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工艺关键词:电离惰性气体轰击靶材、靶材脱落沉积冷却成膜
溅镀的原理,是镀膜机腔体抽真空,直接以薄膜材料(靶材)当做电极,利用电极间见通电5KV~15KV产生的电浆轰击靶材,同时通入气体,气体发生离子化,粒子在电浆内移动,离子撞击靶材并使靶材表面原子脱离进而沉积在基板上,冷却浓缩成薄膜。
磁控溅镀
在直流溅镀或射频溅镀的基础上改进电极结构,亦即再把阴极内侧装置一磁铁,并使磁场方向垂直于极暗区电场方向,以便用磁场约束带电粒子的运转,这种溅射法称为磁控溅射。
由于磁场的作用力与电子的运转方向垂直,将形成电子回旋运动的向心力,此时中性物种间的撞击机率提高,始之在较低的压力下即能制作薄膜。
除了低压外,磁控溅射的另两项有优点就是高速,低温,因此也称之为高速低温溅镀法。
但是磁控溅镀也存在一些问题,如就平板磁控电极磁控电极而言,靶材中央及周边不为垂直于电厂的磁场分量越来越小,亦即与靶材表面平行的磁场分量小,使得在靶材表面的一个环形区域被溅射的异常快,而中央和边缘处溅射的少,如此下去便会出现W形侵蚀谷,使的靶材利用率降低,并且可能对薄膜的均匀性产生影响。
在金属薄膜层的制备上,多采用真空电镀法。当下比较通用的的金属膜层分别有铝、锡、铟、铟锡合金、铬等。几种金属薄膜在应用上的差异主要表现在外观和导电性这两块上。
其中铟、锡、铟锡合金多用于电子产品,如手机、电脑边框和按,此类金属膜层不仅能赋予基材金属外观还具有其他几种金属膜不具备的膜延展性。这两种金属活性较低不易导电,对电子类产品信号产生影响较小也是其主要应用原因之一,所以通常我们也称之为不导电镀膜。铬金属膜外观黑亮,金属质感强,并且具有较好的硬度因此受到一些装饰品和玩具制造者的青睐。
同其他几种金属膜相比应用z广泛的铝膜层,如制镜工业的以铝代银,集成电路中的铝刻蚀导线;聚酯薄膜表面镀铝制作电容器;涤纶聚酯薄膜镀铝制作,防止紫外线照射软包装袋;以及我们日常生活中所常见到的玩具、化妆品外包装及一些装饰品。
真空蒸镀铝薄膜既可选用间歇式蒸发真空镀膜,也可选用半连续式真空镀膜机。其蒸发源即可为电阻源、电子束源,也可以选用感应加热式蒸发源,可依据蒸镀膜材的具体要求而定。
真空蒸发镀铝涂层的工艺参数,主要包括蒸镀室压力、沉积速率、基片温度、蒸发距离等。如果从膜片基体上分布的均匀性上考虑,还应注意蒸发源对基片的相对位置及工件架的运动状态等因素。例如选用电子束蒸发源进行铝层制备时,其典型的主要工艺参数可选用:镀膜室工作压力2.6*10-4Pa、蒸发速率为2~2.5nm/s、基片温度20℃,蒸距为450mm、电子束电压为9kV,电流为0.2A。
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