【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鋁基板制作領域，具體涉及一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法。
技術介紹
1、鋁基板包括金屬基層、絕緣層和導電層，雖然金屬基層具有良好的導熱性能，但是在金屬基層與導電層之間還設置有導熱性能相對差的絕緣層，為了滿足對鋁基板日益增加的高的要求，因此需要一種提高整體導熱性能的鋁基板。
2、氮化鋁具有熱導率高、電阻率高、擊穿場強大、介電系數小、熱膨脹系數低等特點，氮化鋁薄膜具有一系列獨特的優良物理化學性質，在電學、光學、聲學和力學等方面有廣闊的應用前景。
3、雖然直流磁控反應濺射方法已經被應用于氮化鋁薄膜的沉積，但是對于沉積的控制方法卻沒有實現速率和形態的選擇控制，更沒有能夠實現在一整塊沉積后的板材上選擇高質量要求的板材。
技術實現思路
1、鑒于上述背景，本專利技術的目的是提供一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，以解決現有技術中的問題。
2、本專利技術的具體方案如下：
3、一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，在所述方法中所述沉積法選擇直流磁控反應濺射方法，
4、在所述直流磁控反應濺射方法中，
5、靶材選擇純度為99.999％的鋁板，其厚度為2.0mm，將靶材線切割成直徑為100mm的圓形，
6、基材選擇純度為99.999％的鋁板，其厚度、尺寸根據生產制作要求選擇，將基材表面拋光至鏡面，再放入丙酮溶液中超聲清洗10min，最后放入乙醇溶液中超聲清洗1
7、選擇純度為99.999％的氬氣ar，純度為99.999％的氮氣n2，在鍍膜前，先用擋板進行遮擋，用氬氣ar對靶材進行預濺射15min；氬氣ar和氮氣n2以氣體流量計以動態比例導入濺射室，再次預濺射30min，待電壓和電流穩定后再移開擋板開始濺射，濺射時間為2h。
8、進一步地，
9、所述動態比例為3：2—4：3之間，所述氬氣ar的流量為12.0-16.0cm3/min，所述氮氣n2的流量為8.0-12.0cm3/min，濺射氣壓pa為0.3-1.0pa，靶基距d為3-7cm，濺射功率ps為100-200w，基材的溫度t為50-300℃。
10、進一步地，
11、所述方法還包括基于多源數據融合的濺射控制方法，所述多源數據融合的濺射控制方法根據濺射中采集的靶基距d、濺射功率ps、基材溫度t、濺射氣壓pa對氮化鋁薄膜生成速率和薄膜表面形態的影響擬合出速率影響因子φv和表面形態影響因子φs，
12、
13、其中，λ1為縮放系數，k1為靶基距d對沉積速率的影響系數，k2為濺射功率ps對沉積速率的影響系數，速率影響因子越大則表示對氮化鋁薄膜生成的速率影響大，反之，影響??；
14、
15、其中，λ2為縮放系數，k3為靶基距d對表面形態的影響系數，δd為靶基距d影響的臨界數值，k4為濺射功率ps對表面形態的影響系數，δps為濺射功率ps影響的臨界數值，表面形態影響因子越大則表示對粗糙度的影響越大，即越粗糙；反之，影響小，則越平滑。
16、進一步地，
17、采用sem獲取氮化鋁薄膜表面的圖像，將圖像分割成面積相等的m個區域，在對sem圖像進行分割時在確保面積相等的前提下，優先將相同表面形態的圖像區域分割到同一個區域之內，被分割的每個區域的內部均是相互連通的；
18、根據分割后的不同區域的表面形態的，在對整體的表面進行分析生成表面形態影響因子φs的基礎上，分別針對m個不同區域生成m個表面形態影響因子，分別記為φ1、φ2、……φm，
19、
20、i＝1、2、……m
21、其中，γi為調整系數，δφ為調整的差值；
22、根據m個表面形態影響因子，將分割的m個區域按粗糙度進行分級，分級結果為后續鋁基板用于不同要求時提供裁剪方式的參考。
23、進一步地，
24、采用表面形貌測量系統獲取氮化鋁薄膜的厚度，將氮化鋁薄膜的表面分割成面積相等的m個區域，在確保面積相等的前提下，優先將厚度相等的氮化鋁薄膜分割到同一個區域之內，被分割的每個區域的內部均是相互連通的；
25、獲取氮化鋁薄膜總的厚度差值δdm，分割后的面積為stotal為氮化鋁薄膜總的面積；
26、優先將厚度差值小于δd＝δd'的區域進行劃分，計算未劃分的區域的個數n，同時判斷是否有面積小于sseg的區域被已劃分的區域獨立隔開；若無，則將厚度差值小于δd＝δd'+δd”的區域進行劃分，δd”要求為僅使得未劃分的區域個數減少一個；若有，則重新劃分，使得不存在面積小于sseg的區域被已劃分的區域獨立隔開，或按厚度差值小于δd＝δd'+δd”進行劃分；重復上述步驟，δd的增加為δd”'……δd”″”'，指導區域被分割成個連續的區域，區域劃分結果為后續鋁基板用于不同要求時提供裁剪方式的參考。
27、進一步地，
28、采用表面形貌測量系統獲取氮化鋁薄膜的厚度，將氮化鋁薄膜的表面分割成面積相等的λm個區域，計算各個被分割區域內的厚度差值δdm，當δdm≥δdn時，其中δdn為差值閾值，則認為該區域沉積不合格，獲取沉積合格的區域，并判斷沉積合格區域的面積是否大于等于設計要求的最小面積sn；若大于，則表示存在沉積合格的區域；若小于，則表示不存在沉積合格的區域，需要在后續的沉積步驟中調整各個沉積的參數。
29、進一步地，
30、計算根據表面形態影響因子劃分的m個區域與根據氮化鋁薄膜的厚度差值劃分的m個區域的重合度，優先選擇重合的最高的區域作為最優分割區域。
31、進一步地，
