專利名稱：真空鍍膜方法、真空鍍膜設備以及鍍膜元件和外殼的制作方法
技術領域：
本發明關于物理氣相沉積形成鍍膜的技術，尤其涉及一種真空鍍膜方法及 其使用的真空鍍膜設備，以及由該方法制得的鍍膜元件和外殼。
背景技術：
物理氣相沉積(Physical vapour deposition,以下簡稱為PVD )工藝是在真 空環境中將欲鍍材料，例如金屬元素，采用濺射或蒸發等方式轉移到工件表面， 以在工件表面形成厚度均一的膜層，從而實現使工件表面具有特殊的效果，例 如金屬光澤、光學效果等。
以獲得光學效果為例，通常利用PVD工藝在工件表面形成光學鍍膜，如半 透膜。采用傳統的PVD工藝進行光學鍍膜時，往往追求工件表面鍍膜膜厚的均 一，這就使很多具有半透效果的產品在各個位置的透光率都是相同不變，只能 實現單一的效果。
發明內容
有鑒于此，有必要提供一種使工件具有漸變鍍膜厚度的真空鍍膜方法及其 使用的真空鍍膜設備。
以及提供一種采用該真空鍍膜方法獲得的、具有漸變鍍膜層的鍍膜元件。 一種真空鍍膜方法，其包括以下步驟 將待鍍膜工件置于真空鍍膜室內的支架上； 在待鍍膜工件與鍍膜源之間設置遮擋片；
在工件表面真空鍍膜，并在工件表面被遮擋片所遮擋的區域形成漸變鍍層。 一種真空鍍膜設備，其包括真空鍍膜室，所述真空鍍膜室內設有鍍膜源以及與所述鍍膜源相對的工件支架，所述工件支架與鍍膜源之間設有遮擋片。
一種由上述真空鍍膜方法形成的鍍膜元件，其包括鍍膜元件本體以及形成
于所述本體上的鍍膜，所述鍍膜包括第一鍍膜部分和第二鍍膜部分，所述第一
鍍膜部分是均勻的鍍膜層，所述第二鍍膜部分是漸變鍍層。
以及， 一種由上述真空鍍膜方法形成的外殼，其包括殼體以及形成于所述
殼體上的鍍膜，所述鍍膜包括第一鍍膜部分和第二鍍膜部分，所述第一鍍膜部
分是均勻的鍍膜層，所述第二鍍膜部分是漸變鍍層。
與現有技術相比，所述真空鍍膜方法及其鍍膜設備通過在鍍膜源和待鍍膜
工件之間設置遮擋片，在鍍膜時，可以在工件的特定區域形成厚度漸變的鍍膜
層，由此形成具有漸變鍍膜層的鍍膜元件或便攜式電子裝置的外殼。而且，具
有鍍膜層的鍍膜元件或外殼表面在外觀上表現一致，在實際使用時可增加它們
表面的多樣性效果，如產生特定的光澤效果和光學效果。
圖l是本發明第一實施例的真空鍍膜設備的結構示意圖2是本發明第一實施例的真空鍍膜方法流程圖3是采用圖1中的真空鍍膜設備進行真空鍍膜的結構示意圖；.
圖4是沿圖3中的IV-IV截面的結構示意圖5是本發明第二實施例的真空鍍膜設備的局部結構示意圖6是圖5中的鍍膜設備形成的鍍膜分區示意圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實 施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅
僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
請參閱圖1,是本發明第一實施例提供的真空鍍膜設備10,該設備10包括
5真空鍍膜室12、設置于鍍膜室12內的鍍膜源14和工件支架16。鍍膜源14和 工件支架16相對設置，在鍍膜源14和工件支架16之間設置有一個遮擋片18。 工件支架16上放置有待鍍膜工件19，該工件19可以是后面形成的鍍膜元件的 本體或者是手機等便攜式電子裝置外殼的殼體。
真空鍍膜室12可以是通常所用的鍍膜室12,本實施例的鍍膜室12為磁控 濺射鍍膜室，并且是臥式連續鍍膜機的真空鍍膜室。鍍膜室12內的真空度一般 為l-8xl0，a，優選為3xl0,a。鍍膜源14采用濺射靶材，如果采用蒸發鍍 方式，則鍍膜源14為蒸發源。
鍍膜源14的材質是所需鍍膜的材質，如錫、鋁或不銹鋼等材質，具體可根 據實際需要選捧，本實施例以錫耙為例。
