技术领域：

本发明涉及一种模造玻璃的模仁(die)，特别是涉及一种用于模造低表面粗 糙度玻璃的模仁。

背景技术：

高精度模造玻璃所使用的模仁，历经多年来不断的演进、改良，在本发明 之前的文献中所公开的模仁，其使用寿命，在约700℃的模造温度下，已可达 约2000次的模造次数。例如日本专利公开号62-119128公开的是使用 Ir-Mn-XN做为模仁底材的保护膜，其中Mn为Pt、Os、Pd、Rh、或Ru，XN 为Ti、Cr、Ta、Nb、Si、B、Al、Hf、Zr、或V的氮化物；由日本专利公开 号62-292637公开的是使用Ir-(Re，Os)-Ta做为模仁底材的保护膜，其中Re与Os的含量分别必须大于30％或40％；由台湾地区专利第137069号(公开号 为445242)公开的是使用Ir-Re-CrN合金作为模仁底材的保护膜、Ir-Re-Ni合 金为上述保护膜与底材之间的中间层，上述的保护膜中，Ir∶Re＝1∶4～4∶1，CrN重量百分比为1～30wt％。上述文献所公开的模仁，持续进行2000次以上的模 造之后，其保护膜易剥离，而无法在使其在约700℃的模造温度下的使用寿命 继续延长到3000次甚至4000次。

发明内容：

本发明的主要目的是提供一种模造玻璃的模仁，改善其各层结构之间的附 着力，以提升其在约700℃的模造温度下的使用寿命至3000次～4000次，进而 减少预防性维护(PM)的次数，并降低生产成本。

为达到本发明的上述目的，本发明的技术方案是提供一种模造玻璃的模仁， 包括：底材；第一中间层，其位于上述底材上，为含镍的铱铼合金，其镍浓度 随着远离上述底材与第一中间层界面而递减；第二中间层，其位于上述第一中 间层上，为含一种金属成分的铱铼合金，其中上述金属成分是选自铬、钽、钛 与钛铬合金所组成的族群之一，上述金属成分在上述第二中间层中的浓度随着 远离上述第一中间层与第二中间层界面而递增；以及保护膜，其位于上述第二 中间层上。

在第一中间层的形成方面，先将底材的表面研磨、抛光，以多靶材共溅镀 (Co-sputtering)的方式，溅镀一层含镍的铱铼合金作为第一中间层，将底材 置入镀膜反应室(未绘示)内，并提供铱靶材、铼靶材、镍或镍合金靶材，在各靶 材(Target)依所需成份比例选定镀膜功率，开始镀制第一中间层。在镀制的 过程中，铱靶材、铼靶材维持固定镀膜功率不变，而将镍或镍合金靶材的镀膜 功率，随着膜厚的增加而逐渐变小至最低镀膜功率后，调整至零，此时第一中 间层中为最小镍浓度；接下来，以多靶材共溅镀的方式在第一中间层上形成第 二中间层。在完成第一中间层的镀制后，在铱靶材、铼靶材仍维持固定镀膜功 率不变的情况下，而提供铬、钽、或钛的靶材(视需要选择其中之一或其组合)， 由其最低镀膜功率开始，随着膜厚的增加而逐渐加大其镀膜功率，从而镀制第 二中间层。

此外，在上述第一中间层与第二中间层之间，可视需要还可加上一层调和 中间层，以更进一步增加上述第一中间层与第二中间层之间的附着力。

本发明达到的技术效果在于本发明提供的模造玻璃的模仁，其第一中间层 与底材同样含有镍，而能够增加两者之间的附着力；而第一中间层中的镍含量 度随着远离底材与第一中间层的界面而递减，至第一中间层与第二中间层的界 面处为最小，接着第二中间层中的铬、钽、钛、或钛铬合金的含量在第一中间 层与第二中间层的界面处为最小，随着远离第一中间层与第二中间层的界面而 递增，而能降低第一中间层与第二中间层的界面处的成分差异而能够增加两者 之间的附着力；最后保护膜含有与第二中间层相同合金元素的氮化物时，亦能 增加第二中间层与保护膜之间的附着力。而使本发明模造玻璃的模仁在约700℃ 的模造温度下的使用寿命提升至3000次～4000次，进而减少预防性维护(PM) 的次数，并降低生产成本。