32、計算根據表面形態影響因子劃分的m個區域與沉積合格區域的重合度，優先選擇重合的最高的區域作為最優分割區域。
33、進一步地，
34、考慮到氮化鋁薄膜的生成速率和表面形態對氮化鋁薄膜性能的影響，在所述多源數據融合的濺射控制方法中引入電性能影響因子，所述電性能影響因子分別為η1、η2、η3；
35、影響因子η1為氮氣濃度對氮化鋁薄膜電性能的影響，k5為影響系數；
36、影響因子η2為濺射氣壓對氮化鋁薄膜電性能的影響，k6為影響系數；
37、影響因子η3為基材溫度對氮化鋁薄膜電性能的影響，k7、k8為影響系數；
38、進一步地，
39、融合電性能影響因子η1、η2、η3，總影響因子η＝ω11η1+ω2η2+ω3η3，ω1、ω2、ω3為各因子的融合系數。
40、本專利技術的有益效果為：
41、1、本專利技術采用直流磁控反應濺射方法，通過濺射方法中的參數的控制實現沉積一層高導熱性的氮化鋁薄膜。
42、2、本專利技術通過速率影響因子和表面形態影響因子，實現對薄膜生成速率的控制，以及實現對表面形態的控制。
43、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：在所述方法中所述沉積法選擇直流磁控反應濺射方法，
2.根據權利要求1所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：所述動態比例為3：2—4：3之間，所述氬氣Ar的流量為12.0-16.0cm3/min，所述氮氣N2的流量為8.0-12.0cm3/min，濺射氣壓Pa為0.3-1.0Pa，靶基距d為3-7cm，濺射功率ps為100-200W，基材的溫度T為50-300℃。
3.根據權利要求2所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：所述方法還包括基于多源數據融合的濺射控制方法，所述多源數據融合的濺射控制方法根據濺射中采集的靶基距d、濺射功率ps、基材溫度T、濺射氣壓Pa對氮化鋁薄膜生成速率和薄膜表面形態的影響擬合出速率影響因子φv和表面形態影響因子φs，
4.根據權利要求3所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：采用SEM獲取氮化鋁薄膜表面的圖像，將圖像分割成面積相等的m個區域，在對SEM圖像進行分
5.根據權利要求4所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：采用表面形貌測量系統獲取氮化鋁薄膜的厚度，將氮化鋁薄膜的表面分割成面積相等的m個區域，在確保面積相等的前提下，優先將厚度相等的氮化鋁薄膜分割到同一個區域之內，被分割的每個區域的內部均是相互連通的；
6.根據權利要求4所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：
7.根據權利要求5所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：
8.根據權利要求6所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：
9.根據權利要求8或7所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：考慮到氮化鋁薄膜的生成速率和表面形態對氮化鋁薄膜性能的影響，在所述多源數據融合的濺射控制方法中引入電性能影響因子，所述電性能影響因子分別為η1、η2、η3；
10.根據權利要求9所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：融合電性能影響因子η1、η2、η3，總影響因子η＝ω1η1+ω2η2+ω3η3，ω1、ω2、ω3為各因子的融合系數。
...【技術特征摘要】
1.一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：在所述方法中所述沉積法選擇直流磁控反應濺射方法，
2.根據權利要求1所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：所述動態比例為3：2—4：3之間，所述氬氣ar的流量為12.0-16.0cm3/min，所述氮氣n2的流量為8.0-12.0cm3/min，濺射氣壓pa為0.3-1.0pa，靶基距d為3-7cm，濺射功率ps為100-200w，基材的溫度t為50-300℃。
3.根據權利要求2所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：所述方法還包括基于多源數據融合的濺射控制方法，所述多源數據融合的濺射控制方法根據濺射中采集的靶基距d、濺射功率ps、基材溫度t、濺射氣壓pa對氮化鋁薄膜生成速率和薄膜表面形態的影響擬合出速率影響因子φv和表面形態影響因子φs，
4.根據權利要求3所述的一種通過沉積法在鋁基板表面制作提高導熱性薄膜的方法，其特征在于：采用sem獲取氮化鋁薄膜表面的圖像，將圖像分割成面積相等的m個區域，在對sem圖像進行分割時在確保面積相等的前提下，優先將相同表面形態的圖像區域分割到同一個區域之內，被分割的每個區域的內部均是...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王發生，蔣理國，黃永強，黃雅美，曾瑋，王清輝，
申請(專利權)人：星河電路福建有限公司，
類型：發明
國別省市：
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