工件19固定于支架16上，其欲鍍膜的表面面對鍍膜源14。工件19的基 材選用聚碳酯(PC)或聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)等透明素材。采用這種原 料的塑膠基材可以通過各種方法制備得到，例如，可以通過將現有的各種塑膠 基材裁切得到，也可以通過直接注塑成型得到。所述注塑成型的方法例如可以 通過使用住友SE180DU注塑成型機進行注塑成型，獲得塑膠基材。
遮擋片18具體可位于從鍍膜源14濺射出的鍍膜源分子或原子沉積至工件 19的路徑中，例如，遮擋片18距工件19表面2cm。遮擋片18可以是一個無 孔的實體結構，并采用濺射材料不可穿透的材質，并且不與濺射材料以及鍍膜 室12內工作氣體反應。遮擋片18的形狀、大小以及相對工件19的高度等因素 都影響透光率的變化梯度，因此，為使漸變達到設計需要的效果，遮擋片18 的形狀、大小以及高度由具體的需求而定。遮擋片18與工件19鍍膜表面平行 放置，遮擋片18的形狀與欲形成漸變鍍層的區域(如圖1和3中的中心區域 192)形狀相一致。
此外，為能夠適應不同具體需求，遮擋片18可以通過一個調整才幾構來調整 其相對工件19的距離，也就是遮擋片18相對于工件19的高度。例如，在工件 支架16上設置有一個調整裝置162，該調整裝置162包括一個立柱164和可沿著立柱164上下滑動的滑動臂166,遮擋片18與滑動臂166相連。通過上下滑 動該滑動臂166，即可調整遮擋片18相對于工件19的距離。
請結合圖1參閱圖2,圖2顯示本發明實施例的真空鍍膜方法流程，其包 括以下步驟
(a) 放置待鍍膜工件19于真空鍍膜室12內的支架16上；
(b) 在待鍍膜工件19與鍍膜源14之間設置遮擋片18;
(c) 在工件19表面真空鍍膜，并在工件19表面被遮擋片18所遮擋的區 域形成漸變鍍層。
通常在將工件19放置于支架16之前，先對工件19欲鍍膜表面進行表面預 處理，例如對工件表面進行清洗、靜電除塵及噴涂底漆等過程。
清洗的條件包括使用濃度為70%的酒精和3019無塵布，清洗車間必須是 無塵車間，至少是十萬級的潔凈度。具體操作為，在室溫下用無塵布蘸上酒精 沿同一方向清洗基材。一^L清洗1分鐘左右為宜。
靜電除塵是將清洗處理后的基材放入靜電除塵室，基材裝夾在夾具上后安 裝在自動線上，慢慢往前運行，經過靜電除塵室時開始除塵，除塵時間在30 秒左右，除塵結束后還要經過二次靜電除塵室除塵，時間相同。
底漆噴涂是在噴涂車間進行，要求車間潔凈度是1萬級的，自動線上五抓 的轉速設為5轉/分鐘，自動線前進的速度設為4米/秒，涂^"選用科秀8000， 涂料粘度設為8'75-8"85，優選為8"80，噴涂濕度為40-70%RH,優選為60%RH, 噴涂溫度為15-25°C，優選為20。C,底漆膜厚控制在15孩t米左右。
經過上述噴涂后，進一步將噴涂表面流平，使塑膠表面的涂料分布均勻一 致，此時，五抓轉速為5轉/分鐘，自動線前進速度為2米/秒，流平時間在10-20 分鐘，優選為15分鐘。
流平后再經過紅外線IR烘烤，烘烤條件是在40-60。C，優選為50°C,供烤 時間在25-35分鐘，優選為30分鐘，五抓轉速和自動線前進速度同噴涂時的速 度。烘烤后再進行紫外uv固化，是基材噴了涂料后在uv光能量的照射下固
化，UV能量在800-1200 mj/cm2，優選為1000mj/cm2 ,固化時間在l-3分鐘，
優選為2分鐘。
工件19經過上述處理后，再放置于支架16上進朽^茲控濺射鍍膜。先在;f寺 鍍膜工件19與鍍膜源14之間設置遮擋片18,以遮擋鍍膜源14賊射出的鍍膜 源分子或原子直接沉積至于工件19的局部區域。如圖3所示，本實施例中，該 局部區域為工件19的中心區域192，也就是需要形成透光率漸變的區域。其中， 優選地，中心區域192、遮擋片18以及鍍膜源14的中心共線。
