阅读说明：本技术 一种接地基片上形成纯铝镀的方法及装置 (Method and device for forming pure aluminum plating on grounding substrate ) 是由 李淑贤 苏丹 徐伟 谢敏 宛卓逸 胡怡 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明属于镀膜技术领域,具体为一种接地基片上形成纯铝镀的方法,包括以下步骤：基片清洗,除去基片表面的油污以及颗粒残留,并将清洗后的基片放入红外线烘干箱加温100°烘干；将烘干后的基片送进真空炉；进炉后真空抽至0.002帕,冲氩气至真空为0.2帕后往基片上施加500V负偏压,并辉光清洗；开多弧靶,进行铝膜打底2分钟；多弧打底结束后负偏压降低至100V,开磁控电源,电流调至50A持续120分钟镀膜结束。基片在进入镀膜机前首先经过超声波清洗,然后经过一次烘干等,而基片在进入镀膜机后又经过离子辉光清洗,以除去基片上的残留微观杂质,最终确保基片表面干净无污,为镀膜的形成提供无污环境,经过磁控溅射镀膜,最终在基片表面形成纯铝镀层。(The invention belongs to the technical field of coating, and particularly relates to a method for forming pure aluminum plating on a grounding substrate, which comprises the following steps: cleaning a substrate, removing oil stains and particle residues on the surface of the substrate, and putting the cleaned substrate into an infrared drying box to be heated for 100 ℃ for drying; feeding the dried substrate into a vacuum furnace; vacuum pumping is carried out after the substrate enters the furnace until the pressure is 0.002 Pa, argon is filled until the vacuum is 0.2 Pa, then 500V negative bias is applied to the substrate, and glow cleaning is carried out; opening a multi-arc target, and bottoming an aluminum film for 2 minutes; and after multi-arc bottoming is finished, reducing the negative bias voltage to 100V, switching on a magnetic control power supply, and regulating the current to 50A for 120 minutes to finish coating. The substrate is firstly cleaned by ultrasonic wave before entering a coating machine, then is dried for one time, and the like, and is cleaned by ion glow after entering the coating machine so as to remove residual microscopic impurities on the substrate, finally ensure that the surface of the substrate is clean and pollution-free, provide a pollution-free environment for coating, and finally form a pure aluminum coating on the surface of the substrate through magnetron sputtering coating.)

一种接地基片上形成纯铝镀的方法及装置

技术领域

本发明属于镀膜技术领域，具体为一种接地基片上形成纯铝镀的方法及装置。

背景技术

接地基片处于高温等离子辐射和氟化物气体共同作用的环境下，不仅要求其具有良好的导电性能，而且对其抗高温蠕变性也提出了越来越高的要求。对于现有接地基片，表面镀铝膜是保证其导电性的关键技术，这主要是因为铝除了具有良好的导电性外，在集成电路刻蚀、光刻以及镀膜等工艺过程中对元器件的污染最小。目前的接地基片镀膜技术中，接地基片的前期清洗不彻底，容易在基片上残留污物，这些污物融入沉积的铝膜中，使形成的铝膜不纯，影响接地基片的导电性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接地基片上形成纯铝镀的方法及装置，用以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种接地基片上形成纯铝镀的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基片清洗，除去基片表面的油污以及颗粒残留，并将清洗后的基片放入红外线烘干箱加温100°烘干；

(2)将烘干后的基片挂入镀膜机专用挂具，并送进真空炉；

(3)进炉后真空抽至0.002帕，冲氩气至真空为0.2帕后往基片上施加500V负偏压，开始离子辉光清洗3-4分钟，此环节可以清洗基片上残留的微观杂质；

(4)辉光清洗结束，负偏压保持在500V，氩气不变，开多弧靶，电流设置为70A进行铝膜打底2分钟；

(5)多弧打底结束后负偏压降低至100V，氩气不变，开磁控电源，电流调至50A持续120分钟镀膜结束；

(6)待炉温冷却后打开炉门取出基片；

(7)检验，包装。

优选地，步骤(1)中，基片清洗依次包括超声波清洗、一次烘干、酒精漂洗、二次烘干，超声波清洗可以使基片表面的附着物脱落，其中碎屑颗粒直接掉落，油渍浮于清洗液上，经过一次烘干，基片上的水分被除去，再经过酒精漂洗，基片上的残留水迹被清除，最后经过二次烘干，得到包面洁净无污的基片。

