磁控濺射鍍膜的專利技術分析

原霞，王衍強

磁控濺射鍍膜的專利技術分析

原霞，王衍強

（國家知識產權局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，廣東黃埔，510530）

磁控濺射技術越來越受到廣泛應用。通過對全球磁控濺射領域的專利申請數據進行的檢索、比較和分析，尤其重點關注并研究了該領域的專利申請量、申請人分布情況和技術改進方向，最后給出了針對該領域的專利申請對策和建議，為國內發(fā)明成果走向世界提供了啟示。

磁控濺射；專利；技術改造

引言

所謂“濺射”是指用荷能粒子轟擊物體，從而引起物體表面原子從母體中逸出的現(xiàn)象。濺射法沉積是指用離子撞擊被沉積材料表面，濺射出被沉積材料粒子，在襯底表面沉積成膜的過程。濺射法種類多樣，其中磁控濺射沉積技術具有低溫沉積可實現(xiàn)、組分控制容易、成膜均勻性好，以及適合工業(yè)大規(guī)模生產等優(yōu)點，頗受業(yè)界青睞。

專利技術分析能夠直觀地反映專利申請人在該技術領域內的技術發(fā)展方向，并且可以了解該領域的技術發(fā)展脈絡。本文詳細分析了磁控濺射技術的專利申請及分布等情況。

1　磁控濺射技術專利分析

本專利分析所采用的數據庫為專利檢索與服務系統(tǒng)的CNABS與DWPI，檢索截止時間為2015年12月31日。數據庫使用的國際專利分類號為C23C14/35。

1.1申請數量態(tài)勢分析

早在1842年，Grove就在實驗室中發(fā)現(xiàn)了濺射現(xiàn)象。首先應用濺射原理制備薄膜是美國貝爾實驗室和西屋電氣公司于1877年開始的。1940年后，由于濺射膜層的性能越來越顯示其優(yōu)越性，使得濺射裝置改善和濺射速率提高的各種工藝相應地得到快速發(fā)展，使濺射工藝在某些領域中達到了實用化程度[1]。

圖1　磁控濺射技術在DWPI數據庫中的年度申請態(tài)勢

如圖1所示，該領域第一件專利的申請?zhí)柺荈R1534917，其公開日是1969年6月22日，發(fā)明名稱是陰極磁控濺射沉積。1970～1980這十年間，專利公開量共計97件。1985年單年的專利公開量為73件，之后基本上處于平穩(wěn)上升的階段。到了2012年，專利數量突然猛增至959件，隨后2013年回落至779件。在此基礎上，2014年和2015年的專利數量平穩(wěn)上升?？梢灶A計，近年該領域的專利數量仍將平穩(wěn)上升。

我國在該領域中的第一件專利的申請?zhí)柺荂N85107406A，其公開日是1986年7月2日，發(fā)明名稱是新型太陽能反光材料及制備技術。1990年單年的申請量只有4件，而2012年達到715件，其中鴻海精密工業(yè)股份有限公司和鴻富錦精密工業(yè)有限公司的申請量達到304件，是使得該年申請量激增的主要原因。