此外，可通過調整機構來調整遮擋片18相對工件19的高度，以獲得所需 的透光率漸變的區域。而且，如果工件19需要鍍膜的區域大小與以前不同，還 可以更換遮擋片18,或者調整遮擋片18相對于工件19的高度。例如，為獲得 一個圓形的漸變區域，其直徑為5.5cm,中心透光率為25%,漸變類型為透光 率從中心向邊緣逐漸減小，則可采用的遮擋片18的大小為4.8cm，遮擋片18 距工件19表面2cm,并使遮擋片18與工件19鍍膜表面平行放置。
放置并調整好工件19及遮擋片18后，對鍍膜室12抽真空以進行濺鍍，即 進行步驟(c)。鍍膜室12的真空度一般為l-8xl(T2Pa，優選為3xl(T2Pa。然后 進行氧氣RP (射頻)清洗，清洗時間一般為1-3分鐘，優選為2分鐘，功率為 600-900W,優選為800W。當真空度到2-5xl(T3Pa時，優選為3x10—3Pa時，通 入工作氣體，如氬氣等惰性氣體。氬氣的主要作用是氬氣離子化后，利用被 離化了的氬離子在電場作用下對鍍膜源14進行濺射，濺射出的鍍膜源分子或原 子沉積到工件19表面形成膜層。
在》茲控濺鍍時，真空度控制在l-8xlO"Pa,優選為5xlO"Pa，工件19到鍍 膜源14的距離設為15cm,然后進行》茲控濺射鍍錫。才艮據透光率的不同要求， 濺射的時間和功率也不同，素材的整體透光率要求若在可見分光光度計 WFJ2100型550nm處為4.5%，則選擇的功率為4.5kw，時間一般為2s。
經過磁控'踐鍍后，在工件19表面沒有遮擋的位置均勻的鍍了層錫，透光率
8為4.5%,遮擋位置的錫層厚度從邊沿到中心逐漸減小，其中心透光率為25%。
具體地，在濺鍍后，形成鍍膜元件，即包括工件19和形成于其上的鍍膜層 17。如圖4所示，鍍膜層17包括第一鍍膜部分172和第二鍍膜部分174。第一 鍍膜部分172是均勻的鍍膜層，透光率為4.5%。第二鍍膜部分174是漸變鍍層， 其中心透光率為25%, /人邊沿到中心透光率由25%遞減至4.5%。
這種漸變的形成主要是利用真空鍍膜的繞射性，通過設置遮擋片18，阻擋 大量錫金屬原子團直接沉積在工件19表面的中心區域192，使少數錫金屬原子 團能夠從遮擋片18的側面以一定角度，例如按照如圖4所示的濺射虛線15沉 積在工件19表面的中心區域(圖中的濺射線15僅為示意，實際上真空鍍膜的 繞射可以是曲線)，以遮擋片18在工件19上的投影為中心，從該投影邊緣向中 心沉積的原子團數量逐漸減少，從而實現鍍膜膜厚以及透光率的逐漸變化。
另外，在完成具有漸變效果的鍍膜層后，進一步在鍍膜層上進行靜電除塵 和噴涂后處理過程，這兩種處理步驟與前述的原始工件表面的靜電除塵和噴涂 處理方法相同。其中噴涂包括形成中漆和面漆等保護漆，其中，中漆可以摻以 色彩，面漆為透明較硬的材料。
上述鍍膜方法應用于制造便攜式電子裝置如手機、相機等的外殼鍍膜時， 與鍍膜元件的鍍膜形成過程相同。最后形成的便攜式電子裝置的外殼包括殼體 和形成于殼體上的鍍膜層。殼體可以根據需要采用所需的材質如金屬或塑料等， 鍍膜層可以是如上所述的鍍膜元件的鍍膜層17。
請參閱圖5，是本發明第二實施例提供的真空鍍膜設備20內部結構示意圖。 本實施例中的設備20與第一實施例中的真空鍍膜設備20結構基本相同，主要 不同之處在于遮擋片18的放置方式不同，圖4中的元件與第一實施例中相同的 元件采用同一標號，在此不再贅述。
在本實施例中，遮擋片18不平行于工件19,即遮擋片18相對工件19，即 工件支架16傾斜一定角度，因而，遮擋片18與工件19或支架16成一夾角， 具體夾角的角度可按照實際所需的效果來設定。遮擋片18的這種傾斜的放置方式，也能夠形成漸變的鍍膜層厚度，不同在于其呈現非圓周性變化。
請參閱圖6，顯示本實施例中遮擋片18的鍍膜遮擋效果圖。此時的鍍膜厚 度的最薄點靠近于遮擋片18傾斜較低的一側，如圖所示的O點，出現偏心現 象。而等厚度線，也就是對應于等透光率線呈現橢圓或者扁圓的形狀，在等透 光率線上的透光率相同，例如圖中示出三條等透光率線201、 203、 205,它們 對應的透光率分別為10%， 40%， 40%，而中心點O的透光率為70%。由此， 通過改變遮擋片18與工件19或者是支架16的夾角，可以選擇得到橢圓形狀的 透光漸變效果，由此獲得具有橢圓透光漸變的鍍膜元件或外殼，更加豐富產品 外觀。
