发明内容
发明目的:为了克服上述缺陷,本发明提供一种能提高微型钻头薄膜涂层附着力、耐磨性、通过控制适宜的热丝化学气相CVD金刚石薄膜沉积生长条件达到薄膜涂层厚度及形态可控的制造方法。
本发明采取的技术方案为:一种微型钻头金刚石薄膜涂层的制造方法,包括如下步骤:
1、表面处理:
a、将微型钻头进行酸蚀,所用酸为无机酸或有机酸,酸蚀温度控制范围为10-90℃;酸蚀时间为:使用无机酸表面处理时间为5-80s,使用有机酸表面处理时间为30-500s。
b、氧化剂腐蚀,在碱性条件下腐蚀,氧化剂为铁氰化物,使用的碱为无机碱,铁氰化物、碱、水位的质量比为1∶0.2-5∶2-30;腐蚀温度为10-90℃;腐蚀时间为1-20min。
c、酸蚀,方法同步骤a。
d、水淋洗干净。
e、干燥备用。
2、用热丝化学气相CVD法沉积生长金刚石薄膜:将经过上述表面处理备用的微型钻头放置于生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积,沉积过程分为形核期、生长期和生长末期三步过程,三步过程采用不同的气相沉积条件,以达到不同的金刚石薄膜涂层形态。热丝化学气相CVD金刚石薄膜沉积生长的一般条件:用电源控制电流将热丝加热,加热热丝的温度为2000-2400℃、生长腔体内压力为1.5-10KPa;反应源气体的流量为150-320sccm(cm3/min);热丝的排布采用平行排布,热丝排布间距为21-33mm;微型钻头项端与热丝之间的距离为2-8mm;微型钻头顶部表面温度为600-1000℃;薄膜沉积生长时间为1-5小时。
作为优选,所述的微型钻头的材料为WC-Co的硬质合金,该微型钻头直径范围为0.15-10mm。
作为优选,所述酸蚀中无机酸为硝酸、硫酸、磷酸、盐酸、氢氟酸,有机酸为三氟乙酸、氯乙酸、乙酸;所述表面处理中酸蚀温度范围为30-60℃;所述的无机酸表面处理时间为10-50s,所述的有机酸表面处理时间为180-300s。
作为优选,所述的氧化剂腐蚀步骤中,所用铁氰化物为铁氰化钾、铁氰化钠,所用无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾;所述的铁氰化物、碱、水的质量比为1∶0.5-2∶8-15;所述的腐蚀温度为25-50℃;所述的腐蚀时间为5-10min。
作为优选,所述的热丝为钽丝或钨丝。
作为优选,所述的加热热丝的温度为2000-2200℃。
作为优选,所述的反应源气体选择氢气、碳源气体以及辅助气体,辅助气体为氧气、氩气、氮气,所述的碳源气体为C1-C8的有机化合物,该类化合物为C1-C8的烃类、卤代烃类、醇类、醛类、酮类、醚类、胺类化合物;所述碳源气体的体积含量一般为0.5-5%,该反应气体流量为180-260sccm(cm3/min)。
作为优选,所述的热丝呈平行等距排布,热丝排列的间距为24-26mm。
作为优选,所述生长腔体内压力控制为2-5.5KPa;所述微型钻头顶部表面温度控制为700-900℃。
作为优选,所述薄膜沉积生长时间为1.2-3小时。
有益的效果:本发明对微型钻头基体表面温度、碳源气体浓度与生长腔体内压力等综合工艺参数控制在一定的范围,消除合金基体中表层黏结相Co(钴)催石墨化的作用,减少石墨化趋势;同时有效提高硬质基体表面粗燥度,最大限度地在沉积生长初期提高金刚石在基体表面的密度,并且金刚石薄膜沉积时晶粒可进入孔隙中,基体表面突出的WC(钨碳)颗粒也将镶嵌于薄膜内,进而膜与基体之间产生钉扎锁合效应,增大金刚石膜与硬质基体间的接触面积,进而强有力地提高金刚石薄膜涂层与硬质基体间的附着力,以保证金刚石薄膜涂层在微钻高速钻孔过程中不脱落。采用多步沉积法使得在金刚石薄膜涂层主要以结晶良好的三角形(111)晶面结构为主,涂层薄膜最表层以结晶度稍差的四方形(100)晶面结构,形成均匀致密的金刚石薄膜,以此既保证金刚石薄膜涂层强劲的耐磨切削性能,又可降低薄膜涂层的表面粗糙度,减少金刚石薄膜涂层的摩擦系数。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
对直径为0.15mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用无机酸H2SO4,加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将微型钻头顶部约0.5厘米长浸泡在H2SO1∶H2O2=1∶12(质量比)的混合酸液中5秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶0.2∶2的混合溶液中,腐蚀温度为10℃,超声清洗1分钟后;最后再放入H2SO4∶H2O2=1∶15(质量比)的混合酸液中酸洗5秒钟,酸蚀温度为10℃,随后用水清洗干燥。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。
本实施例中采用H2与丙酮为反应源气体,其中丙酮为碳源气体,热丝采用钽丝,钽丝排布间距为21mm。用电源控制电流将钽丝加热。
具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
丙酮体积含量 |
0.9% |
0.2% |
1% |
丙酮与H2流量(cm3/min) |
260 |
220 |
320 |
加热钽丝温度(℃) |
2200 |
2100 |
