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关于纯源

真空镀膜技术

真空镀膜(vacuum coating)是指在特定真空环境下,将所需物质(靶材)以气相的形式沉积到材料表面(该物质可以是金属、金属化合物、非金属、非金属化合物或者半导体)。根据反应方式不同,真空镀膜技术分为化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)和物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,简称PVD)两种。反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在固态基体表面的工艺技术,称为化学气相沉积CVD;通过物理方法得到的薄膜沉积技术,称为物理气相沉积PVD。常规的PVD有:蒸发镀、磁控溅射镀膜、多弧离子镀膜等。

蒸发镀膜

蒸发镀是指在真空中,通过一定的手段加热靶材,使得靶材蒸发从而使原子或分子从表面气化逸出,形成气流并入射到基片上沉积为固态薄膜的镀膜方法。

磁控溅射镀膜

磁控溅射的工作原理(图1.2)是在真空室中充入氩气,进行辉光放电,电子在电场E的作用下,在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞,使其电离产生出Ar正离子和新的电子,新电子飞向基片,Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射。在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜,而产生的二次电子会受到电场和磁场作用,产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移,简称E×B漂移,其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场,则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动,它们的运动路径不仅很长,而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,并且在该区域中电离出大量的Ar来轰击靶材,从而实现了高的沉积速率。如图1.2。优点:“高速”、“低温”;缺点:靶材利用率低,一般仅为20%-35%。

多弧离子镀

多弧离子镀是采用电弧放电的方法,在固体的阴极靶材上直接蒸发金属,蒸发物是从阴极弧光辉点放出的阴极物质的离子,从而在基材表面沉积成为薄膜的方法,膜层附着强度大大提高。优点:离子镀工艺综合了蒸发(高沉积速率)与溅射(良好的膜层附着力)工艺的特点,并有很好的绕射性,可为形状复杂的工件镀膜。缺点是膜层颗粒较多,有杂质。


纯离子镀膜技术

纯离子纳米镀膜利用在高真空条件下,纯带电离子纳米涂层的方式,来改变材料表面的物理/化学性能。


经过磁过滤后沉积粒子的离化率为100%;达到了“聚离子束”目的。

电磁过滤系统可将离子源产生的等离子体中的中性粒子、大型离子团等100%过滤
干净;

其他镀膜技术均匀性只有10%左右。

膜层均匀性可以控制在3%-5%;

将纯离子束流,按照程序软件设定,实现大范围的均匀的薄膜沉积;

团队掌握所有核心技术,设备已经投入使用,并申请了30项发明/实用新型专利(发明+实用新型+软著)

01 膜层系列:

Ta-C、DLC、低温氮化物膜 (TiN,CrN,等)、碳化物膜 (CrC,等)和高致密金属/合金膜等。

02 膜层性能:

镀膜温度低、无热应力、高纯度、高致密、超硬、无颗粒、耐磨损、摩擦系数小、防刮花、耐腐蚀、均匀性好、粘附性好、高热导、生物相容性、抑菌性和红外/激光透过率高等。

不同镀膜技术的比较

TABLE 1 :COMPARISON BETWEEN COATING TECHNOLOGIES

参数 均匀性 镀膜密度 镀膜温度 镀膜压强 离子能量
纯离子镀膜 3%~5% ~100% <80°C 0.0001-0.01Pa ~1000eV
化学气相沉积 5%~10% 80%~90% 200~1000°C 0.1~100Pa 0.1~10eV
其他技术 5%~10% 50%~80% 200~500°C 0.1~100Pa 0.1~10eV
技术优势 均匀性更好 薄膜致密 无热应力 纯度更高 黏附力更高

TA-C和DLC比较

TABLE 2 : COMPARISON BETWEEN TA-C AND DLC

膜层种类 使用寿命
( X Times)
工作温度
(Atm/N.)
极限载荷
(mN)
磨损率
(mm3/N-m)
摩擦系数 硬度(GPa) 均匀性 sp3键含量
DLC (1.5-2.5)X 200°C/600°C 250 8.5*10^(-8) 0.15 15-20 5-10% 20-30%
Ta-C (2.0-10)X 300°C/800°C 1000 1.5*10^(-8) 0.1 40-55 5% 75-85%