优选地，所述酒精漂洗包括雾化清洗阶段和射流清洗阶段，雾化清洗阶段中酒精以雾状喷洒在基片上，达到全方位浸润基片的效果，可以使基片各处的残留油渍和水渍与酒精充分融合；射流清洗阶段中，酒精高速喷射，射流会与基片表面的酒精混合物碰撞，然后共同从基片上流下来，从而达到彻底清理污物的目的。

优选地，步骤(3)中，真空炉包括氩气入口和氩气出口，在进行辉光清洗时，氩气入口的进气量大于氩气出口的出气量，使真空炉内保持0.2帕压强，并使真空炉中保持从上到下的流动气流。离子辉光清洗时用于清理基片上的微观杂质，这部分杂质肉眼不可见，在氩气流的作用下，这些微观杂质会从氩气出口排出，从而避免微观杂质对镀层形成的影响。

优选地，辉光清洗时间为3分钟。

本发明中，基片在进入镀膜机前首先经过超声波清洗，超声波清洗可以除去基片上残留的加工碎屑、粉尘和油渍，此时基片上残留的有清洗液和少量油渍，然后经过一次烘干，这个过程中，基片上的水分被烘干，同时，基片表层温度升高，基片上的残留油渍的分子运动加快，在接下来的酒精漂洗过程中，雾化的酒精落到基片上后温度也会升高，在酒精的稀释下，油渍溶解于酒精中，再经过酒精的喷射，油渍被冲洗下来，从而除去基片上的油渍，而基片上残留的酒精可以在二次烘干过程中除去；在进入真空炉后，再对基片进行离子辉光清洗，以除去基片上的残留微观杂质，且在离子辉光清洗时，氩气流能够持续带走从基片上脱落的微观杂质，通过上述清洗步骤，最终确保基片表面干净无污，为镀膜的形成提供无污环境，经过磁控溅射镀膜，最终在基片表面形成纯铝镀层。

本发明的另一个目的在于提供一种接地基片上形成纯铝镀的装置，该装置包括位于无尘室中的清洗装置与镀膜机；其中清洗装置依次包括超声波清洗装置、一级烘干装置、酒精清洗装置、二级烘干装置，且在无尘室中设置能够夹取物件并顺着清洗装置移动的机械抓，机械抓顺着移动轨道移动；所述超声波清洗装置包括清洗池，清洗池内部盛装清洗液并设置超声波装置；所述一级烘干装置为热风烘干装置，用以除去基片组上的水分；酒精清洗装置除去基片组上的残留油渍；二级烘干装置用于除去基片组上的残留酒精；所述镀膜机包括内部的工作台，镀膜机的顶部设置氩气进气通道，下部设置氩气出气通道，且工作台位于氩气进气通道和氩气出气通道之间的空间中；在氩气入口设置均流器，均流器上设置若干出气孔，氩气经均流器喷射进真空炉内；在工作台的下方或周围设置环状抽气管，该抽气管连接氩气出气通道。该装置中，无尘室将清洗装置和镀膜机保护起来，防止外界粉尘影响基片的清洗和镀膜；在超声波清洗装置中，超声波促使基片上的油渍和杂质脱落，其中油渍浮于清洗液表面，从而除去基片上的大部分油渍，而经过一级烘干，基片温度升高，同时除去基片上的水渍，在酒精清洗装置中，酒精在基片的作用下温度升高，从而加快基片上残留部分油渍的溶解，在该清洗过程，基片上的油渍和杂质被全部清理掉，只剩下微观杂质，而镀膜机自带的离子辉光清洗功能可以除去微观杂质，从而得到干净无污的基片。在离子辉光清洗过程中，氩气入口的均流器使气体从基片外围吹过，带动真空炉中更大体积的气体流动，从而使离子辉光清洗时脱落的微观杂质被抽离。

