[发明专利]硬质涂层及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬质涂层及其形成方法，更为详细地涉及一种在以斜角形成涂层后以垂直形成涂层，从而具有柱状结构的硬质涂层及其形成方法。

背景技术

一般来说，硬质涂覆是通过改变氮化物、碳化物或氧化物等涂层组分或者添加异种物质而提高机械特性的技术。此外，最近备受关注的是在涂层内形成纳米大小的晶体结构或者由互不相同的物质以数nm的厚度形成多层涂层以提高机械特性的方法。

然而，上述方法具有涂覆工艺不容易，工艺变量的控制较难，且即使提高了硬度也比较易碎的缺点。

发明内容

本发明的实施方式的目的在于提供一种改变了形状的硬质涂层，该硬质涂层通过改变硬质涂层的结构，提高了机械特性。

在本发明的一个或多个实施方式中，可提供一种硬质涂层的形成方法，包括以下步骤：洗涤基板；在真空设备安装经过洗涤的所述基板，并将所述真空设备的内部做成真空；清洁所述基板；在所述基板上以斜角形成斜角涂层；以及在形成所述斜角涂层之后，施加偏压，以与所述基板垂直的方向在所述斜角涂层上形成垂直涂层。

在本发明的一个或多个实施方式中，斜角涂层及垂直涂层可为多层，所述斜角涂层的倾斜方向可朝相反方向改变两次以上，所述斜角涂层及所述垂直涂层可由氮化钛构成。

在本发明的一个或多个实施方式中，其特征在于，由醇和丙酮对基板进行超声波洗涤，所述真空设备内部的真空度为10^-6torr以下。

此外，在本发明的一个或多个实施方式中，其特征在于，在将氩气注入于所述真空设备，使得真空度达到2×10^-2torr至2×10^-4torr时执行斜角涂层及垂直涂层的形成，所述斜角的大小可为10～80°，在200V以下的范围内施加所述偏压。

在本发明的一个或多个实施方式中，可提供一种硬质涂层，所述硬质涂层形成有：斜角涂层，以与基板倾斜的方向形成于基板上；及垂直涂层，以与所述基板垂直的方向形成于所述斜角涂层上。

在本发明的一个或多个实施方式中，斜角涂层及垂直涂层可为多层，所述斜角涂层的倾斜方向可朝相反方向改变两次以上，所述斜角涂层及垂直涂层可由氮化钛构成。

本发明的实施方式通过以斜角和垂直方式形成硬质涂层，从而能够使得硬质涂层具有高硬度的机械物理性质。

附图说明

图1为本发明的实施例的形成于基板的硬质涂层的剖视图。

图2为对本发明实施例的硬质涂层结构所进行的硬度检测结果曲线图。

图3为本发明的实施例的硬质涂层的形成工艺顺序图。

图4为本发明的实施例的真空涂覆设备的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例，以便本发明所属技术领域的技术人员能够易于实施本发明。

以下实施例是本发明的一实施方式，本发明所属技术领域的技术人员能够实现各种不同的形式，因此本发明的权利范围不限于下述实施例。

本发明的实施例通过在基板上形成斜角涂层和垂直涂层，以提高硬度，下面参照图3及图4进行说明。

图3是本发明实施例的硬质涂层的形成工艺顺序图，图4是本发明实施例的真空涂覆设备的示意图。

在本发明的实施例中，为了形成硬质涂层，首先洗涤基板(substrate)10(S10)，再将经过洗涤的所述基板10安装于真空设备100中，并将所述真空设备100的内部做成真空(S20)后，清洁基板10(S30)。然后在清洁后的所述基板10上形成涂层，在本发明的实施例中通过使基板保持架120旋转，从而对基板10倾斜地实施涂覆。

通过所述涂覆，在基板10上形成斜角涂层20(S40)，完成所述斜角涂层20的形成后施加偏压，从而以与所述基板10垂直的方式在所述斜角涂层20上形成垂直涂层30(S50)。即，通过在所述斜角涂层20上形成垂直涂层30以改变结构。所述垂直涂覆是为了提高杨氏模量(Young′s Modulus)和硬度而实施的，斜角涂覆是为了提高脆性(brittleness)从而使之不易破碎而实施的。

此时，所述斜角涂层20和所述垂直涂层30可形成为多层，尤其是所述斜角涂层20如“之”字形(zigzag)形状或“＜”形状，可形成为斜角涂层20的倾斜方向朝相反方向改变两次以上，所述“之”字形形状或“＜”形状可通过使支承基板10的基板保持架120旋转而形成。