专利名称：一种防着板表面处理方法
技术领域：
本发明涉及真空溅镀技术，特别涉及真空溅镀的防着板表面处理方法。
背景技术：
真空溅镀是由电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞， 电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅 射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子(或分子)沉积在基片上成膜，而最终达到对基片 表面镀膜的目的。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛仑磁力的影响，被束缚 在靠近靶面的等离子体区域内，该区域内等离子体密度很高，二次电子在磁场的作用下 围绕靶面作圆周运动，该电子的运动路径很长，在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞 电离出大量的氩离子轰击靶材，经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低，摆脱磁力线的束 缚，远离靶材，最终沉积在基片上，或少量的沉积在真空室内壁。然而，在上述真空溅镀的过程中，溅射出的靶材原子或大尺寸的颗粒，会最终 飞向溅射机的内壁表面，影响其清洁。为此，在溅射机的结构中加入了防着板。相关技术另可参阅专利申请号为200720141077.6的中国专利文件，请参阅图1， 图1绘示为现有技术的溅镀机的剖面示意图。该溅镀机主要包括靶材10，该靶材10采 用上述真空溅镀原理，产生靶材原子，而这些靶材原子最终沉积在基片15上完成溅镀； 防着板11，该防着板11设于导轨12两侧，该防着板11用于防止原子沉积于置物板14以 外的机台其他位置；导轨12，该导轨12设于输送带13的两侧，用以导引置物板14移动 方向；输送带13，该输送带13输送置物板14经过靶材10 ；置物板14，提供给基片15 放置。通过上述组成，基片15置于置物板14上，再将置物板14置于输送带13上，经 导轨12导引，而经过溅镀源10完成溅镀。请再参阅图2，图2为图1中防着板的正面视图。由图可以看出，防着板16的 防着面11光滑。采用上述溅镀机在溅镀过程中，由于防着板16的防着面11光滑，因此其沉淀能 力不强，一方面溅射出的靶材原子或大尺寸的颗粒仍然会飞向溅射机的内壁表面，影响 其清洁；另一方面由于大尺寸颗粒飞向基片15会造成成膜率低的缺陷。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种真空溅镀的防着板表面处理技术，增强防着板的 沉淀能力，提高溅射机内壁清洁度，同时提高溅镀的成膜率。为解决上述问题，本发明提供了一种防着板表面处理方法，所述方法包括提 供表面光滑的防着板；对所述防着板的防着面进行图案化处理，形成凹凸不平的防着 面；在所述防着面进行喷砂处理；将进行喷砂处理后的防着面进行熔射处理。可选的，对所述防着面进行喷砂处理后，还包括用纯净水或去离子水清洗防着 面的步骤。
可选的，所述防着板的材料为铝或者铝合金。可选的，所述防着面和喷砂枪喷嘴的直线距离范围为14.5cm 15.5cm。可选的，喷砂枪喷嘴所喷砂粒所作的直线运动方向和所述防着面呈80度 100
度夹角。可选的，所述喷砂处理的压缩空气的压强调节在0.35MPa 0.6MPa。可选的，所述喷砂处理的砂粒型号为22号 24号白刚玉。可选的，所述喷砂处理的砂粒重量为1千克。可选的，所述熔射处理的温度控制在1000摄氏度 3000摄氏度。可选的，所述熔射处理的熔射距离为50mm 500mm。可选的，所述熔射处理的熔射粉末的供给量设定为30 180g/min。与现有技术相比，本发明具有以下优点将防着板表面进行图案化，使得防着板表面粗糙化；将图案化的防着板表面进 行喷砂处理，可以使得防着板表面形成均勻的粗糙度；将喷砂后的防着板表面进行熔射 处理，出了形成更均勻的粗糙度之外，还增加了防着板的耐腐蚀性。因此，总的来说， 在光滑的防着板的表面进行图案化、喷砂和熔射处理后，达到防腐蚀、防锈、耐磨、润 滑、表面粗糙化、吸附、绝缘、绝热等目的，同样可以使得防着板的防着面达到均勻的 粗糙度；使得防着板更加容易吸附靶材原子或大尺寸的颗粒，使其不掉落在基片上，从 而增加了防着板的沉淀能力，提高溅射机内壁清洁度；提高了溅镀的成膜率；延长了防 着板的使用寿命。
