浙江磁控濺射鍍膜

高能脈沖磁控濺射技術(shù)介紹及特點(diǎn)：高能脈沖磁控濺射技術(shù)是利用較高的脈沖峰值功率和較低的脈沖占空比來產(chǎn)生高濺射金屬離化率的一種磁控濺射技術(shù)。力學(xué)所引進(jìn)德國電源，與等離子體淹沒離子注入沉積方法相結(jié)合，形成一種新穎的成膜過程與質(zhì)量調(diào)控技術(shù)，是可應(yīng)用于大型矩形靶的離化率可控磁控濺射新技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)在該方向的研究空白。將高能沖擊磁控濺射與高壓脈沖偏壓技術(shù)復(fù)合，利用其高離化率和淹沒性的特點(diǎn)，通過成膜過程中入射粒子能量與分布的有效操控，實(shí)現(xiàn)高膜基結(jié)合力、高質(zhì)量、高均勻性薄膜的制備。同時(shí)結(jié)合全新的粒子能量與成膜過程反饋控制系統(tǒng)，開展高離化率等離子體發(fā)生、等離子體的時(shí)空演變及荷能粒子成膜物理過程控制等方面的研究與工程應(yīng)用。其中心技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已申請相關(guān)發(fā)明專利兩項(xiàng)。該項(xiàng)技術(shù)對實(shí)現(xiàn)PVD沉積關(guān)鍵瓶頸問題的突破具有重大意義，有助于提升我國在表面工程加工領(lǐng)域的國際競爭力。如在交通領(lǐng)域，該技術(shù)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)三部件，可降低摩擦25%，減少油耗3%；機(jī)械加工領(lǐng)域，沉積先進(jìn)鍍層可使刀具壽命提高2～10倍，加工速度提高30-70%。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個(gè)正交電磁。浙江磁控濺射鍍膜

物相沉積技術(shù)是指在真空條件下采用物理方法將材料源表面氣化成氣態(tài)原子或分子，或部分電離成離子，并通過低壓氣體過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)，物相沉積是主要的表面處理技術(shù)之一。PVD鍍膜技術(shù)主要分為三類：真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。物相沉積的主要方法有：真空蒸鍍、濺射鍍膜、電弧等離子體鍍膜、離子鍍膜和分子束外延等。相應(yīng)的真空鍍膜設(shè)備包括真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)、真空濺射鍍膜機(jī)和真空離子鍍膜機(jī)。隨著沉積方法和技術(shù)的提升，物相沉積技術(shù)不只可沉積金屬膜、合金膜、還可以沉積化合物、陶瓷、半導(dǎo)體、聚合物膜等。物相沉積技術(shù)早在20世紀(jì)初已有些應(yīng)用，但30年迅速發(fā)展成為一門極具廣闊應(yīng)用前景的新技術(shù)，并向著環(huán)保型、清潔型趨勢發(fā)展。在鐘表行業(yè)，尤其是高級(jí)手表金屬外觀件的表面處理方面達(dá)到越來越為普遍的應(yīng)用。浙江金屬磁控濺射過程在直流二極濺射裝置中增加一個(gè)熱陰極和陽極，就構(gòu)成直流三極濺射。

磁控濺射技術(shù)原理：電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片。氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛倫茲力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高，二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng)，該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長。在運(yùn)動(dòng)過程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材，經(jīng)過多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠(yuǎn)離靶材，較終沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運(yùn)動(dòng)路徑，改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只只是基片，真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢。

磁控濺射的工藝研究：1、傳動(dòng)速度：玻璃基片在陰極下的移動(dòng)是通過傳動(dòng)來進(jìn)行的。低傳動(dòng)速度使玻璃在陰極范圍內(nèi)經(jīng)過的時(shí)間更長，這樣就可以沉積出更厚的膜層。不過，為了保證膜層的均勻性，傳動(dòng)速度必須保持恒定。鍍膜區(qū)內(nèi)一般的傳動(dòng)速度范圍為每分鐘0~600英寸之間。根據(jù)鍍膜材料、功率、陰極的數(shù)量以及膜層的種類的不同，通常的運(yùn)行范圍是每分鐘90~400英寸之間。2、距離與速度及附著力：為了得到較大的沉積速率并提高膜層的附著力，在保證不會(huì)破壞輝光放電自身的前提下，基片應(yīng)當(dāng)盡可能放置在離陰極較近的地方。濺射粒子和氣體分子的平均自由程也會(huì)在其中發(fā)揮作用。當(dāng)增加基片與陰極之間的距離，碰撞的幾率也會(huì)增加，這樣濺射粒子到達(dá)基片時(shí)所具有的能力就會(huì)減少。所以，為了得到較大的沉積速率和較好的附著力，基片必須盡可能地放置在靠近陰極的位置上。磁控濺射又稱為高速低溫濺射。

磁控濺射又稱為高速低溫濺射。在磁場約束及增強(qiáng)下的等離子體中的工作氣體離子，在靶陰極電場的加速下，轟擊陰極材料，使材料表面的原子或分子飛離靶面，穿越等離子體區(qū)以后在基片表面淀積、遷移較終形成薄膜。與二極濺射相比較，磁控濺射的沉積速率高，基片升溫低，膜層質(zhì)量好，可重復(fù)性好，便于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。它的發(fā)展引起了薄膜制備工藝的巨大變革。磁控濺射源在結(jié)構(gòu)上必須具備兩個(gè)基本條件:(1)建立與電場垂直的磁場;(2)磁場方向與陰極表面平行，并組成環(huán)形磁場。中頻交流磁控濺射在單個(gè)陰極靶系統(tǒng)中，與脈沖磁控濺射有同樣的釋放電荷、防止打弧作用。浙江磁控濺射鍍膜

靶源分平衡式和非平衡式，平衡式靶源鍍膜均勻，非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結(jié)合力強(qiáng)。浙江磁控濺射鍍膜

磁控濺射靶材的應(yīng)用領(lǐng)域：眾所周知，靶材材料的技術(shù)發(fā)展趨勢與下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的薄膜技術(shù)發(fā)展趨勢息息相關(guān)，隨著應(yīng)用產(chǎn)業(yè)在薄膜產(chǎn)品或元件上的技術(shù)改進(jìn)，靶材技術(shù)也應(yīng)隨之變化。如Ic制造商．近段時(shí)間致力于低電阻率銅布線的開發(fā)，預(yù)計(jì)未來幾年將大幅度取代原來的鋁膜，這樣銅靶及其所需阻擋層靶材的開發(fā)將刻不容緩。另外，近年來平面顯示器大幅度取代原以陰極射線管為主的電腦顯示器及電視機(jī)市場。亦將大幅增加ITO靶材的技術(shù)與市場需求。此外在存儲(chǔ)技術(shù)方面。高密度、大容量硬盤，高密度的可擦寫光盤的需求持續(xù)增加．這些均導(dǎo)致應(yīng)用產(chǎn)業(yè)對靶材的需求發(fā)生變化。下面我們將分別介紹靶材的主要應(yīng)用領(lǐng)域，以及這些領(lǐng)域靶材發(fā)展的趨勢。浙江磁控濺射鍍膜