用于制造金属膜的方法.pdf

本发明公开了一种用于制造在非导电性基材表面上形成的金属膜的方法，包括沉积工序和裂纹形成工序；该沉积工序使形成为粒子或被蒸发的金属从由固体金属制成的多个靶中的至少之一释放，以及通过使所释放的金属从多个方向碰撞基材表面而在所述基材表面上沉积金属薄膜；该裂纹形成工序通过对所述金属薄膜施加热应力而在所述金属薄膜中形成裂纹。

权利要求书
1.  一种用于制造在非导电性基材表面上形成的金属膜的方法，包括以下工序：
沉积工序：
使形成为粒子或被蒸发的金属从多个靶中的至少之一释放，所述靶由固体金属制成；以及
通过使所释放的金属从多个方向碰撞所述基材表面而在所述基材表面上沉积金属薄膜；以及
裂纹形成工序：
通过对所述金属薄膜施加热应力而在所述金属薄膜中形成裂纹。

2.  根据权利要求1所述的用于制造所述金属膜的方法，其中在所述沉积工序中通过将所述基材相对于所述靶旋转而使从所述靶释放的所述金属从所述多个方向碰撞所述基材表面。

3.  根据权利要求1所述的用于制造所述金属膜的方法，其中在所述沉积工序中通过将所述多个靶放置在不同的位置处并且通过使所述金属从所述多个靶中的每一个释放而使从所述多个靶释放的所述金属从所述多个方向碰撞所述基材表面。

4.  根据权利要求1所述的用于制造所述金属膜的方法，其中在所述沉积工序中通过将沉积所述金属时的压力水平设置为等于或大于0.7帕斯卡而使从所述靶释放的所述金属从所述多个方向碰撞所述基材表面。

5.  根据权利要求1所述的用于制造所述金属膜的方法，其中通过加热所述基材而使所述金属薄膜在所述裂纹形成工序中生成有所述裂纹，所述基材包括在所述沉积工序期间在其上形成有所述金属薄膜的所述表面。

6.  根据权利要求1所述的用于制造所述金属膜的方法，其中在所述沉积工序中将所述金属薄膜的沉积速度设置为等于或高于6.0纳米/秒。

7.  根据权利要求1所述的用于制造所述金属膜的方法，其中通过溅射或气相沉积来操作所述沉积工序。

说明书用于制造金属膜的方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2013年8月19日提交的日本专利申请2013-169788并要求其优先权，通过引用将其全部内容并入到本文中。
技术领域
本公开内容主要涉及用于制造金属膜的方法。
背景技术
组装在车辆上的用于智能进入系统的门把手包括门把手本体和天线。门把手本体由非导电性树脂基材制成。使天线安装于门把手本体并且接收从智能钥匙发送的信号。门把手本体(基材)的外表面形成有具有金属光泽的膜(在下文中称为金属膜)以改进门把手的设计性。
用于智能进入系统的门把手需要准确地接收从智能钥匙发送的信号。另外，为了在乘坐者触摸预定位置时打开或关闭车辆的门，用于智能进入系统的门把手需要准确地检测由人体对用于智能进入系统的门把手的预定位置的触摸而引起的电容上的改变。为了准确地接收从智能钥匙发送的电波(radio wave)，形成在用于智能进入系统的门把手的外表面上的金属膜需要包括高的电波穿透性。此外，为了防止当乘坐者触摸用于智能进入系统的门把手的预定位置之外的位置时的不正确操作，形成在用于智能进入系统的门把手的外表面上的金属膜需要包括高电绝缘性。
一种已知的金属膜公开在JP2011-163903A(在下文中称为专利文献1)中。在专利文献1中公开的金属膜配置成通过如下方式使其包括电波穿透性：在基材表面上形成化学镀镍膜之后通过焙烧处理(或经过焙烧处理之后)在膜中形成裂纹。
另一已知的金属膜公开在JP2009-286082A(在下文中称为专利文献2)中。在专利文献2中公开的金属膜配置成通过在膜中形成裂纹使其包括电波穿透性和电绝缘性。在通过溅射在非导电性聚碳酸酯树脂基材表面 上形成铝膜和铬膜之后，通过受热的聚碳酸酯的体积膨胀来形成裂纹。
因为在专利文献1中公开的金属膜对应于化学镀镍膜，所以该膜需要许多步骤以形成膜，例如催化剂处理、促进剂处理、活化剂处理和化学镀镍处理，导致了差的生产性。另外，因为在处理之间需要对膜进行清洗，所以需要用于污水处理的设备，导致了高的设备成本。
根据专利文献1和专利文献2，通过加热而基于基材的热膨胀与膜的热膨胀之间的差在膜中形成裂纹。因为裂纹由于膨胀的结果而形成，所以裂纹的方向性不能控制。因此，裂纹可能呈现为不期望的线并且可能损害门把手的外观的设计性。
因而存在制造不易受上述缺点影响的金属膜的方法的需求。
发明内容
