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鈦靶材的不同形狀和尺寸對濺射速率有何影響?

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鈦靶材的形狀和尺寸會從多個方面對濺射速率產生影響,具體如下:


形狀對濺射速率的影響

平面靶與柱狀靶

平面靶:平面靶材的濺射面積相對固定且較大,在磁控濺射等工藝中,等離子體在靶材表面的分布相對均勻,離子對靶材的轟擊也較為均勻,能夠在較大面積上實現相對穩定的濺射速率。但在靶材邊緣部分,由于等離子體的邊緣效應,濺射速率可能會略低于中心區域。

柱狀靶:柱狀靶材的濺射表面是圓柱面,等離子體在圓柱表面的分布會呈現出一定的規律性,通常在圓柱的側面中部濺射速率相對較高,而在兩端由于磁場分布等因素的影響,濺射速率可能會有所降低。柱狀靶材的優點是在一些特殊的鍍膜應用中,如對管狀工件進行鍍膜時,可以更好地實現環繞式濺射,提高鍍膜的均勻性。


異形靶:一些特殊形狀的靶材,如弧形靶、多邊形靶等,其形狀會影響等離子體的分布和離子的運動軌跡。例如,弧形靶材可以使等離子體在其表面的分布更加集中在特定區域,從而在這些區域獲得較高的濺射速率,適用于對特定形狀或局部區域進行鍍膜的需求。多邊形靶材則可能由于其棱角和邊緣的存在,導致等離子體在這些部位的分布不均勻,產生局部的高濺射速率或低濺射速率區域。

尺寸對濺射速率的影響

靶材面積

大面積靶材:在相同的濺射條件下,大面積靶材能夠提供更多的濺射原子,因此總體濺射速率相對較高。同時,大面積靶材可以在一定程度上減少邊緣效應的影響,使鍍膜更加均勻。但大面積靶材需要更大的濺射功率和氣體流量來維持穩定的等離子體狀態,否則可能會出現濺射速率不均勻或不穩定的情況。

小面積靶材:小面積靶材的濺射速率相對較低,但在一些需要高精度、小范圍鍍膜的應用中具有優勢。由于其濺射面積小,更容易實現局部的精確鍍膜。不過,小面積靶材的邊緣效應相對明顯,需要更精確地控制濺射參數,以保證鍍膜的質量和均勻性。


靶材厚度

較厚靶材:較厚的靶材在濺射過程中,能夠持續提供較多的鈦原子進行濺射,濺射速率在較長時間內相對穩定。而且厚靶材可以承受更多的離子轟擊,不易出現過早的靶材損壞或濺射不均勻的情況。但厚靶材的濺射啟動時間可能會相對較長,因為需要更多的能量來使深層的鈦原子濺射出來。

較薄靶材:薄靶材的濺射啟動相對較快,在短時間內可以達到一定的濺射速率。然而,由于其所含的鈦原子總量有限,隨著濺射的進行,靶材消耗較快,濺射速率可能會逐漸下降。同時,薄靶材在濺射過程中更容易受到熱應力等因素的影響,可能會出現變形、破裂等問題,影響濺射速率的穩定性。


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