[发明专利]等离子体增强式化学气相沉积设备及其控制方法

说明书

技术领域

本实施例可涉及等离子体增强式化学气相沉积设备，并更具体地涉及一种提供具有耐腐蚀性、亲水性和抗菌功能的功能膜的设备和该设备的控制方法。

具体地，本发明的实施例涉及等离子体增强式化学气相沉积（PECVD）设备及其控制方法。

背景技术

在工业上，对于使用具有特定功能的、形成在基材上的膜（即，功能膜）的需求日益增大。这是因为功能膜能够补偿基材缺乏的性能。例如，在换热器的表面和车辆侧镜的表面可形成有具有预定功能（例如耐腐蚀性和亲水性）的功能膜。作为这些示例中的一个，下面将描述空调的换热器。

空调是具有控制预定房间的期望温度和湿度的功能的电器。这样的空调典型地使用制冷循环，该制冷循环包括压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器。蒸发器和冷凝器是换热器的类型，它们包括使制冷剂能够在其中流动的管和安装在桶中的散热片。换言之，蒸发器与冷凝器中流动的制冷剂与周围空气热交换。蒸发器在蒸发制冷剂时可吸收热量，冷凝器在冷凝制冷剂时可发出热量。

然而，当换热器的表面温度低于露点时，空气被冷凝并在换热器的表面生成水滴。如果水滴生成严重，则水滴被冻结而变成霜。换热器的表面上产生的水滴和/或霜可能造成若干问题。例如，水滴和/或霜可能减小换热面积，由此使换热器的换热性能恶化。而且，水滴和/或霜可能产生一种流阻，从而增大用来对换热器产生空气流动的风扇所需的电源。因此，优选地，水滴等物不会在换热器的表面上冷凝。为解决该问题，试图使换热器的表面具有亲水性，从而造成冷凝水滴沿换热器的表面向下流动。

同时，换热器、尤其是安装在空调的室外单元中的换热器直接暴露于外部，由此随着时间的推移可能出现腐蚀。当换热器被安装在含盐的环境中（例如靠近海岸）时，这样的现象可能会严重。因此，建议在换热器的表面上施加耐腐蚀性的涂层。

另外，随着使用时间的推移，可能产生寄居于换热器的表面的真菌和细菌以及难闻的气味，这会出现卫生的问题。然而，换热器典型地安装在室内单元或室外单元中，所以不易清洁换热器。因此，已经建议在换热器的表面应设置抗细菌/抗真菌（在下文中，抗菌）涂层。

为了解决以上问题，提出了应在换热器的表面涂覆功能膜。例如，将铬（Cr₊₆）防锈剂涂到换热器表面以使换热器的表面耐腐蚀，将硅酸盐涂层涂在换热器的铬防锈表面以使表面亲水，使得换热器的表面可具有耐腐蚀性和亲水性。这种方法典型地被称为“预涂覆材料（即PCM）”。然而，这种PCM方法具有铬会引起环境污染的缺陷以及亲水性随时间逐渐退化而老化的另一缺陷。

为了解决PCM方法的那些问题，提出了换热器的表面应涂覆钛。这些提议中的一个被韩国专利第10-2006-32565号公开。也就是说，为了获得亲水性表面，通过等离子体反应在换热器的表面涂覆钛。在这种情况下，照现状看，等离子体反应中难以使用钛，因为钛的蒸发点是上千度。因此，使钛化合物（换言之，钛前体）容易用于等离子体反应。到目前为止，将异丙氧基钛(Ti(OC₃H₇)₄)用作钛前体。在此情况下，为补充耐腐蚀性，在形成钛薄膜之前涂覆六甲基二硅氧烷（hexamethyldisiloane，HMDSO）。此后，异丙氧基钛被用作钛前体来执行等离子体沉积。而且，为了获得抗菌功能，前体由预定材料制成，例如已知具有抗菌功能的铜或钴，而且前体用于等离子体沉积。换言之，在现有技术中，相继执行获得耐腐蚀性的涂层、获得亲水性的涂层和获得抗菌的涂层。

同时，如下将描述具有通过使用传统的等离子体增强式沉积来形成功能膜的设备及其控制方法。

首先，在清洁室清洁基材。此后，经清洁的基材在等离子体反应室中进行等离子体反应沉积，产生功能膜。其中形成有功能膜的基材在清洁室中被再次清洁。换言之，根据传统的等离子体增强式沉积，预清洁、功能膜沉积和后清洁在不同的室中执行。此外，当形成功能膜时，耐腐蚀层、亲水膜和抗菌膜分别在不同室形成。因此，传统的等离子体增强式沉积必须包括独立的室以执行各个过程，并且每个过程可在各种不同的室中独立地执行。因此，形成功能层的设备和控制方法的缺点是很复杂。

而且，使用传统的功能膜形成技术的传统的等离子体增强式沉积建议在制成产品之前在原料上形成功能膜。换言之，建议应在形成有功能膜的片形材被加工而制成换热器的散热片之前，在该片形材的表面上形成功能膜。