[实用新型]绝缘介质表面类金刚石薄膜的沉积装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种机加工设备，特别是类金刚石保护薄膜的沉积装置。

背景技术：

类金刚石薄膜具有类似于金刚石薄膜的性能特点，具有很高的硬度和耐磨性、极高的电阻率、电绝缘强度、热导率、光滑性，在可见、红外和微波频段具有透过性，同时具有良好的化学稳定性和独特的生物相容性等性能特点。类金刚石薄膜在作为各种材料的机械保护薄膜，以及在医学和电子学方面具有重要的应用和研究价值。在绝缘介质如玻璃、聚酯、石英的表面沉积类金刚石可以提高这些材料表面的耐磨性、以及抗酸碱能力，满足某些领域的特定需要。类金刚石薄膜沉积过程实际上是碳或碳氢离子在基底表面的轰击生长过程，从而形成具有致密结构的碳原子层。因此，利用等离子体技术沉积类金刚石薄膜常常需要使用偏压电压，以增加离子能量。然而，利用传统的等离子体技术，如射频辉光放电、电子回旋共振法、磁过滤阴极真空电弧法、磁控溅射法等难以在绝缘基底如玻璃上产生偏压，沉积类金刚石薄膜。在玻璃基底上大面积沉积类金刚石薄膜一直未见报道。

发明内容：

本实用新型的目的是克服上述不足问题，提供一种绝缘介质表面类金刚石薄膜的沉积装置，结构简单，可在在绝缘介质表面大面积沉积类金刚石薄膜，节能、成本低。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：绝缘介质表面类金刚石薄膜的沉积装置，绝缘介质为隔断的两个对称的真空室上均装有排气口，真空室内分别装有高压电极和地电极，绝缘介质置于高压电极和地电极之间，且与高压电板面接触，与地电极之间留有间隙，装有高压电极的真空室上的排气口上装有截止阀，装有地电极的真空室上开有入气孔。

所述真空室与绝缘介质之间装有密封圈。

所述绝缘介质为玻璃。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将介质阻挡放电的高压电极与地电极分别置于绝缘介质两侧的小型真空室内，采用将真空室同时排气的方法，使绝缘介质两侧压力达到平衡，避免由于绝缘介质两侧压力不均衡造成绝缘介质破裂，从而实现了使用大面积绝缘介质作为沉积基底。排气后，在低气压下放电时，须使用截止阀将高压电极一侧的真空室使用截止阀门进行排气截止，避免高压电极在管道中产生辉光放电，否则介质阻挡放电将无法产生。在沉积前，使用氩气介质阻挡辉光放电清洗绝缘介质表面，提高绝缘介质基底与薄膜之间的附着力。使用甲烷等低分子碳氢气体作为沉积气体，利用低气压下辉光介质阻挡放电，在绝缘介质上沉积大面积均匀的类金刚石薄膜。利用介质阻挡放电等离子体沉积薄膜，具有其独特的优势：如放电方式简单，设备成本低；放电室气体间隙小(通常几毫米)，气体体积小，气体流量低；能耗低等。本实用新型特别是适用于玻璃、聚酯、石英介质，可在这些介质上进行薄膜沉积。

附图说明：

附图为本实用新型纵剖面结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如附图所示的绝缘介质表面类金刚石薄膜的沉积装置，绝缘介质玻璃1为隔断的两个对称的真空室6上均装有排气口7，真空室内分别装有高压电极和地电极，玻璃置于高压电极2和地电极3之间，且与高压电板面接触，与地电极之间留有间隙，装有高压电极的真空室上的排气口上装有截止阀，装有地电极的真空室上开有入气孔，真空室壁面与绝缘介质间装有密封胶圈10。

使用时，高压电极由导线接通4高压电源提供交流近正弦波高压，电压峰峰值须达到20kV以上，频率在500Hz-5kHz范围均可，玻璃两侧由两个对称的真空室的排气口同时与一个机械泵连接，排气时须将两个真空室同时排气，以避免玻璃两侧由于压力不均衡而碎裂。放电前，须将截止阀门8关闭，防止高压电极在排气口中产生等离子体。在沉积前，使用氩气作为放电气体，由入气口9通入，放电处理玻璃表面约10分钟，以便提高基底表面与薄膜的附着力。然后使用甲烷等低分子碳氢气体作为沉积气体，放电20分钟，在玻璃和地电极之间的间隙(1-5mm)上产生等离子体5，可实现在玻璃表面沉积约300nm厚的类金刚石薄膜，其纳米硬度约14GPa。玻璃表面薄膜沉积区域最大面积其直径可达500mm。通过将玻璃基底侧移，采用多次沉积的方法，可将沉积面积进一步增大，实现大面积沉积。