根据本公开内容的一方面，一种用于制造在非导电性基材表面上形成的金属膜的方法包括沉积工序和裂纹形成工序；该沉积工序为使形成为粒子或蒸发的金属从多个靶(所述靶由固体金属制成)中的至少之一释放，以及通过使所释放的金属从多个方向碰撞所述基材表面而在基材表面上沉积金属薄膜；该裂纹形成工序为通过对金属薄膜施加热应力而在金属薄膜中形成裂纹。
附图说明
根据参照附图的以下详细描述，本公开内容的前述特征和特性以及附加的特征和特性将变得更明显，其中：
图1为作为根据本文所公开的实施方案的沉积装置的一个实例的溅射装置的示意图；
图2A为说明根据实施方案的从靶释放的金属粒子沿特定方向朝着基材行进的状态的示意侧视图；
图2B为说明根据实施方案的金属粒子沉积在基材表面上的状态的示意侧视图；
图2C为说明根据实施方案的金属粒子沉积在基材表面上的状态的示意俯视图；
图3为形成有线型裂纹的金属薄膜的示意图；
图4为说明金属粒子从多个方向碰撞基材以沉积在基材表面上的状态的图；
图5为说明在基材相对于靶旋转的情况下靶与基材之间的位置关系变化的平面图；
图6为说明在多个靶位于不同位置的情况下多个靶与基材之间的位置关系的平面图；
图7为说明从多个靶溅射的金属粒子碰撞基材的状态的图；
图8为说明根据第二比较例的安装在台上的各个测试面板与靶之间的各位置关系的图；
图9为形成在测试面板表面上的金属膜的显微照片，显微照片以与根据第二比较例的台上的测试面板的位置相同的顺序放置；
图10A为使用第一实施例中描述的方法形成的金属膜的显微照片；
图10B为使用第二实施例中描述的方法形成的金属膜的显微照片；
图10C为使用第三实施例中描述的方法形成的金属膜的显微照片；
图10D为使用第四实施例中描述的方法形成的金属膜的显微照片；
图10E为使用第五实施例中描述的方法形成的金属膜的显微照片；
图10F为使用第六实施例中描述的方法形成的金属膜的显微照片；
图10G为使用第七实施例中描述的方法形成的金属膜的显微照片；以及
图10H为使用第一比较例中描述的方法形成的金属膜的显微照片。
具体实施方式
根据一个实施方案，金属膜经由沉积工序和裂纹形成工序而形成。在沉积工序中，通过氩离子(Ar+)的碰撞使形成为粒子或蒸发的金属从由固体金属制成的靶释放并且用于金属膜沉积。释放的金属从多个方向碰撞非导电性基材表面以在基材表面上沉积金属薄膜。在裂纹形成工序中，将热应力施加至形成在基材表面上的金属薄膜以在金属薄膜中形成裂纹。
在沉积工序中使用沉积装置以在基材表面上沉积金属薄膜。如图1 所示，根据实施方案的溅射装置1设置有壳体2、保持板3和盘状台4。壳体2包括壳体2内部的空间。在图1中保持板3与台4定位成在壳体2内沿上下方向彼此面对。在图1中由固体金属制成的靶5保持在保持板3的下表面处。
将盘状台4连接到定位在台4的中心位置处并且从台4的中心位置朝下延伸的旋转轴6。台4与用作枢轴中心的旋转轴6旋转地配置。图1中台4的上表面上安装有基材7。安装在台4上的基材7响应于台4的旋转而旋转。根据实施方案，基材7对应于配置成车辆的外部门把手的外形的门把手本体。基材7由非导电性(绝缘)树脂制成，例如聚碳酸酯树脂(或PC树脂)和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(或PBT树脂)的合成树脂。此外，基材7表面形成有由例如厚度为20μm的丙烯酸树脂(acryl resin)通过紫外硬化而制成的平滑层。基材7表面由于平滑层而平滑。
如图1所示，壳体2设置有惰性气体入口2a和排气口2b。惰性气体入口2a使作为惰性气体的氩气导入壳体2的内部。排气口2b排出壳体2内部的空气。将压力传感器8安装到壳体2以检测壳体2内部的气压水平。
通过使用溅射装置1在基材(base member)7表面上形成金属薄膜。首先，使壳体2减压并将氩气导入壳体2使得壳体2内的压力水平(即沉积压力水平)达到预定压力水平。然后，在台4与靶5之间生成辉光放电使得壳体2内的氩气等离子化。因此，生成氩离子(Ar+)。生成的氩离子碰撞阴极靶5使得从靶5溅射或释放金属粒子。如图1所示，氩离子示为白色圆圈，而从靶5溅射的金属粒子示为黑色圆圈。因为靶5由面对台4的保持板3所保持，所以从靶5溅射的金属粒子碰撞在台4上安装的基材7表面。金属粒子碰撞基材7表面并且沉积在基材7表面上。因而，金属薄膜在沉积工序中沉积在基材7表面(平滑层的上表面)上。当金属薄膜的厚度达到预定厚度时，停止辉光放电以终止沉积工序。前述溅射方法对应于使用二极直流(或二极DC)的辉光放电溅射法。可替代地，除前述溅射方法之外，还可以通过使用高频溅射法和磁控溅射法来沉积金属薄膜。
