本發(fā)明涉及金剛石鍍膜技術領域，具體涉及一種化學氣相沉積鍍制金剛石膜的方法。

背景技術：

自低壓氣相合成金剛石獲得成功以來，在全世界范圍逐步開展了氣相合成金剛石的研究工作，經過努力已在沉積技術、合成工藝、性能研究、開發(fā)應用等方面，取得了很大進展。

目前氣相沉積鍍制金剛石膜的方法有化學氣相沉積cvd和物理氣相沉積pvd兩大類。物理氣相沉積金剛石膜比較困難，化學氣相沉積是沉積金剛石膜的主要方法?；瘜W氣相沉積金剛石膜是在高溫條件下使原料氣分解，生成碳原子或甲基原子團等活性粒子，并在一定工藝條件下，在試樣上沉積生長出金剛石膜。氣相沉積鍍膜的設備一般包括鍍膜腔體和工控系統(tǒng)，所述鍍膜腔體內固定有電極和用于放置試樣的試樣臺，試樣臺位于電極正下方。

在鍍制金剛石膜時，操作者在工控系統(tǒng)上設定鍍膜參數，啟動氣相沉積鍍膜的設備就可以在試樣上鍍制金剛石膜。但在鍍制金剛石膜的過程中，偶爾會發(fā)現有其它異質顆粒物會沉積在試樣表面。異質顆粒物例如碳粒，由于碳原子可能以碳粒的方式析出，而沉積在試樣表面。這樣，受異質顆粒物的影響，鍍制出來的金剛石膜存在缺陷，例如開裂等，難以達到使用需求。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種化學氣相沉積鍍制金剛石膜的方法，該方法在試樣表面鍍制金剛石膜的過程中，當觀察到試樣表面出現異質顆粒物時，可以及時將異質顆粒物從試樣表面清除，從而可以避免鍍制出來的金剛石膜受到異質顆粒物的影響，保證鍍制出來的金剛石膜的質量。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的一種化學氣相沉積鍍制金剛石膜的方法，包括如下步驟：

步驟1：將試樣放到超聲波中清洗；

步驟2：將清洗后的試樣放到真空干燥箱中干燥；

步驟3：在干燥后的試樣上鍍制si薄膜層，得到鍍有si薄膜層的試樣；

步驟4：將步驟3中的試樣放到超聲波中清洗；

步驟5：將步驟4中清洗后的試樣放到真空干燥箱中干燥；

步驟6：將步驟5中干燥后的試樣放入化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備，根據預設參數，啟動化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備并開始鍍制金剛石膜；鍍制過程中，觀察試樣表面，

若試樣表面發(fā)現異質顆粒物時，進入輔助步驟，所述輔助步驟包括：

第一步，打開輔助腔體的電動閥門；

第二步，工控系統(tǒng)控制噴槍向試樣方向移動，并使噴槍的出口對準試樣的異質顆粒物，擋板將電極遮擋；

第三步，工控系統(tǒng)打開流量控制閥，使氣瓶中儲存的惰性氣體通過噴槍的出口將異質顆粒物吹離試樣表面；

第四步，復位，輔助步驟結束，化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備根據預設參數繼續(xù)鍍制金剛石膜；

若試樣表面未發(fā)現異形顆粒物，按所述預設參數鍍膜；

步驟7：鍍制金剛石膜完成，關閉設備。

優(yōu)選的，所述輔助步驟還包括：工控系統(tǒng)記錄打開電動閥門到復位之間的時間t，并將時間t增加至預設參數中的時間參數中。

優(yōu)選的，所述輔助步驟還包括：在第三步之后，工控系統(tǒng)控制噴槍以使噴槍的出口在試樣的表面范圍內往返運動n個循環(huán)。

優(yōu)選的，所述n個循環(huán)是指3～5個循環(huán)。

優(yōu)選的，所述惰性氣體為氬氣。

采用以上方法后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：由于在鍍制金剛石膜的過程中，具有輔助步驟，當觀察到試樣表面出現異質顆粒物時，工控系統(tǒng)可以控制可以吹氣裝置，氣瓶中儲存的惰性氣體通過噴槍的出口將異質顆粒物吹離試樣表面，從而可以避免鍍制出來的金剛石膜受到異質顆粒物的影響，保證鍍制出來的金剛石膜的質量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種化學氣相沉積鍍制金剛石膜的方法的流程圖。

