真空磁控濺射為什么必須在真空環(huán)境?濺射過(guò)程是通過(guò)電能,使氣體的離子轟擊靶材,就像磚頭砸土墻,土墻的部分原子濺射出來(lái),落在所要鍍膜的基體上的過(guò)程。如果氣體太多,氣體離子在運(yùn)行到靶材的過(guò)程中,很容易跟路程中的其他氣體離子或分子碰撞,這樣就不能加速,也濺射不出靶材原子來(lái)。所以需要真空狀態(tài)。而如果氣體太少,氣體分子不能成為離子,沒(méi)有很多可以轟擊靶材,所以也不行。只能選擇中間值,有足夠的氣體離子可以轟擊靶材,而在轟擊過(guò)程中,不至于因?yàn)闅怏w太多而相互碰撞致使失去太多的能量的氣體量。所以必須在較為恒定的真空狀態(tài)下。此狀態(tài)根據(jù)氣體分子直徑和分子自由程計(jì)算。一般在0.2-0.5Pa之間。磁控濺射靶材的制備方法:熔融鑄造法。天津智能磁控濺射優(yōu)點(diǎn)
PVD技術(shù)特征如下:在真空室內(nèi)充入放電所需要的惰性氣體,在高壓電場(chǎng)作用下氣體分子因電離而產(chǎn)生大量正離子。帶電離子被強(qiáng)電場(chǎng)加速,便形成高能量的離子流轟擊蒸發(fā)源材料。在離子轟擊下,蒸發(fā)源材料的原子將離開(kāi)固體表面,以高速度濺射到基片上并沉積成薄膜。RF濺射:RF濺射使用的頻率約為13.56MHz,它不需要熱陰極,能在較低的氣壓和較低的電壓下進(jìn)行濺射。RF濺射不只可以沉積金屬膜,而且可以沉積多種材料的絕緣介質(zhì)膜,因而使用范圍較廣。電弧離子鍍:陰極弧技術(shù)是在真空條件下,通過(guò)低電壓和高電流將靶材離化成離子狀態(tài),從而完成薄膜材料的沉積,該技術(shù)材料的離化率更高,薄膜性能更加優(yōu)異。湖北反應(yīng)磁控濺射步驟磁控陰極按照磁場(chǎng)位形分布不同,大致可分為平衡態(tài)磁控陰極和非平衡態(tài)磁控陰極。
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(guò)低壓氣體過(guò)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(mén)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(shì)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(lái)越為普遍的應(yīng)用。
磁控濺射是物理的氣相沉積的一種,也是物理的氣相沉積中技術(shù)較為成熟的。磁控濺射的工作原理是電子在電場(chǎng)的作用下,在飛向基材過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞,電離出氬正離子和新的電子;新電子飛向基材,氬正離子在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發(fā)生濺射;在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基材上形成薄膜。磁控濺射技術(shù)制備的薄膜具有硬度高、強(qiáng)度大、耐磨性好、摩擦系數(shù)低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。磁控濺射鍍膜工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,耗材少,成膜均勻致密,與基材的結(jié)合力強(qiáng)。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域,是太陽(yáng)選擇性吸收涂層更理想的制備方法。濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好。
磁控濺射鍍膜常見(jiàn)領(lǐng)域應(yīng)用:磁控濺射方法可用于制備多種材料,如金屬、半導(dǎo)體、絕緣子等.它具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制、涂覆面積大、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn).磁控濺射發(fā)展至今,除了上述一般濺射方法的優(yōu)點(diǎn)外,還實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。1、各種功能薄膜:如具有吸收、透射、反射、折射、偏振等功能。例如,在低溫下沉積氮化硅減反射膜以提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。2、微電子:可作為非熱鍍膜技術(shù),主要用于化學(xué)氣相沉積。3、裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用:如各種全反射膜和半透明膜;比如手機(jī)殼、鼠標(biāo)等。4、一些不適合化學(xué)氣相沉積的材料可以通過(guò)磁控濺射沉積,這種方法可以獲得均勻的大面積薄膜。5、機(jī)械工業(yè):如表面功能膜、超硬膜、自潤(rùn)滑膜等。這些膜能有效提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨性和高溫化學(xué)穩(wěn)定性,從而大幅度提高產(chǎn)品的使用壽命。6、光領(lǐng)域:閉場(chǎng)非平衡磁控濺射技術(shù)也已應(yīng)用于光學(xué)薄膜、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃,特別是,透明導(dǎo)電玻璃普遍應(yīng)用于平板顯示器件、太陽(yáng)能電池、微波和射頻屏蔽器件和器件、傳感器等。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。山西直流磁控濺射分類
單向脈沖正電壓段的電壓為零!濺射發(fā)生在負(fù)電壓段。天津智能磁控濺射優(yōu)點(diǎn)
真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點(diǎn):1、基片溫度低。可利用陽(yáng)極導(dǎo)走放電時(shí)產(chǎn)生的電子,而不必借助基材支架接地來(lái)完成,可以有效減少電子轟擊基材,因而基材的溫度較低,非常適合一些不太耐高溫的塑料基材鍍膜。2、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕。磁控濺射靶表面刻蝕不均是由靶磁場(chǎng)不均所導(dǎo)致,靶的局部位置刻蝕速率較大,使靶材有效利用率較低。因此,想要提高靶材利用率,需要通過(guò)一定手段將磁場(chǎng)分布改變,或者利用磁鐵在陰極中移動(dòng),也可提高靶材利用率。天津智能磁控濺射優(yōu)點(diǎn)