鍍膜設(shè)備原理及工藝

主要濺射方式：

反應濺射是在濺射的惰性氣體氣氛中,通入一定比例的反應氣體,通常用作反應氣體的主要是氧氣和氮氣。

直流濺射(DC Magnetron1 Sputtering)、射頻濺射(RF Magnetron1 Sputtering)、脈沖濺射(PulsedMagnetro n1 Sp uttering)和中頻濺射(Medium Fre2quency Magnetro2 n Sp uttering)

直流濺射方法用于被濺射材料為導電材料的濺射和反應濺射鍍膜中,其工藝設(shè)備簡單,有較高的濺射速率。

中頻交流磁控濺射在單個陰極靶系統(tǒng)中,與脈沖磁控濺射有同樣的釋放電荷、防止打弧作用。中頻交流濺射技術(shù)還應用于孿生靶(Twin2Mag)濺射系統(tǒng)中,中頻交流孿生靶濺射是將中頻交流電源的兩個輸出端,分別接到閉合磁場非平衡濺射雙靶的各自陰極上,因而在雙靶上分別獲得相位相反的交流電壓,一對磁控濺射靶則交替成為陰極和陽極。孿生靶濺射技術(shù)大大提高磁控濺射運行的穩(wěn)定性,可避免被毒化的靶面產(chǎn)生電荷積累,引起靶面電弧打火以及陽極消失的問題,濺射速率高,為化合物薄膜的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。濺射原子大多數(shù)來自靶表面零點幾納米的淺表層，可以認為靶材濺射時原子是從表面開始剝離的。

連續(xù)式的磁控濺射生產(chǎn)線 總體上可以分為三個部分: 前處理, 濺射鍍膜, 后處理。

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前處理（清洗工序）

要獲得結(jié)合牢固、致密、無針1孔缺陷的膜層, 必須使膜層沉積在清潔、具有一定溫度甚至是的基片上。為此前處理的過程包括機械清洗(打磨、毛刷水洗、去離子水沖洗、冷熱風刀吹凈)、烘烤、輝光等離子體轟擊等。機械清洗的目的是去除基片表面的灰塵和可能殘留的油漬等異物, 并且不含活性離子, 必要時還可采用超聲清洗。烘烤的目的是徹底清除基片表面殘余的水份, 并使基片加熱到一定的溫度, 很多材質(zhì)在較高的基片溫度下可以增強結(jié)合力和膜層的致密性?；暮婵究梢栽谡婵帐彝膺M行, 也可以在真空室內(nèi)繼續(xù)進行, 以獲得更好的效果。但在真空室內(nèi)作為提供熱源的電源應有較低的電壓, 否則易于引起放電。輝光等離子體轟擊清洗可以進一步除去基片表面殘留的不利于膜層沉積的成份, 同時可以提高基片表面原子的活性。運用直流電反應濺射堆積高密度、無缺點絕緣層塑料薄膜特別是在是瓷器塑料薄膜基本上難以達到,緣故取決于堆積速率低、靶材非常容易出現(xiàn)電弧放電并造成構(gòu)造、構(gòu)成及特性產(chǎn)生更改。

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磁控濺射鍍膜機工藝

（1）技術(shù)方案 磁控濺射鍍光學膜，有以下三種技術(shù)路線： （a）陶瓷靶濺射：靶材采用金屬化合物靶材，可以直接沉積各種氧化物或者氮化物，有時候為了得到更高的膜層純度，也需要通入一定量反應氣體）；運用單脈沖磁控濺射技術(shù)性能夠擺脫這種缺陷,單脈沖頻率為中頻10～200kHz,能夠合理避免靶材電弧放電及平穩(wěn)反應濺射堆積加工工藝,保持髙速堆積高品質(zhì)反映塑料薄膜。 （b）反應濺射：靶材采用金屬或非金屬靶，通入稀有和反應氣體的混合氣體，進行濺射沉積各種化合物膜層。 （c）離子輔助沉積：先沉積一層很薄的金屬或非金屬層，然后再引入反應氣體離子源，將膜層進行氧化或者氮化等。 采用以上三種技術(shù)方案，在濺射沉積光學膜時，都會存在靶zhong毒現(xiàn)象，從而導致膜層沉積速度非常慢，對于上節(jié)介紹各種光學膜來說，膜層厚度較厚，膜層總厚度可達數(shù)百納米。這種沉積速度顯然增加了鍍膜成本，從而限制了磁控濺射鍍膜在光學上的應用。

（2）新型反應濺射技術(shù) 筆者對現(xiàn)有反應濺射技術(shù)方案進行了改進，開發(fā)出新的反應濺射技術(shù)，解決了鍍膜沉積速度問題，同時膜層的純度達到光學級別要求。表2.1是采用新型反應濺射沉積技術(shù)，膜層沉積速度對比情況。

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