在沉积工序之后，在裂纹形成工序中在金属薄膜中形成裂纹。在裂纹形成工序中，例如通过加热其上形成有金属薄膜的基材7将热应力施加到金属薄膜。在这种情况下，其上形成有金属薄膜的基材7保持在恒温加热炉中并且以预定温度和预定时间保持在恒温加热炉中。因此，通过金属薄膜的线性热膨胀系数与制造基材7的树脂的线性热膨胀系数之间的差生 成热应力。然后，可以将热应力施加到金属薄膜。通过将热应力施加到金属薄膜，金属薄膜被撕裂以形成裂纹。
在沉积工序中金属粒子从靶5溅射并且沿特定方向行进。图2A、图2B和图2C示出说明从靶5行进的金属粒子沿特定方向行进、碰撞基材7并在基材7表面上沉积的图。如图2B所示，当金属粒子M从倾斜于基材7表面的方向行进时，金属粒子M沉积在基材7表面上以形成或生长壁状金属层9。另外，因为金属粒子M被壁状金属层9阻挡并且不行进以沉积在基材7表面上，所以在基材7表面上形成间隙部分G。在间隙G上没有沉积金属粒子M，或者即使有也较少地沉积。如从俯视图示出间隙G的图2C所示，间隙G沿着垂直于金属粒子M到基材7的行进方向(沿箭头方向)的方向以细长的方式形成在基材7表面上。
当在基材7表面上形成细长的间隙G时，金属薄膜形成为包括根据伸展方向而不同的拉伸强度。具体地，因为金属层9彼此连接并且沿间隙G的纵向方向延伸，所以金属薄膜包括高的在间隙G纵向方向上的拉伸强度。另一方面，因为金属层9在垂直于间隙G纵向方向的方向上没有彼此连接，所以基材7包括低的在垂直于间隙G纵向方向的方向上的拉伸强度。在金属薄膜包括不同拉伸强度的情况下，金属薄膜裂开为沿低拉伸强度的方向被分开，也就是说，当在沉积工序之后的裂纹形成工序中将热应力施加到金属薄膜时，金属薄膜在包括低拉伸强度的位置处裂开。因此，如图3所示，线状裂纹(线型裂纹)形成为在金属薄膜S中沿着特定方向延伸。如图3所示，在形成线型裂纹的情况下，损害了门把手的外观，导致了差的设计性。此外，因为形成线型裂纹，所以金属薄膜在线型裂纹的延伸方向上较少地被分开。因而，在线型裂纹的延伸方向上电绝缘性劣化，也就是说，电绝缘性在裂开的位置处劣化。因此，不利地影响了与电绝缘有关的性能例如电波穿透性和电绝缘性。
也就是说，在沉积工序中金属粒子M从特定方向碰撞基材7表面的情况下，在基材7表面上形成线型裂纹。因此，基材7表面不能涂覆有满足门把手的外观和门把手本体的功能性需求的金属膜。这表明通过在沉积工序中使金属粒子M从多个方向碰撞基材7表面而使金属膜的品质增强。
如图4所示，通过沉积从箭头A的方向行进的金属粒子M1来形成金属层9a。通过沉积从不同于箭头A的方向的箭头B的方向行进的金属粒子M2形成来金属层9b。金属粒子M2从箭头B的方向行进，该箭头B的方向与金属粒子M1的箭头A的行进方向相反，或者该箭头B的方 向从如下方向与金属粒子M1的箭头A的行进方向相交：该方向为当从平行于基材7表面的方向看时相对于关于基材7表面的垂直线的相反方向。金属层9b通过插到金属层9a之间而形成为覆盖多个金属层9a、9a之间的间隙。因此，金属粒子M1、M2沉积在基材7的整个表面上，并且金属薄膜形成为包括沿任何方向基本相似的拉伸强度。也就是说，金属薄膜包括各向同性的拉伸强度。因而，当在沉积工序之后的裂纹形成工序中将热应力施加到金属薄膜时，金属薄膜裂开为形成类似尺寸的裂纹，或者形成网状裂纹或基本为网状的裂纹或没有方向性的岛状裂纹。因为没有形成沿特定方向延伸的线型裂纹，所以基材7表面可以设置有如下金属膜：该金属膜具有有利的门把手的外观的设计性，同时包括高电绝缘性和高电波穿透性。
在沉积工序中可以采用各种方法使金属粒子M从多个方向碰撞基材7表面。例如，在沉积工序期间使基材7相对于靶5旋转。通过旋转基材7，基材7的方向性或姿态相对于从金属靶5溅射的金属粒子M的行进方向而连续改变。因此，金属粒子M从不同方向连续碰撞基材7。因而，金属粒子M从多个方向碰撞基材7表面。
在这种情况下，如上所述，图1中示出的溅射装置1的台4可围绕用作枢轴中心的旋转轴6旋转。因而，通过使台4旋转，使安装在台4上的基材7相对于靶5旋转。如图5所示，将细长的基材7(即外部门把手的门把手本体)安装在台4的中心上。从台4和基材7的旋转轴的方向看，靶5相对于台4放置为使其中心在离开台4的中心的位置处。当台4旋转时，图5中基材7相对于靶5沿箭头C的方向旋转。基材7的枢轴中心定位在与靶5的中心位置不同的位置处。因为基材7相对于靶5旋转，所以基材7的方向性或姿态相对于靶5改变。换句话说，基材7相对于靶5旋转地配置以相对于从靶5溅射的金属粒子M的行进方向连续改变基材7的方向性或姿态。因此，金属粒子M在沉积工序中从多个方向碰撞基材7表面。