图1是现有技术的溅镀机的剖面示意图；图2是图1中防着板的正面视图；图3是本发明真空溅镀的防着板表面处理的工艺流程示意图；图4是本发明对所述防着板的光滑表面进行图案化处理的工艺流程示意图；图5是本发明的真空溅镀的防着板结构较佳实施例的防着面局部示意图；图6是图5沿A-A方向的剖视图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实 发明的具体实施方式
做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可 以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例 的限制。正如背景技术所述，由于其防着板的表面光滑，其沉淀能力不强，一方面溅射 出的靶材原子或大尺寸的颗粒仍然会飞向溅射机的内壁表面，影响其清洁；另一方面由 于大尺寸颗粒飞向基片会造成成膜率低的缺陷。参考图3，本发明实施例提供了一种真空溅镀的防着板表面处理方法，包括如下 步骤
步骤Si，提供表面光滑的防着板；步骤S2，对所述防着板的防着面进行图案化处理，形成凹凸不平的防着面；步骤S3，在所述防着面进行喷砂处理；步骤S4，将进行喷砂处理后的防着面进行熔射处理。下面结合附图对于上述实施例进行详细说明。如步骤Sl所述，提供表面光滑的防着板。所述防着板的材料可以是铝或者铝合 金，所述防着板对铝材的组成没有特别限定，根据用途的要求可使用各种材质的铝材。 另外，对铝材的加工方法也无限定，可使用挤压出的铝材、压延材、铸成材以及替他种 类的材料。防着板的形状，根据应用环境、溅射设备的实际要求，可以为圆形、矩形、 环形、圆锥形或其他类似形状(包括规则形状和不规则形状)中的任一种，本实施例中以 长度为1300mm、宽度为226.5mm、厚度为13mm的方形防着板进行说明。接着执行步骤S2，对所述防着板的防着面进行图案化处理，形成凹凸不平的防 着面。由于在所述光滑的防着板表面设有凹凸不平的结构，使得防着板更加容易吸附靶 材原子或大尺寸的颗粒，从而增加了防着板的沉淀能力，提高溅射机内壁清洁度。对所述防着板的光滑防着面采用机械加工的方法进行图案化处理请参考图4， 具体分为如下几个步骤首先，对防着板进行毛坯下料作业(步骤100)；然后对防着板进行油压校正 (步骤101)，本实施例中，所述油压校正较佳采用100吨油压校正；之后对防着板的防着 面进行粗铣(步骤102)；之后对防着板的防着面进行精铣(步骤103)；之后对防着板的 防着面进行凹凸结构的加工(步骤104)；最后再对平面进行校正(步骤105)。即在加 工过程中对平面进行校正，可以减少防着板厚度较薄而对加工出的凹凸结构均勻性的影 响。当然，如上所述，防着板的侧面也可以设置为凹凸不平的结构，而在制作的过程中 增加对相应面的精铣及凹凸结构的制作。经过上述步骤后，防着板的防着面形成了凹凸不平的结构，使得防着板更加容 易吸附靶材原子或大尺寸的颗粒，从而增加了防着板的沉淀能力，提高溅射机内壁清洁 度，提高了溅镀的成膜率。请参阅图5，图5是本发明的真空溅镀的防着板结构较佳实施例的防着面局部示 意图。在本实施例里，所述凹凸不平的结构为所述防着板1的防着面2设有多个凸台3， 各所述凸台3间存在间隙。所述防着面2是所述防着板1在溅镀过程中面向溅射出的大 尺寸颗粒的面。由于采用在凸台3间设置间隙，从而可以使得大尺寸颗粒更容易被沉淀 吸附于防着板1防着面2。当然，如图5所示。所述防着板1的侧面也可以设置为凹凸 不平的结构，也可以如上述的凸台3间存在间隙的结构。所述侧面为溅镀过程中大尺寸 颗粒易于溅射到的侧面，从而增加了吸附沉淀大尺寸颗粒的几率。图6是图5沿A-A方向的剖视图。这里，所述凸台3呈网格状排列于所述防着 板1防着面2，相邻的所述凸台3间以沟槽4连接。