濺射過程打弧分類及避免方式
2021.10.08在濺射鍍膜過程中，會(huì)出現(xiàn)打弧現(xiàn)象，其實(shí)質(zhì)是低電壓、大電流放電過程。一次打弧就是一個(gè)疵點(diǎn)，疵點(diǎn)過多會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此在鍍膜過程中，要嚴(yán)格控制打弧現(xiàn)象的發(fā)生。
在濺射過程中，打弧可以分為三類：
第一類為高壓擊穿形態(tài)放電，在陰級(jí)表面絕緣層頂部與底部金屬表面的高壓擊穿，是由于陰極表面絕緣層的結(jié)構(gòu)疏松引起的。
第二類稱為微弧放電，在陰極表面的濺射是不均勻的，只濺射“跑道”處的原子，跑道位置上是純凈的金屬表面，跑道之外的陰極表面沉積一層不導(dǎo)電的絕緣層，在絕緣層表面由于陰極電位的吸引，積累了相當(dāng)數(shù)量的正電荷離子，積累的正電荷離子達(dá)到一定數(shù)量后直接與暴露的金屬表面形成弧光放電，放電電流的大小取決于積累電荷的數(shù)量，它不會(huì)形成燒損，但可以看見的紅色斑點(diǎn)在靶而上跳躍，這種現(xiàn)象在化合物濺射過程中尤為突出。
第三類稱極間放電，是陽極與靶面暴露的金屬表面之間直接放電，能直接引起破壞性燒損。控制此類放電主要靠靶的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
這三種放電形態(tài)發(fā)生的幾率是：10000:100:1。如下圖所示：
合理的靶設(shè)計(jì)可以避免極間放電（第三類），因此要求高穩(wěn)定性的運(yùn)行關(guān)鍵是消除絕緣層表面的電荷積累。而采用直流脈沖電源可以有效的達(dá)到該目的，避免另外兩類打弧現(xiàn)象的發(fā)生。在直流脈沖電源中，負(fù)脈沖用于濺射，正脈沖用于釋放積累電荷。負(fù)脈沖平均電壓為500-600V，正脈沖平均電壓為60-80V，正脈沖寬度與濺射的負(fù)脈沖寬度之比在1:4到1:8之間。
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