可替代地，为了使金属粒子M在沉积工序中从多个方向碰撞基材7表面，可以将多个靶放置在不同位置处以使金属粒子M从多个靶中的每一个释放。如图6所示，当从与基材7的上表面(即其上形成有金属薄膜表面)垂直的方向看时，两个靶5a和5b放置在不同的位置处。
如图7所示，从靶5a溅射的金属粒子M1从与从靶5b溅射的金属粒子M2行进的方向不同的方向行进以沉积在基材7表面上。特别地，从平 行于图7中基材7表面的方向看，金属粒子M1从如下方向行进：该方向与金属粒子M2的行进方向相反，或者该方向相对于关于基材7表面的垂直线从待沉积在基材7表面上的相反方向与金属粒子M2的行进方向相交。因此，金属材料M1、M2在沉积工序中从多个方向碰撞基材7表面。
为了使金属粒子从多个方向碰撞基材7表面，在沉积工序中沉积压力水平(即壳体2内的环境气压水平)可以大于等于0.7帕斯卡(或0.7Pa)。壳体2内的气体的量随着沉积压力水平的增加而变得更大。因而，从靶5溅射的金属粒子对壳体2中的气体分子(例如氩分子)的碰撞频率增加。当从靶5溅射的金属粒子碰撞环境中的分子时，金属粒子的行进方向通过与分子的碰撞而改变。具体地，当沉积压力水平大于等于0.7Pa时，从靶5溅射的金属粒子重复地碰撞壳体2中的分子，并且在行进方向上失去方向性。因而，没有方向性的金属粒子从多个方向碰撞基材7表面。
根据前述实施方案，下面介绍使从靶5溅射的金属粒子从多个方向碰撞基材7表面的三种方法。第一，使基材7在沉积工序中相对于靶5旋转。第二，将多个靶5a、5b放置在不同的位置以使金属粒子从靶5a、5b中的每一个释放。第三，将沉积压力水平设置为大于等于0.7Pa。
此外，在沉积工序中，沉积速度优选地大于等于6.0纳米/秒(或6.0nm/秒)。在通过溅射操作沉积工序的情况下，沉积的薄膜在赋能金属粒子M沉积在基材7上时接收能量。该膜还接收由来自靶5的辐射线所生成的能量。沉积速度越高时能量变得越大。因而，在沉积速度足够高(例如大于等于6.0nm/秒)的情况下，因为在沉积工序中大量的能量被存储在金属薄膜中，所以金属薄膜的温度趋于高。然后，当在沉积之后金属薄膜的温度降到常温时，金属薄膜收缩以包括较高水平的内部拉伸应力。因而，在沉积工序之后未通过加热方法加热金属薄膜的情况下形成具有裂纹的金属薄膜。
靶5可以由任何金属制成，然而，有利地由铬(Cr)、镍(Ni)或不锈钢制成。在将膜形成在使用这些金属的基材7表面上的情况下，膜可以包括金属光泽和网状裂纹，网状裂纹的尺寸不损害门把手的设计性。
在沉积工序中，形成在基材7表面上的金属薄膜的厚度有利地大于等于10纳米(或10nm)并且小于等于200nm。在膜的厚度在前述范围(其大于等于10nm并且小于等于200nm)内的情况下，在裂纹形成工序中可以以有利的尺寸形成网状裂纹。因此，金属膜可以形成为具有高电波穿透性和高电绝缘性，同时具有有利的门把手外观的设计性。
此外，可以通过前述溅射或通过气相沉积来操作沉积工序。在溅射中，金属粒子从靶释放。在气相沉积法中，蒸发的金属(金属蒸气)从靶释放。
将说明第一实施例。基材7表面形成为具有由丙烯酸树脂制成的平滑层，并且在沉积工序中使用铬的块体金属(固体金属)作为靶5使基材7表面沉积有铬薄膜。在如下沉积条件下使用图1中示出的溅射装置1。沉积速度对应于3.0nm/秒(功率为5千瓦(或5kw))。膜的厚度对应于30nm。沉积压力水平对应于0.3Pa。氩流量对应于35标准立方厘米/分钟(或35sccm)。
根据第一实施例，在沉积工序中，基材7相对于靶5旋转以使从靶5溅射的铬粒子从多个方向碰撞基材7表面。在这种情况下，其上安装有基材7的台4以120转/分钟(或120rpm)的旋转速度旋转。在沉积工序之后，将基材7保持在环境温度80℃的恒温加热炉中30分钟以加热。因此，通过基材7的线性热膨胀系数与铬薄膜的线性热膨胀系数之间的差生成热应力。在裂纹形成工序中，将热应力施加到铬薄膜上以在铬薄膜中形成裂纹。因而，经由沉积工序和裂纹形成工序在非导电性基材7表面上形成金属膜。
将说明第二实施例。基材7表面形成为具有由丙烯酸树脂制成的平滑层，并且在沉积工序中使用铬的块体金属(固体金属)作为靶5使基材7表面沉积有铬薄膜。在如下沉积条件下使用图1中示出的溅射装置1。沉积速度对应于6.0nm/秒(功率为10kw)。膜的厚度对应于30nm。沉积压力水平对应于0.3Pa。氩流量对应于35sccm。
根据第二实施例，在沉积工序中，基材7相对于靶5旋转以使从靶5溅射的铬粒子从多个方向碰撞基材7表面。在这种情况下，其上安装有基材7的台4以120rpm的旋转速度旋转。通过膜的内部拉伸应力形成裂纹，内部拉伸应力在沉积工序中生成，而在裂纹形成工序中没有操作加热工序。如上，经由沉积工序和裂纹形成工序在非导电性基材7表面上形成金属膜。
