專利名稱：模造玻璃模仁及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種模造玻璃裝置，尤其是關(guān)于一種模造玻璃模仁及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)越來越為廣大消費(fèi)者青睞，在人們對(duì)數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)追求小型化的同時(shí)，對(duì)其拍攝出物體的影像質(zhì)量亦提出更高的要求，即希望拍攝物體的影像畫面清晰，而物體的成像質(zhì)量在很大程度上取決于數(shù)碼相機(jī)內(nèi)各光學(xué)組件的優(yōu)劣。
非球面鏡片即為數(shù)碼相機(jī)中不可或缺的光學(xué)組件，現(xiàn)有的數(shù)碼相機(jī)非球面鏡片是通過模造法制成。由于模造玻璃需要在高溫(大約600℃)及高壓(10-30KN)下進(jìn)行，所以模造法制備非球面鏡片需要具備嚴(yán)格設(shè)計(jì)生產(chǎn)的模仁，該模仁一般需要具備以下特點(diǎn)1.良好化學(xué)穩(wěn)定性以避免與玻璃產(chǎn)生反應(yīng)；2.足夠的硬度及機(jī)械強(qiáng)度以避免表面刮傷；3.高溫穩(wěn)定性以避免模造過程中發(fā)生分解；4.耐熱沖擊性以忍受模造過程的高溫沖壓；5.具有可加工性使其易用于加工成特定的光學(xué)表面；6.模仁要具有一定的壽命以降低成本。
模造玻璃模仁至少包括單一材質(zhì)，或底材與保護(hù)膜的組合結(jié)構(gòu)，一般底材材質(zhì)是不銹鋼、碳化硅、碳化鎢等，而保護(hù)膜的材質(zhì)一般為類金剛石薄膜(Diamond Like Film，DLC)、貴金屬鍍膜或貴金屬合金鍍膜，貴金屬鍍膜如銥(Iridium，Ir)、鉑(Platinum，Pt)、釕(Ruthenium，Ru)等，貴金屬合金鍍膜如銥-釕合金(Ir-Ru)、銥-錸合金(Ir-Re)等。類金剛石薄膜(DLC)很難達(dá)到令人滿意的模仁壽命，而貴金屬或貴金屬合金都具有很強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性、足夠的硬度及耐高溫性，但是由于貴金屬保護(hù)膜與底材之間附著性較差，使得模仁使用壽命大大減少，間接提高了模造玻璃的成本。
有鑒于此，提供一種具有較長(zhǎng)使用壽命、保護(hù)膜與底材結(jié)合緊密且模造溫度較高的模造玻璃模仁實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有較長(zhǎng)使用壽命、保護(hù)膜與底材結(jié)合緊密且模造溫度較高的模造玻璃模仁。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造上述模造玻璃模仁的方法。
一種模造玻璃模仁，其包括底材、中介層及保護(hù)膜，其特征在于該中介層位于碳化鎢底材的表面，該保護(hù)膜位于中介層的表面，且具有一模造凹槽的模造面，底材及中介層的材料如下表所示 一種模造玻璃模仁的制造方法，包括以下步驟提供一底材；沉積一層中介層于底材表面；在中介層表面沉積一層保護(hù)膜，即可得到模造玻璃模仁。
其中，該中介層是通過反應(yīng)性直流濺射(DC Reactive Sputtering)、反應(yīng)性交流濺射(AC Reactive Sputtering)、反應(yīng)性射頻濺射(RF Reactive Sputtering)或化學(xué)汽相沉積法(Chemical Vapor Deposition，CVD)沉積于底材表面。
相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的模造玻璃模仁具有較長(zhǎng)使用壽命、保護(hù)膜與底材結(jié)合緊密且模造溫度較高。

圖1是本發(fā)明模造玻璃模仁的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式結(jié)合參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明的模造玻璃模仁包括底材1、中介層2及保護(hù)膜3，其中中介層2位于該底材1上，保護(hù)膜3位于該中介層2上，該保護(hù)膜3具有一模造凹槽的模造面31，該底材1的材料為碳化鎢(WC)，該中介層的材料2為a-C:H材料，該保護(hù)膜3的材料為碳化硅(SiC)或銥-鉑合金(Ir-Pt)。
制造該模造玻璃模仁的方法包括以下步驟提供一碳化鎢底材1；沉積一層a-C:H中介層2于底材1表面；在中介層2表面沉積一層保護(hù)膜3。
