CN101058894B - 去除类金刚石碳膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种去除工件表面类金刚石碳膜的方法。所述方法包括以下步骤：以氧等离子体轰击所述工件表面的含氢类金刚石碳膜使其多个局部脱落；以所述工件为阳极在酸性溶液中进行电解直至所述类金刚石碳膜脱落。所述的去除工件表面类金刚石碳膜的方法操作简单，成本低廉，可轻易将工件表面的类金刚石碳膜去除。

Description

去除类金刚石碳膜的方法
【技术领域】
本发明涉及一种去除工件表面镀膜的方法，尤其涉及一种去除一种类金刚石碳膜的方法。
【背景技术】
类金刚石碳(Diamond-Like Carbon，DLC)是碳的一种形态，其结构介于石墨与金刚石之间，碳原子之间以SP1、SP2、SP3各种方式成键，其具有类似于金刚石的高硬度、低摩擦系数、高化学稳定性、耐磨损等优良特性，因此广泛应用作刀具、模具、轴承的表面镀层以提升其性能。
根据是否含氢可将DLC分为不含氢的类金刚石碳(Amorphous Carbon，a-C)及含氢类金刚石碳(Amorphous Hydrogenated Carbon，a-C:H)。a-C是可导电的，而a-C:H是不导电的。相对于a-C，a-C:H具有更高的耐磨性能，因此通常形成同时包括a-C膜及a-C:H膜的复合DLC膜。
DLC膜一般采用溅镀工艺制备，但由此方法制得的DLC膜具有极高的内应力，因此其在工件表面易于发生碎裂而脱落，附着力不足。为了提高DLC膜的附着力，一般采用多层镀膜的方式，多层膜的结构一般自下而上依次为金属/金属氮化物/金属碳化物/DLC膜。
多层膜的设计可提升DLC膜的附着力，但也使得镀膜工艺变得复杂，镀膜易于出现不良品。另外经过长时间使用后DLC膜仍无可避免的产生磨损。上述情况下有必要对工件进行重新镀膜，但重新镀膜前需要解决的问题是如何轻易的将已经磨损的DLC膜去除掉。
研磨的方法精确度太低而易于损坏其他膜，使用粒子束轰击的方法可精确的去除表面的膜，但是成本太高。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种成本低廉、可轻易去除工件表面DLC膜的方法。
一种去除工件表面类金刚石碳膜的方法，所述的类金刚石碳膜包括一不含氢的类金刚石碳膜及形成在不含氢的为金刚石碳膜上的含氢类金刚石碳膜，所述方法包括以下步骤：以氧等离子体轰击所述工件表面的含氢类金刚石碳膜使其多个局部脱落；以所述工件为阳极在酸性溶液中进行电解直至所述类金刚石碳膜脱落。
所述的去除工件表面类金刚石碳膜的方法操作简单，成本低廉，可轻易将工件表面的类金刚石碳膜去除。
【附图说明】
图1是本实施例中待去除DLC膜的工件结构示意图。
图2是本实施例去除DLC膜的方法的流程图。
图3是本实施例的去除DLC膜的方法使用的真空反应器的示意图。
【具体实施方式】
待处理的工件10表面为DLC膜，所述DLC膜包括一不含氢的类金刚石碳膜及一层形成在其上的含氢类金刚石碳膜。参阅图1，是一种所述工件的示意图，工件10包括依次形成的底层膜11及DLC膜12，DLC膜12包括类金刚石碳膜121及含氢类金刚石碳膜122，底层膜11可包括铬膜111、氮化铬膜112及碳化铬膜113。当然具有其他膜结构的工件，只要其表面为不含氢的类金刚石碳膜及形成在其上的含氢类金刚石碳膜均可适用于本实施方式。
参阅图2，去除DLC膜的方法包括以下步骤：
步骤1，将工件10置于一真空反应器20中。
