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真空鍍(dù)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:7685
真空鍍膜機濺鍍的原理是(shì)什麽
濺鍍,一般指的是磁控濺鍍,歸於高速低溫(wēn)濺(jiàn)鍍法.
該技(jì)能請求(qiú)真空度在1×10-3Torr擺(bǎi)布,即1.3×10-3Pa的真空狀況充入(rù)慵懶氣體氬氣(Ar),並在塑膠基材(陽極)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,發生等離子體(tǐ),等離子體將金屬靶材的原子轟出,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炮擊(jī)資料外表,使其(qí)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)稱為(wéi)濺射(shè)產額(Yield)產額越(yuè)高濺射速度越快,以Cu,Au,Ag等最高,Ti,Mo,Ta,W等最低。一(yī)般在0.1-10原子/離子。離子能夠(gòu)直流輝光放電(glow discharge)發生,在10-1—10 Pa真空度,在(zài)兩極間加高壓發生放電,正離子會炮擊負電之(zhī)靶材而濺射也靶(bǎ)材,而鍍至被鍍物上。
正(zhèng)常輝光放電(glow discharge)的電流密度與陰極物(wù)質(zhì)與形狀、氣體品種壓力等有關。濺鍍(dù)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(jiàn)鍍,但對非導體靶材須以(yǐ)射頻(RF)或脈衝(pulse)濺射;且因導電性較差,濺(jiàn)鍍(dù)功(gōng)率及速度較(jiào)低。金屬濺鍍(dù)功(gōng)率可達(dá)10W/cm2,非金屬<5W/cm2
二極(jí)濺鍍射:靶材為(wéi)陰極,被鍍(dù)工件及工件架為陽極,氣(qì)體(氬氣Ar)壓力約幾Pa或更高方可得(dé)較高(gāo)鍍率。
磁控濺射:在陰極(jí)靶(bǎ)外(wài)表構成一正交電磁場(chǎng),在此區電子密度高,進而進(jìn)步離子密度,使得濺鍍率進步(一個數量級(jí)),濺射速度可達0.1—1 um/min膜層附著力較蒸(zhēng)鍍佳,是現在最有(yǒu)用的鍍膜(mó)技能之一。
其它有偏壓濺射(shè)、反應(yīng)濺射、離子束(shù)濺射等鍍膜技(jì)能
濺鍍機設備與技能(néng)(磁控濺(jiàn)鍍)
濺鍍機由真空室,排(pái)氣係統,濺射源和操控係統構成。濺射源又分為(wéi)電(diàn)源和濺射槍(sputter gun) 磁控濺射槍分(fèn)為平麵(miàn)型和圓柱(zhù)型,其間平麵型分(fèn)為矩型和圓型,靶資料利用率30- 40%,圓柱型靶資料利用率>50% 濺射電源分為:直流(DC)、射(shè)頻(pín)(RF)、脈衝(pulse), 直流:800-1000V(Max)導(dǎo)體用,須可災弧。
射頻:13.56MHZ,非(fēi)導體用。脈衝:泛(fàn)用,最新發展出 濺鍍時須操控參數有濺射電流,電壓或功率,以及濺鍍壓(yā)力(5×10-1—1.0Pa),若各參數皆安穩,膜厚能夠鍍膜時(shí)刻估量出來。
靶材的挑選與處理十(shí)分重要,純度要佳,質地均勻,沒(méi)有氣泡、缺點,外表應平坦光亮。關於(yú)直接冷卻靶,須留意其在濺射後靶(bǎ)材變薄,有也許決裂特別是非金屬靶。一般靶(bǎ)材最薄處不行小(xiǎo)於原靶厚之一半或5mm。
磁控濺鍍操作方法和一(yī)般(bān)蒸鍍相似,先將真空抽(chōu)至1×10-2Pa,再通(tōng)入氬氣(Ar)離子(zǐ)炮擊靶材,在5×10-1—1.0Pa的壓力下進行濺鍍其間須留意(yì)電流、電壓及壓力。開始時濺鍍若有(yǒu)打火,可緩慢調升電壓,待安(ān)穩放電後再關shutter. 在這個進程中,離(lí)子化的慵懶氣體(Ar)清洗和(hé)露出該塑膠基材外表上數個毛纖細空,並通過該電子與自塑膠基材外表被清洗而發生一自在基,並保(bǎo)持真空狀況下施以濺鍍構(gòu)成外表締結構(gòu),使外表(biǎo)締結構與自在基發生填補和高附著性的化學性和物理性的聯係狀況,以(yǐ)在外表外安定地(dì)構成薄膜. 其間,薄膜是先通過把外表締造物(wù)大致地填滿該塑膠毛纖細孔後並作連接而構成。
濺鍍與常用的蒸騰鍍(dù)相比,濺鍍具有電鍍層與基材的聯係力強-附著力比蒸騰鍍高過10倍以上,電鍍層(céng)細密,均勻等優點.真空蒸鍍需要使金屬或金屬氧化物蒸騰(téng)汽(qì)化,而加熱的溫(wēn)度不能太(tài)高,不(bú)然,金屬(shǔ)氣(qì)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(chóng)力影響,靶材與基板方位可(kě)自(zì)在組織,薄(báo)膜構成前期成核密度高,可出產10nm以下的極薄接連膜,靶材的壽命(mìng)長,可長時刻自動化接(jiē)連出產。
靶材可製作成(chéng)各種形狀,合作機台的特別(bié)設計做非常好的操控及最有功率的出產 濺鍍(dù)利用高(gāo)壓(yā)電(diàn)場做發生等離子鍍膜物質,運用幾乎一切高熔點金屬,合金和金屬氧化(huà)物,如(rú):鉻,鉬,鎢,鈦,銀,金等.並且,它是(shì)一個強行堆積的進程,選用這種技能取得的電鍍層與塑膠基材附著力遠遠(yuǎn)高於真(zhēn)空蒸(zhēng)鍍法.但,加工(gōng)成本相(xiàng)對較高(gāo).真(zhēn)空濺鍍是通過離子磕碰而取得薄(báo)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)。陰極濺鍍一般用於濺鍍導體,射頻濺鍍一般用於濺鍍非(fēi)導體實施(shī)陰極濺(jiàn)鍍所需環境:a,高真空以削減氧化物的發生b,慵懶技(jì)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(shēng)的高熱(rè)。

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