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真空鍍膜機濺鍍的原理是什(shí)麽

作者: 來源: 日期:2017-11-28 9:08:18 人氣:7857
真空鍍膜(mó)機濺鍍的原理是什麽
濺(jiàn)鍍,一般指的是磁控濺(jiàn)鍍,歸於高速低溫濺鍍法.
該技能請求真空(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),並在塑膠基材(陽(yáng)極(jí))和金屬靶材(陰極)之間加上高壓直流電,因為輝光放電(glow discharge)發生的電子激起慵懶氣體,發生等(děng)離子體,等離子體將金屬靶材的原子轟(hōng)出,堆積在塑膠(jiāo)基材上.
以幾十電子伏特或更高動能的荷電粒子炮擊資料外(wài)表(biǎo),使(shǐ)其濺射出進入氣相,可用來刻(kè)蝕(shí)和鍍膜。入射一個離子所濺射出的原子個數稱為濺射產額(Yield)產額越高濺射速度越快(kuài),以Cu,Au,Ag等最高,Ti,Mo,Ta,W等最低。一般在0.1-10原子/離子。離子能夠直流輝光放(fàng)電(glow discharge)發生,在10-1—10 Pa真空度,在兩極間加(jiā)高壓發生放電,正離子會炮擊負電之靶材而濺射也靶材,而鍍至被鍍物上(shàng)。
正常輝光放電(glow discharge)的電流密度與陰極物質與形狀(zhuàng)、氣體品(pǐn)種壓(yā)力等有關。濺鍍時應盡也(yě)許保持其安穩。任何資料皆可濺射鍍膜,即便高熔點資料也簡單濺鍍,但對非導體(tǐ)靶材須(xū)以射頻(RF)或(huò)脈衝(pulse)濺射;且因導電性較差,濺鍍功率及速度較低。金屬濺鍍(dù)功(gōng)率可達10W/cm2,非(fēi)金屬<5W/cm2
二極濺鍍射:靶材為陰極,被鍍工件及(jí)工件架為陽極,氣體(氬氣Ar)壓力約幾Pa或更高方可得較高鍍率。
磁控濺射:在(zài)陰極靶外表構成(chéng)一正交(jiāo)電磁場,在此區電子密度高,進而進步離子密(mì)度,使得濺鍍率進(jìn)步(一個數(shù)量級),濺射速度可達0.1—1 um/min膜層附著力較(jiào)蒸鍍佳,是現在最有用的(de)鍍膜技能之一。
其它有偏壓濺射、反應(yīng)濺射(shè)、離子束濺射等鍍膜技能
濺鍍機設備(bèi)與技能(磁控濺鍍)
濺(jiàn)鍍(dù)機由真空室,排氣係統,濺(jiàn)射源和操控係統構成。濺射源又分為電源和濺射槍(sputter gun) 磁控濺射(shè)槍分為平麵(miàn)型和圓柱型,其(qí)間平麵型分為矩(jǔ)型和圓型,靶資料利用率30- 40%,圓柱型靶(bǎ)資料利用率>50% 濺射電源分為:直流(DC)、射頻(RF)、脈衝(pulse), 直流:800-1000V(Max)導體用,須可災弧。
射頻:13.56MHZ,非導(dǎo)體用。脈衝:泛(fàn)用,最新發展出 濺鍍時須操控(kòng)參數有濺射電流,電壓或功率,以及濺鍍壓力(5×10-1—1.0Pa),若各參數皆安穩,膜厚能夠鍍膜時刻估(gū)量出來(lái)。
靶(bǎ)材的挑選與處理十分(fèn)重(chóng)要,純(chún)度要佳,質地(dì)均勻,沒有氣泡、缺點,外表應平坦光亮(liàng)。關於直接冷卻靶,須留意其在濺射後靶材變薄(báo),有也許決裂特別是非(fēi)金屬(shǔ)靶(bǎ)。一般靶材最薄處不行小於原靶厚之一半或5mm。
磁控濺鍍操作方法和一般蒸鍍相似,先將真空抽至1×10-2Pa,再(zài)通入氬氣(Ar)離子炮擊靶材,在5×10-1—1.0Pa的壓力下進行濺鍍其(qí)間須留意電流、電壓及壓力。開始時濺鍍若有打火,可緩慢調升電壓,待安穩放電後再關shutter. 在這個進程中,離(lí)子化的(de)慵懶氣體(Ar)清洗和露出該塑膠基材外表(biǎo)上數個毛纖細空,並(bìng)通過(guò)該電子與自塑膠基材外表被清洗而發生一自在基,並保持真空狀況下施以濺(jiàn)鍍構成外(wài)表締結構,使外表(biǎo)締結構與自在基發生填補和高附著(zhe)性(xìng)的化學性和物(wù)理性的聯係狀況,以在外表外安定地構成薄膜. 其間,薄膜是先通(tōng)過把外表締造物大致地填滿該塑膠毛纖細孔後(hòu)並(bìng)作連接而構(gòu)成。
濺(jiàn)鍍與常用的(de)蒸騰鍍相比,濺鍍具(jù)有電(diàn)鍍層與基(jī)材的聯係力強-附著(zhe)力(lì)比蒸騰鍍(dù)高過10倍以上,電鍍(dù)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,而加熱的溫度不能太高,不然,金屬氣體堆積在塑膠基材放熱而燒壞塑膠基材(cái).濺射粒子幾不受重力影響,靶材與(yǔ)基板方(fāng)位(wèi)可自在組(zǔ)織,薄膜構成前期成核密度高,可(kě)出產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(cái)可製作成(chéng)各(gè)種形狀,合作機台的特別設計(jì)做非常好的操控及最有功率的(de)出產 濺(jiàn)鍍利用高壓電場做發生等離子鍍膜物質,運用(yòng)幾(jǐ)乎一切高熔點金屬,合金和金屬(shǔ)氧化物,如:鉻,鉬,鎢,鈦,銀,金等.並且,它是一個強行堆積的進程,選用這(zhè)種技能取得的電鍍層與塑膠基材附著力遠遠高於真空蒸鍍法.但(dàn),加工成本相對較高.真空濺鍍是通過離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)和射頻濺鍍(dù)(RF sputtering)。陰極濺鍍一(yī)般用於濺鍍導體,射頻濺鍍一般用於(yú)濺鍍(dù)非導體(tǐ)實施陰極濺(jiàn)鍍(dù)所需環境(jìng):a,高真空以削(xuē)減氧化物的發生b,慵懶技能(néng)氣體,一般(bān)為氬器(qì)氣c,電場d,磁場e,冷卻水用以帶(dài)走濺鍍時發生的(de)高熱。

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