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真空镀膜机溅镀的原理是什么

发布时间:2017-09-15

真空镀膜机溅镀的原理是什么

  溅镀,一般指的是磁控溅镀,归于高速低温溅镀法.

  该技术央求真空度在1×10-3Torr分配,即1.3×10-3Pa的真空情况充入慵懒气体氩气(Ar),并在塑胶基材(阳极)和金属靶材(阴极)之间加上高压直流电,由于辉光放电(glow discharge)发作的电子激起慵懒气体,发作等离子体,等离子体将金属靶材的原子轰出,堆积在塑胶基材上.

  真空镀膜机溅镀的原理是什么

  以几十电子伏特或更高动能的荷电粒子轰击材料表面,使其溅射出进入气相,可用来刻蚀和镀膜。入射一个离子所溅射出的原子个数称为溅射产额(Yield)产额越高溅射速度越快,以Cu,Au,Ag等最高,Ti,Mo,Ta,W等最低。一般在0.1-10原子/离子。离子可以直流辉光放电(glow discharge)发作,在10-1—10 Pa真空度,在南北极间加高压发作放电,正离子会轰击负电之靶材而溅射也靶材,而镀至被镀物上。

  正常辉光放电(glow discharge)的电流密度与阴极物质与形状、气体品种压力等有关。溅镀时应尽或许坚持其安稳。任何材料皆可溅射镀膜,即使高熔点材料也简略溅镀,但对非导体靶材须以射频(RF)或脉冲(pulse)溅射;且因导电性较差,溅镀功率及速度较低。金属溅镀功率可达10W/cm2,非金属<5W/cm2

  二极溅镀射:靶材为阴极,被镀工件及工件架为阳极,气体(氩气Ar)压力约几Pa或更高方可得较高镀率。

  磁控溅射:在阴极靶表面构成一正交电磁场,在此区电子密度高,进而行进离子密度,使得溅镀率行进(一个数量级),溅射速度可达0.1—1 um/min膜层附着力较蒸镀佳,是现在最有用的镀膜技术之一。

  其它有偏压溅射、反应溅射、离子束溅射等镀膜技术

  溅镀机设备与技术(磁控溅镀)

  溅镀机由真空室,排气体系,溅射源和控制体系构成。溅射源又分为电源和溅射枪(sputter gun) 磁控溅射枪分为平面型和圆柱型,其间平面型分为矩型和圆型,靶材料运用率30- 40%,圆柱型靶材料运用率>50% 溅射电源分为:直流(DC)、射频(RF)、脉冲(pulse), 直流:800-1000V(Max)导体用,须可灾弧。

  射频:13.56MHZ,非导体用。脉冲:泛用,最新发展出 溅镀时须控制参数有溅射电流,电压或功率,以及溅镀压力(5×10-1—1.0Pa),若各参数皆安稳,膜厚可以镀膜时间估计出来。

  靶材的选择与处理十分重要,纯度要佳,质地均匀,没有气泡、缺点,表面应平坦亮光。关于直接冷却靶,须留神其在溅射后靶材变薄,有或许分裂特别是非金属靶。一般靶材最薄处不可小于原靶厚之一半或5mm。

  磁控溅镀操作方法和一般蒸镀类似,先将真空抽至1×10-2Pa,再通入氩气(Ar)离子轰击靶材,在5×10-1—1.0Pa的压力下进行溅镀其间须留神电流、电压及压力。开始时溅镀若有打火,可缓慢调升电压,待安稳放电后再关shutter. 在这个进程中,离子化的慵懒气体(Ar)清洗和显露该塑胶基材表面上数个毛纤细空,并经过该电子与自塑胶基材表面被清洗而发作一悠闲基,并坚持真空情况下施以溅镀构成表面缔结构,使表面缔结构与悠闲基发作填补和高附着性的化学性和物理性的联络情况,以在表面外安靖地构成薄膜. 其间,薄膜是先经过把表面缔造物大致地填满该塑胶毛纤细孔后并作联接而构成.

  溅镀与常用的蒸发镀比较,溅镀具有电镀层与基材的联络力强-附着力比蒸发镀高过10倍以上,电镀层细密,均匀等利益.真空蒸镀需要使金属或金属氧化物蒸发汽化,而加热的温度不能太高,不然,金属气体堆积在塑胶基材放热而烧坏塑胶基材.溅射粒子几不受重力影响,靶材与基板方位可悠闲安排,薄膜构成前期成核密度高,可出产10nm以下的极薄连续膜,靶材的寿命长,可长时间自动化连续出产。

  靶材可制作成各种形状,协作机台的特别规划做非常好的控制及最有功率的出产 溅镀运用高压电场做发作等离子镀膜物质,运用几乎全部高熔点金属,合金和金属氧化物,如:铬,钼,钨,钛,银,金等.而且,它是一个强行堆积的进程,选用这种技术获得的电镀层与塑胶基材附着力远远高于真空蒸镀法.但,加工成本相对较高.真空溅镀是经过离子磕碰而获得薄膜的一种技术,首要分为两类,阴极溅镀(Cathode sputtering)和射频溅镀(RF sputtering)。阴极溅镀一般用于溅镀导体,射频溅镀一般用于溅镀非导体施行阴极溅镀所需环境:a,高真空以减少氧化物的发作b,慵懒技术气体,一般为氩器气c,电场d,磁场e,冷却水用以带走溅镀时发作的高热

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