具体地，所述网格状排列的凸台3的 外形及尺寸皆相同，所述沟槽4的为外形尺寸相同。采用外形尺寸皆相同的凸台3以及 外形尺寸皆相同的沟槽4 一方面便于加工，另一方面，由于外形尺寸相同，因此，由所 述凸台3及所述沟槽4形成的凹凸均勻，从而便于对各个角度溅射出来的大尺寸颗粒都 可以达到稳定地被吸附沉淀。当然，所述凸台3也可以为尺寸外形不相同的结构，所述沟槽亦可以为尺寸外形不相同的结构。承上所述，于本实施例，优选的所述沟槽4的底面为圆柱的侧面形状，所述沟 槽4与所述凸台3顶面相交线为所述圆柱的母线(圆柱表面与底面的高度为圆柱的母 线)。所述沟槽4的底面为半圆柱的侧面，从而使得所述沟槽4形成一个半圆柱形孔。 从而便于加工且可达到较好的吸附效果，且便于清洗。当然，所述沟槽4并不限于为半 圆柱侧面形状，亦可加工成沿着圆柱的任两条母线切割而得到的孔状结构。承上所述，所述凸台3顶面为平面，具体而言，所述凸台3顶面为矩形平面，优 选为正方形平面。从而可以方便加工，同时凸台3的顶面采用平面结构，也便于清洗。 当然，所述凸台3的顶面也不限于为平面，也可以为曲面，甚至所述顶面可以收缩为一 点，而使得所述凸台3形成一个椎体。当然，所述沟槽4亦可以为长方体，长方体也是一种相对较容易加工的的结 构，在这里可以为较佳的实施方式。承上所述，所述沟槽4的深度较佳为Imm 2mm，优选为2mm。所述沟槽4 若超过2mm的深度会造成对所述防着板1的防着面2清洗的时候较不易清洗，且清洗后 防着面2易变形，重复使用次数低，从而降低了防着板1的使用寿命。所述沟槽4采用 小于Imm的深度，在机械加工时，由于尺寸较小，不易加工，同时，深度太低，会降低 对溅镀过程中产生的大尺寸颗粒吸附沉淀作用。通过验证，Imm 2mm的深度会在上 述问题间产生一个平衡，达到一个较佳效果。承上所述，所述凸台3间的距离为小于等于5mm。所述凸台3间的距离过大(大 于5mm)，会较大地影响对溅镀过程中产生的大尺寸颗粒吸附沉淀作用。在其它实施例中，经过加工处理使防着板的光滑防着面也可以形成其它凹凸不 平的结构，只要使得防着板的防着面不再光滑，防着板就会更加容易吸附靶材原子或大 尺寸的颗粒，从而增加了防着板的沉淀能力，提高溅射机内壁清洁度，提高了溅镀的成 膜率。例如防着面的凹凸不平的结构可以为菱形花纹图案结构、蜂窝形花纹图案结构 (Lava-coating)等。接着执行步骤S3，在所述防着面进行喷砂处理。喷砂是采用压缩空气为动力， 以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂)高速喷射到需要处 理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于喷料对工件表面的冲 击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度。对防着板的防着面进 行喷砂处理的作用是使得防着面的机械性能得到改善，提高了防着面的抗疲劳性，在后 续的喷射工艺中，增加了防着板防着面与涂层附着力，延长了涂膜的耐久性。影响喷砂质量的主要因素有砂粒材料、砂粒大小、砂粒重量、空气压力、喷 射角度、喷射距离。任何一个参数的变化都会不同程度地影响喷砂的效果。如果在本实 施中的具有凹凸不平结构的防着面上进行喷砂处理，会出现喷砂处理后的防着面上表面 粗糙度不均勻、颜色深浅不一等缺陷。因此，下面详细说明本实施例中提供的一种喷砂 的方法，采用此喷砂技术在具有凹凸不平结构的防着面上进行处理，可以使得具有凹凸 不平结构的防着板的防着面粗糙度均勻、色差小。在本实施方式中选择每平方英寸内含有22 24粒白刚玉的22号 24号白刚 玉作为使用的砂粒。将1千克左右的22号 24号白刚玉倒入喷砂机，喷砂机空气压力范围控制在0.35MPa 0.6MPa，空气压力如果大于0.6MPa，则喷砂的动力太足，使靶材 表面坑的平均深度加大，影响后续的熔射的涂层与防着面的结合力。如果空气压力小于 0.35MPa,则喷砂的动力不够，使防着板的防着面坑的平均深度太小，同样影响后续的 熔射的涂层与防着面的结合力。