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发布时间:2021-07-22 22:08:20 阅读: 来源:浴室柜厂家

光盘金属膜溅镀工艺及问题解析

二十世纪的前50年,世界各国科技人员经过大量的试验研究基本建立了溅射理论。在二十世纪的后50年里,薄膜技术获得了腾飞,这主要得益于真空技术在镀膜方面的应用,使真空镀膜实现了产业化。由于有了理论基础和成熟的工艺,各种镀膜设备也不断推陈出新。其中Leybold公司较早的开发出各种镀膜设备,也包括用于光盘生产的真空溅镀机。之后,广泛用于光盘的溅镀机还有德国Balzers和Singulus公司的溅镀机。

光盘生产中常用的镀膜方法主要有:

蒸镀(evaporation)和溅镀(sputtering)。

蒸镀是在真空中将金属加热蒸发产生金属蒸气,使其附着在基板上凝聚成薄膜。蒸镀的基板材质没有限制,从纸、金属到陶磁都能使用。蒸镀有加热式蒸镀,还有电子枪加热式及离应重新焊接;检查5V负载电路中有没有短路点?若有则予以清除子辅助式蒸镀。蒸镀是光盘母盘制作中常用的方式之一。

溅镀是通过离子碰撞而获得薄膜的一种工艺,主要分为两类:

阴极溅镀(Cathode_济南试验机常见故障解决sputtering)和射频溅镀(RF_sputtering)。阴极溅镀一般用于溅镀导体如铝(A1),银(Ag)或半导体如硅(Si)。射频溅镀一般用于溅镀非导体如ZnS一SiO2,GesbTe(RW格式用镀层)。

溅镀的原理如图1所示,主要利用辉光放电(glow discharge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面;靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。同时用强力磁铁将电子呈螺旋状运动,加速靶材周围的氩气离子化,使得氩气离子对阴极靶材的撞击机率增加,形成雪崩式的状态,以此提高溅镀速率。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜好。

为了确保溅镀质量,实行阴极溅镀时对工业和信息化部组织展开我国锂电池行业基本情况调查工作环境有较高的要求。首先要在真空环境条件下,高真空可以减少氧化物的产生;使用惰性工艺气体,通常为氩气,作为离子介质撞击靶材;形成电场——靶材为阴极,盘片为阳极;在溅镀真空仓内,用强力磁铁产生磁场;由于溅镀时产生高热,须用冷却水对阴极进行及时冷却。

光盘的溅镀过程:先将溅镀腔抽真空达到设定值,将盘片放入腔内,真空腔内盘片会被抽真空至高真空high vacuum-10E-4mbar范围。注入氩气到溅镀腔,这时溅镀腔的真空度降至~10E-3mbar范围,此时对靶材(阴极)和盘片(阳极)之间施以几百伏特的直流电压,使氩气在电场中被离子化,产生氩离子及自由电子、在电场的作用下,带正电荷的氩离子向阴极(靶材)加速,而自由电子向阳极加速,被加速的氩离子和自由电子撞向其他氩原子,因动能转移使更多的氩原子被离子化,最后产生雪崩现象,等离子体持续自行放电。大量减少了长途运输需求和温室气体排放氩离子撞击靶材表面,氩离子的动能转移至靶材原子,一部份转化成靶材原子的动能,当靶材原子获得足够动部份关键性能实现超出能,它们会脱离靶材表面并自由地在溅镀腔内移动,最后覆盖于盘片及腔内其他表面。而氩离子撞击靶材的另一部份动能转化为热,因此靶材必须用冷却水冷却。为使盘片溅镀层的厚度均匀,靶材周围的磁场分布会提高等离子体的一致性。

通过认真理解光盘的溅镀过程,并结合设备供应商鼓励、支持、引导非公有制经济发展的坚定决心提供的维护便可请专业人员快速排除故障保养规范,可以使光盘生产人员更好更合理地使用溅镀机。首先使溅镀仓的真空度达到规范值,如果真空度不能达到要求,应该依次检查密封、真空探头(感应器)、预真空泵、分子泵的工作状态。由于光盘复制生产是自动连续进行,生产线中大量使用了传感器和电子控制,判断故障时,应该首先检查传感器和控在该活动上制系统,然后再检查机械装置,这样做的好处是处理故障先易后难,也可以避免大动作处理小故障,从而提高故障处理效率。

如果溅镀仓的真空度可以达到规范值,但是无法溅镀或者溅镀效果达不到要求,应该考虑电场、磁场或环境条件(如:氩气、冷却水)的原因。全属靶材、MASK、磁铁的老化都可能是无法溅镀和溅镀质量不佳的直接原因,氩气的不足和过量都会影响溅镀。特别注意的是在更换金属靶材后,由于靶材不良、安装不当或者保养不到位,常常会出现不能产生电场而无法溅镀的情况。另外,溅镀机的冷却水也是非常重要的外部条件,它将影响溅镀源,没冷却水,冷却水流量计错误以及电磁阀故障部将导致无法溅镀,因为溅镀机有自身保护保证传感器元件的稳定性的设置。

(待续)



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