圖2是本方法中化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備的結構示意圖。

圖3是本方法中化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備中吹氣裝置在工作時的結構示意圖。

圖4是本方法中化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備中輔助腔體的結構示意圖。

圖5是本方法中化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備中吹氣裝置的結構示意圖。

圖6是本方法中化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備中第一支桿的結構示意圖。

其中：

1、鍍膜腔體；2、電極；3、試樣；4、試樣臺；5、輔助腔體；6、電動閥門；7、安裝臺；8、抽氣裝置；9、噴槍；10、波紋軟管；11、第一支撐結構；12、第二支撐結構；13、安裝板；14、接頭；15、第一支桿；15.1、第一桿體；15.2、第二桿體；15.3、滑條；15.4、滑槽；15.5、齒條；16、第一夾持件；17、第二支桿；18、第二夾持件；19、滑輪；20、圓弧形滑槽；21、第一伺服電機；22、擺桿；23、氣體過濾器；24、流量控制閥；25、氣罐；26、氣瓶；27、第二伺服電機；28、蝸桿；29、螺母；30、導套；31、導軌；32、擋板；33、第三伺服電機；34、齒輪。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對發(fā)明作進一步詳細地說明。

下文將使用本領域技術人員向本領域的其它技術人員傳達他們工作的實質所通常使用的術語來描述本公開的發(fā)明概念。然而，這些發(fā)明概念可體現為許多不同的形式，因而不應視為限于本文中所述的實施例。提供這些實施例是為了使本公開內容更詳盡和完整，并且向本領域的技術人員完整傳達其包括的范圍。也應注意這些實施例不相互排斥。來自一個實施例的組件、步驟或元素可假設成在另一實施例中可存在或使用。在不脫離本公開的實施例的范圍的情況下，可以用多種多樣的備選和/或等同實現方式替代所示出和描述的特定實施例。本申請旨在覆蓋本文論述的實施例的任何修改或變型。對于本領域的技術人員而言明顯可以僅使用所描述的方面中的一些方面來實踐備選實施例。本文出于說明的目的，在實施例中描述了特定的數字、材料和配置，然而，領域的技術人員在沒有這些特定細節(jié)的情況下，也可以實踐備選的實施例。在其它情況下，可能省略或簡化了眾所周知的特征，以便不使說明性的實施例難于理解。

此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設有”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

參見附圖1示，在一個實施例中，一種化學氣相沉積鍍制金剛石膜的方法，包括如下步驟：

步驟1：將試樣3放到超聲波中清洗；

步驟2：將清洗后的試樣3放到真空干燥箱中干燥；

步驟3：在干燥后的試樣3上鍍制si薄膜層，得到鍍有si薄膜層的試樣3；

步驟4：將步驟3中的試樣3放到超聲波中清洗；

步驟5：將步驟4中清洗后的試樣3放到真空干燥箱中干燥；

步驟6：將步驟中干燥后的試樣3放入化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備，根據預設參數，啟動化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備并開始鍍制金剛石膜；鍍制過程中，觀察試樣3表面，

若試樣3表面發(fā)現異質顆粒物時，進入輔助步驟，所述輔助步驟包括：

第一步，打開輔助腔體5的電動閥門6；

第二步，工控系統(tǒng)控制噴槍9向試樣3方向移動，并使噴槍9的出口對準試樣3的異質顆粒物，擋板32將電極2遮擋；

第三步，工控系統(tǒng)打開流量控制閥24，使氣瓶26中儲存的惰性氣體通過噴槍9的出口將異質顆粒物吹離試樣3表面；

第四步，復位，輔助步驟結束，化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備根據預設參數繼續(xù)鍍制金剛石膜；