步骤2，以氧等离子体轰击工件10表面的含氢类金刚石碳膜122使其局部脱落。
步骤3，以工件10为阳极在酸性溶液中进行电解直至不含氢的类金刚石碳膜121及含氢类金刚石碳膜122去除。
参阅图3，将工件10置于真空反应器20中，真空反应器20上包括氧气入口22，真空反应器内靠近氧气入口22设置有放电电极211、212，放电电极211、212分别与电源两极相连，其用于进行氧气的放电以产生氧等离子体。气体的放电方式包括直流放电、交流放电、辉光放电等多种形式，但放电形式并不影响本实施例的方法的实施。氧气放电时会发生电离，产生氧正离子、负离子、氧原子、电子等粒子的混合物即氧等离子体。
真空反应器20内还设置有基电极23，基电极23靠近放电电极211、212设置。在工件10与基电极23之间施加偏置电压V，使工件10上的电压较基电极23上低，使氧正离子加速而轰击工件10表面的含氢类金刚石碳膜122。当然由于氧正离子的撞击，氧原子亦会加速向工件10轰击。
由于氧正离子等粒子的高能量及高化学反应活性，对含氢类金刚石碳膜122进行轰击后，含氢类金刚石碳膜122中碳原子或氢原子的化学键被破坏，而与氧正离子等发生反应，由于氧等离子体成份的复杂，此化学反应过程也很复杂，但从最终效果看，即含氢类金刚石碳膜122中的碳与氢被氧化，而生成二氧化碳与水。从化学反应角度看，偏置电压V的大小应使得加速后的粒子具有足够的能量破坏含氢类金刚石碳膜122中的化学键。经过此轰击过程后，含氢类金刚石碳膜122会局部脱落，使得不含氢的类金刚石碳膜121多个局部暴露在外。根据氧等离子体的不同，轰击过程可持续不同时间，在放大镜中可观察到脱落状况即可。
再将工件10作为阳极在酸性溶液中进行电解。酸性溶液可由硫酸或盐酸酸稀释得到，其PH值为1～3。电解时的电流可为0.1A～10A，电压为2V～100V。根据DLC膜厚度的不同及电解电流，电解的时间也不同，一般1～10分钟即可。
经过上述步骤后，DLC膜12可脱落，经过干燥后可重新进行镀膜。
本实施例的去除DLC膜的方法中，首先采用氧等离子体轰击含氢类钻碳膜而使其局部脱落，而使得不含氢的类金刚石碳膜局部暴露在外，电解可更加顺利的进行，具有更快的速度，且避免了全部使用等离子体轰击法或其他粒子轰击法造成的高成本。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种去除工件表面类金刚石碳膜的方法，所述类金刚石碳膜包括不含氢的类金刚石碳膜及形成在不含氢的类金刚石碳膜上的含氢类金刚石碳膜，所述方法包括以下步骤：以氧等离子体轰击所述工件表面的含氢类金刚石碳膜使其多个局部脱落；以所述工件为阳极在酸性溶液中进行电解直至所述类金刚石碳膜脱落。
2.如权利要求1所述的去除工件表面类金刚石碳膜的方法，其特征在于，在轰击前还包括以下步骤：将所述工件置于一真空反应器中。
3.如权利要求1所述的去除工件表面类金刚石碳膜的方法，其特征在于，所述酸性溶液是以硫酸或盐酸稀释而成。
4.如权利要求3所述的去除工件表面类金刚石碳膜的方法，其特征在于，所述酸性溶液的PH值为1～3。
5.如权利要求1所述的去除工件表面类金刚石碳膜的方法，其特征在于，电解的时间为1-10分钟。
6.如权利要求1所述的去除工件表面类金刚石碳膜的方法，其特征在于，电解时的电流为0.1A～10A。
7.如权利要求1所述的去除工件表面类金刚石碳膜的方法，其特征在于，电解时的电压为2V-100V。
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