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真空鍍膜機濺鍍的原理是什麽

作者(zhě): 來源: 日期:2017-11-28 9:08:18 人(rén)氣:7061
真空鍍膜機濺鍍的原理是什麽
濺鍍,一般指的是(shì)磁控濺鍍(dù),歸(guī)於高速低溫濺鍍法.
該技能請(qǐng)求真空(kōng)度在(zài)1×10-3Torr擺布,即1.3×10-3Pa的真空狀況充入慵懶氣體氬氣(Ar),並在(zài)塑膠(jiāo)基材(陽極)和(hé)金屬靶(bǎ)材(陰極)之間加上高(gāo)壓直流電,因為輝光放電(glow discharge)發生的電子激起慵懶氣體,發(fā)生等離子體,等離子體將金屬靶材的(de)原子轟出,堆積在塑膠基材上.
以幾十電子伏特或更高動能的(de)荷電粒子炮擊資料外(wài)表,使其濺射出進入氣相,可用來刻蝕和鍍膜。入射(shè)一個離子所濺射出的原子個數稱(chēng)為濺射產額(Yield)產額(é)越高濺射速度越快,以Cu,Au,Ag等最高,Ti,Mo,Ta,W等最低。一般在0.1-10原(yuán)子/離子。離子能夠直流輝光放電(glow discharge)發生,在10-1—10 Pa真(zhēn)空度,在兩極間加高壓(yā)發生放電,正離子會(huì)炮擊(jī)負電(diàn)之靶材(cái)而濺射也靶材,而鍍(dù)至被鍍物(wù)上。
正常(cháng)輝光放電(glow discharge)的電流密度與陰極物質與形狀、氣體品種壓力等(děng)有關。濺鍍時應盡也許保持其安穩。任何資料皆可濺射鍍膜(mó),即便高熔點(diǎn)資料也簡單濺鍍,但對非(fēi)導體靶材須以射頻(RF)或脈衝(chōng)(pulse)濺射;且因導電性較差(chà),濺(jiàn)鍍功率(lǜ)及速度較低。金屬濺鍍功率可達(dá)10W/cm2,非金屬<5W/cm2
二極濺鍍射:靶材為陰極(jí),被(bèi)鍍(dù)工件及工件架為陽極,氣體(氬氣Ar)壓力約幾Pa或(huò)更高方可得(dé)較高鍍率。
磁控濺射:在陰極靶外表構成一(yī)正交電(diàn)磁場,在此區電子密度高,進而進步離(lí)子密度,使得(dé)濺鍍率(lǜ)進步(bù)(一個數量級),濺射速(sù)度可達(dá)0.1—1 um/min膜層附(fù)著力(lì)較蒸鍍佳,是現在最有用的鍍膜技能之一(yī)。
其它有偏壓濺射、反(fǎn)應(yīng)濺射、離子束濺射等鍍膜技能
濺鍍機設備與技能(néng)(磁(cí)控濺鍍)
濺鍍機由真空室,排氣係統,濺射源和操控係統構成(chéng)。濺射源又(yòu)分為電(diàn)源和濺射槍(sputter gun) 磁控濺射槍分為平麵型和圓柱型,其間平麵型分為矩型和圓型,靶資料利用率30- 40%,圓柱型靶資料(liào)利(lì)用率>50% 濺射電源分為:直流(DC)、射(shè)頻(RF)、脈衝(pulse), 直流(liú):800-1000V(Max)導體用,須可災弧。
射頻:13.56MHZ,非導體用。脈(mò)衝:泛用,最新發展出 濺鍍時須操控參數有濺射電流,電壓或功率,以(yǐ)及濺(jiàn)鍍壓力(5×10-1—1.0Pa),若各參數皆安(ān)穩(wěn),膜(mó)厚能夠鍍膜時刻估(gū)量出來。
靶材(cái)的挑選(xuǎn)與處理(lǐ)十分重要,純度要佳,質地均勻,沒有氣泡、缺點,外表應平坦光亮。關(guān)於直接冷卻靶,須留意其在濺射後靶材變薄,有也許決裂特別是非金屬靶。一般靶材最薄處(chù)不行小於原靶厚(hòu)之一半或5mm。
磁(cí)控濺鍍操作方法和一般蒸鍍相似,先將真空抽至1×10-2Pa,再通入(rù)氬氣(qì)(Ar)離子炮擊靶材,在5×10-1—1.0Pa的壓(yā)力(lì)下(xià)進行濺鍍其間須留(liú)意電流、電壓及壓力。開始時濺鍍若有(yǒu)打火,可緩慢調升電壓,待(dài)安穩放電後再關shutter. 在這個進(jìn)程中,離子化的慵懶氣體(tǐ)(Ar)清洗和露出該塑膠基材外表上數(shù)個毛纖細空,並通過該電(diàn)子與(yǔ)自塑膠基材外(wài)表被清洗而發生一自在基,並保持真空狀況下施以(yǐ)濺鍍構(gòu)成外表締結(jié)構,使外表締結構與自在基(jī)發生填補和高附著性的化學性和物理性的聯係狀(zhuàng)況,以在外表外安定地構成薄膜. 其間,薄膜是先通過把外表締造物大致地填滿該塑膠毛纖細孔後並作連接而構成。
濺鍍與常用的蒸騰(téng)鍍相比(bǐ),濺鍍具(jù)有電鍍層與基材的聯係力強-附著力比蒸騰鍍高(gāo)過10倍以(yǐ)上,電鍍層細密,均勻等優點.真空蒸鍍需要使金屬或金屬氧化物蒸騰汽化(huà),而加熱的溫度不能太高,不然,金屬氣體堆積在塑(sù)膠基材放熱而燒壞塑膠基材.濺射粒子幾不受重力影響,靶(bǎ)材與基板方位可自(zì)在組織,薄膜構成前期成核密度(dù)高(gāo),可出(chū)產10nm以下的極(jí)薄接連膜,靶材的壽命長,可長時刻自動化接連出(chū)產。
靶材可製作(zuò)成各種形狀,合作機台的特別設計做非常好的操控及最有功率的出產 濺(jiàn)鍍利用高壓電場做發生等(děng)離子鍍膜物質,運用幾乎一切高(gāo)熔(róng)點金屬,合(hé)金和金(jīn)屬氧化物(wù),如:鉻,鉬,鎢(wū),鈦,銀,金等.並且,它是一個強行堆積的進程,選用這種技能(néng)取得的電鍍層與塑膠基材附著力遠遠高於真空蒸鍍法(fǎ).但,加工成本相對較高.真空濺鍍是通過離(lí)子磕碰而取得薄膜的一種技能,首要分為兩類,陰極濺鍍(Cathode sputtering)和射頻濺(jiàn)鍍(RF sputtering)。陰極(jí)濺鍍一般用於濺鍍(dù)導(dǎo)體,射(shè)頻濺鍍(dù)一般用於濺鍍非導(dǎo)體實施陰極濺鍍所需環境:a,高真空以削減氧化物的發生b,慵懶技能氣體,一般為氬器氣c,電場d,磁場e,冷卻水用以帶走濺鍍時發生的高熱。

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