优选地，所述超声波清洗装置还包括位于清洗池底部的移动基座，在清洗池的上沿中部纵向设置上分离板，上分离板将清洗池内清洗液的液面分成左右两部分，移动基座能从左到右往返移动；在清洗池下方设置由电机驱动的螺杆，该螺杆的延伸与移动基座的移动方向一致；在移动基座底部设置磁铁块，对应地在螺杆上设置磁铁块，两块磁铁块分别位于清洗池的内部和外部，且下部磁铁块的移动带动上部磁铁块移动。在超声波清洗过程中，油渍浮于水面，通过分割清洗池，可以使一侧区域的水面没有油渍漂浮，在移动基座的作用下，基片可以移动到该区域内，从该区域捞出基片可以避免油渍附着在基片上。

优选地，所述酒精清洗装置包括清洗箱，清洗箱下部设置下仓口II，并在下仓口II中设置酒精喷射装置；所述清洗箱内部空间被翻转隔板分割成左右两部分，且在左部分内设置雾化喷头，右部分内设置射流喷头，两种喷头均连接酒精喷射装置。雾化喷头将酒精以雾状喷洒在基片上，达到全方位浸润基片的效果，可以使基片各处的残留油渍和水渍与酒精充分融合；射流喷头则将酒精高速喷射，射流会与基片表面的酒精混合物碰撞，然后共同从基片上流下来，从而达到彻底清理污物的目的。

优选地，所述二级烘干装置包括烘干箱II，烘干箱II内设置红外烘干装置；烘干箱II下部还设置下仓口II，该二级烘干装置还包括热风系统和抽气系统，其中热风系统包括位于下仓口II内的加热装置和位于烘干箱II内底部的热风管，抽气系统包括位于下仓口II内的抽风机和认为与烘干箱II内部上沿的抽风管；所述烘干箱II的内壁设置吸潮隔层。在烘干过程中，基片上的酒精挥发，抽气系统将混杂酒精的气体抽离，防止污染无尘室，同时，设置的吸潮层可以吸附部分液体蒸汽，从而加快烘干效率。

优选地，所述镀膜机配备60KW磁控电源，最大溅射电流100A。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的实施例的流程示意图。

图2为图1中超声波清洗装置的结构示意图。

图3为图1中部分清洗装置的结构示意图。

图4为图1中镀膜机的结构示意图。

图中，无尘室1、清洗装置2、镀膜机3、超声波清洗装置4、一级烘干装置5、酒精清洗装置6、二级烘干装置7、货架8、基片组9、前机械抓10、后机械抓11、移动轨道12、伸缩臂13、卡爪14、氩气进气通道15、氩气出气通道16、抽气管17、工作内室18、工作台19、机柜门20、气压监测装置21、取料口门22、均流器23、清洗池41、超声波装置42、移动基座43、上分离板44、螺杆45、磁铁块46、清洗液47、下仓口I50、烘干箱I51、环形出风装置52、热风装置53、清洗箱60、下仓口II61、酒精喷射装置62、雾化喷头63、射流喷头64、翻转隔板65、烘干箱II70、下仓口II71、加热装置72、抽风机73、热风管74、抽风管75、吸潮隔层76、红外烘干装置77。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

