電場導向下的小孔內壁真空離子鍍方法與流程

本發明涉及真空離子鍍方法領域，具體是一種電場導向下的小孔內壁真空離子鍍方法。

背景技術：

靶材濺射出來的原子或分子被電子碰撞電離后以離子形式沉積在固體表面，稱為離子鍍。這種技術是d.麥托克斯于1963年提出的。現有技術中離子鍍是在真空中進行的，如圖1所示，離子鍍系統一般將基片5作為陰極，真空室1外殼作陽極，充入惰性氣體(如氬)以產生輝光放電。靶材2濺射出來的原子或分子通過電離形成等離子體3，其中陽離子擴散至基材正面附近形成陽離子擴散區6，然后陽離子4被基片臺5負電壓加速撞擊到基片5表面，未電離的中性原子也沉積在基片5或真空室壁表面。電場對離子的加速作用，使基片鍍膜層附著力大大提高。

離子鍍將基片作為陰極，因此要求基片為導體或鍍膜后能成為導體。這樣才能實現電場對離子的加速作用，從而實現對基片表面的離子鍍。

導電的基片表面會誘導離子根據電場分布進行沉積，這樣基片上的小孔、深孔因電場分布不均勻而難以實現離子鍍膜，只能依靠濺射出來的中性原子或原子團隨機沉積在孔壁上，這樣對小孔、深孔的孔壁鍍膜能力微弱，特別是對較為粗糙的孔壁及孔深與孔直徑比大于4的小孔，鍍膜更加困難。

技術實現要素：
本發明的目的是提供一種電場導向下的小孔內壁真空離子鍍方法，以解決現有技術中小孔、深孔內壁不能離子鍍膜的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

電場導向下的小孔內壁真空離子鍍方法，其特征在于：采用真空離子鍍設備進行真空離子鍍時，基片不通電或基片接地，基片的正面進行鍍膜，基片的背面設置接電的輔助陰極，利用輔助陰極引導等離子體擴散出來的陽離子穿過基片中小孔后趨向輔助陰極，部分陽離子在穿過小孔時與孔壁碰撞沉積形成鍍膜。

所述的電場導向下的小孔內壁真空離子鍍方法，其特征在于：所述的真空離子鍍設備為可以產生離子源的真空設備，優選磁控濺射鍍膜設備，或者多弧離子鍍膜設備。

所述的電場導向下的小孔內壁真空離子鍍方法，其特征在于：所述的輔助陰極形狀和基片相似，輔助陰極周邊小于基片，以基片作為等離子體擴散出來的陽離子和輔助陰極之間的屏障，使陽離子只有通過基片中的小孔才能到達輔助陰極。

本發明原理為：陽離子在趨向輔助陰極時，不完全是直線運動，在運動過程中會與氣體分子和其他陽離子等發生碰撞和作用，而不斷改變方向，遇到孔壁時便沉積成膜。

本發明是利用電場對離子的導向作用，在小孔內壁沉積金屬或非金屬的真空離子鍍工藝方法。是真空離子鍍技術的功能延伸，可以解決小孔、深孔內壁不能離子鍍膜的難題。

本發明優點為：

1.利用電場導向作用，讓離子流向小孔并與孔壁碰撞形成鍍膜。

2.可以在金屬小孔鍍膜，也可以在非金屬小孔鍍膜。

3.可以實現孔深與孔直徑比不大于16的小孔鍍膜。

4.利用該方法可以實現復雜多孔的電路板鉆孔金屬化鍍膜。

附圖說明

圖1為現有技術離子鍍膜原理示意圖。

圖2為本發明電場導向下的小孔內壁真空離子鍍原理示意圖。

具體實施方式

電場導向下的小孔內壁真空離子鍍方法，采用真空離子鍍設備進行真空離子鍍時，以真空室1外殼作陽極，基片5不通電或基片5接地，基片5的正面進行鍍膜，基片5的背面設置接電的輔助陰極9，靶材2濺射出來的原子或分子通過電離形成等離子體3，利用輔助陰極9引導等離子體3中擴散出來的陽離子4穿過基片5中小孔7后趨向輔助陰極9，部分陽離子在穿過小孔7時與孔壁碰撞沉積形成鍍膜。

真空離子鍍設備為可以產生離子源的真空設備，優選磁控濺射鍍膜設備，或者多弧離子鍍膜設備。

輔助陰極9形狀和基片5相似，輔助陰極9周邊小于基片5，以基片作為擴散出來的陽離子和輔助陰極之間的屏障，或者在基片5周邊加設屏蔽板8作為整體屏蔽結構，使陽離子4只有通過基片5中的小孔7才能到達輔助陰極9。

具體實施例：

本發明包括以下一個或多個步驟：

1、利用光學檢測、定位、數控清理，清除小孔內壁鉆污；

2、利用刷絲清理，清除小孔邊緣毛刺；

3、利用超聲波清洗，清除小孔內外表面粉塵；

4、利用真空射頻等離子清理，清除小孔內外氧化物和污染物；

5、利用真空離子鍍技術，先將負壓加在基片上，正常鍍膜形成附著力良好的底鍍層；

6、利用真空離子鍍技術，將基片接地，將負壓加在隱蔽的輔助陰極上，使小孔鍍膜。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種電場導向下的小孔內壁真空離子鍍方法，在基片的背面設置接電的輔助陰極，利用輔助陰極引導等離子體中擴散出來的陽離子穿過基片中小孔后趨向輔助陰極，從而在孔壁沉積形成鍍膜。本發明是利用電場對離子的導向作用，在小孔內壁沉積金屬或非金屬的真空離子鍍工藝方法，可以解決小孔、深孔內壁不能離子鍍膜的難題。

技術研發人員：龔蔚;方健靈
受保護的技術使用者：合肥開泰機電科技有限公司
技術研發日：2017.05.11
技術公布日：2017.09.15