[发明专利]微弧离子镀方法

摘要

本发明公开了一种集磁控溅射和多弧离子镀的优点于一体的真空镀膜方法。微弧离子镀方法，该方法首先构建一输出电压为-900V～-1200V，频率0.5KHz～60KHz，脉宽0.5μs～30μs的高频脉冲电场环境，将其输出的高频脉冲信号通过可调电感衰减和数字逻辑电路调制后加载于面积为300mm×100mm的矩形阴极靶和体积为φ450mm×H400mm的阳极真空腔壳体两端，使充入真空腔内的Ar气放电在产生电压-600V～-900V，电流100A～300A，脉宽1ms～5ms，占空比3%～15%的伏安特性时进行离子镀膜工艺。该方法简捷稳定，产量高，可实现工业化生产。

主权项

一种微弧离子镀方法，包括以下步骤：（1）构建输出的高频脉冲电场环境，其中，利用三相全波整流、IGBT逆变和高频变压器升压的主电路拓补结构使电源的输出特性达到：电压‑900V～‑1200V、频率0.5KHz～60KHz、脉宽0.5μs～30μs；而后将电源负输出端加载于尺寸为300mm×100mm的矩形平面阴极靶，正输出端施加于位于φ450mm×H400mm的圆柱体真空腔壳体侧表面且尺寸为386mm×189mm的矩形304L不锈钢框体（真空腔侧表面共开有4个空框，相互呈90°均匀分布，表面粗糙度低于0.8μm），框体距离阴极靶外沿3mm；（2）将待镀膜样品清洗干燥后放入真空腔中，将真空腔抽至6×10‑5Pa～6×10‑4Pa，通入氩气并将真空度保持在0.2Pa～0.6Pa；（3）开启脉冲靶电源和脉冲负偏压电源对样品进行离子轰击清洗，控制参数为：脉冲靶电压为‑900V～‑1000V，脉宽3μs～12μs，频率2KHz～5KHz；脉冲负偏压为‑400V～‑550V，脉宽1.5μs～2.5μs，频率50KHz～150KHz；离子清洗时间3min～10min；（4）通入反应性气体并保持真空腔内真空度为0.4Pa～1.5Pa；接通可调节电感将脉冲靶电压衰减为‑650V～‑950V，并通过数字逻辑电路将脉冲调制为脉宽3μs～40μs的，先以5KHz～15KHz输出300μs～500μs，紧接着以40KHz～55KHz输出900μs～2000μs的脉冲组，此脉冲组再以3%～15%的占空比重复输出；施加脉冲组时段内靶电流为150A～300A；脉冲负偏压为‑75V～‑120V，脉宽0.7μs～4μs，频率200KHz～300KHz；镀膜持续时间20～30min；（5）完成镀膜的样品冷却后，取出。