附图说明：

图1为剖面图，是显示本发明玻璃模造的模仁1的结构。

图2为剖面图，是显示本发明玻璃模造的模仁2的结构。

符号说明：

1：模仁                    2：模仁

100、200：底材             101、201：第一中间层

102、202：第二中间层       103、203：保护膜

120、220：模造面

204：调和中间层

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举 二个较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下：

具体实施方式：

实施例一

请参考图1，为一个剖面图，是显示本发明模造玻璃的模仁1。其中，模仁 1的结构依次包括底材100、第一中间层101、第二中间层102、与保护膜103。 其中保护膜103优选为含一种氮化物的铱铼合金，其中氮化物可为氮化铬、氮 化钽、氮化钛或氮化钛铬。另外，保护膜103上具有模造面120。

底材100，通常是使用碳化钨，其中通常含有镍的成分，因此第一中间层 101的材质是使用含镍的铱铼合金，以增加第一中间层101与底材100之间的 附着力。在第一中间层101的形成方面，先将底材100的表面研磨、抛光，以 多靶材共溅镀的方式，溅镀一层含镍的铱铼合金作为第一中间层101，其膜厚 范围优选为0.1～0.3μm，而铱铼合金中铱与铼的摩尔百分比的范围优选为 99∶1～70∶30、更优选为99∶1～90∶10。考虑到第一中间层101与后续的第二中间 层102之间的附着力，第一中间层101中的镍浓度是随着远离底材100与第一 中间层101的界面而递减。

因此，在使用多靶材共溅镀的方式形成第一中间层101时，将底材100置 入镀膜反应室(未绘示)内，并提供铱靶材、铼靶材、镍或镍合金靶材，在各靶材 依所需成份比例选定镀膜功率，开始镀制第一中间层101。在镀制的过程中， 铱靶材、铼靶材维持固定镀膜功率不变，而将镍或镍合金靶材的镀膜功率，随 着膜厚的增加而逐渐变小至最低镀膜功率(低于此功率，则无法由靶材射出其原 子，依材料特性而有不同的值，以镍而言，为约50W)后，调整至零，此时第一 中间层101中的最小镍摩尔百分比浓度为5％～10％。

而第一中间层101中的最大镍浓度，亦即是位于底材100与第一中间层101 的界面的镍的摩尔百分比浓度为20％～30％。

接下来，以多靶材共溅镀的方式在第一中间层101上形成第二中间层102。 在完成第一中间层101的镀制后，在铱靶材、铼靶材仍维持固定镀膜功率不变 的情况下，而提供铬、钽、或钛的靶材(视需要选择其中之一或其组合)，由其最 低镀膜功率开始，随着膜厚的增加而逐渐加大其镀膜功率，从而镀制第二中间 层102，其膜厚范围优选为0.1～0.3μm，而铱铼合金中铱与铼的摩尔百分比的 范围优选为99∶1～70∶30、更优选为99∶1～90∶10。

当选择镀制含铬的铱铼合金作为第二中间层102时，其最小铬浓度，亦即 第一中间层101与第二中间层102的界面的铬的摩尔百分比浓度至少大于0％， 其铬浓度随着远离第一中间层101与第二中间层102的界面而递增，至后续的 第二中间层102与保护膜103的界面时的最大铬摩尔百分比浓度优选为 40％～50％。而后，优选为将铱靶材、铼靶材、与铬靶材的镀膜功率固定，并在 上述的镀膜反应室内通入氮气，形成含氮化铬的铱铼合金作为保护膜103。其 中保护膜103中铱与铼的摩尔百分比的优选范围为99∶1～70∶30、更优选为 99∶1～90∶10；氮化铬的含量优选为4mol％～40mol％；膜厚优选为0.5～2μm。

