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真空鍍膜機(jī)濺鍍的原(yuán)理是什麽

作者: 來源: 日期:2017-11-28 9:08:18 人氣:7952
真空鍍膜機濺(jiàn)鍍的原理是什麽
濺鍍,一般指的是磁控濺鍍,歸於高速低溫濺鍍法.
該技能請求真空度在(zài)1×10-3Torr擺布,即1.3×10-3Pa的(de)真(zhēn)空狀況充入慵懶氣體氬氣(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,等離子(zǐ)體將金屬靶材的原子轟出,堆積(jī)在塑膠基材上.
以幾十電子伏特或更高動能的荷電粒子炮擊資料外表,使其濺射出進入氣相,可用來刻蝕和鍍膜(mó)。入射一(yī)個離子(zǐ)所濺射出的原子個數稱為濺射產額(Yield)產額越高濺射(shè)速度(dù)越快,以Cu,Au,Ag等最高,Ti,Mo,Ta,W等最低。一(yī)般(bān)在0.1-10原子/離子。離子能夠直流輝光放電(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靶材而濺射也靶材,而鍍至(zhì)被鍍物上(shàng)。
正常(cháng)輝光放電(glow discharge)的電流密度與陰極物質與形狀、氣體品種壓力等有關。濺鍍時應盡也許保持其安穩。任何資料(liào)皆可濺射(shè)鍍膜,即(jí)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(chà),濺鍍功率及速度較低。金屬(shǔ)濺鍍功率可達10W/cm2,非金(jīn)屬<5W/cm2
二極濺鍍射:靶材為陰極,被鍍工(gōng)件及工件架為陽(yáng)極,氣體(氬氣Ar)壓力約(yuē)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(bù)離子密(mì)度,使得濺(jiàn)鍍率進步(一個數量級),濺射速度可達0.1—1 um/min膜層附著力較蒸(zhēng)鍍佳,是現在最有用的(de)鍍膜技能之一。
其它(tā)有偏壓(yā)濺射、反應(yīng)濺(jiàn)射、離子束濺射等鍍膜技能
濺鍍機設(shè)備與技能(磁控濺鍍)
濺鍍機由真空(kōng)室,排氣係統,濺射源和操控係統構成。濺射源又分為電源和(hé)濺射槍(sputter gun) 磁控濺射槍分為平(píng)麵型和圓柱(zhù)型,其間平麵(miàn)型分為矩型和圓(yuán)型,靶資料利用率30- 40%,圓(yuán)柱型靶資料利用率>50% 濺射電源分為:直流(DC)、射頻(RF)、脈衝(pulse), 直流:800-1000V(Max)導體用(yòng),須可災弧。
射頻:13.56MHZ,非(fēi)導體用。脈(mò)衝:泛用,最新發展出 濺鍍時須操控參數有濺射(shè)電(diàn)流,電壓或功率,以(yǐ)及濺(jiàn)鍍壓力(5×10-1—1.0Pa),若各參數皆安穩,膜厚能夠鍍膜時刻估量出(chū)來。
靶材的挑選與處理十分(fèn)重要,純度要(yào)佳,質地均勻,沒有氣泡、缺點,外表應平坦光亮。關於直接冷卻靶,須留意其在濺射後靶材變薄,有也許決(jué)裂特別是非(fēi)金屬靶。一般靶材最薄處不行(háng)小於(yú)原(yuán)靶厚之一半或5mm。
磁控濺鍍操作方法和一般蒸(zhēng)鍍相似,先將真空抽至1×10-2Pa,再通入氬氣(Ar)離子炮擊(jī)靶材,在5×10-1—1.0Pa的壓力下進行濺(jiàn)鍍其間須留意電流、電壓及壓(yā)力。開(kāi)始時濺鍍若有(yǒu)打火,可緩慢調升電壓,待安穩放電後再關shutter. 在這(zhè)個進(jìn)程中,離(lí)子化的慵懶氣(qì)體(Ar)清洗和露出該塑膠基材外表上數(shù)個毛纖細空,並通過該電子與自塑膠基材外表被清洗而發生一自(zì)在基,並保持真(zhēn)空狀況下施以濺(jiàn)鍍構成外表締結構,使外表締(dì)結構與自在基發生填補和高附(fù)著性的化學性和物理性的聯係狀(zhuàng)況,以在外表外安定(dìng)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(ér)構成。
濺鍍與(yǔ)常用的蒸騰鍍相比,濺鍍具有電鍍(dù)層與基材的聯係力強-附著力比蒸騰鍍高過10倍以上,電鍍層細密(mì),均勻等優(yōu)點.真空蒸(zhēng)鍍需要使金屬或金屬氧化物蒸騰汽(qì)化,而加熱的溫度不能太高,不然,金(jīn)屬氣體堆積在塑膠基材放(fàng)熱而燒壞塑膠基(jī)材.濺射粒子(zǐ)幾不受重力影響(xiǎng),靶材與基板(bǎn)方位可自(zì)在組織,薄膜構成前期(qī)成核密度高,可出產10nm以下的極薄接連膜,靶材的壽命長,可長時刻自動化接連(lián)出(chū)產。
靶材(cái)可製作成各種形(xíng)狀,合作機台的特(tè)別(bié)設計做(zuò)非常好(hǎo)的操控及最(zuì)有功率的出產 濺鍍(dù)利用高壓電場做發生等(děng)離(lí)子鍍膜物質,運用幾乎(hū)一切高熔點金屬,合金和金屬氧化物,如:鉻,鉬,鎢,鈦,銀,金等.並且,它是一個強行堆積的進程,選用這種技能(néng)取得的電鍍層與(yǔ)塑膠基材附(fù)著力遠遠(yuǎn)高於真空蒸鍍法.但,加工成本相對較高.真空濺鍍是通過(guò)離子磕(kē)碰而取得薄膜的一種技能,首要分為兩類,陰(yīn)極濺鍍(Cathode sputtering)和射頻濺鍍(RF sputtering)。陰極濺鍍一般用於濺鍍(dù)導體,射頻濺鍍一(yī)般用於濺鍍非導體(tǐ)實施陰極(jí)濺鍍所需環(huán)境:a,高真(zhēn)空以(yǐ)削減氧化(huà)物的發生b,慵懶技能氣體,一般為氬器氣(qì)c,電場d,磁場(chǎng)e,冷卻水用以帶走濺鍍時發生的(de)高熱。

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