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表面处理对电镀层的质量有何影响

来源:  发布时间:2018-09-12   点击量:142

真空镀膜的黏附性比较差,容易脱落电镀的种类很多, 水电镀的膜厚比真空溅镀的厚,水电镀膜厚一般为15~20UM,真空电镀 的膜厚一般为0.5~2UM.水电镀的化学液不同会有不同的色彩。 真空电镀的靶材不同镀膜颜色不同,真空电镀的功率,真空等级不同会有颜色的变化。溅镀 溅镀是利用氩离子轰击靶材,击出靶材原子变成气相并析镀于基材上。溅镀具有广泛应用的特性,几乎任何材料均可析镀上。


1) 溅镀的优点与限制 i) 优点 a) 无污染 b) 多用途 c) 附着性好 ii) 限制 a) 靶材的制造受限制 b) 靶材的受损,如陶瓷靶材,限制了使用能量的范围 c) 析镀速率低

2) 溅镀系统 i) 分类 a) 平面两极式:靶材为负极,基材为正极 b) 三极式:由阳极,阴极,外加电子源等三种电极所组成的系统。外加电子源产生电场加速正极离子化的气体分子。三极式系统不能使用于反应性溅镀,因为电子会影响反应气体与污染灯丝。 c) 磁控溅镀:利用磁场作用提高溅镀速率 d) 反应溅镀:将反应性气体导入真空腔中,并与金属原子产生化合物以镀着。 ii) 电流的分类 a) 直流电溅镀-应用于导电基材与镀层 b) 交流(或射频)电溅镀-应用于导电或非导电基材与镀层

3) 溅镀系统组合 i) 靶材 在溅镀时,经电浆中的正离子轰击,而析镀于基材的镀层材料;靶材通常是阴极。 ii) 溅镀的通量 溅镀时的通量即为溅镀原子的流量。流量原子的组成与经冷却,且未产生内扩散的靶材相同。同一靶材的所有材料之溅镀速率大致相同。(然而,蒸镀的蒸镀速率并不同)。 iii) 接地屏蔽 将离子局限于仅轰击与溅镀靶材;避免靶材夹治具被溅击。屏蔽与靶材之间的距离必须小于暗带(dark space)的厚度,因此,在高频(13.5MHz)或高压使用时,此距离较近。 iv) 挡板 设置在两个电极之间的活动板。通常溅击清洁靶材(靶材可能会在装载或操作时受到大气的污染)时移置于靶材与基材之间。 v) 靶材的冷却 当外加能量输入系统,会使靶材的温度提高,并损坏靶材与夹治具的结合,因此必须冷却。一般靶材都是用水冷却之。 vi) 基材温度的控制 利用电阻与光源等加热。一般而言,基材的表面温度会因辉光放电,而高于块材。

4) 绝缘体的溅镀 绝缘薄膜可利用射频溅镀或反应溅镀。若采用直流电溅镀,将迅速造成表面电荷堆积而无法溅镀。 i) 射频电溅镀(RF Sputtering) 使用频率为13.56 MHz的射频电源,使靶材与镀层表面能被离子与电子交替的轰击,以避免电荷的堆积。 ii) 射频溅镀的优点 a) 电子轰击离子化的效率增高,且操作压力比较低(<1mtorr) b) 减少电弧(电弧的产生是由于粉尘或加热蒸发的气体) iii) 反应溅镀(Reactive spuutering) 将反应性气体加入氩气中,如Ar + H2S,而与溅镀原子,如镉形成硫化镉。(例如,在氩气加氮气的环境下溅镀钛,会形成氮化钛)。其可为直流电或射频反应溅镀。

5) 磁控溅镀(Magnetron Sputtering) "Magnetron"意指"磁化的电子"(Magnetical Electron) i) 优点与缺点 磁控溅镀虽会增加溅镀速率,相对地,亦会加速靶材的损耗。由于基材与电浆间的距离较大,使基材较远离电浆可在低的工作温度进行溅镀。 ii) 操作方法 由垂直的电场和磁场的结合组成。由于电磁的交互作用,促进电子集中于靶材附近,以提升离子化效应如下图所示。 a) 磁场会使负极表面形成电子的聚集处,离子会因受限的电子源的静电效应而聚集。 b) 电子能有效聚集于靶材的表面,使离子化效率提高并提高溅镀速率。

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