一种接地基片上形成纯铝镀的方法，包括以下步骤：

(1)基片清洗，除去基片表面的油污以及颗粒残留，并将清洗后的基片放入红外线烘干箱加温100°烘干；

(2)将烘干后的基片挂入镀膜机专用挂具，并送进真空炉；

(3)进炉后真空抽至0.002帕，冲氩气至真空为0.2帕后往基片上施加500V负偏压，开始离子辉光清洗3分钟，此环节可以清洗基片上残留的微观杂质；

(4)辉光清洗结束，负偏压保持在500V，氩气不变，开多弧靶，电流设置为70A进行铝膜打底2分钟；

(5)多弧打底结束后负偏压降低至100V，氩气不变，开磁控电源，电流调至50A持续120分钟镀膜结束；

(6)待炉温冷却后打开炉门取出基片；

(7)检验，包装。

更具体地，步骤(1)中，基片清洗依次包括超声波清洗、一次烘干、酒精漂洗、二次烘干，超声波清洗可以使基片表面的附着物脱落，其中碎屑颗粒直接掉落，油渍浮于清洗液上，经过一次烘干，基片上的水分被除去，再经过酒精漂洗，基片上的残留水迹被清除，最后经过二次烘干，得到包面洁净无污的基片。酒精漂洗步骤包括雾化清洗阶段和射流清洗阶段，雾化清洗阶段中酒精以雾状喷洒在基片上，达到全方位浸润基片的效果，可以使基片各处的残留油渍和水渍与酒精充分融合；射流清洗阶段中，酒精高速喷射，射流会与基片表面的酒精混合物碰撞，然后共同从基片上流下来，从而达到彻底清理污物的目的。

另外，真空炉包括氩气入口和氩气出口，在进行辉光清洗时，氩气入口的进气量大于氩气出口的出气量，使真空炉内保持0.2帕压强。离子辉光清洗时用于清理基片上的微观杂质，这部分杂质肉眼不可见，在氩气流的作用下，这些微观杂质会从氩气出口排出，从而避免微观杂质对镀层形成的影响。

本发明中，基片在进入镀膜机前首先经过超声波清洗，超声波清洗可以除去基片上残留的加工碎屑、粉尘和油渍，此时基片上残留的有清洗液和少量油渍，然后经过一次烘干，这个过程中，基片上的水分被烘干，同时，基片表层温度升高，基片上的残留油渍的分子运动加快，在接下来的酒精漂洗过程中，雾化的酒精落到基片上后温度也会升高，在酒精的稀释下，油渍溶解于酒精中，再经过酒精的喷射，油渍被冲洗下来，从而除去基片上的油渍，而基片上残留的酒精可以在二次烘干过程中除去；在进入真空炉后，再对基片进行离子辉光清洗，以除去基片上的残留微观杂质，且在离子辉光清洗时，氩气流能够持续带走从基片上脱落的微观杂质，通过上述清洗步骤，最终确保基片表面干净无污，为镀膜的形成提供无污环境，经过磁控溅射镀膜，最终在基片表面形成纯铝镀层。