将说明第三实施例。基材7表面形成为具有由丙烯酸树脂制成的平滑层，并且在沉积工序中使用铬的块体金属(固体金属)作为靶5使基材7表面沉积有铬薄膜。在如下沉积条件下使用图1中示出的溅射装置1。沉积速度对应于3.0nm/秒(功率为5kw)。膜的厚度对应于30nm。沉积压力水平对应于2.0Pa。氩流量对应于200sccm。
根据第三实施例，在沉积工序中台4静止。因而，在沉积工序中基材7相对于靶5的方向性和姿态不变。在沉积工序之后，将基材7保持在环境温度80℃的恒温加热炉中30分钟以加热。因此，通过基材7的线性热膨胀系数与铬薄膜的线性热膨胀系数之间的差生成热应力。在裂纹形成工序中，将热应力施加到铬薄膜上以在铬薄膜中形成裂纹。因而，经由沉积工序和裂纹形成工序在非导电性基材7表面上形成金属膜。
将说明第四实施例。基材7表面形成为具有由丙烯酸树脂制成的平滑层，并且在沉积工序中使用铬的块体金属(固体金属)作为靶5使基材7表面沉积有铬薄膜。在这种情况下，如图6所示，两个靶5a、5b放置在不同的位置并且同时使用以使从两个靶5a、5b溅射的铬粒子碰撞基材7。在如下沉积条件下使用图1中的溅射装置1。沉积速度对应于0.6nm/秒(每一个靶5a、5b的功率为0.3kw)。膜的厚度对应于30nm。沉积压力水平对应于0.5Pa。氩流量对应于20sccm。
根据第四实施例，在沉积工序中台4静止。因而，在沉积工序中基材7相对于靶5的方向性和姿态不变。在沉积工序之后，将基材7保持在环境温度80℃的恒温加热炉中30分钟以加热。因此，通过基材7的线性热膨胀系数与铬薄膜的线性热膨胀系数之间的差生成热应力。在裂纹形成工序中，将热应力施加到铬薄膜上以在铬薄膜中形成裂纹。因而，经由沉积工序和裂纹形成工序在非导电性基材7表面上形成金属膜。
将说明第五实施例。基材7表面形成为具有由丙烯酸树脂制成的平滑层，并且在沉积工序中使用铬的块体金属(固体金属)作为靶5使基材7表面沉积有铬薄膜。在这种情况下，如图6所示，两个靶5a、5b放置在不同的位置并且交替地使用以使从两个靶5a、5b溅射的铬粒子碰撞基材7。在如下沉积条件下使用图1中的溅射装置1。沉积速度对应于0.3nm/秒(功率为0.3kw)。膜的厚度对应于30nm。沉积压力水平对应于0.5Pa。氩流量对应于20sccm。
根据第五实施例，在沉积工序中台4静止。因而，在沉积工序中基材7相对于靶5的方向性和姿态不变。在沉积工序之后，将基材7保持在环境温度80℃的恒温加热炉中30分钟以加热。因此，通过基材7的线性热膨胀系数与铬薄膜的线性热膨胀系数之间的差生成热应力。在裂纹形成工序中，将热应力施加到铬薄膜上以在铬薄膜中形成裂纹。因而，经由沉积工序和裂纹形成工序在非导电性基材7表面上形成金属膜。
将说明第六实施例。基材7表面形成为具有由丙烯酸树脂制成的平滑 层，并且在沉积工序中使用铬的块体金属(固体金属)作为靶5使基材7表面沉积有铬薄膜。在如下沉积条件下使用图1中的溅射装置1。沉积速度对应于3.0nm/秒(功率为5kw)。膜的厚度对应于30nm。沉积压力水平对应于0.7Pa。氩流量对应于70sccm。
根据第六实施例，在沉积工序中台4静止。因而，在沉积工序中基材7相对于靶5的方向性和姿态不变。在沉积工序之后，将基材7保持在环境温度80℃的恒温加热炉中30分钟以加热。因此，通过基材7的线性热膨胀系数与铬薄膜的线性热膨胀系数之间的差生成热应力。在裂纹形成工序中，将热应力施加到铬薄膜上以在铬薄膜中形成裂纹。因而，经由沉积工序和裂纹形成工序在非导电性基材7表面上形成金属膜。
将说明第七实施例。基材7表面形成为具有由丙烯酸树脂制成的平滑层，并且在沉积工序中使用铬的块体金属(固体金属)作为靶5使基材7表面沉积有铬薄膜。在如下沉积条件下使用图1中的溅射装置1。沉积速度对应于3.0nm/秒(功率为5kw)。膜的厚度对应于30nm。沉积压力水平对应于1.0Pa。氩流量对应于100sccm。
根据第七实施例，在沉积工序中台4静止。因而，在沉积工序中基材7相对于靶5的方向性和姿态不变。在沉积工序之后，将基材7保持在环境温度80℃的恒温加热炉中30分钟以加热。因此，通过基材7的线性热膨胀系数与铬薄膜的线性热膨胀系数之间的差生成热应力。在裂纹形成工序中，将热应力施加到铬薄膜上以在铬薄膜中形成裂纹。因而，经由沉积工序和裂纹形成工序在非导电性基材7表面上形成金属膜。
