[发明专利]一种PVD镀膜用弧光电子源增强辉光放电表面活化工艺

说明书

一种PVD镀膜用弧光电子源增强辉光放电表面活化工艺：S1.抽真空；S2.供入氩气气压为0.1—1Pa，开启偏压产生氩輝光放电等离子体活化刻蚀；S3.弧光电子源增强清洗：S3‑1.维持氩气压0.1—1Pa，开启弧光电子源主电源，阴极电弧引燃起弧放电，电流20‑100A；开启弧光电子源辅助阳极电源，电流10—80A；调整偏压50—150V及占空比20—80％，清洗活化1‑2min；S3‑2.弧光电子源不变，偏压100V—200V、占空比20—80％，增强离子清洗活化1‑2min；S3‑3.保持弧光电子源不变，调节偏压至150—250V，占空比20—80％，增强离子清洗1‑2min；S3‑4.弧光电子源不变，偏压200‑300V，占空比20—80％，增强离子清洗1‑2min；S3‑5.弧光电子源不变，偏压250—350V，占空比20—80％，增强离子清洗10‑20min；S4.结束。本发明刻蚀活化时间短、能耗低、气体消耗少且能获得优良的洁净光滑表面。

技术领域

本发明涉及一种PVD表面活化工艺，特别涉及一种PVD镀膜用弧光电子源增强辉光放电表面活化工艺。

技术背景

传统PVD技术在炉内工件镀膜层之前，通常采用气体辉光放电氩离子轰击或者电弧金属离子轰击等方法来活化工件表面，以提高膜基结合力。

辉光放电是低压气体中的气体放电现象。在传统PVD镀膜技术中，辉光放电被用作基材表面活化，即在抽真空的炉腔内充入少量氩气，偏压电源阳极接连在炉体外壳并接地，阴极接在吊挂有工件的工件架上。接通电后，稀薄氩气体在较高电压的电场作用下产生辉光放电，氩气被电离，荷能氩离子被工件上负偏压吸引，轰击工件表面产生刻蚀活化作用。

另一种常用活化工艺，采用电弧蒸发源发射靶材金属蒸汽等离子体，飞向工件，在工件施加较高负偏压，吸拉金属离子轰击工件表面，起刻蚀活化作用。

辉光放电产生的等离子体较弱，其离化率、粒子能量、浓度都较低，而且氩离子质量较轻，所以轰击刻蚀活化作用相对较轻些，刻蚀活化时间需较长些。而电弧产生靶材金属等离子体较強，其离化率、粒子能量、浓度都较高，而且金属离子质量较重，所以轰击刻蚀活化作用相对较强些，更有优势。但电弧轰击活化存在一个缺点，就是电弧强烈发射等离子体中夹杂着许多未汽化的靶材金属液滴，喷溅到工件表面形成许多大颗粒凸丘，使得工件表面很粗糙。现有两种常用刻蚀活化工艺都有不理想之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种PVD镀膜用弧光电子源增强辉光放电表面活化工艺，其刻蚀活化时间短、能耗低、气体消耗少且能获得优良的洁净光滑表面。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下。

一种PVD镀膜用弧光电子源增强辉光放电表面活化工艺，其特征是包括以下步骤：

S1.抽真空：真空室本底真空3.0×10^-3Pa-5.0×10^-3Pa；加热至200-600℃，保温30-60分钟；

S2.氩輝光放电等离子体活化刻蚀：炉内通入氩气至0.1--1Pa，启动脉冲偏压电源，在炉内产生輝光放电等离子体对工件表面进行活化刻蚀(会采用逐步提升脉冲偏压的方法，逐步增强活化刻蚀)；

S3.弧光电子源增强清洗：鉴于輝光放电氩等离子体活化刻蚀性能较能弱，采用弧光电子源引出强大电子流以增强上述輝光放电等离子体性能，一般还配合逐步提升脉冲偏压的方法，使离子轰击清洗逐渐增强，以避免因起初工件表面不洁容易引起猛烈打弧现象出现；

S3-1.维持氩气气压为0.1—1Pa，开启弧光电子源，即开启弧光电子源主电源，让阴极电弧引燃起弧，实现弧光放电，电弧电流调至20-100A；随后开启弧光电子源辅助阳极电源，调节至电流10—80A；调节连接工件的脉冲偏压电源的偏压至50—150V，占空比20—80％，用弧光电子束增强氩辉光放电等离子体清洗活化工件1-2min；