模造玻璃模仁及其制造方法

摘要

本发明是关于一种模造玻璃模仁，包括底材、中介层及保护膜，其中中介层位于该底材上，其材料为非结晶碳，保护膜位于该中介层上，其材料为含有氮原子的类金刚石薄膜。一种模造玻璃模仁的制造方法，包括以下步骤：提供一底材；沉积一层中介层于底材表面，其材料为非结晶碳；在中介层表面沉积一层保护膜，其材料为含有氮原子的类金刚石薄膜。

权利要求

1.一种模造玻璃模仁，其特征在于：其包括底材、中介层及保护膜，该中介层位于底材的表面，其材料为含有纳米级结晶钻石颗粒的非结晶碳，该保护膜位于中介层的表面，其材料为含有氮原子的类金刚石薄膜。

2.如权利要求1所述的模造玻璃模仁，其特征在于：该中介层的厚度为1-2微米。

3.如权利要求2所述的模造玻璃模仁，其特征在于：该保护膜的厚度为50-100nm。

4.如权利要求3所述的模造玻璃模仁，其特征在于：该保护膜表面具有一模造凹槽状的模造面。

说明书

模造玻璃模仁及其制造方法

【技术领域】

[0001] 本发明是关于一种模仁，尤其是关于一种模造玻璃的模仁及其制造方法。 【背景技术】

[0002] 随着多媒体技术的发展，数码相机、摄影机越来越为广大消费者青睐，在人们对数码相机、摄影机追求小型化的同时，对其拍摄出物体的影像质量亦提出更高的要求，即希望拍摄物体的影像画面清晰，而物体的成像质量于很大程度上取决于数码相机内各光学元件的优劣。

[0003] 非球面镜片即为数码相机中不可或缺的光学元件，现有的数码相机非球面镜片是通过模造法制成。由于模造玻璃需要在高温(大约600℃)及高压(10-30KN)下进行，所以模造法制备非球面镜片需要具备严格设计生产的模仁，该模仁一般需要具备以下特点： [0004] 1.良好化学稳定性以避免与玻璃产生反应；

[0005] 2.足够的硬度及机械强度以避免表面刮伤；

[0006] 3.高温稳定性以避免模造过程中发生分解；

[0007] 4.耐热冲击性以忍受模造过程的高温冲压；

[0008] 5.具有可加工性使其易用于加工成特定的光学表面；

[0009] 6.模仁要具有一定的寿命以降低成本。

[0010] 模造玻璃的模仁至少包括单一材质，或底材与保护膜的组合结构，一般底材材质是不锈钢、碳化硅、碳化钨等，而保护膜的材质一般为类金刚石薄膜(Diamond Like Film，DLC)、贵金属镀膜或贵金属合金镀膜，贵金属镀膜如铱(Iridium，Ir)、铂(Platinum，Pt)、钌(Ruthenium，Ru)等，贵金属合金镀膜如铱-钌合金(Ir-Ru)、铱-铼合金(Ir-Re)等。类金刚石薄膜(DLC)在高温下很容易石墨化，因此很难达到令人满意的模仁寿命。而贵金属或贵金属合金都具有很强的化学稳定性、足够的硬度及耐高温性，但是由于贵金属保护膜与底材的间附着性较差，使得模仁使用寿命大大减少，间接提高了模造玻璃的成本。 【发明内容】

[0011] 鉴于上述状况，提供一种具有较长使用寿命、保护膜与底材结合紧密且模造温度较高的模造玻璃模仁。

[0012] 另，提供一种模造玻璃模仁的制造方法。

[0013] 一种模造玻璃模仁，包括底材、中介层及保护膜，其中中介层位于该底材上，其材料为非结晶碳，保护膜位于该中介层上，其材料为含有氮原子的类金刚石薄膜。 [0014] 一种模造玻璃模仁的制造方法，包括以下步骤：

[0015] 提供一底材；

[0016] 沉积一层中介层于底材表面，其材料为非结晶碳；

[0017] 在中介层表面沉积一层保护膜，其材料为含有氮原子的类金刚石薄膜。 [0018] 相较现有技术，本发明的模造玻璃模仁具有较长使用寿命、保护膜与底材结合紧密且模造温度较高。【附图说明】

[0019] 图1是本发明较佳实施例的模仁结构示意图。【具体实施方式】

[0020] 结合参照图1所示，本发明的模造玻璃模仁包括底材1、中介层2及保护膜3，其中该底材1的材料为不锈钢、碳化硅、碳化钨等；该中介层2位于该底材1上，其厚度为1-2微米，其材料为非结晶碳(amorphous Carbon)，且该非结晶碳材料还含有纳米级的结晶钻石颗粒(nano crystalline-diamond)；保护膜3位于该中介层2上，其厚度为50-100nm，其材料为含有部份氮原子的类金刚石薄膜(diamond like carbon)，且该保护膜3具有一模造凹槽的模造面31。

[0021] 本实施例中采用含有纳米级结晶钻石颗粒的非结晶碳作为中介层2的材料，由于2
非结晶碳中含有大量的SP 结合的碳键结构，故该中介层2具有润滑特性，与底材1及保护膜结合紧密，同时由于含有部份纳米级结晶钻石颗粒，故其强度亦较佳，不易被压模时的强大机械外力而损坏。形成于中介层2表面的保护膜3以类钻石膜为其材料，同时其内含有少量氮原子，由于该类钻石膜内含有少量氮原子，其于高温下具有较佳的稳定性，可改善类钻石膜高温下易于石墨化的缺点，使得其具有较佳的使用寿命。同时由于中介层2的非结晶碳的润滑作用，使得类钻石膜紧密结合于中介层2之上，于脱模时不易被剥离或损坏。 [0022] 制造该模造玻璃模仁的方法包括以下步骤：

[0023] 提供一底材1；

[0024] 沉积一层中介层2于底材1表面，该中介层2的材料为含有纳米级结晶钻石颗粒的非结晶碳；

[0025] 在中介层2表面沉积一层保护膜3，该保护膜3的材料为含有氮原子的类 金刚石薄膜。

[0026] 其中中介层2是通过化学气相沉积法(Chemical Vapor Depositon，CVD)镀于底材1上，最好通过微波等离子化学气相沉积方法(Micro Wave PlasmaChemical Vapor Deposition)镀制该中介层2。保护层3是通过化学气相沉积或溅镀法镀于中介层2表面的。

[0027] 将底材1置于微波化学气相沉积设备内，抽真空后通入甲烷(CH4)气体，在现有的化学气相沉积条件下进行镀膜，得到一中介层2，由于采用微波化学气相沉积法，中介层2中的非结晶碳材料中含有部份纳米级结晶钻石颗粒，该中介层2的厚度应控制为1-2微米。然后于化学气相沉积设备内通入氮气(N2)与甲烷或甲烷与氨气(NH3)的混合气体，于中介层2表面镀制一保护膜3，同时控制沉积条件，使得该保护膜3的厚度控制为50-100纳米。 [0028] 亦可通过溅镀法镀保护膜3，以石墨为溅镀靶材，以氮气为溅镀气体，于现有的操作条件亦可制得含有氮原子的类钻石膜。