被喷砂表面即防着板的防着面和喷砂枪喷嘴的直线距离根据不同的粗糙度要求 进行调节，本实施例中距离范围为14.5 15.5cm，而且喷砂枪喷嘴所喷砂粒所作的直线 运动方向和被喷砂表面呈80度 100度范围的夹角，使得喷砂枪喷嘴固定不动的前提下 产品做勻速运动，也是所述防着面喷砂后表面粗糙度和均勻性一致的一个条件，即可以 保证喷砂的均勻性和有一定的覆盖范围。喷砂后所述防着板的防着面形成平均深度为 5 8μιη的均勻粗糙层。需要说明的是，在执行步骤S3中，可以将防着板全部进行喷砂处理，可以仅将 防着板的防着面进行喷砂，也可以在防着板的防着面进行喷砂处理的同时在防着板的连 接(所述防着板的连接处是指防着板不同结构之间的连接或者防着板与其他装置的连接) 处进行喷砂处理。本实施例中，为了减少工艺步骤，不仅将防着板的防着面进行喷砂处 理，而且在防着板不同结构之间的连接处进行喷砂处理，在防着板的连接处进行喷砂处 理，可以增加防着板表面的粗糙度，使得防着板更好的进行连接。接着，可以对所述喷砂后的防着面进行清洗，也可以对所述喷砂后的防着面不 进行清洗。本实施例中，对所述喷砂后的防着面进行清洗，使得后续的熔射效果更好； 具体过程为用纯净水冲洗靶材表面5 lOmin，目的是为了将所述防着面的砂粒清洗干 净。步骤S4，将进行喷砂处理后的防着面进行熔射处理。熔射，又称热喷涂或喷焊，其基本原理是将材料(粉末或线材)加热熔化，在气 体带送高速下冲击附着于底材(或工件)表面、堆积、凝固形成膜厚或涂层，达到防腐 蚀、防锈、耐磨、润滑、表面粗糙化、吸附、绝缘、绝热....等目的。影响熔射质量的主要因素有熔射材料、熔射材料的形状、熔射材料的大小、 熔射温度、熔射距离和熔射粉末的供给量。任何一个参数的变化都会不同程度地影响喷 砂的效果。在本实施例中，在喷砂后的防着面进行熔射材料为粉末，可以为ΑΙ-si系合金构 成的焊接材料粉末，也可以使用铝粉和硅粉的混合粉末(si的含量保持在5 50wt% )。 如果硅的含量小于者大于50^^%在防着面进行熔射处理变的很困难。为了使上述熔射粉末在防着面部分的接触，为了使熔射粉末能光滑地通过熔射 枪的细喷嘴，需要保持50%以上的熔射粉末为球状。所述熔射粉末的粒径范围最好在10 微米 200微米，如果上述熔射粉末的粒径大于200微米。在相邻的颗粒之间就会出现 间隙，使得熔射处理后的防着板表面太粗糙；如果上述熔射粉末的粒径小于10微米，上 述熔射粉末在熔射的过程中很容易被熔化，不利于涂层的附着。在防着板上进行熔射处理的温度控制在1000摄氏度 3000摄氏度，如果在防着 板上进行熔射处理的温度小于1000摄氏度，防着面上的熔射粉末表面的熔化就不充分， 涂层与防着面的附和性较差。如果在防着板上进行熔射处理的温度超过了 3000摄氏度， 就会使上述粉末内部会完全熔化，会使得防着板的防着面形成坚硬的氧化层，该氧化层会阻碍涂层与防着面的附和。本实施例中，较好的是把温度设定在2300摄氏度 2900 摄氏度。在防着板上进行熔射处理的熔射距离(即熔射枪头到防着面之间的距离)范围为 50mm 500mm，若熔射距离不到50mm，不但熔射粉末过度熔化，使得表面氧化，而且 防着面因加热会出现形状和组织发生变化的情况。另外，如果熔射距离超过500mm，熔 射粉末会再凝固，导致涂层的附着量下降。本实施例中，较佳距离为150mm 300mm。熔射粉末的供给量设定为30 180g/min。如果熔射粉末的供给量小于30g/ min,则涂层在防着面的附着性能下降，若熔射粉末的供给量大于180g/min，则防着面 上的附着层变厚，由于冷却时的收缩差，使其附和性下降的同时，增加成本。本实施例 中，较佳供给量设定在90 150g/min。对防着板进行熔射处理的过程中，防止防着面氧化和粉末粒子的氧化，在防着 板熔射处理的周围形成一种氮气的非氧化气氛比较好。熔射后所述防着板的防着面形成平均深度为10 μ m 23 μ m的均勻粗糙层。需要说明的是，在执行步骤S4中，可以将防着板全部进行熔射处理，可以仅 将防着板的防着面进行熔射处理，也可以在防着板的防着面进行熔射处理的同时在防着 板的连接(所述防着板的连接处是指防着板与防着板之间的连接或者防着板与其他装置 的连接)处进行熔射处理。