1.2專利申請人情況

國內外在中國大陸申請專利的申請人，排在前十名的依次為：

（1）鴻海/鴻富錦精密工業(yè)股份有限公司，279件；

（2）應用材料公司（美國），114件；

（3）海洋王照明，91件；

（4）電子科技大學，68件；

（5）北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司，64件；

（6）株式會社愛發(fā)科（日本），61件；

（7）天津大學，60件；

（8）中國科學院寧波材料技術與工程研究所，57件；

（9）浙江大學，55件；

（10）上海交通大學，41件。

可以看出，中國大陸申請專利的申請人主要來自中國的企業(yè)和研究所。申請量排名前10位的申請人中，僅有2家外國公司。

同時，DWPI數據庫中的申請人，前十名排名情況為：

（1）鴻海/鴻富錦精密工業(yè)股份有限公司，377件；

（2）應用材料公司（美國），310件；

（3）株式會社愛發(fā)科（日本），216件；

（4）佳能安內華股份有限公司（日本），208件；

（5）株式會社日立制作所（日本），202件；

（6）松下電器產業(yè)株式會社（日本），184件；

（7）吉坤日礦日石金屬株式會社（日本），134件；

（8）富士通株式會社（日本），133件；

（9）馮·阿德納有限公司（德國），94件；

（10）東京毅力科創(chuàng)株式會社（日本）91件。

可以看出，國際上該領域申請人前十名中僅有1家中國企業(yè)，此外還有7家日本公司、1家德國公司以及1家美國公司。日本在該領域占有較有利地位。

我國企業(yè)和美國企業(yè)分列第一、二名，但日本企業(yè)數量占據第一位。

2　專利技術特征

下面以其中幾個具有代表性的申請人專利進行簡要分析。

2.1鴻海/鴻富錦精密工業(yè)股份有限公司

我國公司的專利申請權利要求類型主要是產品權利要求和基于該產品的方法權利要求，且主題名稱基本上是一種殼體或一種鍍膜件，其改進之處主要是基于對鍍膜件或殼體的外觀、耐磨耐蝕性能等。例如申請?zhí)枮?01110123737.9的專利申請[2]，其中要求保護一種殼體，該殼體包括基體、結合層以及色彩層。所述結合層形成于基體的表面；所述色彩層為Ti-O-N膜，形成于結合層的表面，并對其中Ti、O、N的含量以及色彩層呈現(xiàn)出的色彩區(qū)域于CIE表色系統(tǒng)中的L*坐標值進行了限定。這與該公司的業(yè)務有很大關系，因為該公司大量生產各種手機殼或電腦外殼等，因此基于這方面擁有大量專利。

2.2應用材料公司（美國）

該公司專利申請的改進之處多為從現(xiàn)有技術中的磁控濺射裝置或其中的某個部件展開的。例如申請?zhí)枮?01480007630.X[3]的專利申請，其中要求保護的是一種物理氣相沉積射頻直流開/閉環(huán)可選的磁控管。

2.3株式會社愛發(fā)科（日本）

該公司的專利申請主要是對成膜裝置和成膜方法的改進，而對成膜方法的改進并不是對鍍膜過程中鍍膜參數的改進，大多隱含了對成膜裝置的改進。例如申請?zhí)枮?01010215176.0[4]的專利申請，其要求保護的是一種濺射方法，但是其限定了在真空腔內，與被處理基板相對、在同一平面上并列設置至少三個靶，在該靶的后方平行配制磁回路等內容，實質上是對成膜裝置的改進。

2.4電子科技大學

國內高校專利申請多是保護某種材料及其制備方法，其改進之處多是提供某一種功能性薄膜以及制備方法，例如申請?zhí)枮?01410293087.6[5]的專利申請，其中要求保護SiCMOS電容及其制造方法。

3　結束語

從磁控濺射技術專利的數據分析結果可以看出：盡管我國對磁控濺射鍍膜技術領域的研究起步較晚，但近些年發(fā)展迅猛，尤其是近幾年中，每年的專利申請數量已超過其他外國企業(yè)申請之和。國外的申請人中，日本企業(yè)在數量上占據了大多數，且均為愛發(fā)科、佳能、日立、松下等知名企業(yè)。盡管國內申請數量較大，但在國外申請專利的數量還是較少。國內企業(yè)應同樣注重加大國際專利申請的力度，提高PCT的申請數量。

此外，專利申請的國內外技術方向差別也較大，國外更注重對磁控濺射裝置的改進，而國內更偏向于使用磁控濺射方法制作各種功能性膜層。

[1]白振中, 張會文. 工程玻璃深加工技術手冊[M]. 北京: 中國建材工業(yè)出版社, 2014.

[2]張新倍, 陳文榮, 蔣煥梧, 等. 殼體及其制作方法[P]. CN102774072A.

[3]基思·A·米勒, 物理氣相沉積射頻直流開/閉環(huán)可選的磁控管[P]. CN104969331A.

[4]大野遙 平, 磯部 辰德, 新井 真,等. 濺射方法[P]. CN102312206A.

[5]賈仁需, 閆宏麗, 宋慶文, 等. SiCMOS電容及制造方法[P]. CN104037238A.

Patents Technical Analysis of Magnetron Sputtering

YUAN Xia, WANG Yan-qiang
(Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office, SIPO, Huangpu, Guangdong, 510530, China)

Recently, rapid development of magnetron sputtering has attracted widespread attention. Basing on indexing, comparison and analysis, the current situation of worldwide patent application data related to magnetron sputtering is stated. Especially, attentions on amount of patent applications, distribution of patent applicants and technique improving direction are closely paid to. Finally, some constructive suggestions are given, providing novel implications for patents in China going to the world arena.

Magnetron Sputtering; Patent; Technical Improvement

T-18

A

2095-8412 (2016) 05-1038-03工業(yè)技術創(chuàng)新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.057

原霞(1983-)，女，漢族，山西長治人，碩士，審查員，工程師。研究方向：金屬表面鍍覆。

E-mail: yuanxia64@163.com