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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 人氣(qì):7064
真空鍍膜機濺鍍的原理是(shì)什(shí)麽
濺鍍(dù),一般指的是磁(cí)控濺鍍,歸於高速低溫濺鍍法.
該技能請求真空度在1×10-3Torr擺布,即1.3×10-3Pa的真(zhēn)空狀況充入慵懶氣體氬氣(Ar),並在(zài)塑膠基材(陽極)和金屬靶材(陰極)之間加上高壓直流電,因為(wéi)輝光放電(glow discharge)發生的電子激起慵懶氣(qì)體,發(fā)生等離子體,等離子體(tǐ)將金屬靶材的原子轟出(chū),堆積在塑膠基材上.
以幾十電(diàn)子伏特或更高動能的荷電粒子(zǐ)炮(pào)擊資料外表,使其濺射出進入氣相,可用來刻蝕(shí)和鍍膜。入射一個離子所濺射出的原子個數(shù)稱(chēng)為濺射產額(Yield)產額越高濺射(shè)速(sù)度越(yuè)快,以Cu,Au,Ag等最高,Ti,Mo,Ta,W等最低(dī)。一般在0.1-10原子/離子。離子能夠直流輝光放電(glow discharge)發(fā)生,在10-1—10 Pa真空度,在兩(liǎng)極間加高壓發生放電,正(zhèng)離子會炮擊負電(diàn)之靶材而濺射也靶(bǎ)材,而鍍至被鍍物上。
正常輝光放電(diàn)(glow discharge)的電流密度與陰極物質與形狀(zhuàng)、氣體品種壓(yā)力(lì)等有關。濺鍍時應盡也許保持其安穩。任何資料皆可濺射鍍膜,即便高熔點資料也簡單濺鍍,但對非導體靶材須以射頻(RF)或脈衝(pulse)濺射;且因導電性較差,濺鍍功率及速度較低。金屬濺鍍功率可達10W/cm2,非金屬<5W/cm2
二極濺鍍射(shè):靶材為(wéi)陰極,被鍍工件及工件架為陽極(jí),氣體(氬氣(qì)Ar)壓力約幾Pa或更高方可得較高鍍率。
磁控濺射:在陰極靶外表構成一正交電磁場,在此區電子密度高,進而進步離子密度,使得濺鍍率(lǜ)進步(一個數量級),濺射速(sù)度可達0.1—1 um/min膜(mó)層附著力較蒸鍍佳,是現在最有用的鍍膜技能之一。
其它有偏壓濺射、反應濺射(shè)、離子束濺射等(děng)鍍膜技能
濺鍍機設備與技能(磁控濺鍍)
濺鍍機由真空室(shì),排氣係統(tǒng),濺射源和操控係統構成。濺射源又分為電源和濺射槍(qiāng)(sputter gun) 磁控濺射槍分為平麵型(xíng)和圓柱型,其間平麵型分為矩型和圓型,靶(bǎ)資料利用率(lǜ)30- 40%,圓柱型靶資料利用率>50% 濺(jiàn)射電源分(fèn)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,非導體用。脈衝:泛用,最新發展出 濺鍍時須操(cāo)控參數有(yǒu)濺射電(diàn)流,電壓或功率,以(yǐ)及濺鍍(dù)壓力(5×10-1—1.0Pa),若各參數皆安穩,膜厚能夠鍍膜(mó)時刻估量出(chū)來。
靶材的挑選與處理十分重要,純度要佳(jiā),質地均勻,沒有氣(qì)泡、缺點(diǎn),外表應平坦光亮。關於直接冷(lěng)卻靶,須留意其在(zài)濺射後靶材變(biàn)薄,有也許決裂特別是非金屬靶。一般靶材最薄處不行小於原靶厚之一半或(huò)5mm。
磁控濺鍍(dù)操(cāo)作(zuò)方法和一般蒸鍍相似,先將真空抽至1×10-2Pa,再通入氬氣(Ar)離子炮擊靶材,在5×10-1—1.0Pa的壓力下進行濺鍍(dù)其間須留意電流、電壓及(jí)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(guān)shutter. 在這個進程中(zhōng),離子化的慵懶氣體(Ar)清洗和露出該塑膠基材外(wài)表上數個毛纖細空(kōng),並通過該電子與自塑膠基材外表被清(qīng)洗而發生一(yī)自在基,並保持真(zhēn)空狀況下施以濺鍍構成外表締結構,使外表(biǎo)締結(jié)構與自在基發生(shēng)填補和高(gāo)附著性的化學性和物理性的聯係狀況,以在外表外安定地構(gòu)成薄膜(mó). 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(xì)孔後(hòu)並作連接而構成。
濺鍍與常用的蒸騰鍍相比,濺鍍具有電(diàn)鍍層與基材的聯係力強-附(fù)著(zhe)力(lì)比蒸騰鍍高過10倍(bèi)以上,電鍍層細密,均勻等優點.真(zhēn)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(néng)太高,不(bú)然(rán),金屬氣體堆積在塑膠基材放熱而燒壞塑膠基材.濺射粒子幾不受重力影(yǐng)響,靶材與基板方位可自在組織,薄膜構成前期成(chéng)核密度高,可出產10nm以下的極薄(báo)接連膜,靶材的壽命長,可(kě)長時刻自動化(huà)接連出產。
靶材可製作成各種形(xíng)狀,合作機台的特(tè)別設計做非常好的操控及最有功率的出產 濺鍍利用高壓電場做發生等離子(zǐ)鍍膜物質,運用幾乎一切高(gāo)熔點(diǎn)金屬,合金(jīn)和金屬氧化物,如:鉻,鉬,鎢,鈦,銀,金等.並且,它是(shì)一個強行(háng)堆積的進程(chéng),選用這種技能取得的電鍍層與塑膠基材附(fù)著力遠遠高(gāo)於真空蒸鍍(dù)法.但,加工成本相對較高.真空濺鍍是通(tōng)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(dù)(Cathode sputtering)和射頻濺鍍(RF sputtering)。陰極濺鍍(dù)一般用於(yú)濺鍍導體,射頻濺鍍(dù)一般用於濺鍍非導體實施陰極濺鍍(dù)所(suǒ)需(xū)環境:a,高真空以削減氧化物的發生b,慵懶(lǎn)技能氣(qì)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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