其中中介層2的a-C:H材料是通過反應(yīng)性直流濺射(DC ReactiveSputtering)、反應(yīng)性交流濺射(AC Reactive Sputtering)或反應(yīng)性射頻濺射(RFReactive Sputtering)等方法中的一種濺鍍于于底材1上。以氬氣(Ar)與甲烷(CH4)或者氬氣(Ar)與乙烷(C2H6)的混合氣體作為濺射氣源，在真空室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)性濺射，控制濺射條件得到一層厚度為2nm-8nm的中介層2，該中介層的材料即為通過反應(yīng)性濺射得到a-C:H。
保護(hù)膜3的材料為碳化硅時(shí)，以碳化硅為濺射靶材，以氬氣與甲烷、氪氣與甲烷、氬氣與氫氣或者氪氣與氫氣中的一種作為濺射氣源，其中甲烷或者氫氣在混合氣體中的比例為5％-20％，射頻電源的頻率為13.56MHz，通過反應(yīng)性射頻濺射即可得到該保護(hù)膜3，該保護(hù)膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。
保護(hù)膜3的材料為銥-鉑合金時(shí)，通過直流磁控濺射或射頻濺射即可得到該保護(hù)膜3，同樣該保護(hù)膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。
a-C:H材料作為模造玻璃模仁的中介層可提高底材與保護(hù)膜之間的粘附性，以a-C:H材料作為中介層的模造玻璃模仁可進(jìn)行模造循環(huán)超過10000次，從而可顯著提高模仁壽命。
本發(fā)明的另一實(shí)施例的模造玻璃模仁中，底材1的材料為碳化硅(SiC)，中介層2的材料為硅(Si)，保護(hù)膜3的材料為碳化硅(SiC)或銥-鉑合金(Ir-Pt)。
制造該模造玻璃模仁的方法包括以下步驟提供一碳化硅底材1；沉積一層硅中介層2于底材1表面；在中介層2表面沉積一層保護(hù)膜3。
其中中介層2的硅材料是通過交流濺射(AC Sputtering)、射頻濺射(RFSputtering)或化學(xué)汽相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)等方法中的一種沉積于底材1的表面，其中硅中介層2的厚度應(yīng)控制為2-8nm。
保護(hù)膜3的材料為碳化硅時(shí)，以碳化硅為濺射靶材，以氬氣、氪氣、氬氣與甲烷、氪氣與甲烷、氬氣與氫氣或者氪氣與氫氣中的一種作為濺射氣源，其中甲烷或者氫氣在混合氣體中的比例為5％-20％，射頻電源的頻率為13.56MHz，通過反應(yīng)性射頻濺射即可得到該保護(hù)膜3，該保護(hù)膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。
保護(hù)膜3的材料為銥-鉑合金時(shí)，通過直流磁控濺射或射頻濺射即可得到該保護(hù)膜3，同樣該保護(hù)膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。
以碳化硅為底材，以硅為中介層可顯著增強(qiáng)保護(hù)膜與底材的粘附性，從而提高模仁壽命。
本發(fā)明的第三實(shí)施例的模造玻璃模仁中，底材1的材料為氮化硅(Si3N4)，中介層2的材料為硅(Si)，保護(hù)膜3的材料為銥-鉑合金或氮化硅。
制造該模造玻璃模仁的方法包括以下步驟提供一氮化硅底材1；沉積一層硅中介層2于底材1表面；在中介層2表面沉積一層保護(hù)膜3。
其中中介層2的硅材料是通過交流濺射(AC Sputtering)、射頻濺射(RFSputtering)或化學(xué)汽相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)等方法中的一種沉積于底材1的表面，其中硅中介層2的厚度應(yīng)控制為2-8nm。
保護(hù)膜3的材料為氮化硅時(shí)，以氮化硅為濺射靶材，以氬氣與氮?dú)鉃闉R射氣源，通過反應(yīng)性直流濺射或反應(yīng)性射頻濺射可將氮化硅沉積于中介層2的表面，該保護(hù)膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。
保護(hù)膜3的材料為銥-鉑合金時(shí)，通過直流磁控濺射或射頻濺射即可得到該保護(hù)膜3，同樣該保護(hù)膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。
以氮化硅為底材，以硅為中介層可顯著增強(qiáng)保護(hù)膜與底材的粘附性，從而提高模仁壽命。
本發(fā)明的第四實(shí)施例的模造玻璃模仁中，底材1的材料為碳氮化硼(BNC)，中介層2的材料為非結(jié)晶C:N(amorphous C:N，以下簡(jiǎn)稱為a-C:H)，保護(hù)膜3的材料為銥-鉑合金或碳氮化硼。
制造該模造玻璃模仁的方法包括以下步驟提供一碳氮化硼底材1；沉積一層a-C:N材料的中介層2于底材1表面；在中介層2表面沉積一層保護(hù)膜3。
中介層2的a-C:N材料是通過反應(yīng)性直流濺射、反應(yīng)性交流濺射或反應(yīng)性射頻濺射等方法中的一種濺鍍于于底材1上。以石墨為濺射靶材，以氬氣與氮?dú)鉃闉R射氣源，通過上述反應(yīng)性濺射即可將a-C:N材料的中介層2濺鍍于底材1表面。
