[实用新型]铁氧体热蒸镀薄膜沉积设备

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种热蒸镀薄膜沉积设备，尤指可在较佳效率利用下提高薄膜沉积质量及降低成本的设备。

背景技术：

热蒸镀是实验室及工业界常用的真空镀膜技术，蒸发源方式主要有热蒸发、离子溅镀、电浆法等程序，将原本可能为固体或液体的金属元素转换成气体分子状态，在中高度真空的条件下，分子的平均自由路径大于真空室的垂直距离，因此分子是以垂直方向打上基板，这种镀膜的优点是薄膜沉积形式是由蒸镀参数所控制，对于分析方面会有较小的误差，且在中度以上的真空状态下，表面的杂质污染程度较小，真空蒸镀的优点有：

1、镀膜均匀：真空蒸镀是在高真空系统内，将蒸镀物质蒸发，使之冷凝在基板上的程序，因为在高真空度下(10^-3～10^-7Torr)，气体分子的平均自由路径约为10～10⁵cm，故蒸镀物质蒸发后，几乎是以直线前进的路径凝结到基板上，这可避免因与空气分子碰撞而受阻碍，形成不均匀的薄膜。

2、可减少污染物：任何不纯物的吸附，都会使得薄膜成长产生显著变化，而在高真空系统中恰可以减少不纯物质的吸附，避免空气分介入薄膜中，而形成不纯的化合物。

3、干式制程：：一般熔点低，蒸气压较高的物质，可直接利用加热的方法使之气化并凝结于基板上，而非溶液沉浸法需将欲镀物质溶于溶剂中，是一种“湿式”的制程，很难适用于真空下操作的微电子零件。

目前业界所使用的蒸镀设备1，其构造如图1所示，该系统包含腔体11，腔体11内部有基板12，主要是承载表面黏着式电源电感铁氧体磁芯或其它被镀物用，氧化铝加热器18则与基板12相连结，可将蒸镀所需温度传至基板12上，在基板的侧边装置了膜厚计16可监测薄膜沉积的厚度，且可将蒸镀制程的厚度变化记录于系统中，钨舟13装于腔体11的基座上，主要用来承载待镀元素，如：钛(Ti)、银(Ag)、镍(Ni)、锡(Sn)等元素，腔体11外部则装有用来控制腔体11温度的控制器17与热电偶温度感应器19，另外也装置了粗抽用的机械泵15及高真空度的扩散泵14。

已知的操作方式乃由机械泵15进行粗抽，待腔体11达到粗抽所需的真空度后(约0.2Torr)，则关闭机械泵15阀门，然后开启扩散泵14进行高真空排气作业达蒸镀作业所需的真空度，当腔体11稳定后即利用温度控制器17对氧化铝加热管18进行加热，基板12温度由热电偶温度感应器19将讯号传回温度控制器17中，当腔体11温度达到被镀元素气化温度时，被镀元素则从钨舟13内以垂直方向蒸发至基板12上，最后当膜厚计16侦测被镀物表面膜厚达到所设定的厚度值时，依照上述程序切换第二或第三元素，待所有元素皆依照设定的膜厚沉积在表面黏着式电源电感铁氧体磁芯后，系统即完成蒸镀作业。

而，现有表面黏着式电源电感铁氧体磁芯所使用的主原料由铁氧体粉末经过冲压成型烧结而成，随着近年来电子部品的小型化要求，电感的小型化是必需的，所以PCB基板上的附着性就显得非常重要，一般常见的表面黏着式电源电感铁氧体磁芯的电极端子的组成由内至外分别为银(Ag)、镍(Ni)、锡(Sn)层，其常见的问题有：镀膜层的剥离、电极端子焊接不良、镀膜成本高等问题，对此业界有使用溅镀装置来作改善，但由于镀膜时间长及材料成本等问题，所以，溅镀有许多在开发上的问题是无法被接受的。由于蒸镀生产成本小于溅镀，所以是今后开发的重点与方向。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种可在较佳效率利用下提高薄膜沉积质量及降低成本的铁氧体热蒸镀薄膜沉积设备。

虽然蒸镀生产成本小于溅镀，但一般的蒸镀附着力比溅镀要来的弱，所以如果没有对蒸镀特性与制程参数熟悉的情况下，是很难去实现制造成本的降低。因此，本实用新型要解决前述问题取决于下列条件的配合：

1、加热条件：表面黏着式电源电感铁氧体磁芯乃由铁氧体粉末烧结成型，其表面并不是呈现镜面的状态，所以薄膜的附着强度就会随之减弱，铁氧体磁芯的表面以溅镀方式做薄膜沉积，其镀膜表面附着力强，本新型蒸镀的操作温度达400℃以上，所以得透过提高加热温度来取得薄膜附着强度改善的条件。

2、最下层膜：铁氧体磁芯电极端子的第一层膜开始由银(Ag)、镍(Ni)材料间表面状态会影响表面附着的差异性，如果银(Ag)、镍(Ni)没有依照上述的加热条件升温，镀膜层的附着力就会脆弱，所以为了使附着度强，最下膜层就显得非常重要，钛(Ti)、锆(Zr)及其合金是最下膜层最适当的材料。