[发明专利]一种粉末颗粒振动式磁控溅射镀膜法

摘要

一种粉末颗粒振动式磁控溅射镀膜法，采用物理气相沉积(PVD)的方法，在振动的粉末颗粒表面磁控溅射一层金属或合金薄膜。主要步骤如下：1)将装有粉末颗粒的进料罐与磁控溅射设备进料口密封连接，将金属靶材安装在靶位上；2)抽真空至4×10‑3Pa；3)通入氩气并控制氩气压维持在0.1～0.5Pa；4)设定单位靶面积的溅射功率为5～10w/cm2，溅射清洗靶材10～15分钟；5)设定电机输出功率，使粉末颗粒在振动料槽中按照一定的速度振动经过溅射区域；6)溅射镀膜完成后，向真空室内充入氩气并将接料罐快速密封，取出接料罐。本发明采用多靶材同时工作提高溅射效率；粉末颗粒溅射过程中一直处于振动状态，振动使得粉末颗粒分散性好，粉末表面溅射薄膜包覆均匀；可通过调节靶材数量、靶材功率以及电机功率来控制溅射薄膜厚度；密封料罐的使用防止粉末颗粒氧化。

主权项

1.一种粉末颗粒振动式磁控溅射镀膜法，其特征在于磁控溅射镀膜过程中粉末颗粒处于振动状态，粉末颗粒表面溅射薄膜包覆均匀；通过调节靶材数量、靶材功率以及电机功率来控制溅射薄膜厚度；密封料罐的使用防止粉末颗粒氧化，具体的制备步骤如下：1)靶材制备根据溅射膜成分熔炼铸锭，按照靶材尺寸将金属或合金锭加工成靶材；2)进料罐与靶材的安装将待溅射粉末颗粒装入氩气作为保护气体的进料罐中，将进料罐与磁控溅射设备进料口进行密封连接，将制作好的靶材安装在靶位上，关闭真空室腔门；3)抽真空打开机械泵对真空室抽真空至低于5Pa，打开真空抽气装置中的扩散泵，对真空室抽真空至5.0×10‐4Pa，打开进料罐阀门使粉末颗粒进入真空室内的料槽中，关闭进料罐阀门；4)清洗靶材向真空室充入氩气并用质量流量计控制其流量保持在10sccm～30sccm，氩气压维持在0.1～0.5Pa，打开靶电源控制单位靶面积的溅射功率为5～10w/cm2，溅射清洗靶材10～15分钟；5)磁控溅射镀膜维持单位靶面积的溅射功率为5～10w/cm2，打开振动电机，根据粉末颗粒分散性确定电机输出功率，打开料槽阀门使粉末颗粒沿振动槽振动经过磁控溅射区域进行溅射镀膜，通过调节靶材数量、靶材功率以及电机功率来控制溅射薄膜厚度；6)样品收集溅射镀膜后的粉末颗粒在重力的作用下垂直落入振动料槽下方的接料罐中，在按顺序关闭流量计、扩散泵和机械泵后，向真空室内充入氩气使真空室内压力大于大气压力，打开真空室快速将接料罐密封，取出接料罐，镀膜结束；密封料罐和磁控溅射设备的搭配使用有效解决粉末颗粒氧化的问题。