本实施例中，结合工艺成本和达到防着板的最佳防腐蚀的效 果，不仅将防着板的防着面进行喷砂处理，而且在防着板的背面也进行熔射处理。当防 着板拆卸下来清洗时，可以达到较好的防腐蚀效果，提高防着板的重复利用率，降低成 本。将防着板表面进行图案化，使得防着板表面粗糙化；将图案化的防着板表面进 行喷砂处理，可以使得防着板表面形成均勻的粗糙度；将喷砂后的防着板表面进行熔射 处理，出了形成更均勻的粗糙度之外，还增加了防着板的耐腐蚀性。因此，总的来说， 在光滑的防着板的表面进行图案化、喷砂和熔射处理后，达到防腐蚀、防锈、耐磨、润 滑、表面粗糙化、吸附、绝缘、绝热等目的，同样可以使得防着板的防着面达到均勻的 粗糙度；使得防着板更加容易吸附靶材原子或大尺寸的颗粒，使其不掉落在基片上，从 而增加了防着板的沉淀能力，提高溅射机内壁清洁度；提高了溅镀的成膜率；延长了防 着板的使用寿命。本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领 域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对 本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依 据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发 明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种防着板表面处理方法，其特征在于，所述方法包括提供表面光滑的防着板；对所述防着板的防着面进行图案化处理，形成凹凸不平的防着面；在所述防着面进行喷砂处理；将进行喷砂处理后的防着面进行熔射处理。
2.根据权利要求1所述的防着板表面处理方法，其特征在于， 处理后，还包括用纯净水或去离子水清洗防着面的步骤。
3.根据权利要求1所述的防着板表面处理方法，其特征在于， 或者铝合金。
4.根据权利要求1所述的防着板表面处理方法，其特征在于， 嘴的直线距离范围为14.5cm 15.5cm。
5.根据权利要求1所述的防着板表面处理方法，其特征在于， 作的直线运动方向和所述防着面呈80度 100度夹角。
6.根据权利要求1所述的防着板表面处理方法，其特征在于， 气的压强调节在0.35MPa 0.6MPa。
7.根据权利要求1所述的防着板表面处理方法，其特征在于， 号为22号 24号白刚玉。
8.根据权利要求1所述的防着板表面处理方法，其特征在于， 量为1千克。
9.根据权利要求1所述的防着板表面处理方法，其特征在于， 制在1000摄氏度 3000摄氏度。
10.根据权利要求1所述的防着板表面处理方法，其特征在于，所述熔射处理的熔射 距离为50mm 500mm。
11.根据权利要求1所述的防着板表面处理方法，其特征在于，所述熔射处理的熔射 粉末的供给量设定为30 180g/min。对所述防着面进行喷砂 所述防着板的材料为铝 所述防着面和喷砂枪喷 喷砂枪喷嘴所喷砂粒所 所述喷砂处理的压缩空 所述喷砂处理的砂粒型 所述喷砂处理的砂粒重 所述熔射处理的温度控
全文摘要
一种防着板表面处理方法，所述方法包括提供表面光滑的防着板；对所述防着板的防着面进行图案化处理，形成凹凸不平的防着面；在所述防着面进行喷砂处理；将进行喷砂处理后的防着面进行熔射处理。在光滑的防着板的表面进行图案化、喷砂和熔射处理后，使得防着板表面达到防腐蚀、防锈、耐磨、润滑、表面粗糙化、吸附、绝缘、绝热等目的。同样可以使得防着板的防着面达到均匀的粗糙度；使得防着板更加容易吸附靶材原子或大尺寸的颗粒，使其不掉落在基片上，从而增加了防着板的沉淀能力，提高溅射机内壁清洁度；提高了溅镀的成膜率；延长了防着板的使用寿命。
文档编号C23C4/12GK102011085SQ20101052722
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者姚力军, 潘杰, 王学泽, 陈玉蓉 申请人:宁波江丰电子材料有限公司