2250 |
微钻顶部表面温度(℃) |
800 |
850 |
850 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
5 |
5 |
5 |
钽丝间距(mm) |
21 |
21 |
21 |
生长腔体内压力(Kpa) |
1.5 |
8.2 |
2 |
薄膜沉积生长时间/h |
0.15 |
0.7 |
0.15 |
偏流密度(A/cm2) |
0.3 |
0.11 |
0.25 |
实施例2
对直径为0.3mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用无机酸HNO3,加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将微型钻头顶部约0.5厘米长浸泡在HNO3∶H2O2=1∶12(质量比)的混合酸液中20秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶5∶30的混合溶液中,腐蚀温度为90℃,,超声清洗5分钟后;最后再放入HNO3∶H2O2=1∶15(质量比)的混合酸液中酸洗10秒钟,酸蚀温度控制范围为90℃,随后用水清洗干燥。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。
本实施例中采用H2与丙酮为反应源气体,其中丙酮为碳源气体,热丝采用钽丝,钽丝排布间距为26mm。用电源控制电流将钽丝加热。
具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
丙酮体积含量 |
1.2% |
0.8% |
1.5% |
丙酮与H2流量(cm3/min) |
220 |
180 |
260 |
加热钽丝温度(℃) |
2200 |
2300 |
2400 |
微钻顶部表面温度(℃) |
750 |
800 |
850 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
6 |
6 |
6 |
钽丝间距(mm) |
26 |
26 |
26 |
生长腔体内压力(Kpa) |
1.6 |
5.5 |
2.0 |
薄膜沉积生长时间/h |
0.15 |
0.85 |
0.2 |
偏流密度(A/cm2) |
0.3 |
0.1 |
0.28 |
实施例3
对直径为0.4mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用无机酸HNO3,加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将微型钻头顶部约0.5厘米长浸泡在HNO3∶H2O2=1∶10(质量比)的混合酸液中30秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶0.5∶8的混合溶液中,腐蚀温度为25℃,,超声清洗20分钟后;最后再放入HNO3∶H2O2=1∶15(质量比)的混合酸液中酸洗15秒钟,酸蚀温度控制范围为30℃,随后用水清洗干燥。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。
本实施例中采用H2与甲烷为反应源气体,其中甲烷为碳源气体,热丝采用钽丝,钽丝排布间距为21mm。用电源控制电流将钽丝加热。
具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
甲烷体积含量 |
5% |
1.8% |
3.6% |
甲烷与H2流量(cm3/min) |
200 |
180 |
220 |
加热钽丝温度(℃) |
2000 |
2100 |
2200 |
微钻顶部表面温度(℃) |
600 |
750 |
750 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
5 |
5 |
5 |
钽丝间距(mm) |
21 |
21 |
21 |
生长腔体内压力(Kpa) |
2 |
6.4 |
2.5 |
薄膜沉积生长时间/h |
0.4 |
2 |
0.6 |
偏流密度(A/cm2) |
0.3 |
0.1 |
0.3 |
实施例4
对直径为0.6mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用无机酸H2SO4,加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将微型钻头顶部约0.5厘米长浸泡在H2SO4∶H2O2=1∶10(质量比)的混合酸液中10秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶1.2∶12的混合溶液中,腐蚀温度为45℃,超声清洗3分钟后;最后再放入H2SO4∶H2O2=1∶15(质量比)的混合酸液中酸洗5秒钟,酸蚀温度控制范围为45℃,随后用水清洗干燥。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。
本实施例中采用H2与甲烷为反应源气体,其中甲烷为碳源气体,热丝采用钽丝,钽丝排布间距为24mm。用电源控制电流将钽丝加热。
具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
