèi)芤赫汲休d體體積的比例不少于50%。因此本發(fā)明的吸附載體承載吸附效果比較好，蒸鍍出來的防污膜的性能比使用現(xiàn)有技術(shù)中的吸附承載體蒸鍍的防污膜的效果好，詳見和表1-表6中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。蒸鍍防污膜時(shí)盛放本發(fā)明的吸附載體的坩堝，需要具有在低真空狀態(tài)下加熱時(shí)不氣化的性能。另外，妨礙蒸鍍材料被承載吸附的材質(zhì)不能作為坩堝的材料。本發(fā)明在蒸鍍時(shí)，優(yōu)選的是銅坩堝。如圖2所示，為了配合本發(fā)明的吸附載體的外形，坩堝的形狀呈底面封閉，上部開口的扁圓柱狀，但是開口的形狀并非一定要圓形的。圖3示意了本發(fā)明中使用的蒸鍍防污膜的蒸鍍裝置，包括真空室20、排氣管21和真空泵22。通過排氣管21和真空泵22，可將真空室20內(nèi)的空氣排出，鍍膜時(shí)，真空室20內(nèi)部的壓強(qiáng)為10_2Pa — 10_5Pa左右。在真空室20內(nèi)部設(shè)置有一對(duì)電極23，與在真空室20外部設(shè)置的獨(dú)立電源24相連接。電極23的供電部分上設(shè)置著電阻加熱舟25，電阻加熱舟25與電極23電氣連接。在電阻加熱舟25上面放置承載有本發(fā)明的吸附載體的坩堝。加熱源也可以不使用電阻加熱舟而改用電子束照射坩堝，此時(shí)需要選擇具有電子束照射裝置的真空室。鍍膜基板被固定在設(shè)置在真空室20上方的支架26上，蒸鍍時(shí)，本發(fā)明提供的吸附載體被加熱，含浸在該吸附載體中的形成防污膜用的有機(jī)物質(zhì)被蒸發(fā)出來，在鍍膜基板上均勻地形成防污膜。蒸鍍結(jié)束后，對(duì)使用本發(fā)明提供的吸附載體蒸鍍的防污膜與使用其他現(xiàn)有技術(shù)吸附載體蒸鍍的防污膜進(jìn)行了摩擦耐久力測(cè)試對(duì)比。測(cè)試方法為:針對(duì)不同種類的吸附載體，采用相同的鍍膜設(shè)備、基板、蒸鍍材料、水滴數(shù)進(jìn)行蒸鍍防污膜的對(duì)比測(cè)試，得到不同的水滴接觸角。水滴接觸角是水滴與防污膜表面的接觸角，用于衡量防污膜親水性的強(qiáng)弱，親水性反應(yīng)防污膜表面質(zhì)量的高低。水滴接觸角越大，對(duì)于防污膜來說，就是能使落在其表面的油污、污垢，塵埃和水珠等會(huì)自動(dòng)滑落或很容易地被清除干凈；相反地，水滴接觸角越小，油污、污垢，塵埃和水珠等會(huì)更容易附著于防污膜上并且不容易清除。水滴接觸角小于100度時(shí)，防污膜的效果已經(jīng)不能滿足目前市場(chǎng)上的主流需求了。用現(xiàn)有技術(shù)中的吸附載體蒸鍍出來的防污膜，在剛剛蒸鍍完成時(shí)，水滴接觸角也可以滿足要求，然而由于鍍膜質(zhì)量的問題，防污膜的耐摩擦性差，隨著使用時(shí)間的增加，防污膜逐漸被摩擦掉，失去效力。所以要證明防污膜質(zhì)量的優(yōu)劣，不能只對(duì)剛蒸鍍完成的防污膜進(jìn)行測(cè)量，還需要對(duì)防污膜進(jìn)行多次摩擦后，測(cè)量其水滴接觸角的度數(shù)。經(jīng)過反復(fù)摩擦之后，如水滴接觸角仍然能保持在100度以上，可以證明防污膜因?yàn)槟Σ炼艿降膿p害小，則防污膜的質(zhì)量高。使用現(xiàn)有技術(shù)吸附載體蒸鍍的防污膜的摩擦耐久力測(cè)試結(jié)果如下表所示:
表I
權(quán)利要求
1.一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，其特征在于:所述吸附載體是金屬粉末的燒結(jié)體，所述的金屬粉末選自鐵、不銹鋼、銅、鋁中的一種或至少兩種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，其特征在于:所述金屬粉末的粒徑為I μ m一100 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，其特征在于:所述金屬粉末的優(yōu)選粒徑為I μ m一 10 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，其特征在于:所述金屬粉末為鐵粉和銅粉的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，其特征在于:其中銅粉占混合物重量百分比的25% — 35%，其余為鐵粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，其特征在于:所述銅粉的粒徑不大于所述鐵粉的粒徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，其特征在于:所述燒結(jié)體的孔隙率為40% — 70%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，其特征在于:所述燒結(jié)體的熱傳導(dǎo)率為lW/m.K—200ff/m.K。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，其特征在于:所述的燒結(jié)體為圓餅狀。
10.一種如權(quán)利要求1-9所述的一種吸附載體的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述方法是將作為原料的金屬粉末以O(shè)ton/cm2—15ton/cm2的壓力夯實(shí),再經(jīng)過0.5h一5h的燒結(jié)后的燒結(jié)體，該燒結(jié)體為多孔質(zhì)體，即為所述吸附載體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于蒸鍍防污膜的蒸鍍材料的吸附載體，所述吸附載體是金屬粉末的燒結(jié)體，所述的金屬粉末為選自鐵、不銹鋼、銅、鋁中的一種或至少兩種的金屬混合物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是吸附載體本身不含雜質(zhì)并能保證在高真空高溫條件下鍍膜過程中不會(huì)熔化產(chǎn)生雜質(zhì)，并且不與所吸附承載的蒸鍍材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；可以根據(jù)鍍膜設(shè)備的需求選取熱傳導(dǎo)率適當(dāng)?shù)臒Y(jié)原料，從而保證鍍膜的均勻性；使用本發(fā)明提供的吸附載體進(jìn)行真空蒸鍍所得到的防污膜，耐摩擦性能大幅度提高，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的吸附載體蒸鍍出來的防污膜。
文檔編號(hào)B22F3/16GK103205716SQ201310128539
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者小島岳, 秦燕詒, 小林一博, 唐健 申請(qǐng)人:光馳科技(上海)有限公司