当选择镀制含钽的铱铼合金作为第二中间层102时，其最小钽浓度，亦即 第一中间层101与第二中间层102的界面的钽的摩尔百分比浓度至少大于0％， 其钽浓度随着远离第一中间层101与第二中间层102的界面而递增，至后续的 第二中间层102与保护膜103的界面时的最大钽摩尔百分比浓度优选为 20％～25％。而后，优选为将铱靶材、铼靶材、与钽靶材的镀膜功率固定，并在 上述的镀膜反应室内通入氮气，形成含氮化钽的铱铼合金作为保护膜103。其 中保护膜103中铱与铼的摩尔百分比的范围优选为99∶1～70∶30、更优选为 99∶1～90∶10；氮化钽的摩尔百分比含量优选为3％～30％；膜厚优选为0.5～2μm。

当选择镀制含钛的铱铼合金作为第二中间层102时，其最小钛浓度，亦即 第一中间层101与第二中间层102的界面的钛的摩尔百分比浓度至少大于0％， 其钛浓度随着远离第一中间层101与第二中间层102的界面而递增，至后续的 第二中间层102与保护膜103的界面时的最大钛摩尔百分比浓度为20％～25％。 而后，优选为将铱靶材、铼靶材、与钛靶材的镀膜功率固定，并在上述的镀膜 反应室内通入氮气，形成含氮化钛的铱铼合金作为保护膜103。其中保护膜103 中铱与铼的摩尔百分比的范围优选为99∶1～70∶30、更优选为99∶1～90∶10；氮化 钛的摩尔百分比含量优选为3％～30％；膜厚优选为0.5～2μm。

当选择镀制含钛铬合金的铱铼合金作为第二中间层102时，其最小钛铬合 金的浓度，亦即第一中间层101与第二中间层102的界面的钛铬合金的摩尔百 分比浓度至少大于0％，其钛铬合金浓度随着远离第一中间层101与第二中间层 102的界面而递增，至后续的第二中间层102与保护膜103的界面时的最大钛 铬合金摩尔百分比浓度优选为30％～38％。而后，优选为将铱靶材、铼靶材、钛 靶材、与铬靶材的镀膜功率固定，并在上述的镀膜反应室内通入氮气，形成含 氮化钛铬的铱铼合金作为保护膜103。其中保护膜103中铱与铼的摩尔百分比 的范围优选为99∶1～70∶30、更优选为99∶1～90∶10；氮化钛铬的含量优选为 10mol％～40mol％；膜厚优选为0.5～2μm。

如上所述，本发明模造玻璃的模仁1，其第一中间层101与底材100同样 含有镍，而能够增加两者之间的附着力；而第一中间层101中的镍含量度随着 远离底材100与第一中间层101的界面而递减，至第一中间层101与第二中间 层102的界面处为最小，接着第二中间层102中的铬、钽、钛、或钛铬合金的 含量在第一中间层101与第二中间层102的界面处为最小，随着远离第一中间 层101与第二中间层102的界面而递增，而能降低第一中间层101与第二中间 层102的界面处的成分差异而能够增加两者之间的附着力；最后保护膜103含 有与第二中间层102相同合金元素的氮化物时，亦能增加第二中间层102与保 护膜103之间的附着力。而使本发明模造玻璃的模仁1在约700℃的模造温度 下的使用寿命提升至3000次～4000次，进而减少预防性维护(PM)的次数，并 降低生产成本，是达成本发明的上述目的。

实施例二

使用多靶材溅镀的方式，形成第一实施例的第一中间层101、第二中间层 102时，两者中的溶质成分差异已降至制程的极限，而能够达成增加两者之间 的附着力而增加本发明模仁1的使用寿命的目标；然而两者之间的溶质成分差 异较难递减至零或由零开始递增，为了能够再进一步提升发明的模仁1的使用 寿命，特再提出本实施例，在上述第一中间层与第二中间层之间，再加入一层 调和中间层，而更进一步提升两者之间的附着力，请参考以下的叙述。

请参考图2，为一个剖面图，是显示本发明模造玻璃的模仁2。其中，模仁 2的结构依次包括底材200、第一中间层201、调和中间层204、第二中间层202、 与保护膜203。保护膜203优选为含一种氮化物的铱铼合金，其中氮化物可为 氮化铬、氮化钽、氮化钛或氮化钛铬。另外，保护膜203上具有模造面220。