保護(hù)膜3的材料為碳氮化硼時(shí)，以碳氮化硼為濺射靶材，以氬氣與氮?dú)鉃闉R射氣源，通過反應(yīng)性直流濺射、反應(yīng)性交流濺射或反應(yīng)性射頻濺射等方法中的一種將該保護(hù)膜3濺鍍于中介層2的表面。
保護(hù)膜3的材料為銥-鉑合金時(shí)，通過直流磁控濺射或射頻濺射即可得到該保護(hù)膜3，同樣該保護(hù)膜3的厚度應(yīng)控制在20-100nm之間。
以a-C:N材料為中介層可提高碳氮化硼底材與保護(hù)膜之間的粘附性，從而提高模仁的壽命。
權(quán)利要求
1.一種模造玻璃模仁，其包括底材、中介層及保護(hù)膜，其特征在于該中介層位于底材的表面，該保護(hù)膜位于中介層的表面，且該保護(hù)膜具有一模造凹槽的模造面，底材及中介層的材料如下表所示
2.如權(quán)利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于該中介層的厚度為2-8nm，該保護(hù)膜的厚度為20-100nm。
3.如權(quán)利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于該保護(hù)膜的材料為銥-鉑合金，該銥-鉑合金保護(hù)膜是通過直流磁控濺射或射頻濺射制得。
4.一種如權(quán)利要求1所述模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于該方法包括以下步驟提供一底材；沉積一層中介層于底材表面；在中介層表面沉積一層保護(hù)膜；其中底材及中介層的材料如下表所示
5.如權(quán)利要求4所述的模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于當(dāng)?shù)撞募爸薪閷拥牟牧蠟榻M合1或組合2時(shí)，保護(hù)膜的材料為碳化硅，該碳化硅材料的保護(hù)膜是以碳化硅為濺射靶材，以氬氣與甲烷、氪氣與甲烷、氬氣與氫氣或者氪氣與氫氣中的一種作為濺射氣源，通過反應(yīng)性射頻濺射制得，該反應(yīng)性濺射是指反應(yīng)性直流濺射(DC Reactive Sputtering)、反應(yīng)性交流濺射(ACReactive Sputtering)或反應(yīng)性射頻濺射(RF Reactive Sputtering)，其中甲烷或者氫氣在混合氣體中的比例為5％-20％，射頻電源的頻率為13.56MHz。
6.如權(quán)利要求4所述的模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于當(dāng)?shù)撞募爸薪閷拥牟牧蠟榻M合3時(shí)，保護(hù)膜的材料為氮化硅，該氮化硅保護(hù)膜是以氮化硅為濺射靶材，以氬氣與氮?dú)鉃闉R射氣源，通過反應(yīng)性直流濺射或反應(yīng)性射頻濺射沉積于中介層的表面。
7.如權(quán)利要求4所述的模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于當(dāng)?shù)撞募爸薪閷拥牟牧蠟榻M合4時(shí)，保護(hù)膜的材料為碳氮化硼，該碳氮化硼保護(hù)膜是以氬氣與氮?dú)鉃闉R射氣源，通過反應(yīng)性直流濺射、反應(yīng)性交流濺射或反應(yīng)性射頻濺射等方法中的一種沉積于中介層的表面。
8.如權(quán)利要求4所述的模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于非結(jié)晶碳?xì)洳牧系闹薪閷邮且詺鍤馀c甲烷或者氬氣與乙烷的混合氣體作為濺射氣源，通過反應(yīng)性濺射沉積于所述底材表面。
9.如權(quán)利要求4所述的模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于硅材料的中介層是通過交流濺射、射頻濺射或化學(xué)汽相沉積等方法中的一種沉積于底材表面。
10.如權(quán)利要求4所述的模造玻璃模仁的制造方法，其特征在于非結(jié)晶碳氮材料的中介層是以石墨為濺射靶材，以氬氣與氮?dú)鉃闉R射氣源，通過反應(yīng)性濺射沉積于所述底材表面。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種模造玻璃模仁，包括底材、中介層及保護(hù)膜，其中中介層位于該底材上，保護(hù)膜位于該中介層上，該保護(hù)膜具有一模造凹槽的模造面，其中該底材的材料為碳化鎢、碳化硅、氮化硅或碳氮化硼，該中介層的材料可為非結(jié)晶碳?xì)洳牧?、硅或非結(jié)晶碳氮材料。
文檔編號(hào)C03B11/06GK1680202SQ200410026859
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2004年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月10日
發(fā)明者陳杰良 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司