若試樣3表面未發(fā)現異形顆粒物，按所述預設參數鍍膜；

步驟7：鍍制金剛石膜完成，關閉設備。

優(yōu)選的，所述輔助步驟還包括：工控系統(tǒng)記錄打開電動閥門6到復位之間的時間t，并將時間t增加至預設參數中的時間參數中。由于在輔助步驟時，擋板32將電極2遮擋，相當于鍍膜過程暫停，這樣，可以保證鍍膜總時間，從而保證鍍膜質量。

優(yōu)選的，所述輔助步驟還包括：在第三步之后，工控系統(tǒng)控制噴槍9以使噴槍9的出口在試樣3的表面范圍內往返運動n個循環(huán)。這樣，可以使噴槍9在試樣3的表面作用均勻，避免不均勻對鍍膜質量的影響。

優(yōu)選的，所述n個循環(huán)是指3或4或5個循環(huán)。

優(yōu)選的，所述惰性氣體為氬氣。

優(yōu)選的，在步驟3和步驟4之間可以對si薄膜層進行研磨，研磨后的si薄膜層的表面粗糙度ra為：0.03～0.01μm。具體的，研磨后的si薄膜層的表面粗糙度ra可以為0.03μm、也可以為0.02μm、也可以為0.01μm。在這個粗糙度的范圍內，金剛石的成核率高，金剛石生長速度快。

采用以上方法后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：由于在鍍制金剛石膜的過程中，具有輔助步驟，當觀察到試樣表面出現異質顆粒物時，工控系統(tǒng)可以控制可以吹氣裝置，氣瓶26中儲存的惰性氣體通過噴槍9的出口將異質顆粒物吹離試樣3表面，從而可以避免鍍制出來的金剛石膜受到異質顆粒物的影響，保證鍍制出來的金剛石膜的質量。

如圖2-6，上述方法中的化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備，包括鍍膜腔體1和工控系統(tǒng)，所述鍍膜腔體1內固定有電極2和用于放置試樣3的試樣臺4，所述試樣臺4位于電極2正下方，所述化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備還包括輔助腔體5，所述輔助腔體5與鍍膜腔體1連接，具體的，所述輔助腔體5與鍍膜腔體1得側壁連接，所述輔助腔體5與鍍膜腔體1之間設有將輔助腔體5與鍍膜腔體1隔開的電動閥門6，所述電動閥門6與工控系統(tǒng)電連接，所述輔助腔體5內具有在鍍膜時用以向試樣3表面吹氣的吹氣裝置，所述輔助腔體5內固定有安裝臺7，所述吹氣裝置滑動連接在安裝臺7上，安裝臺7上還設有用以將吹氣裝置推向試樣3方向運動的驅動裝置，電動閥門打開時，吹氣裝置可以進入到鍍膜腔體1內，所述驅動裝置與吹氣裝置連接，所述輔助腔體5的腔體上連接有抽氣裝置8，抽氣裝置可以將輔助腔體5的抽氣裝置可以是真空泵，所述化學氣相沉積鍍制金剛石膜的設備還包括用以給吹氣裝置提供氣源的氣源系統(tǒng)，所述吹氣裝置與氣源系統(tǒng)連接。

所述吹氣裝置包括噴槍9、波紋軟管10、第一支撐結構11、第二支撐結構12和安裝板13；所述噴槍9通過第一支撐結構11和第二支撐結構12安裝在安裝板13上，所述安裝板13滑動連接在安裝臺7上，所述安裝板13與所述驅動裝置連接，所述輔助腔體5上固定有接頭14，所述噴槍9通過波紋軟管10與接頭14連接，所述接頭14與氣源系統(tǒng)連接。波紋軟管10可以伸縮，使得噴槍9來回運動時活動自如。