甲烷体积含量 |
2% |
1.2% |
2.1% |
甲烷与H2流量(cm3/min) |
200 |
190 |
260 |
加热钽丝温度(℃) |
2200 |
2100 |
2300 |
微钻顶部表面温度(℃) |
700 |
800 |
900 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
8 |
8 |
8 |
钽丝间距(mm) |
30 |
30 |
30 |
生长腔体内压力(Kpa) |
2 |
10 |
1.8 |
薄膜沉积生长时间/h |
0.7 |
3 |
1.2 |
偏流密度(A/cm2) |
0.3 |
0.1 |
0.25 |
实施例5
对直径为0.8mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用无机酸HNO3,加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将微钻头顶部约0.5厘米长浸泡在HNO3∶H2O2=1∶10(质量比)的混合酸液中50秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶2∶15的混合溶液中,腐蚀温度为50℃,,超声清洗20分钟后;最后再放入HNO3∶H2O2=1∶15(质量比)的混合酸液中酸洗30秒钟,酸蚀温度控制范围为90℃,随后用水清洗干燥。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。
本实施例中采用H2与丙酮为反应源气体,其中丙酮为碳源气体,热丝采用钽丝,钽丝排布间距为33mm。用电源控制电流将钽丝加热。
具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
丙酮体积含量 |
1.5% |
1% |
1.8% |
丙酮与H2流量(cm3/min) |
210 |
150 |
230 |
加热钽丝温度(℃) |
2200 |
2100 |
2250 |
微钻顶部表面温度(℃) |
750 |
850 |
800 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
4 |
4 |
4 |
钽丝间距(mm) |
33 |
33 |
33 |
生长腔体内压力(Kpa) |
1.8 |
4.7 |
2.1 |
薄膜沉积生长时间/h |
0.5 |
3 |
1 |
偏流密度(A/cm2) |
0.3 |
0.1 |
0.25 |
实施例6
对直径为1mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用无机酸HNO3,加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将该微型钻头顶部约0.5厘米长浸泡在H2SO4∶H2O2=1∶10(质量比)的混合酸液中80秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶5∶15的混合溶液中,腐蚀温度为50℃,超声清洗5分钟后;最后再放入H2SO1∶H2O2=1∶12(质量比)的混合酸液中酸洗35秒钟,酸蚀温度控制范围为50℃,随后用水清洗干燥备用。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。本实施例中采用H2、丙酮为反应源气体,其中丙酮为碳源气体;热丝采用钽丝,钽丝排布间距为25mm。用电源控制电流将钽丝加热。具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
丙酮体积含量 |
1.3% |
1% |
1.6% |
丙酮与H2流量(cm3/min) |
230 |
200 |
200 |
加热钽丝温度(℃) |
2200 |
2100 |
2200 |
微钻顶部表面温度(℃) |
700 |
850 |
800 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
3 |
3 |
3 |
钽丝间距(mm) |
25 |
25 |
25 |
生长腔体内压力(Torr) |
1.7 |
5.3 |
2.4 |
薄膜沉积生长时间/h |
0.25 |
1.5 |
0.5 |
偏流密度(A/cm2) |
0.4 |
0.15 |
0.3 |
实施例7
对直径为3mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用无机酸H2SO4,加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将直径为3微米的PCB用微型钻头顶部约0.8厘米浸泡在H2SO4∶H2O2=1∶10(质量比)的混合酸液中60秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶1.5∶10的混合溶液中,腐蚀温度控制在45℃,超声清洗10分钟后;最后再放入H2SO4∶H2O2=1∶12(质量比)的混合酸液中酸洗30秒钟,酸蚀温度控制范围为60℃,随后用水清洗干燥。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。本实施例中采用H2与丙酮为反应源气体,其中丙酮为碳源气体;热丝采用钽丝,钽丝排布间距为24mm。用电源控制电流将钽丝加热。具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
