离子镀膜中的离子源介绍

　　虽然离子源的类型有很多种，但目的无非是在线清洗，改善PVD真空镀膜表面的能量分布，调制增加反应气体的能量。离子源可以大大提高膜与基体的结合强度，同时也可以提高膜本身的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。如果是电镀工具的耐磨层，厚度一般较大，膜厚均匀性不高。可以使用离子电流较大、能级较高的离子源，如霍尔离子源或阳极层离子源。

　　阳极离子源类似于霍尔离子源。在环形(矩形或圆形)窄间隙内施加强磁场，工作气体电离后在阳极的作用下向工件发射。阳极离子源可以做得很长，特别适合镀大型工件，如建筑玻璃。阳极离子源的离子电流也较大。但是离子电流发散，能级分布太宽。一般适用于大型工件、玻璃、磨损和装饰工件。然而，在先进的光学涂层中应用并不多。

　　考夫曼离子源是较早使用的离子源。属于网格离子源。首先阴极在离子源腔内产生等离子体，然后通过两三层阳极栅将离子从等离子体腔中抽出。该离子源方向性强，离子能量带宽集中，可广泛应用于真空镀膜。缺点是阴极(通常是钨丝)在反应气体中很快烧坏，离子通量有限，可能会让需要大离子通量的用户不舒服。

　　霍尔离子源是一种阳极，在强轴向磁场的作用下对过程气体进行等离子体处理。这种轴向磁场的强烈不平衡分离了气体离子并形成离子束。由于轴向磁场太强，霍尔离子源的离子束需要补充电子来中和离子电流。常见的中和源是钨丝(阴极)。霍尔离子源的特征在于：

　　1、简单耐用。

　　2、离子电流几乎与气体流量成正比，可以获得更大的离子电流。

　　3、钨丝一般穿过出口，受到离子束的冲击会很快被腐蚀，特别是对于反应性气体，通常需要十几个小时才能更换。而且钨丝也会有一定的污染。解决钨丝的缺点。有寿命长的中和剂，如小型空心阴极源。

　　霍尔离子源是应用最广泛的离子源。高级离子源，如Veece的MarkI和MarkII。适合大部分国产离子源。

　　如果镀耐磨装饰膜，膜厚较大，要求与机体结合牢固，但均匀性要求不高。霍尔离子源可用。它具有高离子电流和高离子能级。如果涂有光学薄膜，主要要求离子电流水平集中，离子电流均匀性好。所以最好使用考夫曼或射频离子源，有条件可以使用ECR(电子回旋加速器)或ICP(电感耦合)离子源。另外还要考虑耗材，比如钨丝的霍尔源，在反应气体中十个小时就会烧坏。而先进的离子源，如ICP离子源，可以在反应气体中连续工作数百小时。

　　PVD灯具的铝涂层真空镀膜。因为是金属薄膜，DC磁控溅射当然好。速度快。中频适合镀复合膜。如果选择离子源，霍尔离子源就足够了。但是要注意灯具的大小。一般霍尔离子源为圆形，离子源覆盖面积有限。你必须用离子束覆盖所有工件。如果普通霍尔离子源太小，可以考虑阳极层离子源。离子源难以发光的一个原因是磁场太弱，无法激发等离子体。虽然离子源种类很多，但基本上是先产生等离子体，然后从等离子体中提取气体离子，加速成离子束，以便后期注入电子，根据需要中和离子流。