【Case Study / 案例分享】SD-650MH系列高真空磁控溅射镀膜仪 制备 聚酰亚胺薄膜 测试分析

聚酰亚胺（Polyimide，简称PI）是一种因其优异耐热、电绝缘等性能而广泛应用于电子器件和航天领域的高分子材料。如何在实验室中制备均匀可控的超薄PI膜一直是材料科学领域的挑战。传统湿法涂覆往往厚度较大且难以精准控制，而等离子体聚合方法稳定性不足，难以制备高重现性的纳米级薄膜。磁控溅射作为一种成熟的物理气相沉积技术，以其过程稳定、可重复、厚度可控（可精确到纳米级）、薄膜均匀等优势在金属及无机薄膜制备中应用广泛。

能否利用磁控溅射技术来沉积聚酰亚胺这类有机高分子薄膜？结合VPI的研发团队的一次内部测试案例，从五个方面详细分析650MH系列高真空磁控溅射镀膜仪在聚酰亚胺靶材溅射制膜中的表现。通过分析与科普讲解，我们将展示该设备在低功率起辉、高真空稳定性和膜厚精确控制等方面的突出优势，以及其对敏感靶材的适应能力和便捷的操作体验。

溅射功率设置对膜厚速率的影响

溅射功率是影响薄膜沉积速率和质量的关键参数。本测试中，针对不同功率条件下的膜厚生长速率进行了测定和比较。实验采用射频磁控溅射方式（因PI为电绝缘材料，需RF电源），以高纯氩气为工作气体。

低功率起始与等离子体维持：SD-650MH溅射仪具有出色的低功率起辉能力。在约2–5 Pa的氩气环境下，仅施加1 W功率就成功点燃了等离子体，产生了微弱但可见的辉光放电。这种辉光呈昏暗的白色，夹带一丝淡粉红色调（典型氩等离子体常呈粉紫色），表明即使在极低功率下设备也能引导气体放电并维持等离子体。这一能力至关重要：低功率起辉减少了初始阶段对靶材的热冲击和溅射“冲击”，为后续稳定溅射打下基础。

中高功率下的沉积速率：随着功率提升，膜厚沉积速率总体上升。实验分别在不同功率下记录了镀膜速率：当功率从20 W逐步升至30 W时，即使尚未针对PI材料校准膜厚传感器的前提下，监控到的沉积速率从约0.03–0.04 Å/s提高到0.05–0.06 Å/s（这里1 Å/s=0.1 nm/s）。这一结果显示功率与沉积速率呈近似线性关系，功率每增加5 W，速率大致增加0.01–0.02 Å/s。尽管数据存在一定波动，但总体趋势明确：更高的溅射功率带来更快的沉积。

在过低功率范围（例如5–15 W）时，厚度监控仪读数极不稳定，几乎无法测得准确速率。只有当功率提高到一定阈值（约20