丙酮体积含量 |
1.3% |
1% |
1.6% |
丙酮与H2流量(cm3/min) |
240 |
200 |
220 |
加热钽丝温度(℃) |
2200 |
2150 |
2200 |
微钻顶部表面温度(℃) |
750 |
850 |
800 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
2 |
2 |
2 |
钽丝间距(mm) |
24 |
24 |
24 |
生长腔体内压力(Torr) |
1.7 |
5.4 |
2.7 |
薄膜沉积生长时间/h |
0.25 |
2 |
0.5 |
偏流密度(A/cm2) |
0.4 |
0.12 |
0.25 |
实施例8
对直径为6mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用无机酸H2SO4,加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将直径为6微米的PCB用钻头顶部约1厘米浸泡在H2SO4∶H2O2=1∶10(质量比)的混合酸液中80秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶2∶10的混合溶液中,腐蚀温度控制在60℃,超声清洗20分钟后;最后再放入H2SO4∶H2O2=1∶12(质量比)的混合酸液中酸洗50秒钟,酸蚀温度控制范围为80℃,随后用水清洗干燥。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。本实施例中采用H2与丙酮为反应源气体,其中丙酮为碳源气体;热丝采用钽丝,钽丝排布间距为24mm。用电源控制电流将钽丝加热。具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
丙酮体积含量 |
1.3% |
1% |
1.6% |
丙酮与H2流量(cm3/min) |
240 |
220 |
260 |
加热钽丝温度(℃) |
2200 |
2150 |
2250 |
微钻顶部表面温度(℃) |
800 |
850 |
1000 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
4 |
4 |
4 |
钽丝间距(mm) |
24 |
24 |
24 |
生长腔体内压力(Torr) |
1.5 |
5.6 |
2.2 |
薄膜沉积生长时间/h |
0.4 |
2 |
0.8 |
偏流密度(A/cm2) |
0.4 |
0.12 |
0.25 |
实施例9
对直径为4mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用有机酸ClCH2CO2H(氯乙酸),加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将微钻头顶部约0.5厘米长浸泡在ClCH2CO2H∶H2O2=1∶12(质量比)的混合酸液中30秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶2.5∶8的混合溶液中,腐蚀温度为10℃,超声清洗1分钟后;最后再放入ClCH2CO2H∶H2O2=1∶15(质量比)的混合酸液中酸洗200秒钟,酸蚀温度为10℃,随后用水清洗干燥。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。
本实施例中采用H2与丙酮为反应源气体,其中丙酮为碳源气体,热丝采用钽丝,钽丝排布间距为22mm。用电源控制电流将钽丝加热。
具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
丙酮体积含量 |
3.85% |
2.2% |
1.5% |
丙酮与H2流量(cm3/min) |
250 |
210 |
320 |
加热钽丝温度(℃) |
2200 |
2100 |
2200 |
微钻顶部表面温度(℃) |
780 |
820 |
850 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
5 |
5 |
5 |
钽丝间距(mm) |
22 |
22 |
22 |
生长腔体内压力(Kpa) |
1.45 |
8.1 |
1.9 |
薄膜沉积生长时间/h |
3 |
5 |
1.5 |
偏流密度(A/cm2) |
0.28 |
0.12 |
0.24 |
实施例10
对直径为8mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用有机酸ClCH2CO2H,加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将微钻头顶部约0.5厘米长浸泡在ClCH2CO2H∶H2O2=1∶10(质量比)的混合酸液中180秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶5∶30的混合溶液中,腐蚀温度为30℃,超声清洗5分钟后;最后再放入ClCH2CO2H∶H2O2=1∶12(质量比)的混合酸液中酸洗300秒钟,酸蚀温度控制范围为40℃,随后用水清洗干燥。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。
