[发明专利]一种绝缘材料金属等离子体浸没离子注入与沉积的方法

摘要

一种绝缘材料金属等离子体浸没离子注入与沉积装置及使用其进行注入与沉积的方法，它涉及一种离子注入处理装置和方法。本发明的目的是要解决现有对绝缘材料进行金属等离子体浸没离子注入时无法实现绝缘材料表面积累电荷的中和，当表面累积电荷量增加一定程度时可能产生“打火”现象，严重时会使设备损坏的问题。装置包括气体等离子体源、金属栅网、高压靶台、被处理绝缘工件、负高压脉冲源、磁导管、金属阴极弧等离子体源和真空室。方法向真空室内通入氩气，打开气体等离子体源，将气体等离子体源的功率调节至200W～400W，设定工作参数，启动，即完成注入与沉积的方法。本发明适用于在绝缘材料表面进行大面积金属离子注入与沉积。

主权项

一种绝缘材料金属等离子体浸没离子注入与沉积的方法，其特征在于该方法是按以下步骤完成的：一、将被处理绝缘工件(4)固定在真空室(8)内的高压靶台(3)上，金属栅网(2)罩在高压靶台(3)上方，且与高压靶台(3)相连接；将钛阴极安装在金属阴极弧等离子体源(7)处，抽真空至真空室(8)内的真空度为1×10‑3Pa以下，通过进气口(9)向真空室(8)内通入10sccm～50sccm的氩气，调节真空室(8)内的真空度为0.5Pa～2Pa；二、打开气体等离子体源(1)，将气体等离子体源(1)的功率调节至200W～400W，调节真空室(8)内的气压，使得真空室(8)内的真空度为0.05Pa～0.1Pa；三、设定工作参数：将负高压脉冲源(5)的脉冲电压设定为10kV～30kV，脉宽设定为100μs～400μs，频率设定为10Hz～50Hz，高压延时设定为10μs～60μs；将高压靶台(3)的自转速度设定为0.5r/min～5r/min；将金属阴极弧等离子体源(7)的主弧电压设定为50V～80V，主弧脉宽设定为100μs～400μs；四、启动：启动负高压脉冲源(5)、高压靶台(3)和金属阴极弧等离子体源(7)，对被处理绝缘工件(4)进行金属等离子体浸没离子注入，注入时间为0.5h～5h，得到注入钛离子后的被处理绝缘工件(4)；绝缘材料金属等离子体浸没离子注入与沉积装置包括气体等离子体源(1)、金属栅网(2)、高压靶台(3)、被处理绝缘工件(4)、负高压脉冲源(5)、磁导管(6)、金属阴极弧等离子体源(7)、真空室(8)和进气口(9)；所述的真空室(8)内设有金属栅网(2)、高压靶台(3)和被处理绝缘工件(4)；被处理绝缘工件(4)安装在高压靶台(3)上方，金属栅网(2)罩在高压靶台(3)上方，且与高压靶台(3)相连接；所述的气体等离子体源(1)和进气口(9)分别与真空室(8)相连通；所述的负高压脉冲源(5)与高压靶台(3)相连通；所述的磁导管(6)与真空室(8)相连通，磁导管(6)内设有金属阴极弧等离子体源(7)；所述的被处理绝缘工件(4)为氧化铝陶瓷、聚四氟乙烯、尼龙或有机玻璃；所述的金属栅网(2)的材质为不锈钢、钛金属或铜金属。