所述第一支撐結構包括第一支桿15以及與第一支桿15活動連接的第一夾持件16，所述第二支撐結構12包括第二支桿17、第二夾持件18和滑輪19，所述第二夾持件18固定在第二支桿17的一端，所述滑輪19與第二支桿17的另一端連接，所述噴槍9固定在第一夾持件16和第二夾持件18上，所述安裝板13上設有圓弧形滑槽20，所述滑輪19與圓弧形滑槽20滾動連接，所述安裝板13上固定有用以驅動滑輪19在弧形滑槽20內滾動的驅動機構，所述驅動機構包括第一伺服電機21和擺桿22，所述擺桿22一端與第一伺服電機21連接，所述擺桿22的另一端與第二支桿17連接，所述第一伺服電機21與工控系統(tǒng)連接。這樣，滑輪19在弧形滑槽20內滾動時，可以帶動噴槍9的末端擺動，從而實現噴槍9的出口一端可以擺動，方便調整噴槍9的出口對準試樣3表面的異質顆粒物，從而方便將異質顆粒物吹除。

所述第一支桿15包括第一桿體15.1和第二桿體15.2，所述第一桿體15.2固定在安裝板13上，所述第一夾持件16通過萬向接頭與第一桿體15.1的一端連接，所述第二桿體15.2和第一桿體15.1滑動連接，所述第二桿體15.2和第一桿體15.1之間設有驅動第二桿體15.2在第一桿體15.1內上下滑動的驅動組件。所述第二桿體15.2和第一桿體15.1滑動連接是指，所述第二桿體15.2遠離第一夾持件16的一端設有滑條15.3，所述第一桿體15.1上設有與所述滑條15.3滑動連接的滑槽15.4，所述驅動組件包括第三伺服電機33和齒輪34，所述第三伺服電機33固定在安裝板13上，所述第三伺服電機33的驅動端與齒輪34連接，所述滑條15.3的側壁上設有齒條15.5，所述齒輪34與齒條15.5嚙合連接，第三伺服電機33與工控系統(tǒng)電連接。這樣，相當于第一支桿15為伸縮結構，伸縮結構可以帶動噴槍9調整噴槍9的出口與準試樣3表面之間的距離，從而可以根據實際情況調整，方便調整噴槍9的出口對準試樣3表面的異質顆粒物，從而方便將異質顆粒物吹除。

所述氣源系統(tǒng)包括氣體過濾器23、流量控制閥24、氣罐25和氣瓶26，所述氣瓶26通過氣管依次與氣罐25、流量控制閥24、氣體過濾器23和接頭14連接，所述流量控制閥24與工控系統(tǒng)連接。氣體過濾器23可以保證氣瓶26內的氣體通過噴槍9的出口吹向試樣3表面時，保證氣體的純凈度，避免由于氣體的不純對鍍膜造成的影響。設置氣罐25是為了給氣體緩沖，保證整個氣源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

所述驅動裝置包括第二伺服電機27以及與第二伺服電機27的驅動端連接的蝸桿28，所述第二伺服電機27固定在安裝臺7上，所述安裝板13下方設有螺母29，所述蝸桿28與螺母29螺紋連接，所述第二伺服電機27與工控系統(tǒng)連接。

所述安裝板13滑動連接在安裝臺7上是指，所述安裝板13下設有導套30，所述安裝臺7上設有導軌31，所述導套30與導軌31滑動連接。當然，導套30與導軌31的安裝位置可以互換。

所述噴槍9的端部固定設有用于遮擋電極2的擋板32。這樣，在吹氣裝置進行吹除異質顆粒物工作時，擋板可以擋住電極，相當于暫停了鍍膜工作，避免在吹除異質顆粒物工作時金剛石依然在試樣3表面沉積，避免造成金剛石在試樣3表面沉積的不均勻性，提高最終金剛石膜的質量。

以上所述，僅是本發(fā)明較佳可行的實施示例，不能因此即局限本發(fā)明的權利范圍，對熟悉本領域的技術人員來說，凡運用本發(fā)明的技術方案和技術構思做出的其他各種相應的改變都應屬于在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內。