将说明第一比较例。基材7表面形成为具有由丙烯酸树脂制成的平滑层，并且在沉积工序中使用铬的块体金属(固体金属)作为靶5使基材7表面沉积有铬薄膜。在如下沉积条件下使用图1中的溅射装置1。沉积速度对应于3.0nm/秒(功率为5kw)。膜的厚度对应于30nm。沉积压力水平对应于0.3Pa。氩流量对应于35sccm。
根据第一比较例，在沉积工序中台4静止。因而，在沉积工序中基材7相对于靶5的方向性和姿态不变。在沉积工序之后，将基材7保持在环境温度80℃的恒温加热炉中30分钟以加热。因此，通过基材7的线性热膨胀系数与铬薄膜的线性热膨胀系数之间的差生成热应力。在裂纹形成工序中，将热应力施加到铬薄膜上以在铬薄膜中形成裂纹。因此，经由沉积工序和裂纹形成工序在非导电性基材7表面上形成金属膜。
将说明第二比较例。形成由PC树脂和PBT树脂的合成树脂制成的六个平板状测试面板作为基材。六个测试面板中的每一个表面包括由例如厚度为20微米(或20μm)的丙烯酸树脂制成的平滑层。形成有平滑层的六个测试面板分别安装在图1中示出的溅射装置1的台4的预定位置上。
根据第二比较例，使用铬的块体金属(固体金属)作为靶5在测试面板的每一个表面上沉积铬薄膜。在如下沉积条件下使用图1中的溅射装置1。沉积速度对应于3.0nm/秒(功率为5kw)。膜的厚度对应于30nm。沉积压力水平对应于0.3Pa。氩流量对应于35sccm。
根据第二比较例，在沉积工序中台4静止。因而，在沉积工序中每一个测试面板相对于靶5的方向性和姿态不变。在沉积工序之后，将测试面板保持在恒温加热炉中并且保持在80℃的环境温度中30分钟以加热。因此，通过测试面板的线性热膨胀系数与铬薄膜的线性热膨胀系数之间的差生成热应力。在裂纹形成工序中，将热应力施加到铬薄膜上以在铬薄膜中形成裂纹。因而，经由沉积工序和裂纹形成工序在测试面板的每一个表面上形成金属膜。
如图9所示，TP1和TP3形成有沿上下方向延伸的线型裂纹。TP2和TP6形成有沿横向方向延伸的线型裂纹。TP4和TP5形成有沿倾斜方向延伸的线型裂纹。线型裂纹沿与台4上测试面板和靶5的位置有关的方向延伸。具体地，线型裂纹沿着与限定在靶5的中心与测试面板的每一个中心之间的各区段垂直的方向形成在测试面板的每一个金属表面上。这些裂纹不仅损害了门把手的外观而且使沿着线型裂纹的延伸方向(即形成裂纹的位置处)的电绝缘性劣化。
如图10A至图10H所示，根据第一实施例至第七实施例的金属膜形成有网状裂纹，然而根据第一比较例的金属膜形成有线型裂纹。
在下表1中，示出根据第一实施例至第七实施例以及第一比较例的如下内容：金属膜的沉积条件；沉积之后的加热工序；基材的旋转；门把手外观评价结果；表面电阻的测量值；天线的评价结果以及触控传感器的评价结果。
[表1]

根据表1，靶的布置示出了在沉积工序中使用的靶的数量。在靶的布置示为1的情况下，一个靶用于沉积。在靶的布置示为2的情况下，两个靶放置在不同的位置以用于沉积。根据门把手的外观评价，在通过视觉检查在金属膜表面上没有观察到线型裂纹的情况下，评价示为满意。在通过视觉检查在金属膜表面上观察到线型裂纹的情况下，评价示为不满意。天线的评价基于其上使用通过实施例和第一比较例中的每一个形成有金属膜的基材7而形成的用于智能进入系统的门把手是否从智能钥匙准确地 接收信号。在用于智能进入系统的门把手准确地接收信号的情况下，评价示为满意。在用于智能进入系统的门把手未准确地接收信号的情况下，评价示为不满意。触控传感器的评价基于如下标准：其上使用通过实施例和第一比较例中的每一个形成有金属膜的基材7而形成的用于智能进入系统的门把手是否在触摸除用于智能进入系统的门把手的预定位置以外的位置的情况下通过打开/关闭车辆的门来操作不正确操作。在未操作不正确操作的情况下，评价示为满意。在操作不正确操作的情况下，评价示为不满意。通过四端子法测量表面电阻。在表面电阻大于等于108欧姆/□(或108Ω/sq.)的情况下，使用Mitsubishi Chemical Analytech Co.Ltd的Hiresta UPMCP-HT450。在表面电阻小于108Ω/sq.的情况下，使用Mitsubishi Chemical Analytech Co.Ltd的Loresta GPMCP-T600。
