中频交流脉冲磁控溅射电源原理及其作用

直流磁控溅射电源工作于高频变换模式，直流输出，电源电流调整通过改变高频变换的脉冲宽度来实现。电源具有良好的负

载特性，性价比高，适用于金属及反应膜层环境使用。

晶体管开关电源即脉冲电源阶段脉冲电镀电源是当今最为先进的电镀电源，它的出现是电镀电源的一次革命。这种电源具有体积小、效率高、性能优越、纹波系数稳定．而且不易受输出电流影响等特点。脉冲电镀电源是发展的方向，现已开始在企业中使用。

脉冲电源分为数字脉冲电源和模拟脉冲电源。所谓数字脉冲电源，是采用微处理器及数字电路对脉冲电源中的直流斩波进行控制，并实现数字显示与数字调节的电源。它是当今最为先进的电镀电源．由于与计算机技术相结合，使其控制更加方便和灵活。目前是电镀电源发展的方向。数字脉冲电源的原理示意图如图2所示。

与传统的模拟脉冲电源相比．数字脉冲电源具有如下优点：

(1) 驱动波形规整，极大地改善了斩波后的输出波形，对提高电镀质量十分有利；

(2) 采用数字调控，直观简单；

(3) 波形调节范围宽，调节步进可以至0．1 ms；

(4) 温度漂移系数小，能长期稳定连续运行。

在目前的应用中．普遍采用大功率开关管IGBT对直流电源进行斩波，达到脉冲输出的目的。数字控制器发出的方波驱动信号控制IGBT的通断。改变数字控制器的信号，可以实现对输出脉宽及频率的可调。

数字脉冲电镀实质上是一种通、断直流电镀。所不同的是数字脉冲电镀有三个独立的参数(脉冲平均电流密度I、导通时间及关断时间BED Equation．DSMT4)可调；而一般直流电镀只有一个参数(电流或电压)可调。因此，采用数字脉冲电镀就为槽外控制镀层提供了有力的手段。大量的实践证实，数字脉冲电镀是一项既能提高镀层质量，又能提高沉积速率的经济效益很高的电镀新技术。

频率越低，峰值电流越大，即在脉冲宽度的时间内．就会使靠近阴极处的金属离子急剧减少。由于在较短的时间内，基质金属的沉积速度较快，输送到阴极并嵌入镀层中的速度赶不上基质金属的沉积速度。因此，为了提高镀层质量和效率，可以根据不同的镀层金属溶液，对脉冲电源的频率和脉宽进行适当调整。实现对峰值电流的改变。

国内外电镀工作者大量的实践证实，数字脉冲电镀是一项既能提高镀层质量，又能提高沉积速率的电镀新技术。智能化脉冲电源是改善电镀工艺的较好途径。只要根据不同的镀层金属溶液要求，设置相应的参数如脉宽、频率、温度等，智能化脉冲电源就能自动完成对工件的电镀加工 。

脉冲电镀能改善镀层均匀度。贵金属电镀时常常有最低厚度要求或抗蚀力指标。这时，镀层均匀度好，达到相同的最低厚度时要镀的平均厚度就小，就可以节约贵金属。同样，由于脉冲电镀可以改善镀层均匀度、降低镀层孔隙率。这样，达到同样的抗蚀力指标时要镀的平均厚度就小，也可以节约贵金属。由于贵金属价值高，节约贵金属得到的效益就能抵消购买昂贵的脉冲电源的费用，甚至还有效益。贵金属电镀时用的电源也比较小，价格更容易为人们接受，就更有利于推广。反过来，这又促进了贵金属脉冲电镀的研究。相反，镀锌用脉冲电源，设备投资何时能收回就很成问题。

所以，脉冲电镀在镀贵金属时使用得多。