由以上描述可知，上述實施例的真空鍍膜方法，通過在鍍膜源14和工件 19之間設置遮擋片18,在鍍膜時，可以在工件19的特定區域形成厚度漸變的 鍍膜層，以形成鍍膜元件或外殼。而且，鍍膜元件或外殼表面在外觀表現一致， 由此增加其表面特定的光澤效果和光學效果。例如，當用來形成光學鍍膜時， 可以在鍍膜元件或外殼特定區域實現透光率逐漸連續的變化。在背光燈打開的 情況下，通過該方法形成的鍍膜元件或外殼可以表現出明顯的漸變效果，并且 能夠保證在沒有背光燈的情況下產品外觀一致。因而，本發明極大的豐富了半 透產品的外觀，為半透產品的制作與設計提供了新的思路。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發 明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明 的寸呆護范圍之內。
權利要求
1、一種真空鍍膜方法，其包括以下步驟將待鍍膜工件放置于真空鍍膜室內的支架上；在待鍍膜工件與鍍膜源之間設置遮擋片；在工件表面進行真空鍍膜，并在工件表面被遮擋片所遮擋的區域形成漸變鍍層。
2、 如權利要求1所述的真空鍍膜方法，其特征在于，在放置所述待鍍膜工 件于真空鍍膜室之前，對工件進行經過表面預處理。
3、 如權利要求1所述的真空鍍膜方法，其特征在于，所述表面預處理包括 對工件表面進行清洗、靜電除塵及噴涂底漆。
4、 如權利要求1所述的真空鍍膜方法，其特征在于，還包括調整所述遮擋 片相對于待鍍膜工件的距離。
5、 一種真空鍍膜設備，其包括真空鍍膜室，所述真空鍍膜室內設有鍍膜源 以及與所述鍍膜源相對的工件支架，其特征在于，所述工件支架與鍍膜源之間 設有遮擋片。
6、 如權利要求5所述的真空鍍膜設備，其特征在于，所述遮擋片平行于所 述工件支架或者相對所述工件支架傾斜。
7、 如權利要求5所述的真空鍍膜設備，其特征在于，所述工件支架上設置 有一個調整裝置，所述調整裝置與所述遮擋片相連接以調整遮擋片相對于工件 的距離。
8、 一種由權利要求1所述的真空鍍膜方法形成的鍍膜元件，其包括鍍膜元 件本體以及形成于所述本體上的鍍膜，其特征在于，所述鍍膜包括第一鍍膜部 分和第二鍍膜部分，所述第一鍍膜部分是均勻的鍍膜層，所述第二鍍膜部分是 漸變鍍層。
9、 如權利要求8所述的鍍膜元件，其特征在于，所述鍍膜元件是具有預定 透光率的光學膜片，在所述第二鍍膜部分的透光率由其中心向外遞減。
10、 一種由權利要求1所述的真空鍍膜方法形成的外殼，其包括殼體以及 形成于所述殼體上的鍍膜，所述鍍膜包括第一鍍膜部分和第二鍍膜部分，所述 第一鍍膜部分是均勻的鍍膜層，所述第二鍍膜部分是漸變鍍層。
全文摘要
本發明提供一種真空鍍膜方法，該方法包括以下步驟將待鍍膜工件置于真空鍍膜室內的支架上；在待鍍膜工件與鍍膜源之間設置遮擋片；在工件表面進行真空鍍膜，并在工件表面被遮擋片所遮擋的區域形成漸變鍍層。本發明還涉及用于該方法的真空鍍膜設備以及由該方法制得的鍍膜元件和外殼。該真空鍍膜方法通過在鍍膜源和工件之間設置遮擋片，在鍍膜時，可以在工件的特定區域形成厚度漸變的鍍膜層。而且，鍍膜后形成的鍍膜元件或外殼的表面在外觀上表現一致。在其實際使用時，可增加工件表面多樣性效果，如可產生特定的光澤效果和光學效果。
文檔編號C23C14/34GK101629277SQ20081006855
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月18日 優先權日2008年7月18日
發明者凱 張, 焱 方 申請人:比亞迪股份有限公司