底材200，通常是使用碳化钨，其内通常含有镍的成分，因此第一中间层 201的材质是使用含镍的铱铼合金，以增加第一中间层201与底材200之间的 附着力。在第一中间层201的形成方面，先将底材200的表面研磨、抛光，以 多靶材共溅镀的方式，溅镀一层含镍的铱铼合金作为第一中间层201，其膜厚 范围优选为0.1～0.3μm，而铱铼合金中铱与铼的摩尔百分比的范围优选为 99∶1～70∶30、更优选为99∶1～90∶10。考虑到第一中间层201与后续的第二中间 层202之间的附着力，第一中间层201中的镍浓度是随着远离底材200与第一 中间层201的界面而递减。

因此，在使用多靶材共溅镀的方式形成第一中间层201时，将底材200置 入镀膜反应室(未绘示)内，并提供铱靶材、铼靶材、镍或镍合金靶材，在各靶材 依所需成份比例选定镀膜功率，开始镀制第一中间层201。在镀制的过程中， 铱靶材、铼靶材维持固定镀膜功率不变，而将镍或镍合金靶材的镀膜功率，随 着膜厚的增加而逐渐变小至一最低镀膜功率(低于此功率，则无法由靶材射出其 原子，依材料特性而有不同的值，以镍而言，为约50W)后，调整至零，此时第 一中间层201中的最小镍摩尔百分比浓度为5％～10％。

而第一中间层201中的最大镍浓度，亦即是位于底材200与第一中间层201 的界面的镍浓度，优选为等于底材200内的镍的摩尔百分比浓度，例如为 20％～30％。

接下来，继续维持铱靶材、铼靶材的固定镀膜功率，从而镀制不含其它合 金成分的铱铼合金层作为介于第一中间层201与后续的第二中间层202之间的 调和中间层204，其铱与铼的摩尔百分比的范围优选为99∶1～70∶30、更优选为 99∶1～90∶10，而其厚度范围优选为0.01～0.1μm。调和中间层204因不含其它的 合金成分，可以更加地调和第一中间层201与后续的第二中间层202之间的成 分差异，因而更增加第一中间层201与后续的第二中间层202之间的附着力。

接下来，以多靶材共溅镀的方式在调和中间层204上形成第二中间层202。 在完成调和中间层204的镀制后，在铱靶材、铼靶材仍维持固定镀膜功率不变 之下，而提供铬、钽、或钛的靶材(视需要选择其中之一或其组合)，由其最低镀 膜功率开始，随着膜厚的增加而逐渐加大其镀膜功率，从而镀制第二中间层202， 其膜厚范围优选为0.1～0.3μm，而铱铼合金中铱与铼的摩尔百分比的优选范围 为99∶1～70∶30、更优选为99∶1～90∶10。

当选择镀制含铬的铱铼合金作为第二中间层202时，其最小铬浓度，亦即 调和中间层204与第二中间层202的界面的铬的摩尔百分比浓度至少大于0％， 其铬浓度随着远离调和中间层204与第二中间层202的界面而递增，至后续的 第二中间层202与保护膜203的界面时的最大铬摩尔百分比浓度优选为 40％～50％。而后，将铱靶材、铼靶材、与铬靶材的镀膜功率固定，并在上述的 镀膜反应室内通入氮气，形成含氮化铬的铱铼合金作为保护膜203。其中保护 膜203中铱与铼的摩尔百分比的范围优选为99∶1～70∶30、更优选为99∶1～90∶10； 氮化铬的含量优选为4mol％～40mol％；膜厚优选为0.5～2μm。

当选择镀制含钽的铱铼合金作为第二中间层202时，其最小钽浓度，亦即 调和中间层204与第二中间层202的界面的钽的摩尔百分比浓度至少大于0％， 其钽浓度随着远离调和中间层204与第二中间层202的界面而递增，至后续的 第二中间层202与保护膜203的界面时的最大钽摩尔百分比浓度为20％～25％。 而后，将铱靶材、铼靶材、与钽靶材的镀膜功率固定，并在上述的镀膜反应室 内通入氮气，形成含氮化钽的铱铼合金作为保护膜203。其中保护膜203中铱 与铼的摩尔百分比的范围优选为99∶1～70∶30、更优选为99∶1～90∶10；氮化钽的 含量优选为3mol％～30mol％；膜厚优选为0.5～2μm。