如表1所示，第一实施例至第七实施例中的每一个在门把手的外观评价、天线评价和触控传感器评价方面示为满意。根据第一实施例、第三实施例、第四实施例、第五实施例、第六实施例和第七实施例的金属膜在加热工序之后包括高表面电阻。因而，根据第一实施例、第三实施例、第四实施例、第五实施例、第六实施例和第七实施例的金属膜包括高电绝缘性。根据第二实施例的金属膜即使没有操作在沉积后的加热工序也包括高表面电阻。因而，根据第二实施例的金属膜包括高电绝缘性。另一方面，根据第一比较例，门把手的外观评价和触控传感器的评价示为不满意。因此，根据实施方案的金属膜包括高电波穿透性和高电绝缘性，同时具有有利的门把手外观的设计性。因而，推定根据实施方案的金属膜是非常有用的。
如上所述，根据实施方案的用于制造金属膜的方法包括沉积工序和裂纹形成工序。在沉积工序中，金属粒子通过溅射从由固体金属制成的靶5释放，并且从多个方向碰撞非导电性基材7表面以在基材7表面上沉积金属膜。在裂纹形成工序中，将热应力施加到金属薄膜以在金属薄膜中形成裂纹。
根据实施方案，因为在沉积工序中金属粒子从由固体金属制成的靶5释放并且从多个方向碰撞非导电性基材7表面，所以金属粒子在未沿特定方向定向的情况下通过沉积在基材7表面上而形成金属薄膜。因而，在将热应力施加到用在未沿特定方向定向的情况下沉积在基材7表面上的金属粒子形成的金属薄膜的情况下，金属薄膜表面裂开以形成没有方向性的相似尺寸的裂纹。因此，形成了相似大小的网状裂纹。也就是说，金属薄膜通过具有网状裂纹而被分成微小的岛状块。没有形成沿特定方向延伸的 裂纹。因为在金属薄膜上没有观察到像线一样的裂纹，所以金属薄膜在没有损害门把手外观的设计性的情况下包括高电绝缘性(高表面电阻)和高电波穿透性。根据实施方案的用于制造金属膜的方法，金属薄膜可以形成为包括高电绝缘性(高表面电阻)和高电波穿透性，同时具有有利的门把手外观的设计性。
根据第一实施例和第二实施例，通过使基材7相对于靶5旋转，从靶5释放的铬粒子从多个方向碰撞基材7表面。因而，铬薄膜可以形成有网状裂纹。因此，金属薄膜可以形成为包括高电绝缘性和高电波穿透性，同时具有有利的门把手外观的设计性。
根据第四实施例和第五实施例，多个靶5a和靶5b放置在不同的位置并且使铬粒子释放使得铬粒子从多个方向碰撞基材7表面。因为铬薄膜可以形成有网状裂纹，所以金属薄膜可以形成为包括高电绝缘性(高表面电阻)和高电波穿透性，同时具有有利的门把手外观的设计性。根据第四实施例，在沉积工序中同时使用两个靶5a、5b，然而根据第五实施例在沉积工序中交替地使用两个靶5a、5b。在这两种情况下，金属薄膜可以形成为包括高电绝缘性和高电波穿透性，同时具有有利的门把手外观的设计性。
根据第三实施例、第六实施例和第七实施例，通过将沉积压力水平设置得较高例如大于等于0.7Pa，使从靶5释放的铬粒子与环境中分子碰撞的频率增加。因为铬粒子沿随机方向或沿任意方向行进，所以铬粒子从多个方向碰撞基材7表面。因而，铬薄膜可以形成有网状裂纹。因此，金属薄膜可以形成为包括高电绝缘性和高电波穿透性，同时具有有利的门把手外观的设计性。
根据第一实施例、第三实施例、第四实施例、第五实施例、第六实施例和第七实施例，加热其上形成有铬薄膜的基材7。因此，通过基材7的线性热膨胀系数与铬薄膜的线性热膨胀系数之间的差在铬薄膜上生成热应力。因而，铬薄膜可以通过热应力而形成为包括相似尺寸的网状裂纹。
根据第二实施例，在沉积工序中将铬薄膜的沉积速度设置得较高(对应于6.0nm/秒)。因而，在沉积工序中铬薄膜被充分加热，然而在沉积工序之后铬薄膜冷却时热应力极大地影响铬薄膜。因此，在铬薄膜上形成了相似尺寸的网状裂纹。也就是说，因为利用在沉积工序中生成的热使热应力影响铬薄膜，所以在沉积工序之后没有加热铬薄膜的情况下金属薄膜可以形成有网状裂纹。
本公开内容通过实施方案说明，然而，本公开内容不限于前述实施方案。例如，根据前述实施方案，沉积工序是通过溅射操作，然而，沉积工序可以使用气相沉积操作。根据实施方案，基材7对应于用于智能进入系统的门把手的门把手本体。可替代地，本公开内容可以适用于任何材料，只要该材料需要在具有金属光泽的同时包括高电波穿透性和高电绝缘性即可。
根据前述实施方案，用于制造形成在非导电性基材7表面上的金属膜的方法包括如下工序：沉积工序，该沉积工序为使形成为粒子或蒸发的金属M、M1、M2从靶5、5a、5b(靶5、5a、5b由固体金属制成)中的至少一个释放并且通过使释放的金属M、M1、M2从多个方向碰撞基材7表面而在基材7表面上沉积金属薄膜；以及裂纹形成工序，该裂纹形成工序为通过将热应力施加到金属薄膜而在金属薄膜中形成裂纹。
根据前述实施方案，沉积工序可以通过溅射或气相沉积来操作。根据前述公开内容，多个方向被限定为包括当金属粒子碰撞基材7表面时从靶释放的金属相对于基材7表面的不同的沉积角度。具体地，金属可以从如下多个方向沉积到基材7表面，该多个方向有利地包括彼此相反的至少两个方位，或者当从平行于基材7表面的方向看时该多个方向相对于关于基材7表面的垂直线从相反方向彼此相交。
