[发明专利]一种复合结构材料的电流磁控溅射装置及其施镀方法

说明书

技术领域

本发明复合结构磁性材料的制备和制造技术领域，具体涉及一种复合结构材料的电流磁控溅射装置及其施镀方法。

背景技术

巨磁阻抗效应传感器具有灵敏度高、响应时间短、无磁滞和稳定性好等优点，广泛应用于汽车传感器、电子罗盘、高密度存储、无损探伤等领域。目前，巨磁阻抗传感器敏感元件的结构形态已经由单质材料发展到复合结构材料，而复合结构材料由于在很低频率下就有较明显的巨磁阻抗效应，引起了广泛关注。

制备复合结构材料的方法主要有电镀、化学镀和磁控溅射法。其中，磁控溅射法制备的薄膜具有膜层均匀致密，成分易控制等优点。常用的复合结构材料磁控溅射制备工艺有掩膜法。掩膜法是将带有图形的金属掩膜片贴在基片上，然后溅射在基片上，去除掩膜片即可得到所需图形的薄膜。但是现有的磁控溅射技术无法控制磁性材料的磁结构，以致施镀后的传感器存在磁灵敏度不高的缺陷。图6显示的是利用背景技术磁控溅射方法制备的复合结构丝的巨磁阻抗变化曲线，可知该复合结构丝的磁阻抗效应很小，峰值仅为10％左右，并且峰值所对应的各向异性场较大，为±28奥斯特，相对的磁灵敏度很小。

发明内容

本发明克服了现有技术中因无法控制磁性材料的磁结构导致施镀后的传感器磁灵敏度不高的缺陷，提出了一种复合结构材料的电流磁控溅射装置及其施镀方法。本发明不仅能让基片实现旋转镀膜，实现制备的镀层均匀，并且还能在旋转的同时对其施加诱导磁场，控制磁性材料的磁结构。

本发明提出了一种复合结构材料的电流磁控溅射装置，包括待镀基片、电源单元、旋转单元、施镀腔体与靶材；所述待镀基片安装在所述旋转单元，所述旋转单元用于驱动所述待镀基片旋转；所述待镀基片与所述靶材分别设置在所述施镀腔体的内部；所述靶材正对于所述待镀基片，用于在电流磁控溅射作用下于所述待镀基片表面形成镀层；所述电源单元与所述待镀基片的两端连接，用于在所述待镀基片的两端导通电流，所述电流在所述待镀基片的周围形成磁场。

本发明提出的复合结构材料的电流磁控溅射装置中，所述电源单元包括电源部件、负载部件、第一电刷部件与第二电刷部件；所述第一电刷部件与所述第二电刷部件分别与所述待镀基片的两端电气接触；所述电源部件、所述负载部件、所述第一电刷部件、所述待镀基片与所述第二电刷部件串联连接并形成电流通路，用于所述待镀基片上导通电流形成磁场。

本发明提出的复合结构材料的电流磁控溅射装置中，所述第一电刷部件包括第一绝缘支承部、第一电刷与第一导电部；所述第一绝缘支承部固定在施镀腔体内；所述第一电刷的一端与所述第一绝缘支承部固定，另一端与所述第一导电部电气接触；所述第一导电部与所述待镀基片连接。

本发明提出的复合结构材料的电流磁控溅射装置中，所述第二电刷部件包括第二绝缘支承部、第二电刷与第二导电部；所述第二绝缘支承部固定在所述施镀腔体内；所述第二电刷的一端与所述第二绝缘支承部固定，另一端与所述第二导电部电气接触；所述第二导电部与所述待镀基片连接。

本发明提出的复合结构材料的电流磁控溅射装置中，所述旋转单元包括电机部件与传动部件；所述待镀基片安装在所述传动部件中，所述电机部件与所述传动部件的一端连接。

本发明还提出了一种复合结构材料的电流磁控溅射方法，包括如下步骤：

步骤一：将待镀基片与靶材设置在施镀腔体内，所述靶材正对于所述待镀基片；

步骤二：将所述待镀基片的两端与电源单元电气连接，并将所述待镀基片与所述旋转单元连接；

步骤三：打开所述电源单元与所述旋转单元，使所述待镀基片发生旋转，并在所述待镀基片的周围形成磁场，所述靶材在电流磁控溅射作用下在所述待镀基片的表面形成镀层，对所述待镀基片进行施镀；

步骤四：关闭所述电源单元与所述旋转单元，取出施镀后的所述待镀基片得到复合结构材料。

本发明提出的复合结构材料的电流磁控溅射方法中，所述施镀腔体内本底真空度为1.5*10^-4-2.0*10^-4Pa。

本发明提出的复合结构材料的电流磁控溅射方法中，所述待镀基片的旋转速度为10-300转秒。

本发明提出的复合结构材料的电流磁控溅射方法中，所述施镀时间为25-120分钟，所述待镀基片的通电电流为10-150毫安。

本发明提出的复合结构材料的电流磁控溅射方法中，所述步骤一之前进一步包括对所述

待镀基片的预处理步骤，所述预处理步骤包括：

步骤a：去除所述待镀基片表面的油污；

步骤b：去除所述待镀基片的氧化层；