当选择镀制含钛的铱铼合金作为第二中间层202时，其最小钛浓度，亦即 调和中间层204与第二中间层202的界面的钛的摩尔百分比浓度至少大于0％， 其钛浓度随着远离调和中间层204与第二中间层202的界面而递增，至后续的 第二中间层202与保护膜203的界面时的最大钛摩尔百分比浓度为20％～25％。 而后，将铱靶材、铼靶材、与钛靶材的镀膜功率固定，并在上述的镀膜反应室 内通入氮气，形成含氮化钛的铱铼合金作为保护膜203。其中保护膜203中铱 与铼的摩尔百分比的范围优选为99∶1～70∶30、更优选为99∶1～90∶10；氮化钛的 含量优选为3mol％～30mol％；膜厚优选为0.5～2μm。

当选择镀制含钛铬合金的铱铼合金作为第二中间层202时，其最小钛铬合 金的浓度，亦即调和中间层204与第二中间层202的界面的钛铬合金的摩尔百 分比浓度至少大于0％，其钛铬合金浓度随着远离调和中间层204与第二中间层 202的界面而递增，至后续的第二中间层202与保护膜203的界面时的最大钛 铬合金摩尔百分比浓度为30％～38％。而后，将铱靶材、铼靶材、钛靶材、与铬 靶材的镀膜功率固定，并在上述的镀膜反应室内通入氮气，形成含氮化钛铬的 铱铼合金作为保护膜203。其中保护膜203中铱与铼的摩尔百分比的范围优选 为99∶1～70∶30、更优选为99∶1～90∶10；氮化钛铬的含量优选为 10mol％～40mol％；膜厚优选为0.5～2μm。

如上所述，本发明模造玻璃的模仁2，其第一中间层201与底材200同样 含有镍，而能够增加两者之间的附着力；而第一中间层101中的镍含量度随着 远离底材200与第一中间层201的界面而递减，至第一中间层201与调和中间 层204的界面处为最小；然后不含其它合金的调和中间层204的形成，可以更 加调和第一中间层201与第二中间层202之间的成分差异，从而更增加二者之 间的附着力；接着第二中间层202中的铬、钽、钛、或钛铬合金的含量在调和 中间层204与第二中间层202的界面处为最小，随着远离第调和中间层204与 第二中间层202的界面而递增，而能降低调和中间层204与第二中间层202的 界面处的成分差异而能够增加两者之间的附着力；最后保护膜203含有与第二 中间层202相同合金元素的氮化物时，亦能增加第二中间层202与保护膜203 之间的附着力。而使本发明模造玻璃的模仁2在约700℃的模造温度下的使用 寿命提升至3000次～4000次，进而减少预防性维护(PM)的次数，并降低生产 成本，是达到本发明的上述目的。

最后，提供发明人所认为制造本发明模造玻璃的模仁2的最佳工作例。请 注意后续所提供的各项制程参数，例如镀膜功率、其变化速率、镀膜时间、合 金的选择等是用来举例说明，不应成为本发明的限制，熟悉此项技术的人可依 其本身的制程条件，在不脱离本发明精神的情况下，做出显而易见的变化。

将碳化钨的底材200置入镀膜反应室(未绘示)内，在底材200上，镀制 Ir-Re-Ni的第一中间层200，各靶材起始功率为分别为约400W、约100W及 约200W，Ir与Re靶材的功率固定在400W及100W，Ni靶材的功率由约200W 开始以约15W/min之速率降至约50W后，将Ni靶材的功率调至零；Ir-Re继 续镀不停止，持续约5分钟后而完成调和中间层204的镀制；然后开始镀第二 中间层202，将Cr靶材的功率由约100W开始以约50W/min的速率升至约 300W，维持约2分钟后；开始镀保护膜203，Ir、Re及Cr靶材的功率延续第 二中间层202后约2分钟的条件，将N2通入上述镀膜反应室内，镀制约5分钟； 而完成本发明模造玻璃的模仁2的制造。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟 悉此项技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰， 因此本发明的保护范围应当以本申请权利要求书所界定的保护范围为准。