本实施例中采用H2与丙酮为反应源气体,其中丙酮为碳源气体,热丝采用钽丝,钽丝排布间距为25mm。用电源控制电流将钽丝加热。
具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
丙酮体积含量 |
4.2% |
1.2% |
1.5% |
丙酮与H2流量(cm3/min) |
210 |
190 |
250 |
加热钽丝温度(℃) |
2200 |
2250 |
2300 |
微钻顶部表面温度(℃) |
760 |
820 |
850 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
4 |
4 |
4 |
钽丝间距(mm) |
25 |
25 |
25 |
生长腔体内压力(Kpa) |
3.55 |
9.1 |
5.0 |
薄膜沉积生长时间/h |
2.5 |
5 |
1.2 |
偏流密度(A/cm2) |
0.32 |
0.15 |
0.23 |
实施例11
对直径为10mm的PCB用微型钻头进行表面处理,酸蚀中采用有机酸ClCH2CO2H,加入一定比例双氧水H2O2;氧化剂采用K3(Fe(CN)6,碱采用KOH。
将微钻头顶部约0.5厘米长浸泡在ClCH2CO2H∶H2O2=1∶12(质量比)的混合酸液中200秒钟;然后置于K3(Fe(CN)6∶KOH∶H2O=1∶0.5∶8的混合溶液中,腐蚀温度为45℃,超声清洗20分钟后;最后再放入ClCH2CO2H∶H2O2=1∶16(质量比)的混合酸液中酸洗500秒钟,酸蚀温度控制范围为50℃,随后用水清洗干燥。
然后采用热丝化学气相CVD化学气相沉积法,将表面处理好的微型钻头放入生长腔体内进行微型钻头表面金刚石薄膜层的生长沉积。
本实施例中采用H2与甲烷为反应源气体,其中甲烷为碳源气体,热丝采用钽丝,钽丝排布间距为30mm。用电源控制电流将钽丝加热。
具体工艺条件如下表:
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
甲烷体积含量 |
5% |
3% |
3.3% |
甲烷与H2流量(cm3/min) |
210 |
190 |
230 |
加热钽丝温度(℃) |
2000 |
2100 |
2150 |
微钻顶部表面温度(℃) |
650 |
750 |
750 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
6 |
6 |
6 |
钽丝间距(mm) |
22 |
22 |
22 |
生长腔体内压力(Kpa) |
2.1 |
10 |
2.7 |
薄膜沉积生长时间/h |
2.42 |
5 |
1.8 |
偏流密度(A/cm2) |
0.31 |
0.14 |
0.32 |
表1.以丙酮为碳源气体的CVD化学气相沉积法在PCB用微钻表面生长金刚石薄膜涂层的优化工艺参数
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
丙酮体积含量 |
1.3-1.5% |
0.8-1.0% |
1.5-1.8% |
丙酮与H2流量(cm3/min) |
230-250 |
190-200 |
190-200 |
加热钽丝温度(℃) |
2200-2250 |
2050-2150 |
2200-2300 |
微钻顶部表面温度(℃) |
700-750 |
850-900 |
750-850 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
3-5 |
3-5 |
3-5 |
钽丝间距(mm) |
24-26 |
24-26 |
24-26 |
生长腔体内压力(Kpa) |
1.6-2.2 |
4.8-6.0 |
2.4-3.0 |
薄膜沉积生长时间/h |
0.25-0.4 |
1.5-2.5 |
0.5-1 |
偏流密度(A/cm2) |
0.3-0.4 |
0.1-0.15 |
0.25-0.3 |
表2.以甲烷为碳源气体的CVD化学气相沉积法在PCB用微钻表面生长金刚石薄膜涂层的优化工艺参数
CVD工艺参数 |
形核期 |
生长期 |
生长末期 |
甲烷体积含量 |
2-2.5% |
1.5-2% |
2.6-3.2% |
甲烷与H2流量(cm3/min) |
200-220 |
180-200 |
220-240 |
加热钽丝温度(℃) |
2200-2250 |
2050-2150 |
2200-2300 |
微钻顶部表面温度(℃) |
700-800 |
800-900 |
750-850 |
钽丝与微钻顶端距离(mm) |
3-5 |
3-5 |
3-5 |
钽丝间距(mm) |
24-26 |
24-26 |
24-26 |
生长腔体内压力(Kpa) |
1.6-2.1 |
4.7-5.4 |
2.0-2.7 |
薄膜沉积生长时间/h |
0.3-0.7 |
2-4 |
0.6-1.4 |
偏流密度(A/cm2) |
0.3-0.4 |
0.1-0.15 |
0.25-0.3 |