根据前述公开内容，在沉积工序中，通过溅射和气相沉积使形成为粒子或蒸发的金属从由固体金属制成的靶5释放并且从多个方向碰撞非导电性基材7表面。因此，固定在基材7表面上的金属在没有沿特定方向取向的情况下沉积在基材7表面上。因此，形成了金属薄膜。因而，在将热应力施加到金属薄膜的情况下，金属薄膜表面裂开以形成没有方向性的相似尺寸的裂纹。因此，形成了相似尺寸的网状裂纹。也就是说，金属薄膜通过具有网状裂纹而被分成微小的岛状块。没有形成沿特定方向延伸的裂纹。因为在金属薄膜上没有观察到像线一样的裂纹，所以金属薄膜在没有损害门把手外观的设计性的情况下包括高电绝缘性(高表面电阻)和高电波穿透性。根据实施方案的用于制造金属膜的方法，金属薄膜可以形成为包括高电绝缘性和高电波穿透性，同时具有有利的门把手外观的设计性。
根据前述公开内容，从靶5释放的金属可以形成为粒子或者被蒸发。在溅射中，从靶5释放的金属形成为粒子。在气相沉积中，靶5表面被蒸发并且释放蒸发的金属。在溅射或气相沉积中，从靶5释放后的金属立即沿特定方向行进。根据本公开内容，包括特定取向并且从靶5释放的金属 粒子从多个方向碰撞基材7表面。
根据前述实施方案，在沉积工序中通过使基材7相对于靶5、5a、5b旋转而使从靶5、5a、5b释放的金属M、M1、M2从多个方向碰撞基材7表面。
根据前述实施方案，基材7的方向性或姿态相对于金属连续改变，从靶5释放的金属沿特定方向行进。因而，金属从多个方向碰撞基材7表面。
根据前述实施方案，通过在沉积工序中将多个靶5、5a、5b放置在不同位置并且通过使金属M、M1、M2从多个靶5、5a、5b中的每一个释放来使从靶5、5a、5b释放的金属M、M1、M2从多个方向碰撞基材7表面。
根据前述实施方案，从靶5释放的金属与环境中的分子碰撞的频率随着沉积工序中的压力水平(沉积压力水平)的增加而增加。当从靶5释放的金属碰撞环境中的分子时，金属的行进方向由于与分子的碰撞而连续改变。因而，金属随着金属与分子的碰撞频率的增加还在行进方向上失去方向性。
根据前述实施方案，在沉积工序中通过将沉积金属M、M1、M2时的压力水平设置为大于等于0.7帕斯卡而使从靶5、5a、5b释放的金属M、M1、M2从多个方向碰撞基材7表面。
根据前述实施方案，在沉积压力水平大于等于0.7Pa的情况下，从靶5释放的金属在通过重复地碰撞环境中的分子而失去方向性之后从多个方向碰撞基材7表面。也就是说，根据本公开内容，通过简单地将沉积工序中的压力水平设置为大于等于0.7Pa，从靶5释放的金属从多个方向碰撞基材7表面。
根据前述实施方案，通过加热包括在沉积工序期间在其上形成有金属薄膜表面的基材7，在裂纹形成工序中金属薄膜生成有裂纹。
根据前述实施方案，通过加热基材7和在基材7表面上沉积的金属薄膜，通过基材7的线性热膨胀系数与金属薄膜的线性热膨胀系数之间的差生成热应力。然后，可以将热应力施加到金属薄膜。通过将热应力施加到金属薄膜，金属薄膜形成为包括相似尺寸的网状裂纹。加热温度可以有利地大于等于60℃，并且可以更有利地大于等于80℃。
根据前述实施方案，在沉积工序中将金属薄膜的沉积速度设置为大于等于6.0纳米/秒。
在金属薄膜通过溅射沉积的情况下，将环境中的氩气等离子化并加热。加热的氩离子碰撞靶5以溅射经极度加热的金属粒子M。因而，随着沉积速度的增加更大量的热被存储在形成在基材7表面上的膜中。在沉积速度大于等于6.0nm/秒的情况下，当在沉积工序之后使金属薄膜冷却至常温时，热应力对膜影响较大。因此，在金属薄膜上形成了相似尺寸的网状裂纹。也就是说，根据本公开内容，因为利用沉积工序中生成的热使热应力影响金属薄膜，所以金属薄膜可以在沉积工序之后没有加热金属薄膜的情况下形成有网状裂纹。
根据前述实施方案，沉积工序通过溅射或气相沉积操作。
根据前述实施方案，在沉积工序中，通过溅射和气相沉积使形成为粒子或蒸发的金属从由固体金属制成的靶5释放并且从多个方向碰撞非导电性基材7表面。
在前述说明书中已经描述了本发明的原则、优选实施方案和操作模式。然而，旨在保护的本发明不应被理解为限于公开的具体实施方案。此外，本文描述的实施方案将被认为是说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明的精神的情况下，其他人可以作出变化方案和改变方案，并且可以采用等同方案。因此，明确指出的是，由此包括落在本发明的如权利要求所限定的精神和范围内的所有这样的变化方案、改变方案和等同方案。