图1-4为本发明提供的一种接地基片上形成纯铝镀的装置的示意图，如图所示，该装置包括位于无尘室1中的清洗装置2与镀膜机3，其中镀膜机3配备60KW磁控电源，最大溅射电流100A，且清洗装置2与镀膜机3分别设置取料口门22和机柜门20。清洗装置2依次包括超声波清洗装置4、一级烘干装置5、酒精清洗装置6、二级烘干装置7，且在无尘室1中设置能够夹取物件并顺着清洗装置2移动的机械抓，机械抓顺着移动轨道12移动；所述超声波清洗装置4包括清洗池41，清洗池41内部盛装清洗液47并设置超声波装置42；所述一级烘干装置5为热风烘干装置，用以除去基片组9上的水分；酒精清洗装置6除去基片组9上的残留油渍；二级烘干装置7用于除去基片组9上的残留酒精；所述镀膜机3包括内部的工作台19，镀膜机3的顶部设置氩气进气通道15，下部设置氩气出气通道16，且工作台19位于氩气进气通道15和氩气出气通道16之间的空间中，并设置用于检测内部气压的气压监测装置21；在氩气入口设置均流器，均流器上设置若干出气孔，氩气经均流器喷射进真空炉内；在工作台19的下方或周围设置环状抽气管17，该抽气管17连接氩气出气通道16。该装置中，无尘室1将清洗装置和镀膜机保护起来，防止外界粉尘影响基片的清洗和镀膜；另外，在无尘室1内设置货架8，专门用于放置待用基片组9。在超声波清洗装置4中，超声波促使基片上的油渍和杂质脱落，其中油渍浮于清洗液表面，从而除去基片上的大部分油渍，而经过一级烘干，基片温度升高，同时除去基片上的水渍，在酒精清洗装置中，酒精在基片的作用下温度升高，从而加快基片上残留部分油渍的溶解，在该清洗过程，基片上的油渍和杂质被全部清理掉，只剩下微观杂质，而镀膜机自带的离子辉光清洗功能可以除去微观杂质，从而得到干净无污的基片。在离子辉光清洗过程中，氩气入口的均流器使气体从基片外围吹过，带动真空炉中更大体积的气体流动，从而使离子辉光清洗时脱落的微观杂质被抽离。

其中一级烘干装置5包括烘干箱I51，该烘干箱I51下部设置下仓口I50，下仓口I50内放置热风装置53，并在烘干箱I51内设置环形出风装置52，工作时，基片组件位于环形出风装置52围成的空间内。

除以上结构，超声波清洗装置4还包括位于清洗池41底部的移动基座43，在清洗池41的上沿中部纵向设置上分离板44，上分离板44将清洗池41内清洗液47的液面分成左右两部分，移动基座43能从左到右往返移动；在清洗池41下方设置由电机驱动的螺杆45，该螺杆45的延伸与移动基座43的移动方向一致；在移动基座43底部设置磁铁块46，对应地在螺杆45上设置磁铁块46，两块磁铁块46分别位于清洗池41的内部和外部，且下部磁铁块46的移动带动上部磁铁块46移动。该实施例使用了两个前机械抓10和后机械抓11，其中前机械抓10负责从货架8上抓取基片组件9并将基片组件放入移动基座43上，而后机械抓11负责抓取经过超声波清洗的基片组件并将基片组件向后传送。在超声波清洗过程中，油渍浮于水面，通过分割清洗池41，可以使一侧区域的水面没有油渍漂浮，在移动基座43的作用下，基片可以移动到该区域内，从该区域捞出基片可以避免油渍附着在基片上。

另外，所述酒精清洗装置6包括清洗箱60，清洗箱60下部设置下仓口II61，并在下仓口II61中设置酒精喷射装置62；所述清洗箱60内部空间被翻转隔板65分割成左右两部分，且在左部分内设置雾化喷头63，右部分内设置射流喷头64，两种喷头均连接酒精喷射装置62。雾化喷头63将酒精以雾状喷洒在基片上，达到全方位浸润基片的效果，可以使基片各处的残留油渍和水渍与酒精充分融合；射流喷头64则将酒精高速喷射，射流会与基片表面的酒精混合物碰撞，然后共同从基片上流下来，从而达到彻底清理污物的目的。

所用二级烘干装置7包括烘干箱II70，烘干箱II70内设置红外烘干装置77；烘干箱II70下部还设置下仓口II71，该二级烘干装置7还包括热风系统和抽气系统，其中热风系统包括位于下仓口II71内的加热装置72和位于烘干箱II70内底部的热风管74，抽气系统包括位于下仓口II71内的抽风机73和认为与烘干箱II70内部上沿的抽风管75；所述烘干箱II70的内壁设置吸潮隔层76。在烘干过程中，基片上的酒精挥发，抽气系统将混杂酒精的气体抽离，防止污染无尘室1，同时，设置的吸潮层76可以吸附部分液体蒸汽，从而加快烘干效率。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。