磁控溅射镀膜是物理沉积技术的一种，利用阴极溅射原理进行镀膜，过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。可以用于制备PVD涂层，具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点。下面，小编为大家分享一下磁控溅射镀膜使用设备及其工艺流程吧。
一、磁控溅射镀膜使用的设备
1、真空室
物料在真空状态中进行冶炼、蒸发等反应过程的一个空间。内壁由表面抛光的不锈钢制成，是真空系统的一部分。真空室的设计综合考虑各种影响设备正常运行的因素，包括：合理的结构；合适的内部尺寸；壳体材料低放气量；厚度满足真空容器要求；冷却措施以及真空密封等。
2、真空系统
是由真空泵、PLC程序控制系统、储气罐、真空管道、真空阀门、境外过滤总成等组成的成套真空系统，真空系统自启动后，全部运行过程可以实现全自动控制。启动系统，主真空泵组开始工作，直到真空罐内真空度达到设定的上限值，真空泵自动停止运行，中央真空系统内的真空由管路上的真空止回阀自动截止而得到维持。如因工作需求真空罐内真空度下降并低于设定的下限值时，备用真空泵组自动启动。
3、磁控溅射源
磁控溅射源是设备的核心部件，配置的优劣直接关系到薄膜的均匀性、致密性，功率效率和靶材利用率等指标。溅射源由阴极靶、溅射电源组成。
4、加热及温控系统
采用红外加热方式，加热功率2kW，温度可达400℃。
5、进气系统
当设备进入本底真空后，进气系统负责充气，使真空室的气压达到动态平衡。为保证工艺的稳定性要求真空室真空度恒定、送气量平稳。
6、膜厚测量系统
涂层厚度的掌握对涂层的性能十分重要，本设备采用在线式石英晶体膜厚测量仪检测涂层厚度。溅射探头利用镀金晶片作为厚度检测传感器结构简单、体积小，可用于监控金属、半导体或介质涂层的厚度。
7、残余气体分析系统
高真空状态下利用质谱仪实现对真空室内气体成分进行分析，以了解环境中存在的残余气体分子监视镀膜本底环境。
8、工件转架及挡屏
工件转架用于安装待镀基片，由旋转电机带动，通过调节转速调节靶材粒子入射角，调节良好的膜层均匀性及附着力。
挡屏由旋转电机带动，预溅射时，遮挡在阴极靶前，防止基片被污染。溅射时打开，使靶材材料到达基片。
9、水冷系统
设备中真空泵、溅射靶等部分在运行过程中会产生热量采用水冷的方式对各个发热部件进行冷却。
10、控制系统
以PLC作为系统控制核心，对设备进行适时监控。PLC与嵌入式工控机连接实现数据交换，对设备进行操作。
PVD涂层
二、磁控溅射镀膜的工艺流程
1、基体清洗
涂层基片的清洗方法主要根据PVD涂层生长方法和涂层使用目的选定。清洗的主要目的是去除表面污物和化学污物，还应考虑表面的粗化。
2、抽本底真空
本底真空一般应控制在2×10-4Pa以上，以尽量减少真空腔体内的残余气体，保证涂层的纯洁度。残余气体由质谱仪监测。
3、加热
加热的作用包括：基片表面除气取水，提高膜基结合力，消除涂层应力，提高膜层粒子的聚集度。一般选择在150~200℃之间。
4、辅助气体分压
磁控溅射建立满足辉光放电的气压条件，一般选择0.01~1 Pa范围内，射频溅射相对于直流溅射更容易起辉，压力更低。
5、预溅射
对于靶材材料易氧化，在表面形成一层氧化膜，预溅射是通过离子轰击的方法去除靶材氧化膜，以及其他非靶材物质。轰击出来的粒子附着在遮挡屏上通过定时清洗清除出真空室。
6、溅射
溅射建立在等离子体的条件下，氩气电离后形成的正离子高速轰击靶材表面，使靶材粒子溅射出来到达基片表面形成涂层。
7、退火
靶材材料与基片材料的热膨胀系数的差异，会影响薄膜与基片的结合力。适当应用退火工艺，可以有效提高结合力。退火温度选择在400℃以下，一般高于基片加热温度。
关于磁控溅射镀膜使用设备及其工艺流程详细介绍即是上文所述，磁控溅射所用设备精密，工艺流程完善，因此制备的PVD涂层质量可靠。材料科技生产的PVD涂层性能优异，质量过关，可以在各种工件涂覆，保护工件，改善表面性能，欢迎有需要的客户致电咨询。
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